通信原理课程教学改革的探讨

肖琨

【摘 要】针对大学通信工程专业通信原理教学实践中出现的问题，对该课程教学的手段、方法和内容进行改革实践，以期进一步提升通信原理课程的教学质量。

【关键词】通信工程专业 通信原理 教学实践

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）07C-0151-02

一、通信原理教学存在的问题

通信原理是通信与信息系统学科的专业主干课程，阐述通信系统特别是数字通信的基本理论，为学生在今后的工作掌握和研究各种通信系统打下基础，课程的教学质量直接影响通信工程专业本科生的培养质量。在总结多年教学实践的基础上，我们归纳出该课程教学存在以下问题：

（一）对多媒体教学的依赖影响了通信原理课程的授课质量。在大力提倡多媒体授课之前的时间里，教师主要通过黑板板书的方式进行教学，这种授课方式的主要缺点是板书占用时间太多，一些知识点如各种信号波形和频谱图不易描述。当前教师基本采用多媒体授课，主要通过PPT进行课堂讲解，这种授课方式的主要优点是信息量大，但是缺陷也非常突出，教师和学生都容易对多媒体教学形成依赖心理，特别是对于部分同学，上课就像看电影，上完了也就看完了，同时也很快忘光了。

（二）通信原理章节内容的讲授方法有待提高。由于教材将通信的基本理论分割成相对独立的技术，每一章阐述的知识点是一个个的单元，与通信系统的整体架构和工作原理是分割的，学生在学习的过程中是被动接受不同的通信技术，并不理解学习这些知识的作用和重要性，也就是不知为什么要学这些东西。

（三）教材的部分内容已经跟不上通信发展的步伐。部分知识与其它课程的知识点重叠，一些未来可能成为主流通信技术的知识在教材中尚是空白，不能适应培养高质量通信人才的需要。

二、通信原理教学手段和方法的改革

当前，通信原理课程的教学手段和方法呈现多样化的格局，推动了课程的改革进程，取得了较好的教学成绩，但是仍有一些问题没有得到很好的解决，新的问题还在不断出现，立足于现实情况，该课程在教学手段和方法还需要在以下几个方面进行改革：

（一）对绪论中的通信系统模型要做重点讲解。在后续章节具体技术的讲解与通信系统模型紧密结合起来，让学生明白所学技术理论在实际通信系统中扮演的角色和发挥的作用。绪论是教材的总纲，大部分通信原理教材在绪论中介绍通信的基本概念、通信系统的组成、评价通信系统性能的主要技术指标等，这些都是通信系统最重要的内容，掌握的好坏对于学习和研究通信系统至关重要。在以往的通信原理课程教学中，很多教师认为绪论的内容在教材后续章节都会详细阐述，因此不重视绪论部分内容的讲解，导致学生不能从总体上理解通信系统。针对这个问题，我们在通信原理教学中，投入了大量精力和充足的课时对绪论中的内容，尤其是通信系统的组成和性能指标等进行了通俗详尽地讲解，让通信系统的架构深深地印入同学们的脑海，建立起对通信系统的初步理解和框架。同时，我们在后续讲解每一章节的时候，将该章的知识点的基本原理与通信系统的工作原理结合起来，阐明其在通信系统中的应用以及如何与其它系统部分配合工作，对于学好通信原理是非常关键的。

（二）课堂教学中应该加强对黑板板书授课方式的重视。以PPT、视频为代表的多媒体教学手段在一定程度上提高了讲解效率，加大了课堂信息量，但是在通信原理课程上的弊端也日益凸显，虽然这些弊端并不是多媒体教学本身的问题。不可否认的是，随着多媒体教学的日益普及，事实上黑板板书在课堂教学中的比重已经很小了，很多教师几乎采用纯PPT教学，板书的内容寥寥无几，违背了提倡多媒体教学的初衷。究其原因是多方面的，其中多媒体授课相对黑板板书节省了教师大量的体力劳动，且可以重复使用，也是很重要的原因之一，于是教师越来越对多媒体教学形成依赖就不难想象。事实上，这种授课方式对工科学生是非常有害的。就通信原理课程而言，如果用形象生动的图形直观显示在幻灯片上，确实有助于学生理解所学的知识，教师也可以方便直观地进行讲解。但同时我们知道，通信原理是一门理论性较强的课程，基本理论都是建立在数学公式推导基础之上的，教师不通过黑板板书向学生教授推导的过程，学生是很难学到其中的精髓的。不仅通信原理，很多工科课程都是如此，数学推导能力可以说是每个工科学生所必须具备的能力，一旦学生养成了看PPT而疏于动手推导的习惯，后果将是非常严重的，我们是培养不出合格的工科人才的。因此，我们在通信原理课程的教授中，不仅通过PPT讲解，还在黑板上进行大量的数学推导，并要求学生在课下自己进行推导，以培养学生的数学能力。还要强调一点的是，现在的大学生往往不喜欢动手做笔记，热衷于拷贝多媒体讲义复习所学的内容，事实上动手做笔记是一个非常重要的学习习惯，不仅仅是抄写的过程，同时也是加深理解的过程。

