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通信原理教程

通信原理教程

通信原理教程范文第1篇

[关键词]matlab simulink 仿真 通信系统

一、引言

《通信原理》是通信及相关专业的专业基础课,是许多后续专业课程的基础。其中很多基本概念、重要原理将贯穿整个通信专业的各门课程之中。然而,对于刚刚接触通信专业的学生来说,类似于调制、解调、抽样、量化、复用等概念及原理往往过于抽象,传统的教学方法很难高效的使学生从根本上理解这些概念、原理及过程。将matlab通信系统的计算机仿真演示应用到《通信原理》的教学中,能够较好的解决这个问题。采用matlab对基本原理和方法进行计算机仿真演示,能够使复杂的计算简单化,抽象的理论具体化、直观化,从而提高学习效率,增强学习兴趣,在一定程度还上培养学生进行通信系统工程设计的能力。

matlab最初是mathworks公司推出的一种数学应用软件,经过多年的发展,开发了包括通信系统在内的多个工具箱,从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。matlab的动态仿真软件simlink提供了可视化的系统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了丰富的功能模块,采用模块化设计,可以方便、灵活地建立通用性较强的通信仿真模型。

matlab通信工具箱是一套用于通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包,主要由两部分组成:通信系统功能函数库和simulink通信系统仿真模型库。下面分别从两个方面介绍matlab通信系统仿真方法。

二、使用通信系统函数库实现通信系统仿真

matlab通信系统功能函数库[1]由70多个函数组成,每个函数又有多种选择参数,函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。这些函数包括:信号源产生函数、信源编码/解码函数、调制/解调函数、滤波器函数、tdma、fdma、cdma函数等。

现举例说明使用matlab函数库实现仿真。

例1、计算平均信息量[2]

(1)分析:

消息x中所包含的信息量i是消息发生的概率p(x)的函数,即:

(1)

信息量i的单位与对数的底数有关:

a=2 单位为比特(bit,简写为b)

a=e 单位为奈特(nat,简写为n)

a=10 单位为笛特(det)

由n个符号组成的信息源的平均信息量h(x)为:

(2)

公式(1)、(2)本身较简单,学生要记忆也不困难,但是由于牵涉到对数运算,而且对数的底数是可以变化的,因此增加了计算的难度。在此我们可以建立一个matlab的m文件,把复杂的计算过程交给计算机来完成。

(2)参考代码:

建立一个m文件保存为message.m

function r=message(x,n)

r=0;

for i=1:n

r=r-x(i)*log(x(i))/log(2);

end

disp('此离散信源的平均信息量为');

(3)运行matlab的m文件求解平均信息量

当需要求解一组符号的平均信息量时,只需要在matlab的命令窗口输入该组符号出现的概率和符号个数就可方便快速的得出平均信息量。

例如,由4个符号组成的信息源,相应的概率为 ,求平均信息量,只需要在matlab的命令窗口输入:

message([ ],4)

然后敲回车即可在窗口中显示出计算结果:

“此离散信源的平均信息量为1.75”

在需要的地方灵活使用该m文件可以求出不同信号源的平均信息量,当需要求解的符号数特别多、数字比较复杂时更能体现其优越性。

三、基于matlab/simulink的可视化动态仿真

simulink是matlab提供的图形界面仿真工具,由一系列模型库组成,包括sources(信源模块)、sinks(显示模块)、linear(线性环节)、connections(连接)、blocksets&toolboxes(其他环节)等。

在这里,整个通信系统的流程被慨括为:信号的产生与输出、编码与解码、调制与解调 多址接入方式、滤波器以及传输介质的模型。在每个设计模块中还包含有大量的子模块,它们基本上覆盖了目前通信系统中所应用到的各种模块型。根据所要仿真的通信系统的数学模型(或数学表达式),用户只要从上述各个模型库中找出所需的模块,用鼠标器拖到模型窗口中组合在一起,并设定好各个模块参数,就可方便地进行动态仿真。从输出模块可实时看到仿真结果,如时域波形图、频谱图等。每次仿真结束后还可以更改各参数,以便观察仿真结果的变化情况。另外,对simulink中没有的模块,可根据自己掌握的技术生成所需的子模块,并且可以封装和自定义模块库,以便随时调用。

1、可视化动态仿真的步骤[3]

