“通信原理”核心課程教學方法與手段改革研究

王麗俠

(唐山學院 智能與信息工程學院，河北 唐山 063000)

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“通信原理”核心課程教學方法與手段改革研究

王麗俠

(唐山學院 智能與信息工程學院，河北 唐山 063000)

“通信原理”課程存在理論知識難、實踐性強、傳統教學方式單一等問題。為了改善教學效果，在教學方法和手段上做了一系列改革和嘗試，將“層次化實驗教學法”、網絡教學平臺及虛擬實驗平臺引入到教學工作中，以此激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性。經實踐證明，教學改革取得了一定的成效。

通信原理；層次化實驗教學法；網絡教學平臺；虛擬實驗平臺

“通信原理”課程是通信工程專業的核心課，也是學習通信技術相關課程的專業基礎課，在通信工程專業教學中具有重要的地位。此課程涉及的知識廣、概念多、系統性強，需要較強的數學基礎，所以多數學生對其望而生畏，這為課程的教學增加了難度。為了提高教學水平，確保應用型本科人才培養質量，探索、研究有效可行的課程教學方法和手段是一項非常重要的工作。

1 課堂教學方法的改革

1.1 將“層次化實驗教學法”引入課堂

為了解決“通信原理”課程理論生澀難懂的問題，我們將“層次化實驗教學法”適當地引入到了課堂中。所謂“層次化”[1]可從兩方面理解：其一是指在實驗類別上包括驗證性實驗演示、通信系統模塊構建、自主編程及硬件實現等多個層次；其二是針對具體的實驗內容設置由簡到繁、從易到難的多層次。

1.1.1 算法實驗構建

為了讓學生更深刻地理解課程中的某一知識點，我們進行了演示驗證性實驗，即利用軟件進行算法的演示或驗證，同時觀測算法的運算結果。例如，利用Matlab函數庫或自行開發的一些函數包，輸入幾條指令，直觀得出結果，不僅操作簡單，而且方便、省時。1.1.2 小系統實驗建構

利用相關軟件如Systemview，Matlab，Labview等進行小系統的構建，讓學生掌握簡單系統的設計原則和設計方法。例如，在利用Systemview進行小系統構建中，教師只需拖動模塊庫中的相關模塊，并連接、運行，即可實現簡單系統的仿真。此軟件簡單易學，可快速構建出實驗通信系統模型，可用于教師課堂教學演示，也可用于學生課下仿真練習。

1.1.3 大系統實驗構建

利用相關軟件對完整的通信系統進行構建，讓學生對完整通信系統的運行及信號處理過程有直觀的了解。

以上三部分實驗在課程授課的不同章節和階段穿插進行，既兼顧了單個知識點的掌握，又將系統的概念貫穿始終，為后續課程奠定了基礎。同時，利用專業仿真軟件還彌補了實驗室設備不足及靈活性差的缺點，而且提高了學生學習和開發的興趣。

1.2 豐富課堂教學手段

鑒于“通信原理”課程數學公式多且復雜難懂的特點，教師仍需要秉承“傳統板書教學為主，其他方式為輔”的授課宗旨，有效融合板書教學、多媒體教學和網絡平臺教學等多種授課方式。板書教學有助于學生跟上教師的講課思路，使學生在聽課過程中有較多領會和思考的時間。而對于課程中的一些圖示，例如系統框圖、信號波形的轉換圖等，則可采用多媒體授課方式，充分利用圖像、動畫等多種形式，使知識點生動形象地展示，以便于學生理解。學生課后復習內容、課程相關背景知識以及課堂內容的擴展部分則通過建立網絡教學平臺提供課程相關資源，包括課程教學大綱、教案、習題庫、實驗指導書等常規資料，且平臺上設置師生討論區，便于師生的交流、互動。

2 實驗教學的改革

2.1 借助已有實驗箱進行二次開發

通信專業實驗箱均具有豐富的二次開發接口，學生可自主編程并下載到模塊中，對系統參數等進行修改，也可在已有模塊的基礎上外接自己設計的模塊。目前，我們借助現有實驗箱已開發出多個綜合實驗系統題目，供學生在開放性實驗課中使用。

2.2 綜合運用實驗室設備，建立系統級實驗項目

我們依托現有實驗設備開展教學改革，以使教學資源得到充分利用。一方面，利用通信原理實驗室開展常規的基礎實驗，幫助學生深刻理解“通信原理”課程中的基本概念和基礎理論；另一方面，安排學生自己借助移動通信、光纖通信、程控交換實驗室的各種設備和平臺，搭建中小規模的通信系統，以使學生能夠“學以致用”，了解通信基本知識在各類通信系統中的應用，提高他們對通信系統的分析能力。在項目實踐中，通過指導學生對不同通信系統各個環節的對比分析，如信源編譯碼在光纖通信和移動通信系統中不同的應用，使得學生在學習理論知識時不再是“死記硬背”“紙上談兵”，提高了他們的學習興趣、動手能力和創新思維。

