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《通信原理》课程的教学实践及探索

作者:未知

  摘要:《通信原理》课程由于知识点多,公式繁杂,内容抽象,往往会导致部分学生在学习过程中丧失学习兴趣。本文针对当前部分学生对通信原理课程丧失学习兴趣的原因进行分析,从调整课堂教学内容,改革课堂教学方法两个方面入手,给出相应解决问题方案,激发学生学习主动性,适应当前通信技术发展新需求。
  关键词:通信原理;教学改革;教学方法
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)19-0139-02
   一、引言
  不知不觉已在南京邮电大学从事《通信原理》课程教学近十个年头,回想起这些年教学本门课程的感受,感觉学生在学习本门课程中主要存在如下问题。
  1.学生在学习本门课程过程中,成绩好的与成绩差的往往出现两极分化的局面,造成這种因素的原因固然一方面是由于这部分学生学习态度的原因,而很大一部分原因在于他们对本门课程丧失学习兴趣。《通信原理》课程是电子信息类专业本科生一门重要的专业基础课,公式繁多,理论抽象,如果按部就班地去教学,部分学生很容易丧失对本门课程的学习兴趣和学习信心。
  2.课堂教学内容与当前通信技术热点以及发展趋势有些脱节。一方面学生学习的教材内容以及学校的教学大纲内容更新速度相对较慢,另外一方面由于新的通信技术的涌现层出不穷,很容易就会造成课堂教学内容与当前的通信技术热点内容相脱节的局面。
  并且上述两种因素又是相互关联的,按部就班地按照教材的教学内容进行讲授,由于教学内容不能反映当前通信技术热点内容以及通信技术发展的新趋势,就比较容易让学生丧失对本门课程的学习兴趣。因此,本人将尝试对课堂教学内容和教学方法两个方面进行改革来解决上述问题。
  二、通信原理教学内容探索
  在认真研究本校所使用樊昌信老师的通信原理第七版教材,以及国内外一些经典通信原理教材的基础之上,对《通信原理》课程内容改革的探索如下。
  1.在教学内容上既要重视通信的基本理论和基本概念的学习,又要兼顾对当前通信技术的热点内容以及发展趋势的介绍,并尽可能使两者相辅相成。对研究技术热点及发展趋势的介绍可以激起学生的学习热情,而热点技术与基本理论之间又存在密不可分的关系,从而促使学生能够带着强烈的求知欲和好奇心去学习基本理论知识。例如,在讲授第一章通信的发展时,可以考虑介绍当前无线通信技术热点-5G技术,5G相对4G数据传输速率可以提高100倍,意味着需要更高频率的电磁波进行传输数据,国际上主要使用28GHz的频率进行试验,即毫米波通信,但是我们基带信号的频率通常没有那么高,如语音信号的频率通常为300—3400Hz范围内,如何使低频段的信号在高频载波上进行传输,就需使用调制技术,教材上的第五、第七和第八章都是介绍调制技术,从而在本门课开始阶段便能激起学生对调制技术的好奇心及学习兴趣。
  2.在教学内容上应力求使学生形成系统性的知识结构,避免形成片面孤立的知识结构,造成学生知识结构混乱,从而丧失学习积极性。例如,教材上讲解第四章中信道特性对信号传输影响时,讲授的内容仅仅与小尺度衰落相关。而实际上无线信道的衰落可分为大尺度衰落和小尺度衰落两个方面,大尺度衰落是通信距离和频率的函数,是无线网络规划和设计所考虑的主要因素。小尺度衰落由多径信号在接收端叠加形成,导致接收信号强度变化的空间尺度与载波波长在相同的数量级。并且教材上讲解的是接收端相对发射端静止的情况,如考虑接收天线和发射天线间的相对运动,则传输路径间会产生多普勒扩展。如果按照教材上内容讲解,仅能使学生掌握信源与信宿相对静止的小尺度衰落信道特性的孤立知识片段,形成无线信道的衰落仅存在小尺度衰落的错觉。因而我们考虑将上述内容进行系统化讲解,从而可以避免学生对信道相关知识形成片面的知识结构,造成知识结构混乱,以至于丧失学习积极性。
