高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

譚永前 嚴(yán)崢暉 羅文興 曾凡菊

【摘要】通信原理是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程內(nèi)容較抽象，難于理解。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高職教育中理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才和全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教育中具有不可替代的地位和作用。本文從實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)軟件、硬件方面，如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行了探討。通過對(duì)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究，培養(yǎng)高職學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】通信原理;教學(xué)改革;MATLAB;仿真

1.引言

《通信原理》課程是高職院校電子與信息類學(xué)科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要是讓學(xué)生建立通信的基本概念、基本理論和基本分析方法，為現(xiàn)代通信技術(shù)的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。高職院校學(xué)生一般基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，缺乏主動(dòng)思考能力，缺乏對(duì)通信理論基礎(chǔ)知識(shí)的充分認(rèn)識(shí)。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育中理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才和全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教育中具有不可替代的地位和作用。如何讓高職學(xué)生對(duì)抽象的概念加強(qiáng)理解，對(duì)乏味的基礎(chǔ)理論產(chǎn)生興趣，并清楚理論知識(shí)怎樣應(yīng)用到通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了很大的作用。面對(duì)高職學(xué)生理論基礎(chǔ)普遍不好的現(xiàn)實(shí)，高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)需要進(jìn)行革新，《通信原理》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

2.課程現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分析

2.1 實(shí)驗(yàn)教材

目前，高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，大多數(shù)高校通信原理的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是采用從教儀設(shè)備廠商采購(gòu)的實(shí)驗(yàn)箱，廠商為了適應(yīng)各種需要，往往生產(chǎn)眾多的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。實(shí)驗(yàn)教材也大都采用廠商提供的《使用說明》。廠商提供的《使用說明》的內(nèi)容更多的往往是介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備電路及操作說明，而忽略了實(shí)驗(yàn)本身和理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)，遴選適合高職學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫高職院校通信原理實(shí)驗(yàn)教材顯得尤為重要。

2.2 教學(xué)模式

面對(duì)教育大眾化的趨勢(shì)，在校學(xué)生越來越多，受實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地與設(shè)備的限制。采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即教師先進(jìn)行示范操作，然后才是學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，無法適應(yīng)形勢(shì)的需要，教師需要分幾次進(jìn)行示范才能讓大多數(shù)學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)的流程。由于本學(xué)科的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性，在接近現(xiàn)實(shí)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（波形）往往存在失真和延時(shí)，學(xué)生不容易理解。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式無法很好地處理這種問題，高職院校實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革需要大力推進(jìn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以往的通信原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)方法單一、以驗(yàn)證為主，不利于發(fā)掘?qū)W生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，因此高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)需要進(jìn)行革新。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法內(nèi)容改革

（1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，大多數(shù)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)都是指在對(duì)實(shí)驗(yàn)理論已經(jīng)理解掌握的情況下，為了驗(yàn)證這些實(shí)驗(yàn)理論的真實(shí)性而完成的[1]。但是這種實(shí)驗(yàn)方式缺乏靈活性，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中缺乏創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新。

改革實(shí)驗(yàn)方法：在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，通過示波器或者仿真軟件平臺(tái)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，鍛煉學(xué)生基本儀器設(shè)備和仿真軟件的使用技能，為學(xué)生后續(xù)進(jìn)行綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)其目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于通信原理知識(shí)的系統(tǒng)綜合能力和動(dòng)手能力，要求學(xué)生具備較好的理論基礎(chǔ)知識(shí)，能較好的連接課程中的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是學(xué)生對(duì)于前期孤立知識(shí)點(diǎn)的再一次統(tǒng)籌認(rèn)識(shí)的過程。

改革實(shí)驗(yàn)方法：采用實(shí)驗(yàn)箱和仿真軟件相結(jié)合的方法來完成，對(duì)于涉及知識(shí)點(diǎn)較少的綜合性實(shí)驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)箱中的幾個(gè)模塊搭建完成，而對(duì)于涉及知識(shí)點(diǎn)較多的綜合性實(shí)驗(yàn)，采用仿真軟件來完成。

（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，要求學(xué)生利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)，獨(dú)立完成操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生熟練掌握基本儀器儀表的使用，并且對(duì)綜合知識(shí)掌握較好，對(duì)學(xué)生要求較高。

改革實(shí)驗(yàn)方法：利用MATLAB仿真軟件提供的系統(tǒng)仿真工具Simulink來完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，Simulink仿真工具具備仿真和連接功能。學(xué)生簡(jiǎn)單連接所需要的模塊后，即可進(jìn)行仿真和分析[2]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程運(yùn)用了學(xué)生的創(chuàng)新性思維，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

4.實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)考核分為平時(shí)考核和期末考核兩個(gè)階段。

（1）平時(shí)考核：平時(shí)考核分三部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)態(tài)度主要是對(duì)學(xué)生的考勤情況及其在課堂中表現(xiàn)的評(píng)價(jià);實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)是指對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出的操作規(guī)范程度、對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器使用的熟練程度和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的熟悉程度的評(píng)價(jià);實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)是對(duì)學(xué)生撰寫的文檔準(zhǔn)確性、規(guī)范性的評(píng)價(jià)。這三部分在總成績(jī)中所占的比例如下：實(shí)驗(yàn)態(tài)度10%;實(shí)驗(yàn)操作20%;實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%。

（2）期末考核：期末考核分兩部分內(nèi)容：期末實(shí)驗(yàn)抽考、設(shè)計(jì)作品評(píng)測(cè)。

期末實(shí)驗(yàn)抽考是在期末對(duì)每位學(xué)生以抽簽的形式選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試，考試內(nèi)容從平時(shí)實(shí)驗(yàn)中選取;學(xué)生平時(shí)利用課余時(shí)間分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路模塊、制板、焊接并調(diào)試，在期末對(duì)各組設(shè)計(jì)作品進(jìn)行評(píng)測(cè)，評(píng)測(cè)小組成員由教師和各小組負(fù)責(zé)人組成。這兩部分在總成績(jī)中所占比例如下：期末實(shí)驗(yàn)抽考30%;設(shè)計(jì)作品評(píng)測(cè)30%。

5.結(jié)束語

通信原理實(shí)驗(yàn)采用試驗(yàn)箱與MATLAB仿真平臺(tái)相結(jié)合的方式進(jìn)行，克服了實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)時(shí)由少數(shù)人操作，多數(shù)人旁觀的缺點(diǎn)。能做到一人一機(jī)，全體參與，有效地彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)箱數(shù)量少，學(xué)生多的不足。同時(shí)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和實(shí)踐，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度加深，創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力得到了鍛煉。高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，在實(shí)際的教學(xué)過程中，必須簡(jiǎn)化繁瑣的理論，讓高職學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)積極性，發(fā)揮學(xué)生自己的創(chuàng)新潛力是未來高職院校《通信原理》實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]吉李滿.通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J].清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，5（6）：90-92.

[2]趙靜.基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

作者簡(jiǎn)介：譚永前（1984—），男，貴州黃平人，貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向：移動(dòng)通信技術(shù)、信號(hào)與信息處理。