2.3 建立網絡虛擬實驗平臺

由于通信專業系統級實驗室的建設需要大量的資金，而且淘汰速度較快[2]，因此，我們結合“通信原理”課程的內容與特點，充分利用Matlab強大的計算功能及豐富的圖形功能，構建了一個純軟件虛擬實驗平臺。利用該平臺，學生可以根據任務需求完成算法級、小系統級以及大系統級的實驗，而完全不受硬件條件的限制。

此網絡虛擬實驗平臺基于B/S模式，不受時空和地域的限制，學生可隨時隨地訪問學習。在虛擬實驗室平臺上，學生既可以驗證算法，也可以設計系統，并可模擬實際系統的各種運行狀況，觀測運行結果。此外，通過此平臺還可訪問其他高校的實驗課程，增進與兄弟院校間的學術交流。虛擬實驗平臺的運行主頁如圖1所示。

圖1 虛擬實驗平臺運行主頁

虛擬實驗平臺投入使用后，效果顯著。一方面，網絡在線的實驗方式較傳統實驗方式更能激發學生對實驗的學習興趣，學生將課程學習中存在的問題，隨時隨地以自主實驗的方式進行驗證和解決，鞏固了他們對理論知識的學習。另一方面，教師將自己在教學和科研中產生的新方法新項目融入于虛擬實驗平臺中，使得虛擬實驗平臺不斷更新和完善，一定程度上提升了教師的業務能力。

3 網絡教學平臺的完善與應用

為了提高學生的學習興趣與主動性，我們通信技術課程組制作了“基于課程群的網絡教學平臺”[3]，針對課程組內存在多門課程，而多門課程又以“通信原理”為核心課程的情況，在設計平臺時既考慮了多門課程的獨立性，又以“通信原理”為核心對教學內容、實踐環節等方面做了綜合性設計，體現了各課程間的聯系性，使其形成一個統一的整體。該平臺資源豐富、交互性強、更新及時、學生的使用不受時空限制。網絡教學平臺的設計框圖如圖2所示，運行主頁如圖3所示。

圖2 網絡教學平臺的設計結構框圖

圖3 網絡教學平臺的運行主頁

網絡教學平臺中課程資源模塊包括“通信原理”“通信網基礎”“信息論與編碼”“移動通信”“光纖通信技術”幾門課程。在“通信原理”課程教學區，課程組教師將與課程相關的常規資料與擴展資料等信息上傳到教學平臺上，供學生在線瀏覽或下載。在“師生聊學”模塊，同學間可交流學習心得，教師也可在此模塊進行在線答疑。實踐證明，網絡教學平臺作為課堂教學的輔助工具，對教學效果的提高有顯著的作用，有利于培養學生的信息獲取、加工、分析、創新、利用、交流等能力。

4 結語

基于“通信原理”課程的特點與教學現狀，從課堂教學、實驗教學、網絡教學方式等幾個方面進行了教學改革。在教學改革中尤其注重實驗教學的建設，并通過“層次化實驗教學法”將實驗環節有效地融入到課堂教學中，對提高學生的學習興趣、激發學生的創新思維產生了積極的促進作用。今后，我們將進一步完善“層次化實驗教學方法”，并將其貫穿于整個教學體系中，以促進“通信原理”課程乃至整個課程群教學質量的提高，為培養出合格的應用型通信人才奠定基礎。

[1] 郭明喜，高媛媛.層次化實驗體系在通信原理教學中的應用[J].中國電力教育，2012(31)：109-110.

[2] 陳芳妮.面向應用型人才培養的通信原理課程改革探討[J].浙江科技學院學報，2014，26(1)：68-71.

[3] 王麗俠.通信技術課程組網絡教學平臺在教學實踐中的應用[J].電子世界，2014(15)：174-175.

(責任編校：李秀榮)

A Research on the Reform of the Teaching Methods and Means for the Core Course of Communication Principles

WANG Li-xia

(College of Intelligence and Information Engineering， Tangshan University， Tangshan 06300， China)

The course of Communication Principles has some inherent problems， such as difficult theories， requirement of much practice， and boring traditional teaching methods. In order to improve teaching methods and means， the authors of this paper introduces the “classified experimental teaching method”， online teaching and virtual experimental platforms， so as to inspire students’s learning interests and foster students’s initiative. It is proved by practice that the teaching reform has gained the desired effect.

Communication Principles； classified experimental teaching method；online teaching platform；virtual experimental teaching platform.

王麗俠(1982-)，女，河北唐山人，講師，碩士，主要從事信息處理與通信技術研究。

G642.4

A

1672-349X(2016)05-0094-03

10.16160/j.cnki.tsxyxb.2016.06.023