劉曉蘭 趙生慧 劉進軍

（滁州學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院，安徽 滁州 239000）

《通信原理》在計算機專業(yè)中的教學(xué)探索

劉曉蘭 趙生慧 劉進軍

（滁州學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院，安徽 滁州 239000）

針對計算機專業(yè)學(xué)生在“通信原理”課程學(xué)習(xí)過程中存在的問題，結(jié)合“通信原理”課程教學(xué)實踐，論文從該課程理論教學(xué)、實驗教學(xué)、考核方式、課程網(wǎng)站四個方面出發(fā)提出了“通信原理”課程的改革措施，為計算機專業(yè)的學(xué)生量身定做課程學(xué)習(xí)方法。

計算機專業(yè)；“通信原理”課程；教學(xué)探索

“通信原理”是通信專業(yè)人才區(qū)別于其它信息類專業(yè)人員的重要知識結(jié)構(gòu)，是每個優(yōu)秀的通信專業(yè)人員必修的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。隨著通信技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷交叉融合，相互之間的界限變得越來越模糊，為適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的需要，很多高校的計算機專業(yè)也將“通信原理”作為一門重要的專業(yè)課來開設(shè)。

作者所在計算機與信息工程學(xué)院，所設(shè)專業(yè)的兩個選修方向——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成均以通信技術(shù)為基礎(chǔ)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方向的學(xué)生通過學(xué)習(xí)通信原理技術(shù)，可以適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展需要，并具備無線傳感網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和實踐能力；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成方向培養(yǎng)學(xué)生具備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、優(yōu)化及編程等能力，而《通信原理》課程可以使學(xué)生掌握通信子網(wǎng)的基本工作原理，從而進一步增強對計算機網(wǎng)絡(luò)通信的理解。因此“通信原理”課程在專業(yè)教學(xué)中有著重要作用。

由于該課程具有理論性強、內(nèi)容豐富、概念抽象、公式多、原理復(fù)雜等特點[2]，使得教學(xué)中存在內(nèi)容枯燥、理論知識難以理解、實踐與理論相脫節(jié)等問題，從而導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，在課堂學(xué)習(xí)中互動性不足、學(xué)習(xí)效果較差。本文以計算機專業(yè)“通信原理”教學(xué)實踐為基礎(chǔ)，從“通信原理”課程的理論教學(xué)、實踐教學(xué)、考核方式、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)四個方面出發(fā)，對計算機專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的教學(xué)方法和手段進行了實質(zhì)性的探索，針對性地改進計算機專業(yè)中“通信原理”課程的教學(xué)方法[3]，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

1 理論教學(xué)

1.1 教材選擇

目前通信技術(shù)發(fā)展比較迅速，《通信原理》教材的選擇應(yīng)注重權(quán)威性和時效性的結(jié)合[4]。不僅如此，由于應(yīng)用型本科院校主要以“應(yīng)用”為目標、側(cè)重于對學(xué)生基礎(chǔ)性、實踐性的培養(yǎng)，因此在該教材的選擇上還應(yīng)注意基礎(chǔ)與實踐相結(jié)合。鑒于西方通信技術(shù)發(fā)展比較成熟，教材更新比較迅速，所以選取西方教材作為參考，譬如《Communication System》(4th Edition,作者:Simon Haykin)等，國內(nèi)的以西安電子科技大學(xué)樊昌信教授的 “通信原理”(國防工業(yè)出版社出版)最為經(jīng)典，但這本書主要針對通信專業(yè)的學(xué)生，通過斟酌比對，本院選取了清華大學(xué)曹志剛編寫的《現(xiàn)代通信原理》教程，這本教材的特點是：內(nèi)容淺顯易懂，濾去了一些復(fù)雜的、抽象的概念，即使沒有先修課程背景的計算機專業(yè)學(xué)生也比較容易接受。

