通信原理實驗教學改革與探索*

袁愛霞　趙昕　里紅杰　蘭振平（大連工業大學 集成測控技術研究所，遼寧 大連 116034）

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通信原理實驗教學改革與探索*

袁愛霞趙昕里紅杰蘭振平
（大連工業大學 集成測控技術研究所，遼寧 大連 116034）

摘要：通信原理課程理論性強，公式繁多，難于理解。為了有效提高通信原理的教學質量，對通信原理實驗教學進行了改革。通過硬件實驗與仿真實驗結合等教學改革措施，提高了學生的實踐能力，同時也提高了通信原理實驗的教學質量。

關鍵詞：通信原理；實驗教學改革；實踐；教學質量

一、概述

通信原理是通信工程專業重要的專業基礎課，涉及的專業知識廣泛、理論性強，同工程實踐結合密切，因此通信原理課程都設有實驗課。通過實驗，幫助學生理解理論知識，提高實踐能力和分析問題、解決問題的能力。目前的通信原理實驗存在實驗內容固定，驗證性實驗過多等問題，為了提高通信原理實驗的教學質量，切實提高學生的實踐能力以及創新應用能力，需要改變傳統的實驗教學方法，對通信原理實驗進行改革。

二、實驗教學存在的問題

1.目前的實驗多為驗證性實驗，實驗內容固定，學生僅在固定端口測試波形即可，甚至不需要理解通信的原理，學生們少了思考的機會，實驗僅僅流于形式，而不能真正有效的完成實驗，達到提高實踐能力，促進知識理解的效果。

2.實驗時間固定，學生只能在上課時間做實驗，沒有額外做實驗的機會和時間。現在網絡發達，學生們在課余時間多用于上網，荒廢了很多課余時間，無法提高自身的實踐能力。

3.實驗多采用實驗箱的形式，實驗內容不能隨時更新，不能及時反映現代新型通信技術的發展。由于經費的有限，這些實驗設備往往多年都不能及時更換，所以相應的實驗內容不能及時更新。

4.實驗資源閑置和浪費，無法物盡其用。部分實驗設備僅在上實驗課時使用，大部分處于閑置狀態，無形中形成了固定資產的浪費。

三、實驗教學改革的方法

（一）構建全方位實驗體系，硬件實驗與仿真實驗相結合

通過實驗改革，改變了實驗的設置方式，豐富了實驗類型和實驗內容。實驗按照驗證型、綜合型、研究開放型三個層次來設置，分別有硬件試驗和仿真實驗。驗證層實驗主要培養學生的基本技能，以硬件實驗為主，在固定的實驗箱上實現固定的功能，通過此種方式鍛煉學生的基本操作能力。綜合層實驗培養學生的綜合應用能力，在研究室的學生學習小組，以小組為單位，根據興趣選定課題或者老師指定課題，進行綜合應用能力培養，此時學生購買一些開發板開發，或者自己開發，全面鍛煉學生的動手能力。研究開放性實驗培養學生的創新應用能力，根據學生感興趣的內容設計試驗，老師指導，此時以仿真實驗為主，比如通過Matlab仿真無線信道或者通過Systemview設計一個通信系統等內容。通過三層實驗模式的培養，軟硬件結合的實驗方法很好的提高了學生的設計能力和動手能力，理解和掌握了通信原理的知識，避免了為考試而學習，學完就忘的問題。

（二）基于現代教育技術的實驗方式

為方便學生隨時隨地都能進行實驗，充分利用課余時間，通過NI系統來構建一個適合通信工程專業學生進行綜合實驗的集成化實驗教學平臺，使學生通過互聯網可以隨時隨地進行通信原理實驗。

基于現代教育技術的實驗教學平臺的使用方法如下，學生進入實驗系統后，進入登錄界面，注冊后可登錄系統（如圖1所示），并可以自主選擇通信原理實驗內容。

集成實驗教學平臺的實驗內容可以根據信息技術的發展隨時更新，避免了傳統實驗箱實驗內容固定無法更改的問題，并且學生可以靈活選擇做實驗的時間，不必局限于時間地點的限制。