1)建立数学模型:根据通信系统的基本原理,将整个系统简化,确定总的系统功能,并将各部分功能模块化,找出各部分之间的关系,画出系统流程框图模型。

2)仿真系统:根据建立的模型,从simulink 通信模型库中,将所需要的单元功能模块拷贝到untitled窗口,按系统流程框图模型连接,组建要仿真的通信系统模型。

3)设置、调整参数:参数设置包括运行系统参数设置(如系统运行时间、采样速率等)和功能模块运行参数设置(正弦信号的频率、幅度、初相;低通滤波器的截至频率、通带增益、阻带衰减等)。

4)设置观察窗口,分析仿真数据和波形:在系统模型的关键点处设置观测输出模块,用于观测仿真系统的运行情况,以便及时调整参数,分析结果。

5)生成新的模块:对于communication toolbox中没有的功能模块,可以根据已掌握的技术生成所需新的子模块,例如由c或fortran编写mex 文件,编译成dll后利用simulink提供的封装(masking)功能封装或自定义模块库,以便随时调用。

2、可视化动态仿真实现范例

例2、抽样定理的仿真实现

抽样定理的数学模型如图1所示,可建立相应simulink仿真模型如图2所示,在设定的参数下对正弦信号仿真结果如图3所示。

号源参数设置:

sine wave参数设置

pulse generator参数设置:

改变信号源的参数设置可以得到锯齿波的抽样波形如图4。

通过图3和图4的观察,我们可以很方便的看到抽样前后的波形变化,同时可以通过参数的设置看到失真的抽样波形,使同学们对于抽样定理的内容和适用条件有了更为直观的认识。

四、总结

将matlab/simulink可视化动态仿真应用到通信原理课程的教学中,使一些抽象的概念和原理可视化,有助于同学们理解和接受,既提高了教学质量和效率,又可为学生提供良好的通信系统开发、设计、模拟、调试和分析平台,锻炼其分析和解决问题的能力。

[参考文献]

[1]孙屹.matlab通信仿真开发手册[m].国防工业出版社,2004,134~137

通信原理教程范文第2篇

关键词:现代通信原理;教学;改革

0引言

“现代通信原理”课程为通信工程、信息工程专业必修的主干专业基础课程,也是许多学校通信类专业 研究 生入学 考试 的必考课程之一.“现代通信原理”课程的内容是介绍通信系统的基本 理论 、基本 分析 方法和各项性能指标.“现代通信原理”的先修课程有“信号与系统”、“概率论”、“高频 电子 线路”,“信息论与编码”;后续课程有“通信系统”、“ 计算 机通信网”、“移动通信”、“卫星通信”、“软件无线电”、“扩频通信”等专业课程.因此该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一.其教学质量的好坏对通信工程专业、信息工程专业的学生有着重大的 影响 .

为了提高“现代通信原理”课程的教学质量,提高教学效果,提高学生分析 问题 和解决问题的能力,以适应现代科学技术 发展 对高质量人才的需求,本人对“现代通信原理”课程的教学大纲、教学方法、教学手段、实践教学环节等进行了全方位的改革.

1“现代通信原理”课程教学改革思路

我校从20(0年开始正式招收通信工程专业学生,因此和其他办学时间长的专业相比,我们在课程建设上还需要努力,尽快提高课程建设的水平.

针对“现代通信原理”课程的特点,我们改革的基本思路是:

1.1要有一个革新的教学大纲

我们要求的教学大纲,不是章节内容的堆砌,而是本门课程教学的指导性文件;不只是讲授大纲,还应是指导学生自学的纲要.教学大纲除了对本课程的基本内容提出明确要求外,还应根据学科的发展加以更新,提出培养学生能力的措施,阐明本课程与有关课程间的联系,充分体现优化课内、强化课外、激发学生主动 学习 的精神,并提出相应措施和办法.

1.2要有一套新的教学方法

我们要改变过去传统的单纯在课堂上进行灌输知识的教学方法,而实行启发式和讨论式的教学.教师在课堂上,主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用.并强调要恰当地处理传授知识和培养能力的关系.我们还要求在研究课程的教学方法时,不管是安排自学、讲解重点和难点,还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论,都要注意调动学生的积极性,把原来“满堂灌”的过程改为在教师引导下师生共同探索的过程.而在讲授过程中,要把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方法.

