《通信原理》在計算機專業中的教學探索

劉曉蘭 趙生慧 劉進軍

（滁州學院計算機與信息工程學院，安徽 滁州 239000）

《通信原理》在計算機專業中的教學探索

劉曉蘭 趙生慧 劉進軍

（滁州學院計算機與信息工程學院，安徽 滁州 239000）

針對計算機專業學生在“通信原理”課程學習過程中存在的問題，結合“通信原理”課程教學實踐，論文從該課程理論教學、實驗教學、考核方式、課程網站四個方面出發提出了“通信原理”課程的改革措施，為計算機專業的學生量身定做課程學習方法。

計算機專業；“通信原理”課程；教學探索

“通信原理”是通信專業人才區別于其它信息類專業人員的重要知識結構，是每個優秀的通信專業人員必修的一門核心專業基礎課程[1]。隨著通信技術和計算機技術的不斷交叉融合，相互之間的界限變得越來越模糊，為適應信息技術發展的需要，很多高校的計算機專業也將“通信原理”作為一門重要的專業課來開設。

作者所在計算機與信息工程學院，所設專業的兩個選修方向——無線傳感器網絡及網絡系統集成均以通信技術為基礎。無線傳感器網絡方向的學生通過學習通信原理技術，可以適應信息技術的發展需要，并具備無線傳感網應用系統的開發和實踐能力；網絡系統集成方向培養學生具備網絡互聯、優化及編程等能力，而《通信原理》課程可以使學生掌握通信子網的基本工作原理，從而進一步增強對計算機網絡通信的理解。因此“通信原理”課程在專業教學中有著重要作用。

由于該課程具有理論性強、內容豐富、概念抽象、公式多、原理復雜等特點[2]，使得教學中存在內容枯燥、理論知識難以理解、實踐與理論相脫節等問題，從而導致學生缺乏學習興趣，在課堂學習中互動性不足、學習效果較差。本文以計算機專業“通信原理”教學實踐為基礎，從“通信原理”課程的理論教學、實踐教學、考核方式、網絡教學平臺建設四個方面出發，對計算機專業學生學習該課程的教學方法和手段進行了實質性的探索，針對性地改進計算機專業中“通信原理”課程的教學方法[3]，提高學生的學習興趣和主動性。

1 理論教學

1.1 教材選擇

目前通信技術發展比較迅速，《通信原理》教材的選擇應注重權威性和時效性的結合[4]。不僅如此，由于應用型本科院校主要以“應用”為目標、側重于對學生基礎性、實踐性的培養，因此在該教材的選擇上還應注意基礎與實踐相結合。鑒于西方通信技術發展比較成熟，教材更新比較迅速，所以選取西方教材作為參考，譬如《Communication System》(4th Edition,作者:Simon Haykin)等，國內的以西安電子科技大學樊昌信教授的 “通信原理”(國防工業出版社出版)最為經典，但這本書主要針對通信專業的學生，通過斟酌比對，本院選取了清華大學曹志剛編寫的《現代通信原理》教程，這本教材的特點是：內容淺顯易懂，濾去了一些復雜的、抽象的概念，即使沒有先修課程背景的計算機專業學生也比較容易接受。

1.2 內容安排

由于本院計算機專業的“通信原理”課程理論課時較少，內容安排比較緊張，在有限的時間內對本書的所有知識點進行全面講解并不現實，因此對于教學內容進行合理的篩選就顯得尤其重要。“通信原理”課程的主要內容包括兩大部分：模擬通信和數字通信。由于數字通信技術的發展和廣泛應用，新的數字技術不斷涌現，所以調整了授課方向，重點介紹數字通信技術[5]。另外“計算機網絡”作為計算機專業的核心專業課，涉及到的差錯控制、多路復用等技術是以“通信原理”課程內容為支撐，合理利用“通信原理”課程內容作為跳板，過渡到對“計算機網絡”課程知識的介紹，對于計算機專業的學生來說更容易融會貫通，同時通過對“計算機網絡”的網絡七層協議內容介紹，引出“通信原理”課程，可以讓同學們輕松地了解“通信原理”課程在計算機專業中的作用。在授課過程中還要將現今通信發展的最新技術與所講授的內容聯系起來，增加同學們學習的興趣。例如，物聯網工程作為新興專業，涉及到的關鍵技術TCP/IP、3G、蜂窩網絡、Zigbee技術等都屬于通信技術的范疇，因此“通信原理”作為該專業建設開設的主干課程，圖1是物聯網專業所設課程體系。