1.2 內(nèi)容安排

由于本院計算機專業(yè)的“通信原理”課程理論課時較少，內(nèi)容安排比較緊張，在有限的時間內(nèi)對本書的所有知識點進行全面講解并不現(xiàn)實，因此對于教學(xué)內(nèi)容進行合理的篩選就顯得尤其重要?！巴ㄐ旁怼闭n程的主要內(nèi)容包括兩大部分：模擬通信和數(shù)字通信。由于數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，新的數(shù)字技術(shù)不斷涌現(xiàn)，所以調(diào)整了授課方向，重點介紹數(shù)字通信技術(shù)[5]。另外“計算機網(wǎng)絡(luò)”作為計算機專業(yè)的核心專業(yè)課，涉及到的差錯控制、多路復(fù)用等技術(shù)是以“通信原理”課程內(nèi)容為支撐，合理利用“通信原理”課程內(nèi)容作為跳板，過渡到對“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程知識的介紹，對于計算機專業(yè)的學(xué)生來說更容易融會貫通，同時通過對“計算機網(wǎng)絡(luò)”的網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議內(nèi)容介紹，引出“通信原理”課程，可以讓同學(xué)們輕松地了解“通信原理”課程在計算機專業(yè)中的作用。在授課過程中還要將現(xiàn)今通信發(fā)展的最新技術(shù)與所講授的內(nèi)容聯(lián)系起來，增加同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣。例如，物聯(lián)網(wǎng)工程作為新興專業(yè)，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)TCP/IP、3G、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、Zigbee技術(shù)等都屬于通信技術(shù)的范疇，因此“通信原理”作為該專業(yè)建設(shè)開設(shè)的主干課程，圖1是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所設(shè)課程體系。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)課程體系

1.3 教學(xué)手段

課程采用多種技術(shù)手段相結(jié)合的方式，如多媒體課件、MATLAB/SIMULINK通信仿真等技術(shù)，與傳統(tǒng)教學(xué)手段板書教學(xué)相比，這樣可以加大課程的信息量，并以形象化的方式幫助學(xué)生更好地掌握理論知識。例如在對模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進行抽樣分析時,一方面可以理論推導(dǎo)或者框圖演示,證明模擬信號抽樣的過程；另一方面通過SIMULINK仿真平臺快速仿真，分析抽樣之后的信號與原信號的區(qū)別。如圖2所示。

圖2 模擬信號抽樣前后的仿真圖

圖2模擬信號抽樣前后的波形狀態(tài)都是用離散的線型來表示的，差別僅在于波形顯示的疏密程度，未抽樣的原信號（左圖）線型比較密集，而在同等條件參數(shù)設(shè)置下，經(jīng)過抽樣之后的信號（右圖）線型比較稀疏，不過兩種信號仍然屬于模擬信號的范疇。

1.4 教學(xué)方法

在教學(xué)過程中，通常會采用多種教學(xué)方法，以提高學(xué)習(xí)興趣。在“通信原理”課程教學(xué)中，主要采用了以下方法：

引導(dǎo)式/情感式教學(xué)。在課堂上適當?shù)恼務(wù)撘恍┡c同學(xué)們密切相關(guān)的問題，例如，本課程在就業(yè)、讀研中將要起到的作用，以對課程進行不同方向的引導(dǎo)，引起學(xué)生重視；另外還可以增加一些感情成分，比如鼓勵，關(guān)心愛護，溝通交流等，讓同學(xué)們感受到教師的真誠與關(guān)心。

