通信原理课程教学改革论文
[摘要]通信原理是通信、电子信息工程专业的主干基础课。对通信原理课程体系特点的研究，以及课程的教学内容、教学方法和教学手段的改革是非常重要的一项工作。一些创新性的、有效提高教学质量的教学途径将会给通信原理课程带来新的启示。
[关键词]通信原理;课程;教学
21世纪是名副其实的信息时代，通信技术的发展给人们的生活带来了巨大的改变。随着通信的效率、内容与方式都发生了翻天覆地的变化，人们的远距离通信方式从上世纪末的以书信，固定电话为主的方式转变为今天的以移动电话、网络视频等为主的方式。人与人之间的沟通变得更加的畅通无阻，信息的交流更加的方便。通信行业也成为了信息时代的一个关键行业，作为现代通信系统的理论基础———通信原理的教学质量，直接影响到我国通信人才的理论基础，影响到我国通信产业的竞争力。因此通信原理课程的教学改革[1]-[7]意义重大。本文从多方面对通信原理课程进行改革，特别是在教学方法、教学手段和教学内容上做出创新与改革。
1教材的选取
教材要对课程内容全面的涵盖，同时还需要表述清晰条理，结构完善，因此是课程的根本。经过对众多国内优秀教材的比较和分析，笔者最终选用了张辉主编的优秀经典教材《现代通信技术与原理》(第二版)[8]，该教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，内容全面，难易适中，习题丰富，例题详细，是本课程教材的首选。
2教学内容改革
课程的课时是非常有限的，而通信原理课程所涉及的内容相当广，在有限的课时内把所有的内容都讲透彻明白是不可能实现的，因此可以通过设立重点内容，对不同的内容合理分配课时来解决此问题。笔者在保证内容的系统性的同时，结合本专业教学的具体特点与要求，紧跟新理论、新技术的发展方向，调整教学内容的重点。例如，随着近年来数字通信的蓬勃发展，可以考虑重点内容设定在数字通信上面，重点讲述数字基带、频带传输系统;模拟信号的数字传输;现代数字调制解调技术，特别是QAM正交振幅调制，OFDM调制等目前较为流行的调制解调技术;以及数字通信当中特有的同步技术和差错控制编码技术。在介绍系统基本理论基础同时，增加一些目前最前沿的应用技术的介绍，让学生能对目前实用的技术有所了解。比如现在非常热门的WCDMA、CD-MA2000和TS-SCDMA等3G技术，以及蓄势待发的LTE 4G技术。将这些内容带入课程当中，可以让学生感受到他们所学的知识与现实应用技术同步，让学习变得更加有意义。
3教学手段的改革
丰富的教学手段是实现教学目的、提高教学质量的一个重要方法。对于教学手段的改革，其主导思想是从更加丰富的形式来展现教学内容，要由单一的黑板讲授转变成为以学生为主的灵活多样的教学方式。使得课程中出现的概念、原理、实现过程等内容可以很直观很形象的呈现给学生，学生就可以很容易的掌握原本对他们来说很抽象很陌生的知识。
本文对教学手段提出以下几点改革方案:第一，使用多媒体教学，多媒体课件的多样化展示方式可以帮助学生更好地理解教学内容，大大增加了传授信息量，节约了传统板书方式中所耗费的时间。多媒体课件种类繁多，比如最常见的PPT课件，制作优秀的PPT课件可以加入许多动画，图片等内容，可以形象的演示信号的处理过程;合理利用MATLAB，System view等仿真工具，对一些经典的通信理论，比如傅里叶变换、抽样定理等内容进行仿真，让学生对内容有直观和具体的认识和感受，并借此提倡和鼓励学生掌握自主的仿真能力;第二，通过小游戏的方式来传授内容，此方法可以最大限度地提高学生的参与性。经过精心设计的游戏环节和某些通信模式相似。从而达到从游戏中学习的目的。笔者曾设计一个这样的游戏，把一条信息写在纸条上，让一位同学读取纸条上的内容后，口头告诉第二个同学，然后再由第二个同学口头转述给第三个同学，经过若干次传递之后，再把信息在黑板上写出，再与原信息对比。
