“現(xiàn)代通信理論”課程教學(xué)方法研究

劉玉珍，馬飛，蔣政權(quán)，朱珍珍，張嘉蓉

“現(xiàn)代通信理論”課程教學(xué)方法研究

劉玉珍1，馬飛1，蔣政權(quán)2，朱珍珍2，張嘉蓉2

（1.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 研究生院，遼寧 葫蘆島 125105）

針對“現(xiàn)代通信理論”課程教學(xué)方法進(jìn)行研究，提出理論與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相結(jié)合的教學(xué)模式，彌補(bǔ)以往單一理論知識滿堂灌的不足，鍛煉和提高了研究生的數(shù)學(xué)建模分析能力、軟件的運(yùn)用能力及科學(xué)研究問題能力，并且采用分層培養(yǎng)模式以及與研究方向相結(jié)合的策略，不但緩解了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，獲得了較理想的教學(xué)效果。該成果適合對所有全日制碩士研究生的培養(yǎng)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

分層培養(yǎng)；教學(xué)模式；建模設(shè)計(jì)；培養(yǎng)方法

研究生教育處于國民教育頂端，是科技第一生產(chǎn)力、創(chuàng)新第一動(dòng)力，是支撐、推動(dòng)和引領(lǐng)國家現(xiàn)代化發(fā)展的重要基礎(chǔ)和引擎。改革開放以來，中國研究生教育取得了重大成就，基本實(shí)現(xiàn)了立足國內(nèi)培養(yǎng)高層次人才的戰(zhàn)略目標(biāo)。但總體上看，研究生教育還不能完全滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的多樣化需求，培養(yǎng)質(zhì)量與國際先進(jìn)水平還有較大差距。

教育部副部長杜占元在2018-03-27年度省級學(xué)位委員會(huì)、學(xué)科評議組和教指委工作會(huì)議上又強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步深化研究生教育綜合改革，推動(dòng)內(nèi)涵發(fā)展再上新水平[1]。作為教師，為進(jìn)一步提高研究生教育質(zhì)量，重點(diǎn)關(guān)注的是教育模式、內(nèi)容以及培養(yǎng)方法，探索每個(gè)教學(xué)過程的新模式，將是實(shí)現(xiàn)研究生創(chuàng)新培養(yǎng)的有效手段。針對“‘現(xiàn)代通信理論’課程教學(xué)方法研究”課題及多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出了“現(xiàn)代通信理論”課程教與學(xué)的培養(yǎng)模式研究。

1 研究現(xiàn)狀及意義

“現(xiàn)代通信理論”課程是通信與信息系統(tǒng)、電子與通信工程、信號與信息處理專業(yè)全日制研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是本科階段“通信原理”課程的延伸和提高。

該課程的授課方式以前主要以課堂講授為主，教學(xué)方式古板，缺乏吸引力，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情不高，該方式已經(jīng)不能滿足研究生教育培養(yǎng)的要求[2]?！艾F(xiàn)代通信理論”課程教學(xué)模式研究，首先以現(xiàn)代通信理論應(yīng)用案例為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生迫切探知其中的技術(shù)奧秘，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；采用項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例與理論教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段，不但能加深學(xué)生對知識的理解和掌握，更能鍛煉他們的數(shù)學(xué)建模分析能力、軟件的運(yùn)用能力以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力；通過學(xué)生參與教學(xué)和小組研討，可提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)和挑戰(zhàn)彼此的能力，又能提高學(xué)生的協(xié)同工作、交流溝通以及批判性思辨能力。

對于實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的實(shí)施，采用學(xué)碩、專碩分層培養(yǎng)，并結(jié)合研究方向的實(shí)訓(xùn)策略。該成果對研究生的培養(yǎng)具有一定的研究價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，適合所有全日制碩士研究生的培養(yǎng)。

2 主要研究內(nèi)容與手段

2.1 夯實(shí)基礎(chǔ)，激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情

“現(xiàn)代通信理論”課程是專業(yè)基礎(chǔ)課、核心課，必須讓學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。引入現(xiàn)代通信理論的最新應(yīng)用案例，通過案例展示與講解，引出與本課程相關(guān)的新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生探知科學(xué)的欲望，彌補(bǔ)以往被動(dòng)學(xué)習(xí)知識的不足。

理論內(nèi)容每章只講授60%左右的主要知識點(diǎn)（詳細(xì)講授重點(diǎn)內(nèi)容），其余內(nèi)容帶著問題留給學(xué)生自學(xué)，并且還需要學(xué)生課后查閱資料完成相關(guān)作業(yè)，然后再回到課堂上討論，例如“MQAM調(diào)制及解調(diào)原理”，教師在課堂上只講授MQAM調(diào)制原理，而解調(diào)原理及其技術(shù)應(yīng)用留為作業(yè)。通過兩輪的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng)，課堂出勤率達(dá)到100%，理論知識的掌握比較扎實(shí)。