參與式教學(xué)。本院“通信原理”是近幾年開設(shè)的課程，課程建設(shè)過程中涉及到課程網(wǎng)站建設(shè)、實驗平臺搭建以及理論/實驗方案修訂等工作，在課堂教學(xué)中可圍繞著上述主題展開討論，讓學(xué)生參入其中，這樣不僅可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，還可以讓他們更加扎實地掌握課程學(xué)習(xí)的知識。案例式教學(xué)。案例教學(xué)法是以案例為素材,在教師指導(dǎo)下,運用多種方式啟發(fā)學(xué)生獨立思考,對案例提供的客觀事實和問題進行分析、研究,從而做出判斷和決策的一種理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，例如在對通信技術(shù)章節(jié)進行講解時，以CDMA移動通信網(wǎng)為例，引導(dǎo)同學(xué)們對其使用的技術(shù)進行分析與思考，從而引出對擴頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率復(fù)用等幾種通信技術(shù)的介紹。

雙語教學(xué)。許多計算機、電子等學(xué)科的最新技術(shù)成果首先采用英語編寫教材，引導(dǎo)學(xué)生閱讀英文資料，既讓他們感受到信息技術(shù)的最新發(fā)展，又可以為他們?nèi)蘸笞呦驀H信息領(lǐng)域創(chuàng)造條件[6]。目前國內(nèi)已經(jīng)有此實例，南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院,已開設(shè)“通信原理”雙語教學(xué)。

2 實踐教學(xué)

目前社會發(fā)展越來越重視對人才的需求，最受歡迎的是那些實踐能力強的人才，因此作為應(yīng)用型本科學(xué)校的重要任務(wù)是加強對學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)，針對“通信原理”課程，將實踐能力培養(yǎng)分為實驗教學(xué)與課程設(shè)計兩個環(huán)節(jié)。

2.1 實驗教學(xué)

在實驗教學(xué)中，傳統(tǒng)的實驗方法是驗證型居多，也是實驗教學(xué)的重要組成部分。但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)驗證型實驗具有一定的缺陷，學(xué)生按實驗步驟操作，不愿思考其原理和擴展內(nèi)容。為改變此現(xiàn)狀，在實驗中減少驗證性實驗，增加設(shè)計性和綜合性實驗部分內(nèi)容,實踐證明同學(xué)們的動手操作能力與實踐創(chuàng)新能力明顯提高。表1為本院的“通信原理”實驗項目。

表1 通信原理實驗項目

2.2 課程設(shè)計

“通信原理”課程的有些內(nèi)容很難利用實驗室設(shè)備來設(shè)計完成，為了讓同學(xué)們進一步熟悉“通信原理”的基本理論知識，本院開設(shè)了“通信原理”課程設(shè)計。此設(shè)計主要是以小組為單位，通過小組成員之間分工協(xié)作的方式，合作完成選取的題目。

在課程設(shè)計題目的選取上，主要是采用一些實踐性強的、體現(xiàn)課程重點的問題，譬如隨機信號產(chǎn)生模型、信道建模與編碼、調(diào)制與解調(diào)、基帶信號的數(shù)字傳輸?shù)萚7-8]。課程設(shè)計提交的報告要求以規(guī)范的書面形式書寫，內(nèi)容主要包括摘要、選題目的、設(shè)計的理論依據(jù)、仿真的結(jié)果分析等。通過課程設(shè)計，可培養(yǎng)學(xué)生的表達技能和寫作技能，逐步具備寫作畢業(yè)設(shè)計和有關(guān)科技文檔的能力。

3 考核與評價

目前本院“通信原理”課程考核成績由三部分組成：平時成績、實踐成績、期末理論考試成績，平時與實踐成績共占40%，理論考試占60%。這樣的考核方式不能體現(xiàn)教學(xué)的過程化，為了對學(xué)生進行較全面的考核，以體現(xiàn)學(xué)生在本門課程中的所有表現(xiàn)，對該課程的考核方式進行了改進，改進措施如圖3所示。

