通信基础概念范文

时间:2023-06-28 10:05:41

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通信基础概念

篇1

前言:虚拟仓储网络系统即向用户开放的集成、门户式信息资源平台,其通常由信息源、信息获取器、信息管理器、元数据库、客户端共同构成,对提升信息搜集效果,缩减信息查询时间等具有积极的作用。

一、虚拟网络信息仓储系统构建科技咨询服务平台的可行性分析

虚拟网络信息仓储系统,一方面可以理解为由分布于互联网各角落的具有相同或相似主题资源构成,表现出虚拟且随着时间而变动的形式,但对系统终端用户体现出较强的整合性和稳定性的系统,一方面可以理解为对网络资源提供商提供的大量信息资源集成形成的虚拟资源仓储系统,可结合用户需求提供专项的信息服务[1]。所以虚拟网络信息仓储系统具有可以为相关用户提供决策支持,将网络中处于分散状态的主题相关信息和数据库进行虚拟的集成、筛选特定网络信息等特征,其利用分类镜像站点组成处于静态的、具有整合、虚拟导向、时间相关、时效、共享、详实、结构化等特性的虚拟网络仓储,可见利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台,不仅可以有效的将网络中的科技主题信息有效的集成,方便用户查询,而且可以有效的降低用户通过报纸、书籍等途径的相关信息查询成本支出,使传统媒体手段信息不足的缺陷得到有效的弥补,所以利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台在理论上具有可行性。

另外,现阶段应用的虚拟网络信息仓储系统可分为虚拟型、集中型、部门分散型、分配型、双层型等不同的类型,使满足用户进行信息分类检索、打印要求,完成新的资讯收集、管理、分散或集中仓储等成为可能,这也为利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台提供了可能[2]。

二、利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台分析

利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的科技咨询服务平台通常由网络信息获取元件、网络信息管理与案件、信息目录元件、虚拟网络信息仓储和仓储描述构成,使科技咨询服务平台可以对网络信息进行抓取、清理,并在输送至信息仓储后得到选取、抄录,使仓储管理人员获取用户科技咨询相关的信息内容及内涵,并将其存放在信息元数据库中,对用户描述仓储科技信息,达到用户科技咨询的目的,使传统网络科技信息资源分散影响咨询服务效率和质量的问题得到有效的解决[3]。利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台即以虚拟为主的信息资源对网上或内部的科技信息资源进行全面的集中和有效的更新,形成相对稳定的内容构架以满足用户科技咨询的需要平台,此平台不仅可以为科技咨询用户提供科技信息咨询、查询等服务,而且可以将网络上分散的与科技查询相关的信息或数据库有效的虚拟集成,科技咨询服务人员凭借其专业性和经验对集成内容的有效筛选,使网络信息源的整体得到优化,然后以处于静止状态的学科分类信息源列表的形式向用户呈现。这种利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台,将网络中的科技主题信息有效的集成,用户可结合实际需要迅速的查询相关信息,使过去用户通过报纸、书籍等途径查询信息在成本、时间等方面的消耗得到缩减,而且所获取的信息相比传统媒体手段更加全面;另外,在利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台中科技信息可以按照其在名称、育种、专业等方面的性质得到有效的分类,而且可以随着科技信息的发展得到及时的更新和补充,这不仅有利于提升科技咨询服务的效率和质量,而且在提升资源共享程度方面也具有积极的作用,这实质上是在有效资源的基础上,缩减查询的范围,使查询的响应时间更迅速。现阶段利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的科技咨询服务平台,在收集过程中要对各学科科技信息进行全面的收集,在信息分类时通常按照学科或学科组合的形式分成综合性全文、综合性文摘、数学专业、理化专业等大量的数据库,然后以科图法学科二级分类作为标引,按照语言、资源类型、学科等实现科技信息的检索,可见此平台可以完全针对用户的咨询需求提供相应的服务。例如,某用户希望获取生物相关的网络信息资源,其可以直接利用虚拟仓储中的生物导航页面检索大量中国生物相关期刊、信息数据等数据库,咨询的效率和质量等均得到保证。

