认识通信 教案全套 第1-16次课- 第1-6章 回溯冷兵器时代的通信 - 憧憬奥妙无垠的未来通信

-4-认识通信课程教案（首页）202x-202y学年（第1学期）课程名称认识通信课程代码xxxxxxxxx课程类型理论授课班级202x通信（本）任课教师总学时32教学目的与要求本课程以通信技术发展历史为主线，较为全面地讲解通信技术的发生、发展、现状与未来的演进过程，内容涉及冷兵器时代的通信、有线电通信技术、无线电通信技术、信道复用技术、通信网络技术以及未来通信的发展趋势。通过本课程的学习，学生能够了解现代通信系统所涉猎的用户终端、交换节点、传输信道的基本问题，以及在此基础上组织起来的各种通信网络和应用的基础专业知识，并初步建立通信工程专业研究内涵的概念。在内容的设计上既重视基础理论知识的认知过程，又通过从简到繁的技术演进中的不断创新，逐步提高对理论知识的掌握和创新意识的提高。主要教学方法通过理论讲解、课堂演示、学生练习、课堂讨论、作业、网上资源学习多种方法并用进行教学。采用以模块为中心的教学方式，把基本概念知识点隐含于各个创新过程案例中，以便学生通过通信技术发展过程中经典故事和实例的学习来轻松理解、掌握、应用相关知识。真正体现“乐中学”特色，改变传统教学中的先概念、后应用的枯燥理论教学方式。让学生不再是仅了解通信技术背后的故事，而且掌握先驱们勇于为科学献身和努力登攀的精神与方法，从而激励学生不仅要关注知识点本身，重在学会如何应用，努力提高知识的掌握能力。教学设计与组织故事化+案例化+理论一体的方法，采用故事—理论—应用的思路进行教学，由浅入深、扎实推进，充分保证教学的实际效果和预期教学目的。考核主要方法成绩评定办法：总成绩（100）=平时成绩×40%﹢期末考试成绩×60%其中：平时成绩（100分）=课后作业×50%+出勤及表现×50%期末考试成绩（100分）：试卷卷面成绩

教学单元教案授课题目第1次课第0章_通信对人类文明进程的影响教学时数2授课时间第1周教学目的与要求：1、了解人类的早期启蒙2、了解通信进步的四个突破3、了解通信对人类文明进程的影响4、通过课程思政内容培养学生树立“崇尚创新，优选人生”的理念5、新学期开始，提醒学生注意在校期间生活、饮食、学习、实验等各方面的安全教学基本内容：1、人类的早期启蒙2、通信进步的四个突破3、通信对人类文明进程的影响教学重点、难点：1、重点通信进步的四个突破2、难点培养学生的创新精神和创新意识教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：通信对人类文明进程的影响在本《认识通信》课程中的地位为第1次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。一、微电子技术发展趋势提出问题：讨论11、人类通信的早期启蒙体现在哪些方面?2、人类通信的早期进步有哪些成果？0.1人类通信的早期启蒙具体讲解：见PPT11页～PPT16页。课程思政1我国几千年的文明史中，突出儒家理学，忽视科学技术，错过了许多发展机会。如发明了指南针，却错过了电磁关系的揭示；发明了火药，却错过了化学炸药的研究；发明了冶炼术，却错过了现代枪炮的设计。我们回顾历史上的成就，更要总结不足，在今后的学习中勇于创新，为赶超世界科学前沿贡献力量。提出问题：讨论21.人类通信进步有哪些重要突破?2.人类通信进步有哪些关键点？0.2通信进步的第一个突破—电的发明具体讲解：见PPT19页～PPT24页。安全教育富兰克林“捕捉天电”的风筝实验是非常危险的，他在引雷的过程中，如果遇上的是强大的雷电，可能已经要命了。我们在赞赏他科学探索的献身精神的同时，更要注意安全意识，生命是第一重要的。我们应当在安全可控的情况下进行大胆探索和科学实验，避免不必要的牺牲。0.3通信进步的第二个突破—电报的发明具体讲解：见PPT25页～PPT28页。0.4通信进步的第三个突破—电话的发明具体讲解：见PPT29页～PPT45页。0.5通信进步的第四个突破—计算机与网络的发明具体讲解：见PPT46页～PPT72页。课程思政2通信技术发展日新月异，随着我国在通信领域逐步从学习引进变为超前引领，美西方开始对我国进行打压限制。我们要注意这方面的变化，抓紧发展自己的基础理论研究和应用技术开发，这样才能在中美西方博弈中争取主动。结束语：通信改变社会生活，通信颠覆世界面貌，通信铸造未来梦想，通信成就壮阔人生。山再高往上攀总能登顶，路再长走下去定能到达。【教学小结】：5分钟第0章通信对人类文明进程的影响0.1人类通信的早期启蒙0.2通信进步的第一个突破0.3通信进步的第二个突破0.4通信进步的第三个突破0.5通信进步的第四个突破在信息爆炸的时代，世界上增长最快的是信息而不是物质。信息的增长速度比所有的生物产能、人类的生产力都快。对于信息爆炸的形象描述，可以这样讲:现今人类每秒钟创造的网线长度已经超过了声速，信息膨胀的速度和原子弹爆炸的速度是一样，而且这个爆炸是持续的。有人推测，到2050年，数据量将达到100万Zetabit。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：1、如何看待通信技术的发展演进？2、人类通信的早期启蒙阶段取得的通信进步有哪些？3、人类通信进步的四个突破是什么？4、人类通信进步的八个关键点是什么？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第一次授课，学生思想准备不足，开始时既好奇又迷茫。随着课程深入，学生逐渐进入状态，对所讲内容产生了兴趣。课后了解，多数学生过去对通信技术了解不多，有比较强烈的学习愿望。今后注意增加趣味性，更好吸引学生听课热情。教学单元教案授课题目第2次课第1_2章_演进的原始通信与电的发明1～2.1教学时数2授课时间第2周教学目的与要求：1、了解原始语言、文字、纸张、声光通信方式2、了解电的发明教学基本内容：1、原始语言、文字、纸张、声光通信方式2、电的发明教学重点、难点：1、重点电的发明2、难点电的发明教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：演进的原始通信与电报在本《认识通信》课程中的地位为第2次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第1章回溯冷兵器时代的通信1.1原始的声波通信1.2演进的图像文字通信1.3代价高昂的远程中继接力通信提出问题：讨论11、语音通信有何特点?2、广播通信有何特点？