《通信原理》的系统教学法-文档资料

1、通信原理的系统教学法通信原理 课程是高等院校电子信息类专业及通信工程专业本科生必修的一门专业基础课， 是主干课程之一。 课程以高等数学、电子电路、信号与系统、随机过程等课程为先修课程，内容涉及随机过程、复变函数与积分变换、信息论、信号与系统等多方面的知识。教学中，由于该课程涵盖内容多、概念抽象、理论性强、原理复杂，学生在学习中往往不注重不同课程的关系以及课程本身内容的前后联系，致使对概念难以理解，理论推导盲目接受，课堂内看似理解， 课后独立解题时却无从下手，对知识的综合应用掌握不透， 同时由于该课程对数学基本功要求较高，加上授课时间短，更进一步加大了教师教学和学生学习的难度。系统法又称为系统分

2、析法， 认为事物之间是相互联系的， 这一观念可以引入到通信原理课程的教学中，教师在教学中要系统地安排教学内容， 注重不同课程的相互关系， 让学生从整个课程的角度加强对所学知识相互联系的理解， 同时注重不同知识点的相互联系和相互渗透， 帮助学生理清课程主线， 掌握所学内容，并能做到举一反三、综合应用。一、系统安排教学内容我系通信原理课程采用的是樊昌信主编的通信原理1 （第 6 版），该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，在全国高校和通信工程领域影响较大，是众多高校采用的教材，也是许多学校考研的推荐教材。教材分 14 章，主要包含预备知识（信息论、随机过程）、模拟通信、数字通信（数字基带系

3、统、数字带同系统）、模拟信号数字话、接收技术、编码技术、同步技术、通信网等主要内容。教材包含内容较多，而通信原理课程安排仅 72 学时，因此在课程教学中，首先必须有针对性地、 系统地选择教学内容， 可以从以下几个方面对教学内容进行筛选和提炼：（一）根据课程主线选择相应教学内容通信原理课程从通信系统角度可以分为模拟通信、数字通信两部分， 随着电子技术与计算机技术的不断发展， 现代通信的发展方向是数字通信，在内容选择时就要考虑实用性与先进性，因此数字通信是课程教学的主要内容。另一方面，通信中的几乎所有问题多围绕“有效性”和“可靠性”展开，理论性较强，包含较多的数学推导，对于复杂的纯数学推导，可以通

4、过突出通信系统工作机制及性能评价方法， 给出推导思路， 简化推导过程，节省课堂教学时间。（二）结合现代通信技术做到理论联系实际通信原理课程以阐述理论为主要内容，包含了大量的数学表达与推导，涉及的新技术不多，而现代通信技术日新月异，如 CDMA、OFDM，因此上课时不能仅局限于课本内容，在教学中应将基本理论与现代通信技术结合， 向学生介绍这些新技术的基本原理和基本概念， 使学生对新技术能有初步认识， 这样一方面可以提高教学内容传统性与时效性的结合， 另一方面也可以激发学生的学习兴趣。（三）参考课程设置特点安排各章学时在安排教学内容时， 须根据专业课程设置情况系统地安排各章学时数， 避免学生已接触

5、过内容的重复教学， 而原先课程涉及少但必需的预备知识讲述不透， 致使教学效果达不到预期。 我系电子信息工程专业通信原理课程开设在大三下学期，学生已经完成了信号与系统、高频电子电路课程的学习，这两门课程中已经介绍过模拟通信调制解调的基本原理及通信实现，因此，通信原理课程的这部分内容就可以少安排学时，主要注重从通信系统角度出发， 帮助学生理清系统工作机制及系统性能分析评价即可； 而课程相关的预备知识如随机过程理论、 信息论相关的内容， 学生没有接触过， 这些内容就需要适当多安排学时，将内容讲透，以利于学生后续章节的学习。二、系统教学法的应用（一）认清通信原理课程体系以电子信息工程专业为例， 在整个

6、专业课程设置中， 包含众多课程，按照循序渐进的学习要求进行安排， 课程之间相互联系、相互支撑。学生在学习中，往往孤立各门课程，认识不到他们之间存在的紧密关系。在课程教学之初，要让学生认清课程位置、所要解决的问题、 与其他课程的相互联系， 这样有利于学生从专业设置的整体角度对本课程进行认识， 激发他们的学习兴趣。 如通信系统作为一个实际的系统，目的是实现信息的传递与交换，在系统实现过程中， 要涉及到多方面的内容， 在整个专业设置的不同课程中体现。通信原理相关课程体系如图 1 所示，学生认识通信系统所涉及的相关知识， 认清不同课程的相互关系， 有助于他们在学习中将不同课程联系起来， 增强所学知识的

