“通信原理”課程教學改革探討

摘要：“通信原理”是電子通信類專業一門重要的專業基礎課程，但由于該課程用到的數學知識多、與模擬電子技術、高頻電子線路等課程關系密切等原因，課堂教學效果往往不理想。從多方面闡明該課程的重要性入手，提高學生對本門課程重要性認識。通過加強波形、圖形、曲線在課堂教學上應用以及以學生為主體的互動式教學方法，提高學生的學習興趣和教學效果，通過開放式實驗教學提高學生實踐創新能力。

關鍵詞：通信原理；教學方法；教學效果；實驗教學

作者簡介：周德全（1963-），男，江蘇泰興人，浙江農林大學信息工程學院，教授。（浙江 臨安 311300）

基金項目：本文系浙江農林大學教改項目（項目編號：ZC2218）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）22-0056-02

“通信原理”課程是通信工程、電子信息工程專業非常重要的專業基礎課程，也是研究生入學考試的專業課程之一。其內容包括模擬通信和數字通信兩部分。隨著數字通信技術的廣泛應用，其側重點也放到了數字通信上。“通信原理”既在整個課程體系中起到承上啟下的作用，也是學生“信息素養”的重要內涵，對學生畢業后的工作有很大的幫助。為了提高“通信原理”課程的教學質量，已有不少高校對該課程的師資隊伍建設、教材建設、教學內容調整、實驗教學等方面進行了有益的研究。[1-3]由于本門課程的重要性及其自身內容具有原理抽象、理論性強、數學基礎要求高等特點，[4]再加上應用型地方本科院校生源質量相對較差等原因，研究如何提高教學效果、調動學生學習通信原理的積極性仍有重要的現實意義。根據多年的教學實踐，筆者提出幾點提高課堂教學及實驗教學效果的措施。

一、闡明課程的重要性，提高學生認識

現在地方院校的大部分學生比較“急功近利”，他們認為“有用”的課程才會去化精力學習，其他課程只是應付考試而已。要讓學生學好這門課，避免只是應付考試，首先要使學生從思想上重視這門課。因此，在教學過程中要從多方面強調學好“通信原理”課程的重要性。

第一，從后續課程學習的需要上強調其重要性。讓學生明白“通信原理”是一門專業基礎課程，掌握通信系統理論和基礎知識，為以后學習“移動通信”、“計算機網絡與通信”、“程控交換”等課程奠定理論基礎。

第二，從日常生活強調其重要性。日常生活中用到的收音機、電視機、互聯網，MP3、MP4等無不與通信相關，學好通信原理對于理解其工作原理、日常維修等大有裨益。

第三，從畢業后工作的角度強調其重要性。通信工程專業、電子信息工程專業的學生畢業后主要在通信、電子行業從事系統研發、測試、技術支持等工作。學好“通信原理”為其從事這些工作奠定必要的理論基礎。

第四，結合實際通信芯片，介紹算法硬件化的發展趨勢。認識通信原理中相關算法與實際通信系統的聯系，進一步強化學生對“通信原理”課程重要性的認識。

二、精簡數學推導，強化“形、像”教學

“通信原理”課程中，無論模擬信號數字化的信號量噪比分析，還是不同模擬通信、數字通信體制下的解調原理和性能分析，都需要通過煩瑣嚴密的數學分析推導才能得出結論。學生沒有學習過“隨機信號分析”，概率論的基礎知識也通常掌握得不好，因此絕大部分同學都聽不懂，進而失去對“通信原理”的學習興趣。思考如何精簡數學分析的同時，更多地采用形象化的波形、圖形等進行講解，不失為好的選擇。

例如，在分析2ASK系統相干解調的誤碼率時，主要考慮加性窄帶高斯白噪聲的影響。此時，要通過冗長的數學推導得到其誤碼率的表達式。可以在抽樣判決前的基帶數字信號上直接疊加窄帶高斯白噪聲，即在發送“1”時得到均值為基帶信號幅度“A”的高斯白噪聲，發送“0”時得到均值為“0”的高斯白噪聲，再通過這兩個高斯分布的圖形說明誤碼的產生機理和誤碼率表達式信噪比r的意義及其與誤碼率的關系。通過曲線可以很方便地看到發送“1”和“0”時接收機中幅度的重迭區域，學生可以很快理解誤碼的產生機理及其求解方法。