目前利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的咨询服务平台在我国得到进一步的深化应用,例如萍乡制造业在此基础上构建了萍乡制造业信息化资讯平台,其基本原理与咨询过程等与利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的科技咨询服务平台高度一致,而且应用的效果较理想,可见利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的咨询服务平台在推广应用的同时具有优化和深化的巨大空间。

结论:通过上述分析可以发现,利用虚拟网络信息仓储系统概念构建的网络服务平台,可以对相关的网络信息进行有效的整合,使其更好的为用户服务,所以基于利用虚拟网络信息仓储系统概念构建科技咨询服务平台的服务效果,应积极推广相关的应用。

参考文献

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光纤通信系统作为国家级电信网的骨干系统,光纤通信技术以其独特的优势成为我国发展最快的技术之一,因此“光纤通信”课程近年来一直作为我国理工科院校的重点专业课程。该课程开设的目的是使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法,了解光纤通信技术的实际应用和最新发展方向,为今后从事通信领域的工作打好必要的专业基础[1-2]。由于课程涉及面广以及物理概念繁杂深奥,使学生理解起来非常困难。而且,由于光纤通信的设备器件都很昂贵,限制了国内大部分院校的实验仅通过简单的光纤实验箱完成,对实验过程中的每个器件的输出结果无法观察分析,导致学生对光纤传输系统并没有一个全局的认识。目前,针对“光纤通信”的教学实践中存在以下几个问题:(1)概念抽象难懂,器件构造原理复杂,不适合学生融会贯通掌握知识。(2)课堂教学模式单一,不能很好地调动学生的积极性与创造性[3]。(3)实验设备简单,实验内容涉及面窄。目前国内研究光纤通信的主流软件包括VPI和OptiSystem。由于VPI软件昂贵,多用于科学研究,用于本科教学不现实。而OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS和MANS都可使用。OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件与系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展,而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示,巨大的有源和无源器件库包括实际波长相关的参数[4]。笔者将OptiSystem引入“光纤通信”教学中,以OptiSystem与课本相结合为主线,以知识构建和应用能力培养为重点,选择与专业核心要素有关的基础理论知识,用OptiSystem中的光器件理解抽象概念,用课本中的概念去指导实践中器件的选择。在此基础上进行光纤通信课程的实践教学体系的构建,将OptiSystem模拟仿真与实验相结合,增强学生对光纤通信系统的正确认知能力与创新能力。

1建立基于OptiSystem的概念器件化的教学方法

突出基本理论基本分析方法和知识的应用,让学生在首次接触该课程时,从了解生动的发展历史入手,接触到一个开阔的视野,对所有相关课程的融会贯通,以突出“光纤通信”课程的理论性和完整的系统性,而不是让其产生理论堆积的错觉。所谓“概念器件化”就是将光器件引入基本概念的讲解中,每个光器件都对应着相关参数,而这些参数对光通信系统的影响,可以通过设置OptiSystem中相关光器件参数改变系统传输,从而让学生对抽象的概念有更加形象的认识。以光纤通信课程中光纤一章为例,此章占全课程的课时最多,重要程度可见一斑。以光纤相关概念为例,课程涉及到光纤及光波导的基础知识,光波导中模式、色散、损耗和偏振等基本概念,以及光纤的类型。这些理论是相当抽象的,传统的教学无非是将一些动画Flash与PPT相结合,观察光线在光纤中的传播路径,而对于光纤的线性与非线性效应还是不能透彻理解。而OptiSystem中光纤的种类很多,引入光纤通信中的一些难懂的概念并对其进行模拟,就能将抽象的概念形象化,有助于学生的理解。以标准光纤为例,在OptiSystem中标准光纤的参数设定参数如图1所示。图1(a)为标准光纤的主参数设置,其中主要包括光纤的参考波长,传输长度和衰减系数等。图1(b)中为标准光纤的色散参数相关设置,主要包括群速度色散,三阶色散和色散参数等。当然关于光纤的参数还有其他选项卡可以设置,常用的有偏振模选项卡和非线性选项卡等如图1(b)所示,这里就不一一介绍了。这些参数均在“光纤通信”课程中有理论讲解,但是概念非常抽象难懂。如果在OptiSystem中对这些参数进行设置与仿真,通过改变相关参数用频谱仪观察波形变化,可以使学生对这些概念的理解更加深入。针对课程,笔者对所有章节所需要的相关光器件进行分类,在讲授相关章节时重点进行介绍。对于第三、四章,主要介绍标准单模光纤与非线性光纤。第五章光发送机主要将LED(发光二极管)与LD(激光器)引入课程。第六章接收机主要引入PIN(光电二极管)与APD(雪崩二极管)。第七章光网络中将引入伪随机序列,信号发生器,波分复用器,光调制器,掺饵光纤放大器,光滤波器,光频谱仪,电频谱仪,误码分析仪等。这些有源与无源光器件的引入有利于后续实验的设计与验证。

