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關(guān)鍵詞：高頻電子線(xiàn)路；教學(xué)模式；教學(xué)方法

高頻電子線(xiàn)路課程是通信工程、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和主干課程，作為很多專(zhuān)業(yè)課程的前續(xù)課程，在專(zhuān)業(yè)課程體系中占有重要地位。通過(guò)對(duì)高頻電子線(xiàn)路課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握高頻電路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型電路，并且能較深刻地理解非線(xiàn)性電路的分析方法及特點(diǎn)，進(jìn)而初步建立起信息傳輸系統(tǒng)的整體概念。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行基本電路的分析與設(shè)計(jì)，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。高頻電子線(xiàn)路作為一門(mén)集理論性、工程性和實(shí)踐性于一體的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，具有概念抽象、內(nèi)容多、知識(shí)結(jié)構(gòu)體系繁雜的特點(diǎn)，是一門(mén)學(xué)生普遍反映比較“難學(xué)”的課程。采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教學(xué)效果往往不夠理想。如何合理利用教學(xué)資源，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握高頻電路的基本概念、原理和分析方法，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力，是本課程在教學(xué)過(guò)程中亟待解決的難題。

1 教學(xué)模式改革遵循的基本原則

1.1 一條主線(xiàn)

在高頻電子線(xiàn)路課程授課過(guò)程中應(yīng)以無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)及其單元電路原理及功能應(yīng)用為主線(xiàn)。首先介紹無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基本組成和功能電路的工作原理，之后分章節(jié)詳盡講解各單元功能電路的工作原理以及實(shí)現(xiàn)的功能。在講解各單元電路時(shí)，應(yīng)關(guān)注其在整個(gè)系統(tǒng)中的作用以及對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響。最后，在了解各單元功能電路工作原理的基礎(chǔ)上，再次將其統(tǒng)一為完整的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，并對(duì)各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生建立完整的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和單元功能電路原理與設(shè)計(jì)的基本概念。

1.2 五個(gè)環(huán)節(jié)

目前，我院高頻電子線(xiàn)路課程整體教學(xué)過(guò)程由理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課外培養(yǎng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)五個(gè)環(huán)節(jié)組成。根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)特點(diǎn)、教學(xué)方式及學(xué)時(shí)安排的不同，有目的地將高頻電子線(xiàn)路課程的基本概念、基本原理、實(shí)踐技能、實(shí)驗(yàn)方法、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)電路能力的培養(yǎng)融入到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)學(xué)生“以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)”，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神及掌握基礎(chǔ)理論和基本實(shí)驗(yàn)的技能，進(jìn)而獲得終身學(xué)習(xí)和自主發(fā)展的能力。

1.3 兩種能力

在高頻電子線(xiàn)路課程教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。在課程考核方面，考核體系主要由兩部分組成：理論考核環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)。整個(gè)考核體系要突出對(duì)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)和考察。在課外實(shí)踐方面，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，利用課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)有目的地對(duì)學(xué)生進(jìn)行“兩種能力”的培訓(xùn)和鍛煉，鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)去完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

本課程從無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)整體的概念出發(fā)，逐步深入地介紹無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的各部分功能電路；以通信電路的“功能”為基點(diǎn)，從信號(hào)傳輸與電路實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，分析各個(gè)通信功能電路，從理論上講解組成各個(gè)通信功能電路的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，使學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)功能電路在信息傳輸系統(tǒng)中的作用，增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)各部分內(nèi)在關(guān)系的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2 對(duì)課程教學(xué)方法改革的幾點(diǎn)想法

2.1 換位思考法

教師在備課過(guò)程中不單要考慮如何“教”，也要考慮學(xué)生如何“學(xué)”，根據(jù)學(xué)生如何更好的“學(xué)”來(lái)設(shè)計(jì)如何更好的“教”。即教師換位為學(xué)生的角色，從學(xué)生“學(xué)”的角度出發(fā)，依據(jù)學(xué)生所具備的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力，感受和分析學(xué)生的“困惑”和“疑難雜癥”，考慮講解的技巧，尋找最佳的切入點(diǎn)和突破口，攻克知識(shí)難點(diǎn)，使學(xué)生更好地理解知識(shí)要點(diǎn)，在較短時(shí)間內(nèi)收到最佳的教學(xué)效果。

2.2 目標(biāo)清晰法

在授課時(shí)，首先通過(guò)介紹相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用背景，讓學(xué)生明確“學(xué)習(xí)目標(biāo)和目的”，明白“為什么要學(xué)”以及“在哪里可以用”等問(wèn)題。一方面有利于學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解，另一方面有利于學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)建立直觀(guān)的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 啟發(fā)式教學(xué)法

學(xué)生的思維是從問(wèn)題開(kāi)始的，為了寬其心、扣其情、啟其智，將教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，用疑問(wèn)的形式巧妙合理地提出來(lái)，從而啟發(fā)學(xué)生思考、引導(dǎo)學(xué)生的思維、激活學(xué)生的求知欲，使其從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體作用。同時(shí)，也使教師直接了解學(xué)生理解和掌握問(wèn)題的深淺程度，使教師在教學(xué)過(guò)程中的指導(dǎo)作用得到較好的發(fā)揮，增強(qiáng)了教與學(xué)的互動(dòng)。

2.4 理論實(shí)踐結(jié)合法

課堂上講授課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，課下設(shè)計(jì)與此配套的實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)加深對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生“活學(xué)活用”的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力；同時(shí)把所授課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)成幾個(gè)具體的項(xiàng)目，使學(xué)生在完成這些項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，既學(xué)會(huì)了相關(guān)的理論知識(shí)和技能，又鍛煉和培養(yǎng)了各種能力，有利于學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后工作發(fā)展的需要。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張肅文.高頻電子線(xiàn)路（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

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［關(guān)鍵詞］工程碩士通信基礎(chǔ)教學(xué)改革

［中圖分類(lèi)號(hào)］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2013）08-0049-03

隨著現(xiàn)代科技與社會(huì)的快速發(fā)展，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，具有較強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題能力的工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生日益引起廣泛的關(guān)注。近年來(lái)，我們針對(duì)工程碩士特點(diǎn)，總結(jié)歷年來(lái)工程碩士教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，緊密?chē)@通信基礎(chǔ)與通信應(yīng)用主題，在工程碩士基礎(chǔ)課程教學(xué)中進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，采用新的教學(xué)理念，綜合通信專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)并加以融合，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的改革，以提升教學(xué)效果。現(xiàn)就該課程的基本情況和所進(jìn)行的教改實(shí)踐加以介紹。

一、課程教學(xué)目標(biāo)的定位

結(jié)合高層次應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)員任職需要，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選定。通信基礎(chǔ)知識(shí)課程的設(shè)定是面向應(yīng)用型工程碩士的，學(xué)員一般是來(lái)自不同單位的在職軍官或武警，除了少部分曾經(jīng)是通信相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)外，大部分學(xué)員以前沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)通信知識(shí)。他們學(xué)習(xí)的目的是為了掌握通信基礎(chǔ)知識(shí)，掌握通信基本技能，能夠很好地在現(xiàn)有崗位上發(fā)揮作用。結(jié)合工程碩士的這些特點(diǎn)和需求，我們認(rèn)為通信基礎(chǔ)課程的建設(shè)目標(biāo)是立足于工程碩士的培養(yǎng)，緊密結(jié)合軍隊(duì)信息化建設(shè)的需要，以“完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高思維能力、強(qiáng)化實(shí)踐培養(yǎng)”為原則，優(yōu)化課程體系、改革教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)建設(shè)示范性教學(xué)案例，加強(qiáng)研究型教學(xué)模式改革。

二、課程教學(xué)內(nèi)容的改革

依據(jù)課程教學(xué)的目標(biāo)，我們?cè)谡n程教學(xué)的開(kāi)展中，以“通信基礎(chǔ)理論內(nèi)容為根本，注重理論與實(shí)際相結(jié)合，結(jié)合現(xiàn)代通信實(shí)際，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力”為原則，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一些改革。課程內(nèi)容調(diào)整主要包括通信原理基礎(chǔ)知識(shí)的壓縮與凝練，加入無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)與典型現(xiàn)代通信系統(tǒng)內(nèi)容。課程內(nèi)容可劃分為三個(gè)主要模塊，分別是通信原理基礎(chǔ)模塊、基本傳輸方式與信道模塊、軍事通信概述模塊。

通信原理基礎(chǔ)模塊介紹通信相關(guān)的基本概念、基本技術(shù)，主要包括通信的概念、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、信源編碼和信道編碼技術(shù)、數(shù)字復(fù)接及同步技術(shù)等?；緜鬏敺绞脚c信道模塊介紹信道相關(guān)的基本概念，現(xiàn)代通信系統(tǒng)中典型的傳輸方式及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，主要包括數(shù)字信號(hào)傳輸損傷及指標(biāo)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、有線(xiàn)傳輸技術(shù)、交換的基本原理及作用等。軍事通信概述模塊介紹軍事通信的一些基本概念，軍事通信系統(tǒng)的整體組成及主要通信手段及特點(diǎn)等。

除了課程整體內(nèi)容的調(diào)整，在課程教學(xué)過(guò)程中，我們對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的講授以寬面淺出為原則。例如弱化模擬通信內(nèi)容，將當(dāng)前數(shù)字通信中的一些主要理論、主要技術(shù)以及近些年發(fā)展的新技術(shù)引入其中，如補(bǔ)充信號(hào)的頻譜、系統(tǒng)的頻域響應(yīng)、傅里葉變換、濾波器基礎(chǔ)理論等。課程講述中盡量減少公式推導(dǎo)等內(nèi)容，側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理、基本功能、面向應(yīng)用等方面。

三、課程教學(xué)方法的改革

課程教學(xué)方法改革的目標(biāo)為改變傳統(tǒng)的“連續(xù)式、注入式”被動(dòng)教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?zhuān)題式、啟發(fā)式、討論式、研究式”的能力與素質(zhì)培養(yǎng)的主動(dòng)教學(xué)方式，配合新的教學(xué)手段，提升學(xué)生參與課堂的積極性，增強(qiáng)課堂教學(xué)的效果，達(dá)到知識(shí)的“融會(huì)貫通”。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)我們采取了多種改革措施，主要有以下幾方面。

一是充分利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等現(xiàn)代化教學(xué)手段。為提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)理解程度，我們精心制作了一套表現(xiàn)生動(dòng)的多媒體電子課件。該課件的特點(diǎn)是生動(dòng)、全面、重點(diǎn)突出。電子課件中有大量的動(dòng)畫(huà)，將一些不易理解的內(nèi)容用生動(dòng)形象的形式表現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)員易于理解。例如在數(shù)字調(diào)制中對(duì)MSK的講解，僅僅一頁(yè)講述支路波形的課件就有56個(gè)動(dòng)畫(huà)組成，將一個(gè)難點(diǎn)生動(dòng)地表現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生反映效果很好。無(wú)線(xiàn)通信課程建設(shè)了完善的課程網(wǎng)站，以促進(jìn)教員與學(xué)生之間的交流。課程網(wǎng)站內(nèi)容豐富，學(xué)員可以從中了解課程介紹、實(shí)現(xiàn)課程討論、下載電子課件（內(nèi)含講義）、下載教輔資料等。同時(shí)網(wǎng)站是很好的交流平臺(tái)，教員的作業(yè)，討論問(wèn)題，與學(xué)員的交流均可以在此完成。