圖1 物聯網課程體系

1.3 教學手段

課程采用多種技術手段相結合的方式，如多媒體課件、MATLAB/SIMULINK通信仿真等技術，與傳統教學手段板書教學相比，這樣可以加大課程的信息量，并以形象化的方式幫助學生更好地掌握理論知識。例如在對模擬信號轉化為數字信號進行抽樣分析時,一方面可以理論推導或者框圖演示,證明模擬信號抽樣的過程；另一方面通過SIMULINK仿真平臺快速仿真，分析抽樣之后的信號與原信號的區別。如圖2所示。

圖2 模擬信號抽樣前后的仿真圖

圖2模擬信號抽樣前后的波形狀態都是用離散的線型來表示的，差別僅在于波形顯示的疏密程度，未抽樣的原信號（左圖）線型比較密集，而在同等條件參數設置下，經過抽樣之后的信號（右圖）線型比較稀疏，不過兩種信號仍然屬于模擬信號的范疇。

1.4 教學方法

在教學過程中，通常會采用多種教學方法，以提高學習興趣。在“通信原理”課程教學中，主要采用了以下方法：

引導式/情感式教學。在課堂上適當的談論一些與同學們密切相關的問題，例如，本課程在就業、讀研中將要起到的作用，以對課程進行不同方向的引導，引起學生重視；另外還可以增加一些感情成分，比如鼓勵，關心愛護，溝通交流等，讓同學們感受到教師的真誠與關心。

參與式教學。本院“通信原理”是近幾年開設的課程，課程建設過程中涉及到課程網站建設、實驗平臺搭建以及理論/實驗方案修訂等工作，在課堂教學中可圍繞著上述主題展開討論，讓學生參入其中，這樣不僅可以激發他們的學習熱情，還可以讓他們更加扎實地掌握課程學習的知識。案例式教學。案例教學法是以案例為素材,在教師指導下,運用多種方式啟發學生獨立思考,對案例提供的客觀事實和問題進行分析、研究,從而做出判斷和決策的一種理論聯系實際的教學方法，例如在對通信技術章節進行講解時，以CDMA移動通信網為例，引導同學們對其使用的技術進行分析與思考，從而引出對擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率復用等幾種通信技術的介紹。

雙語教學。許多計算機、電子等學科的最新技術成果首先采用英語編寫教材，引導學生閱讀英文資料，既讓他們感受到信息技術的最新發展，又可以為他們日后走向國際信息領域創造條件[6]。目前國內已經有此實例，南京郵電大學通信與信息工程學院,已開設“通信原理”雙語教學。

2 實踐教學

目前社會發展越來越重視對人才的需求，最受歡迎的是那些實踐能力強的人才，因此作為應用型本科學校的重要任務是加強對學生的實踐能力培養，針對“通信原理”課程，將實踐能力培養分為實驗教學與課程設計兩個環節。

2.1 實驗教學

在實驗教學中，傳統的實驗方法是驗證型居多，也是實驗教學的重要組成部分。但在教學中發現驗證型實驗具有一定的缺陷，學生按實驗步驟操作，不愿思考其原理和擴展內容。為改變此現狀，在實驗中減少驗證性實驗，增加設計性和綜合性實驗部分內容,實踐證明同學們的動手操作能力與實踐創新能力明顯提高。表1為本院的“通信原理”實驗項目。

表1 通信原理實驗項目

2.2 課程設計

“通信原理”課程的有些內容很難利用實驗室設備來設計完成，為了讓同學們進一步熟悉“通信原理”的基本理論知識，本院開設了“通信原理”課程設計。此設計主要是以小組為單位，通過小組成員之間分工協作的方式，合作完成選取的題目。

在課程設計題目的選取上，主要是采用一些實踐性強的、體現課程重點的問題，譬如隨機信號產生模型、信道建模與編碼、調制與解調、基帶信號的數字傳輸等[7-8]。課程設計提交的報告要求以規范的書面形式書寫，內容主要包括摘要、選題目的、設計的理論依據、仿真的結果分析等。通過課程設計，可培養學生的表達技能和寫作技能，逐步具備寫作畢業設計和有關科技文檔的能力。