2先虚后实,先模拟后器件的分层次教学实验体系

分层次的实践教学模式,将实践教学划分为基础认知型、综合型和创新设计型3个层次。另外,由于目前“光纤通信”课程的实验都是基础实验,由于光器件的昂贵和易损特性,因此这些基础性实验都是通过实验箱完成的。涉及的实验结果都是仅仅通过示波器观察最后的波形,结果形式单一,操作过于简单,而且几个实验的内容过于基础已经满足不了发展迅速的光通信现状,因此,采用低成本、更贴近实验的OptiSystem软件来更深入地学习“光纤通信”课程势在必行。在传统的“光纤通信”课程实验中,由于学生对器件的不了解和操作方法不当,实验箱上很多小器件的都被烧坏。如果在实验前,学生能够先使用Optisystem进行搭建与模拟仿真,就可以避免这种情况的发生。而且学生还可以通过频谱分析仪观察每个光器件的输出结果,这样有利于对结果的分析与对错误结果的调整,也有利于学生在实验箱上的正确操作和对实验结果的正确认知。此外,笔者还将在基础实验的基础上增加综合性实验和扩展性实验,以提高学生的综合分析能力和实践能力。笔者将以一个扩展性实验实例来说明OptiSystem引入教学实验体系的重要性。该实例是复用信号的全光波长变换实验如图2。里面涉及到光纤通信的若干知识点,包括偏振复用,四波混频,光信号调制与解调等。此系统采用连续激光模块(CWlaser)生成系统光载波,其中泵浦光CW1、CW2参数设置分别为:频率为193.24THz、193.2THz(,信号光参数设置为,频率为193.05THz。信号光经过偏振器(PowerSplitter)后成为一对正交的偏振光,调制后经偏振合束器(PolarizationCombiner)合束后与两个平行的泵浦光经耦合器耦合并送入半导体光放大器(SOA)中进行全光波长变换。调制部分用伪随机发生序列器(PseudoRandomBitSe-quenceGenerator)产生速率为2.5Gbit/s的伪随机比特流,比特序列输入NRZ产生器(NRZPulseGenerator)调制,经偏振分束器分两路驱动MZ(Mach-ZehnderModulator)调制器,MZ调制器消光比为30dB,偏振合束器实现两路MZ输出信号的耦合。解调部分采用光电探测器(PD,PhotoDetectorPIN),PD响应度设为1A/W,暗电流设为10nA,在经过低通滤波器在接收端观察眼图。图3(a)和(b)分别表示全光波长变换前后的频谱图,可以更直观的了解四波混频效应。图4(a)和(b)分别表示接收端的偏振复用信号的眼图。该实验还可以通过改变泵浦之间的间距、信号速率、泵浦与信号光之间的间距来观察实验结果,得到最优化的参数。以SOA的注入电流项为例,图5为改变SOA注入电流后,得到偏振复用信号的眼图与误码率曲线。通过这个扩展性实验,可以利用软件仿真的方式,更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响,弥补实验设备的局限性,开阔学生的视野与知识面同时提高学生的动手能力。

