面向大信息的《通信原理》教学探索

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面向大信息的《通信原理》教学探索

  随着信息社会的不断发展,信息科学技术特别是通信技术已经广泛普及和渗透到生活的每个领域,处于大信息时代。如何培养适应大信息时代的高素质人才,是高等教育面临的一项挑战。该文针对非信息通信类专业,以《通信原理》这一信息与通信领域基础课程的教学为出发点,从授课内容、授课方式和考查方法等多方面探索培养学生适应大信息时代的能力,并取得了一定的效果。

 

  处于信息化社会的大信息时代[1],信息技术特别是通信技术广泛普及和渗透到社会的每个领域。对于高等教育而言,所有学科都带有信息技术的烙印。《通信原理》是高等工科院校面向信息通信技术开设的一门重要基础课。通过该课程的学习,使学生能掌握各种通信系统传输信息的基本原理和分析方法;熟悉通信系统的基本构成;了解有关通信系统中的技术指标及改善系统性能的一些基本技术措施;培养学生的辨证思维能力。

 

  南京邮电大学因邮电而生、依通信而长,是一所以信息为特色的高等院校,培养快速适应大信息时代的人才,是南京邮电大学核心竞争力的体现。南京邮电大学依托优势,彰显特色,为了学生今后快速适应大信息时代社会,积极构建面向大信息的学科专业体系。就笔者所讲授的《通信原理》[2]而言,面向不同专业,开设了不同课程性质、不同学时的《通信原理》。面向通信工程、信息工程、网络工程等专业,开设必修课程《通信原理A》,学时为80;面向具有通信应用的信息类专业,开设必修课程《通信原理B》,学时64;面向其他工科专业,开设限选课程《通信原理C》,学时48。《通信原理A》和《通信原理B》课程的学生都是属于信息通信类专业的,都学过《概率论与随机过程》《信号与系统》等先修课程,同时后续一般还有详细介绍各种通信系统的专业课程,如,《移动通信》《光纤通信》等,诸多老师和教学专家对该课程的教学进行了颇有成效的探讨[3-5]

 

  笔者主要针对《通信原理C》,即大信息背景下其他非信息通信类专业《通信原理》的教学进行一定的探索。在笔者教授《通信原理C》的过程中,发现这门课程的教学存在以下问题或难点:(1)该课程面向的是非信息通信类的工科专业的学生,他们缺乏前期系统性的通信基础课程学习,比如:有些专业就没有开设《信号与系统》这一门专业基础课,这就导致讲授过程中学生对通信基本概念理解存在难度。(2)因为《通信原理C》并非他们专业的必修课,不少学生会错误的认为该课程与他们的专业相关度不大,所以,不能引起他们足够的兴趣和重视。(3)传统的《通信原理》授课方法注重各种通信理论公式推导,而非信息通信类的工科专业的学生需要的是了解信息通信技术的发展趋势和各通信模块的功能,这两者存在着一定的矛盾。(4)传统的课程考查方式主要是期末考试、平时习题作业等方式进行,这导致了部分学生的应试学习方式,即只通过死记硬背、生搬硬套的学习方式来应付考查,而忽视了基本信息素养的培养,违背了开设这门课程的初衷。

 

  针对上述存在的问题,笔者在《通信原理C》的讲授过程中就授课内容、授课方式、考查方式等方面进行了相关探索。

 

面向大信息的《通信原理》教学探索


  1 教学方式探索

 

  为培养适应大信息时代的高素质人才,对于非信息通信类工科专业的学生,在讲授《通信原理C》时,笔者主要以激发学生学习兴趣和讲解知识点简明易懂为出发点,从授课内容、授课方式、考查方式等3个方面探索教学方式改革。

 

  1.1 课程授课内容

 

