【摘要】結(jié)合實際教學中存在的問題，對數(shù)據(jù)通信原理課程的課堂和實驗教學內(nèi)容和講授方式進行了探討，提出了一些具體的教學改進方案。

【關(guān)鍵詞】差錯控制；性能指標；漢明碼；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)

1.引言

“數(shù)據(jù)通信原理”是高等院校電子信息類學科非常重要的專業(yè)課。如何在民辦本科院校開設該課程成為了一個重要的課題。本文結(jié)合本校的具體情況從理論教學、實踐教學方面對該教學方式進行了探索改革。

數(shù)據(jù)通信是計算機或終端之間的通信，也可以說是通信技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)通信技術(shù)也在日益更新。民辦院校的學生基礎較差，理解能力差，通過實際的教學發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學模式效果不佳，學生在理解上有難度，導致對學習此專業(yè)課產(chǎn)生負面情緒。具體存在的問題如下。

首先從學生的角度出發(fā)，學生對于這門課的先修課程如“通信原理”和”計算機通信網(wǎng)”等掌握不好會直接導致這門的理解程度。

其次從教學上看，如果按傳統(tǒng)的教學方式，教學效果不佳。傳統(tǒng)的教學模式是指單純從本門課的內(nèi)容著手沒有如先修課程結(jié)合、只是闡述一些概念和原理沒有詳細的技術(shù)原理說明，也就是與實驗的理論出現(xiàn)了脫節(jié)、就目前衍生的新技術(shù)沒有進行結(jié)合，也就是沒有把所學內(nèi)容結(jié)合到實際應用中。

2.教學模式分析

2.1 結(jié)合實際應用

數(shù)據(jù)通信的發(fā)展迅猛，在移動通信中從第一代模擬窩蜂移動通信系統(tǒng)產(chǎn)生至今，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。我們經(jīng)歷了2G、3G時代，現(xiàn)在已經(jīng)是4G時代了，而GSM技術(shù)已過時。這些都是學生身邊的例子。那么就可以通過實際例子讓學生了解具體通信專業(yè)的研究內(nèi)容，知道所學的基礎理論有什么用，讓學生有目的性的來學習這門專業(yè)課。下面就結(jié)合實際應用的教學方式做具體介紹。

例如在講解數(shù)據(jù)通信中的差錯控制原理時，可以先列舉出一些實際例子，如在網(wǎng)上匯款時除了要輸入密碼還需要輸入一個動態(tài)碼，或銀行匯款時除了要寫匯款金額外要寫中文字樣的總款額，這里的動態(tài)碼和中文字樣的款額都是多余的內(nèi)容，那么這些多余的內(nèi)容起到什么了作用？它可以保證用戶的安全和確保信息的可靠性。在通信中的發(fā)送端我們要傳遞一些有用的信息，為了確保在接受端能正確接收這些信息，我們也需要增加一些多余的信息來保證有用信息的可靠。這些多余的信息在通信中稱為監(jiān)督碼。這就引出了差錯控制的概念。

那么究竟信息碼后要加幾位監(jiān)督碼才能保證接收端能收到正確的信息呢？這里以“打籃球”為例，收發(fā)雙方約定好，用“1”表示球進了，用“0”表示球沒進。當接受端接收到一個“1”時認為球進了，接受端接收到一個“0”時認為球沒進。假設傳輸過程中出現(xiàn)了錯碼，發(fā)送端發(fā)送一個“0”時，接收端接收的是“1”，此時接收端是無法知道接收的信息是錯的。

我們加一些監(jiān)督碼來觀察一下是否可以發(fā)現(xiàn)錯碼，在原來“1”和“0”后分別多加一位監(jiān)督碼“1”和“0”，此時收發(fā)雙方約定用“11”表示球進了，用“00”表示球沒進。通常在傳輸過程中要么沒有錯碼要么錯一位碼，假設傳輸過程中出現(xiàn)了錯碼，發(fā)送端發(fā)送“11”時，接收端接收的是“10”，此時接收端知道產(chǎn)生了錯嗎，但究竟發(fā)送的是“11”還是“00”呢，不知道。這時我們再多加一位監(jiān)督碼來驗證一下可以得出結(jié)論，當沒有監(jiān)督碼時檢測不出錯誤，當加一位監(jiān)督碼時可以檢測到錯誤但不能糾正錯誤，當加兩位監(jiān)督碼時可以檢測到錯誤并能糾正錯誤。這就引出了差錯控制的原理。

我們發(fā)現(xiàn)監(jiān)督碼加的越多糾檢錯能力越強，那是不是越多越好的？從數(shù)據(jù)通信的性能指標出發(fā)，監(jiān)督碼越多傳輸效率越低，在回到網(wǎng)上匯款那個例子來看，如果動態(tài)碼越多花費的時間也就越多，相當于在信道中傳輸?shù)亩嘤嘈畔⒍?，那么必然影響傳輸效率。那么究竟監(jiān)督碼加幾位號呢？之后便可以給學生引入一些概念了，如漢明碼、循環(huán)碼和線性分組碼。

