郵電高校電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)《通信原理》課程的探討

沈建冬，張英，趙勇

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和信息時代的到來，企業(yè)對我國高校電氣工程及其自動化專業(yè)高等人才培養(yǎng)的規(guī)格和質(zhì)量提出了更高的要求。郵電類高校電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的設(shè)置應(yīng)符合并體現(xiàn)時代發(fā)展對人才培養(yǎng)要求的特點(diǎn)。優(yōu)化人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)取決于課程的設(shè)置與課程的內(nèi)容。因此郵電類高校電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生，在郵電通信行業(yè)的背景下開設(shè)《通信原理》課程是必要的。

關(guān)鍵詞：郵電高校；電氣工程；通信原理

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0158-03

近二十年來，我國信息通信業(yè)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國民經(jīng)濟(jì)的速度增長，基本形成了一個世界級水平的信息通信網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)入21世紀(jì)，信息通信業(yè)仍迅猛發(fā)展，技術(shù)革命的浪潮風(fēng)起云涌，正在引發(fā)信息通信領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)重組，三網(wǎng)（計算機(jī)通訊網(wǎng)、電信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)）融合是其中的典型代表，具體到西安郵電大學(xué)就是“兩化融合”（信息化和工業(yè)化）（西安郵電大學(xué)是陜西省兩化融合中心承辦單位）。“兩化融合”宏偉目標(biāo)的實現(xiàn)，不是單靠一個通信技術(shù)就可以實現(xiàn)的，需多學(xué)科融合在一起，尤其是通信技術(shù)和電氣技術(shù)的融合。通信技術(shù)迅猛發(fā)展的現(xiàn)實，使我們意識到在郵電類高校培養(yǎng)21世紀(jì)的電氣工程專業(yè)人才中，對專業(yè)培養(yǎng)方向和目標(biāo)應(yīng)有清醒的認(rèn)識，必須結(jié)合當(dāng)前形勢，進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查研究和科學(xué)分析，以便適應(yīng)時代社會發(fā)展的需要。

一、電氣專業(yè)開設(shè)《通信原理》課程的必要性

電氣工程是我國高等工程教育的重要學(xué)科門類，而作為一個郵電類高校培養(yǎng)的電氣工程師除了應(yīng)具備電氣工程專業(yè)的基本素質(zhì)外，還應(yīng)有郵電類高校的特色?！峨姎夤こ碳捌渥詣踊鳛橐粋€寬口徑專業(yè)，一定要更好地與信息技術(shù)發(fā)展的趨勢融合。在郵電類高校的電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)《通信原理》課程，主動適應(yīng)社會對人才的需要，是教育的本質(zhì)決定的，也是高校人才培養(yǎng)工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。

二、《通信原理》課程在電氣專業(yè)的基本內(nèi)容和教學(xué)方法改革

《通信原理》課程的主要內(nèi)容包括：信號和噪聲分析，信號設(shè)計理論，幅度調(diào)制系統(tǒng)，角度調(diào)制系統(tǒng)，模擬信號的數(shù)字傳輸，信道復(fù)用和多址方式，差錯控制編碼和同步原理等。作者將清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、天津大學(xué)、西安電子科技大學(xué)和我校（西安郵電大學(xué)）通信工程專業(yè)的《通信原理》教材進(jìn)行了比較，其基本內(nèi)容均大同小異。根據(jù)《西安郵電大學(xué)本科培養(yǎng)計劃》的要求，我校“信息工程”專業(yè)《通信原理》課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括理論授課64學(xué)時和實驗8學(xué)時。但是，將《通信原理》課程引入電氣工程及其自動化專業(yè)，顯然不能照搬信息類專業(yè)的教學(xué)計劃和要求，必須在教學(xué)計劃的安排、師資隊伍的建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)等方面作出合適的配置，以適應(yīng)電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)背景和方向。近幾年來，我們對通信原理課程的教學(xué)內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)、教學(xué)手段等進(jìn)行了全方位的改革與實踐，取得了一定成效。

1.精心安排講課內(nèi)容。一般來講，所選教材章節(jié)的編排順序就是教師授課內(nèi)容的順序，而《通信原理》課程的教材在“調(diào)制”方面的內(nèi)容編排上一般采用的順序為：“模擬信號模擬調(diào)制”—“數(shù)字信號數(shù)字編碼”—“數(shù)字信號模擬調(diào)制”—“模擬信號數(shù)字編碼”。對電氣專業(yè)的學(xué)生講授這些內(nèi)容時，教師一定要注意結(jié)合電氣專業(yè)的相關(guān)特點(diǎn)，把電氣專業(yè)所涉及到的有關(guān)模擬信號、數(shù)字信號的內(nèi)容穿插進(jìn)去，以便取得更好的教學(xué)效果。但作者經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)如果把“模擬信號數(shù)字編碼”提前到“數(shù)字信號數(shù)字編碼”的前面，授課效果會更好一些。但在講解數(shù)字系統(tǒng)之前，我們應(yīng)向?qū)W生解釋兩個問題：①如何把模擬信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。②轉(zhuǎn)換精度如何控制。最后再來講解數(shù)字信號是如何傳輸?shù)摹Ｗ髡哒J(rèn)為這樣的改變使教學(xué)更有連貫性，更接近于實際的通信系統(tǒng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，將會更加清楚明了，對知識的掌握將更加牢固。