1.3要有一套先进适用的教材

不论采用校内外优秀出版教材还是国外教材,都必须建设一批配套的教学辅助材料.代例如,编写或介绍一些 参考 书、实验指导书、外文读物等等.此外,特别强调要指导学生查阅 文献 、阅读大量与课程教学内容相关的参考资料,以培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力,除在数量上要做到恰到好处,还要在质量上反映出高要求,

1.4要有一套科学的考核方法

考试对学生起着重要的引导作用,考试不仅是评价学生的知识和能力.而且还应推动学生的学习向最佳方向发展,同时也是对教学效果的信息反馈,可以促进教学工作的改善.考核的重点,除了“三基”内容外,我们要求着重考核分析问题、窿决问题的能力.考核的方式可以是闭卷、开卷、口试、考查或写小论文,通过全程考核激发学生学习的主动性和积极性.全面考核学生的能力和素质.

1.5要有一套现代化的教学手段

课程要尽可能 应用 现代化教学设备,除广泛使用幻灯、投影仪、电影、电视录像等电化教学手段外,特别是鼓励教师充分利用 网络 技术,开发计算机辅助教学,使用计算机多媒体教学手段,以提高敦学效率,增强直观教学和提高教学效果.

2“现代通信原理”课程教学改革实践

2.1探讨适合该课程的教学方法

“现代通信原理”课程是一门理论性和实践性都很强的课程,代而且理论比较难以理解.针对这个特点,在教学时强调重点理解概念,使学生理解其物理意义.在教学中理论联系实际,加深学生对理论知识的理解.并在教学中引入了先进的计算机仿真系统,在课堂中采用了systemview通信系统仿真软件,可以在课堂中现场仿真各种通信系统,比较各种通信系统的优劣,并可直观地观察到结果,使学生加深了对通信系统各部分的理解,对通信系统有了全面的了解.

我们还及时把教改成果引入到教学中.通过教改课题,建立起eda实验室,为“现代通信原理”课程的实验提供了条件,我们随后购买了浙江大学信电系生产的cdfd—bas实验系统进行实验,改革实验方法和实验手段(采用eda技术;采用硬件实验和软件仿真相结合的办法;通过以上方法,使实验从验证性实验转向设计性实验),

在教学方法的改革上,强调启发引导,把学习的主动权交给学生,让他们有较多的自学和研究的余地,重视教会学生善于学习,使学生具有独立获取知识的能力,

2,2探索教学 内容 的改革

在教学中对教学内容进行改革,在教学中 理论 联系实际,紧密结合当前的通信系统的 发展 趋势.介绍较新的知识.如现在数字通信已大量地取代模拟通信系统,因此在教学中缩减模拟通信系统的内容,增加数字通信的内容.在教学的同时,还向学生传授系统的概念.在教学中,融知识传授、能力培养、素质 教育 于一体,进行教学内容改革,使学生对” 现代 通信原理”课程有了很大的兴趣, 学习 积极性很高,学习效果很好,改革效果明显.

2.3建立了一套 科学 的考核 方法

“现代通信原理”课程的考核采用讨论、答辩等口试以及各种形式的笔试方式,这样就淡化了 总结 考试 对学生成绩的 影响 ,把考试和培养过程紧密结合起来,促进教师与学生共同参与教学活动.在笔试中,试题的难度、区分度安排合适,符合大纲要求,试题注重考察学生的学习能力,试卷评分过程严谨、规范,试卷和成绩质量 分析 中肯,认真进行考试工作总结.

“现代通信原理”课程的实验考核采用通过实验检查情况,平时考勤,平时学生对实验的态度,实验报告评定成绩,以及最后的实验结果对学生进行考核.

在“现代通信原理”课程设计中,要求学生采用systemview仿真系统进行通信系统仿真.我们对考核方式作了改革,不是采用通常的只对课程设计报告进行考核的方式.我们考核的方式是,要求学生交了课程设计报告后,要学生在老师面前采用sys.temview仿真系统当场搭接电路,并进行仿真,得出仿真结果.这样有效地避免了在课程设计中互相抄袭的现象,促进了学生认真地进行课程设计工作.

2.4“现代通信原理”课程的实验教学改革

实践教学环节是将知识转化为能力的重要过程,对培养学生的能力起着重要作用.我们非常重视实验教学的改革.在2004年新建了通信原理实验室,实验室面积达到200m,同时在实验中配备了多媒体教学设备,可以在实验教学中采用多媒体进行教学.