  为了激发非信息通信类专业学生对《通信原理C》课程的兴趣和重视程度,在授课内容的选择上,笔者主要从以下几点进行了尝试改革:(1)在正式开始课程讲授之前,先阐明《通信原理C》与学生学习该专业的切合点,说明该课程在学生学习该专业的应用背景,这能极大的激发学生的学习动力和热情,并引发学生对通信理论和相关技术应用的广泛遐想。比如:在给测绘工程专业的学生开始讲授该课程时,讲到在做测绘时,有时要用到卫星测绘数据,而这些数据正是通过一种主要的通信方式——卫星通信来获取的。(2)给学生强调信息通信技术的革新给日常生活带来的巨大影响。通过描述信息通信技术的发展怎样影响日常生活,让学生切身体会到信息通信技术的力量,进而引起学生对该课程的重视。比如:在给材料学院的学生讲授《通信原理C》时,特地从手机演变的角度讲述了通信的发展历程,随着通信技术的发展,手机也经历了固定电话、大体积的移动电话(大哥大)、便携式的2G手机、可以上网的3G手机、可以在线视频的4G手机以及即将出现的可高速传输数据的5G手机等各个阶段。(3)在讲授《通信原理C》时,重点阐述基本原理和重点概念,而不必详细推导理论公式。因学时有限,非信息通信专业的学生应掌握通信的理论框架和基本原理,在将来需要使用的时候知道从哪方面着手查找资料和进一步研究。

 

  1.2 课程授课方式

 

  根据授课内容的特点,有针对性的选择授课方式能达到更好的教学效果。对于非信息通信类工科专业,笔者主要阐述《通信原理C》中的基本原理和重点概念、而不是详细推导理论公式,这就确定了采用多媒体教学是一种适当的授课方式。较传统的板书,采用多媒体教学,能够更加直观明了、高效的讲授该课程。例如:在讲授二进制相移键控调制系统(2PSK)解调时,可以在PPT上逐一展示各点波形,并通过波形清晰描述倒π现象带来的严重后果,若采用板书则很难达到该效果。同时,在讲授具体知识点时,应注意灵活采用各种具体的教学方法,以达到加深理解、融会贯通的效果。比如:在讲授二进制数字调制时,应采用比较教学法,与之前的模拟调制的实现方式、解调方法、调制性能进行比较教学。最后,在讲授课本知识时,适时的插入仿真图形来说明,这能加深学生对理论知识的直观感受。笔者在讲授二进制数字调制系统时,在比较了2ASK2FSK2PSK2DPSK的误码率理论值的基础上,在PPT上画出了在不同信噪比下的它们误码率的仿真曲线,学生的反应非常积极。

 

  1.3 课程考查方法

 

  课程通常考查方法是期末考试与课后作业题相结合的方式,但是该方法容易使《通信原理C》落入应试教育的泥潭。学生用死记硬背、生搬硬套课本知识的方式来应付考查,背离了素质教育方向,无法培养出适应大信息时代所必需的素质。笔者为了强化学生将课本知识转化为自身技能的素质,在该课程的考查方式中,增加了软件仿真考查。让学生课后利用MatlabSimulink功能来动态仿真出一个通信系统的模型,给出模型中采用的模拟信号数字化方法、调制方式、信道编码方法、译码方法、解调技术等,并评价不同方法、不同参数下系统性能的优劣,通过软件仿真过程,既加深了学生对通信各个模块清晰的认识又培养了学生系统建模的水平。同时,为了加强学生将课本知识和信息社会相结合,笔者给学生布置了一项实践性的大作业,调研大信息时代自己接触到的各种通信系统采用的调制方式及各自特点,比如:常用的收音机、家里收看的数字电视等。通过后续反馈可以看出,该大作业使学生认识到了《通信原理》课程的影响和价值,并极大的加强了学生对大信息时代的感受,加强了其理论联系实际的能力。

 

  2 结语

 

  面向大信息时代,笔者针对非信息通信类专业《通信原理》课程的教学进行了相关探索,在授课内容、授课方式和考查方法等方面得出了一些有价值的经验,在并提出了一些相应的改革建议。希望笔者的探索能起到抛砖引玉的作用,各高校相关课程的任课老师共同推动《通信原理》课程的发展。

 

  作者:张顺外 来源:科技创新导报 201531