搜索
1《通信原理》课程中的教学方法分析摘要：通信原理作为通信类学科的专业基础课程之一，对通信类学生进一步学习本专业课程起着至关重要的作用。但通信原理这一课程涉及多种其他学科，虽内容不深，却极其复杂、细致。对学生们熟练掌握这门课程造成了极大影响。而且，各大高校中，导师们对通信原理的授课方式上也存在极大问题。为此，在积极分析当前通信原理课程授课方式的基础上进行教学方式改革，进而提出了理论授课和实验探究相结合的授课方式，对学生们熟练掌握通信原理具有重大意义。关键词：通信原理，教学改革，实验探究CommunicationprinciplecourseteachingmethodintheanalysisAbstract:Communicationprincipleasoneoftheprofessionalbasiccourseofcommunicationclass,thecommunicationclassstudentstofurtherstudytheprofessionalcoursesonavitalrole.Butcommunicationprinciple,thiscoursecoversavarietyofotherdisciplines,althoughthecontentisnotdeep,isextremelycomplex,delicate.Tothestudentsmasterthecoursecausedagreatimpact.And,inthecollegesanduniversities,teachersontheteachingoftheprincipleofthecommunicationwaythereisalsoagreatproblem.Therefore,inthepositiveanalysisofthecurrentcommunicationprinciplecourseteachingmethodsonthebasisofreformingteachingmethods,andthenputsforwardthewayofthecombinationoftheoryteachingandexperimentinquiryteaching,thestudentsmasterthecommunicationprincipleisofgreatsignificance.Keywords:Communicationprinciple,teachingreform,theexperimentexplored河南大学物理与电子学院本科毕业论文20前言随着现代社会的不断发展，信息和通信日益成为社会生活必不可少的元素。人们在社会中不断地接受信息并进行相互通信，使得社会的“信息化”的特点日益成熟。同时，随着人们对信息及通信质量和速度的不断要求，现代通信系统如手机电脑等俨然已成为现代人们的生活必需品。同时，计算技术、现代通信技术、微电子技术等多门学科与现代通信技术不断地交叉融合，彼此相携前进，通信课程的基础性和重要性也日益凸显出来。所以，不可避免地，“通信原理”作为通信和电子工程类的基础学科之一，在通信类及电子类学生的学习过程中起到了至关重要的作用。“夯实基础、注重实践”，这样的高层次要求也不再是“以课本上的理论知识为讲授主体”的授课方法所能达到的效果。因此，对通信原理授课方法的分析并在分析的基础上进一步提出切实有效的改革政策，也就成为了当前教学改革的重中之重。1通信原理的含义通信原理，是通信、电子、信息领域中最重要的专业基础课之一，是电子信息系各专业必修的专业基础课。通信原理自成一个系统。在这个系统中，人们作为传递和接收的终端，进行着信息的互换，满足彼此对信息的需求。1.1通信原理的内容通信系统的建立需要通信原理的知识为理论依据。通信原理本就是为了研究信息传递的一系列问题，所以通信系统的存在就是为了人们能够获得更高效、更准确的信息。通信技术的发展，特别是近30年来形成了通信原理的主要理论体系，即信息论基础、编码理论、调制与解调理论、同步和信道复用等。1.1.1信息论基础信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。信息系统就是广义的通信系统，3泛指某种信息从一处传送到另一处所需的全部设备所构成的系统[1]。1.1.2编码理论编码理论是数学和计算机学科的一个分支，处理在噪声信道传送资料时的错误倾向。按照编码理论，资料传送时会采用更好的方法以修正传送途中所产生的大量错误。研究信息传输过程中信号编码规律的数学理论[2]。编码理论与信息论、数理统计、概率论、随机过程、线性代数、近世代数、数论、有限几何和组合分析等学科有密切关系，已成为应用数学的一个分支。编码是指为了达到某种目的而对信号进行的一种变换。其逆变换称为译码或解码[3]。1.1.3调制与解调理论调制在通信科技中是指有意或无意地使表征一振荡或波的量随着一信号或另一振荡或波的变化而变化的过程[4]。解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调[5]。1.1.4同步和信道复用信道复用即频分复用（FDM，FrequencyDivisionMultiplexing），就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号[6]。要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）[7]。1.2通信原理的作用通信原理是通信类学生的入门必修课，更是基础中的基础，非常重要。学生河南大学物理与电子学院本科毕业论文4们在刚刚接触通信原理这门课程时，往往会觉得很难理解且不容易投入进去认真思考。这是由通信原理这门课的本身特点造成的。