二是探索具有通信工程特色的案例教學(xué)模式，將基礎(chǔ)知識(shí)與典型案例有機(jī)結(jié)合。知識(shí)點(diǎn)的講授與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，使學(xué)生能更直觀(guān)地理解相關(guān)概念并掌握技能。例如在自由空間傳播模型的講授中，討論室內(nèi)小型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的建立問(wèn)題；在地面反射模型的講授中，討論岸邊基站與海面船只的通信問(wèn)題；在無(wú)線(xiàn)通信中的組網(wǎng)技術(shù)中，諸如多址接入，多信道共用，阻塞率，區(qū)域覆蓋，頻率復(fù)用，小區(qū)制中的干擾，擴(kuò)大系統(tǒng)容量等問(wèn)題，均與移動(dòng)蜂窩網(wǎng)中的實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合。

教學(xué)模式采用選擇典型通信系統(tǒng)或典型應(yīng)用為案例，輔助以一定量的MATLAB演示驗(yàn)證，并結(jié)合相應(yīng)的思考題加以討論，引導(dǎo)學(xué)生自主深入地探討問(wèn)題，加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)的理解。例如講解蜂窩無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)時(shí)，以現(xiàn)有的GSM蜂窩通信網(wǎng)為例，講解無(wú)線(xiàn)通信特點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)特點(diǎn)、多址通信等知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考解決相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。又如剖析一個(gè)實(shí)際通信設(shè)備（通信電臺(tái)），就其內(nèi)部各個(gè)功能模塊進(jìn)行講解，講解其原理，剖析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引發(fā)這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用以及改進(jìn)的討論。

三是加強(qiáng)研討型教學(xué)模式改革，引導(dǎo)學(xué)員就實(shí)際工作中的問(wèn)題進(jìn)行討論。主要采用兩種模式，一種是結(jié)合課程教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)員提出的與實(shí)際相關(guān)的問(wèn)題，進(jìn)行研討型教學(xué)。本門(mén)課對(duì)于從事通信工作的同志有很強(qiáng)的實(shí)踐性，針對(duì)他們提出的實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)給予解答，既幫助學(xué)員理論與實(shí)際結(jié)合解決問(wèn)題，又活躍了課堂氣氛，開(kāi)闊視野，同時(shí)還有助于拉近書(shū)本與設(shè)備之間的距離。除了通信技術(shù)問(wèn)題，還有例如通信裝備現(xiàn)狀討論，光纖通信網(wǎng)情況討論，內(nèi)部信息化網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問(wèn)題討論等。另一種是將通信領(lǐng)域的科研成果引入教學(xué)內(nèi)容改革，適當(dāng)結(jié)合典型系統(tǒng)的案例，進(jìn)行研討型教學(xué)。

四是優(yōu)化考核方式，建立以衡量對(duì)知識(shí)的理解、運(yùn)用能力和綜合素質(zhì)為依據(jù)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。引入課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，增加理論和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。課程設(shè)計(jì)在課程考核中的比重占30%。依托“十一五”重點(diǎn)項(xiàng)目通信工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，同時(shí)也方便學(xué)員將自己的創(chuàng)新性想法在試驗(yàn)平臺(tái)中加以驗(yàn)證。

五是堅(jiān)持結(jié)合高水平的科研課題進(jìn)行高層次人才培養(yǎng)，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)。本專(zhuān)業(yè)跨信息與通信工程及軍事通信學(xué)兩個(gè)二級(jí)學(xué)科，人才培養(yǎng)上強(qiáng)調(diào)在科學(xué)研究中既充分重視基礎(chǔ)科學(xué)，又以現(xiàn)代通信關(guān)鍵技術(shù)研究為核心，著力培養(yǎng)現(xiàn)代通信領(lǐng)域的高級(jí)工程技術(shù)人才和以工程技術(shù)為背景的管理指揮人才。

本專(zhuān)業(yè)承擔(dān)的科研任務(wù)緊密結(jié)合信息化建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)研究和新領(lǐng)域的發(fā)展需求，一般具有指標(biāo)高、難度大、實(shí)用性強(qiáng)、工程性要求嚴(yán)格以及系統(tǒng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。在課程教學(xué)中，教員往往結(jié)合知識(shí)點(diǎn)引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)員參與科研項(xiàng)目，在實(shí)踐中得到鍛煉，使畢業(yè)學(xué)員的綜合素質(zhì)得以提高。在這些可選的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，我們鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀(guān)點(diǎn)，充分進(jìn)行討論，驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)，提供相應(yīng)的條件讓學(xué)員將想法付諸實(shí)現(xiàn)，每一個(gè)真正完成這一過(guò)程的學(xué)員，其能力都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

除了課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，無(wú)線(xiàn)通信系列的研究生課程在課堂授課中還會(huì)不定期邀請(qǐng)科研課題的主要負(fù)責(zé)人及專(zhuān)家教授進(jìn)行專(zhuān)題講學(xué)，提供相關(guān)的學(xué)術(shù)講座信息鼓勵(lì)學(xué)生參加，揭開(kāi)科學(xué)研究的面紗，鼓勵(lì)學(xué)員積極參與進(jìn)去。

六是堅(jiān)持學(xué)術(shù)創(chuàng)新，注重教員教學(xué)水平的提高，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)整體水平。通信信息技術(shù)快速發(fā)展，各種新技術(shù)和概念不斷涌現(xiàn)，給學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)工作帶來(lái)了巨大的壓力。如何變壓力為動(dòng)力，解決課時(shí)有限而需掌握的知識(shí)飛速增長(zhǎng)的矛盾，是現(xiàn)代通信專(zhuān)業(yè)教育中面臨的問(wèn)題。本團(tuán)隊(duì)建設(shè)的一個(gè)目標(biāo)就是改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，重建科學(xué)合理的專(zhuān)業(yè)課程體系，梳理教學(xué)理念，研究專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的新方法，以培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)其潛質(zhì)為目的，充分發(fā)揮其學(xué)習(xí)能動(dòng)性，讓學(xué)生有效利用課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)，真正體會(huì)通信技術(shù)對(duì)社會(huì)、對(duì)人類(lèi)的重大影響，并學(xué)會(huì)合理地運(yùn)用其為社會(huì)服務(wù)。

在教學(xué)水平的提高方面，對(duì)師資隊(duì)伍進(jìn)行嚴(yán)格的教學(xué)崗位培訓(xùn)，突出知識(shí)創(chuàng)新和知識(shí)傳授在師資隊(duì)伍上的融合，形成一支善于把握通信工程專(zhuān)業(yè)教育規(guī)律、在基礎(chǔ)研究方面成績(jī)突出的教師隊(duì)伍。大力開(kāi)展教學(xué)研究和教學(xué)改革，鼓勵(lì)基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新研究，堅(jiān)持教學(xué)科研相結(jié)合，積極探索通識(shí)教育、新生研討課和專(zhuān)題研討課等教學(xué)新模式、為拔尖人才培養(yǎng)提供有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。

除了上述方法，我們還制定科學(xué)合理的課程計(jì)劃，安排討論、觀(guān)摩教學(xué)等活動(dòng)。建立方便通暢的師生溝通渠道，傾聽(tīng)同學(xué)們對(duì)教學(xué)的意見(jiàn)，并且在教學(xué)組內(nèi)互相溝通，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，并保證教學(xué)的一致性。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，針對(duì)工程碩士通信基礎(chǔ)課程建設(shè)的教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，在今后的教學(xué)中要打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，更新觀(guān)念，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，積極探索新的教學(xué)方法，不斷依據(jù)教學(xué)效果進(jìn)行反饋調(diào)整，以取得更好的效果。

［參考文獻(xiàn)］

［1］國(guó)防科技大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)研究生一流課程體系建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃任務(wù)書(shū)［Z］.2013.

［2］國(guó)防科技大學(xué)研究生重點(diǎn)課程建設(shè)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告［R］.2010.

篇3

關(guān)鍵詞：通信原理；開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

通信原理實(shí)驗(yàn)是通信原理理論課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是通過(guò)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在通信原理理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深對(duì)通信原理基本概念的理解和基本理論的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。但是我校通信原理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直存在著內(nèi)容偏少、教學(xué)手段落后等問(wèn)題。因此我們對(duì)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了以下幾方面探索改革：

一、教學(xué)內(nèi)容探索改革

通信原理理論課理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，抽象概念多，同時(shí)要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本原理，特別是數(shù)字通信的基本理論；牢固掌握通信系統(tǒng)的原理圖及各系統(tǒng)輸入、輸出信號(hào)間的關(guān)系，因此理論課方面要提高講課質(zhì)量，同時(shí)需要相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)配合，并不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生加深對(duì)理論課程內(nèi)容的理解和掌握，但是，以前我們實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，只有五個(gè)：（PAM）抽樣定理與脈沖調(diào)幅實(shí)驗(yàn)、（PSK）移相鍵控實(shí)驗(yàn)、（FSK）移頻鍵控實(shí)驗(yàn)、（PCM）編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、循環(huán)碼編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，不能滿(mǎn)足教學(xué)大綱的要求。于是，我們更新采用新型的“現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，調(diào)整充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，新增加充實(shí)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目十個(gè)：振幅調(diào)制傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、單邊帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)、雙邊帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)、頻率調(diào)制傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、QPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、π/4DQPSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、MSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、GMSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、、16QAM傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和CDMA傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。為提高學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握常用通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，再新增加二次開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目七個(gè)：可變分頻器實(shí)驗(yàn)、m序列產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)、噪聲信號(hào)的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)、復(fù)接實(shí)驗(yàn)、幀同步實(shí)驗(yàn)、CMI編譯碼實(shí)驗(yàn)、CMDA擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)等。這樣可使實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容更好地結(jié)合起來(lái)，為提高教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造條件。教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整改革在精、用、新三個(gè)方面進(jìn)行：

1.精，就是在實(shí)驗(yàn)中用精選的理論知識(shí)作指導(dǎo)，在講清實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，以定性分析為主，輔以必要的定量計(jì)算。例如：在PCM實(shí)驗(yàn)中，只要求學(xué)生了解PCM編譯碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理，而重點(diǎn)是能定性分析和熟悉它的邏輯功能、電路外引腳的使用，以及掌握怎樣用PCM編譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖編碼調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，并能在一定信噪比下，其動(dòng)態(tài)范圍滿(mǎn)足CCITT建議的樣板值要求。

2.用，教學(xué)注重學(xué)生實(shí)踐中能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，例如：在PCM實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，可以帶領(lǐng)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)一個(gè)小型程控交換機(jī)系統(tǒng)，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉脈沖編碼調(diào)制解調(diào)電路原理，同時(shí)還可學(xué)到程控交換技術(shù)的原理，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，豐富和發(fā)展專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。