3、纸张通信有何特点？1.1原始的声波通信具体讲解：见PPT5页～PPT11页。1.2演进的图像文字通信具体讲解：见PPT12页～PPT19页。1.3代价高昂的远程中继接力通信具体讲解：见PPT20页～PPT28页。安全教育菲迪皮季斯从马拉松战场出发奔跑了42.195公里到达雅典城的中央广场通报胜利信息，结果活活累死，为了纪念他的英勇事迹，代现田径运动设置了马拉松长跑比赛。我们也有许多学生热爱运动，但要吸收菲迪皮季斯过渡劳累的教训。运动要注意安全、注意方法、注意强度，否则只会有害健康。课程思政1在长期的冷兵器时代，为了交流信息，在大量实践基础上，人类总结、探索出了原始的语言通信、文字通信、纸张通信、声光通信、邮驿通信等多种通信方式。在这个通信发展过程，人类也从原始社会、奴隶社会、封建社会进入到了今天的现代社会。可以说通信的每一个进步，都对人类进步带来巨大的推动和促进作用。今天我们学好通信，就是为明天用掌握的通信技术为国家的发展贡献力量作准备。第1章内容小结第1章回溯冷兵器时代的通信1.1原始的声波通信1.1.1南方古猿的啼声通信1.1.2史前人类的语言通信1.2演进的图像文字通信1.2.1阴山岩画的图像通信1.2.2大麦地开始的文字通1.2.3蔡伦始创的纸张书信通信1.2.4毕昇促进的书籍广播通信1.3代价高昂的远程中继接力通信1.3.1成吉思汗的驿传通信1.3.2周幽王的狼烟峰火通信第1章内容回眸原始时代，为交流信息，人们由叫声演化成语言。面对面的语言交流通信距离近且难被不同部落理解。为保存信息，最初的岩画和符号演化成了文字。为了便于携带和记载，演进为用竹简、绵帛记载信息。缺点是文字载体成本高，不便普及。纸张使书信成本降低到普通人可以接受的程度。知识可记在书上，通过看书就可吸收大量前人知识。为了能即时获取当前正在发生的信息，产生了驿站通信、声光通信。思考题1、原始的动物啼嘯叫声通信中，什么是信号源？什么是传输信道？什么是信息？什么是信宿？2、通信系统由哪些最基本要素组成？3、语言通信的缺点有哪些？4、原始的图像通信的优点有哪些？5、早期岩画经过哪些演化过程才变为今天的简体文字？6、纸张的产生和运用所解决的是信息载体的什么问题？7、活字印刷术解决的是文字信息的什么问题？8、什么是邮驿通信？9、通过烟火传送信息实际上是什么通信方式？第2章有线电通信的前世今生2.1揭开电的神秘面纱2.2沿着导线延伸的电波2.3五花八门的传输线第1章回顾语言通信解决的是本地实时通信，带来的问题是只能在本部落内、相近两三代人之间通信。文字通信解决的是信息的存贮与异地通信。但受限于只能在人、动物行走范围所及距离的非适时通信。提出问题：讨论21.摩擦生电现象背后的物理本质是什么?2.电流背后的物理本质是什么？3.发现电磁感应现象的意义是什么？2.1揭开电的神秘面纱具体讲解：见PPT35页～PPT48页。课程思政2中国人其实对摩擦生电现象并不陌生，我们的祖先也早就发现了这一现象。遗憾的是，封建统制下的历代科举并不重视科学，没有人对摩擦生电进行深入的研究，揭示带电背后的本质，使我们在电的发明这一领域落后西方。今天我们学好科学，重要的一环是学会透过现象看本质。比如我们觉得天冷，就可以推想冷热背后的本质是什么？是热运动！这样我们的认识就加深了。进一步可以想一下自己考试成绩不佳，本质上是还没有对知识掌握透，不能灵活运用。所以思考比学习更重要。【教学小结】：5分钟第2章有线电通信的前世今生2.1揭开电的神秘面纱2.1.1泰勒斯对磨擦生电的观察2.1.2克莱斯特错失的放电冲击机遇2.1.3富兰克林捕捉天电的冒险2.1.4蛙腿抽搐引出的伏打电池2.1.5奥斯特发现电流磁效应2.1.6法拉第用磁生电的发电机第2章所讲内容回眸人类在经过漫长的探索和知识积累后，对电的认识逐渐从量变上升到质变。不仅掌握了自然电的基本特性，还创造出可被人类自己控制的电池、发电机，使人类可以广泛而自由地使用电来为人类服务。蒸汽机、电动机、电灯照明等一系列科技成果，催生了现代工业革命时代的来临。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：1、对静电的发明起过重要推动作用的主要人物有哪些？2、避雷针是谁发明的？3、谁发明电流的磁效应？4、谁揭开磁生电秘密？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第二次授课，主要讲解第1章冷兵器时代的通信，第2章第一节的内容。要求学生对早期的通信技术和发展过程有所了解，对通信的发生、发展、演进过程有一个科普性掌握，知识难度不大。重点培养学生学会观察世界，学会思考，学会创新思维。教学单元教案授课题目第3次课第2章_通信终端与传输信道2.2～2.3教学时数2授课时间第3周教学目的与要求：1、了解电报的发明2、掌握电话的工作原理3、了解常见传输线路教学基本内容：1、电报的发明2、电话的工作原理3、常见通信传输线教学重点、难点：1、重点电话的工作原理2、难点电话的工作原理教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：通信终端与传输信道在本《认识通信》课程中的地位为第3次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第2章_通信终端与传输信道提出问题：讨论11.莫尔斯电报的意义是什么？2.电话是谁发明的？3.电话机是如何工作的？2.2沿着导线延伸的电波具体讲解：27见PPT6页～PPT32页。安全教育菲利普.莱斯、安东尼奥.梅乌奇、亚历山大.格拉汉姆.贝尔、伊莱沙.格雷、托马斯.阿尔瓦.爱迪生，他们都为电话的发明作出了杰出的贡献，有的甚至付出比重心血。但对技术成果转化和知识产权保护上的区别，使他们的命运差异很大。对我们今后从事科学研究的同学，一定要注意总结这方面的教训，力争使自己的劳动成果效益最大化。课程思政1贝尔公司及其贝尔实验室是通信业界的百年老店，曾经为人类通信事业的发展作出过不可磨灭的巨大贡献。