導(dǎo)語：通信原理課程實驗教學(xué)模式研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

通信原理是普通專業(yè)中連接專業(yè)課和基礎(chǔ)課的重要部分，主要將基礎(chǔ)理論應(yīng)用到實際中。通信原理屬于電子信息中不可替代的核心理論課程。它對于學(xué)生的綜合應(yīng)用能力以及通信理論分析能力的培養(yǎng)起著不可替代的作用。由于通信原理相應(yīng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)比較復(fù)雜，理論性強，大多數(shù)原理概念十分籠統(tǒng)。為了使原本抽象的概念形象化，教師在理論教學(xué)時，必須以合理有效的方式代入實驗環(huán)節(jié)。只有如此，學(xué)生才能更好地掌握理論，提升他們的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力。

一、通信原理課程實驗教學(xué)中的不足

1.實驗箱教學(xué)。實驗箱教學(xué)是現(xiàn)階段通信原理課程中最常采用的一種實驗教學(xué)模式。這種實驗方式操作簡易，直觀形象地讓學(xué)生觀察到實驗結(jié)果，對于理論有著更深的理解。實驗操作時，學(xué)生只需要按照相關(guān)知識找到電路板模板，進行電路連接以及撥動開關(guān)即可。這種實驗簡單不復(fù)雜，能夠直觀地觀察結(jié)果數(shù)據(jù)，提升學(xué)生對理論知識的掌握。不過，對于學(xué)生的創(chuàng)新能力以及動手能力的培養(yǎng)，實驗箱模式發(fā)揮的作用并不理想。首先，學(xué)生經(jīng)常不做電路分析，也不思考實驗原理，僅僅是按部就班地進行電路板的連接，在測試點查看數(shù)據(jù)，更有甚者可能連對錯都無法判斷。實驗結(jié)束后，實驗報告基本完全一致，因為都是按照實驗指導(dǎo)書上的步驟做成實驗結(jié)果報告。另外，該種實驗缺乏一定的復(fù)雜性，動手操作太少，通過幾次實驗，一般學(xué)生不會對這種觀察波形的實驗有熱情，學(xué)習(xí)主動性減弱，而對通信原理知識的掌握同樣也不具效果。2.計算機仿真實驗教學(xué)模式。一般來說，為了滿足實驗教學(xué)需要，以往采用試驗箱教學(xué)模式，學(xué)校至少需要20套設(shè)備才能滿足學(xué)生的實驗課程。一套設(shè)備主要包含通信原理綜合實驗箱、萬用表以及示波器和函數(shù)信號發(fā)生器等，價格昂貴?？傮w來說，仿真實驗是一個具有多項優(yōu)勢的教學(xué)模式，不僅解決成本經(jīng)費問題，而且開設(shè)簡單方便。Matlab的SIMULINK仿真平臺和SystemView軟件，是通信原理課程實驗運用的兩種仿真軟件。SystemView軟件在實行系統(tǒng)設(shè)計時，僅僅只要從配置的圖符中調(diào)出相關(guān)圖符，并執(zhí)行多個圖符間的參數(shù)設(shè)置以及連接，便可得出相關(guān)結(jié)果。Matlab的SIMULINK仿真平臺能夠進行交互動態(tài)仿真，通過模塊框圖設(shè)計出仿真模型，操作方便，不用設(shè)計模塊中的硬件和軟件，仿真結(jié)果直觀形象。計算機仿真教學(xué)模式類似實驗箱模式，雖然仿真實驗教學(xué)開設(shè)較為方便，能夠在多媒體教學(xué)中進行講授以及讓學(xué)生在課后進行練習(xí)，對于學(xué)生掌握理論知識確實有幫助。不過，它僅僅只是為學(xué)生給予直觀波形顯示，對通信系統(tǒng)的模塊組成有一個充分了解，但學(xué)生對于模塊功能是怎樣實現(xiàn)的并不了解，這就對學(xué)生的能力提升有所限制。