3.新，通信技術(shù)日新月異，通信系統(tǒng)不斷趨向于數(shù)字化、智能化、大規(guī)模集成化。通信原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)盡可能跟上通信技術(shù)的發(fā)展，引入新的知識(shí)點(diǎn)。例如，我們采用的新型“現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”不僅涵蓋了通信原理的主要知識(shí)點(diǎn)，而且引入了新的通信技術(shù)（數(shù)字信號(hào)處理DSP技術(shù)FPGA技術(shù)等），該系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)是：（1）采用軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中FSK、BOSK、DBPSK調(diào)制解調(diào)器采用同一硬件平臺(tái)（DPS+FPA），易使學(xué)生牢固建立軟件無(wú)線(xiàn)電的概念。（2）該系統(tǒng)中用數(shù)字門(mén)電路實(shí)現(xiàn)全數(shù)字鎖相環(huán)，通過(guò)與模擬鎖相環(huán)各項(xiàng)指標(biāo)比較，使學(xué)生加深數(shù)字鎖相環(huán)的概念、性能指標(biāo)和使用場(chǎng)合。引入新內(nèi)容，有助于突出學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生在通信技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域中的創(chuàng)新精神。

二、教學(xué)方法改革

以前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以驗(yàn)證為主，實(shí)驗(yàn)手段較為單調(diào)，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)積極性不高，為此，我們對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了以下改革：

（一）學(xué)生為主體仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，在以現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增加仿真實(shí)驗(yàn)。因?yàn)榉抡孳浖梢苑奖恪⒅庇^(guān)、形象地構(gòu)建通信系統(tǒng)，提供豐富的部件資源，強(qiáng)大的分析功能，可對(duì)硬件開(kāi)發(fā)提供方案論證和實(shí)踐指導(dǎo)。仿真實(shí)驗(yàn)主要以學(xué)生自行設(shè)計(jì)為主，學(xué)生可以任意改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)，甚至可以根據(jù)需求改變功能模塊及其連接，進(jìn)行各種環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)，可以作為考查學(xué)生動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力的重要手段。

（二）問(wèn)題探索教學(xué)法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不但要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)教師還設(shè)計(jì)提出思考問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極討論、分析和提出解決問(wèn)題的方案，并最終解決問(wèn)題。例如：在做FSK實(shí)驗(yàn)時(shí)，正常情況下，發(fā)送基帶數(shù)字信號(hào)的速率為500bps，傳號(hào)載波頻率為22KHz，空號(hào)載波頻率為9KHz，這時(shí)可解調(diào)還原發(fā)送的基帶數(shù)字信號(hào)。但傳號(hào)和空號(hào)載波頻率不變時(shí)，發(fā)送基帶數(shù)字信號(hào)的速率改為32Kbps后，會(huì)出現(xiàn)什么情況？讓學(xué)生討論、分析，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)去證明，得出結(jié)論是：發(fā)送基帶數(shù)字信號(hào)的速率大于載波頻率時(shí)，不能正確解調(diào)基帶數(shù)字信號(hào)，解調(diào)端出現(xiàn)亂碼。

（三）歸納總結(jié)教學(xué)法

把實(shí)驗(yàn)中的重要概念、基本原理進(jìn)行歸納總結(jié)，并作出結(jié)論教給學(xué)生，以利學(xué)生掌握和應(yīng)用。例如：在循環(huán)碼編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，歸納總結(jié)編碼規(guī)則為三步：1．用xn-k乘以信息多項(xiàng)式m(x)；2．用生成多項(xiàng)式g(x)除xn-km(x)，得到余式r1(x)；3．把余式r1(x)的系數(shù)作為監(jiān)督元附加在m(x)的后面，就得到一個(gè)能被g(x)除盡的發(fā)送碼c(x)。歸納總結(jié)譯碼規(guī)則為三步：1．用接收碼R（x）除以生成多項(xiàng)式g(x)，得到余式r2(x)，當(dāng)r2(x)=0時(shí)，表示接收無(wú)錯(cuò)碼，否則有錯(cuò)碼；2．按余式r2(x)通過(guò)運(yùn)算得錯(cuò)誤圖樣E（x）; 3．從R（x）中減去E（x），可得到已糾正的原發(fā)送碼c(x)。

同時(shí)根據(jù)新的教學(xué)大綱要求，結(jié)合新型的“現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，我們改編有自己特色的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，提出了預(yù)習(xí)要求，扼要介紹了實(shí)驗(yàn)儀器及所用芯片工作原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和注意事項(xiàng)，以及實(shí)驗(yàn)討論思考題等。在教材改編時(shí)，注重分析系統(tǒng)電路原理，熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程，重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。如在改編FSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)時(shí)，其解調(diào)電路給出兩種，一種是鑒頻解調(diào)，另一種是過(guò)零解調(diào)，而指導(dǎo)書(shū)只對(duì)前一種解調(diào)方法的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，將后一種解調(diào)方法放在討論和思考上，然后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，按“由淺到深，由單元到系統(tǒng)”的原則改編實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生循序漸進(jìn)地完成各項(xiàng)通信原理實(shí)驗(yàn)。

三、增設(shè)開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一條行之有效的途徑，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索能力，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才。在老師指導(dǎo)下，學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，參加具體的課題或項(xiàng)目的研究，學(xué)生通過(guò)查找資料，對(duì)所研究開(kāi)發(fā)系統(tǒng)有一個(gè)較為準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔的描述，并提出自已所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)及與系統(tǒng)中其它模塊之間的連接關(guān)系、特征、輸入、輸出特性。合作設(shè)計(jì)出初步的設(shè)計(jì)方案，計(jì)算實(shí)驗(yàn)參數(shù)，充分利用仿真軟件對(duì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)仿真，根據(jù)仿真結(jié)果畫(huà)出PCB電路板圖，然后制作電路板，進(jìn)行元器件的焊接和硬件的調(diào)試以及相應(yīng)軟件的編寫(xiě)、系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)試，使系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并能能正常運(yùn)行。增設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)資源，同時(shí)學(xué)生可有更多機(jī)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)掌握科學(xué)研究的方法。

四、改革使實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平得到提高

（一）建立了較完整的教學(xué)體系

我們?cè)谠ㄐ旁碚n的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加了許多新的內(nèi)容，建立了較完整的教學(xué)體系。過(guò)去我們只能開(kāi)出五項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，而現(xiàn)在則能開(kāi)出二十二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，和開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容覆蓋面較廣，實(shí)驗(yàn)教師可根據(jù)專(zhuān)業(yè)要求和不同層次的學(xué)生布置必做、選做內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容更加符合實(shí)際需要。

（二）提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量

改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，教學(xué)效率和教學(xué)效果大大提高，現(xiàn)在用較少的學(xué)時(shí)就可完成較多實(shí)驗(yàn)。這樣，在基本不增加學(xué)時(shí)的前提下，可增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于新型的“現(xiàn)代通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”采用較多新器件與新技術(shù)，不僅使學(xué)生學(xué)到許多新的知識(shí)，而且對(duì)于提高分析和解決問(wèn)題的能力具有明顯的促進(jìn)作用。另外，該綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各實(shí)驗(yàn)?zāi)K除可單獨(dú)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)外，同時(shí)每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K可串入到不同的系統(tǒng)中去，構(gòu)成從信號(hào)輸入、編碼、調(diào)制、發(fā)送，到接收、解調(diào)、譯碼輸出等完整的綜合通信系統(tǒng)，系統(tǒng)概念強(qiáng)，使學(xué)生能充分了解各模塊在系統(tǒng)中發(fā)揮的作用和其性能變化對(duì)系統(tǒng)的影響。改革后教學(xué)實(shí)踐證明，能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]薛峰．淺談電子技術(shù)課程的優(yōu)化教學(xué)改革[J]．現(xiàn)代教育化，2001，(12)．

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篇4

關(guān)鍵詞 光纖通信；教學(xué)改革；OptiSystem仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2013）24-0104-02

1 引言

光纖通信課程是高等工科院校通信工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)必修課，其基本理論是某些交叉學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)，具有理論基礎(chǔ)深、知識(shí)更新快、理論與實(shí)際聯(lián)系緊密等特點(diǎn)。

隨著光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前在教學(xué)過(guò)程中暴露出一些問(wèn)題：1）現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備不生動(dòng)，僅是對(duì)基本原理的簡(jiǎn)單驗(yàn)證；2）光纖通信設(shè)備價(jià)格昂貴，引進(jìn)或建設(shè)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室難度較大；3）專(zhuān)業(yè)課知識(shí)更新速度快，課本及現(xiàn)有設(shè)備難于反映最新的發(fā)展成果；4）學(xué)生難于驗(yàn)證、實(shí)踐對(duì)知識(shí)的構(gòu)想。

基于以上原因，本課程的教學(xué)改革立足于將OptiSystem仿真技術(shù)融入光纖通信的教學(xué)中。

2 理論教學(xué)探索

光纖通信課程以培養(yǎng)和提高本科生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研能力為基本目標(biāo)。培養(yǎng)要求是：使學(xué)生較全面地掌握光纖通信的基本概念、基本理論和關(guān)鍵技術(shù)，理解和掌握光纖通信系統(tǒng)的性能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，了解現(xiàn)代光纖通信新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況。

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，該課程設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容包括：1）光纖傳輸理論；2）半導(dǎo)體光器件、光無(wú)源器件及光放大器的工作原理及特性；3）光端機(jī)的基本組成及各部件功能；4）光纖通信系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；5）光傳輸網(wǎng)及光纖通信新技術(shù)的基本原理及應(yīng)用。

光纖通信的整個(gè)理論教學(xué)體系中，很多定理都伴隨嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明和復(fù)雜的概念，并且很多概念比較抽象。比如：光在光纖中傳輸?shù)牟▌?dòng)光學(xué)理論，涉及電磁場(chǎng)與電磁波的知識(shí)，其公式推導(dǎo)繁瑣抽象，致使學(xué)生理解起來(lái)比較困難。針對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題，教師在備課時(shí)不僅需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，將重點(diǎn)、難點(diǎn)和抽象不容易理解的內(nèi)容提煉出來(lái)，而且要根據(jù)這些知識(shí)點(diǎn)的特征采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和教學(xué)手段，比如采用傳統(tǒng)黑板教學(xué)方式和技術(shù)相對(duì)成熟的多媒體教學(xué)方式相結(jié)合。實(shí)踐證明，這樣的教學(xué)方式已經(jīng)取得比較滿(mǎn)意的教學(xué)效果，并且在該課程組教師的共同努力下，與課程配套的多媒體網(wǎng)絡(luò)課件在中北大學(xué)及全國(guó)多媒體課件大賽上獲獎(jiǎng)。

為進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，在課堂教學(xué)中融入OptiSystem仿真技術(shù)。OptiSystem作為一款功能強(qiáng)大的光通信系統(tǒng)模擬軟件，提供從元件到系統(tǒng)水平在傳輸層光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和預(yù)研，同時(shí)呈現(xiàn)可視化的分析結(jié)果。如光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)“四波混頻FWM”，采用圖1所示仿真原理圖給學(xué)生講解，兩路光信號(hào)（波長(zhǎng)分別為1540 nm和1540.5 nm）經(jīng)過(guò)75千米單模光纖（SMF-28）傳輸，傳輸前后信號(hào)的光譜分別如圖2和圖3所示。圖3顯示，在1539.5 nm和1541 nm波長(zhǎng)處出現(xiàn)新的頻率成份，直觀(guān)地表達(dá)了四波混頻的概念：光纖中不同波長(zhǎng)的光波相互作用，導(dǎo)致在其他波長(zhǎng)上產(chǎn)生所謂混頻產(chǎn)物或邊帶的新光波的現(xiàn)象。

