通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究

黃熙岱

廣東海洋大學(xué) 廣東湛江 524009

通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究

黃熙岱

廣東海洋大學(xué) 廣東湛江 524009

針對通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的較多薄弱環(huán)節(jié)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和方式，增設(shè)設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)，通過對通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革研究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力和創(chuàng)新能力。

通信原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.24.136

作者：黃熙岱，本科，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)楦咝?shí)驗(yàn)教學(xué)與管理。

Author’s addressGuangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong, China 524009

通信原理課程是普通高校通信類專業(yè)必學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是引導(dǎo)學(xué)生闖入信息時代高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵入門課程。通信原理實(shí)驗(yàn)是通信原理課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是提高通信原理課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決問題的能力的一種教學(xué)手段和途徑，對提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求的高質(zhì)量專業(yè)人才起著不可替代的作用。因此，必須加強(qiáng)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過改革，改善教學(xué)效果。

1 通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念落后

目前，在通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，普遍存在重理論、輕實(shí)踐，重知識、輕能力的觀念。認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論課的附屬，只是理論教學(xué)的一個輔助環(huán)節(jié)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠，習(xí)慣于以灌輸書本知識為主，缺乏為職業(yè)崗位要求服務(wù)的意識，激發(fā)不了學(xué)生操作和獨(dú)立思考的能力，不利于技能的培養(yǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單調(diào)過時

當(dāng)前，通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單調(diào)陳舊，還處在拿著實(shí)驗(yàn)講義、抱著實(shí)驗(yàn)箱、用示波器測量波形和數(shù)據(jù)的驗(yàn)證理論教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，很多實(shí)驗(yàn)采用通信原理綜合實(shí)驗(yàn)箱完成，實(shí)驗(yàn)項目由生產(chǎn)廠家預(yù)先設(shè)定。實(shí)驗(yàn)箱的最大缺點(diǎn)是線的連接正確，示波器一測，波形和數(shù)據(jù)馬上顯示出來，缺乏綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。如果只做這類實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容大多是理論教學(xué)中的理論或定律的驗(yàn)證，學(xué)生的思維也被局限于相應(yīng)的理論課程，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手能力。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一

在通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一直采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法——教師示教、學(xué)生練習(xí)，即在上實(shí)驗(yàn)課前，由實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材；上課時，教師按操作程序進(jìn)行示范，然后學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。按照此方法，教師當(dāng)然非常注意操作程序的準(zhǔn)確性及規(guī)范性，卻忽視對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，而學(xué)生完成的任務(wù)也是機(jī)械地操作，容易感到枯燥無味，調(diào)動不了對實(shí)驗(yàn)的興趣，也不利于培養(yǎng)應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力，削弱實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2 通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新

2.1 更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

教學(xué)觀念是指導(dǎo)教學(xué)的關(guān)鍵，教學(xué)觀念的改變是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。為了培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的人才，教師必須更新教學(xué)觀念，由以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，由重理論向重實(shí)踐轉(zhuǎn)變，以能力培養(yǎng)為主線，形成教師與學(xué)生的信息互動，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，樹立一種新型開放綜合的人才培養(yǎng)觀念。例如，在組織通信原理“PAM調(diào)制與解調(diào)”實(shí)驗(yàn)時，教師清楚講明實(shí)驗(yàn)的目的和要求，然后要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中主動去分析解決出現(xiàn)的問題，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，提高學(xué)生實(shí)際動手能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅成為理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，而且成為直接培養(yǎng)動手解決實(shí)際問題能力和自我開拓、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的重要手段。

2.2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通信技術(shù)日新月異，通信系統(tǒng)不斷趨向于數(shù)字化、智能化、大規(guī)模集成化，通信原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)盡可能跟上通信技術(shù)的發(fā)展。通信原理課理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，抽象概念多，要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本原理，掌握通信系統(tǒng)的原理圖及各系統(tǒng)輸入、輸出信號間的關(guān)系。因此，理論課方面要提高講課質(zhì)量，同時需要相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)配合，并不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生加深對理論課程內(nèi)容的理解和掌握。于是，挑選具有代表性的實(shí)驗(yàn)去做，在原有的實(shí)驗(yàn)題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，全面整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，保留部分經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)項目，刪除一些內(nèi)容陳舊和技術(shù)落后的實(shí)驗(yàn)，引入新的知識點(diǎn)。

例如，采用新型“現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，不僅涵蓋通信原理的主要知識點(diǎn)，而且引入新的通信技術(shù)（數(shù)字信號處理DSP技術(shù)、FPGA技術(shù)等），引入新內(nèi)容，使實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容更好地結(jié)合起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生在通信技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域中的創(chuàng)新精神。