  3.注重加强教学过程中对理论教学内容的验证性环节。学生在学习过程往往对大量的理论公式感觉枯燥,从而丧失对课程的学习兴趣。如果在理论教学过程中,加强对理论教学内容的验证性环节,则不仅可以使学生对相关知识内容有更为直观地认识和理解,而且能够使学生在编程验证仿真过程中,增强学习主动性和学习兴趣。例如,在讲解信道编码一章相关内容过程中,可以考虑让学生使用MATLAB工具编程对不同的信道编码方法,不同的码率,不同解码方法的系统误码率性能进行对比,从而能使学生更直观感受不同编码方法,码率以及解码方法对系统性能的影响,调动学生的学习积极性和学习兴趣。
  三、通信原理教学方法改革探索
  为充分调动学生的学习兴趣,我们考虑对《通信原理》课程课堂教学方法作如下探索。
  1.注意类比性教学。类比性教学强调知识结构间的联系,从而可以使学生形成系统性的知识结构。学生往往对一个孤立、陌生的知识点会产生抵触性心理,但如果能利用其熟悉的知识点进行串联,即利用熟悉的知识点进行类比搭桥,则能消除学生的抵触性心理,激起学生的学习兴趣。例如,在讲解MSK时候,可以将其与2FSK调制进行类比,强调MSK是一种2FSK调制,但又是一种特殊的2FSK调制,是一种相位连续,频移最小且两载波严格正交的2FSK。而在讲解OFDM时候,又可以将其与MSK调制进行类比,2FSK是一种两个载波间正交的调制,而OFDM可以看作是对MSK的扩展,为多个载波间正交的调制技术,因而2FSK两个载波的正交条件对于OFDM中任何两个载波间的正交条件同样适用。因此,通过类比性教学,学生可以将2FSK,MSK,以及OFDM知识进行串联起来学习,可以消除其对陌生知识点恐惧性和抵触性心理,充分调动其学习积极性。
  2.注意互动式教学。传统的教学方法往往强调教师的主体性作用,是一个教师向学生单向的传输知识过程,而往往也会形成一个教师向学生灌输知识的过程,结果教师可能教的很辛苦,而学生可能会觉得学的很乏味,丧失学习兴趣。并且,由于教师的知识结构与学生的知识结构存在巨大的差异性,教师可能觉得相对较容易掌握的知识点,学生可能会觉得学的很吃力。因而考虑互动性教学,充分尊重学生在学习过程中的主体性作用,激发学生的学习兴趣,并且教师在与学生进行互动的过程中,也能够更好地把握学生的学习情况,从而可以利用学生的学习情况进行针对性地教学。例如在讲解二进制调制2ASK,2FSK,以及2PSK的时候,由于知识内容间的关联性比较强,2FSK可被看作是两种不同载波的2ASK信号叠加在一起,而2PSK可被看作为基带信号是一个双极性信号的2ASK调制,并且这部分知识点相对容易掌握,可考虑让学生组成学习小组进行自学,然后提出疑问让老师进行解答,可充分调动学生的学习积极性,增强学生自学能力的培养。
  四、结束语
  在通信原理教学过程中,如何激发学生的学习兴趣至关重要,我们考虑将当前通信热点技术引入课堂教学过程中,将教学内容系统化,加强理论知识验证环节等方面对课堂教学内容进行改革,在课堂教学过程中注重运用类比性和互动式等教学方法,从而充分调动学生学习该门课程的学习积极性和学习兴趣。
  参考文献:
  [1]樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].北京:国防工业出版社.2015.
  [2]曹志刚.通信原理与应用-基础理论部分[M].北京:高等教育出版社.2015.
  [3]Proakis J.Salehi G.,M.Digital Communication[M].5th ed.New York:McGraw-Hill Higher Education.
论文来源:《教育教学论坛》 2019年19期
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