3结语

该文将OptiSystem软件引入光纤通信课堂,提出概念器件化的课程体系与先虚后实,先模拟后器件的分层次教学实验体系,并利用OptiSystem设计了光纤通信实验的一个扩展实验,可以更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响,弥补实验设备的局限性,开阔学生的视野与知识面,同时提高学生的认知能力、动手能力。通过该文提出的教学改革与实践,可以解决光纤通信课程中的概念抽象难懂、器件构造原理复杂、课堂教学模式单一、实验内容涉及面窄等问题。

参考文献

[1]黄永清,陈雪,李蔚,等.光纤通信课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2010(6):12-13.

[2]黄震,毕卫红,张保军,等.光纤通信教学实践与总结[J].教学研究,2011,34(3):58-59.

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中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)02-0003-02

随着数字通信技术和计算机技术的快速发展,信息技术已成为21世纪世界经济发展的主要动力,信息的传播方式也从上世纪末的以书信和固定电话为主转变为蜂窝移动通信和计算机网络通信等。学习和掌握现代通信系统和技术也成为信息社会每一位成员,尤其是未来的通信工作者的迫切需求。作为现代通信系统的理论基础――通信原理的教学质量,直接影响到我国未来通信人才的理论基础甚至未来整个通信产业的发展和竞争力,因此对通信原理课程进行教学改革和探索具有深远的意义。本文拟从多方面对通信原理课程进行改革,特别是在教学方法、教学手段和教学内容上做出创新与改革。

一、改革理论教学,夯实理论基础

《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、信息工程等专业必修的专业基础课,主要内容包括:随机过程及信道、模拟调制和数字调制系统、数字基带传输系统、PCM终端技术、最佳接收的概念等。通过本课程的学习,一方面可使学生熟悉现代通信的基本概念、基本原理,掌握分析和研究通信系统的基本方法;另一方面,通过课程的实验实践,灵活运用理论知识,设计和仿真较大规模通信系统,可培养学生解决实际问题的能力,为专业课的学习和今后的工作打下良好的基础。由于这门课程内容比较丰富,原理性较强,抽象概念多,除了用到先修课程信号与系统的相关知识,也需要具有较为扎实的数学理论基础,特别是概率论和数理统计方面的知识,并且前后概念与内容相互交错,知识体系繁杂,对于教和学都有一定的难度。因此在讲解过程中一定要注意把繁琐的理论推导简单化,尽量进行理解性、简单化讲解,总体目的是使学生能够掌握通信系统的基本处理方法和思路,而不是陷入繁琐的数学推导中却把握不住方向。考虑到近年来数字通信技术的迅猛发展,要侧重于数字通信基础理论方面的讲解,并且要联系当前热门的3G和4G等移动通信系统。同时理论的讲解要结合必要的能够充分说明问题的例题,理论是抽象的,而例题是接近实际问题的,因此例题的讲解能够更好地强化学习的效果。此外,在选择和设计例题时,要多联系前后知识点,既能够回顾过去的知识点,解释当天课程内容的应用方法,又能够引出后面章节的知识内容。最后给同学们一定的练习题并适时的进行习题讲解说明,通过多个方面的结合来加深学生对知识点的掌握。

二、改革实验教学,紧密联系实际

《通信原理》课程通常会有一定学时的实验教学,帮助学生熟悉通信系统的基本概念、基本原理、采用的相关技术等,建立通信系统较为完整的框架体系,在分析和理解通信系统方面建立统一的理论和感性认识。实验往往是通过通信原理实验箱来进行,一般包括PCM编译码、AMI/HDB3编译码、FSK调制解调过程以及帧结构及其传输等实验内容,来了解通信信号的产生、传输和接收的整个流程。比如通过模拟电话的抽样、量化和编码实现模拟信号的数字传输,接收的时候再进行模拟信号的还原,并可通过示波器来观测传输过程中各部分信号的变化,能够直观的让学生了解到一个基本通信系统的整个流程,激发学生学习的兴趣。但由于实验箱上的实验大多都是验证性的实验,而且过于基本,学生仍然不能够了解每个部分内部的实现方法,也不能够了解目前通信系统实现中常用的技术方法,因此可以添加Matlab或者Simulink等方面的实验内容,着重对一些常用的数字基带调制解调方式,如QPSK和QAM等进行编程仿真,绘制误比特率曲线,更进一步可以将实现过程定点化,使学生更能够学习到实际实现时的种种细节,更深入地理解相关理论知识。