2.3 運(yùn)用多樣化教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用多樣的教學(xué)方法和手段，不僅可以激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣，還可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，改進(jìn)教學(xué)效果。

1）運(yùn)用自主探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不但要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理，同時教師設(shè)計性提出思考問題，引導(dǎo)學(xué)生積極討論、分析和提出解決問題的方案，并最終解決問題。例如，在組織通信原理“PCM調(diào)制與解調(diào)”實(shí)驗(yàn)時，正常情況下，發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率為500 bps，傳號載波頻率為22 kHz，空號載波頻率為9 kHz，這時可解調(diào)還原發(fā)送的基帶數(shù)字信號。但傳號和空號載波頻率不變時，發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率改為32 kbps后，會出現(xiàn)什么情況？讓學(xué)生討論、分析，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)去證明，得出結(jié)論：發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率大于載波頻率時，不能正確解調(diào)基帶數(shù)字信號，解調(diào)端出現(xiàn)亂碼。

2）運(yùn)用分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。為達(dá)到“授人以漁”之目的，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時實(shí)施“分層教學(xué)法”培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。即將整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動分為4個層面進(jìn)行：①“教師主導(dǎo)”層面重點(diǎn)放在引導(dǎo)的方法上；②“啟發(fā)學(xué)生”層面重點(diǎn)理清思路；③“學(xué)生參與”層面是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；④“獨(dú)立操作”層面是由學(xué)生獨(dú)立完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)。例如，在指導(dǎo)通信原理“碼型變換”實(shí)驗(yàn)時，教師必須先清楚講明實(shí)驗(yàn)的目的和要求，學(xué)生為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅仨殗@教師提出的問題積極思考，認(rèn)真分析，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟自己完成實(shí)驗(yàn)，整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程有目的、有步驟地由教師引導(dǎo)向?qū)W生獨(dú)立過渡，由教師“唱主角”逐漸向?qū)W生“唱主角”轉(zhuǎn)移。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用四步漸進(jìn)分層教學(xué)法，對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力起到積極有效的作用。

3）運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。在通信原理的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用仿真軟件對通信原理課程所設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榉抡孳浖梢苑奖恪⒅庇^、形象地構(gòu)建通信系統(tǒng)，提供豐富的部件資源、強(qiáng)大的分析功能，可對硬件開發(fā)提供方案論證和實(shí)踐指導(dǎo)。例如，在組織通信原理“2ASK、2FSK、2DPSK調(diào)制與解調(diào)”的仿真實(shí)驗(yàn)時，以學(xué)生自行設(shè)計為主，學(xué)生可以任意改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)，甚至可以根據(jù)需求改變功能模塊及其連接，進(jìn)行各種環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)，可以作為考查學(xué)生動手能力、設(shè)計能力的重要手段，教學(xué)效果較佳。

2.4 開設(shè)設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)

在以往的通信原理實(shí)驗(yàn)項目中多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，項目過細(xì)、過簡單，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)，積極性不高，造成學(xué)生對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)沒有興趣，學(xué)生的操作能力不能得到提高。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型和工程型人才，必須增加設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)項目。例如，在原有的實(shí)驗(yàn)題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，開設(shè)直接擴(kuò)頻及CDMA實(shí)驗(yàn)、通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射與接收實(shí)驗(yàn)等。在設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施中，指導(dǎo)教師要把自己在平時為企業(yè)進(jìn)行研發(fā)所積累的知識傳授給學(xué)生，使他們少走彎路，高質(zhì)量地完成實(shí)驗(yàn)。做好這類與科研工程實(shí)際及社會應(yīng)用緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，對大學(xué)生參加科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大有益處，使每個學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能都得到最大的發(fā)揮。

3 結(jié)束語

重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用，是學(xué)習(xí)好通信原理課程不可缺少的重要部分。探討通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革途徑，對如何提高學(xué)生的動手能力，如何培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需要的具有較強(qiáng)的動手能力、創(chuàng)新能力的全面發(fā)展的高素質(zhì)人才提出自己的觀點(diǎn)和看法，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取一些措施。實(shí)踐證明，這些改革措施取得較好的教學(xué)效果。

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[2]王輝.通信原理[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007

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Study on Reform of Experiment Teaching in Communication Theory

Huang Xidai

There is some weakness in the teaching of communication theory experiment. This article describes the reform of communication theory experiment from the experimental content, teaching method and the way, and designed and comprehensive experiment. This paper elaborates the research of teaching reform on communication theory experiment to raise the manipulative ability and innovation of the students.

communication theory; experiment teaching; reform

G642.0

B

1671-489X(2010)24-0136-02