2.傳統(tǒng)和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合，有效提高教學(xué)質(zhì)量。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，教學(xué)手段也由過去的語言、黑板板書等傳統(tǒng)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w的方式教學(xué)。多媒體方式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是課堂的有效時間增加，信息含量高；缺點(diǎn)是學(xué)生在有限時間里接受不了那么大的信息量。《通信原理》是一門公式和推導(dǎo)過程相對較多的課程，采用多媒體方式教學(xué)，固然節(jié)省了板書時間，但是學(xué)生對公式和推導(dǎo)過程留下的印象并不是很深。但板書的教學(xué)方式就不一樣了。教師在書寫公式及公式推導(dǎo)的過程中，學(xué)生就對公式及整個推導(dǎo)過程有了深刻的理解和記憶。雖然花了一些時間，但聽課效果提高了很多。所以，作者建議為了有效提高教學(xué)質(zhì)量，教師在選擇教學(xué)手段時要靈活多變，應(yīng)以如何能讓學(xué)生更好理解、更深刻理解為標(biāo)準(zhǔn)，靈活選擇教學(xué)方式。把多媒體教學(xué)方式和板書教學(xué)方式結(jié)合起來，以達(dá)到更好的教學(xué)效果，進(jìn)一步提高《通信原理》課程的教學(xué)質(zhì)量。

3.改革實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實驗水平。實踐性教學(xué)對鞏固理論知識、培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力及開發(fā)他們的創(chuàng)造力都有十分重要的作用。結(jié)合教育部提出的“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)人力資源強(qiáng)國等戰(zhàn)略部署，貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》實施的高等教育重大計劃。卓越計劃對高等教育面向社會的需求而培養(yǎng)人才，調(diào)整人才的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量，推動教育教學(xué)改革的發(fā)展，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)的能力，具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。作為郵電類高校，具體執(zhí)行教育部提出的“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，落實到教學(xué)上，就是增加實踐環(huán)節(jié)教學(xué)課時，改革實踐教學(xué)方法，提高實驗水平。作者在進(jìn)行《通信原理》課程實踐教學(xué)改革時，對該課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)也作了必要的改革。《通信原理》課程的實驗教學(xué)一直存在著實驗內(nèi)容陳舊、實驗手段落后等問題。結(jié)合“卓越計劃”，作者在培養(yǎng)計劃中增加了學(xué)生自制相關(guān)實驗設(shè)備、裝置的內(nèi)容。在具體執(zhí)行前，首先增加了實踐環(huán)節(jié)課時，可采用多種形式進(jìn)行。比如：老師自主出題，以開放實驗的形勢，分別從大一、大二、大三招收學(xué)生，針對不同年級學(xué)生的基礎(chǔ)和情況，題目從簡單到復(fù)雜，以適應(yīng)不同年級學(xué)生的情況。教師授課時間比較靈活，晚上、周末或者實驗室有空的時間都可以，只要老師和學(xué)生提前溝通好就行了。其次積極把課內(nèi)實驗、開放實驗的內(nèi)容與全國大學(xué)生競賽結(jié)合起來，通過課內(nèi)實驗、開放實驗的訓(xùn)練，選拔出一批優(yōu)秀的學(xué)生集中強(qiáng)化訓(xùn)練，從而在大學(xué)生競賽中取得好的成績。經(jīng)過一段時間的具體實踐后，收獲頗豐。作者帶領(lǐng)學(xué)生自制了廣播鐵搭通信演示儀、通信原理教學(xué)實驗裝置綜合實驗臺等相關(guān)設(shè)備。有的也應(yīng)用到了大學(xué)生競賽當(dāng)中，也取得了一些成績。雖然自制設(shè)備參考了一些現(xiàn)有設(shè)備，但自制過程對參與的學(xué)生來說有非常重要的意義和作用。整個設(shè)備的自制過程，自始至終由學(xué)生獨(dú)立思考，獨(dú)立設(shè)計，自己動手，既鍛煉了學(xué)生的實踐動手能力，又能讓學(xué)生充分發(fā)揮他們的聰明才智，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，使他們能夠在實踐中進(jìn)一步提高自身的綜合素質(zhì)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間呈現(xiàn)出互相滲透、互相融合、交叉發(fā)展的趨勢，對本科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)帶來了更高的要求。針對郵電高校的電氣專業(yè)的學(xué)生來說，既要學(xué)好電氣專業(yè)的基礎(chǔ)知識，又要體現(xiàn)郵電高校的特點(diǎn)。教學(xué)改革內(nèi)容應(yīng)當(dāng)著眼于如何能夠把電氣專業(yè)和郵電特色緊密結(jié)合，培養(yǎng)出具有特色的電氣專業(yè)的學(xué)生，是教師在教學(xué)過程中需要認(rèn)真思考和面對的問題。通過在郵電類高校電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)《通信原理》課程的教學(xué)改革與實踐，不僅豐富了教學(xué)的手段，提高了教學(xué)的效果，而且調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力，為全面適應(yīng)新世紀(jì)我國工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，尤其是通信行業(yè)對高級應(yīng)用型電氣專門人才的需要，打下了良好基礎(chǔ)。

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作者簡介：沈建冬，男（1976-），西安郵電大學(xué)自動化學(xué)院電氣工程及其自動化系，講師，系主任，在讀博士。endprint