现代通信技术实验教学改革的策略分析

　随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展，通信工程已成为变化最快且最具影响力的专业之一。然而当前通信行业的应用现状与人才培养存在着一定的差距。通信专业的实践教学明显滞后信息社会的发展。虽然通过该门课程的学习，学生能掌握现代通信的有关理论知识和有关技术。但仅仅依靠课堂上的理论知识教育，远远满足不了社会对信息化人才的能力需求，因此实验教学在学科发展中变得日益重要。
　　实践和理论是紧密联系在一起的，它离不开理论的指导，但与理论又有一定距离。学生的独立思考问题能力，分析和解决问题的能力以及从事科学研究能力，创新能力方面，实验教学都担当着相当重要的作用。在过去的实验教学中，实验的教学内容总是一成不变，固定的模式，所涉及的实验项目内容比较陈旧，教学方法生硬等问题。该文将从现代通信技术实验教学内容，实验教学方法，建立创新型课堂教学等方面探讨现代通信技术课程的实验教学改革。
　　1 实验存在的问题
　　对于电子信息类专业的学生在开设现代通信技术的前期，还学习了现代通信原理课程，该课程和现代通信技术的部分内容出现重复的地方，以往两门实验课均使用教学仪器厂家的通信原理实验箱进行实验，所涉及的实验基本都是验证性实验。使用实验箱完成实验，操作步骤固定，所测实验结果是预知的，这种方式造成的结果就是使学生缺乏创新型设计，对实验的兴趣极大地降低，学生的动手积极性不容易调动，这样对提高学生的动手能力和培养他们创新意识具有很大的弊端，不利于提高学生的专业综合素质，实验效果也不佳。除此以外，由于实验箱购买费用较昂贵，因此实验箱的数量有限，往往一个班级只能分四组学生，每组8-9位同学进行实验，经常仅是2位同学在操作实验，大部分同学只是观察实验过程，并不能亲自动手体会实验。这种情况也导致了学生上实验课的积极性不高，更谈不上通过实验进行科技创新。
　　另外，在实验教学内容上，现代通信技术和现代通信原理课程部分实验内容的重复，也使学生缺乏对实验的兴趣。
　　传统的教学方式重“教”而不重“学”，实验课中教师常常以“注入式”的方式讲授，实验步骤，结果均分析清楚，这样的做法，造成的结果是学生听得多，看得多，但做得少，学生操作时完全按照教师的固定模式来做，对实验步骤机械地操作和模仿，缺少思考和分析。
　　2 实验教学方法改革
　　要提高实验教学质量需要对实验采取新的教学方法，并着重培养学生的素质和能力。对传统的实验教学方法上，也不能完全摒弃，可辅助以下方法进行实验教学：
　　1）将计算机应用在通信技术实验中，建立虚拟实验室，利用相应的计算机仿真软件（如利用System view，Multisim等）进行实验前期的仿真。从而使学生能够通过计算机软件仿真平台进一步的了解通信系统的电路原理，设计过程、调试过程及其分析方法。这样可极大的调动学生学习和掌握通信技术的积极性和主动性。
　　2）对于设计性实验，要求学生查阅资料，自行拟定方案，积极讨论可行性方案，通过软件仿真实现，再到实验室完成实验，最后写出实验报告。这样可以培养学生的创新能力及综合素质，激发学生的科学创造力。
　　3）让学生有更多时间独立思考问题。在做每一项实验设计前，要让学生完成实验内容的预习，写出相应的预习报告，在实验教学时提出某项设计的有关问题，比如设计电路中某一部分的功能是什么？为什么在PCM编译码电路中要选择2M的时钟信号等等诸如此类的问题。这样促进学生去进一步的掌握关于实验的知识，了解实验内容的实质，变被动为主动学习。
　　3 实验教学内容改革
　　实验教学改革的内容关键在于实验内容的改革。传统的实验教学内容侧重于基本的操作技能和基本的实验方法训练，在传统的基础上新的实验教学大纲中提高了设计性实验的比例。对学生来说，以往单纯性的验证性实验是掌握知识的基本，设计性实验是一种全新的体验。学生由被动式的接收知识转变为通过自己的思考，动手主动的获取知识，真实的体验实验过程中运用所学知识解决问题的乐趣，在学生中也渐渐地形成探索，研究的学习氛围。
　　由于实验课学时的有限性，在实验教学中精选了通信系统中的一些重要技术作为实验项目，比如FSK的调制解调实验，PCM编译码实验等。现代通信系统是一个包括各种通信技术的复杂的数字通信系统，实验课中通过对通信系统进行仿真，让学生进一步的理解数字通信系统的原理，同时也提高电路系统设计的能力。以FSK调制解调实验为例。FSK是数字通信调制中使用较典型的一种调制方式，其基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息0或1，即用不同频率的载波来表示数字信息。FSK的调制可用调频电路，也可用键控法实现。解调有相干解调和非相干解调。常利用键控法和相干解调来实现FSK的调制解调。键控法实现二进制频移键控信号的原理图如图1所示，相干解调法解调原理图如图2所示。
　　由模型仿真得到输入输出波形，通过它们的比较，可知仿真电路图设计是否正确。在此基础上进一步做系统的各模块的电路设计，使用Multisim仿真电路软件对设计的电路进行仿真，依照设计需要可以设置各器件的合理参数，观测相应波形，验证电路的正确性。确认电路方案可行性后，选择合适的元器件在面包板（或印制板）上进行电路的实物连接，最后通过示波器观测试验结果。
　　实践结果表明，学生对实验课程的兴趣极大地提高了，学生自主学习能力和动手能力也得到了显著提高，同时还能积极开展或参与创新性研究。
　　这样的教学内容安排，让学生通过实验进一步的认识系统的基本电路原理，对实验中各部分的电路过程有所掌握，同时也体验了电路仿真软件在通信中的应用。在实际的电路制作过程中，一般由2人一组完成电路板的制作调试，这样提高了学生们的积极性，锻炼了他们的动手能力，也为今后学生从事电子设计制作工作打下了良好的基础。
　　4 实验改革体会
　　通过以上教学方法和教学内容上的一系列改革举措，现代通信技术课程实验有了一定的成效。由传统的‘以教为主’教学模式转为“以学为主 ”教学模式，学生对现代通信技术的的知识体系有了系统的了解和掌握。透过每一项实验环节，学生既是实验的设计者，又是调试者。从他们收集查阅资料，分析问题，进行总体系统设计，仿真实现和完成实验，对实验结果进行分析，在这种创造性的工作中，激发了他们的创新欲望。例如有些学生通过系统优化设计找到合适的试验参数，以达到最佳实验效果。学生在实验中很好地将动手能力和独立思考结合起来，培养了他们的创新意识，提高了创新能力。
　　5 小结
　　实践结果表明，探讨现代通信技术的实验教学改革是很有意义的。将传统的被动式教学方式转变成现在学生的主动式学习的实验教学形式，这样不仅有利于学生提高自学能力，也有利于促进课程教学质量的提高和实验室的建设和发展。今后的实验教学中还应进一步探讨研究教学模式，完善实验课的教学内容，更多的关注学生的能力培养，不断地提高现代通信技术实验课的教学质量。
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