评价。因此,在教学内容的设计上,教师应精选典型通信系统模型,逐层打开通信原理技术要领,让学生在一种真实的学习意境中领悟知识精髓。基于此,教学内容的设计必须能与实验教学相得益彰,教师不仅要讲清讲透通信理论的基本知识点,更要将教学内容搬进实验室,充分利用软硬件实验条件,将教学内容移植于实验教学当中去。如图2所示,即为我们课程组设计的基于软硬件实验的《通信原理》教学内容。从图2可以看出,我们设计的教学内容能够提供充分的实验理论依据,可实现实验教学与理论教学的并行开展。
3.《通信原理》软硬件实验设计
实验作为教学的有效辅助手段,在《通信原理》课程学习中已经发挥出越来越明显的效果,因此充分利用实验条件,采用软件建模仿真或编程与硬件实验相结合的方式,可有效发挥实验教学的能效,提高教学效率。
(1)硬件实验设计
《通信原理》的硬件实验,我校目前使用的是武汉重友科技有限公司开发的某款实验箱。该实验箱采用模块化设计,包括信号源、编译码单元、调制单元、解调单元、位同步单元、帧同步单元、载波同步单元、数字终端等,涵盖的教学内容包括信源编码技术、数字基带通信技术、数字带通通信技术以及同步和复用技术。在实验当中,可根据实验内容自由组合,利用示波器和频谱仪测试实验数据,验证不同的通信理论。根据教学内容,本课程开设了数字基带信号、数字调制、数字解调、数字基带传输系统、PCM编译码、时分复用通信系统、位同步、载波同步和帧同步实验。硬件实验箱平台全部采用模块化结构,各个模块既能完成整个通信系统中对应单元部分实验,又能由学生用单元模块构建一个完整通信系统进行系统实验,有助于学生理解通信系统中各要素的作用。但硬件实验箱的弊端就是只能进行理论验证,无法进行综合性实验,尤其是二次开发,不利于学生对通信新技术和工程实现进行全面了解。
(2)软件实验设计
目前,在《通信原理》的教学中,常用的教学软件就是MATLAB,利用MATLAB软件强大的图形功能和良好的人机交互窗口,学生可以自如地进行建模仿真和程序编写。本课程中的很多知识点都可以通过MATLAB进行仿真。上页表列出了对应教学内容的软件实验。图3展示了其中的部分实验运行界面。
从图3可以看出,通过程序运行仿真,可将抽象问题形象化,复杂问题简单化,让枯燥的理论生动具体立体化,从运行的图形(波形)界面中进一步理解和掌握知识。通过软件实验,可简化教学环节,让冗长的教学变得简练,提高教学效率。
● 结束语
通过一学年的实验教学改革试点教学,基于软硬件实验为主要辅助手段的《通信原理》教学,有效地解决了理论教学和实践教学相脱节的现象,充分地调动了学生的学习自主性,在独立完成实验任务的过程中,每位学生的创新能力和解决问题的能力都得到了不同程度的锻炼和提高,同时也大大缩减了教学时间,提高了教师的教学时效。
参考文献:
[1]陈丽娜,洪数月,端木春江.高校信息类专业基础课的“教学衔接”问题[J].计算机教育,2013(10):52-55.
[2]樊昌信,曹丽娜.通信原理(第七版)[M].北京:国防工业出版社,2014.
[3]陈丽娜.基于System View的通信原理系统软件实验设计[J].计算机研究与探索,2009(9):62-64.
[4]沈文丽,余燕平,贾波.《通信原理》课程的课堂与实验教学改革[J].实验科学与技术,2014(1):55-58.
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