初探現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

郭蓉

摘要：現(xiàn)代通信技術(shù)課程是本校非通信專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)非常重要。該文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行討論，初步地探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代通信技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)方法；實(shí)驗(yàn)仿真

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）09-1985-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，通信工程已成為變化最快且最具影響力的專業(yè)之一。然而當(dāng)前通信行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與人才培養(yǎng)存在著一定的差距。通信專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)明顯滯后信息社會(huì)的發(fā)展。雖然通過該門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握現(xiàn)代通信的有關(guān)理論知識(shí)和有關(guān)技術(shù)。但僅僅依靠課堂上的理論知識(shí)教育，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了社會(huì)對(duì)信息化人才的能力需求，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)科發(fā)展中變得日益重要。

實(shí)踐和理論是緊密聯(lián)系在一起的，它離不開理論的指導(dǎo)，但與理論又有一定距離。學(xué)生的獨(dú)立思考問題能力，分析和解決問題的能力以及從事科學(xué)研究能力，創(chuàng)新能力方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)都擔(dān)當(dāng)著相當(dāng)重要的作用。在過去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容總是一成不變，固定的模式，所涉及的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容比較陳舊，教學(xué)方法生硬等問題。該文將從現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，建立創(chuàng)新型課堂教學(xué)等方面探討現(xiàn)代通信技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1 實(shí)驗(yàn)存在的問題

對(duì)于電子信息類專業(yè)的學(xué)生在開設(shè)現(xiàn)代通信技術(shù)的前期，還學(xué)習(xí)了現(xiàn)代通信原理課程，該課程和現(xiàn)代通信技術(shù)的部分內(nèi)容出現(xiàn)重復(fù)的地方，以往兩門實(shí)驗(yàn)課均使用教學(xué)儀器廠家的通信原理實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所涉及的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。使用實(shí)驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)，操作步驟固定，所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是預(yù)知的，這種方式造成的結(jié)果就是使學(xué)生缺乏創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣極大地降低，學(xué)生的動(dòng)手積極性不容易調(diào)動(dòng)，這樣對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)他們創(chuàng)新意識(shí)具有很大的弊端，不利于提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)，實(shí)驗(yàn)效果也不佳。除此以外，由于實(shí)驗(yàn)箱購(gòu)買費(fèi)用較昂貴，因此實(shí)驗(yàn)箱的數(shù)量有限，往往一個(gè)班級(jí)只能分四組學(xué)生，每組8-9位同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常僅是2位同學(xué)在操作實(shí)驗(yàn)，大部分同學(xué)只是觀察實(shí)驗(yàn)過程，并不能親自動(dòng)手體會(huì)實(shí)驗(yàn)。這種情況也導(dǎo)致了學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的積極性不高，更談不上通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科技創(chuàng)新。

另外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代通信原理課程部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重復(fù)，也使學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式重“教”而不重“學(xué)”，實(shí)驗(yàn)課中教師常常以“注入式”的方式講授，實(shí)驗(yàn)步驟，結(jié)果均分析清楚，這樣的做法，造成的結(jié)果是學(xué)生聽得多，看得多，但做得少，學(xué)生操作時(shí)完全按照教師的固定模式來做，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械地操作和模仿，缺少思考和分析。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量需要對(duì)實(shí)驗(yàn)采取新的教學(xué)方法，并著重培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力。對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，也不能完全摒棄，可輔助以下方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)：

1）將計(jì)算機(jī)應(yīng)用在通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)仿真軟件（如利用System view，Multisim等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前期的仿真。從而使學(xué)生能夠通過計(jì)算機(jī)軟件仿真平臺(tái)進(jìn)一步的了解通信系統(tǒng)的電路原理，設(shè)計(jì)過程、調(diào)試過程及其分析方法。這樣可極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握通信技術(shù)的積極性和主動(dòng)性。

2）對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生查閱資料，自行擬定方案，積極討論可行性方案，通過軟件仿真實(shí)現(xiàn)，再到實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力。

