獨立學院《通信原理》課程教學方法探索

劉琨

（北京師范大學珠海分校信息技術學院，廣東珠海519085）

獨立學院介于研究型大學和高職高專之間，是應用型大學的一個典型，其辦學層次和學生生源決定了人才培養目標主要定位于本科應用復合型專業人才[1]。教學目標要緊跟市場需求，加強實踐動手能力的培養。同時，由于獨立學院在創建之初多半借用本部實驗室資源，自己建設實驗室較少，隨著辦學規模擴大和學生數量的增多，實驗室資源短缺成為一個普遍事實。如何解決這一矛盾，也為《通信原理》課程提出了棘手的課題[2]。

1 通信原理課程特點

《通信原理》課程是電子和通信相關專業一門重要的專業基礎課，具有相當大的難度和理論深度。而獨立學院學生基礎普遍較為薄弱，數序功底和自學能力較差。如果過多強調數學推導和單純理論分析，無疑將使學生產生畏難心理，難以激發學生的學習興趣[3]。

如今的通信發展，已經是數字通信的天下，新的通信技術層出不窮。因此，在有限的學時條件下對教學內容進行取舍并跟上通信技術發展的步伐，是不可回避的現實問題。

《通信原理》課程實驗項目大多是驗證性的，實驗項目有限，如果需要增加新的實驗內容，需要改進硬件設備或重新購買，成本比較大[4]。

根據獨立院校的學生特點和通信原理課程的特點，在教學方法上加以改進，分下面幾方面加以討論。

2 教學方法的改進

2.1 教學內容選取

在課程的內容上，將目前相對來說使用較少的模擬通信的介紹篇幅盡可能縮減，著重介紹數字通信系統原理。增加數字通信系統中常用的芯片介紹，讓學生能將理論和實際應用結合，更加靈活的理解理論的內涵。

針對《通信原理》課程理論艱深，將隨機信號和隨機過程部分加以簡化，只在后續內容需要用到相關知識時，適當地補充不作深入探討，降低課程的理論難度。將復雜理論推導簡化，著重結論介紹和結論運用。使基礎薄弱的學生不用糾纏復雜的數學推導過程，而把精力集中在通信系統原理理解和運用上，降低了學生對課程學習的懼怕心理。

2.2 授課方式的多樣化

充分利用共享的課程資源，特別是精品課程網站的優秀課程資源，豐富知識傳授的手段。例如：對PCM原理和數字調制的各種方法用Flash動態演示實現過程，利于學生更加容易理解這些抽象的通信處理過程，達到了良好的教學效果。

教師對于在深入理解課程的同時，注意和學生的互動式教學。將提問和知識的講解交替貫穿在整個課堂中，引導學生主動思考[5]。

2.3 仿真實驗在通信原理課程中的應用

對于新興的獨立學院來說，配備大量硬件實驗設備在資金上有一定困難。近年來，系統仿真分析軟件工具的廣泛運用，為解決這一矛盾創造了良好的機會[6]。

基于SystemView的通信原理仿真實驗包括：PCM編解碼系統、數字基帶傳輸系統的碼間干擾和眼圖觀測、數字頻帶傳輸系統設計與分析等。學生還可以根據自己的興趣，設計其他的通信系統，如：藍牙系統、CDMA系統等。

下面以低通信號的抽樣定理觀測實驗為例，說明SystemView對本課程的補充和促進作用。低通信號抽樣示意圖如圖1所示。仿真圖如圖2所示。

圖1 抽樣示意圖Fig.1 Sampling diagram

圖2 信號的取樣與恢復仿真圖Fig.2 Simulation diagram of signal sampling and restoration

功能模塊Token0：信號源發生器，產生頻率為100 Hz正弦波。Token3：信號源發生器，產生抽樣脈沖。選取不同的抽樣頻率，觀察信號不同的恢復情況。信號通過Token1低通濾波器和Token8放大器，在Token2乘法器中完成抽樣過程。再通過Token4低通濾波器還原，在Token5接收器得到恢復后的信號。

如果Token3的頻率取50 Hz，恢復信號的波形圖如圖3所示。

圖3 抽樣頻率50 Hz的恢復信號波形Fig.3 Recovery signal waveform with sampling frequency 50 Hz

圖3上半幅圖為恢復信號波形，下半幅圖為信號源波形。恢復信號波由于為抽樣頻率＜2倍的低通信號帶寬，有所失真。

如果Token3的頻率取200 Hz，得到恢復信號的波形圖如圖4所示。

圖4 抽樣頻率200 Hz的恢復信號波形Fig.4 Recovery signal waveform with sampling frequency 200 Hz

如圖4所示，可以看出由于抽樣頻率=2倍的低通信號帶寬，而沒有失真。

如果Token3的頻率取500 Hz，得到恢復信號的波形圖，由于抽樣頻率＞2倍的低通信號帶寬，也沒有失真。

從仿真結果可以看出SystemView不但可以對實驗結果顯示和分析，還可以對任何感興趣的模塊進行觀察和分析，加深了學生對低通信號抽樣定理的理解和掌握。還可以引導學生主動學習，對實驗進行改進，激發學生的創新意識。

3 結論

通過對課程內容的精心選取、教學方法的多樣性運用和仿真實驗輔助，解決了獨立學院《通信原理》課堂教學的局限，提高學生的學習興趣，促進了對學生的系統分析和設計能力的培養。

[1] 粟向軍，劉翔.新興本科院校通信原理課程多維教學體系的建構[J].中國科教創新導刊，2011（5）:36-37.SU Xiang-jun，LIU Xiang.The construction of the multidimensional teaching system of communication principle course in emerging undergraduate colleges[J].China Education Innovation Herald，2011（5）:36-37.

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[4] 趙金憲，江曉林.電氣信息類專業《通信原理》實驗與實踐教學的研究[J].電氣電子教學學報，2010（S1）:111-112，115.ZHAO Jin-xian，JIANG Xiao-lin.The study of the experimental and practical teaching of"communication principle"in electrical information major[J].Journal of Electrical&Electronic Education，2010（S1）:111-112，115.

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