三、改革教学方法,激发学生兴趣

教学内容体系确定后,采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。通信原理是一门理论性较强,数学公式较多的学科,对学生的数学基础也有较高的要求,如果是按部就班的讲解会比较枯燥,因此在教学手段上以多媒体教学为主,传统黑板板书为辅,在教学方法上面注重与现实结合,引发学生的学习兴趣。在讲授过程中,结合现代通信发展的现状,穿插讲授各种基础技术理论的发展演变和现实当中的应用,做到让学生学得有目的、有感受,而不是孤立的学习理论知识。比如说目前与我们生活密切结合的WIFI技术和蜂窝通信系统,在每一部分内容的讲解上都可以跟这些系统的某些部分联系起来,并辅以Matlab或者Simulink的仿真演示,让学生真切体会到这些知识点的应用带来的优势,解决了哪些方面的问题等,从而达到增加学生学习兴趣,强化学习效果的目的。

四、改革考核方式,提高考核质量

考核是对学习的结果做出评估,是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标,课程的考核方式有着比较重要的作用。针对《通信原理》课程特点,考核方式作如下尝试:结合课程的专业特点,采用试卷笔试和实验编程相结合的考核方式。笔试主要侧重于考核学生对于理论基础知识的掌握情况。在出题的时候要注意将概念性的知识应用化,不单纯考学生对概念的记忆情况,而是考核学生对概念是否理解,能否在实际当中应用的能力。实验编程可以根据平时实验课上的学习内容稍加变动,考核同学们在已学知识的基础上的实际问题处理能力和应变能力。综合两个方面可以全面地对学生做出考核,并且可以引导学生从考试前突击进行死记硬背的思维中走出来,从而提高教学效果。

教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程,目前仍存在不足之处,比如如何能够将通信中的概念和原理讲解的深入浅出;如何能够进一步提高自己的教学能力和课堂气氛的调动能力;如何提高基础差学生的学习能力,又能够兼顾吸收较快的同学有新的学习点等。在今后的教学实践中,笔者将加强与同行交流学习,进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等,以期获得更好的教学效果。

参考文献:

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作者简介:侯艳丽(1981-),女,黑龙江克山人,河北科技大学信息科学与工程学院,讲师;崔惠敏(1969-),女,河北定州人,河北科技大学信息科学与工程学院,副教授。(河北 石家庄 050026)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0101-02

“通信原理”是通信专业及其相关专业的一门至关重要的专业基础课,它是移动通信、光线通信、微波通信等不断涌现的新型通信技术的理论基础,也是高校通信类专业研究生入学考试的必考科目。该课程主要研究现代各种模拟通信、数字通信的基本原理、方法以及各种系统的传输性能,该课程教学质量的好坏直接影响着学生对后续专业课程的学习和理解,以及考研和就业。为了提高教学质量,培养学生分析和解决实际问题的能力,达到真正掌握运用所学内容的目的,从教学内容、教学方法及实验实践教学方面对“通信原理”课程进行教学改革和探索,开创出兼顾通信技术发展和河北科技大学(以下简称“本校”)学生特点的教学模式。

