通信原理课程的学员创新能力培养研究

王欣+矫文成+崔佩璋+陶杰+霍晓磊

摘要：通信原理課程是通信类专业的主修课程，它是通信工程的理论基础，是学员研究通信理论、进行创新的基础。对于如何培养通信专业学员的创新能力，我们进行了几方面的研究。

关键词：通信原理；创新能力；工程实践

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）51-0088-02

通信原理是各个高等院校通信类专业的主干课程，该课程理论性强，抽象、难理解，对其他工程类课程要求高，如果学员能学明白、理解清楚，就要求教员不能单纯的对理论进行讲授，结合工程实践更好理解课程内容，为培养学员创新能力提供有力条件。在IT行业发展如此迅猛的时代，培养学员创新能力迫在眉睫。

以激发和提高学员通信实践创新能力为目的，学员以现有的通信原理实验室、通信设备测试实验室和抗干扰通信实验室为基本硬件条件，以通信原理为理论基础，从课堂内容、实践等方面研究培养学员创新能力的问题。

一、面向工程能力导向的内容安排

现代通信原理的理论性很强，难理解。在实际通信工程中，学员普遍反映不知从何入手，针对此现象，梳理前后章节的关系，整理出一条主线。贯穿整本书的主线就是编码、解码、调制、解调这一过程，就是通信系统模型。所以在实际通信工程中，以这一主线建模：模拟通信系统模型如图1，数字通信系统如图2。

在课程主线明晰下，把握章节脉络和知识点的内在关系，把抽象的知识结合起来，形成一个整体。在分析整个工程中，能明确应用哪个知识点，能更好地与实践结合起来。

采用案例式教学。在教学中，以工程实践为导向，从分析一个工程案例出发，引出本次课的内容，进而具体分析如何应用此内容。例如如何解析计算机发送的信息，得出0，1用不同频率来表示，也就是FSK信号。再比如在电视剧里看到电报机发电报的场景，滴滴答答的声音，其实就是莫尔斯信号，不同的滴答声表示不同的信号，国际著名的求救信号SOS就用滴答滴来表示，而2ASK信号实质就是莫尔斯代码信号，表示信息时用有和无两种信号，学员就能迅速理解2ASK信号，知道它的概念、特征和产生过程了，将内容更形象化、实际化，学员学习的兴趣也被激起，学习的难度也就降低了。在课程中也经常以工程实践中的问题引题，比如用固定电话和手机打电话，它们的传输方式相同吗？都是如何实现打电话的呢？这是个实际问题，又是通信的基础，它们的不同就是固话是直接将信号传输，而手机打电话则是要经过调制解调的，也就是数字基带传输和频带传输的区别。

在传统的理论授课和实验授课的教学模式中，学员能够较好地掌握基础理论，学员的动手能力明显提高，有的学员可以将所学知识运用于实际进行一些小制作，但还有相当一部分学员并不能将所学通信基本理论和实际装备中应用的通信理论相结合，不能将理论知识工程化。因此，为了整体提高学员们的这种工程实践能力，开设了通信理论应用于装备的专题讲座[1]。比如MIMO，协同通信，光纤通信等。

在课堂中营造轻松、愉快的学习氛围，多采用问答式引导，或者反转课堂式教学，激发学员多角度、多层次地探究学习，使学生充分发挥主观能动性，培养学生灵活性、创新性思维。教员在课堂教学中引入通信新技术，与学员分享科研过程中的心得体会与经验教训，潜移默化地引导学生进行自主探究和创新思维。

二、面向实践素养导向的实验安排

课堂是理论学习的关键，而实验是检验理论的工具。以往的原理验证性实验，对所有学员的要求掌握通信系统的基本技术及原理，能够依托实验箱进行简单的“连连看”，用示波器观察电路各点的波形，从而加强对课堂理论的理解。但是对于学员的创新能力的培养还是比较欠缺，因此本研究课题重点讨论增加仿真实验、工程实践实验和自主开发实验。

通信原理课程增加仿真实验，利用Matlab或System View等工具编写程序，加强学员对于通信的某些重要原理有更深刻的理解，对于实际工程中应用的理论先进行仿真，看是否合理，以便应用。这些实验不仅提高了学员的设计能力，利用所学的知识将软件和硬件结合完成通信系统的某些功能，还提高了学员的创新和实践能力。

利用计算机可完成信源压缩编码、信道编码、数字频带传输、同步技术、信道建模与仿真等仿真实验。学员通过仿真实验，能够观察各模块信号的输入输出波形的变化，对通信系统模型了解得更清楚，同时锻炼了学员的逻辑思维能力。

通信设备测试实验室配备了VXI虚拟仪器和多种专用电台测试仪器，可对目前部队的大部分通信类装备进行单体设备的整机性能、部分设备的板级单元功能以及各类接口功能进行自动、半自动或手动测试，实现故障快速定位。通信设备测试实验室为学员提供科研实验开发和自主研究制作的平台[2]，加快了理论知识到实际应用的转变，达到学以致用的良好教学效果。

抗干扰通信实验室以可重构无线通信平台为基础，学员可以通过matlab仿真搭建通信系统的基本模型实现通话、视频、文本、图像等通信功能，并且能够模拟装备，实现与电台的通信。学员根据自己的兴趣、特长利用飞思卡尔、STM32等单片机，搭建电路及模型，实现教材中典型通信系统。这些拓展实验、创新实验，能够使学员对通信系统模型及其涵盖的通信理论理解得更加深入，并且对具体的通信电路有更进一步的领悟，能够锻炼学员的思维能力、动手能力和创新能力。

通过通信原理课程的内容和实验安排，能够在熟悉原理的基础上提高通信系统的分析和开发能力。学员的工程实践能力和创新能力是一项长期而艰巨的任务，需要我们逐步去探索、去改进。

参考文献：

[1]张荣芬.《现代通信原理》创新教学的探索与研究[J].课程教育研究，2013，（19）.

[2]张翠芳.基于创新型人才培养的通信原理课程教学研究[J].北京邮电大学学报（社会科学版），2010，12（2）.

Abstract：The course of communication principle is the major course of communication specialty. It is the theoretical foundation of communication engineering and the foundation of the students research innovation. We have done some research on how to train the innovative ability of communication majors.

Key words：communication principle；innovation ability；engineering practiceendprint