摘要：“通信原理”是電子通信類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但由于該課程用到的數(shù)學(xué)知識(shí)多、與模擬電子技術(shù)、高頻電子線路等課程關(guān)系密切等原因，課堂教學(xué)效果往往不理想。從多方面闡明該課程的重要性入手，提高學(xué)生對(duì)本門課程重要性認(rèn)識(shí)。通過加強(qiáng)波形、圖形、曲線在課堂教學(xué)上應(yīng)用以及以學(xué)生為主體的互動(dòng)式教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果，通過開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：通信原理；教學(xué)方法；教學(xué)效果；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：周德全（1963-），男，江蘇泰興人，浙江農(nóng)林大學(xué)信息工程學(xué)院，教授。（浙江 臨安 311300）

基金項(xiàng)目：本文系浙江農(nóng)林大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：ZC2218）資助的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）22-0056-02

“通信原理”課程是通信工程、電子信息工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程之一。其內(nèi)容包括模擬通信和數(shù)字通信兩部分。隨著數(shù)字通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其側(cè)重點(diǎn)也放到了數(shù)字通信上。“通信原理”既在整個(gè)課程體系中起到承上啟下的作用，也是學(xué)生“信息素養(yǎng)”的重要內(nèi)涵，對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作有很大的幫助。為了提高“通信原理”課程的教學(xué)質(zhì)量，已有不少高校對(duì)該課程的師資隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了有益的研究。[1-3]由于本門課程的重要性及其自身內(nèi)容具有原理抽象、理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高等特點(diǎn)，[4]再加上應(yīng)用型地方本科院校生源質(zhì)量相對(duì)較差等原因，研究如何提高教學(xué)效果、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)通信原理的積極性仍有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者提出幾點(diǎn)提高課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的措施。

一、闡明課程的重要性，提高學(xué)生認(rèn)識(shí)

現(xiàn)在地方院校的大部分學(xué)生比較“急功近利”，他們認(rèn)為“有用”的課程才會(huì)去化精力學(xué)習(xí)，其他課程只是應(yīng)付考試而已。要讓學(xué)生學(xué)好這門課，避免只是應(yīng)付考試，首先要使學(xué)生從思想上重視這門課。因此，在教學(xué)過程中要從多方面強(qiáng)調(diào)學(xué)好“通信原理”課程的重要性。

第一，從后續(xù)課程學(xué)習(xí)的需要上強(qiáng)調(diào)其重要性。讓學(xué)生明白“通信原理”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，掌握通信系統(tǒng)理論和基礎(chǔ)知識(shí)，為以后學(xué)習(xí)“移動(dòng)通信”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信”、“程控交換”等課程奠定理論基礎(chǔ)。

第二，從日常生活強(qiáng)調(diào)其重要性。日常生活中用到的收音機(jī)、電視機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)，MP3、MP4等無不與通信相關(guān)，學(xué)好通信原理對(duì)于理解其工作原理、日常維修等大有裨益。

第三，從畢業(yè)后工作的角度強(qiáng)調(diào)其重要性。通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要在通信、電子行業(yè)從事系統(tǒng)研發(fā)、測(cè)試、技術(shù)支持等工作。學(xué)好“通信原理”為其從事這些工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。

第四，結(jié)合實(shí)際通信芯片，介紹算法硬件化的發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)識(shí)通信原理中相關(guān)算法與實(shí)際通信系統(tǒng)的聯(lián)系，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“通信原理”課程重要性的認(rèn)識(shí)。

二、精簡(jiǎn)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，強(qiáng)化“形、像”教學(xué)

“通信原理”課程中，無論模擬信號(hào)數(shù)字化的信號(hào)量噪比分析，還是不同模擬通信、數(shù)字通信體制下的解調(diào)原理和性能分析，都需要通過煩瑣嚴(yán)密的數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)才能得出結(jié)論。學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過“隨機(jī)信號(hào)分析”，概率論的基礎(chǔ)知識(shí)也通常掌握得不好，因此絕大部分同學(xué)都聽不懂，進(jìn)而失去對(duì)“通信原理”的學(xué)習(xí)興趣。思考如何精簡(jiǎn)數(shù)學(xué)分析的同時(shí)，更多地采用形象化的波形、圖形等進(jìn)行講解，不失為好的選擇。

例如，在分析2ASK系統(tǒng)相干解調(diào)的誤碼率時(shí)，主要考慮加性窄帶高斯白噪聲的影響。此時(shí)，要通過冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到其誤碼率的表達(dá)式?？梢栽诔闃优袥Q前的基帶數(shù)字信號(hào)上直接疊加窄帶高斯白噪聲，即在發(fā)送“1”時(shí)得到均值為基帶信號(hào)幅度“A”的高斯白噪聲，發(fā)送“0”時(shí)得到均值為“0”的高斯白噪聲，再通過這兩個(gè)高斯分布的圖形說明誤碼的產(chǎn)生機(jī)理和誤碼率表達(dá)式信噪比r的意義及其與誤碼率的關(guān)系。通過曲線可以很方便地看到發(fā)送“1”和“0”時(shí)接收機(jī)中幅度的重迭區(qū)域，學(xué)生可以很快理解誤碼的產(chǎn)生機(jī)理及其求解方法。