一、合理选择“通信原理”教学内容

1.重点讲解基本概念

根据本校通信工程专业的培养目标和目前的生源情况,选用教材为樊昌信主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《通信原理》(第6版)。了解通信的基本概念,掌握通信系统的基本构成和评价通信系统的两个重要性能指标——有效性和可靠性。简要回顾本课程应用到的信号与系统、随机过程的部分内容,在此基础上学习其他主要内容。在模拟调制系统中,首先介绍AM,在此基础上给出线性调制的一般模型,进而引出DSB、SSB和VSB。了解角度调制,重点强调FM以其带宽换取信噪比,比较这几种调制方法在传输带宽、信噪比、设备复杂度以及主要应用方面的差异。在数字通信系统中,以码元速率、频带利用率和误码率为主线,分析和比较二进制单极性基带系统、二进制双极性基带系统、2ASK系统、2PSK系统、2DPSK系统及2FSK系统的性能,掌握无码间串扰的基带传输特性。

2.注重理论联系实际

“通信原理”课程的学习往往涉及大量复杂的数学推导和抽象的理论概念,理论性强,但学生还不会将理论知识与实践联系起来,并将其运用于实践。因此在教学改革中,在讲授理论知识的同时,穿插一些该理论应用的实践内容,引导学生了解理论与实践的联系,使学生对知识点理解更加深刻,利于发挥学生的主观能动性,调动其学习兴趣和积极性,使他们学会学习,主动学习。这样既有利于培养学生善于思考、勇于探索的精神,又有利于培养学生的创新能力。如学习AM和FM时,联系调幅收音机和调频收音机进行讲解;学习频分复用时,联系无线电广播进行讲解。

3.以先进的通信信息新技术为支撑

为了提高原有通信系统的性能,不断出现新型的通信技术。要适度增加新型通信技术原理的介绍,同时为学生指定经典文献和学科前沿文献选读,使学生了解学科前沿和通信技术的发展趋势,开阔学生眼界,激发他们更大的学习兴趣。

二、优化“通信原理”课程的教学方法

1.采用探究式教学方法

课堂教学中,丢弃传统注入式教学方法,采用探究式教学方法,教学中要不断设置问题,激发学生学习的兴趣,最大限度地调动他们的学习积极性;要求他们按照自己的思路寻找解决问题的方法,培养学生主动学习和创新学习的精神,形成自主学习的良好习惯,获得终身受益的自学能力;对正确的方法给予肯定,对错误的思路给予讲解,并引导学生分析导致错误的原因;最后给出问题的正确答案,并举例说明,加深理解。

2.传统教学与多媒体教学有机结合

多媒体教学可以理解为传统教学基础上增加多媒体(包括计算机)这一特殊工具的教学。与传统教学相比,它的优势表现在:

(1)易于创设教学情境,有助于激发学生学习的兴趣。运用形象直观的多媒体技术可以创设出一个生动有趣的教学情境,使学生产生极大的学习兴趣。例如讲授《通信原理》的绪论部分,播放一段有关“通信的发展”的影视片断,此片断把从古代的烽火台、飞鸽传书到现在的光线通信、卫星通信,让学生觉得既轻松又新颖,激发了学生学习、探究这门课的浓厚兴趣,唤起了学生求知的好奇心。

(2)增加教学容量,提高教学效率。多媒体教学可以大量节省教师板书的时间,从而使教师传授更多的知识,在一定程度上增加了课堂的容量。

(3)突出教学重点,淡化难点,提高教学质量。多媒体教学可以变抽象为形象,变复杂为简单,更易突出重点和难点,使教学收到了事半功倍的效果,提高了课堂教学的质量。例如:介绍时分复用的概念时,利用多媒体结合第二代通信技术中的GSM制式,将更容易理解。

教学过程中,要处理好传统教学与多媒体教学的关系,才能充分发挥二者的优势,使多媒体更好辅助传统教学。“通信原理”课程理论性强,公式推导多,抽象概念多,在教学过程中要把握好多媒体的使用时机。对一些基本公式推导和例题讲解过程,应以传统板书讲解为主,以PPT为辅,对重点进行提示。对一些抽象概念,以传统板书给出概念,再联系实际利用PPT给予形象直观的解释和举例说明。在复习课的时候,多媒体的大容量是有效率的,但要注意中间的停顿以确保学生记下知识点。