然而美国资本家为了各自的利益，以反垄断法为名将其拆分，最后让其消失，使美国从此在通信业界失去了引领地位。而我国则在美国通信业衰落之际，充分利用社会主义制度可以集中力量办大事的优势，大力扶持通信业的发展，使我们从学习、追赶、走向今天引领5G通信的地位。我们都应当为我们的国家、制度感到骄傲。提出问题：讨论21.有哪些种类的通信用传输线?2.电话线接入用户要经哪些环节？2.3五花八门的传输线具体讲解：见PPT34页～PPT44页。课程思政2导电塑料的发现，原本出自一次学生的偶然化学配方失误。而艾伦·Ｇ·马克迪尔米德教授特有的科学好奇心，对这个“废品”的研究最终获得了诺贝尔化学奖。东京技术学院的教授们对错失这样的良机也许会有点遗憾。这个故事告述我们：对于一个科学工作者，应当具备敏锐的观察力，从反常现象中探索内在关联，从而揭示真理，发现未知世界背后隐藏的奥秘。【教学小结】：5分钟第2章有线电通信的前世今生2.2沿着导线延伸的电波2.2.1电报的早期探索2.2.2开创通信先河的莫尔斯电报2.2.3电话发明专利权之争2.2.4贝尔实验室的辉煌2.2.5揭密电话的通信过程2.2.6送话器声电转换过程2.2.7受话器电声还原机理2.2.8延长距离的中继2.3五花八门的传输线2.3.1常见金属导体传输线2.3.2高琨让玻璃丝送信的努力2.3.3艾伦对事故塑料的灵感电报、电话的发明解决了人类利用电来传输信息的问题，从而结束了冷兵器时代的原始低效的通信方式。而远程传输导线的进步，使人们可以进行远距离、大容量的实时通信，促进了知识和技术的交流与共享，加快了人类进步和文明的步伐。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：5、世界上第一个建设使用的电报是谁发明的？6、对电话发明有过重要贡献的人有哪些？7、电话的基本任务是什么？8、送话器的基本功能是什么？9、受话器的基本功能是什么？10、中继通信的基本功能是什么？11、在哪些情况下采用二线通信？12、在哪些情况下采用四线通信？13、什么是电平？14、什么是通信电缆？15、根据通信电缆的用途和使用范围，通信电缆可分哪些系列产品？16、谁被誉为“光纤之父”？17、按光纤制作的材料分类，可将光纤分为哪些种类？18、利用光纤进行信号的传输有哪些传输模式？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第三次授课，主要涉及电的发明、电报和电话的发明，这此发明经历了一个漫长而艰辛的过程。为今天的便捷用电和电话通信，许多先哲付出了毕生的心血。本讲重在教育学生在科学的道路上要勇于攀登高峰，不怕困难，同时要培养学生对细节的观察能力，有甘心寂寞不怕失败的心态。教学单元教案授课题目第4次课第3章_无线电报传输与信号放大3.1教学时数2授课时间第4周教学目的与要求：1、了解电磁波、无线电报的发明2、了解电子管的工作原理3、掌握晶体管的工作原理教学基本内容：1、电磁波、无线电报的发明2、电子管的工作原理3、晶体管的工作原理教学重点、难点：1、重点晶体管的工作原理2、难点电子管、晶体管的工作原理教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：无线电报传输与信号放大在本《认识通信》课程中的地位为第4次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第3章无线信道的来龙去脉3.1无线电波的横空出世3.2广播电视引领的媒体革命3.3千姿百态的无线电通信提出问题：讨论11.无线电波是如何发明的？2.无线电报是谁发明的？3.电子管和晶体管为什么能放大信号？3.1无线电波的横空出世具体讲解：50见PPT6页～PPT55页。安全教育1896年波波夫用无线电波将电文“海因里希·赫兹”成功地传送了250米远。1895年马可尼在他父亲的蓬切西奥庄园中，成功地让无线电信号传输了24公里，这使他成为世界上第一台实用无线电报系统的发明者。波波夫、马可尼几乎在不同的国度同时发明了无线电报，但两人的成功却是大相径庭。这给我们的启示是：科学成果不能仅仅停留在实验室，应高度重视成果的推广应用，否则为科研而科研是注定要失败的。课程思政1美国发明家爱迪生1883年在实验时无意中发现当电流通过碳丝时，没有连接在电路里的金属薄片中也有电流通过。但聪明一世、一生拥有超过2000项发明的爱迪生竟然没有重视这一现象，只申报了一个未找到任何用途的专利。而弗莱明在爱迪生实验基础上，于1904年发明世界上第一个真空二极管。爱迪生的遗憾告述我们，在科学研究过程中，半点闪失都会都来终生后悔。同样，在我们的学习中，每一点知识，每一个细节都不能放过，都应深思熟虑，否则考试时就可能失误。课程思政2肖克莱实验室拥有众多杰出人才，但并没有取得与之相匹配的成果，而同样的人组成的仙童公司却大获成功，并引领了后来的硅谷。这告述我们，科学成果的取得背后，需要人和管理两个因素。没有为科学献身的人是不能成事的，同样重要的是没有科学的管理机制也是不行的。同样是中国人，旧中国我们贫穷落后，而在新中国共产党领导下，今天我们可以叫板任何科技强国。人没有变，制度变了，我们强大了。【教学小结】：5分钟第3章无线信道的来龙去脉 3.1无线电波的横空出世 3.1.1麦克斯韦方程组预言的电磁波3.1.2无线电之父的不同说法3.1.3弗莱明从爱迪生效应获得的启发3.1.4无知法官为福雷斯特免费做广告3.1.5肖克利晶体管实验室的兴衰 麦克斯韦方程组预言了电磁波，而赫兹得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论，这具有划时代意义。赫兹不但证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了无线电的诞生，开辟了电子技术的新纪元，标志着从有线电通信向无线电通信的飞跃。应该说，从这时开始，人类开始进入了无线电通信的新时代。二极管、三极管的发明，解决的是对经传输衰落信号的恢复问题，使无线电报、无线电话的传输可以延伸到世界上任何角落。集成电路的发明解决的是使大量晶体管可集成在一起的缩小体积、减少功耗、降低成本、更加可靠的问题。