但是，学习通信原理，是整个通信类、信息类学习的开端，是学生们学习后面专业知识的基础。而且，通信原理的学习并不是一蹴而就的。它需要学生们在整个通信工程学习过程中时时、反反复复地温故知新。只有这样，才能更深刻地理解通信原理，更容易联系实际生活。而且，通信原理作为信息技术的基础课程，在生活中的作用极大。移动电话、手提电脑几乎成为人们外出生活的必需品；网路、电视节目也是人们生活娱乐的重要部分；银行的自助终端、形式各样的收费缴费系统的工作，方便了人们的理财；而近些年来，我国国防建设中，在航天和海洋军事中取得的举世瞩目的成就。这些生活的方方面面，都离不开通信原理。2通信原理课程分析通信原理是一门较为基础的课程。对通信工程的学生来说，它是步入通信工程学习研究的第一步，也是最为关键的一步。因为该门课程所要求的只是涉及了高等数学学、线性代数、概率论与数理统计、电子电路、信号与系统、数字电路等诸多专业基础课的内容，任何一门基础课知识的不牢靠，都将给通信原理的学习带来巨大的桎梏。而另一方面，通信原理作为通信工程的“第一阶梯”，对通信、电子、信息类专业学生进一步学习卫星通信、光通信、移动通信、激光通信、智能交通运输系统等后续课程起到了关键作用。2.1通信原理课程的形成发展2.1.1通信原理课程的形成通信自古就有。它几乎伴随着生物的产生而产生。动物之间可以通过肢体语言传递信息进行通信，如老虎的吼叫，毒蛇的吐信等。人类最初的通信方式除了肢体语言，还依靠了大自然的力量，如用烽火上的狼烟示警，用飞鸽进行信息传5递等，都是人类依托自然的力量进行着人与人的通信交流。还有一些国家和宗庙则通过壁画、击鼓鸣号等方式进行通信。这些方式都是最原始的通信方式，也是通信原理的开端。2.1.2通信原理课程的发展19世纪中叶以后，随着电报、电话的发有，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革[8]。电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。到1946年，美国人罗斯.威玛发明了高灵敏度摄像管，同年日本人八本教授解决了家用电视机接收天线问题，从此一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来[9]。图像传真也是一项重要的通信。1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明。此外，作为信息超远控制的遥控、遥测和遥感技术也是非常重要的技术。遥控是利用通信线路对远处被控对象进行控制的一种技术，用于电气事业、输油管道、化学工业、军事和航天事业；遥测是将远处需要测量的物理量如电压、电流、气压、温度、流量等变换成电量，利用通信线路传送到观察点的一种测量技术，用于气象、军事和航空航天业；遥感是一门综合性的测量技术，在高空或远处利用传感器接收物体辐射的电磁波信息，经过加工处理或能够识别的图像或电子计算机用的记录磁带，提示被测物体一性质、形状和变化动态，主要用于气象、军事和航空航天事业。2.1.3通信原理课程的不断发展为了解决资源共享问题，单一计算机很快发展成计算机联网，实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来，扫描仪、绘图仪、河南大学物理与电子学院本科毕业论文6音频视频设备等，使计算机如虎添翼，可以处理更多的复杂问题。20世纪80年代末多媒体技术的兴起，使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。至此，我们可以初步认为：信息技术（InformationTechnology，简称IT）是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。电子计算机和通信技术的紧密结合，标志着数字化信息时代的到来[10]。2.2通信原理课程的特点通信原理作为一门专业基础核心课程，因其本身的特点，使得本就晦涩难懂的信息传递理论成了众多学生跨越不过的一门课。其特点如下。2.2.1涉及的基础知识甚广各高校在安排通信原理课程时，一般选在学生入学的第二年下学期甚至入学后的第三年。虽然通信原理在整个通信类、信息类及电子类学习的“敲门砖”，但就本科学生来说，若要接触通信工程，必然已经经过了两年甚至更多的时间在进行知识的储备。通信原理中，涉及了包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、信号与系统等多门基础课程。正是由于知识储备的时间长、科目众多，造成了大部分学生面对通信原理时，“丈二和尚——摸不着头脑”。而更有很多学生是“知其然而不知所以然”。越进一步学习，越是觉得通信工程高深莫测，云里雾里。2.2.2数学公式众多且推导过程复杂难懂通信原理本就是以“信息高质量传递”为首要且最终目的。而信息的传递不可避免的涉及概率论、随机过程、高等数学等较复杂的数学类理论知识。而这些知识在通信原理的课程中，也往往不是简单的几个数字的堆砌，而是结合实际生活，参杂各类随机事件，最终推算出来结果的过程推导。这就使得大部分学生呢虽然经过了长期的知识储备，仍旧不能在通信原理课程的学习过程中占得一丝先7机。况且，高等数学等本就是抽象、严谨、复杂的学科。几个科目交叉在一起，又与实际生活相关联，可谓“难于上青天”。也就更使得学生们望而却步，止步不前。2.2.3原理、概念多，系统性极强通信原理以信息论为基础，以高等数学等为手段，自成一家。既有高等数学等理科代表的高深莫测，又有以信息论为代表的长篇大论。通信作为近代兴起的学科，本就是“年轻”的。众多理论也还在不断探索发展中。“诸子百家齐名”，使得通信原理包含了太多的新名词、新理论、新定义。且这些新的理论之间，还经常有诸多相似相通之处。如在迷城中行走