關于通信類專業實驗教學的研究

李愛濤，孫桂萍，徐 俊

(青島農業大學理學與信息科學學院，山東青島266109)

為了提高我校通信類專業的實驗教學水平，我們進行了一系列研究探討，本文將對這方面取得的成果一介紹。

1 實驗教學存在的問題

通信類專業是我校的新設置專業，實驗教學水平有限。在教學內容、教學方法和手段以及實驗儀器和設備的配置等方面，都存在著一些急待解決的問題:①設計性和綜合性實驗較少;②學生只能按著規定的要求完成實驗;③實驗教學沒有獨立的考核制度;④實驗室按專業課程分為若干實驗室，不能將這些課程之間的關聯性體現在實驗過程中，更無法實現綜合性實驗項目［1];

2 實驗教學培養方案

我們重新設置了通信類專業實驗教學培養方案，將實驗分成三部分;課程內實驗、綜合實驗和學生自主設計實驗。

1)課程內實驗

這種實驗主要是設計一些與本門課程的理論知識相匹配的驗證性實驗，如“通信原理”課程中振幅調制(AM)和頻率調制(FM)的實現原理和波形對比，“程控交換原理”課程中的用戶電路的功能實現和信令信號的產生和觀測。

2)綜合實驗模塊

(1)信息采集和處理模塊—其實驗內容包括在通信系統的發送端如何采集信號源發出的圖像、聲音、文字和視頻等信息，在接收端如何接收從各種信道上傳輸過來的電磁波、光信號和電信號等信號;并將采集到的信號轉換為合適的電信號;并對此電信號進行去噪和放大等處理。

(2)信息調制和解調模塊—其設計思路主要是對同一個信號采用各種調制解調技術進行處理，使學生可以從頻譜利用率、誤碼率、對信道特性變化的敏感度和實現的難易程度等各個方面更好地理解和掌握各種調制解調技術。比如在“移動通信”課程中介紹了FSK、MSK和GMSK等幾種頻率調制技術，學生可以通過實驗將同一個信號進行以上幾種調制，分析其主要技術指標，得到適用于移動通信對調制技術。

(3)信息的傳輸模塊—實驗主要是從兩方面進行對比:一是經過同一種信道編碼的信號使用各種信道傳輸;二是經過各種信道編碼的信號使用同一種信道傳輸。通過對傳信率、編譯碼難易程度和誤碼率等指標的分析，使學生進一步掌握各種信道編譯碼技術的特性。

(4)信息的交換模塊—實驗主要是使用電路交換、分組交換、ATM交換和IP交換等各種交換技術來交換信息，并從電路利用率、帶寬的分配、傳送質量、可靠性和實時性等方面進行觀測和分析。此外，還包括交換機的數據配置，結合用戶需求有效地建立各種中繼等實驗。

(5)系統聯調實驗模塊—通過以上幾個模塊的實驗，學生對給定的通信系統采用何種信息采集方法、調制解調技術、信道編碼技術和交換技術有了較為系統的認知。在此基礎上，學生有能力將各個部分整合在一起實現系統聯調實驗。甚至可以組建移動通信網、電話通信網等各種小型的通信網絡。我們可根據基帶信號的形式、高頻載波的頻率、調制方式的選取和接收發射天線的的設計以及接收方式的選擇組建成不同的無線電通信系統。本部分實驗可以使學生從組網高度上更加直觀和深刻地認識通信系統。

3)自主設計實驗

這種實驗根據每個學生的學習能力和興趣開設的以選修為形式的實驗。這部分實驗從實驗內容的選定到實驗方案的設計，再到實驗方案的可行性論證及實施，以及實驗結果的分析，全部由學生自主完成。

3 實驗教學方法改革

1)教學模式改革

實驗模式轉變為以學生為主體，教師為輔導的教學模式［2]。采用啟發式教學，讓學生直接主動地參與到實驗方案制定、實驗步驟設計和實驗準備的工作中。

2)虛擬設備和仿真軟件結合

我們在計算機上安裝相應的虛擬設備軟件，就可以實現設備的功能。例如利用Matlab等仿真軟件，可以對通信系統進行仿真實驗。像前面所介紹的系統聯調實驗—無線電通信系統，如果用硬件來實現的話，除了完成系統的設計需要購置各種電子元器件進行試驗。如果改用Matlb進行仿真，就可以通過修改程序來完善設計，實現多種通信系統。

3)實驗考核標準改革

我們特制定了一套相對完善的實驗考核標準。課程內實驗成績占總成績的10%，其中實驗實施和實驗報告各占實驗成績的50%。綜合實驗是考核由五部分組成:10%考勤、10%實驗準備、30%實驗實施、30%實驗結果分析及20%的實驗報告。自主設計實驗考核也下五部分組成:10%考勤，40%實驗設計，30%實驗實施，10%實驗結果分析和10%實驗報告。

4 結語

我校通信類專業三步實驗教學方案正在逐步實施，教學方法改革正在積極推行，實驗教學考核標準也正在配合使用。這些措施給學生帶來了較大的學習壓力，而其實踐能力和設計能力卻有了較大提高。

［1] 黃紅兵、侯利娟.高校通信工程專業實驗教學模式的研究.秦皇島:教學研究.2006(4)

［2] 宋依青、朱宇光、徐強.通信專業實驗教學改革與實驗室建設的新思路［J] .常州:常州工學院學報.2007(4)

［3] 梅艷、黃德昌.Matlab在通信工程專業中的應用.合肥:科技文匯.2009(16)