在实验教学中采用了桂林 电子 工业 大学生产的《现代通信原理、综合、系统实验箱》.并在2004年新购买了浙江大学信电系生产的(cdvd—bas实验系统》.《现代通信原理、综合、系统实验箱》是采用中小规模集成电路进行实验,在实验中需要学生根据实验电路进行搭线,实验结果可通过示波器等设备观察出来,通过实验,可以提高学生的动手能力,提高学生的使用仪器设备的能力.在实验中还会遇到各种 问题 需要解决.因此通过实验,还可以提高学生分析问题、解决问题的能力.通过实验使学生的实践能力得到提高.但该实验系统有一个缺陷,就是由于实验箱是固定的,因此不能进行设计性的实验,不能提高学生的创新能力.

((cdvd—bas实验系统》是采用复杂可编程逻辑器件cplj)进行实验.在实验中学生根据实验内容,采用vhdl语言进行编程,然后下载到cdfd—bas实验系统中,运行结果可通过实验系统的输出,采用示波器观察到,同时也可以从 计算 机中显示出来.在实验中,学生可以根据自己掌握的知识、采用不同的电路、不同的程穿去实现.能进行设计性、综合性实验.通过实验、可以提高学生实验素质和科学 研究 能力,培养学生的刨新精神.培养创新型人才.

采用两种实验手段进行实验,可以综合两种实验设备的特点,互相取长补短,可以培养学生的分析问题的能力、解决问题的能力和设计能力,使学生能够全面地发展.

2.5采用多媒体教学手段

“现代通信原理”课程是一门理论性较强的课程,公式和推导较多.另外,“现代通信原理”课程教学中的某些知识点很难用传统的教学方式口述清楚,很难直观形象的表述出来,如信号的时域波形图和频谱图等.所以采用了多媒体技术后,利用多媒体技术制作了课件,可以达到直观、省时、高效的目的.

在制作多媒体课件时,我们不只是把教材中精选出来的内容制作成课件,还结合教学内容,利用国际上公认的优秀通信系统仿真软件systemview进行仿真.采用systemview仿真软件进行仿真,可以针对同一个通信系统,采用不同的参数设计系统,通过仿真.对仿真结果加以分析,并与理论结果相比较.这样可以将“现代通信原理”课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来,从而使学生对所学知识的理解更加透彻.

“现代通信原理”课程的教学大纲、教案、实验指导、习题、 参考 文献 目录等现在已制作完成,已经上网. 网络 课件已在网上开放,并能在网上进行网上答疑.

通信原理教程范文第3篇

[关键词]通信原理 精品课程 教学方法 实践环节

[中图分类号]G642.41

一、引言

随着信息技术的快速发展,新理论、新方法、新技术、新系统层出不穷,对通信原理的教学内容、教学质量也在不断提出新的要求[1-4]。通信原理课程理论性强,数学分析过程多,其理论教学需紧跟技术的发展,做到理论联系实际。而其实践性教学旨在加强学生对理论知识的理解和补充,同时进行工程能力的训练,培养学生分析问题、解决问题的能力,进而提高创新能力。

我校通信原理课程在加强基础、注重实践、培养能力、提高素质等原则的指导下,从凝练专业主干、提高专业适应性来调整教学内容,下面主要从课堂理论教学和实践教学环节介绍相关的课程建设工作。

二、课堂教学方法探索

(一)换位思考,加强课程内容的形象化,使学生便于理解记忆和应用

通信原理课程以书本厚、理论性强、内容抽象、知识点多而被很多学生称为“天书”。为了使学生便于理解和应用,在课程教学中主讲教师注重对课程内容的形象化归纳总结,对于抽象的知识点,以现实生活中的实例来比喻,从而使这些知识点形象、生动的展现在学生面前。在备课时,教师首先扮演学生的角色,感悟他们的困惑和疑问,寻找最佳的切入点和突破口,以使学生更好地理解知识要点,攻克知识难点,在最短的时间内收到最佳的教学效果,使教和学达到和谐统一。

(二)利用课程理论性强、数学分析过程多的特点,培养学生的科学思维能力和理论素养

通信原理课程教学中,无论是在时域还是频域,也无论是模拟通信还是数字通信,无不伴随着严密的数学推理和证明。在这些数学推导和证明过程中,突出体现了概括与抽象、归纳和演绎,以及建模等科学思想和方法。以此为基础,在教学过程中,充分利用这一特点,以提问的方式引起学生的好奇和思考,并不断的启发,引导学生通过数学假设、推导和论证的过程,进行科学思维能力与数学理论素质的培养。例如:在讲授数字调制原理时,从学生较为熟悉的模拟调制原理推演到数字调制原理,在此基础上演绎出数字调制特有的键控调制方式,这样使学生既巩固了原有的模拟调制理论知识,又扩展了数字调制理论知识,还明白了模拟调制与数字调制之间的联系与区别,同时又体会到了数学中的演绎思想及分析方法。