游戏之后进行点评，指出通信的最终目的其实都是信息传递，而本游戏就是一个信息传递的通常模型，信息从第一个人传递到最后一个人;再提问同学们为何最后一位同学接收到的信息与原信息有着许多的错误之处，产生这些错误的最主要原因是什么，让同学们主动积极的思考这些问题之后，再进行点评:第一位同学与最后一位同学的信息可以理解为信息传递过程中的失真现象，而产生失真的最主要原因是信道带宽不足，传递信息靠的是同学们记忆再经过口头传递，而人的记忆力是有限的，纸条上的信息长度超过人脑短时间能记忆的信息上限(也就是需要传送的信息量超过了信道容量)，所以产生了大量的失真，改善的方法可以有缩短信息长度(使通信数据带宽小于信道带宽)或者改用笔录的方式记录信息，再进行传递(改善信道环境，增加信道容量)。让同学们既能在快乐的氛围当中学习，课堂气氛非常活跃，教学效果良好。通过游戏能让学生深刻理解通信模型的关键知识点，每当想起游戏过程，便可以帮助回忆相关知识点的特性。第三，采用多样化教学方式的同时不能忽视和丢弃传统的板书教学方法。写传统板书的优势首先在于便于教师整理思路，使得讲解更加有条理，同时学生在老师推演过程中能让学生有时间思考，跟着老师的节奏去解题;其次教师讲解的内容和速度可以灵活控制。因此传统板书的教学手段仍然是十分必要的。
4教学方法的改革
通信原理是一门理论性较强，数学公式较多的学科，对学生的数学基础也有较高的要求，如果是按部就班的讲解会比较枯燥，因此在教学方法上面注重与现实结合，引发学生的学习兴趣。以学生为主，让学生自主思考问题、讨论问题、体验问题，而不再是传统的老师讲授方式。在课堂当中构思一些开放性问题，引发学生展开讨论，活跃学生的思路，促进学生的思考。具体有以下两点改革办法:第一，在讲授过程中，结合现代通信发展的现状，穿插讲授各种基础技术理论的发展，演变，和现实当中的应用，做到让学生学得有目的、有感受，而不是孤立的学习理论知识。比如说早几年移动通信从模拟网络到数字网络的.变化，资费的下降和服务类型的增加，每个人都能的感受得到，而这些变化的背后其实是移动通信技术和手段发展的结果。结合这些变化来谈移动通信技术的变迁，则可以达到增加学生学习兴趣，易于接受的效果;第二，对公式的讲解做到深入浅出，注重框架和原理的，结合模型特征来理解公式。对公式的理解，主要是从公式计算的目的，公式的框架结构，使用的计算技巧等方面着手，采用先全局后细节的讲解方法，避免为了推导公式而推导公式的做法，让学生始终带着目的去学习，带着问题去思考。
5加强实验环节
虽然仿真软件可以对某些通信模型进行仿真，但是仿真的体验效果仍然是没有实验的体验效果更加直接和具有现实意义。在仿真当中，许多条件都是用理想化的假设，而在实验中，可以真切体会到噪声的干扰，电路的损耗，以及各种各样外界干扰对信号的影响。比如说同样是相干解调系统，仿真系统中不会出现同步丢失现象，而实验当中，由于两个不同机器，即使是设定的频率一致，但是两者的频率之间总是存在一定的误差，因此系统同步之后，长时间没进行同步纠正的话，容易产生同步丢失现象。通过实验，还可以增强学生的动手能力，可以掌握示波器和信号发生器的使用;可以了解到如何利用锁相环进行相位锁定;
可以体验模拟基站与移动站的通信;可以直观感受调制与解调的过程与结果等。实验当中让同学们亲自动手去实践，去感受，能对知识内容留下深刻的记忆，加深学生对本课程重点知识的印象。
由于做实验所需的时间弹性是非常大的，仅仅利用课堂时间有时候难以顺利完成，因此可以考虑安排专职的实验室管理员负责管理实验室仪器与实验指导工作，除了课堂的实验时间之外，在日常工作时间允许学生自由进入实验室进行试验操作与学习，这样的学习效果会大大提高。
6结束语
随着通信领域的迅猛发展，通信技术的日新月异，通信原理课程改革的路还很长，需要做的事还很多。尽管笔者已经做了许多尝试:教学内容更加的与时俱进，跟上时代步伐;教学手段和形式更多样化、现代化，更加自由，融入更多的元素;教学方法更加的有针对性;更加的注重学生的动手实践能力的培养。但是笔者深知改革创新的路还很长，将力求把“以教为主”的教学模式转变为“以学为主”的教学模式，遵循教学规律，不断改革创新，进一步提高教学质量，为培养高素质通信人才做出努力。
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