基于現代信息技術與網絡教學模式的《通信原理》課程教學研究

徐曉菊 卑璐璐

摘要：由于《通信原理》課程具有概念抽象、理論性強、涉及面廣的特點，在教學過程中普遍存在著“教師難教，學生難學”的現象，由此本文設計實現了通信原理在線學習系統及LabVIEW仿真實驗系統，經實踐證明利用現代信息技術，采取網絡教學模式，對本課程的教與學都有促進和突破，也為之后的教學改革帶來新思路。

關鍵詞：通信原理 在線學習 實驗平臺

分類號：TN911-4，G434

1 引言

隨著科學技術和信息技術的不斷發展，通信的發展和更新速度越來越快，通信理論及通信技術在生產和生活中的應用越來越廣泛，尤其在軍事、航空等尖端領域里更是成為不可或缺的重要技術。在促進社會進步和改善人類生活質量方面，通信技術都起著舉足輕重的作用。

《通信原理》是在信號處理、電氣工程、信息工程以及計算機技術學科發展的基礎上建立起來的一門理論與實踐相結合的課程，在工科信息工程、通信工程類專業中起重要作用，占據核心地位。《通信原理》不僅具有概念抽象、理論性強、公式繁多等特點，同時涉及面較廣，內容具有很強的綜合性。

2 研究現狀

由于《通信原理》具有概念抽象、理論性強、涉及面廣的特點，《通信原理》在教學過程中普遍存在著“教師難教、學生難學”現象。傳統《通信原理》課堂教學通常采用“口授+板書+PPT”的教學手段，但《通信原理》包含大量信號波形圖，頻譜圖，曲線圖，系統框圖等。如果授課教師在黑板上畫出整個曲線勢必占用大量寶貴的課堂時間，特別是系統各信號參數改變需要繪制多條曲線時。另一方面，在實驗教學過程中，因實驗教學資源難以做到完全開放，學生無法在課外進行充分的預習和復習，在有限的實驗課時內，既要熟悉儀器設備的操作，又要學習實驗的原理及步驟并完成實驗內容，實驗效果并不十分理想。而為了提高學生的實踐能力和創新思維，實驗項目中綜合性、設計性實驗的占比越來越高，此類實驗則需要學生有更高的實踐能力。

當前教育信息化受到國家的高度重視，教育部曾就關于如何全面提高高等教育質量的問題上指出：“要利用先進網絡和信息技術，整合資源，構建先進、高效、實用的高等教育信息基礎設施，開發整合各類優質教育教學資源”。

3 在線學習系統建設

本文在分析《通信原理》理論教學特點及借鑒線上教學的基礎上，設計開發了《通信原理》在線學習系統。系統選擇B/S架構和MySQL數據庫開發工具，結合JSP技術和MATLAB Web App技術，系統功能通過各模塊實現，主要的功能模塊包括：用戶模塊、教師模塊、管理員模塊，這三大模塊下面設計了相應的子模塊，其中用戶模塊主要針對學生群體，能實現獲取資料、查看章節、查看通知、查看實驗、參加自測、發布討論和完善個人信息等功能;教師模塊包含以下子模塊：章節管理、資料管理、作業管理、討論管理、試題管理、試卷管理、組卷管理、成績管理和個人信息;而管理員模塊包含了教師模塊中的所有功能，并且在這些功能的基礎上，還包含了學生管理、教師管理、管理員管理和個人信息模塊。系統功能較全面，能夠作為《通信原理》課堂教學的延續，不僅能夠幫助學生做好預復習工作，同時方便師生互動和學生自測。該系統設計了豐富友好的互動界面，用戶可通過注冊成為系統相應身份的成員，之后就可通過登錄進行瀏覽和各項活動的展開。

4 仿真實驗系統建設

在《通信原理》實驗教學方面，目前國內高等院校的實驗教學普遍以實驗箱為主，仿真軟件為輔，采用的仿真軟件多數為SystemView、Matlab/Simulink、SciLab等。學生一旦掌握這些軟件，對后續的深入學習或從事創新活動都會有很大的幫助，比較適合于創新類實驗的教學。本校為應對疫情等不可抗力因素及推進線上教學建設，采用了LabVIEW軟件設計開發了《通信原理》仿真實驗系統，系統可實現基礎仿真實驗如AM、FM、PM模擬通信系統和2ASK、2FSK、2PSK數字通信系統，以及FDM、4ASK、PCM等較為復雜的通信系統，這些仿真實驗系統的設計成果可以基本滿足日常基礎實驗教學，同時它也可用于課堂理論教學，使得教學過程變得直觀、系統演示方便，還能發揮學生的主觀能動性，促進學生積極思考，讓學習通信原理變得不再枯燥。于是仿真實驗平臺就可以取代實驗箱，同時開展基礎實驗、綜合設計類實驗及創新類實驗。

5 結論

由于近兩年疫情的反復，學校不得不采取網絡教學模式，各大高校基本依托校內網絡課程平臺或者大學慕課網展開理論和實踐教學。本文所述的在線學習系統和仿真實驗平臺在網絡教學的過程中正好發揮了不可取代的作用，從實施效果看，在線學習系統方便學生自學和鞏固，仿真實驗平臺則完全滿足課程實驗教學目標。

參考文獻

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作者簡介：

徐曉菊（1979-），女，碩士，副教授，研究領域：無線通信技術。

卑璐璐（1981-），女，博士，講師，研究領域：無線通信和微波技術。

基金：徐州工程學院高等教育教學研究課題（No.YGJ2021基于現代信息技術與網絡教學模式的《通信原理》課程教學改革、No.YGJ2113人工智能時代大學生自主學習動機遷移研究）、徐州工程學院教育科學研究課程思政專項課題暨校黨建與思想政治教育研究會立項課題（No.YGJ-KC-2023“課程思政”融入《數字電子技術》課程教學路徑研究）。