(三)突出应用背景,注重学科前沿发展状况,培养学生对理论知识的应用能力和创新能力

通信技术作为目前发展最快、创新最多、对我们日常生活影响最大的技术领域之一,其应用涉及到了生活的方方面面。授课中广泛的引入工程背景和学科前沿,从生活中的实例入手,如通过手机上网这样的例子,就可以将信源编码、复用、信道干扰、基带频带传输、信号检测等知识包含在其中,使学生较完整的了解所学知识与现实技术之间的关系。使学生领悟到通信技术自身发展的规律及其与不同领域学科的结合方式,对学生创新能力的培养很有帮助。

(四)逐步完善案例教学,进一步加强PBL教学模式的探讨

案例教学和PBL(Problem Based Learning)教学模式不仅有助于加深学生对基本原理、基本方法的理解和掌握,而且有助于激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考和解决实际问题的能力。例如在教学过程中,始终以手机通话及上网为案例,贯穿在整个通信原理的教学过程中。在介绍调制时,以该案例为基础加深学生对模拟通信基本原理和系统性能的理解和认识,并在此基础上引出数字调制的必要性及意义。在介绍信源编码时,以该案例为基础,以抽样、量化、编码为核心,进行了系统分析、设计模型、具体实现和性能分析,最终实现模拟信号的数字传输。通过对该案例的分析和设计使学生对通信系统设计的过程有了更深入的理解,为以后进行工程设计打下了坚实的基础。同时,在问题的驱动下,促使学生自主思考,并通过自主学习、协作学习等方法,探求解决问题的途径。

(五)给学生独立思考留一定的空间,培养学生自主获取知识的能力

课堂教学中,知识的传授注重思想和思路上的引导,只对一些重点难点问题进行数学推导,而将一般的推证过程留给学生。在习题的选择上,设计一些能通过结论学到新知识的习题,给学生留有一定的独立思考空间[5]。实践环节中,通过观察、动手和对实验结果的总结,使学生将理论与实践相结合,在巩固理论知识的基础上掌握建立系统数学模型的方法和实际中切实可行的工程方法,培养学生自主获取知识的能力。

(六)建立网络教学环境

为了促进学生自主学习,课程组建立了通信原理课程网站,主要内容包括:教学课件,教学大纲,习题库及参考答案、网上辅导答疑系统和相关参考资料等。借助学校方便的局域网,学生可以进行课程学习,练习自测等。通过答疑系统,可以与教师进行畅通无阻的交流,及时解决学习过程中遇到的问题。

(七)积极开展科研活动,以科研促进教学

任课教师积极开展关的科研活动,以科研促进教学,使课程的教学内容和教学水平不断提高,先后指导学生设计并完成了多项项目,如:高原鼠兔自动识别系统中的图像处理算法研究与实现;基于VC的手机终端应用系统的设计与开发;智能车的设计和制作;基于无线传感器网络的远程报警系统等。

三、实践教学活动

为了促进学生动手能力、创新思维和研究能力的培养,课程组基于本课程特点,将通信原理的实践性教学分为课程实验、课程设计、综合性训练和实习。课程实验用于加深学生对重要知识点的理解和掌握,构建通信系统的概念;课程设计使学生对通信系统和各种信道的理解上升到一个新的层次;综合训练促进学生独立思考与动手能力,同时培养学生的团队合作精神;实习为学生了解企业和社会提供平台,提升学生的社会竞争能力。

(一)课程实验

为了使学生深刻理解通信原理中的教学内容,利用已有的通信原理综合实验箱,围绕课程教学大纲,开设既有验证性又有设计性的开放实验,加深学生对重要知识点的理解和掌握。为促进学生实践和创新能力的提高,还开设了具有创新性和综合性的项目实践课程,让学生在实验时做到目的明确、有的放矢。另外,在实验过程中,学生会发现实际系统中遇到的很多问题是理论课上没有讲授的,可以通过总结报告中的问答题来启发他们思考并在总结报告中给出解释。