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：1、谁是第一个把电与磁联系起来的人？2、麦克斯韦方程组由哪四个方程共同组成？3、麦克斯韦从实验中证明电场与磁场的传播过程？4、哪两人几乎同时实现无线电报传输？5、世界上第一个真空二极管是谁发明的？6、是谁最早设计出实用化的半导体二极管？7、世界上第一个真空三极管是谁发明的？8、肖克利获得了点接触晶体管的专利？9、双极性结型晶体管的结构是怎样的？10、摩尔预言了什么？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第四次授课，主要涉及电磁波的预言和证实、能检波的真空二极管的发明，能放大信号的真空三极管的发明，以及此后为增加可靠性、降低功耗、缩小体积而发明的晶体二极管、晶体三极管、集成电路。最后介绍了硅谷成长的故事。本讲重在教育学生在科学研究过程中，半点闪失都会都来终生后悔。科学成果的取得背后，需要人和管理两个因素。因此学习在学习知识的同时，还应注重对科学的组织，培养自己的团队合作精神。教学单元教案授课题目第5次课第3章_广播电视与电波传输特性3.2～3.3.2教学时数2授课时间第5周教学目的与要求：1、了解录音机、收音机、电视机的工作原理2、了解电离层的特性3、掌握无线电波的传输特性教学基本内容：1、录音机、收音机、电视机的工作原理2、电离层的特性3、无线电波的传输特性教学重点、难点：1、重点无线电波的传输特性2、难点电离层的特性教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：广播电视与电波传输特性在本《认识通信》课程中的地位为第5次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第4次课回顾1.麦克斯韦、赫兹证明了无线电波可跨越空间传播。2.二极管、三极管的使用解决了检波和信号的放大问题。3.集成电路的使用解决了通信设备体积、功耗、成本、可靠性问题。下面问题还有待解决：1.如何一点多收实时传输携带声音、图像的无线电信号？2.不同频段的无线电波传输特性是否相同？这些问题将在本次课中进行探索。第3章无线信道的来龙去脉3.1无线电波的横空出世3.2广播电视引领的媒体革命3.3千姿百态的无线电通信提出问题：讨论11.录音机是如何演进的？2.无线电广播的工作原理是什么？3.电视机的工作原理是什么？3.2广播电视引领的媒体革命具体讲解：25见PPT6页～PPT30页。安全教育微波具有一定的穿透、反射、吸收特性，因此在接触微波时要注意安全，但也不能因噎废食，过度排斥。生活中常见的对微波的敏感问题是微波炉对人体有害，不敢用。其实微波炉在出厂时经过了相关技术指标的检测，达到了安全标准。但使用时在加电期间还是要注意距离，不要在加电时打开柜门。此外，手机、电动汽车都有微波辐射，但都是符合安全标准的。课程思政1收音机、电视机都采用了超外差技术。这种技术的一个特点就是采用了中频信号的放大处理，将放大难度大的高频信号变为中频放大以降低实现难度。中频处理在这个过程中实际上发挥的是一个桥梁作用，起降低难度的作用，把不能实现的问题转换为可以实现的问题。同样，在我们的学习中，遇到难题时，也要善于利用一些可能的中间桥梁来过度。例如当记不住公式或单词时，可多花一些时间反复记忆，用时间换难度的降低。3.3千姿百态的无线电通信具体讲解：25见PPT32页～PPT56页。课程思政2无线电信号在大气中传输时，不同频率所走的路径不同。根据这些特点，人们将无线电的应用划分为42种业务，每种业务都必须在特定的无线电频率规划内开展业务。这使我们联想到毛主席在自然辩证法中提到的量变质变规律。即一种事物，当数量变化到一定程度后，就会产生质的变化。低频的无线电波只能沿地表传播，天波则可以在电离层与地面间传播。联想到我们的学习，不同课程和老师有不同的特点。因此要学好每一门课，就应针对其特点区别处理，而不能靠经验一个模式去学习。【教学小结】：5分钟第3章无线信道的来龙去脉3.2广播电视引领的媒体革命3.2.1爱迪生与贝利纳的留声机3.2.2史特波斐德的矿石收音机实3.2.3电视之父的不同命运3.3千姿百态的无线电通信3.3.1亥维赛假设的电离层3.3.2特性迥异的无线电波广播和电视的发明，实现了传输媒体的革命。使人类可以实现远距离从广播中收听到发音者的声音，看到表演者的现场实况，报道世界新闻，揭露各种不良现象，监督政府行为。通过对电磁波传输机理认识的不断加深，人类根据不同频段无线电波的传输特性，针对性地设计出长波、中波、短波、微波、激光波段的各种无线电通信设备，以满足人类近距离、远距离通信的需要。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：11、爱迪生与贝利纳留声机的区别是什么？12、无线电广播之父是谁？13、机械电视之父是谁？14、什么是电视通信？15、无线电视与有线电视的主要区别是什么？16、地球大气上层存在称之为带电粒子层的电离层的论点是谁提出来的？17、自由空间中无线电信号传输的衰减主要与哪些因素有关？18、无线电波常见的传播方式有哪些？19、C、X、K波段的频率范围分别是多少？20、什么是长波通信？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第五次授课，主要涉及录音机、收音机、电视的发明和工作原理，以及无线电波的传输特性和不同应用方式。本讲重在教育学生在科学过程中，遇到难度较大的问题时要善于借助桥梁过度，来将不能完成的任务变为可以完成的任务。教学单元教案授课题目第6次课第3章_不同传输介质的无线通信3.3.3～3.3.7教学时数2授课时间第6周教学目的与要求：1、了解宇宙通信的基本特点2、了解雷达通信的工作原理3、掌握卫星导航的工作原理4、了解水下通信、地下通信的传输特点教学基本内容：1、宇宙通信的基本特点2、雷达通信的工作原理3、卫星导航的工作原理4、水下通信、地下通信的传输特点教学重点、难点：1、重点卫星导航的工作原理2、难点水下通信、地下通信的传输特点教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：不同传输介质的无线通信在本《认识通信》课程中的地位为第6次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第5次课回顾1.