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湖南工學院《數(shù)字通信原理》課程教學模式改革與實踐研究
湖南工學院《數(shù)字通信原理》課程教學模式改革與實踐研究
【摘 要】基于《數(shù)字通信原理》課程教學難度大，內(nèi)容抽象難懂的特點，針對我院學生的實際情況，通過采取分層次教學內(nèi)容探索、現(xiàn)代化教學手段和傳統(tǒng)教學手段的結合、引用Matlab/Simulink仿真軟件到理論課堂中、實驗環(huán)節(jié)的完善、注重培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)以及前沿通信技術相關知識與教學內(nèi)容相融合等多種途徑對《數(shù)字通信原理》課程教學模式改革進行了實踐研究。這些方法提高了學生的學習興趣和對課程相關內(nèi)容的理解深度，實現(xiàn)了教學效果的不斷提高。
【論文關鍵詞】數(shù)字通信原理；教學模式改革；實驗仿真；實踐研究
1 現(xiàn)狀與分析
《數(shù)字通信原理》是電子信息類、計算機類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程，也是許多學校電子信息類專業(yè)碩士研究生入學考試的必考科目之一[1-3].該課程是以《高等數(shù)學》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》、《信號與系統(tǒng)》等為先修課程，又為后續(xù)的《移動通信技術》等課程打下理論基礎，其理論性強、數(shù)學公式推導多，抽象概念多、實踐性強、覆蓋面廣、從而增加了學生的學習難度[4-7].目前，我院的教學情況是，受課時的限制，教學安排相對緊張，導致學生在學習過程中對知識點理解程度不夠、興趣不濃，很難達到該課程的基本要求。如何讓學生能夠在有限的理論課課堂中較好地掌握數(shù)字通信原理的理論知識，調(diào)動學生的學習興趣，提高學生學習的積極性，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，適應現(xiàn)代通信技術發(fā)展的需求是亟待解決的問題。因此，改革和優(yōu)化數(shù)字通信原理課程體系的教學內(nèi)容、教學方法和教學手段勢在必行。
2 《數(shù)字通信原理》課程的教學改革與實踐研究
針對目前在教學過程中存在的問題，結合應用型人才培養(yǎng)目標，以夯實基礎、注重應用、實出能力為目的，根據(jù)兩年來的教學實踐，提出以下教學改革與實踐研究具體措施。
2.1 分層次教學內(nèi)容探索
將教學內(nèi)容劃分為基礎概念、重點知識和擴展閱讀三個層次，并劃分難點內(nèi)容。其中基礎概念和重點知識都是一些基本概念、基本原理和基本分析方法等，故而要求所有學生必須掌握，也是考察的重點，在授課過程中，教師要對重點知識詳細講解，反復強調(diào)，包括公式推導，物理意義等；而擴展閱讀則往往都是一些結合實際通信系統(tǒng)的應用案例分析等，以便讓學有余力的學生進一步學習。當然，對于難點要有針對性地進行更為細致的講解。另外，對于一些相近的知識點，可以讓學生對比學習，進行分組自主討論學習，沒有必要在課堂教學上面面俱到。
2.2 現(xiàn)代化教學手段和傳統(tǒng)教學手段的結合
通信原理課程基本原理多、公式推導復雜、流程圖原理分析圖也很多，使用傳統(tǒng)的板書講授費時費力效果還不好，很多復雜公式的推導、原理分析都很慢，不夠清晰明了，所以采用多媒體教學和板書結合的方式，節(jié)省了時間，處理了內(nèi)容多與學時少的矛盾，并且兩種方法還可以優(yōu)勢互補。教學論文在課堂教學中使用現(xiàn)代化的教學手段，通過文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多種媒體對通信原理內(nèi)容進行有機的整合和生動的表達，給教學注入生動翔實的內(nèi)容和豐富的信息量，并用板書輔助講解，幫助學生理解，使講述內(nèi)容更連貫。不但增強了課堂教學內(nèi)容的生動性與形象性，而且增強了教學過程中的互動性，有利于知識的獲取與保持。
2.3 引用Matlab/Simulink仿真軟件到理論課堂中
