電子信息專業《通信原理》課程創新性教學研究

陳良艷 李 丹 方 焯 劉衛華

（武漢輕工大學 電氣與電子工程學院，湖北 武漢 430023）

0 引言

《通信原理》這門課程是電子信息通信類的一門專業核心課程，是眾多中國高等院校考研必考的一門專業課程。學習此課程之前要求修過的課程為：矩陣論、概率論與數理統計、隨機過程等基礎課程以及電子專業的數字電路、模擬電路等電子線路以及信號與系統等課程。通信原理課程不僅需要抽象基礎，而且名詞和概念較多、公式的推導也較多、許多公式得出的結論和含義很難于理解，課程在講授時難度較大，學生在學習時普遍感到困難，容易滋生厭學情緒，調動學生的學習積極性，加強學生學習的參與感與成就感，從學生的學習主體性上下功夫，有助于教學效果的提升。

1《通信原理》傳統教學的特點

通信原理課程概念多、公式多和內容抽象。要加強教學效果，一般在傳統教學上從以下方面改進。

（1）從教學內容順序和重難點突出提高教學效果[1-2]。內容上將模擬信號帶通傳輸和數字信號傳輸作為教學重點，教學順序上先講模擬信號數字化傳輸，再進行數字信號傳輸的教學。著重強調衡量通信的有效性和可靠性的參數，圍繞這些參數的確定和推導來理解和掌握各種通信系統的特點。

（2）采用多媒體軟件輔助等教學方法輔助教學，改善教學效果[3-4]。采用多媒體動畫輔助改善通信原理中內容抽象的特征，吸引同學的學習興趣。盡量結合現代通信技術，以情景式互動來提高學生的學習興趣。

2 以學生為主體的創新性教學探索

傳統教學教師付出了大量的努力和創新，取得了一定的成果，但由于學生課程較多，課外學習不足，課內的學習很容易走馬觀花，學生對通信原理的掌握、理解運用非常不足。因此，教師要提高學生的積極性，發揮其學習主體的能動性，帶動學生課外的任務，讓學生在課外的實踐中加強學習。

2.1 發揮學生能動性，讓學生總結類比數學規律在通信原理和信號與系統、數字信號處理中的應用

信號傳輸需要進過一系列的硬軟件處理（稱之為系統），要理解處理的結果，首先要將信號考慮到頻域，但是很多同學對時域、頻域之間的變換不理解。引導學生自主總結比較信號與系統、數字信號處理和通信原理中學習的這幾種變換的數學形式、性質等，同時明確信號通過系統時通過頻域更直觀有效的處理信號。讓學生將專業課程融會貫通起來，更加理解通信的本質，學生在學習單一一門專業課程時覺得難度大，將多門課程融合起來后有利于更清晰的認識專業的核心內容和本質，專業基礎掌握得越多，知識基礎面越寬廣，學習能力越強。

2.2 鍛煉學生應用matlab等軟件工具輔助學習

通信原理課程里公式推導較多，需要前期掌握的基礎課程，有高等數學、概率論、矩陣、隨機過程等數學基礎課以及電路基礎、數字電路、信號與系統等電類基礎課[5]。對這些基礎課程掌握的欠缺可能導致畏難情緒的產生。數學公式也讓學生對知識的興趣減弱，而應用軟件將抽象的數據形象化可以增加學生的直觀感受和興趣。

應用matlab模擬仿真通信系統，可以提高學生的動手實踐能力，同時也能加深對通信系統的理解。現代大學生對于電腦及軟件的應用相對興趣濃厚，能將抽象的物理數學現象通過軟件可視化展示出來可以很大強度的吸引他們，能自如應用一款軟件編程也可以增強成就感。通信原理課程是通信的基礎，現代通信技術有了極大的發展，在閱讀通信文獻和資料時，可能極少看到書本中的調制解調方式，導致學生學習興趣不高或者不知學習的目的。可以讓學生閱讀現代通信技術中的核心技術，讓學生完成matlab的建模仿真，促進學生對工具的掌握和對通信原理課程學習能力培養，提高學生的動手能力。應用科學計算來分析解決科技問題已經成為現代研究日常，將通信中的幾種基本調制解調方式用matlab編程并打包可視化，一方面可以增強學習通信系統中的直觀感受，另一方面可以鍛煉學生的編程能力和實踐動手能力，有利于學生進一步進行科研工作的基本能力的培養。

2.3 鼓勵學生自己感興趣的通信專題探索，激發學生對通信系統及其實際應用和核心技術的理解

采取項目小組的形式，每3～5個人組成一個團隊小組，每個小組成員明確分工，共同完成一個通信相關的課程題目，課題可以自己擬定或者選擇老師推薦的，進行專題探索。該專題探索可以通信技術探索類：例如利用軟件仿真通信系統的性能（模擬帶通、數字基帶、數字帶通及現代通信技術等等），可以結合硬件電路設計制作（PCM編碼器、DSB/AM信號調制器、平方環法提取載波同步信號等），可以和EDA結合實現器件電路的自動化設計。可以是一個通信應用的系統建立方面：例如校園廣播系統的建設如何進行（采用的設備、廣播頻段的選擇等），救災等用的通信應急車如何建設，移動電話通信的基站的建設布局調研等。也可以是對市場行情的調研和把握：對未來通信市場的發展和方向的調研，對通信市場利潤里的調研和把握等。

讓學生選擇自己感興趣的專題進行調研探索，寫成對應的專題報告。組內指派組員進行專題的報告講座，交流自己對于通信的興趣和認識。在報告中指明組員的負責模塊和貢獻。通過這種專題的模式，在實踐中學生的創新性實踐能力及團隊協作精神，同時兼顧學生的興趣和關注點，擺脫教學上的單一理論學習層面，從通信的全方位讓學生發揮自己的特長。通過查閱資料、選題、項目實現和PPT報告等環節，學生進行了一個基本的大學生科研的流程訓練過程，為學生日后從事本專業的專業技術工作打下堅實的基礎。

3 結束語

學生是學習的主體，“通信原理”課程中學生發揮主體能動性，將多門專業課程融合可以培養其工科動手實踐能和創新能力。這個主體作用的發揮是一個長期磨煉、綜合培養的過程，同樣可以用于電子專業其他課程的學習中，綜合運用，發揮價值。