3.将通信仿真软件移入课堂

为了更加生动形象地开展教学,可以利用MATLAB、Systemview及Labview等仿真软件辅助教学,将仿真实验移入课堂,加深学生对知识点的理解。例如在讲述AM调制时,可以通过MATLAB编程或利用其中的Simulink搭建模块来实现AM的调制过程,仿真结果如图1所示,分别是调制信号的时域波形和频谱、已调信号的时域波形和频谱。从图1可以直观地看出已调信号的幅度随调制信号线性变化,已调信号的频谱由载频分量、上边带和下边带三部分构成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像,由此可以得出AM信号是带有载波分量的双边带信号,它的带宽是基带信号带宽的2倍。将仿真结果与公式推导得到的理论结果进行比较,使学生加深印象,同时也为学生进行仿真实验打下基础。

图1 AM调制

4.建设网络教学平台

依托学校的网络教学平台,建立了“通信原理”课程的网络教学平台,上传电子教案、典型例题及例题的详细步骤,课后习题标准答案,回答学生提出的问题。

三、加强实验和实践教学

实验和实践教学是教学工作的重要组成部分,是培养合格的应用型高级专门人才,保障教学质量的重要环节,培养学生创新精神和实践能力的重要手段。主要从以下几个方面进行实施:

第一,利用实验室现有的实验箱、示波器和频率计等测试设备进行实验教学,让学生自己动手调试,解决其中的问题。要求每个学生必须达到基本的操作要求,并将实验的原理、操作过程中出现的问题及解决情况记录在实验报告中,进一步加深对课堂知识的理解。

第二,鼓励学生结合仿真软件进行综合设计性实验,使学生建立起完整的通信系统理论概念,加深了学生对通信系统的理解。学生可以选择自己感兴趣的题目,并在此基础上,可以进行简单实物的设计、仿真和调试。要求在整个实验过程中,完全由学生独立思考,独自设计,提高了学生的学习兴趣,同时又能让学生充分发挥他们的聪明才智,提高学生综合应用所学知识分析问题的能力,培养合作精神及创新能力,从而进一步提高学生自身的综合素质。

第三,在一定的时间开放实验室,让学生选作实验。学生根据自己的兴趣在空闲时间选作实验,培养其对实践操作和专业技能的爱好,激发学习热情。

第四,与专业实训相结合。专业实训主要是结合所学专业知识与技能进行实际能力的训练,目的是对所学专业知识进行全面的了解、理解、掌握和应用。由学生自主选择课程实训,依据一定的硬件或软件平台,在教师的指导下完成实训内容。“通信原理”实训要求学生利用MATLAB软件构建一个完整的数字通信系统,与实际通信相联系,每一步都要合理设计和实现,最终实现整个系统的仿真,撰写实训报告。这样做既加强学生对通信概念的理解,又增强学生的系统建模能力、计算机运用能力和解决实际问题的能力,为将来从事相关行业奠定基础。

四、结论

为帮助学生更好地理解和掌握通信原理的基本概念和基本原理,激发学生的学习动机,提高学生的学习兴趣,发展学生的专业技能,培养学生的创新能力,实现高等院校培养应用型人才和创新型人才的目的,从教学内容、教学方法和实验实践教学方面对“通信原理”课程实施教学改革。学生平时作业情况、期末成绩和教学评价中的学生意见反馈都表明,本课程选取的教学内容、采用的教学方法和实验教学内容,可帮助学生更好地理解和掌握通信系统知识,提高学生学习兴趣和学习效率,从而提高了教学质量。随着通信技术的飞速发展,“通信原理”课程的教学改革应在遵循教学规律的前提下,与现代应用相结合,与时俱进,不断创新。随着“通信原理”课程教学改革的不断深入,教学质量将不断踏上新的台阶。

参考文献:

[1]樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].第6版.北京:国防工业出版社,

2011.

[2]袁慧梅,赵晓旭.“通信原理”课程教学改革探索[J].中国电力教育,2010,(15):57-58.

[3]徐桢,刘凯,张军.“现代通信原理”教学改革中的尝试与思考[J].电气电子教学学报,2008,30(3):6-7,11.

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