“通信原理”课程教学改革与实践

摘要：针对目前通信原理课程教学中存在的主要问题，从教学内容、教学方法及实验实践教学方面对通信原理进行教学改革。教学实践表明，提高了学生的分析和解决实际问题的能力、创新能力和协作能力，取得良好的教学效果。

关键词：通信原理；教学改革；实验教学

作者简介：侯艳丽（1981-），女，黑龙江克山人，河北科技大学信息科学与工程学院，讲师；崔惠敏（1969-），女，河北定州人，河北科技大学信息科学与工程学院，副教授。（河北 石家庄 050026）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0101-02

“通信原理”是通信专业及其相关专业的一门至关重要的专业基础课，它是移动通信、光线通信、微波通信等不断涌现的新型通信技术的理论基础，也是高校通信类专业研究生入学考试的必考科目。该课程主要研究现代各种模拟通信、数字通信的基本原理、方法以及各种系统的传输性能，该课程教学质量的好坏直接影响着学生对后续专业课程的学习和理解，以及考研和就业。为了提高教学质量，培养学生分析和解决实际问题的能力，达到真正掌握运用所学内容的目的，从教学内容、教学方法及实验实践教学方面对“通信原理”课程进行教学改革和探索，开创出兼顾通信技术发展和河北科技大学（以下简称“本校”）学生特点的教学模式。

一、合理选择“通信原理”教学内容

1.重点讲解基本概念

根据本校通信工程专业的培养目标和目前的生源情况，选用教材为樊昌信主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《通信原理》（第6版）。了解通信的基本概念，掌握通信系统的基本构成和评价通信系统的两个重要性能指标——有效性和可靠性。简要回顾本课程应用到的信号与系统、随机过程的部分内容，在此基础上学习其他主要内容。在模拟调制系统中，首先介绍AM，在此基础上给出线性调制的一般模型，进而引出DSB、SSB和VSB。了解角度调制，重点强调FM以其带宽换取信噪比，比较这几种调制方法在传输带宽、信噪比、设备复杂度以及主要应用方面的差异。在数字通信系统中，以码元速率、频带利用率和误码率为主线，分析和比较二进制单极性基带系统、二进制双极性基带系统、2ASK系统、2PSK系统、2DPSK系统及2FSK系统的性能，掌握无码间串扰的基带传输特性。

2.注重理论联系实际

“通信原理”课程的学习往往涉及大量复杂的数学推导和抽象的理论概念，理论性强，但学生还不会将理论知识与实践联系起来，并将其运用于实践。因此在教学改革中，在讲授理论知识的同时，穿插一些该理论应用的实践内容，引导学生了解理论与实践的联系，使学生对知识点理解更加深刻，利于发挥学生的主观能动性，调动其学习兴趣和积极性，使他们学会学习，主动学习。这样既有利于培养学生善于思考、勇于探索的精神，又有利于培养学生的创新能力。如学习AM和FM时，联系调幅收音机和调频收音机进行讲解；学习频分复用时，联系无线电广播进行讲解。

3.以先进的通信信息新技术为支撑

为了提高原有通信系统的性能，不断出现新型的通信技术。要适度增加新型通信技术原理的介绍，同时为学生指定经典文献和学科前沿文献选读，使学生了解学科前沿和通信技术的发展趋势，开阔学生眼界，激发他们更大的学习兴趣。

二、优化“通信原理”课程的教学方法

1.采用探究式教学方法

课堂教学中，丢弃传统注入式教学方法，采用探究式教学方法，教学中要不断设置问题，激发学生学习的兴趣，最大限度地调动他们的学习积极性；要求他们按照自己的思路寻找解决问题的方法，培养学生主动学习和创新学习的精神，形成自主学习的良好习惯，获得终身受益的自学能力；对正确的方法给予肯定，对错误的思路给予讲解，并引导学生分析导致错误的原因；最后给出问题的正确答案，并举例说明，加深理解。

2.传统教学与多媒体教学有机结合

多媒体教学可以理解为传统教学基础上增加多媒体（包括计算机）这一特殊工具的教学。与传统教学相比，它的优势表现在：

（1）易于创设教学情境，有助于激发学生学习的兴趣。运用形象直观的多媒体技术可以创设出一个生动有趣的教学情境，使学生产生极大的学习兴趣。例如讲授《通信原理》的绪论部分，播放一段有关“通信的发展”的影视片断，此片断把从古代的烽火台、飞鸽传书到现在的光线通信、卫星通信，让学生觉得既轻松又新颖，激发了学生学习、探究这门课的浓厚兴趣，唤起了学生求知的好奇心。