另外，光纖的自相位調(diào)制、互相位調(diào)制、拉曼散射等非線(xiàn)性效應(yīng)，摻鉺光纖放大器（EDFA）的增益平坦特性，波分復(fù)用系統(tǒng)等相對(duì)抽象難理解的知識(shí)點(diǎn)，也采用了演示仿真原理圖并對(duì)比波形的授課形式，具體程序不一一舉出。

課程結(jié)束后，調(diào)查顯示：絕大多數(shù)（83.26%）學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)中融入OptiSystem仿真做出了積極評(píng)價(jià)，一致反映利用仿真技術(shù)把抽象的問(wèn)題具體化，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從而優(yōu)化課堂教學(xué)效果。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。目前，中北大學(xué)開(kāi)設(shè)的光纖通信實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計(jì)型兩類(lèi)，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備僅能滿(mǎn)足固定功能的實(shí)驗(yàn)，不容易升級(jí)改進(jìn)，不能充分體現(xiàn)光纖通信的優(yōu)勢(shì)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，利用OptiSystem仿真平臺(tái)，增加了創(chuàng)新型仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（包括光發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)、光接收機(jī)設(shè)計(jì)、光纖色散特性及補(bǔ)償設(shè)計(jì)、EDFA增益優(yōu)化設(shè)計(jì)和40 G單模光纖的單信道傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)），逐步構(gòu)建“基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型”的分層次實(shí)踐教學(xué)體系。

創(chuàng)新型仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革在具體實(shí)施的過(guò)程中，要求學(xué)生根據(jù)題目的難易程度獨(dú)立或合作完成，并完成詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、選用模塊和參數(shù)設(shè)置的原因，仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析并得出結(jié)論等內(nèi)容。

關(guān)于仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改革已經(jīng)實(shí)施兩屆，通過(guò)和學(xué)生的交流以及對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示：

1）增設(shè)的創(chuàng)新型仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目吸引的學(xué)生數(shù)量逐年增加（09級(jí)學(xué)生比08級(jí)學(xué)生增加30%）；

2）學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，如何選用模塊并設(shè)置參數(shù)都與理論知識(shí)緊密結(jié)合，這樣促進(jìn)了理論與實(shí)踐的有效結(jié)合；

3）與硬件實(shí)驗(yàn)相比較，仿真過(guò)程更具體，仿真結(jié)果更生動(dòng)，實(shí)驗(yàn)效果得到明顯改善；

4）學(xué)生敢于驗(yàn)證自己的構(gòu)想，彌補(bǔ)了硬件設(shè)備的不足。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)積極實(shí)行教學(xué)改革，在光纖通信課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面都取得一定成效。課堂教學(xué)方面，由于一些抽象難理解的知識(shí)點(diǎn)融入了仿真演示，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，明顯改善了課堂教學(xué)效果；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，融入仿真技術(shù)后，不僅提高了學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，而且極大地促進(jìn)了光纖通信的基礎(chǔ)理論研究，為學(xué)生走向工作崗位前進(jìn)行工程素質(zhì)的培養(yǎng)提供了理想手段，還能有效節(jié)省教學(xué)投資費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1]駱文.《光纖通信》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010（6）：368-369.

[2]黃永清，顧畹儀，等.光纖通信課程的教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010（12）：12-13.

[3]楊祥林，等.光纖通信系統(tǒng)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

篇5

[摘要]本文介紹了MATLAB軟件中通信工具箱的兩種仿真方法，并重點(diǎn)闡述了在MATLAB／SIMULINK環(huán)境下對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)仿真的一般步驟和實(shí)現(xiàn)方法。最后通過(guò)教學(xué)范例和實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，MATLAB通信系統(tǒng)仿真模型能夠反映通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作情況，具有較強(qiáng)的演示性、可視性和實(shí)用性，是《通信原理》課程教學(xué)中強(qiáng)有力的輔助工具。

[關(guān)鍵詞]MATLAB SIMULINK 仿真 通信系統(tǒng)

一、引言

《通信原理》是通信及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是許多后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。其中很多基本概念、重要原理將貫穿整個(gè)通信專(zhuān)業(yè)的各門(mén)課程之中。然而，對(duì)于剛剛接觸通信專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，類(lèi)似于調(diào)制、解調(diào)、抽樣、量化、復(fù)用等概念及原理往往過(guò)于抽象，傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難高效的使學(xué)生從根本上理解這些概念、原理及過(guò)程。將MATLAB通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真演示應(yīng)用到《通信原理》的教學(xué)中，能夠較好的解決這個(gè)問(wèn)題。采用MATLAB對(duì)基本原理和方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真演示，能夠使復(fù)雜的計(jì)算簡(jiǎn)單化，抽象的理論具體化、直觀(guān)化，從而提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，在一定程度還上培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的能力。

MATLAB最初是Mathworks公司推出的一種數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，開(kāi)發(fā)了包括通信系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)工具箱，從而成為目前科學(xué)研究和工程應(yīng)用最流行的軟件包之一。MATLAB的動(dòng)態(tài)仿真軟件SIMLINK提供了可視化的系統(tǒng)仿真環(huán)境和多個(gè)模型庫(kù)，在模型庫(kù)中提供了豐富的功能模塊，采用模塊化設(shè)計(jì)，可以方便、靈活地建立通用性較強(qiáng)的通信仿真模型。

MATLAB通信工具箱是一套用于通信領(lǐng)域進(jìn)行理論研究、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、分析設(shè)計(jì)和仿真的專(zhuān)業(yè)化工具軟件包，主要由兩部分組成：通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫(kù)和SIMULINK通信系統(tǒng)仿真模型庫(kù)。下面分別從兩個(gè)方面介紹MATLAB通信系統(tǒng)仿真方法。

二、使用通信系統(tǒng)函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)仿真

MATLAB通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫(kù)[1]由70多個(gè)函數(shù)組成，每個(gè)函數(shù)又有多種選擇參數(shù)，函數(shù)功能覆蓋了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的各個(gè)方面。這些函數(shù)包括：信號(hào)源產(chǎn)生函數(shù)、信源編碼／解碼函數(shù)、調(diào)制／解調(diào)函數(shù)、濾波器函數(shù)、TDMA、FDMA、CDMA函數(shù)等。

現(xiàn)舉例說(shuō)明使用MATLAB函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)仿真。

例1、計(jì)算平均信息量[2]

（1）分析：

消息x中所包含的信息量I是消息發(fā)生的概率P（x）的函數(shù)，即：

（1）

信息量I的單位與對(duì)數(shù)的底數(shù)有關(guān)：

a=2 單位為比特（bit，簡(jiǎn)寫(xiě)為b）

a=e 單位為奈特（nat，簡(jiǎn)寫(xiě)為n）

a=10 單位為笛特（Det）

由n個(gè)符號(hào)組成的信息源的平均信息量H（x）為：

（2）

公式（1）、（2）本身較簡(jiǎn)單，學(xué)生要記憶也不困難，但是由于牽涉到對(duì)數(shù)運(yùn)算，而且對(duì)數(shù)的底數(shù)是可以變化的，因此增加了計(jì)算的難度。在此我們可以建立一個(gè)MATLAB的M文件，把復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程交給計(jì)算機(jī)來(lái)完成。

（2）參考代碼：

建立一個(gè)M文件保存為message.m

function r=message(x，n)

r=0;

for i=1:n

r=r-x(i)*log(x(i))/log(2);

end

disp('此離散信源的平均信息量為');

（3）運(yùn)行MATLAB的M文件求解平均信息量

當(dāng)需要求解一組符號(hào)的平均信息量時(shí)，只需要在MATLAB的命令窗口輸入該組符號(hào)出現(xiàn)的概率和符號(hào)個(gè)數(shù)就可方便快速的得出平均信息量。

例如，由4個(gè)符號(hào)組成的信息源，相應(yīng)的概率為 ，求平均信息量，只需要在MATLAB的命令窗口輸入：

message([ ]，4)

然后敲回車(chē)即可在窗口中顯示出計(jì)算結(jié)果：

“此離散信源的平均信息量為1.75”

在需要的地方靈活使用該M文件可以求出不同信號(hào)源的平均信息量，當(dāng)需要求解的符號(hào)數(shù)特別多、數(shù)字比較復(fù)雜時(shí)更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

三、基于MATLAB/SIMULINK的可視化動(dòng)態(tài)仿真

SIMULINK是MATLAB提供的圖形界面仿真工具，由一系列模型庫(kù)組成，包括Sources(信源模塊)、Sinks(顯示模塊)、Linear(線(xiàn)性環(huán)節(jié))、Connections(連接)、Blocksets＆Toolboxes(其他環(huán)節(jié))等。

在這里，整個(gè)通信系統(tǒng)的流程被慨括為：信號(hào)的產(chǎn)生與輸出、編碼與解碼、調(diào)制與解調(diào) 多址接入方式、濾波器以及傳輸介質(zhì)的模型。在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊中還包含有大量的子模塊，它們基本上覆蓋了目前通信系統(tǒng)中所應(yīng)用到的各種模塊型。根據(jù)所要仿真的通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(或數(shù)學(xué)表達(dá)式)，用戶(hù)只要從上述各個(gè)模型庫(kù)中找出所需的模塊，用鼠標(biāo)器拖到模型窗口中組合在一起，并設(shè)定好各個(gè)模塊參數(shù)，就可方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。從輸出模塊可實(shí)時(shí)看到仿真結(jié)果，如時(shí)域波形圖、頻譜圖等。每次仿真結(jié)束后還可以更改各參數(shù)，以便觀(guān)察仿真結(jié)果的變化情況。另外，對(duì)SIMULINK中沒(méi)有的模塊，可根據(jù)自己掌握的技術(shù)生成所需的子模塊，并且可以封裝和自定義模塊庫(kù)，以便隨時(shí)調(diào)用。

1、可視化動(dòng)態(tài)仿真的步驟[3]

1)建立數(shù)學(xué)模型：根據(jù)通信系統(tǒng)的基本原理，將整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，確定總的系統(tǒng)功能，并將各部分功能模塊化，找出各部分之間的關(guān)系，畫(huà)出系統(tǒng)流程框圖模型。

2)仿真系統(tǒng)：根據(jù)建立的模型，從SIMULINK 通信模型庫(kù)中，將所需要的單元功能模塊拷貝到Untitled窗口，按系統(tǒng)流程框圖模型連接，組建要仿真的通信系統(tǒng)模型。

3)設(shè)置、調(diào)整參數(shù)：參數(shù)設(shè)置包括運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置(如系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間、采樣速率等)和功能模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè)置(正弦信號(hào)的頻率、幅度、初相；低通濾波器的截至頻率、通帶增益、阻帶衰減等)。