2.2 強(qiáng)化實(shí)踐，鍛煉建模設(shè)計(jì)與研究能力

該教學(xué)手段通過有效增加實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，鍛煉和提高研究生的數(shù)學(xué)建模分析能力、軟件的運(yùn)用能力及科學(xué)研究問題能力。以現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)、多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)等章節(jié)主要內(nèi)容為設(shè)計(jì)案例，通常設(shè)計(jì)兩三個(gè)項(xiàng)目。運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)與優(yōu)化、通過仿真進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，不但鍛煉了軟件設(shè)計(jì)能力，而且使抽象問題感性化，從而加深學(xué)生對相應(yīng)理論知識的理解。

2.3 分層培養(yǎng)模式

研究生分學(xué)術(shù)碩士（學(xué)制3年）和專業(yè)碩士（學(xué)制2年），學(xué)制不同，綜合學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，分別制訂實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的工作量，專碩的項(xiàng)目比學(xué)碩少，一般總項(xiàng)目有兩三個(gè)，學(xué)碩全做，專碩只做一兩個(gè)。這樣不但緩解了學(xué)習(xí)壓力，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，尤其是專業(yè)碩士。

2.4 結(jié)合研究方向的實(shí)訓(xùn)策略

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用與學(xué)生研究方向相結(jié)合的方式，且與現(xiàn)代通信理論內(nèi)容相關(guān)。學(xué)生就其中一個(gè)項(xiàng)目與導(dǎo)師的研究方向相結(jié)合，進(jìn)行研究及仿真，通過該手段不但促進(jìn)了學(xué)術(shù)理論研究，又進(jìn)一步降低了實(shí)訓(xùn)工作量，該方法全面在2017級研究生中實(shí)施，深受學(xué)生歡迎。

2.5 課堂研討

所有學(xué)生都回到課堂，通過PPT對所設(shè)計(jì)項(xiàng)目的合理性進(jìn)行演講和討論，課堂氣氛活躍。該方法既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思辨能力，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情和積極性。

2.6 課程考核

學(xué)碩中，理論占50%，實(shí)訓(xùn)占40%，出勤、課堂搶答占10%。專碩中，理論占60%，實(shí)訓(xùn)占30%，出勤、課堂搶答占10%。

3 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目成果

以下是學(xué)生實(shí)訓(xùn)部分成果。以多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)內(nèi)容為主選取學(xué)生完成的QPSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)原理的建模設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果及其加入噪聲后的星座如圖1所示。

結(jié)合研究方向、信息處理與編碼選取的m序列建模與仿真如圖2所示。

其中，圖2（a）是利用Simulink構(gòu)建的一個(gè)m序列發(fā)生器（抽頭系數(shù)選100001001）[4]，其中，0=1，1=0，2=0，3=0，4=0，5=1，6=0，7=0，8=1。

（a）QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)建模

（b）QPSK調(diào)制解調(diào)仿真波形 （c）QPSK加入噪聲的星座

圖1 以多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)內(nèi)容為主選取學(xué)生完成的QPSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)原理的建模設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果及其加入噪聲后的星座圖

（a）級線性反饋移位寄存器產(chǎn)生m序列的仿真系統(tǒng)

（b）9級線性反饋移位寄存器產(chǎn)生m序列的時(shí)域仿真波形

圖2 結(jié)合研究方向、信息處理與編碼選取的m序列建模與仿真圖

4 結(jié)論

通過兩輪2016級和2017級教學(xué)與實(shí)踐，該教學(xué)方法彌補(bǔ)了以往單一理論知識滿堂灌的不足，鍛煉和提高了研究生的數(shù)學(xué)建模分析能力、軟件的運(yùn)用能力及科學(xué)研究問題能力，并且采用分層培養(yǎng)模式以及與研究方向相結(jié)合的策略，不但緩解了學(xué)習(xí)壓力，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，獲得了較理想的教學(xué)效果。該研究成果對所有全日制研究生的教學(xué)具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

［1］教育部，國家發(fā)展改革委，財(cái)政部.關(guān)于深化研究生教育改革的意見［EB/OL］.［2013-03-29］.https://baike.so.com/doc/25878366-27028364.html.

［2］劉玉珍，楊會(huì)玉，林森，等.《通信原理》課程教學(xué)模式研究［J］.信息技術(shù)，2009，33（12）：169-170.

［3］樊昌信，曹麗娜.通信原理［M］.7版，北京：國防工業(yè)出版社，2015.

［4］張水英，徐偉強(qiáng).通信原理及Matlab/Simulink仿真［M］.北京：人民郵電出版社，2012.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.028

2095－6835（2019）16－0070－03

劉玉珍（1964—），女，吉林德惠人，碩士，教授，研究方向?yàn)樾畔⑻幚砼c編碼。

〔編輯：張思楠〕