3 考核與評價

目前本院“通信原理”課程考核成績由三部分組成：平時成績、實踐成績、期末理論考試成績，平時與實踐成績共占40%，理論考試占60%。這樣的考核方式不能體現教學的過程化，為了對學生進行較全面的考核，以體現學生在本門課程中的所有表現，對該課程的考核方式進行了改進，改進措施如圖3所示。

圖3 “通信原理”課程考核方式

“通信原理”課程考核方式的改革，取代了傳統的考核方式，添加了一些新的實踐創新部分的元素，達到了全面考核學生能力的目的。

4 網絡教學平臺

圖4 課程網站框架圖

目前大學教師與學生缺乏交流溝通的現象普遍存在，這極大地影響了同學們學習的熱情與積極性。針對此種現象，在我校Blackboard網絡平臺建立了“通信原理”課程網站，主要目標是提供教學資料、課后作業以及師生交流等，圖4是課程網站結構圖。

“通信原理”課程網站總體構架分為教師和學生兩個子系統，教師子系統完成教學和學生信息收集、網站管理功能以及信息資料的上傳，學生子系統完成學習、考試、交流等功能。學生在課程網站討論板中將課堂上有疑問的地方表達出來，任課教師進行及時答疑，以彌補課堂教學中交流時間的不足。另外，教師也可以將同學中反映的共性問題、重要知識點或注意事項，在討論板中發布，加強與學生的交流。通過學生與教師的交流互動，便于任課教師及時調整教學進度和教學方法。通過課程資料的不斷充實，學生可以在課堂外學習鞏固課堂知識，通過討論板，互相學習交流，增強了學生學習的積極性與主動性。

5 結束語

本文主要從理論教學、實踐教學、考核方式、課程網站四個方面對通信原理課程進行了全面的改革與探索，實踐證明這些改進措施激發了學生的學習興趣，提高了學生的實踐動手能力，以較全面的考核方式測試了學生的能力。同時課程網站的使用促進了教師與學生之間的互動，增強了學生的學習主動性。通過對“通信原理”課程的教學改進，能夠進一步促進專業建設，以實現專業人才培養目標。

[1]楊桂芹.“通信原理”教學研究[J].計算機教育，2008，(24)：101-104.

[2]束鋒.通信原理課程教學改革[J].電氣電子教學學報,2006,(2)：23-25.

[3]李敏,黃益民.“計算機專業學生學習通信原理”課程的實踐與探討[J].廣東工業大學學報，2010,（7）：47-48.

[4]李建平,張文杰.《通信原理》及其實驗教學改革[J].電氣電子教學學報，2007,（10）：59-60.

[5]袁慧梅,趙曉旭.“通信原理”課程教學改革探索[J].中國電力教育，2010,(15)：51-52.

[6]張翠芳.基于創新型人才培養的“通信原理”課程教學研究[J].北京郵電大學學報，2010,（4）：90-94.

[7]樊昌信等.通信原理(第六版)[M].北京:國防工業出版社,2006：36-164.

[8]曹志剛,錢亞生.現代通信原理[M].北京:清華大學出版社,2003:100-200.

THE TEACHING EXPLORATION OF COMMUNICATION PRINCIPLE IN COMPUTER MAJOR

LIU Xiao-Lan ZHAO Sheng-HuiLIU Jin-Jun
(Chuzhou University,School of Computer and Information Engineering,Chuzhou Anhui 239000)

According to the deficient of enthusiasm and target for computer majors in the process of learning Communication Principle,combined with the teaching practice of Communication Principle in Chuzhou University,this paper puts forward the reform measures of Communication Principle from four aspects: theoretical teaching,experiment teaching,evaluation mode,construction of network teaching platform.The practice proves that those reform measures can effectively improve the interest and initiative of computer majors in learning Communication Principle,furthermore,the reform measures also provide reference for other subject′s teaching.

Computer Major;Communication Principle;Teaching Exploration

G420

A

1672－2868（2012）03－0125－05

2012－03－24

安徽省高校省級教學研究項目（項目編號：20101042）；安徽省高校省級教學質量與教學改革工程項目（皖教高〔2010〕28 號）（項目編號：20101033）

劉曉蘭（1982-），女，山東濰坊人。滁州學院信息學院教師，研究方向：無線傳感器網絡，計算機教學。

責任編輯：松 水