(二)课程设计

课程实验是对基本理论和知识的验证,主要是对硬件的功能和结构进行配置,属于硬件体系实验教学环节,但具有一定的局限性。因此,利用课程设计来弥补这个缺陷。在课程设计阶段,选择一些学生感兴趣的问题,并给出实际要完成的各项指标,学生通过独立或相互协作进行需求分析、系统设计和详细设计,借助System View、Matlab等仿真软件对通信系统及其关键技术进行仿真,并对其参数进行设置和修改,以观测到各种参数对系统性能的影响,得到在实验板上不可能得到的实验结果,使学生对通信系统和各种信道的理解上升到一个新的层次,也为他们以后做科学研究打下基础。

软件仿真实验的引入对于帮助学生深入了解通信系统、对通信系统进行分析设计具有重要意义。因此,设计实验的一个重要思路是同一个实验(例如BPSK调制),要求学生在验证性实验箱、软件仿真以及电路板上这三种途径来实现。

(三)综合性训练

在完成实验和课程设计之后,选择具有一定应用背景的传输系统或其中的关键技术作为综合性训练的题目,使学生能够应用通信的基本知识和理论设计一个具有实用价值的通信系统,以培养学生独立思考与动手能力,以及学生团队合作精神。同时,鼓励学生参与各类电子设计大赛,课程组教师指导整个过程,比如查阅资料、设计、组装、测试等,尤其强调如何撰写设计报告。

(四)认识实习与毕业实习

将认识实习和毕业实习很好地融入到了通信原理的教学环节中,极大补充了课堂教学的不足。通过认识实习使学生获取通信系统的直观感受,增强理论学习的动力和效率。在毕业实习中,通过企业的技术人员和授课教师的联合指导和针对性的实际操作,使学生对移动通信、数据通信、光纤通信、微波通信、卫星通信、有线电视等通信系统的构成、传输原理、设计原理等有了非常直观的认识,使学生将课堂理论知识的学习自然地扩展到了具体的工程实践中,教学效果非常明显,从实质上增强了学生分析问题、解决问题的能力。

四、结束语

经过几届学生的教学实践证明,通过课堂和实践教学的循环推进,使学生不断积累经验,提高动手能力,能将所学理论知识逐渐应用于实践,达到了较好的效果。并为学生在后续的数学建模、电子大赛、博创杯、全国嵌入式设计大赛、国家大学生创新杯项目、全国大学生“飞思卡”杯智能汽车竞赛、全国电子专业人才设计与技能大赛、大学生创新杯竞赛等全国竞赛中获得优异成绩奠定了坚实的基础。在课程组成员的指导下,通信08级学生胡佳琪和胡文涛完成了“高原鼠兔自动识别系统中的图像处理算法研究与实现”项目,并代表兰州理工大学参加了全国第四届创新杯年会;通信07级学生杨鹏获得了“第七届‘博创杯’全国大学生嵌入式设计大赛”全国总决赛三等奖、获得了第六届全国大学生“飞思卡”杯智能汽车竞赛西部赛区光电组二等奖。同时,培养出了以“蛟龙号”深海潜航员付文涛同学为代表的通信工程专业优秀毕业生。

基金项目:兰州理工大学2012年改学改革项目(JY2012027 );甘肃省《通信原理》省级精品课程。

[参考文献]

[1]王绵森.以现代教育理念为指导,加强精品课程建设[J].中国大学教学.2006(05),pp20-22

[2]余亚东,罗珩.《通信原理》教学方法探讨[J].电子技术,2010,47(9),pp72-73

[3]刘凯,徐桢,张军.《通信原理》中的教学方法研究[J].高教论坛,2009(3),pp26-29

[4]储婉琴.信息化背景下通信专业基础课程教学的探索[J],长春理工大学学报(社会科学版),2010(1),pp169-170

通信原理教程范文第4篇

关键词:通信原理;教学改革;种子班

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)33-0055-03

通信原理是通信和电子信息类专业的核心专业基础课,是通信工程等专业的标志性课程,是电子信息学科量大面广的主干课程,建设好这一课程将使大量学生受益。该课程强调一定的理论深度,同时涉及大量的工程背景知识。在当前的课程教学中,相当数量的学生反映难以系统性把握课程知识,形容上课“如听天书”“听不懂”,教师也反映课时不够,要求增加课时。我们认为出现上述现象的原因是:当前通信原理的教学与工程学科其他专业理论课类似,仍然是按传统教学方式组织的,即以知识传授为主,以学科体系为中心,以教师为主体,在教学实践中强调教学就是教育者(教师)实施“教”的行为,未能强调“教”与“学”的双向活动过程。这种教学方式难以使学生真正通过自己的体验建立起对通信原理的系统性认知。尤其在当前网络信息时代,这些学生往往不满足于既定的教材和教学内容,很难在课堂教学中集中注意力。这种现象背后的深层次原因是我们的整个工程教育体系是按照科学教育体系构建的,它的主要表现特征是,仍以课堂讲授理论知识为主,辅助以验证性实验。如果只是小改革,则依然摆脱不了师“教”生“学”的传统模式,难以达到促使学生自己建构起通信原理的知识与能力体系的目的。可见,通信原理课程迫切需要进行大幅度的改革创新。只有突出工程实践的创造性、设计性、综合性,符合工程教育的特点,才能提高学生的学习兴趣,全面提高教学质量。

