基于轉型發展背景下《通信原理》課程教學改革與實踐研究

◎陶秋香

基于轉型發展背景下《通信原理》課程教學改革與實踐研究

◎陶秋香

為發展學生的工程應用能力，解決實際工程問題的能力，滿足培養學生的成才的需要，改進教學方案，將工程引入“通信原理”仿真教學中。針對教學班開展理論和實踐教學探索，學生學會自主學習，由學生和教師共同評定各同學成績的研究成果。

本學院“通信原理”課程的教學安排，主要是以理論教學（48學時）和實驗教學（18學時）為主，以電子信息工程專業為例，該專業后續的通信技術方面的課程并不多。筆者探討：要在課時少，內容多，學生基礎一般的情況下，如何讓學生能夠真正掌握通信基本理論，并還能夠讓學生輕松地接受通信技術方面的新理論和新技術。目前，這是本學院相關教師在“通信原理”課程課堂教學中必須要解決的問題。

合理應用仿真教學模式

工程引入的仿真教學以學生自學為主、教師指導為輔。教師在課堂教學中可講解知識點之后，把相對應仿真任務布置給學生課后來完成。具體做法：學生分組（引導學生以寢室為單位分組），確定時間（可以是一周），確定項目（本周理論知識），完成形式可以是只交仿真圖，也可以報告形式（組長收集，標注相應完成任務同學姓名）。學生完成任務的過程中可以求助教師，也可以組與組之間討論，這樣既培養了學生自己解決問題的能力，也加強了學生的團隊合作意識。對于課程知識，更是可以簡單化、形象化、實際化，合理應用仿真教學模式不但可以強化學生對基本知識的理解和運用，也可以培養學生的創新能力和科研素養。

應用仿真教學模式是學生和教師共同學習過程，當然也是挖掘問題、剖析問題、易化問題的過程。筆者認為教學過程中，學生和教師本來就應該一起先從問題開始，讓學生在自我摸索中了解所學的知識。在“通信原理”的課堂仿真教學中，通常從以下幾方面進行：（1）引導學生學習仿真軟件。（2）仿真實驗的設置。（3）仿真實驗的工程體現。

舉例

為了提高同學們對通信原理課程的學習熱情，方便他們理解詳細的通信系統架構、掌握有關通信知識點，并且讓學生能夠達到對具體的通信系統設計提出方案的水平，通信原理教師必須改變教學模式，將通信工程仿真應用到“通信原理”的課堂教學中來。

教學目的。通過應用通信工程仿真的教學模式，筆者希望能完成以下教學目的：讓學生通過教師的引導，能夠學會自己獨立思考及發現問題，并且也學會團隊分工合作；通過研究詳細的通信系統問題，可以強化學生對通信原理知識難點的理解；讓學生學會自己查閱資料的能力；讓學生認識到仿真軟件的應用重要性，通過結合課程內容做通信系統模擬，掌握計算機操作技能；讓學生對通信原理、通信技術產生學習熱情，打消學生認為通信原理課程難的念頭。

教學的過程。教學過程中，學生的學習方式以自主選題或教師指導選題為主。教師指導學生分組（5、6人一小組），采用翻轉課堂教學方法，引導學生進行分組討論，研究問題。學生研究的結果可以制作成PPT并以答辯形式在課堂上展示。學生學習過程評價，主要是對學生在解決問題中表現出來的合作能力、創新能力以及邏輯思維能力的綜合評價，可以分學生自評、教師評價、學生互評。

教學效果。通過通信綜合仿真可以引導學生解決一些實際的通信系統問題。以下是學生使用MATLAB軟件完成的實例：使用MATLAB/Simulink工具設計的2FSK系統仿真模型如圖1所示。

圖1 2FSK系統仿真模型

2FSK系統仿真模型是使用Matlab/Simulink軟件工具設計的，不僅可以仿真出通信過程中信號的時域波形和頻域波形，還可以計算通信過程中的產生的誤碼率。

（1）2FSK系統仿真結果時域分析

系統建好之后，只要雙擊圖1中Scope1、 Scope2、 Scope3（各虛擬示波器）的波形導出到工作區間中，各2FSK信號的波形如圖2所示。

圖2 2FSK時域波形

如圖2就可以形象地知道2FSK信號的特點，學生自己就能歸納總結：2FSK系統傳輸過程中，2FSK信號的波形有兩個不同的頻率，其中發送1和0的頻率不同；解調后的信號與調制信號一致，只是時間上延時，是充許的；在延時量不大的情況下，誤碼率也為了0；這個仿真系統的缺陷就是只能傳輸有限個碼元（此例中是10個）。

（2）2FSK系統仿真結果頻域分析

圖3 2FSK信號的頻譜圖

2FSK信號的頻譜圖如圖3所示，學生通過比較如圖3的（a）和（b）便知道，連續譜的形狀隨著兩個載頻的差值|f1-f2|的大小而變化，若|f1-f2|〈fs，連續譜為單峰如圖3（a）；若|f1-f2|〉 fs，如圖3（b）出現雙峰或馬鞍形狀。2FSK信號的頻譜圖與課程理論知識原理進行對比，不僅加深了學生對理論知識的學習，更是對通信系統的工程應用有了一定思維。

學生通過通信仿真教學模式，學會分析實際工程問題，解決工程應用問題。研究教學過程的重點是“發現問題—研究問題—解決問題”。工程仿真過程通過計算機軟件來解決問題，將問題變得更簡單化、形象化、實際化。教學方法的改變不但提高了學生的學習熱情，也為學生今后有能力學習其他專業課程打下良好的基礎，更加培養了學生獨立思考，自我解決問題的習慣。

新余學院）