7、系统性， 提高理论联系实际、灵活应用能力。如通信原理的部分知识在信号与系统课程中有所介绍， 教学时首先要让学生认识到 通信原理课程中阐述的系统是一线性系统， 原先学过的针对线性系统的分析方法可以借鉴到本课程的学习中来，而高频电子电路中包含的模拟通信部分则主要介绍了通信系统中相应设备 （如调制解调器）的具体实现原理。（二）理清课程内部不同章节的联系教学中，要让学生“既见树木， 又见森林”， 明白学了什么，为什么要学，有什么用途。首先要让学生对课程有个系统认识，通信原理课程是以通信系统阐述对象，围绕“有限性”和“可靠性”两主要性能指标进行论述， 关心信号在传输中的变换原理以及由此产生的对系统性能的

8、影响；其次，在各章教学中，要从通信系统的角度， 让学生认清各章在系统中的位置， 要完成的目标。数字通信部分是课程的主要部分，以樊昌信编著的第六版通信原理 为例，在教材的第一章给出了数字通信系统的一般框图，相关内容则在不同章节进行介绍，讲解这一框图时，介绍其中各部分的作用及其在教材中的位置， 可以采用图 2 所示的关系图，这样有利于学生对整个系统有所了解， 在具体介绍每一章时可再次对照此框图， 说明该章节主要内容， 同时可以加深学生对整个系统的进一步认识。对于贯穿课程始终的基本概念， 要讲述清楚， 同时教学中还要注意从系统角度进行总结归纳。 如有效性、可靠性的概念， “有效性”描述的是通信速度问

9、题，而“可靠性”描述的是质量问题，这两个性能指标是相互矛盾又相对统一的，并且可以互换，即可以通过牺牲对有效性的要求换得可靠性的提高，反之亦可。又如在上述框图中， 有信源编码和信道编码两部分， 他们目的不一，信源编码是为了提高有效性， 而信道编码的目的是为了提高可靠性。通过归纳性的总结可以让学生更容易掌握其含义， 理解各部分作用。（三）从系统的角度组织教学对于每一章的教学，开始就应先将本章中各节内容的关系、要解决什么样的问题交代清楚，从整体的角度出发， 然后细化到每一部分， 这样有利于学生对问题的理解。如在教材的第五章是关于模拟调制系统的，本章在信号与系统以及高频电子电路中有所接触，学生对概念已

10、经理解，教学的主要任务是让他们理清系统原理及性能分析，因此在教学中， 可将这一章的第一节和第二节放在一起介绍， 按照不同的调制解调方法， 先给出该方法的系统原理框图（如图 3 所示双边带调制系统原理框图），然后从信号表达、原理分析、推导，到性能分析逐一介绍，使学生从通信系统角度掌握该调制解调方法， 并且当给出整个原理框图时，数学关系、信号变换也一目了然， 有利于学生对原理推导、性能分析的掌握，避免死记硬背。三、不同教学手段的综合应用通信原理课程主要侧重于系统原理的分析，对实际系统及其如何实现阐述较少， 系统的简化有利于对原理的理解， 但也给学生造成了困扰， 因此在教学中应使用多种教学手段， 帮

11、助学生掌握理论的同时加深理论与实际的结合。（一）传统黑板板书教学：理论推导时适合采用这种方法，有利于集中学生注意力， 在教师板书的过程中掌握推导方法与细节。（二）多媒体辅助教学：课程对通信设备等涉及较少，因此在教学中可以通过多媒体展示相应的通信系统设备，丰富学生的感性认识，避免理论与实际的脱节，另一方面，课程内容较多，在复习、总结以及叙述性较多的章节（如第四章 信道）就可以采用多媒体展示的方法，以节省课堂时间。（三）仿真教学：在原理讲授中，各信号均以数学表达式的形式表示，直观性差，可以借助于计算机软件（如 Systemview 、 Matlab ）直观地演示通信中信号的变换。（四）实践教学：教学中加强理论与实践课程的结合，通过实践，有利于学生对通信设备的认识，且可以加深对理论的理解，实践课程安排时， 尽量做到验证性实验与理论课同步，并增加设计性与开放性实验，同时也可以加强与其他课程的结合，如与EDA课程的结合（通信设备可以由FPGA实现），这样也有利于加强学生对于不同课程