一、“种子班”通信原理教学改革的思路

华中科技大学“种子班”以培养拔尖创新人才为目标,培养方案突出了小班教学、项目牵引、重视理论结合实践等特点。华中科技大学“种子班”创建于2006年,全称是基于项目的信息类专业教育实验班。目前“种子班”采用了与其他班级不同的学制和课程设置,其主要特点是:暑假初从全校信息类专业选拔大二优秀学生20~30人编入该班进行大学后两年的学习直至毕业;教学计划和教学大纲单列,由该班导师讲授特色课程,课程与科研项目密切挂钩,实践性学时多于课堂讲授学时。“种子班”最主要的特色是:将通过科研项目进行学习的方式纳入到体制内,以真实科研项目为牵引,将专业理论知识的学习与科研项目实践紧密结合,打破以往课堂上只讲“已知”和“正确”的知识,用项目牵引方式导入大量“未知”信息,刺激学生快速增强自主学习能力、创新思维能力和实践动手能力。在充分认识本科工程教育以及“种子班”人才培养特点的基础上,我们进行通信原理课程的改革思路是:遵从工程教育的特点,强化实践、设计、创新和综合等环节和思想,改革课堂教学和实验教学,加强设计性实验教学,使学生能在这专业的关键性课程中体会到工程实践的创造性、设计性、综合性,系统把握通信原理课程的关键知识点,获得良好的学习体验,提高学习兴趣。“种子班”小班教学、项目牵引、重视理论结合实践的特点给了我们一次进行通信原理课程教学大改革的良好机会。大改革意味着大提高,“种子班”这一培养拔尖创新人才的试验田为我们提供了先行先试的极好平台。

二、“种子班”通信原理教学改革具体措施

1.重新设计理论教学和实验教学(包括课程设计)的课时比例。具体措施主要表现在合理消减课堂教学课时数,增加实验教学和课程设计课时数,将原先56学时理论教学加8学时实验的课时安排调整为:40学时理论教学加24学时实验。另外,如果学生未能在24学时内完成实验,则需要额外增加实验学时数,但增加的实验学时数不多于6个学时。我们进行这种课时比例调整的目的是:改变强调课堂教学的模式为强调实验教学的模式,尤其强调设计性实验,使学生能将课程理论知识用于解决实际通信问题,提高学习兴趣和主动参与程度。因为在网络信息时代,学生普遍熟练掌握网络使用,网络和其他类型的学习资源极为丰富,学生已经不再单纯依靠课堂教学和教材来获取知识,更乐于接受别的学习方法(如网上的公开课,采用搜索工具搜索问题答案),所以往往忽视参与课堂教学,大大降低了课堂教学的效果。通过强调实验教学,尤其强调设计性实验,使学生能将课程理论知识用于解决实际通信问题,能有效提高学生的学习兴趣和主动参与程度。

2.压缩课堂教学时间,突出课程中的关键理论。“种子班”通信原理课程在缩减理论教学1/3学时情况下,必须有效利用有限的课堂教学时间,突出课程中的关键理论。对于通信原理这门课程,尤其要强调数学和信号处理方法在通信中的运用。我们在课堂教学中将重点放在以下四个关键环节:①信号、信道、噪声模型;②带通信号的复包络表示;③奈奎斯特无码间串扰准则与均衡方法;④加性高斯白噪声信道中的最佳接收机。而对于课程中的一些知识性的教学内容,则鼓励学生通过教材自学、网络自学和小组讨论等形式获得相关知识。

通信原理教程范文第5篇

《通信原理》作为电子信息专业的核心专业基拙课,在电子类、通信类专业中占据着非常重要的地位。《通信原理》课程综合了电路分析基拙、信号与系统、通信电子电路、数字电路、数字信号处理、图像/视频传输等电类基拙课程和专业课程的有关知识,具有相当大的理论深度和应用难度。在授课时,如果传统的板书教学,或者仅仅用PPT介绍教材上的公式或图片,都容易使学生产生畏难情绪和厌学情绪,教学效果可想而知。所以,在教学过程中创新教学方法,进行教学改革对培养出具有理论素养和较强动手能力的电子技术专业人才就显得十分必要了。