（三）開放通信原理實驗室

實驗室開放是指各類實驗室在完成計劃內教學任務的前提下，利用現有的師資、設備等資源，面向學生開放，為學生提供更多的實驗學習的方式。傳統的通信原理實驗室只在上課時間開放，浪費了實驗資源，無法為想學習的學生提供場所。實驗室開放后，通信原理實驗室留有專門的教師值班，方便解答實驗中遇到問題的學生。這樣既充分利用了實驗室資源，也為學生們進行實驗學習提供了方便，學生可以根據興趣開發、設計一個通信系統，進行理論驗證，切實提高實踐能力，分析問題、解決問題的能力。

（四）改革實驗室配置，更換新的實驗設備

原來的通信原理實驗單獨在一個實驗室，無法和其他實驗聯動，并且實驗設備老化，很多實驗調試困難，浪費了大量的時間。經過一系列改革，把通信原理實驗和移動通信、光纖通信等課程的實驗放在一個實驗室，更換了新的實驗設備，這樣很多實驗可以聯動，幫助學生實現了專業知識的融合，提高了學習的興趣。

（五）改變實驗教學方法

將通信原理實驗引進課堂，部分實驗內容利用仿真軟件在課堂中演示，及時把理論和實踐相結合，使學生們更容易理解通信的理論知識；理論教學引進實驗室，一些能用硬件完成的實驗，把相應理論知識的講解放在實驗室，講完理論后即刻用實驗驗證，融理論教學與實踐教學為一體，使通信原理中的理論知識在實際中得到應用和體現，解決由于通信原理的知識抽象而造成的難理解、難接受的問題，加深學生對知識的深刻理解，并能創新、靈活應用，同時誘發學生的學習興趣，提高學生的動手和實踐能力。

（六）成立通信原理實驗學習興趣小組

在通信原理實驗課程的改革建設過程中，發現學生們的實踐能力僅僅在課堂上鍛煉顯然是不行，因此如何高效利用學生們的業余時間，提高其實踐能力，成為在課程建設中考慮的問題。學生除了傳統的課堂學習之外，根據通信原理課程的內容和特點，依據學生興趣、特長等多個方面，組建學習小組，參與項目實踐、學術討論等活動。研究小組采取教師協助為輔、學生自治為主的管理制度。每個小組都推選一名學生作為組長，負責吸納選擇小組成員、組織本組的科技創新活動、召集小組成員討論和向指導教師匯報等工作，這樣同學們可以根據興趣確定學習方向，有針對性的進行學習。

四、結束語

通信原理這門課程理論性強，很多理論知識和技能必須在實踐中理解和掌握，達到學以致用的目的，因此構建合理的實驗體系，改革目前的實驗教學模式是培養具有創新能力的高素質人才的途徑之一。通信原理課題組的老師依托集成測控技術研究所進行的通信原理實驗教學方法的改革與探索，必將全面提高學生的實踐能力以及創新能力，提高通信原理的教學質量，為后續課程的學習提供保證。

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趙昕（1968-），男，漢族，遼寧北鎮，碩士，大連工業大學教授，研究方向為數字信號處理、教學管理。

里紅杰（1979-），女，漢族，遼寧營口，碩士，大連工業大學講師，研究方向為數字圖像處理、現代教育技術。

蘭振平（1978-），女，漢族，遼寧丹東，碩士，大連工業大學副教授，研究方向為無線通信、現代教育技術。

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）13-0112-02

*基金項目：2014年遼寧省普通高等學校本科教育教學改革研究項目（編號：UPRP20140207）；2014大連工業大學校級教學改革項目（編號：JGLX14090）

作者簡介：袁愛霞（1980-），女，漢族，山東德州，碩士，大連工業大學講師，研究方向為無線通信、現代教育技術。

Abstract：Communication Principles is high-theoretical course.Formula is various and difficult to understand. In order to effectively improve the teaching quality of the communication principles，we reform the experiment teaching of communication principle.Through the teaching reform measures such as hardware experiment and simulation experiment，the students'practical ability is improved，and the teaching quality of communication principle experiment is also improved.

Keywords：communication principles；experimental teaching reform；practice；teaching quality