再比如，講解PSK體制的解調原理時，通常都采用圖1方框圖加以說明。接收信號與本地載波相乘后，經低通濾波及抽樣判決后可獲得原二進制調制信號。僅利用方框圖講解，還是比較抽象，很難讓學生理解其解調原理。如果畫出圖中各點波形（如圖2），并結合圖1講解，就能讓學生很好地理解其工作原理。

在理論課教學中要充分利用系統仿真軟件System View產生的工作波形來講解抽象的算法，增加學生的感性認識。例如，在講解A律壓縮編碼時，可以用System View建立以A律壓縮編碼系統，通過與均勻量化編碼系統在數據速率上的比較，來理解采用A律壓縮編碼的優越性。

三、推動學生參于課程教學，做到以學生為主體

由于多種原因，地方院校的大部分學生已經做不到“課前預習，課后復習”了。如果仍然采用以教師為中心的被動接受式教學方法，很難有好的教學效果。在大班情況下（60人以上），如何轉變成以學生為中心的主動參于式教學方法是非常值得研究的課題。筆者在教學過程中進行了大膽嘗試：把下節要學習的知識點以問題的形式提出，并作為學生課后作業，上課時靈活采用分組討論、學生解答、老師點評等交互式學習方法。實踐表明，該方法由于“逼”學生預習、討論等，有效提高了學生的學習熱情和學習效果。

四、開放式實驗教學，提高學生實踐創新能力

麥肯錫公司的一個關于中國工科學生競爭力的報告指出了，在工程、生命等專業領域的跨國公司提供的崗位中，僅有10%的中國大學生具有競爭力。從本次調查來看具體表現在創新能力不足、綜合素質不夠、實踐能力較弱、專業技術不強等方面。[5]實踐能力、創新能力的培養直接關系到學生就業及發展潛力，實踐能力、創新能力的培養應該貫穿整個培養過程。而實驗、實習教學是培養學生實踐創新能力的主要手段。學校在“通信原理”教學大綱的制定上，對于實驗部分要求：除完成部分驗證性實驗外，大部分為綜合性、設計性、研究性實驗。綜合性、設計性實驗通過開放實驗室、以學生自主實踐活動的方式完成。這種開放式實驗要求全面開放實驗室，包括儀器設備、時間的開放以及實驗課程實驗項目、研究課題的開放，“放”不是放任自流、撒手不管，而是以新穎有趣、科技含量高的實驗項目、富有挑戰性又具有實際應用的課題、先進的儀器設備和現代化的管理手段激勵和吸引學生積極參與。學生可根據自己情況到實驗室預約時間進行實驗。開放實驗教學目的是給學生提供一個充分自由學習、實驗的空間和輕松的環境，激勵學生的創造性和創新思維，培養學生的獨立工作和獨立實驗能力。

為提高實驗教學質量，一方面加強對學生實驗過程和結果的監控與檢查；另一方面提高實驗教學的考核在本門課程總成績中的比重到30%，改變了單純以考試分數為評價標準的狀況。這樣一方面提高了成績評定科學性，另外也使得學生更加重視實驗教學。

五、結語

“通信原理”是電子信息工程、通信工程等專業的一門重要專業基礎課程，無論對于學生以后的學習還是工作都有很大的幫助。由于本課程用到的數學知識較多，且與先修的模電、高頻電子線路等較難學習的課程密切相關，學習難度較大。對于生源質量相對較差的地方院校，在教學中探索如何增強學生學習興趣、活躍課堂氣氛、提高教學效果、提高學時實踐創新能力的有效方法進行了有益的探索并取得了一定的效果。今后要進一步探索如何更加客觀公正地評價學生開放實驗的監控和考查方法，進一步提高學生參與開放實驗的熱情。探索本科生參與教師科研的形式及考核計分方法，進一步提高學生的科研創新能力。

參考文獻：

[1]范馨月，蔣青，周非.“通信原理”精品課程教學改革研究[J].電氣電子教學學報，2010，(6):21-25.

[2]陳朝陽，劉璟，陳彭，等.通信原理課程教學深入改革探討[J].中國校外教育，2010，(S2).

[3]束鋒，邱文教，孫錦濤.通信原理課程教學改革[J].電氣電子教學學報，2006，(1):23-25.

[4]楊立軍，王瑋，蔣琴雅.我國信息工程人才社會需求的應然、實然與教育對策[J].中國電子教育，2011，(4):15-19.

（責任編輯：宋秀麗）