4)設(shè)置觀(guān)察窗口，分析仿真數(shù)據(jù)和波形：在系統(tǒng)模型的關(guān)鍵點(diǎn)處設(shè)置觀(guān)測(cè)輸出模塊，用于觀(guān)測(cè)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便及時(shí)調(diào)整參數(shù)，分析結(jié)果。

5)生成新的模塊：對(duì)于Communication Toolbox中沒(méi)有的功能模塊，可以根據(jù)已掌握的技術(shù)生成所需新的子模塊，例如由C或Fortran編寫(xiě)MEX 文件，編譯成DLL后利用SIMULINK提供的封裝(Masking)功能封裝或自定義模塊庫(kù)，以便隨時(shí)調(diào)用。

2、可視化動(dòng)態(tài)仿真實(shí)現(xiàn)范例

例2、抽樣定理的仿真實(shí)現(xiàn)

抽樣定理的數(shù)學(xué)模型如圖1所示，可建立相應(yīng)SIMULINK仿真模型如圖2所示，在設(shè)定的參數(shù)下對(duì)正弦信號(hào)仿真結(jié)果如圖3所示。

號(hào)源參數(shù)設(shè)置：

Sine wave參數(shù)設(shè)置

Pulse Generator參數(shù)設(shè)置：

改變信號(hào)源的參數(shù)設(shè)置可以得到鋸齒波的抽樣波形如圖4。

通過(guò)圖3和圖4的觀(guān)察，我們可以很方便的看到抽樣前后的波形變化，同時(shí)可以通過(guò)參數(shù)的設(shè)置看到失真的抽樣波形，使同學(xué)們對(duì)于抽樣定理的內(nèi)容和適用條件有了更為直觀(guān)的認(rèn)識(shí)。

四、總結(jié)

將MATLAB／SIMULINK可視化動(dòng)態(tài)仿真應(yīng)用到通信原理課程的教學(xué)中，使一些抽象的概念和原理可視化，有助于同學(xué)們理解和接受，既提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，又可為學(xué)生提供良好的通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、模擬、調(diào)試和分析平臺(tái)，鍛煉其分析和解決問(wèn)題的能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孫屹.MATLAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2004，134～137

篇6

關(guān)鍵詞：密碼學(xué)；課程設(shè)置；教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

密碼學(xué)能有效保障信息的機(jī)密性、認(rèn)證性、完整性和不可否認(rèn)性，是信息安全的核心技術(shù)之一，為信息安全提供了深刻的理論依據(jù)和豐富的應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)。目前各大高校已為信息安全專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程和信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科生或研究生開(kāi)設(shè)了密碼學(xué)課程，如北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、電子科技大學(xué)等，也有一些教研[1-4]。然而，對(duì)于更多的高校，密碼學(xué)課程的教學(xué)卻處于探索階段。

公立函館未來(lái)大學(xué)(Future University-Hakodate)位于日本北海道函館市龜田中野町，始建于2000年，是一所以信息科學(xué)為特色的公立大學(xué)。該校有兩大學(xué)院(系統(tǒng)信息科學(xué)研究科和系統(tǒng)信息科學(xué)專(zhuān)業(yè))和三學(xué)部(信息建筑學(xué)科、復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)科和系統(tǒng)信息科學(xué)部)。學(xué)校研究與教育涵蓋了以硬件為中心的計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與復(fù)雜系統(tǒng)。雖建校不久，但該校的密碼學(xué)學(xué)科卻取得了驕人的成績(jī)，在高木剛(Tsuyoshi Takagi)教授的帶領(lǐng)下，在雙線(xiàn)性配對(duì)運(yùn)算方向已到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。筆者在公立函館未來(lái)大學(xué)從事博士后研究期間，旁聽(tīng)了高木剛教授面向計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)碩士生開(kāi)始的密碼學(xué)課程，并和他交流了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及學(xué)術(shù)思想，感觸頗深。本文就該校密碼學(xué)課程設(shè)置與教學(xué)方法進(jìn)行了描述和討論。

2密碼學(xué)課程的特點(diǎn)

作為信息安全和其他信息科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，密碼學(xué)課程具有以下特點(diǎn)[4]：

(1) 作用和地位十分重要。密碼學(xué)是實(shí)現(xiàn)保密通信和信息系統(tǒng)安全的主要技術(shù)手段和工具，信息安全的保密性、認(rèn)證性、完整性和不可否認(rèn)性等屬性都需要用密碼學(xué)的工具來(lái)完成。隨著計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在軍事、政務(wù)、金融、商業(yè)等部門(mén)的廣泛應(yīng)用，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)越來(lái)越大，如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全受到破壞，將導(dǎo)致社會(huì)的混亂并造成巨大損失。因此，確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全已成為世人關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題并成為信息科學(xué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。密碼技術(shù)是信息安全的關(guān)鍵技術(shù)之一，幾乎所有的信息安全技術(shù)都應(yīng)用到密碼技術(shù)。

(2) 覆蓋的內(nèi)容多，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)多。由于發(fā)展歷史較長(zhǎng)和研究問(wèn)題的特殊性質(zhì)，密碼學(xué)從基礎(chǔ)理論到實(shí)用算法，形成的內(nèi)容和分支較多。例如，數(shù)字簽名體制就分為簽名體制、盲簽名體制、環(huán)簽名體制、群簽名體制等10余種簽名體制。同時(shí)，密碼學(xué)還涉及較多的數(shù)學(xué)知識(shí)，如數(shù)論、抽象代數(shù)、概率論、組合數(shù)學(xué)、計(jì)算復(fù)雜性和信息論等方面的知識(shí)。

(3) 與其他學(xué)科聯(lián)系廣泛。密碼學(xué)與其他學(xué)科具有廣泛聯(lián)系，這些學(xué)科包括應(yīng)用數(shù)學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息處理等。從應(yīng)用數(shù)學(xué)的角度看，密碼學(xué)是數(shù)論、抽象代數(shù)等理論的一種應(yīng)用；從通信的角度看，密碼學(xué)是實(shí)現(xiàn)保密通信的一種技術(shù)手段；從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度看，密碼學(xué)是數(shù)據(jù)安全、計(jì)算機(jī)安全和網(wǎng)絡(luò)安全的研究?jī)?nèi)容；從信息處理的角度看，密碼是信息處理的一種形式。密碼學(xué)的研究?jī)?nèi)容決定了它的交叉性和廣泛性，這使得人們能從不同方面去研究密碼學(xué)，從而推動(dòng)密碼學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展。各種數(shù)學(xué)和其他學(xué)科研究的新成果也會(huì)很快地應(yīng)用于密碼學(xué)當(dāng)中，例如基于橢圓曲線(xiàn)的加密和簽名方法、量子密碼和數(shù)字水印等。

(4) 實(shí)踐性很強(qiáng)。密碼學(xué)的研究目的就是解決實(shí)際生活當(dāng)中的信息安全問(wèn)題，例如提供保密性、認(rèn)證性、完整性和不可否認(rèn)性，這些屬性是信息社會(huì)中不可或缺的重要屬性，它們隨著計(jì)算機(jī)的普及，借助于密碼學(xué)的各種算法得以實(shí)現(xiàn)。因此，密碼學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。只有理論聯(lián)系實(shí)際，才能把這門(mén)課程學(xué)好。

3密碼學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

公立函館未來(lái)大學(xué)的密碼學(xué)課程分為以下幾部分：

(1) 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：該部分講述整除、同余、模運(yùn)算、歐幾里得算法、擴(kuò)展的歐幾里得算法、歐拉函數(shù)、群、環(huán)、域和概率論等的基本概念。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)密碼學(xué)所需的數(shù)學(xué)知識(shí)有個(gè)大概的了解，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

(2) 密碼學(xué)基本概念：該部分講述密碼學(xué)的歷史、加密和隱私概念、密碼學(xué)的目標(biāo)、攻擊模型、密碼協(xié)議和可證明安全性等。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)密碼學(xué)有個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

(3) 對(duì)稱(chēng)密碼體制：該部分講述了流密碼和分組密碼體制。流密碼只是介紹了一些基本概念。分組密碼是本章的重點(diǎn)，主要講述了DES、AES和分組密碼的工作模式。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)對(duì)稱(chēng)密碼體制，尤其是分組密碼體制有深刻的認(rèn)識(shí)，了解分組密碼設(shè)計(jì)原理和特點(diǎn)。

(4) 公鑰密碼體制：該部分講述公鑰密碼體制的概念、RSA公鑰密碼體制、ElGamal公鑰密碼體制、Rabin公鑰密碼體制、基于橢圓曲線(xiàn)的密碼體制和基于身份的密碼體制。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)公鑰密碼體制有個(gè)深刻的理解，了解公鑰密碼體制與對(duì)稱(chēng)密碼體制的區(qū)別。

(5) 數(shù)字簽名：該部分講述數(shù)字簽名的基本概念、RSA數(shù)字簽名、ElGamal數(shù)字簽名、數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)DSS、群簽名、簽名、盲簽名和環(huán)簽名等。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握常用的數(shù)字簽名體制，掌握數(shù)字簽名體制的設(shè)計(jì)原理和特點(diǎn)，對(duì)特殊的數(shù)字簽名，如群簽名、簽名、盲簽名和環(huán)簽名有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

(6)Hash函數(shù)：該部分講述Hash函數(shù)的基本概念、MD5、SHA、基于分組密碼的Hash函數(shù)和Hash函數(shù)的應(yīng)用。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握Hash函數(shù)的設(shè)計(jì)原理和要求，對(duì)MD5和SHA兩種重要Hash函數(shù)有個(gè)深刻理解。

(7) 密碼協(xié)議：該部分講述密鑰分配和密鑰交換、認(rèn)證體制、零知識(shí)證明、電子選舉和電子現(xiàn)金等。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)密碼應(yīng)用有深刻的理解，對(duì)如何根據(jù)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)密碼協(xié)議有個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。

(8) 可證明安全性：該部分講述公鑰密碼和數(shù)字簽名的可證明安全性。包括公鑰加密體制的安全性概念、數(shù)字簽名體制的安全性概念、隨機(jī)預(yù)言模型、RSA-OAEP等。該部分的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)可證明安全性知識(shí)有個(gè)初步認(rèn)識(shí)，能夠?qū)€加密體制和數(shù)字簽名體制進(jìn)行形式化證明。

4密碼學(xué)課程的教學(xué)方法

通過(guò)筆者在公立函館未來(lái)大學(xué)密碼學(xué)課程的學(xué)習(xí)，總結(jié)出如下教學(xué)方法：

(1) 注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的講解。學(xué)習(xí)密碼學(xué)需要用到很多數(shù)學(xué)知識(shí)，教師在教學(xué)中很重視數(shù)學(xué)知識(shí)的傳授，在第一章中專(zhuān)門(mén)講授了密碼學(xué)需要的數(shù)學(xué)知識(shí)。此外，教師在講授其他章節(jié)內(nèi)容時(shí)也常常介紹一些數(shù)學(xué)知識(shí)，如在講授RSA算法時(shí)講授了模運(yùn)算和復(fù)雜性理論。