（2）增加教学容量，提高教学效率。多媒体教学可以大量节省教师板书的时间，从而使教师传授更多的知识，在一定程度上增加了课堂的容量。

（3）突出教学重点，淡化难点，提高教学质量。多媒体教学可以变抽象为形象，变复杂为简单，更易突出重点和难点，使教学收到了事半功倍的效果，提高了课堂教学的质量。例如：介绍时分复用的概念时，利用多媒体结合第二代通信技术中的GSM制式，将更容易理解。

教学过程中，要处理好传统教学与多媒体教学的关系，才能充分发挥二者的优势，使多媒体更好辅助传统教学。“通信原理”课程理论性强，公式推导多，抽象概念多，在教学过程中要把握好多媒体的使用时机。对一些基本公式推导和例题讲解过程，应以传统板书讲解为主，以PPT为辅，对重点进行提示。对一些抽象概念，以传统板书给出概念，再联系实际利用PPT给予形象直观的解释和举例说明。在复习课的时候，多媒体的大容量是有效率的，但要注意中间的停顿以确保学生记下知识点。

3.将通信仿真软件移入课堂

为了更加生动形象地开展教学，可以利用MATLAB、Systemview及Labview等仿真软件辅助教学，将仿真实验移入课堂，加深学生对知识点的理解。例如在讲述AM调制时，可以通过MATLAB编程或利用其中的Simulink搭建模块来实现AM的调制过程，仿真结果如图1所示，分别是调制信号的时域波形和频谱、已调信号的时域波形和频谱。从图1可以直观地看出已调信号的幅度随调制信号线性变化，已调信号的频谱由载频分量、上边带和下边带三部分构成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像，由此可以得出AM信号是带有载波分量的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽的2倍。将仿真结果与公式推导得到的理论结果进行比较，使学生加深印象，同时也为学生进行仿真实验打下基础。

图1 AM调制

4.建设网络教学平台

依托学校的网络教学平台，建立了“通信原理”课程的网络教学平台，上传电子教案、典型例题及例题的详细步骤，发布课后习题标准答案，回答学生提出的问题。

三、加强实验和实践教学

实验和实践教学是教学工作的重要组成部分，是培养合格的应用型高级专门人才，保障教学质量的重要环节，培养学生创新精神和实践能力的重要手段。主要从以下几个方面进行实施：

第一，利用实验室现有的实验箱、示波器和频率计等测试设备进行实验教学，让学生自己动手调试，解决其中的问题。要求每个学生必须达到基本的操作要求，并将实验的原理、操作过程中出现的问题及解决情况记录在实验报告中，进一步加深对课堂知识的理解。

第二，鼓励学生结合仿真软件进行综合设计性实验，使学生建立起完整的通信系统理论概念，加深了学生对通信系统的理解。学生可以选择自己感兴趣的题目，并在此基础上，可以进行简单实物的设计、仿真和调试。要求在整个实验过程中，完全由学生独立思考，独自设计，提高了学生的学习兴趣，同时又能让学生充分发挥他们的聪明才智，提高学生综合应用所学知识分析问题的能力，培养合作精神及创新能力，从而进一步提高学生自身的综合素质。

第三，在一定的时间开放实验室，让学生选作实验。学生根据自己的兴趣在空闲时间选作实验，培养其对实践操作和专业技能的爱好，激发学习热情。

第四，与专业实训相结合。专业实训主要是结合所学专业知识与技能进行实际能力的训练，目的是对所学专业知识进行全面的了解、理解、掌握和应用。由学生自主选择课程实训，依据一定的硬件或软件平台，在教师的指导下完成实训内容。“通信原理”实训要求学生利用MATLAB软件构建一个完整的数字通信系统，与实际通信相联系，每一步都要合理设计和实现，最终实现整个系统的仿真，撰写实训报告。这样做既加强学生对通信概念的理解，又增强学生的系统建模能力、计算机运用能力和解决实际问题的能力，为将来从事相关行业奠定基础。

四、结论

为帮助学生更好地理解和掌握通信原理的基本概念和基本原理，激发学生的学习动机，提高学生的学习兴趣，发展学生的专业技能，培养学生的创新能力，实现高等院校培养应用型人才和创新型人才的目的，从教学内容、教学方法和实验实践教学方面对“通信原理”课程实施教学改革。学生平时作业情况、期末成绩和教学评价中的学生意见反馈都表明，本课程选取的教学内容、采用的教学方法和实验教学内容，可帮助学生更好地理解和掌握通信系统知识，提高学生学习兴趣和学习效率，从而提高了教学质量。随着通信技术的飞速发展，“通信原理”课程的教学改革应在遵循教学规律的前提下，与现代应用相结合，与时俱进，不断创新。随着“通信原理”课程教学改革的不断深入，教学质量将不断踏上新的台阶。

参考文献：

[1]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].第6版.北京：国防工业出版社，

2011.

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（责任编辑：王意琴）