徐曉菊 卑璐璐
摘要:由于《通信原理》課程具有概念抽象、理論性強、涉及面廣的特點,在教學(xué)過程中普遍存在著“教師難教,學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象,由此本文設(shè)計實現(xiàn)了通信原理在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)及LabVIEW仿真實驗系統(tǒng),經(jīng)實踐證明利用現(xiàn)代信息技術(shù),采取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,對本課程的教與學(xué)都有促進和突破,也為之后的教學(xué)改革帶來新思路。
關(guān)鍵詞:通信原理 在線學(xué)習(xí) 實驗平臺
分類號:TN911-4,G434
1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,通信的發(fā)展和更新速度越來越快,通信理論及通信技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用越來越廣泛,尤其在軍事、航空等尖端領(lǐng)域里更是成為不可或缺的重要技術(shù)。在促進社會進步和改善人類生活質(zhì)量方面,通信技術(shù)都起著舉足輕重的作用。
《通信原理》是在信號處理、電氣工程、信息工程以及計算機技術(shù)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來的一門理論與實踐相結(jié)合的課程,在工科信息工程、通信工程類專業(yè)中起重要作用,占據(jù)核心地位?!锻ㄐ旁怼凡粌H具有概念抽象、理論性強、公式繁多等特點,同時涉及面較廣,內(nèi)容具有很強的綜合性。
2 研究現(xiàn)狀
由于《通信原理》具有概念抽象、理論性強、涉及面廣的特點,《通信原理》在教學(xué)過程中普遍存在著“教師難教、學(xué)生難學(xué)”現(xiàn)象。傳統(tǒng)《通信原理》課堂教學(xué)通常采用“口授+板書+PPT”的教學(xué)手段,但《通信原理》包含大量信號波形圖,頻譜圖,曲線圖,系統(tǒng)框圖等。如果授課教師在黑板上畫出整個曲線勢必占用大量寶貴的課堂時間,特別是系統(tǒng)各信號參數(shù)改變需要繪制多條曲線時。另一方面,在實驗教學(xué)過程中,因?qū)嶒灲虒W(xué)資源難以做到完全開放,學(xué)生無法在課外進行充分的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),在有限的實驗課時內(nèi),既要熟悉儀器設(shè)備的操作,又要學(xué)習(xí)實驗的原理及步驟并完成實驗內(nèi)容,實驗效果并不十分理想。而為了提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維,實驗項目中綜合性、設(shè)計性實驗的占比越來越高,此類實驗則需要學(xué)生有更高的實踐能力。
當(dāng)前教育信息化受到國家的高度重視,教育部曾就關(guān)于如何全面提高高等教育質(zhì)量的問題上指出:“要利用先進網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù),整合資源,構(gòu)建先進、高效、實用的高等教育信息基礎(chǔ)設(shè)施,開發(fā)整合各類優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源”。
3 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)建設(shè)
本文在分析《通信原理》理論教學(xué)特點及借鑒線上教學(xué)的基礎(chǔ)上,設(shè)計開發(fā)了《通信原理》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)。系統(tǒng)選擇B/S架構(gòu)和MySQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具,結(jié)合JSP技術(shù)和MATLAB Web App技術(shù),系統(tǒng)功能通過各模塊實現(xiàn),主要的功能模塊包括:用戶模塊、教師模塊、管理員模塊,這三大模塊下面設(shè)計了相應(yīng)的子模塊,其中用戶模塊主要針對學(xué)生群體,能實現(xiàn)獲取資料、查看章節(jié)、查看通知、查看實驗、參加自測、發(fā)布討論和完善個人信息等功能;教師模塊包含以下子模塊:章節(jié)管理、資料管理、作業(yè)管理、討論管理、試題管理、試卷管理、組卷管理、成績管理和個人信息;而管理員模塊包含了教師模塊中的所有功能,并且在這些功能的基礎(chǔ)上,還包含了學(xué)生管理、教師管理、管理員管理和個人信息模塊。系統(tǒng)功能較全面,能夠作為《通信原理》課堂教學(xué)的延續(xù),不僅能夠幫助學(xué)生做好預(yù)復(fù)習(xí)工作,同時方便師生互動和學(xué)生自測。該系統(tǒng)設(shè)計了豐富友好的互動界面,用戶可通過注冊成為系統(tǒng)相應(yīng)身份的成員,之后就可通過登錄進行瀏覽和各項活動的展開。
4 仿真實驗系統(tǒng)建設(shè)
在《通信原理》實驗教學(xué)方面,目前國內(nèi)高等院校的實驗教學(xué)普遍以實驗箱為主,仿真軟件為輔,采用的仿真軟件多數(shù)為SystemView、Matlab/Simulink、SciLab等。學(xué)生一旦掌握這些軟件,對后續(xù)的深入學(xué)習(xí)或從事創(chuàng)新活動都會有很大的幫助,比較適合于創(chuàng)新類實驗的教學(xué)。本校為應(yīng)對疫情等不可抗力因素及推進線上教學(xué)建設(shè),采用了LabVIEW軟件設(shè)計開發(fā)了《通信原理》仿真實驗系統(tǒng),系統(tǒng)可實現(xiàn)基礎(chǔ)仿真實驗如AM、FM、PM模擬通信系統(tǒng)和2ASK、2FSK、2PSK數(shù)字通信系統(tǒng),以及FDM、4ASK、PCM等較為復(fù)雜的通信系統(tǒng),這些仿真實驗系統(tǒng)的設(shè)計成果可以基本滿足日?;A(chǔ)實驗教學(xué),同時它也可用于課堂理論教學(xué),使得教學(xué)過程變得直觀、系統(tǒng)演示方便,還能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,促進學(xué)生積極思考,讓學(xué)習(xí)通信原理變得不再枯燥。于是仿真實驗平臺就可以取代實驗箱,同時開展基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計類實驗及創(chuàng)新類實驗。
5 結(jié)論
由于近兩年疫情的反復(fù),學(xué)校不得不采取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,各大高?;疽劳行?nèi)網(wǎng)絡(luò)課程平臺或者大學(xué)慕課網(wǎng)展開理論和實踐教學(xué)。本文所述的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)和仿真實驗平臺在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的過程中正好發(fā)揮了不可取代的作用,從實施效果看,在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)方便學(xué)生自學(xué)和鞏固,仿真實驗平臺則完全滿足課程實驗教學(xué)目標。
參考文獻
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作者簡介:
徐曉菊(1979-),女,碩士,副教授,研究領(lǐng)域:無線通信技術(shù)。
卑璐璐(1981-),女,博士,講師,研究領(lǐng)域:無線通信和微波技術(shù)。
基金:徐州工程學(xué)院高等教育教學(xué)研究課題(No.YGJ2021基于現(xiàn)代信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的《通信原理》課程教學(xué)改革、No.YGJ2113人工智能時代大學(xué)生自主學(xué)習(xí)動機遷移研究)、徐州工程學(xué)院教育科學(xué)研究課程思政專項課題暨校黨建與思想政治教育研究會立項課題(No.YGJ-KC-2023“課程思政”融入《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)路徑研究)。