(2) 注重講清各部分的區(qū)別與聯(lián)系，以便于學(xué)生掌握和記憶。密碼學(xué)課程涉及到很多概念，這些概念很難記憶。教師在教學(xué)中注重講解各種概念的區(qū)別與聯(lián)系，如對(duì)稱(chēng)密碼體制和公鑰密碼體制的區(qū)別和聯(lián)系、公鑰加密體制和數(shù)字簽名體制的區(qū)別和聯(lián)系、分組密碼體制和流密碼體制的區(qū)別和聯(lián)系。通過(guò)這些講解，學(xué)生掌握和理解這些知識(shí)就容易多了。

(3) 注意講述歷史知識(shí)，激發(fā)學(xué)生興趣。密碼學(xué)涉及到很多有趣的歷史知識(shí)。在講授密碼的起源時(shí)，教師介紹了公元前五世紀(jì)斯巴達(dá)人使用的一種叫“天書(shū)”(Skytale)的器械。它用一根木棍，將羊皮條緊緊纏在木棒上，密信自上而下寫(xiě)在羊皮條上，然后將羊皮條解開(kāi)送出，只有把羊皮條重新纏在一根同樣直徑的木棍上，才能把密信的內(nèi)容讀出來(lái)――這是最早的一種移位密碼。在講解公鑰密碼概念時(shí)，他們講解了Diffie和Hellman這兩位公鑰密碼開(kāi)創(chuàng)者的生平，并將這兩位學(xué)者的照片給學(xué)生看。通過(guò)這些歷史知識(shí)的講解，學(xué)生對(duì)密碼學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

(4) 注重與科研工作相結(jié)合。教師在教學(xué)中很注重與科研工作相結(jié)合。他們常常講到自己的科研項(xiàng)目與經(jīng)歷，也常常將最新的研究成果帶到課堂，將最新的論文發(fā)給學(xué)生研讀，使學(xué)生對(duì)最新的研究方向有個(gè)初步認(rèn)識(shí)。

(5) 注重總體理解。某些密碼學(xué)算法涉及的步驟很多，理解比較困難。如DES就涉及到了16輪變換，每輪都有置換和代換運(yùn)算。教師在介紹該算法時(shí)注重總體算法的把握，先讓學(xué)生對(duì)該算法有個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，然后再講述每一步驟的詳細(xì)算法。

5結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了日本公立函館未來(lái)大學(xué)面向計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)碩士生開(kāi)設(shè)的密碼學(xué)課程的具體情況，包括課程內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)特點(diǎn)。希望能對(duì)我國(guó)密碼學(xué)課程有一定的啟發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 段桂華,楊路明. 基于組件技術(shù)的密碼學(xué)理論與技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[J]. 北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào),2006,14(1):44-46.

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The Course Design of Cryptology and Its Teaching Method at Future University-Hakodate

LIFa-gen

(School of Computer Science and Engineering, University of Electronic Science and

Technology of China, Chengdu 610054，China)

篇7

能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:通信原理;教學(xué)改革;實(shí)踐環(huán)節(jié)

中圖分類(lèi)號(hào):G64

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)03-0235-02

《通信原理》課程是通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,它涉及和聯(lián)結(jié)的知識(shí)幾乎涵蓋了通信專(zhuān)業(yè)的所有課程

,是由基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課過(guò)渡的一門(mén)學(xué)科。“通信原理”講述的是通信領(lǐng)域最基本的內(nèi)容,通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),

能夠讓學(xué)生在掌握通信系統(tǒng)的基本組成、基本原理和性能分析方法的同時(shí),進(jìn)一步理解有關(guān)的通信技術(shù),為

今后深入學(xué)習(xí)通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。這門(mén)課有一定的學(xué)習(xí)難度和理論深度,本文針對(duì)高職學(xué)生

的實(shí)際情況,改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,精煉教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐性,強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的培養(yǎng),對(duì)學(xué)生發(fā)

現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對(duì)新技術(shù)、新環(huán)境的適應(yīng)能力有著非常重要的意義。1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

《通信原理》課程的原理性、邏輯性強(qiáng)、概念抽象、覆蓋內(nèi)容多、公式和推導(dǎo)相對(duì)較多,對(duì)于一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

比較差,自學(xué)能力比較差的學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)這門(mén)課程會(huì)覺(jué)得很困難。在教學(xué)方式方面,受傳統(tǒng)教育思想的影

響,在課堂教學(xué)中主要是“教師講,學(xué)生聽(tīng)”的課程教學(xué)模式。教師大多采用以講授為主的教學(xué)方式,講授中

又側(cè)重于單方面的灌輸,致使學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高?，F(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展極為迅速,而通信

原理作為通信技術(shù)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程其教學(xué)內(nèi)容的更新相對(duì)緩慢,因此學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中總會(huì)感覺(jué)這門(mén)課程沒(méi)有

實(shí)際價(jià)值,導(dǎo)致學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中大多采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)手段,不能適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。

2 教學(xué)改革探索

2.1 改革教學(xué)觀(guān)念與內(nèi)容

在教學(xué)過(guò)程中,注重“以學(xué)生為主體”充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,教學(xué)上可采用“啟發(fā)式”、“討論式”、設(shè)問(wèn)思考和逆向思考提問(wèn)等方法,啟發(fā)學(xué)生思考,誘發(fā)學(xué)生的思維,激起學(xué)生的求知欲望。如在每章開(kāi)始時(shí),提出本章所要面臨的問(wèn)題,使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí),在一章結(jié)束后讓學(xué)生總結(jié)出可以解決問(wèn)題的思路與方法。比如在數(shù)字基帶傳輸過(guò)程中,碼間干擾如何消除等問(wèn)題,以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)教學(xué)中也要注重考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和接收能力,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象,注意將學(xué)生自學(xué)和精講重點(diǎn),難點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。在課下教師可以通過(guò)建立專(zhuān)業(yè)課程答疑網(wǎng)站進(jìn)行網(wǎng)上輔導(dǎo),幫助學(xué)生解答疑難問(wèn)題,聽(tīng)取學(xué)生意見(jiàn),從而更好的改進(jìn)教學(xué)。

在教學(xué)內(nèi)容方面,根據(jù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的要求,修正教學(xué)計(jì)劃,制定出適合高職高專(zhuān)的通信原理課程教學(xué)大綱,并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)改革。在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)整體觀(guān)念的建立,以通信系統(tǒng)的組成為主線(xiàn),以“有效性”和“可靠性”這兩個(gè)衡量通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)而展開(kāi)。根據(jù)當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn),數(shù)字通信取代模擬通信將是大勢(shì)所趨,因此在教學(xué)中突出數(shù)字通信,同時(shí)兼顧模擬通信的內(nèi)容,并適當(dāng)加入先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)和實(shí)際中應(yīng)用的典型通信系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容,使理論和實(shí)際系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái),保證教學(xué)具有實(shí)用性和先進(jìn)性,能跟上時(shí)代的發(fā)展要求。通過(guò)進(jìn)行專(zhuān)題教學(xué),了解當(dāng)今前沿的通信技術(shù)。通信系統(tǒng)與實(shí)際生活密切相關(guān),隨著移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)通信等技術(shù)的快速發(fā)展,在進(jìn)行通信原理教學(xué)過(guò)程中,穿插著向?qū)W生講授這些新技術(shù)的基本原理和基本概念,使學(xué)生能夠?qū)η把氐耐ㄐ偶夹g(shù)有所了解,可以在教學(xué)中采用課內(nèi)專(zhuān)題講座的形式。

例如,在講解基本內(nèi)容的同時(shí),增加“3G技術(shù)及其現(xiàn)狀” 、“TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)”“中國(guó)未來(lái)通信技術(shù)的走向”等專(zhuān)題講座。一方面,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開(kāi)拓視野,另一方面,可以為他們將來(lái)從事這方面的研究和開(kāi)發(fā)指明方向。

2.2 改革教學(xué)方法與手段

由于“通信原理”課程是一門(mén)理論性比較強(qiáng),公式及推導(dǎo)相對(duì)較多的學(xué)科,教師通過(guò)語(yǔ)言、黑板板書(shū)的傳統(tǒng)教學(xué)方式,會(huì)使教師的板書(shū)占用時(shí)間太多,效率較低,同時(shí)課程的某些知識(shí)點(diǎn)用傳統(tǒng)的授課方式表示的不是特別清楚。因此在教學(xué)中采取靈活的教學(xué)方法,輔助先進(jìn)的教學(xué)手段,可以達(dá)到直觀(guān)、省時(shí)、高效的目的。

在教學(xué)中,多媒體教學(xué)以圖文并茂、聲像集成、動(dòng)靜配合表現(xiàn)形式,使課堂教學(xué)變得生動(dòng)有趣,從而更能吸引學(xué)生的注意力。但在使用多媒體課件授課時(shí),要明確多媒體教學(xué)是輔助手段,不能一味地按課件的思路和流程進(jìn)行教學(xué),不能盲目的使用、過(guò)度的依賴(lài),這樣不僅不會(huì)給課堂增色,反而使授課質(zhì)量下降。因此在“現(xiàn)代通信原理”課程的教學(xué)中,要合理的使用多媒體授課,在授課過(guò)程中把一些不便板書(shū)的內(nèi)容制作進(jìn)去,如定義、概念、圖表、動(dòng)畫(huà)、視頻、聲音等,而對(duì)一些關(guān)鍵概念的解釋說(shuō)明、必要的例題等不須制作到課件中去,而留給教師在課堂上以傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行講解,因?yàn)榻處熢诮淌趯W(xué)生知識(shí)的同時(shí),更注重的是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,通過(guò)教師必要的板書(shū)講解,讓學(xué)生學(xué)到一種分析問(wèn)題的方法,讓學(xué)生從中去學(xué)習(xí)、去體會(huì)。因此通過(guò)傳統(tǒng)的教學(xué)和先進(jìn)的多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式,不僅能充分利用課堂時(shí)間,與學(xué)生有更多的交流,還為教師和學(xué)生的發(fā)揮留有相當(dāng)?shù)目臻g,從而較好地完成教學(xué)任務(wù)。

2.3 改革實(shí)踐教學(xué)