二、教学过程中的主要问题

在教学过程中,主要存在以下几个方面的问题:

(1)理论推导多,教学乏味

《通信原理》课程对数学知识要求较高,理论性强,数学推导多,单一的讲解与陈述显得枯燥乏味,学生学习热情不高。

(2)先修课程设置问题

就本校情况来说,《通信原理》课程与《信号与系统》课程开设在同一学期,教学过程中需要用到的知识,学生还处于学习阶段,造成教学上的脱节。

(3)实验实训条件跟不上

相关实验、实训设备缺乏,之后参加电子设计大赛的学生才接触到相关的实验、实训设备。

(4)教材的更新慢,跟不上通信技术的发展

如果教师不能有效组织教学内容,引导学生主动了解这些新技术与新的应用需求,学生很难了解相关前沿知识,缺乏学习兴趣、没有创新性思维和融会贯通能力。

学生在校期间或实习期间没有到企业了解、参观、实习实践的机会,也造成学生毕业后基本功不扎实、见识短浅、适应性差等现象。再如,教学环节中如何实现互动,让理论知识的教学形象生动、浅显易懂,也是我们面临的重要问题。

三、《通信原理》教学改革探索

为了提高《通信原理》课程的教学质量,改进教学效果,培养和提高学生分析问题和解决实际问题的能力,适应电子信息行业发展要求的高质量专业人才,我们从以下几个方面对《通信原理》课程进行了一些思考与改革。

(1)精心选择讲课内容

在满足《通信原理》课程的教学大纲要求的教学知识点的基础上,精心选择教学内容,可以参考其他专业书籍,最新发展阶段和研究成果,开阔思路,从中选择出本课程内容,使学生具有课程要求具备的框架性结构知识,以及构成框架知识的各个重点内容,做到:

1.兼顾通信方向各课程的教学进度,对教学内容进行合理取舍;2.增强教学的实用性,突出现代数字通信技术、通信系统的有效性和可靠性技术,引导学生掌握各类编解码算法;3.以前沿技术为支撑,拓展学生视野,为后续课程做好铺垫。

(2)激发学生学习热情

教学过程中,通过一些应用实例的介绍介绍激发学生的学习热情。同时,在头几次课程的教学过程中,让学生了解该门课程的体系与构架,了解各章节之间的关系与街接,以及与其他科目课程的知识街接至关重要。

(3)使用现代教学手段

《通信原理》课程是一门公式和推导相对较多的学科,但教师通过语言、黑板板书的传统教学方式,会使教师的板书占用时间太多,课堂的有效时间减少,信息含量低;另外,通信原理教学中的某些知识点很难用传统教学方式口述清楚,很难直观形象地表达出来,如各种通信系统中经调制后的各种信号波形图和信号频谱图等。因此可以使用多媒体进行教学,加强多谋体课件的制作与监督,同时使用多种通信仿真软件协助提高课堂教学的形象生动性。

(4)改革教学方法

在课堂上可以尝试将教师和学生的位置互换,教师也可以把课堂教给学生来完成,教师可以在台下对学生的表现进行点评与补充。这样做也有许多好处,学生可以自由发挥自己的才能,培养学生的主观能动性,提高学生的学习兴趣和演讲能力。

(5)实验教学改革

实践性教学对巩固理论知识、培养学生分析和解决问题的能力及开发他们的创造力都有重要的作用。因此,在改革通信原理课程教学的同时,对该课程的实验教学环节进行改革也有必要。以往的实验项目多以验证性实验为主,例如模拟调制、解调实验、数字基带实验、数字调制实验/解调实验、PCM编码解码实验等,学生处于被动学习状态,积极性不高,能力得不到有效提高。因此,有必要结合Mulstllm、Matlba等电路设计和仿真软件开展《通信原理》相关实验。不仅具有形象直观、启发性强的优点,也弥补了实验场地、仪器设备和经费缺乏等不足。

(6)鼓励学生参加电子设计比赛

鼓励学生报名参加各种电子设计大赛,这样才能充分利用好创新实验室,强化学生的专业技能,提高学生的思维空间,增强学生的创新能力。同时也能培养学生的团队合作精神,增加就业祛码。