广播和电视的发明实现了传输媒体的革命。2.对电磁波传输特性的认识建立了不同频段的无线电通信。下面问题还有待解决：适应无线电频率特性的不同介质中的特有通信系统如何工作？这些问题将在本次课中进行探索。第3章无线信道的来龙去脉3.1无线电波的横空出世3.2广播电视引领的媒体革命3.3千姿百态的无线电通信提出问题：讨论11.宇宙通信包括哪两种通信？2.常规幅度调制脉冲雷达工作原理是什么？3.3.3地球与嫦娥、天问之间的密语具体讲解：5见PPT6页～PPT10页。3.3.4瓦特对荧光屏亮点的研究具体讲解：4见PPT11页～PPT14页。提出问题：讨论21.目前国际上成熟的导航系统有哪些？2.水下电磁波通信的主要问题是什么？3.地下通信主要包括哪两种通信方式？3.3.5从指南针到北斗导航的探索具体讲解：7见PPT15页～PPT21页。安全教育卫星导航技术今天已经广泛应用在我们的生活中，在工业、农业、国防、运输等领域正成为不可或缺的重要帮手。最熟悉的应用就是手机中的地图导航。但是由于地图本身在不断变化，在不同位置接收卫星信号不同，加上GIS的某些缺陷，在有些路口还是可能出现错误。因此大家也不能过度依赖导航地图，还要结合经验，具体情况具体分析，才能避免错误导航引来安全问题。课程思政1收音机、电视机都采用了超外差技术。这种技术的一个特点就是采用了中频信号的放大处理，将放大难度大的高频信号变为中频放大以降低实现难度。中频处理在这个过程中实际上发挥的是一个桥梁作用，起降低难度的作用，把不能实现的问题转换为可以实现的问题。同样，在我们的学习中，遇到难题时，也要善于利用一些可能的中间桥梁来过度。例如当记不住公式或单词时，可多花一些时间反复记忆，用时间换难度的降低。3.3.6马里亚纳海沟传来的声音具体讲解：9见PPT22页～PPT30页。课程思政1水下通信是一个世界难题，经过多年的努力，我国已经达到世界先进水平。在解决奋斗者号载人潜水器深潜马里亚纳海沟时，我们利用了水下声波通信、水下光通信、水下光缆通信、水下无线电通信、水面卫星通信等来达到信号传输的目的。用多种方法协同解决一个问题，这反映的是团结协作精神。在今天的时代，依靠个人单打独斗取得胜利的场合已经越来越少了，已经不是牛顿时代一个人坐在办公室用笔推算一下就能出成果的环境。因此要学会相互学习、相互帮助、团结协作，学会共生共荣。3.3.7莫霍洛维奇眼中的地壳具体讲解：13见PPT31页～PPT43页。课程思政2抗美援朝期间针对美军绝对优势的空炮火力，志愿军用坑道工事来削弱对方杀伤力，这是典型的以已之长克敌之短的战术。从这里我们可以看出，任何事物在彰显他的长处的同时，也有它的不足，注意扬长避短，再强大的敌人都是可以战胜的。在我们的学习中和生活中也经常遇到类似的事情。例如踢足球时，遇上对方的高手，就用专人甚至多人重点防守，压制对方优势，使其无法发挥作用，从而让自己的优势尽量发挥并赢得主动。【教学小结】：5分钟第3章无线信道的来龙去脉3.3千姿百态的无线电通信3.3.3地球与嫦娥、天问之间的密语3.3.4瓦特对荧光屏亮点的研究3.3.5从指南针到北斗导航的探索3.3.6马里亚纳海沟传来的声音3.3.7莫霍洛维奇眼中的地壳人类的通信能力目前已经向上延伸到与天外飞行器联系的宇宙通信、向下与深海潜艇联系的水下通信、与矿井人员联系的地下通信。而卫星导航技术的普及应用，为人类出行和地理测量带来了极大的方便。补充内容1、思政内容2、创新创业内容3、安全教育思考题、讨论、作业：21、什么是近空通信？22、雷达的发明人是谁？23、目前国际上成熟的导航系统有哪些？24、目前的水下无线通信技术有哪些种类？25、谁最先揭示出大地结构存在断层？26、地下通信是如何定义的？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第六次授课，主要涉及宇宙宙通信、雷达通信、水下通信、地下通信的基本特点和工作原理。由于这些内容过去学生接触不多，不是很熟悉，学习起来会有一定难度，因此要求学生课后要进行认真复习，并通过练习题加深对知识的掌握。教学单元教案授课题目第7次课第4章_通信基础与载波通信4.1～4.2.2教学时数2授课时间第7周教学目的与要求：1、了解香农定理、奈奎斯特定理2、了解三种时频变换法则3、掌握模拟载波多路通信原理教学基本内容：1、香农定理、奈奎斯特定理2、三种时频变换法则模拟载波多路通信原理3、模拟载波多路通信原理教学重点、难点：1、重点模拟载波多路通信原理2、难点香农定理、奈奎斯特定理、三种时频变换法则教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：通信基础与载波通信在本《认识通信》课程中的地位为第7次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第6次课回顾1.宇宙通信、水下通信、地下通信实现了上天入地下海的通信。2.卫星导航解决了人与物的定位问题。下面问题还有待解决：有限的信道资源究竟能承载多少通信业务？这些问题将在本次课中进行探索。第4章万人通话共信道的奥妙4.1奠定通信基础的定理4.2载波频分让万人共线通信4.3轮流间断分时通信的天机4.4空间蜂窝分割突破的无线瓶颈4.5码分多址形成的信道复用窗口提出问题：讨论11.香农定理主要内容有哪些？2.奈奎斯特采样定理是什么？3.傅立叶变换的应用价值是什么？4.1奠定通信基础的定理4.2.1载波打开的信道天窗具体讲解：17见PPT6页～PPT23页。课程思政1傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换都是从不同的视角来分析信号在时域与频域之间的内在联系和特点，是信号时域与频域分析之间的重要桥梁。在分析信号时，有时我们可以从时域特性去考查，观察的是信号的幅度随时间的变化情况。有时我们可以从频域特性去考查，观察的是信号的幅度随频率的变化情况。两者本质上是一回事，但特性不一样。同样，在我们观察身边的人和事时，也不同的角度去考察，会有不同的结论。