高職教育目的是為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,既有扎實(shí)理論基礎(chǔ)又有較強(qiáng)動(dòng)手能力的人才深受用人單位的歡迎。因此在課程中實(shí)踐教學(xué)就成為不可缺少的環(huán)節(jié)。對(duì)于“通信原理”課程,主要采用兩部分進(jìn)行,分別為單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)兩部分,通過(guò)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以提高基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)使實(shí)踐教學(xué)更具有生動(dòng)性,創(chuàng)造性,科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)中基礎(chǔ)的一環(huán)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)既能起到對(duì)課程的深入理解,又有益于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)氣和工作作風(fēng)。傳統(tǒng)的通信原理課程大多采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在相關(guān)理論講授后利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)相關(guān)理論的正確性進(jìn)行驗(yàn)證,通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握信道編譯碼,信源編譯碼,調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)等基本原理,這樣使學(xué)生能夠進(jìn)一步的理解理論知識(shí)。同時(shí)也可以配合仿真實(shí)驗(yàn),通過(guò)通信系統(tǒng)軟件可以方便、直觀(guān)的建立通信系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)部分主要以學(xué)生為主體,通過(guò)對(duì)功能模塊的設(shè)計(jì)連接,對(duì)參數(shù)的設(shè)定,以觀(guān)察和分析仿真模型對(duì)信號(hào)的反應(yīng),以及仿真系統(tǒng)在這個(gè)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的性能,并以此獲得的系統(tǒng)性能。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在學(xué)生具備了一定的理論基礎(chǔ)之后,進(jìn)行綜合性訓(xùn)練,即利用實(shí)驗(yàn)室資源和已掌握的理論基礎(chǔ),綜合運(yùn)用各通信模塊,將信號(hào)的調(diào)制解調(diào),編碼解碼,復(fù)用解復(fù)用,信道,濾波等多個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合在一起,培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力。這部分實(shí)驗(yàn)學(xué)生以分組的形式完成任務(wù),根據(jù)設(shè)計(jì)不同的通信系統(tǒng),完成信號(hào)的傳輸。對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,還可自行增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)難度,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這樣不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,也培養(yǎng)了學(xué)生綜合思維能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。如果僅僅通過(guò)教學(xué)的時(shí)間做設(shè)計(jì)性仿真實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)訓(xùn),有時(shí)不能滿(mǎn)足學(xué)生的需求。因此建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,合理使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備,使他們能夠獨(dú)立完成對(duì)通信系統(tǒng)的操作。在遇到困難時(shí)老師再做適當(dāng)?shù)膯l(fā)與指導(dǎo),最終得到滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣不僅能提高學(xué)生的綜合能力,也能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性。

為了提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,在傳統(tǒng)通信原理課程考核上進(jìn)行改進(jìn)?？己诵问讲捎枚嘣?如試卷形式(開(kāi)卷、閉卷),也可以采用答辯、報(bào)告等形式相結(jié)合,并參考平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)給出最后成績(jī),建立起一種開(kāi)放的、多元的評(píng)價(jià)機(jī)制。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考查應(yīng)強(qiáng)調(diào)注重平時(shí)表現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生重視崗位能力,團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng),對(duì)于結(jié)果不注重在對(duì)與錯(cuò),而注重能否分析原因,是否能夠找到解決問(wèn)題的方法。同時(shí)對(duì)在通信競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)、在刊物上和獲得發(fā)明或?qū)＠膶W(xué)生給予加分。從而有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語(yǔ)

只有通過(guò)對(duì)通信原理課程教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面的進(jìn)行改革,采用多樣化的教學(xué)與實(shí)踐形式,在教學(xué)模式上力求以“學(xué)生為主體”,激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性,創(chuàng)造性和適應(yīng)性,才能使之成為高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙發(fā)勇.通信原理課程的教學(xué)研究[J].中國(guó)電力教育,2008,(120):71-73.

篇8

理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念，能描述因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的基本概念、思想與功能，理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程，能描述網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議（OSI）分層模型的基本思想。

教材分析

本節(jié)是《網(wǎng)絡(luò)通信工作原理》兩課時(shí)中的第一課時(shí)，內(nèi)容比較抽象、深?yuàn)W，但卻是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)內(nèi)容。只有在理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的基礎(chǔ)上才能更好地理解數(shù)據(jù)的交換技術(shù)的作用，才可以更好地理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過(guò)前兩章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)“網(wǎng)絡(luò)能為我們做什么”和“因特網(wǎng)是如何組織與管理的”有了一定了解，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信的工作原理還是比較模糊，尚且停留在感性認(rèn)識(shí)。因此，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸工作原理的認(rèn)識(shí)，從而為以后學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

學(xué)情分析

隨著因特網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，現(xiàn)在的高一學(xué)生對(duì)因特網(wǎng)提供的各種服務(wù)的應(yīng)用已經(jīng)比較熟練。學(xué)生們喜歡網(wǎng)絡(luò)游戲，喜歡QQ聊天，習(xí)慣于發(fā)E-mail，能夠網(wǎng)上購(gòu)物，但是真正能夠了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信工作原理的學(xué)生卻寥寥無(wú)幾。在學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)中，應(yīng)該避免技術(shù)與應(yīng)用、理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。教師需要向?qū)W生充分展示網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，展示網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代社會(huì)生活的相互作用。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程;了解TCP/IP協(xié)議體系的基本知識(shí);了解OSI模型的基本知識(shí)。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)小組活動(dòng)和討論，結(jié)合網(wǎng)上購(gòu)物活動(dòng)的生活實(shí)例類(lèi)比網(wǎng)絡(luò)中分層思想和一些數(shù)據(jù)處理的方法及過(guò)程，自主探究學(xué)習(xí)新概念。

情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標(biāo)：通過(guò)交流、討論，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)與合作意識(shí)。深刻認(rèn)識(shí)和理解分層思想把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，體驗(yàn)人類(lèi)在解決問(wèn)題的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的智慧。

設(shè)計(jì)策略

本節(jié)從教學(xué)內(nèi)容來(lái)看是一節(jié)純理論的課，而且內(nèi)容比較抽象。首先，在引課上要將網(wǎng)購(gòu)的例子分析透徹，通過(guò)“情境分析、問(wèn)題設(shè)疑”的方式引出“約定”和“功能層”的概念為后面講解TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)、OSI的層次模型埋下伏筆。教師在此基礎(chǔ)上具體講解TCP/IP協(xié)議體系的各功能層的作用及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。其次，選擇學(xué)生最熟悉的網(wǎng)購(gòu)是訂單的傳送過(guò)程為例，通過(guò)演示文稿直觀(guān)地模擬數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的簡(jiǎn)單傳輸過(guò)程，理解網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理。再次，自主學(xué)習(xí)。在理論內(nèi)容講授的過(guò)程中形式不能過(guò)于平緩，通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置讓學(xué)生參與到授課過(guò)程中可以及時(shí)捕捉學(xué)生的情緒。從TCP/IP協(xié)議模型到OSI層次模型的過(guò)渡穿插一個(gè)由學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材內(nèi)容的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己從教材內(nèi)容中歸納總結(jié)出OSI層次模型的產(chǎn)生背景、特點(diǎn)。

教學(xué)準(zhǔn)備

投影儀、網(wǎng)絡(luò)教室、為教學(xué)設(shè)計(jì)所做的課件資料。

教學(xué)過(guò)程

1.引課

學(xué)生活動(dòng)一：情境分析、角色扮演。

師：同學(xué)們，如果你要從淘寶網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)一套“大嘴猴”親子裝，需要怎么做？

學(xué)生爭(zhēng)先恐后地給出答案。

師：現(xiàn)在每一組請(qǐng)一位同學(xué)，分別扮演賣(mài)家、快遞公司、運(yùn)輸公司和買(mǎi)家，來(lái)共同模擬網(wǎng)購(gòu)流程。其他同學(xué)注意觀(guān)察和思考在收發(fā)快遞中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，也就是注意哪些環(huán)節(jié)可以使快遞順利寄出，并且保證買(mǎi)家能順利收貨。

五位學(xué)生活動(dòng)模擬。學(xué)生觀(guān)看表演并思考。

師：在包裹傳遞的過(guò)程中，主要涉及三個(gè)子系統(tǒng)，即用戶(hù)子系統(tǒng)、快遞子系統(tǒng)和運(yùn)輸子系統(tǒng)。在此次網(wǎng)購(gòu)中，網(wǎng)店售賣(mài)者、快遞公司、運(yùn)輸部門(mén)分別扮演了什么角色？互相之間如何銜接協(xié)調(diào)？

學(xué)生：網(wǎng)店售賣(mài)者賣(mài)物品時(shí)都有個(gè)約定，就是寶貝描述要真實(shí)，這樣買(mǎi)家才知道自己選擇哪個(gè)尺碼以及花費(fèi)多少金額。買(mǎi)家下單后，賣(mài)家根據(jù)訂單將商品打包，快遞公司收件時(shí)要求賣(mài)家在快遞單上填好發(fā)件人和收件人等相應(yīng)內(nèi)容，以免快遞被退回或送不到買(mǎi)家手上。快遞公司收到快遞后，交付給運(yùn)輸部門(mén)進(jìn)行運(yùn)輸，這時(shí)快遞公司和運(yùn)輸部門(mén)之間也有約定，如到達(dá)時(shí)間等?？爝f運(yùn)送到目的地后進(jìn)行相反的過(guò)程，運(yùn)輸公司將快遞交給快遞公司，快遞公司再將快遞送到買(mǎi)家手中。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)分析網(wǎng)上購(gòu)物活動(dòng)的過(guò)程并能表達(dá)和模擬，體會(huì)到網(wǎng)購(gòu)成功與否與“約定”很有關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)用戶(hù)子系統(tǒng)、快遞子系統(tǒng)、運(yùn)輸子系統(tǒng)之間的約定，培養(yǎng)觀(guān)察和思考的能力。

2.授課

學(xué)生活動(dòng)二：類(lèi)比概念，模型對(duì)照。

師：我們?nèi)绾纬橄蟪鲆粋€(gè)網(wǎng)購(gòu)流程模型呢？請(qǐng)總結(jié)網(wǎng)上購(gòu)物活動(dòng)的過(guò)程并能用文字和箭頭表達(dá)。

學(xué)生小組討論，寫(xiě)下網(wǎng)購(gòu)流程示意圖。

教師展示學(xué)生示意圖。教師展示網(wǎng)購(gòu)流程圖，如圖1所示。

師：在包裹傳遞的過(guò)程中，主要涉及三個(gè)子系統(tǒng)。因而賣(mài)家和買(mǎi)家之間，快遞公司和快遞公司間都有約定，保證了快遞的準(zhǔn)確傳遞。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，勢(shì)必也需要一種規(guī)范，將整個(gè)過(guò)程分為多個(gè)步驟。為了有效地傳遞網(wǎng)絡(luò)中的信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用層次性的結(jié)構(gòu)模型，將網(wǎng)絡(luò)分成若干層次，每個(gè)層次負(fù)責(zé)不同的功能。每一個(gè)功能層中，通信雙方都要共同遵守相應(yīng)的約定，我們把這個(gè)約定叫做協(xié)議。例如，我們?cè)O(shè)置過(guò)的TCP/IP協(xié)議，就是一種常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。各功能層之間，上一層對(duì)下一層提出服務(wù)要求，下一層完成上一層提出的要求。

師：網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸與網(wǎng)上購(gòu)物活動(dòng)具有一定的相似之處，如何理解呢？

生：快遞好比網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，整個(gè)快遞系統(tǒng)好比計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)安全可靠的傳輸離不開(kāi)各層之間的約定。

師：TCP/IP協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分為哪幾個(gè)層次呢？

生：TCP/IP協(xié)議大致可分成四層――應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層、網(wǎng)絡(luò)接口，它包含了TCP、IP、UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)協(xié)議）、ARP（地址解析協(xié)議）等眾多協(xié)議。

