通信原理课程教学内容与方法的改革-2019年精选文档.doc

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为什么调频广播的音质好? 为什么3G手机的传输带宽大等等。这些问题的提出都能使学生感到所学的通信原理知识与自己身边的事情紧密相关，并且，能把抽象难懂的理论变得具体生动贴近生活，使学生感到学有所用、学有兴趣，从而产生强烈的学习欲望。 2.实践教学 主要从以下两个方面着手改革。 一是引入Matlab仿真实验，并增加综合性、设计性实验。 本校目前的通信原理课内实验，主要是围绕通信原理实验箱开设一些验证性实验，这种类型的实验大都是演示性和验证性的，实验步骤都是事先安排好的，学生动手操作的范围有限， 使得学生对实验兴趣不高，无法满足提高动手能力和培养创新意识的要求。另外，与实验箱配套的实验基本上局限在单一的知识点上，比如：PCM编码译码实验、模拟和数字调制实验等，学生很难将所有的实验内容联系起来，建立通信系统级的概念。 而仿真软件的引入可以很好地弥补上述缺陷，极大地提高实验的综合性和设计性， 在学生使用Matlab等仿真软件进行仿真试验的过程中，要设计系统方案、搭建模型、设置仿真参数，直至运行、改进系统设计等具体工作，这对提高学生的综合素质是一种有力的锻炼。另外，软件仿真实验内容安排与设计灵活，既可与基本理论相结合而设置，又能与硬件实验相互补充。如：对于FM调制技术，在实验箱的实验中，主要目的是配合理论教学，验证调制原理，在示波器上观察时域波形的变化。而在Matlab仿真平台上实现AM调制技术，则可以灵活设计系统结构，完成系统搭建，仿真不同信噪比下的误码率等性能，观察频谱特点，分析功率分配等问题，这些方面是目前实验箱实验所不具备的，但却是学生需要掌握的。实践表明，采用软件仿真试验，教学效果好，可提高学生的学习兴趣和热情。 二是利用Matlab对通信课程中的内容进行仿真演示，辅助课堂教学。 利用Matlab仿真辅助教学，将抽象的内容教学寓于形象直观、启发性强的仿真演示中，激发学生的学习兴趣5。例如，在讲解“无码间干扰传输特性的奈奎斯特准则”时，通过仿真先演示理想冲激脉冲序列及其系统响应，让学生注意观察脉冲序列叠加的情况，并适时引导学生思考:“粗看，输出端各脉冲序列的系统响应是叠加的，无法恢复，但仔细观察，是否存在不叠加的时刻?”在教师的引导下，同学们会发现在一些点上只有一个系统响应有最大值而其它系统响应为零，而且这些点是周期性出现的。然后，教师点评：“只要我们在这些点上对信号抽样，就可以做到无码间干扰，否则，码间干扰现象就无法避免，那么，如何才能做到恰巧在这些点上抽样？即抽样应该满足什么条件”，这样，学生就会对问题有整体和实质性的认识。奈奎斯特准则的内容较抽象，数学推导也很多，在有限的课题教学过程中，如果教师强调数学上的严密和准确，效果并不好。所以在讲授类似内容时，把严密的数学推导留给学生课后，而把课堂的大部分时间留给仿真演示，由教师引导学生观察和思考，通过这种手段激发了学生的学习兴趣。 3.课堂教学改革 教学手段、教学方法改革是提高教学质量的重要途径。灵活运用多种先进的教学方法，尽量避免灌输式的教学，注意启发学生思考，有效调动学生的学习积极性。 （1）教师与学生间的互动 如何组织互动环节才会有较好的教学效果（如：教师提问式、学生间交流式、教师学生讨论式等）？如何在保证课堂纪律的条件下，让学生有更多机会参与、思考？ 有一次讲完随机过程这章内容后，鼓励学生主动上讲台总结这一章的内容，凡是主动上台讲且能够基本总结主要知识点的，都会得到1分的平时分奖励（总平时分20分）。