例如我们可以从政治思想角度去评判一个人的人品，也可从学习成绩去评判一个人的学识水平。但要全面评价一个人时，就应从多角度去观察，这样才能客观公正，知人善任。4.2载波频分让万人共线通信提出问题：讨论21.多路载波通信的基础是什么？2.OFDM分类有哪些？具体讲解：16见PPT26页～PPT42页。安全教育双边带和单边带调制时，发送端所发出的信号中不包含载波信号。当接收端要解调制信号时，必须产生一个与发送端载波信号的频率、相位完全相同的信号，否则解调制后的信号就会与原信号之间存在一个差频或差相，导致信号失真。这类似于人对自然规律的认识一样，往往人们不能使规律与认知两者达到完全一致，导致认识偏差。因此我们应当竭尽可能地调整、完善我们对自然规律的认识，这就是永无止尽的学习，切忌骄傲。课程思政2对载波信号的振幅、频率、相位、正交调制，理论上是一个数学问题，更确切地讲就是一个三角函数的运算问题。不同的运算方法就可得到不同的对信号的调制方式，并最终产生不同的通信体制。这里我们可以看到理论对实践的重要影响和推动作用。因此我们应当高度重视对基础理论的学习，并将其应用到通信专业中，才能使我国的通信引领全球。例如华为的5G技术就包涵了大量先进算法。为加大理论研究投入力度，华为花百万年薪聘用俄国数学天才。【教学小结】：5分钟第4章万人通话共信道的奥妙 4.1奠定通信基础的定理 4.1.1香农定理 4.1.2奈奎斯特定理 4.1.3傅里叶变换 4.2载波频分让万人共线通信 4.2.1载波打开的信道天窗 4.2.2连续时间模拟信号的载波调制香农提出了信息论，揭示了信息和通信传输内容的本质，指出了信道传输能力的计算公式。尤其是信道的总传输容量远大于我们单个用户所要传输的信息量，这才使信道复用成为可能。奈奎斯特指出了多路信号传输时各路信号频率间的最小间隔，为不失真信道复用提供了依据。傅里叶揭示了信号时域与频域之间的内存联系，为以时、频两种方式进行相同信号传输奠定了基础。频率复用使信道的传输能力得到了充分挖掘。补充内容1、思政内容2、安全教育思考题、讨论、作业：1、单词比特(bit)是谁最先提出的？2、数据压缩的极限是什么？3、香农曾提出的哪些定理成了信息论的基础理论？4、若某音频电话线容许的频率范围为3000Hz，信噪比是100，这时调制解调器的极限是多少？5、若信号最高频率为4000Hz，使解调制后的信号频谱不会与输入的基带信号频谱相重叠的最低载波频率为多少？6、傅里叶变换能将某个函数表示成什么基函数的线性组合或者积分？7、利用傅氏变换，信号通信线性时不变系统的卷积运算可变成什么运算？8、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系是什么？9、序列在单位圆上的z变换与傅里叶变换的关系是什么？10、一个话音的基带信号是多少？11、什么是载波通信？12、什么是被调信号、调制信号？13、什么是单边带调制？14、有线载波电话通信系统主要由哪些部分组成？15、什么是调频信号？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第七次授课，主要涉及香农定理、奈奎斯特定理、三种时频变换法则、模拟载波多路通信原理，这些内容对基础理论要求较就。但对大一学生来讲，有些基础课还没有开始实施，因此学习会有一定困难。故本次课主要是提出在通信基础理论中存在这些基本问题，提醒学习注意，以便在今后的学习遇到时，知道所涉及课程的意义和应用领域，做到有的放矢的后续课程学习。教学单元教案授课题目第8次课第4章_数字通信实现方法4.2.3～4.3.4教学时数2授课时间第8周教学目的与要求：1、了解数字信号的载波调制原理2、了解模数转换原理3、掌握数字时分多路通信原理教学基本内容：1、数字信号的载波调制原理2、模数转换原理3、数字时分多路通信原理教学重点、难点：1、重点数字信号的载波调制原理、数字时分多路通信原理2、难点数字信号的载波调制原理、模数转换原理、数字时分多路通信原理教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：数字通信实现方法在本《认识通信》课程中的地位为第8次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第7次课回顾1.香农提出了信息论，揭示了信息和通信传输内容的本质，指出了信道传输能力的计算公式。尤其是信道的总传输容量远大于我们单个用户所要传输的信息量，这才使信道复用成为可能。2.奈奎斯特指出了多路信号传输时各路信号频率间的最小间隔，为不失真信道复用提供了依据。3.傅里叶揭示了信号时域与频域之间的内存联系，为以时、频两种方式进行相同信号传输奠定了基础。4.频率复用使信道的传输能力得到了充分挖掘。下面问题还有待解决：连续时间信道资源如何实现多路复用通信业务？这些问题将在本次课中进行探索。第4章万人通话共信道的奥妙4.1奠定通信基础的定理4.2载波频分让万人共线通信4.3轮流间断分时通信的天机4.4空间蜂窝分割突破的无线瓶颈4.5码分多址形成的信道复用窗口提出问题：讨论11.数字信号对载波的调制有哪些方式？2.2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制、DPSK调制的特点是什么？4.2.3让数字信号搬家的载波调制具体讲解：7见PPT6页～PPT13页。课程思政1对载波信号的2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制、DPSK调制中，承载的信号是一样的，但调制后的结果不同。这里不同的调制方式本质上反映的是采用的平台不同，不同平台承载相同事物效果不同。这就如同在校期间每个同学所学知识相同，但毕业后就业岗位不同，即承载和发挥同学们知识的平台不同，每个人的收获也会不同。但无论今后同学们会面临什么平台，所学知识都是根本，没有丰富的所学知识，无论什么岗位都无法承担，都会被社会抛弃。提出问题：讨论21.模拟信号是如何转换为数字信号的？2.数字信号是如何实现信道复用的？4.3轮流分时断续传输也能通信4.3.1时隙打开的另一个信道天窗具体讲解：23见PPT16页～PPT39页。安全教育不论是模拟多路通信还是时分多路通信，目的都是让信道能传输尽可能多的信息。