3）讓學(xué)生有更多時(shí)間獨(dú)立思考問題。在做每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前，要讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，寫出相應(yīng)的預(yù)習(xí)報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)提出某項(xiàng)設(shè)計(jì)的有關(guān)問題，比如設(shè)計(jì)電路中某一部分的功能是什么？為什么在PCM編譯碼電路中要選擇2M的時(shí)鐘信號(hào)等等諸如此類的問題。這樣促進(jìn)學(xué)生去進(jìn)一步的掌握關(guān)于實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)質(zhì)，變被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的內(nèi)容關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于基本的操作技能和基本的實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練，在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中提高了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。對(duì)學(xué)生來說，以往單純性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是掌握知識(shí)的基本，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種全新的體驗(yàn)。學(xué)生由被動(dòng)式的接收知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^自己的思考，動(dòng)手主動(dòng)的獲取知識(shí)，真實(shí)的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的樂趣，在學(xué)生中也漸漸地形成探索，研究的學(xué)習(xí)氛圍。

由于實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)的有限性，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中精選了通信系統(tǒng)中的一些重要技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如FSK的調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)，PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)等。現(xiàn)代通信系統(tǒng)是一個(gè)包括各種通信技術(shù)的復(fù)雜的數(shù)字通信系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)課中通過對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真，讓學(xué)生進(jìn)一步的理解數(shù)字通信系統(tǒng)的原理，同時(shí)也提高電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。以FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)為例。FSK是數(shù)字通信調(diào)制中使用較典型的一種調(diào)制方式，其基本原理是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息0或1，即用不同頻率的載波來表示數(shù)字信息。FSK的調(diào)制可用調(diào)頻電路，也可用鍵控法實(shí)現(xiàn)。解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)。常利用鍵控法和相干解調(diào)來實(shí)現(xiàn)FSK的調(diào)制解調(diào)。鍵控法實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的原理圖如圖1所示，相干解調(diào)法解調(diào)原理圖如圖2所示。

由模型仿真得到輸入輸出波形，通過它們的比較，可知仿真電路圖設(shè)計(jì)是否正確。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步做系統(tǒng)的各模塊的電路設(shè)計(jì)，使用Multisim仿真電路軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，依照設(shè)計(jì)需要可以設(shè)置各器件的合理參數(shù)，觀測(cè)相應(yīng)波形，驗(yàn)證電路的正確性。確認(rèn)電路方案可行性后，選擇合適的元器件在面包板（或印制板）上進(jìn)行電路的實(shí)物連接，最后通過示波器觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)踐結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣極大地提高了，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力也得到了顯著提高，同時(shí)還能積極開展或參與創(chuàng)新性研究。

這樣的教學(xué)內(nèi)容安排，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的基本電路原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)中各部分的電路過程有所掌握，同時(shí)也體驗(yàn)了電路仿真軟件在通信中的應(yīng)用。在實(shí)際的電路制作過程中，一般由2人一組完成電路板的制作調(diào)試，這樣提高了學(xué)生們的積極性，鍛煉了他們的動(dòng)手能力，也為今后學(xué)生從事電子設(shè)計(jì)制作工作打下了良好的基礎(chǔ)。

4 實(shí)驗(yàn)改革體會(huì)

通過以上教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上的一系列改革舉措，現(xiàn)代通信技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)有了一定的成效。由傳統(tǒng)的‘以教為主教學(xué)模式轉(zhuǎn)為“以學(xué)為主”教學(xué)模式，學(xué)生對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)的的知識(shí)體系有了系統(tǒng)的了解和掌握。透過每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生既是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，又是調(diào)試者。從他們收集查閱資料，分析問題，進(jìn)行總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仿真實(shí)現(xiàn)和完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，在這種創(chuàng)造性的工作中，激發(fā)了他們的創(chuàng)新欲望。例如有些學(xué)生通過系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)找到合適的試驗(yàn)參數(shù)，以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中很好地將動(dòng)手能力和獨(dú)立思考結(jié)合起來，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，提高了創(chuàng)新能力。

5 小結(jié)

實(shí)踐結(jié)果表明，探討現(xiàn)代通信技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是很有意義的。將傳統(tǒng)的被動(dòng)式教學(xué)方式轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在學(xué)生的主動(dòng)式學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，這樣不僅有利于學(xué)生提高自學(xué)能力，也有利于促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高和實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展。今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還應(yīng)進(jìn)一步探討研究教學(xué)模式，完善實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容，更多的關(guān)注學(xué)生的能力培養(yǎng)，不斷地提高現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

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