二、通信原理三級實驗教學(xué)模式

結(jié)合筆者多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，以及通信原理實驗教學(xué)中存在的不足，總結(jié)出一套逐步提升的實驗教學(xué)模式，分別為驗證型實驗教學(xué)模式、仿真實現(xiàn)型實驗教學(xué)模式以及綜合設(shè)計型實驗?zāi)Ｊ健?.驗證型實驗教學(xué)。讓學(xué)生充分了解各通信系統(tǒng)的模塊組成和各模塊處理后通信信號波形的改變，是驗證型實驗教學(xué)的主要目的，與此同時，還能夠讓學(xué)證型實驗?zāi)軌蛲ㄟ^運用傳統(tǒng)試驗箱進行。本文以SIMULINK平臺為例，通過模塊庫查找到需要的DS-BAM調(diào)制模塊、DSBAM解調(diào)模塊和波形顯示模塊以及信號發(fā)生器、高斯信道模塊，最后進行模塊參數(shù)設(shè)置連接。但因?qū)嶒灂r間受到限制，為了能夠讓學(xué)生多做一些較為典型的通信系統(tǒng)，可以將本實驗分為課程實驗、課堂演示、課后實驗三部分。2.仿真實現(xiàn)型實驗教學(xué)。由于學(xué)生對模塊結(jié)構(gòu)的理解和掌握不夠，初級驗證型實驗只能對理論知識進行簡單演示，所以不能讓學(xué)生對理論知識有一個足夠的理解。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生獨立實現(xiàn)模塊功能，從仿真軟件模塊中分離，不僅可以提升對專業(yè)理論的掌握，也能提升算法技巧，建立良好的綜合設(shè)計實驗基礎(chǔ)。例如，采用已調(diào)信號以及高斯噪聲信號的加法實現(xiàn)高斯信道模塊；DSBAM調(diào)制模塊主要探求載波信號與調(diào)制信號的乘積運算；DSBAM解調(diào)模塊還要設(shè)計低通濾波器對乘積信號進行低通濾波處理。因此，從上述內(nèi)容能夠得出，要想有針對性地設(shè)計出仿真性算法，需要熟悉掌握DSBAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的原理。另外，根據(jù)提出的驗證型實驗，非常方便地確認波形結(jié)果。顯而易見，這種實驗方法能夠讓學(xué)生對通信原理的理論知識有一個更深的理解。3.綜合設(shè)計型實驗教學(xué)。EDA技術(shù)屬于現(xiàn)代電子設(shè)計的重要核心技術(shù)，一般來說，學(xué)習(xí)通信原理課程之前，學(xué)生就已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)的EDA技術(shù)課程。EDA技術(shù)主要以EDA軟件工具為開發(fā)環(huán)境，采用可編程器件作為實驗載體，從而達到自動邏輯編譯、邏輯綜合以及布局布線和邏輯優(yōu)化等目的。此外，ASIC和SOC芯片是基于電子系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)。因此，在綜合設(shè)計型實驗中采用EDA技術(shù)，是對學(xué)生培養(yǎng)硬件以及軟件全方面能力的有效途徑。例如，較為簡易的振幅鍵控（ASK）解調(diào)系統(tǒng)。解調(diào)器主要包含計數(shù)器和判決器以及分頻器、寄存器等。寄存器指的是將數(shù)字ASK信號送到寄存器。分頻器主要是將時鐘信號分頻處理，獲取和發(fā)端數(shù)字載波一樣的載波信號。計數(shù)器主要是將分頻器輸出的信號當作時鐘信號，隨后對ASK載波個數(shù)進行計數(shù)，M值大于3時輸出1，反之輸出0。判決器主要是對計數(shù)器輸出信號給予采樣判定，輸出基帶信號。按照以上進行語言編程，編譯以及時序仿真之后，下載到FPGA目標器件上，達到硬件設(shè)計的目的。綜合設(shè)計型實驗的重點是以課程設(shè)計模式進行的，也能以科技創(chuàng)新活動的方式進行。學(xué)生能夠有足夠的時間查找信息，演示設(shè)計方案并對結(jié)果進行驗證，有效提高學(xué)生分析以及解決問題的能力，為學(xué)生在往后的工作中打下良好的實踐基礎(chǔ)。

三、三級實驗?zāi)Ｊ浇虒W(xué)成效

近年來，筆者根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，并考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及理論教學(xué)需求，逐漸調(diào)整各級實驗項目，并得到不錯的效果。第一，提高學(xué)生對通信原理課程的學(xué)習(xí)積極性，不及格概率慢慢降低。第二，對電子通信系統(tǒng)設(shè)計中的興趣有了顯著提高，參與電子設(shè)計大賽的人隨之增加，成績也十分理想。第三，通信專業(yè)的考研學(xué)生漸漸提升，以通信系統(tǒng)設(shè)計為方向的畢業(yè)論文有顯著提高。

四、結(jié)語

以上三級實驗教學(xué)模式，對通信系統(tǒng)的設(shè)計從簡單到復(fù)雜，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生克服困難，同時讓學(xué)生更深入地掌握理解通信原理的理論知識，為以后的課程和工作打下扎實基礎(chǔ)。

參考文獻：

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作者:楊丞 單位:長沙學(xué)院