在數(shù)字通信原理的課堂教學過程中，只利用課本中的相關公式和方框圖，對學生來說，缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，學生難以理解，嚴重影響和制約了課程的教學效果。引用Matlab/Simulink仿真軟件到課堂中，可簡化計算過程，把計算結果以圖的形式形象地顯示出來，讓學生直觀地觀察各種調(diào)制解調(diào)信號波形、頻譜等，同時仿真軟件中的Simulink仿真工具可以仿真許多通信系統(tǒng)，通過改變某些參數(shù)來觀察通信系統(tǒng)的性能，增強學生的感性認識，加深學生對知識的理解，給學生清晰的學習思路，從而可以獲得比較好的教學效果。
2.4 實驗環(huán)節(jié)的完善
在課程的實驗教學和課程設計環(huán)節(jié)中大力發(fā)揮Matlab軟件的強大功能，可從三個方面設計數(shù)字通信原理實驗和課程設計的項目：①M文件編程仿真；②Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真；③GUI（圖形用戶界面）演示系統(tǒng)設計。
學生在學習過程中可以根據(jù)所學內(nèi)容自行設計實驗方案，通過對知識點的仿真分析，使學生更專注于問題的解決方法，而不是無意義的大量重復勞動，培養(yǎng)了學生的自主編程能力和創(chuàng)新能力。
2.5 注重培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)
信息素養(yǎng)是思維能力、問題解決能力、決策能力和合作能力的基礎。擁有良好的信息素養(yǎng)就等于擁有了創(chuàng)新的催化劑。它反映了人們在網(wǎng)絡時代中的一種數(shù)字化生存能力。數(shù)字通信原理課程的教學對象大都是電子信息類專業(yè)的學生。這些學生在將來的職業(yè)崗位上要接收和處理大量的技術信息，要適應未來數(shù)字信息化社會的急劇變化。教師在課堂中要積極培養(yǎng)學生收集信息、處理信息、獨立思考和解決新問題的能力。例如在講解通信領域時分復用技術時，教師可以要求學生課后了解復用技術的最新科研動態(tài)，并在下次課讓學生提出自己的認識和見解。這樣既可以培養(yǎng)學生處理信息的能力，又可以為學生將來深入研究、創(chuàng)新專業(yè)技術打下一定的理論基礎。
2.6 前沿通信技術相關知識與教學內(nèi)容相融合
由于電子信息技術發(fā)展很快，數(shù)字通信原理課程的教材很難跟上科學技術的步伐。而學生要具有創(chuàng)新意識，就必須有大量的知識積累。教師在課堂教學中可以將與學生專業(yè)有關的前沿通信技術相關知識滲透到教學內(nèi)容中去。例如在講解模擬調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能時，教師可以簡要介紹最新的基于小波理論的信號降噪方法。這樣既可以讓學生了解最新的學科知識，又豐富了學生后續(xù)課程所需的專業(yè)知識。
3 結束語
總之，《數(shù)字通信原理》是通信專業(yè)的主干課程，對后續(xù)課程影響深遠。通過研究與實踐，對《數(shù)字通信原理》課程的教學內(nèi)容進行層次劃分，加強教學方法和教學手段的改革，構建科學合理的數(shù)字通信原理課程體系，同時把現(xiàn)代化教學手段和傳統(tǒng)教學手段相結合、將Matlab/Simulink仿真軟件引入到理論教學中，完善實驗環(huán)節(jié)，并將前沿通信技術相關知識與教學內(nèi)容相融合，注重提高學生的信息素養(yǎng)，激發(fā)了學生主動學習的熱情，充分突出學生的主體作用，發(fā)揮教師的主導作用，提高了教學質量。但在實際教學過程中碰到的問題還很多，這些問題的解決有待在《數(shù)字通信原理》課程教學改革實踐中不斷完善。
【參考文獻】
[1]羅濤，桑林，楊鴻文。"通信原理"國際化教學方法探索[J].電氣電子教學學報， 2013,35（1）。
[2]安靜，康琦，汪鐳，吳啟迪。面向卓越工程師培養(yǎng)的"通信原理"教學改革與實踐[J].2014,30（11）。
[3]張翠芳�；趧�(chuàng)新型人才培養(yǎng)的"通信原理"課程教學研究[J].北京郵電大學學報（社會科學版），2010,12（2）。
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