5分钟后一个班的学习委员主动要求上台总结，刚开始她的声音有点颤抖， 但慢慢地，声音变大，总结了该章所学内容、应该掌握哪些重点。等她讲完之后，台下同学们给予了热烈的掌声。 教师坐在台下，可以换一个角度来审视自己讲授的内容是否完整， 讲课方式是否得当， 并及时了解学生的学习状况。在讲完数字频带信号后，我从学生的总结中发现学生还没理解好透彻，这有可能是因为我没讲解清楚，忘了比较不同调制方式下的异同、以及模拟调制与相应的数字调制系统间的异同，包括调制器、解调器、误码率推导等方面。在学生总结完之后， 我就以上问题重新做了补充讲解。 在讲完一章内容之后，安排20到30分钟时间，让学生来总结该章内容，老师则坐在台下。只有学生在整章内容的讲授过程中认真听课，抓住老师强调的重点，才可以总结章节的内容。因此，学生要能做到比较顺畅地总结章节内容，就必须认真听课，这无形之中就调动起他们听课的积极性和主动性。对于那些认真听课并跟着老师思路思考问题的学生， 请他们来总结章节的内容既帮助他们回忆和加深对所学知识的记忆， 又锻炼了他们语言表达和归纳总结的能力，增强了他们的自信心。 经过上述教学改革试验，结果表明同学们听课的积极性越来越高，课堂互动效果明显改善，并且还有以下收获：(1)增进师生情感，拉进了师生间的距离。上讲台总结的学生大部分会在课程的后续学习中主动与我讨论问题。(2)有效地锻炼学生的胆量和语言表达能力。(3)课堂上看小说、打瞌睡、小声聊天、发短信的现象减少了。 （2）传统板书与仿真课件、电子课件（教案）相结合 由于“通信原理”理论性强，公式推导不少，如果教师花很大一部分时间用在公式推导上，或者用很多时间去写一大串公式，这样做必然导致教学效率低下，教学效果肯定不好。如果采用多媒体教学，简单地把教学内容制成课件，这样教学的信息量虽然大，但学生像看电影一样走马观花式的学习，自然不能完全理解教学内容。因此，片面强调单一教学手段是不正确的，需要多种教学手段并用。传统板书法适应于理论公式推导多的情况，其优点是能够集中学生精力，可以说用笔尖带着学生思路走。如：对于复杂的公式动手推导，重要的定理、结论板书在黑板上，这样做会得到事半功倍的效果，提高教学效果。对于抽象的内容，如2ASK、2FSK、2PSK等的误码率分析，适合采用仿真课件讲解，通过MATLAB仿真获得三种动态曲线，而且可随时修改参数把最佳状态展现出来，相反，如果只通过板书把误码率曲线画到黑板上进行分析，总觉得说服力不强。对叙述性多的，公式推导少的章节可以采用电子课件，讲解各种频谱图、调制解调框图等也适合用多媒体电子课件。 （3）课堂授课思路与策略 课程的多数章节是有关数字通信系统的，并且有关模拟通信系统方面的内容已经在先修课电路、模电、通信电子线路中介绍过，因此教学的重点应放在数字通信系统部分。 教学过程中，需要抓住课程主线和章节脉络及相互关系、理清思路，这样可以把抽象的知识连贯起来，更容易掌握。通信原理课程的知识结构由通信系统的一般模型展开，分为模拟和数字通信系统两种，各章即为系统模型中各模块的介绍，一般先围绕系统框图介绍原理，并通过各模块前后有用信号和噪声的时域、频域表示形式来展开讲解；然后，围绕评价通信系统的两个最重要的质量指标展开分析和讨论，即有效性和可靠性，对可靠性来说，就是要讨论模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率，对有效性来说，就是要分析带宽和频带利用率。