石庆兰

中国农业大学 北京 100083

高校专业课教学的点滴心得

石庆兰

中国农业大学 北京 100083

通信技术的飞速发展迫使通信原理课程的教学需要探索出适应新技术发展要求的新路子。文中从教学实践出发对通信原理课程传统教学方法进行了分析，提出了相应的教学改革的新思路，较好地解决了传统教学跟不上新技术发展需要的矛盾。

专业课教学；通信原理；仿真技术

进入本世纪以来, 由于通信技术的迅猛发展推动了全球科学技术与社会经济的飞速发展，也引发了全球范围内各行各业科学技术的变革。不仅如此，通信技术的革命也打破了人类千百年来形成的思维与交往的传统模式，成为人类社会文明与进步的巨大推动力。处在这样一个纷繁复杂、日新月异的信息时代如何面对应接不暇的各种新技术，如何去培养适应信息时代需要的高素质人才，以及如何打破传统的教学模式，引导学生在学习新技术新知识的时候能够举一反三、触类旁通，以适应新技术不断发展的挑战。因此，培养学生的综合能力以适应新时代的要求是摆在我们面前的新课题。

通信原理课程是电子信息、通信工程专业非常重要的一门专业理论课，它的理论性和实践性都很强。其理论要以概率论、线性代数及随机过程分析工具，同时以信号与系统、数字信号处理等课程作为平台对通信系统进行综合分析和研究。其实践性表现在通信系统的每个环节都可以通过实验验证其理论,并通过实验对理论进行分析。

笔者在从事通信原理教学10年过程中，深深体会到通信技术发展之快,若是死抱着教科书一成不变,是无法适应信息技术发展要求的。但一味地追求技术的高、新、快而忽视了基础知识的教学就会导致学生基础知识的不扎实，同样无法适应新技术不断变化的要求。

一、注重经典理论的课堂教学，辅之以先进的仿真技术使经典理论不再枯燥

通信原理教学内容包括模拟通信和数字通信。随着通信技术的不断发展，数字部分内容不断加强，而模拟部分不断削弱。笔者认为模拟系统是通信系统原理的基础，是通信原理的经典理论，只有在牢固掌握这一理论的基础上才能有效地认识数字系统。模拟系统的分析是以傅氏变换为工具，研究系统的频谱特性。在教学过程中笔者发现频域变换、频谱搬移对学生来说还是比较抽象，学生很难真正掌握其物理意义。而传统的实验由于其系统电路对实验者的透明性使实验者无法真正看清楚系统的工作过程，而且由于实验条件所限很难提供或者不能提供足够的频谱仪，学生在传统的硬件实验室里无法观测系统的频谱特性。为解决这一难题，我们于2002年在课堂教学和实验环节中引入了美国ELANIX公司推出的一套专门用于通信系统仿真分析的软件工具SYSTEMVIEW,它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境，可以作为教学中的仿真软件。

下面以模拟线性调制为例介绍一下这种教学理念。在讲授常规双边带调幅(AM)的工作原理时:

第1步:介绍定义、时域表达式和系统框图(见图1)为：

图1 常规双边带调幅(AM)系统框图

A M已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)，当m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：

第2步:验证其理论并得出调制后的波形。

打开SystemView软件参照上面的系统框图建立仿真模型(如图2所示)，并设置系统参数。

图2 常规双边带调幅(AM)仿真模型

第3步:一步开展课堂讨论.改变调幅指数：m<1；m=1；m>1三种情况观察调制结果,使学生掌握过调幅的概念。

最后，改变信号源，分别就带限信号、周期性信号以及随机信号等不同输入信号下的系统输出时域波形、频谱图进行分析、探讨。使学生更深刻地理解线性调制系统原理以及频域分析的深层物理意义。

由于在课堂教学过程中对通信系统采用最先进的仿真技术进行综合设计、仿真、分析, 实时性好,图形直观，学生能够边学习边实践，使枯燥的理论生动起来，并使学生对通信系统的感性认识上升为理性认识，收到了良好的课堂效果。