這些例子形象具體便于學生理解，其中在每講完一個知識點后提出新的問題讓學生思考，在與學習探討的過程中引出新的解決方案，導出方法和原理。運用學生身邊例子可以深入淺出的加深學生對知識點的理解，對于復雜問題要引導學生自主思考，從簡單現(xiàn)象入手總結(jié)一般性，以提高學生思維能力。

2.2 更新教學手段

教學手段改革是提高教學質(zhì)量的重要方式。在教學手段上采用傳統(tǒng)手段和現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合。傳統(tǒng)教學手段是采用黑板和粉筆， 這用方式在“數(shù)據(jù)通信原理”的教學中有利有弊。由于這門課涉及的公式推導很多，如果單純的在黑板上寫公式這樣既效率低，教學效果也不好。如果簡單的把教學內(nèi)容制成課件，這樣內(nèi)容的信息量雖然大，但學生在理解上有困難。因此不能片面強調(diào)單一教學手段。對于復雜公式、各種波形圖、頻譜圖則使用多媒體，這樣教學內(nèi)容既生動又直觀，對于難理解的地方在板書作出強調(diào)，這樣的教學手段事半功倍，提高了教學效果。

3.實驗教學改革

課堂教學改革是課程改革系統(tǒng)工程中的一個重要組成部分，其具體目標是實現(xiàn)學生學習方式的轉(zhuǎn)變，即促使學生自主、合作、探索的學習方法。“數(shù)據(jù)通信原理”是一門理論與實踐結(jié)合性較強的工具式課程。課堂上的內(nèi)容是可以在學生操作的過程中，通過思索能夠獲得的。

理論結(jié)合實際應用是學好本門課的有效手段，這也就決定了實驗課重要性。傳統(tǒng)的實驗教學方式是“模仿式”教學，即老師對所做實驗進行原理分析，給學生做具體演示，然后學生進行模仿，當實驗結(jié)果達到規(guī)定的數(shù)據(jù)要求時認為實驗成功。這種傳統(tǒng)教學方法的教學不佳，下面列舉幾種改革方法。

3.1 “創(chuàng)新法”實驗教學模式

“創(chuàng)新法”是事先給學生做出一個實驗，演示具體的波形，在此基礎上提出一些改良方案，讓學生“創(chuàng)新”。最后讓學生演示所得結(jié)果，進行討論。這種方法是把大部分時間交給學生，讓學生通過所學知識進行拓展，加深對課程內(nèi)容的理解，進而提到學習自主學習和創(chuàng)新能力。

3.2 “開放式”實驗教學模式

在規(guī)定學時之外開放一周實驗室，開放時間段是每天晚上19：00—21：00，事先對學生進行分組，每組3個人，每組發(fā)放一本實驗指導書，老師給出10個實驗題目，每組選擇其中的三個題目去完成。為了提高學生的學習熱情，相應的給出一些“優(yōu)惠政策”，如具體完成時間自己掌握，可以天天來也可以不用天天來。對最先提出設計方案并能完成實驗的前5組學生進行答辯，如實驗結(jié)果達到要求的話，平時成績滿分。對實驗完成質(zhì)量高并有創(chuàng)新點的學生，期末卷面成績上會給予加分。結(jié)合我院情況，往往實驗課積極思考并能提前完成實驗規(guī)定任務的學生期末的考試成績也是名列前茅的。

3.3 利用Matlab仿真

Matlab是這門課的先修課程，學生對這個軟件比較熟悉，所以可以利用Matlab讓學生仿真對數(shù)據(jù)通信課程所涉及內(nèi)容。進行仿真具有形式生動、形象直觀、啟發(fā)性強的優(yōu)點。它既能增強學生更好的學習這門課，又能彌補實驗場地、儀器設備和經(jīng)費缺乏的不足。具體的方法是提前把要進行的實驗任務布置給學生，讓學生自行仿真，在實驗課時檢查學生的仿真結(jié)果。對此實驗的基礎上對學生提出新的問題和任務，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新精神。

4.結(jié)語

“數(shù)據(jù)通信原理”課程的教學改革需要一個長期的過程，理論與實踐相結(jié)合，本文就教學和實驗方面進行了探討，主要分析了教學和實驗中存在的問題提出了改革方法，通過自己的教學實踐，提出了一些針對本校教學的具體方案，旨在培養(yǎng)學生的合作能力和團隊意識，在競爭的氣氛下，使學生能更有效、有意識地掌握所學知識，培養(yǎng)學生高效的意識和競爭意識。

參考文獻

[1]張大均.教育心理學[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]毛京麗.數(shù)據(jù)通信原理[M].北京：北京郵電出版社，2011.

[3]鄧小芳，田克純.通信原理課程改革探索與實踐[J].桂林電子科技大學學報，2007，27（4）：303-305.