这里有三种途径：一是信号的信息量尽可能大，冗余少，提高传输效率；二是信道宽，容量大，承载的信息相应增加；三是时间长，速率乘时间就是信息总量。这类似于人们参加集会、看运动会、看表演，结束时同时离开现场，但出口流量有限，都想早离开就可能在大门处产生拥挤，导到不安全。在出口通行量不变的情况下，要想安全通过出口，只能通过延长时间解决。而排队、有序的通过，是最佳的提高出口效率的途径。因此同学们在这类情况下，不要去争先恐后，而应理智的礼让，成全别人是最好的成全自己。课程思政2数字通信是一个将模拟信号经模数转换后传输，接收端再经数模转换重新获得模拟信号的过程。采用数字传输的优点是采样时去除了冗余信息，使传输效率提高；其次是编码传输可实现加密，可纠正在传输错误；其三是数字传输可通过再生除去叠加噪声。这类似于学习过程中的复习、总结、提炼。老师台上讲的内容很多，不可能都记下来，只有通过课后复习、总结、提炼，整理出要点，就如同信号采样一样，只记要点就容易记住。记忆知识的过程就如同传输信号。考试是考知识点，答题就是还原知识点。当头脑中存储的知识点与考点一致时，就容易获得好成绩。因此同学们课后一定要复习、总结、提炼。【教学小结】：5分钟第4章万人通话共信道的奥妙 4.2.3离散时间数字信号的载波调制4.3轮流间断分时通信的天机4.3.1时隙打开的另一个信道天窗4.3.2模拟与数字转换的桥梁4.3.3数字时分多路通信的实现4.3.4SDH网络的兴衰2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制、DPSK调制是用调制信号实现对模拟载波信号的调制，产生的输出信号既有模拟信号的特征，同时兼有数字信号的特征。模数转换过程包括对输入信号的采样、量化、编码三个步骤。采样可去除传输信号中的时间轴上的冗余，量化可完成信号幅度值的近似，编码可实现对信号的加密、容错、抗干扰。数字通信的是利用时间轴上，对信号的去冗余后空出的时间传输其他信号，实现信道的复用。SDH曾在骨干网中扮演重要作用。补充内容1、思政内容2、安全教育思考题、讨论、作业：16、什么是数字幅度调制或幅度键控（2ASK）调制方式？17、什么是频移键控（2FSK）调制方式？18、在时分通信中，要不失真地传输话音信号，一个话路的时隙为多少？19、实现模数转换需要对模拟信号进行哪些环节的处理？20、线性量化与非线性量化幅值刻度有何区别？21、什么是时分复用信道工作方式(TDM)？22、1个PCM一次群有多少个话路？传输速率是多少？23、STM-1的传输速率为多少？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第八次授课，主要涉及离散时间数字信号的载波调制、模数转换、数字时分多路通信，这些内容所涉及的前期基础理论知识大一学生还未讲到。这里提前讲这些内容，主要是向学生灌输一些概念，让学生知道信道理论中会涉及这些知识，以便在今后的学习中，注意这方面的内容。教学单元教案授课题目第9次课第4章_数字信道复用与电话交换4.3.5～5.1.1教学时数2授课时间第9周教学目的与要求：1、了解数字编码方法2、掌握空间分割原理3、了解认知无线电、码分多址原理4、了解步进制与纵横制电话交换机的概念教学基本内容：1、数字编码方法2、空间分割原理3、认知无线电、码分多址原理4、步进制与纵横制电话交换机的概念教学重点、难点：1、重点空间分割原理2、难点数字编码方法、认知无线电、码分多址原理教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：数字信道复用与电话交换在本《认识通信》课程中的地位为第9次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第8次课回顾1.2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制、DPSK调制是用调制信号实现对模拟载波信号的调制，产生的输出信号既有模拟信号的特征，同时兼有数字信号的特征。2.模数转换过程包括对输入信号的采样、量化、编码三个步骤。采样可去除传输信号中的时间轴上的冗余，量化可完成信号幅度值的近似，编码可实现对信号的加密、容错、抗干扰。3.数字通信的是利用时间轴上，对信号的去冗余后空出的时间传输其他信号，实现信道的复用。4.SDH曾在骨干网中扮演重要作用。。下面问题还有待解决：如何让有限的无线频谱资源为所有人提供移动通信的普及应用？这些问题将在本次课中进行探索。第4章万人通话共信道的奥妙4.1奠定通信基础的定理4.2载波频分让万人共线通信4.3轮流间断分时通信的天机4.4空间蜂窝分割突破的无线瓶颈4.5码分多址形成的信道复用窗口提出问题：讨论11.为什么要对待传输数字信号进行编码？2.常见的数字编码有哪些种类？3.如何实现无线信道的复用？4.3.5构思千奇的数字编码具体讲解：8见PPT6页～PPT14页。安全教育对信号进行编码，可以改变信号的对外表现，不仅使数字信号易于传输，易于再生，还可起到对信号进行加密的作用，不知道编码方法的人即使窃取了信号也不能识别，相当于给传输中的信号加了一把锁。在我们的生活和工作中也常常涉及到一些安全问题，需要通过加密来提高安全性。常见的是对电脑、手机加密，对银行存单加密等。为了提高加密强度，不要使用容易被人猜想到的数字、字符。常用增加强度的方法是字母大小写、数字混合使用，并增加密码长度。总之，同学们应当树立安全观念，学会保护自己。4.4空间蜂窝分割突破的无线瓶颈具体讲解：9见PPT15页～PPT24页。课程思政1认知无线电是在无线电频谱资源几乎耗尽的情况下，提出的一种解决无频率资源紧缺的途径。其本质上并没有增加频率资源，而是对没有充分利用的频谱加以利用，是一种提高频谱利用率的方法。同样在我们的学习中，我们经常说时间不够用，没法做这做那。这里应当象雷峰同志那样，有一种钉子精神，见缝插针地挤时间。例如学习英语单词，可以用零星时间记、吃饭听录音，早上昨晚学，利用好碎片时间，积少成多。4.5码分多址形成的独特信道复用具体讲解：7见PPT25页～PPT32页。