（三）将章节学习与MATLAB仿真同步展开，加深学生对所学知识的理解和感性认识。为了巩固课堂所学的知识，一般的做法是实验课和理论课程同步，例如脉冲调幅、相移键控等实验，安排在理论课一上完就进行相关实验，以巩固和提高学生对理论知识的掌握程度。这种做法有一定的效果，但是由于受到时间、设备等因素的影响，效果不是很理想，原因在于学生做一次实验形成的印象并不深刻，而重复多次实验在现实条件下又不可行，在条件较差的学校，由于实验设备的欠缺，往往几个人共用一套实验器材，效果又得打折扣。针对这个问题，我们在教学中采取将章节学习与MATLAB程序仿真同步展开，相互印证，达到了很好的教学效果。众所周知，通信原理教材中的几乎每一种技术都是可以进行计算机仿真的，而现在的大学生基本上人手一台电脑，只需要安装MATLAB软件，就可以自由地进行通信基本理论的仿真，不受时间和地点的限制，既充分巩固了所学的理论知识，又提高了编程能力，一举多得。

三、通信原理教学内容的改革

与通信技术发展相适应的通信原理教学内容是时代的需求。因此，通信原理教材的内容也有必要不断地修订，对此我们也做了一系列的改革，具体内容是：

（一）压缩模拟技术等的教学，增加新兴通信技术手段的教学。现有的通信原理教材中，模拟调制技术、随机过程等章节内容在通信工程专业其它课程如通信电子线路、随机信号分析课程中已经详细地学过，在通信原理教学中只需要简单地提及。在新兴通信技术上，部分教材增加了CDMA、OFDM技术的内容，但是还不够，有必要增加MIMO技术的介绍，对于学生未来掌握应用MIMO通信系统是有益的，而MIMO通信系统是未来通信系统的主流候选方案。除此之外，中继协同通信、认知无线电等新兴通信技术也有必要在教学中涉及，使学生对前沿通信技术有所了解，为未来深入学习和研究通信技术打下基础。

（二）强化通信信道的教学。虽然每一种通信原理教材都有信道这一章，但是对通信信道的阐述深度和广度存在不足，一般只是简单介绍无线信道和有线信道的概念与特点、信道的基本数学模型，这些概念固然重要，但不足以让学生较好地掌握信道的特征，特别是移动信道的重要特征如衰落、电平通过率、平均衰落持续时间等，内容更具体化，在学习和工作中更常用到。

（三）强化信息论的基础知识教学。信息论通常是研究生的培养课程，但是作为通信系统的指导理论很有必要在通信原理中有所涉及。学生在学习过程中会经常看到信息论中的一些基本概念如熵、信息量和信道容量等，会觉得很陌生，不能理解，有必要在通信原理教材中单独用一章介绍信息论中的基础知识，扩大学生对信息科学基本理论的知识面，提升学生对信源编码和信道编码核心内容的理解。信源编码压缩信源中的无规律的冗余比特，这部分比特不提供信息量；信道编码向被压缩过的信息序列中插入有规律的比特，接收端根据规律可以纠正信道干扰产生的信息错误。

我们在近几年的通信工程专业本科生班级中进行了基于以上内容的教学改革实践，取得了明显成效，学生对于通信原理知识的理解程度显著增强，知识更加全面，印象更加深刻，读研学生的科研能力显著提高。

【参考文献】

[1]樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2001

[2]曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，l999

【基金项目】广西师范大学教育教学改革与建设立项A类项目

【作者简介】肖 琨，男，广西师范大学副教授，博士，研究方向：无线通信。