再比如，講解PSK體制的解調(diào)原理時(shí)，通常都采用圖1方框圖加以說明。接收信號(hào)與本地載波相乘后，經(jīng)低通濾波及抽樣判決后可獲得原二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)。僅利用方框圖講解，還是比較抽象，很難讓學(xué)生理解其解調(diào)原理。如果畫出圖中各點(diǎn)波形（如圖2），并結(jié)合圖1講解，就能讓學(xué)生很好地理解其工作原理。

在理論課教學(xué)中要充分利用系統(tǒng)仿真軟件System View產(chǎn)生的工作波形來講解抽象的算法，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。例如，在講解A律壓縮編碼時(shí)，可以用System View建立以A律壓縮編碼系統(tǒng)，通過與均勻量化編碼系統(tǒng)在數(shù)據(jù)速率上的比較，來理解采用A律壓縮編碼的優(yōu)越性。

三、推動(dòng)學(xué)生參于課程教學(xué)，做到以學(xué)生為主體

由于多種原因，地方院校的大部分學(xué)生已經(jīng)做不到“課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)”了。如果仍然采用以教師為中心的被動(dòng)接受式教學(xué)方法，很難有好的教學(xué)效果。在大班情況下（60人以上），如何轉(zhuǎn)變成以學(xué)生為中心的主動(dòng)參于式教學(xué)方法是非常值得研究的課題。筆者在教學(xué)過程中進(jìn)行了大膽嘗試：把下節(jié)要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)以問題的形式提出，并作為學(xué)生課后作業(yè)，上課時(shí)靈活采用分組討論、學(xué)生解答、老師點(diǎn)評(píng)等交互式學(xué)習(xí)方法。實(shí)踐表明，該方法由于“逼”學(xué)生預(yù)習(xí)、討論等，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果。

四、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力

麥肯錫公司的一個(gè)關(guān)于中國工科學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)力的報(bào)告指出了，在工程、生命等專業(yè)領(lǐng)域的跨國公司提供的崗位中，僅有10%的中國大學(xué)生具有競(jìng)爭(zhēng)力。從本次調(diào)查來看具體表現(xiàn)在創(chuàng)新能力不足、綜合素質(zhì)不夠、實(shí)踐能力較弱、專業(yè)技術(shù)不強(qiáng)等方面。[5]實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)直接關(guān)系到學(xué)生就業(yè)及發(fā)展?jié)摿?，?shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該貫穿整個(gè)培養(yǎng)過程。而實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的主要手段。學(xué)校在“通信原理”教學(xué)大綱的制定上，對(duì)于實(shí)驗(yàn)部分要求：除完成部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，大部分為綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)通過開放實(shí)驗(yàn)室、以學(xué)生自主實(shí)踐活動(dòng)的方式完成。這種開放式實(shí)驗(yàn)要求全面開放實(shí)驗(yàn)室，包括儀器設(shè)備、時(shí)間的開放以及實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、研究課題的開放，“放”不是放任自流、撒手不管，而是以新穎有趣、科技含量高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、富有挑戰(zhàn)性又具有實(shí)際應(yīng)用的課題、先進(jìn)的儀器設(shè)備和現(xiàn)代化的管理手段激勵(lì)和吸引學(xué)生積極參與。學(xué)生可根據(jù)自己情況到實(shí)驗(yàn)室預(yù)約時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的是給學(xué)生提供一個(gè)充分自由學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的空間和輕松的環(huán)境，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，一方面加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的監(jiān)控與檢查；另一方面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核在本門課程總成績(jī)中的比重到30%，改變了單純以考試分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的狀況。這樣一方面提高了成績(jī)?cè)u(píng)定科學(xué)性，另外也使得學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

五、結(jié)語

“通信原理”是電子信息工程、通信工程等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，無論對(duì)于學(xué)生以后的學(xué)習(xí)還是工作都有很大的幫助。由于本課程用到的數(shù)學(xué)知識(shí)較多，且與先修的模電、高頻電子線路等較難學(xué)習(xí)的課程密切相關(guān)，學(xué)習(xí)難度較大。對(duì)于生源質(zhì)量相對(duì)較差的地方院校，在教學(xué)中探索如何增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍課堂氣氛、提高教學(xué)效果、提高學(xué)時(shí)實(shí)踐創(chuàng)新能力的有效方法進(jìn)行了有益的探索并取得了一定的效果。今后要進(jìn)一步探索如何更加客觀公正地評(píng)價(jià)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)的監(jiān)控和考查方法，進(jìn)一步提高學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)的熱情。探索本科生參與教師科研的形式及考核計(jì)分方法，進(jìn)一步提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）