本讲内容小结第4章万人通话共信道的奥妙4.3.5构思千奇的数字编码4.4空间蜂窝分割突破的无线瓶颈4.4.1贝尔实验室精巧的蜂窝构思4.4.2低轨卫星的空间分割4.4.3认知无线电的时空分割4.5码分多址形成的信道复用窗口4.5.1信道重叠的码分多址4.5.2揭开码分多址的机理不同编码方法的提出，目的是使传输信号更好地适应不同信道的特点。空间复用、码分复用，使无线信道的传输能力得到了充分挖掘。CR是一种为解决软件无线电中的频谱利用问题而提出的技术，可使频谱使用效率进一步提高。第4章回顾信道共享解决的是信号远程传输的效率和成本。为绕这个问题探讨了频谱搬移问题所涉及的载波调制信道复用的原理；时间分割问题所涉及的时隙分配信道复用的原理；空间分割问题所涉及的蜂窝小区信道复用的原理；正交编码问题所涉及的码分多址信道复用的原理。第5章无处不在的通信网5.1伸向世界角落的电话网5.2分组交换激发的互联网时代5.3骨干网中的数据交换信息时代对通信的愿景：任何时间地点可得电话服务；互联全球的计算机通信；无尽功能的手机服务。导致如下问题的提出：交换节点的程控化，传输信息的数据化，网络管理的软件化。提出问题：讨论21.为什么要使用电话交换机？2.步进制电话交换机是如何工作的？3.纵横制电话交换机工作原理是什么？5.1伸向世界角落的电话网5.1.1斯特罗格对话务员的猜疑具体讲解：11见PPT40页～PPT51页。课程思政2电话交换机的提出，是为了解决电话用户终端之间全复连带来的巨大成本问题，体现的是一种基于中心节点的桥梁作用。这种以中心节点桥梁作用为基础的社会活动在我们的学习生活中其实有很多。例如辅导员、班长、各课程的科代表都是我们生活、学习、活动的中心，以这个中心为平台，同学们的心声可以上达，学校的要求也可以下传。只要愿意为大家服务，还可以有许多类似的中心桥梁，如帮助同学集中收发快递、帮助同学打开水、辅导同学学习等。我们每个人都应寻找适合自己的中心并为同学服务。。【教学小结】：5分钟第5章无处不在的通信网 5.1伸向世界角落的电话网 5.1.1斯特罗格对话务员的猜疑自从电话机问题世后，连接用户电话线高昂的成本，导致人工电话交换机的问世。人工电话交换机接续速度慢，保密性差，交换机容量不足的问题，出现了步进制电话交换机。为解决步进制电话交换机交换接触点噪声大、易氧化损坏、维护成本高的问题，诞生了纵横制电话交换机。补充内容1、思政内容2、安全教育思考题、讨论、作业：第4章万人通话共信道的奥妙24、汉字的编码有哪些种类？25、什么是数字基带信号？26、为什么蜂窝移动通信的空分复用结构能提高频率利用率？27、认知无线电根据其授权用户对频谱的占用程度将频谱分为哪几类？28、什么是码分复用？第5章无处不在的通信网1、若对1000个人安装不通过交换机的专线互连电话，需要架设多少条电话线路？2、谁发明了步进制电话交换机的关键部件？3、如组成数千门（号）单局制的交换局时，需要多少位电话号码？4、纵横接线器由什么组成？参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：1、选用教材：陈金鹰编《认识通信》，北京：机械工业出版社，2022.72、参考教材：陈金鹰编《通信导论》（第2版），北京：机械工业出版社，2019.93、百度、知网相关网络资源教学后记：本次课是《认识通信》的第九次授课，主要涉及第4章万人通话共信道的奥妙中的不同编码方法、空间复用、码分复用认知无线电相关知识，以及第5章无处不在的通信网中的人工电话交换机、步进制电话交换机、纵横制电话交换机的相关知识。其中编码、空间复用、码分复用、认知无线电这些内容所涉及的前期基础理论知识大一学生还未讲到，学习有一定难度，但对学生要求不高，建立一些常识即可。而人工电话交换机、步进制电话交换机、纵横制电话交换机则主要是简谱一下电话交换机的发展历程。教学单元教案授课题目第10次课第5章_程控交换与通信网络组织5.1.2～5.1.7教学时数2授课时间第10周教学目的与要求：1、掌握程控电话交换机工作原理2、掌握电话号码的组织方法3、了解骨干网到本地网的分级组织概念4、了解网络电话的工作原理教学基本内容：1、程控电话交换机工作原理2、电话号码的组织方法3、骨干网到本地网的分级组织概念4、网络电话的工作原理教学重点、难点：1、重点程控电话交换机工作原理、电话号码的组织方法2、难点程控电话交换机工作原理、网络电话的工作原理教学方法：1、讲授法：通过生动语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法；2、启发式教学法：充分利用多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，启发学生观察分析，归纳总结；3、情景教学法：导入、讲授新课时，注重创设一定情景，以便于激发学生学习兴趣，启发学生思考；4、案例教学法：通过案例和故事引入，讲解知识点，让学生更好地理解。教学方式：采用超星学习通互动、课件展示、设备演示、黑板板书等教学手段。教学手段：故事化+案例化+理论一体的方法。老师课堂讲解、讨论、学生课后看书和网上资源自学，课堂提问了解学生掌握情况，课后交流进一步了解学生实际接收知识的效果。1.知识设计本节课在整个课程中的地位：程控交换与通信网络组织在本《认识通信》课程中的地位为第10次授课。授课对象为202x级通信（本）n班。2.方法设计提出问题组织学生进行讨论；针对问题进行详细讲解；添加课程思政元素；安全教育；课堂总结；布置作业。3.活动设计添加师生互动内容、课程思政内容、创新创业内容、安全教育内容。4.时间设计本课程教学过程中的各时间节点的内容处理：（1）提前到课堂准备上课用到的PPT、现场或超星点名；（2）板书本节课内容提要提醒学生在学习过程中注意要点；（3）开课后进入提问环节吸引学生注意，激发好奇心，通过学习通选取学生回答问题；（4）本节课知识介绍详细介绍知识要点。（5）引入课程思政将专业知识介绍与学生政治思想素质相结合；（6）引入创新创业题目将本节知识内容与创新创业思想相结合；（7）课堂总结回顾重温所讲主要内容；（8）布置作业供学生课后复习和提高；教学过程：【引入：5分钟】【核心内容讲解：80分钟】【教学小结】：5分钟理论讲解75分钟，课程讨论，互动和测试5分钟。第9次课回顾1.不同编码方法解决的是传输信号为适应信道特征所做的匹配问题。