圖3 “通信原理”課程考核方式

“通信原理”課程考核方式的改革，取代了傳統(tǒng)的考核方式，添加了一些新的實踐創(chuàng)新部分的元素，達到了全面考核學(xué)生能力的目的。

4 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

圖4 課程網(wǎng)站框架圖

目前大學(xué)教師與學(xué)生缺乏交流溝通的現(xiàn)象普遍存在，這極大地影響了同學(xué)們學(xué)習(xí)的熱情與積極性。針對此種現(xiàn)象，在我校Blackboard網(wǎng)絡(luò)平臺建立了“通信原理”課程網(wǎng)站，主要目標是提供教學(xué)資料、課后作業(yè)以及師生交流等，圖4是課程網(wǎng)站結(jié)構(gòu)圖。

“通信原理”課程網(wǎng)站總體構(gòu)架分為教師和學(xué)生兩個子系統(tǒng)，教師子系統(tǒng)完成教學(xué)和學(xué)生信息收集、網(wǎng)站管理功能以及信息資料的上傳，學(xué)生子系統(tǒng)完成學(xué)習(xí)、考試、交流等功能。學(xué)生在課程網(wǎng)站討論板中將課堂上有疑問的地方表達出來，任課教師進行及時答疑，以彌補課堂教學(xué)中交流時間的不足。另外，教師也可以將同學(xué)中反映的共性問題、重要知識點或注意事項，在討論板中發(fā)布，加強與學(xué)生的交流。通過學(xué)生與教師的交流互動，便于任課教師及時調(diào)整教學(xué)進度和教學(xué)方法。通過課程資料的不斷充實，學(xué)生可以在課堂外學(xué)習(xí)鞏固課堂知識，通過討論板，互相學(xué)習(xí)交流，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。

5 結(jié)束語

本文主要從理論教學(xué)、實踐教學(xué)、考核方式、課程網(wǎng)站四個方面對通信原理課程進行了全面的改革與探索，實踐證明這些改進措施激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實踐動手能力，以較全面的考核方式測試了學(xué)生的能力。同時課程網(wǎng)站的使用促進了教師與學(xué)生之間的互動，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。通過對“通信原理”課程的教學(xué)改進，能夠進一步促進專業(yè)建設(shè)，以實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標。

[1]楊桂芹.“通信原理”教學(xué)研究[J].計算機教育，2008，(24)：101-104.

[2]束鋒.通信原理課程教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2006,(2)：23-25.

[3]李敏,黃益民.“計算機專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)通信原理”課程的實踐與探討[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010,（7）：47-48.

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[5]袁慧梅,趙曉旭.“通信原理”課程教學(xué)改革探索[J].中國電力教育，2010,(15)：51-52.

[6]張翠芳.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的“通信原理”課程教學(xué)研究[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報，2010,（4）：90-94.

[7]樊昌信等.通信原理(第六版)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006：36-164.

[8]曹志剛,錢亞生.現(xiàn)代通信原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003:100-200.

THE TEACHING EXPLORATION OF COMMUNICATION PRINCIPLE IN COMPUTER MAJOR

LIU Xiao-Lan ZHAO Sheng-HuiLIU Jin-Jun
(Chuzhou University,School of Computer and Information Engineering,Chuzhou Anhui 239000)

According to the deficient of enthusiasm and target for computer majors in the process of learning Communication Principle,combined with the teaching practice of Communication Principle in Chuzhou University,this paper puts forward the reform measures of Communication Principle from four aspects: theoretical teaching,experiment teaching,evaluation mode,construction of network teaching platform.The practice proves that those reform measures can effectively improve the interest and initiative of computer majors in learning Communication Principle,furthermore,the reform measures also provide reference for other subject′s teaching.

Computer Major;Communication Principle;Teaching Exploration

G420

A

1672－2868（2012）03－0125－05

2012－03－24

安徽省高校省級教學(xué)研究項目（項目編號：20101042）；安徽省高校省級教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目（皖教高〔2010〕28 號）（項目編號：20101033）

劉曉蘭（1982-），女，山東濰坊人。滁州學(xué)院信息學(xué)院教師，研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，計算機教學(xué)。

責任編輯：松 水