二、开展多种形式的专题讨论让学生及时了解通信技术发展的新动态

随着数字通信技术的飞速发展,通信原理的数字部分内容逐年加强并不断调整、补充新知识。因此，笔者将数字系统的教学分为“不变”和“变”两部分。对于数字系统中的经典理论即“不变”部分作为重点，与模拟系统类似：从理论推导，课堂仿真，实验课几个方面共同强化训练学生对知识的理解和掌握。而对于不断衍生出的新技术即“变”的部分,主要是培养学生再学习的能力。鼓励学生充分利用网络资源去了解、追踪、掌握当今国际上通信技术最新发展动态及应用情况。最后，利用4～6个学时对自学部分内容开展多种形式的专题讨论会。通过这样的过程训练，使学生对知识的获取不再是“被动地灌输”而是“主动地吸收”。使学生所学知识更牢固同时也更具实用性。培养学生进行创造性思维以及提出问题、分析问题和解决问题的能力。

三、实验环节的改革

实验是通信原理教学过程中不可缺少的环节。只有通过实验环节的训练才能使学生加深对理论的理解，从而提高学生的综合能力。通信系统的硬件实验装置采用了杭州天煌电器设备厂的TKCS-A型通信系统原理实验装置。该系统性能可靠，接线简单。实验面板印制有实验电路图，直观、方便。硬件电路虽然很实际，但电路参数不能改变,为了提高实验设备的可靠性,电路都是封装的,学生不能改变电路参数.实验效果不理想.设备不仅造价高,需要经常维护, 所需配套的观测及测试仪器多,费用高。因此，我们又建立了通信系统仿真实验室，引入通信系统仿真、设计、分析软件SYSTEMVIEW。

学生通过运用先进的仿真软件对通信系统进行仿真设计，既可深化对所学理论的理解，完成实验室中用硬件难以实现的大型系统设计，又可使学生在实践中提高综合设计的能力，加强系统性和工程性的训练。

四、学生考试内容及形式的更新

通信原理是一门理论性和实践性都很强的专业理论课。若是采用传统的单一的应试教育无法真正考察学生对知识的掌握程度,更无法对学生动手能力、创新能力等进行综合测试。为此采用以“理论考试＋文献综述＋专题讨论＋综合设计＋实验”组合的考试模式，这种灵活的考试形式把学生的注意力从单纯的考试吸引到了平时的教学、实验及专题讨论各个环节，有助于全面考核学生的各种能力，有助于学生和教师之间的互动性，有利于发现学生的特长，同时也有利于发现学生能力方面的缺陷，帮助教师因材施教，对症下药。这种考试的多样性还能极大地激发学生的学习兴趣和创新能力，使学生明确了学习目的，学习态度也不再是被动地应付而是主动、积极地迎接挑战。

五、结束语

以上所谈的一些肤浅的认识是近两年来笔者对教学实践的思索与总结，同时也是对过去传统的教学模式的反思。因为对通信原理这门课学生普遍感到理论深奥、枯燥、难学、难记。如何培养学生对这门课的学习兴趣，而对通信系统建立一个全局认识，使之成为生动的、可“触摸”的、可随意设计、修改参数的实际系统。如何让学生真正热爱通信专业？在教学过程中还有许多要做的工作，也有许多亟待改进的地方。

[1]曹志刚,钱亚生.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，2008

[2]南利平.通信原理简明教程[M].北京:清华大学出版,2000

[3]罗卫兵，孙桦，张捷.SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2001

[4]石庆兰,常华.通信原理实验及仿真教程[M].北京：中国农业大学出版社，2006

Some experience on professional course teaching in university

Shi Qinglan
China agricultural university, Beijing，100083, China

In this paper, traditional teaching methods were made a detailed analysis on the course of Telecommunication theory；We presented appropriate new ways of teaching reform in order to solve the problem that traditional teaching can't adapt to new technological developments.

professional course teaching; telecommunication theory; simulation technology

book=90,ebook=96

2009-11-09

石庆兰，副教授。