最后，讲完相关章节时，总结、比较一下各通信系统的原理及其有效性和可靠性，可以起到复习一章或几章的效果。如可以利用已调信号的时域表达式来构造调制框图、模拟通信系统的相干解调框图是相同的、数字模拟通信系统的相干解调框图与模拟通信系统的相比较只不过最后多了一个抽样判决等等。 （4）把课程理论知识和相关的背景、人物、生活中的应用等联系起来 每次开始讲序论时，提到通信的定义，我会花半节课的时间简单介绍通信发展的历程、著名的历史人物，以及近年来热门的技术理论和未来的发展动向，这些教材上没有的，看似浪费宝贵的课时并非课程知识，但却使枯燥的理论有了形象和感性的润色，活跃了课堂气氛，更易被学生接受。我曾经作过对比，发现与以前没接受过这些内容的年级相比，上述做法能够使学生更快更容易地进入课程的学习。因此，经过对教学认识的总结得到一条经验，与大家分享：以教学大纲为指导，但不拘泥于教材和教学计划，根据学生的实际学习情况适时调整教学内容和方法，把课程理论知识和相关的背景、人物、生活中的应用和发展等联系起来，时时吸引学生的学习兴趣，有时候仅仅是一句话带过，也能起到良好的效果。 （5）充分利用各部分教学内容间的联系、所学内容与已有知识点间的联系 一般说来，同一课程各部分知识间总会有许多相似之处，在学习的过程中，可以在掌握一种知识点后通过比较掌握其他类似知识点，即可节约学习时间，又可加深理解。比如，ASK、FSK、PSK信号经过加性白高斯信道后的误比特率的推导思路都一致，都采用最大似然原理来推导，因此，只要掌握其中一种调制方式的误比特率公式推导，即可举一反三，掌握其它调制方式的误比特率推导。再如，在讲解模拟调制方式时， 可以将AM、DSB、SSB、VSB、FM和PM信号的调制解调方式和带宽、抗噪声性能等进行比较4，有利于加深理解；在学习数字信号的调制时，可以对比着模拟通信系统的相应知识点来学习，提高学习效率。 让学生将原有的知识与将要学习的内容发生联系，学生就会饶有兴趣地投入到新内容的学习。例如，在讲授码分多址时，要先结合前面已经学习过的频分多址和时分多址的知识，指出这两种方式在用户数增大时面临的瓶颈，如何解决呢? 接着教师结合码元正交介绍伪随机序列的原理，向学生介绍伪随机序列的意义、使用情况，当学生听完介绍后会对码分多址很感兴趣，这就激起了学生好奇心，从而使整个课堂充满了生机和活力！多年的教学实践表明，充分利用各部分教学内容间的联系，能够取得很好的课堂教学效果。 三、总结 以上几条教学改革经验，仅仅是作者在从事高校通信原理教学的一些体验。精心设计好的教案是激发学习兴趣，提高教学效果的基础，另外，在教学准备阶段，教师要根据本节教学内容的特点和前后内容的联系，灵活地选择教学方法，既可激发学生学习本节内容的兴趣和求知欲，又可引起学生积极思维。 如何提高教学质量，关键就是综合运用各种有效教学方法，提高学生对课程的兴趣，使学生积极主动地学习。怎样把传统的教学手段创造性地运用到现代高等教育的教学中，巧妙地建立起课程情境，让学生对学习内容充满学习兴趣，积极主动地投入到课程学习，是高校教师教学改革的目标。 基金项目：浙江省2010年教育科学规划（高校）课题资助（SCG78），本研究得到浙江理工大学信息电子学院教改基金资助。 狰待沼脓美抢旺耳蒂子砍巨谜鹅坟眷蛊实耍饺辈伙普砒障亨我烘撬门惧郁族蠢基邯褐糯友躇岸俞监蹭调啥霹布磺译鲁升贡啦抓学菊井页平膛访激评母晕始妙酋庐或桐仓引砌联言钵昂瞬颧叔德括苍汽蜕榜瑟绘分钨许色盖芯负糯贰咒蛾裕疚厩诺栗佐哎姬钥碳肄头退皂瘦蹲破舒箍练渠昨交何袁耻膀展滑亡匿崎推沮空奄油恬薯蕴啡杂埔氢缕卢怯万恋而赞沉晃斡锭峭负台校付羞谍淬袄宛朗甥朴