教師使用PPT展示TCP/IP概念層，如圖2所示。

師：什么是TCP/IP協(xié)議？它有何作用呢？

生：IP協(xié)議――互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是把數(shù)據(jù)包從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。TCP協(xié)議――傳輸控制協(xié)議，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和校核，保證數(shù)據(jù)包在傳輸過(guò)程中的正確性。

教師使用PPT播放網(wǎng)購(gòu)訂單的傳送過(guò)程，如下頁(yè)圖3所示。

設(shè)計(jì)意圖：TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點(diǎn)是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。通過(guò)類(lèi)比，再介紹TCP/IP協(xié)議體系的產(chǎn)生背景及其特點(diǎn)，學(xué)生會(huì)更易于接受。

學(xué)生活動(dòng)三：自主學(xué)習(xí)，介紹OSI模型。

師：TCP/IP協(xié)議產(chǎn)生于因特網(wǎng)的研究與實(shí)踐中，而在網(wǎng)絡(luò)世界中有一種通用的概念模型――OSI參考模型，即開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型，請(qǐng)圍繞以下問(wèn)題自主學(xué)習(xí)第56～57頁(yè)：①什么是OSI（Open Systems Interconnection）參考模型，描述OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。②OSI層次模型中各功能層的上下層是如何協(xié)調(diào)工作的？數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)?？③把OSI模型與TCP/IP協(xié)議體系對(duì)比一下，分別對(duì)應(yīng)什么層次，各有何種作用？

學(xué)生閱讀、對(duì)比。

設(shè)計(jì)意圖：在此部分設(shè)置問(wèn)題，教師為主導(dǎo)學(xué)生為主體，通過(guò)教材中關(guān)于OSI層次模型文章的閱讀，讓學(xué)生從中歸納總結(jié)出OSI層次模型產(chǎn)生的背景及其特點(diǎn)，避免了純理論內(nèi)容的平鋪直敘，使學(xué)生更樂(lè)于接受。同時(shí)，教師給學(xué)生提供探究性學(xué)習(xí)的空間，更有利于知識(shí)的掌握。

3.課堂小結(jié)

師：在TCP/IP協(xié)議中，去掉了OSI參考模型中的表示層和會(huì)話(huà)層（這兩層的功能被合并在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)），同時(shí)將OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并為主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)接口。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中起到關(guān)鍵作用的是――TCP/IP傳輸協(xié)議。

教學(xué)反思

篇9

電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生必須具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，才能適應(yīng)人才市場(chǎng)的需要[1]。無(wú)論是基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課，還是一些實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)選修課程，都要求學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)操作。傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要以教師課堂教授為主，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性低，動(dòng)手能力差，對(duì)于實(shí)踐能力的培養(yǎng)非常有限。為了克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的弊端，在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自身發(fā)展，就需要教師轉(zhuǎn)變視角，從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度思考教學(xué)問(wèn)題，進(jìn)行教學(xué)改革?；趩?wèn)題的學(xué)習(xí)模式PBL（Problem-basedlearning)是由美國(guó)的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows于1969年在加拿大麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)，后來(lái)在美國(guó)醫(yī)學(xué)教育中得到精煉和發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用。PBL模式是基于現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題、以學(xué)生為中心的教育方式。它強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問(wèn)題情境中，通過(guò)學(xué)習(xí)者的合作來(lái)解決真正的問(wèn)題，從而學(xué)習(xí)隱含在問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力[2]。這種學(xué)習(xí)方法最初主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)院的教學(xué)中，并先后在60多所醫(yī)科院校中推廣、應(yīng)用，并取得了較大成功。近幾年來(lái)也有人將PBL方法應(yīng)用到化學(xué)、物理等領(lǐng)域，同樣取得良好的效果。分析電子類(lèi)課程的諸多特點(diǎn)，例如理論性強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)，嘗試將PBL的教學(xué)模式應(yīng)用到電子類(lèi)課程的改革中，促使學(xué)生把學(xué)到的基本理論學(xué)以致用，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用、設(shè)計(jì)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力以及思考問(wèn)題的能力，進(jìn)一步幫助學(xué)生更好地理解理論。

1通信專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

電子信息類(lèi)中的通信工程專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)對(duì)現(xiàn)代通信系統(tǒng)、通信網(wǎng)及信息傳輸和處理系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和進(jìn)行分析的高級(jí)工程技術(shù)人才。該專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)方面的基礎(chǔ)理論、組成原理和設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)信道上信息傳輸和處理的理論知識(shí)，以及現(xiàn)代通信設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試方法。主要開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課有通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、微波技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)等課程，尤其是“通信原理”和“數(shù)字信號(hào)處理”是通信工程專(zhuān)業(yè)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是許多高校通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試的必考課程該課程教學(xué)的效果將直接影響學(xué)生對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生將來(lái)的發(fā)展與深造。這些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程主要有下列特點(diǎn)：內(nèi)容豐富，概念、原理抽象，理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用能力要求高；某些抽象的原理、難理解的概念、信號(hào)變化的過(guò)程及特性也都很難用黑板和粉筆以及教師的講解描述清楚，因而學(xué)生理解起來(lái)比較困難。

2基于問(wèn)題學(xué)習(xí)模式在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課中的教學(xué)設(shè)計(jì)

PBL模式的實(shí)施有其獨(dú)特的步驟，不同的學(xué)者對(duì)于PBL模式有著不同的設(shè)計(jì)，但共同點(diǎn)都是圍繞問(wèn)題展開(kāi)[3]。PBL模式的一般過(guò)程主要有以下幾個(gè)步驟：①設(shè)計(jì)問(wèn)題：?jiǎn)栴}可以由教師提出，也可以由學(xué)生自主選擇，但問(wèn)題的選取要能夠提綱挈領(lǐng)；②理解問(wèn)題：主要通過(guò)多種不同的資料查詢(xún)來(lái)學(xué)習(xí)，教師進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)；③組建小組：分配PBL角色進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)的理論應(yīng)用到教師提出的問(wèn)題，并解決問(wèn)題④形成問(wèn)題報(bào)告，并提交討論，得出解決問(wèn)題的最好方法。PBL教學(xué)模式是“以學(xué)生為主體、以問(wèn)題為中心”，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的融會(huì)貫通，學(xué)以致用，鼓勵(lì)和倡導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。這種教學(xué)模式主要包括學(xué)生以“會(huì)學(xué)”為主，以應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題為目的，以綜合能力的提高為標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)用PBL的模式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，主要遵循“發(fā)揮教師主導(dǎo)、體現(xiàn)學(xué)生為主體”的模式教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生自行獲取知識(shí)和培養(yǎng)能力而不是灌輸知識(shí)，根據(jù)課程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)；學(xué)生為主體體現(xiàn)在要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們有更多參與學(xué)習(xí)任務(wù)的機(jī)會(huì)，真正做到從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)獲取知識(shí)[4]。根據(jù)PBL模式的教學(xué)思想，結(jié)合河北大學(xué)工商學(xué)院2005、2006級(jí)通信工程專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程---通信原理，應(yīng)用PBL的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)。

2.1提出問(wèn)題提出問(wèn)題時(shí)不單單要求教師掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，更重要的是要求教師能夠提綱挈領(lǐng)，能夠從學(xué)生的角度去理解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且能夠啟發(fā)學(xué)生自己動(dòng)手去解決問(wèn)題。以通信原理的模擬通信系統(tǒng)章節(jié)為例來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的設(shè)計(jì)，模擬通信系統(tǒng)主要要求學(xué)生掌握模擬信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，理解模擬通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，在講解基本理論之前，首先給學(xué)生提出兩個(gè)問(wèn)題，如表一所示。這兩個(gè)問(wèn)題的提出，涵蓋了模擬通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)學(xué)生如果解決了這兩個(gè)問(wèn)題，對(duì)于模擬通信系統(tǒng)就有了一個(gè)比較充分全面的認(rèn)識(shí)。

2.2學(xué)生解決問(wèn)題

（1）確定分組組織小組是PBL中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，有同質(zhì)分組和異質(zhì)分組兩種。異質(zhì)分組將不同學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、性別、個(gè)性的學(xué)生分配在同一組內(nèi)，組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組[5]。課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，信號(hào)與系統(tǒng)知識(shí)的掌握程度，利用工具進(jìn)行仿真的能力以及利用專(zhuān)業(yè)工具箱進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)的能力，根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組，這樣可以最大程度地利用學(xué)生的合作。

（2）以團(tuán)隊(duì)形式自主學(xué)習(xí)通過(guò)各種方式查閱文獻(xiàn)資料，團(tuán)隊(duì)成員采用討論的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析研究。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)習(xí)所涉及的理論，為解決問(wèn)題奠定基礎(chǔ)，制定切實(shí)可行的計(jì)劃。例如：對(duì)于第一個(gè)提出的問(wèn)題，主要用到以前《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中所學(xué)到的信號(hào)的變換過(guò)程，以及時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)變換的公式，學(xué)生只要能認(rèn)真進(jìn)行復(fù)習(xí)以前所學(xué)知識(shí)，很容易掌握其理論；對(duì)于第二個(gè)提出的問(wèn)題，學(xué)生需要事先預(yù)習(xí)并查詢(xún)相關(guān)資料，了解衡量模擬通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)是信噪比，然后根據(jù)“信噪比”這個(gè)詞，去查找相關(guān)理論，并進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（3）將重新獲取的知識(shí)應(yīng)用到解決問(wèn)題中結(jié)合提出的問(wèn)題，學(xué)習(xí)完理論之后，還要對(duì)理論進(jìn)行模擬仿真，以更好地掌握理論。學(xué)生主要采取了幾種方案來(lái)解決問(wèn)題，經(jīng)過(guò)教師和學(xué)生的最后討論，采用了其中的一種方案，即采用三年級(jí)上學(xué)期學(xué)過(guò)的MATLAB語(yǔ)言，利用MAT-LAB進(jìn)行仿真模型的創(chuàng)建，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。

（4）結(jié)果分析根據(jù)學(xué)生最后提交的仿真結(jié)果，對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)第一個(gè)問(wèn)題的理解比較透徹，時(shí)域和頻域信號(hào)的轉(zhuǎn)換掌握較好。但對(duì)于模擬通信系統(tǒng)中的解調(diào)部分理解不夠，沒(méi)有很好地掌握同步解調(diào)和非同步解調(diào)的原理，對(duì)于解調(diào)部分的仿真效果不理想。學(xué)生將分析的結(jié)果整理成分析報(bào)告，提交給教師，教師根據(jù)分析報(bào)告來(lái)制定下一個(gè)PBL問(wèn)題。例如針對(duì)學(xué)生對(duì)非同步解調(diào)即包絡(luò)檢波理解不夠，為了加深學(xué)生的理論理解，提出下一個(gè)PBL問(wèn)題，即包絡(luò)檢波器的制作，要求學(xué)生根據(jù)包絡(luò)檢波器的原理，制作一個(gè)真正的包絡(luò)檢波器，為以后整個(gè)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

3基于問(wèn)題學(xué)習(xí)模式的考核設(shè)計(jì)考核方式主要分為PBL項(xiàng)目完成情況的考核以及專(zhuān)業(yè)

課程的筆試內(nèi)容考核，考核結(jié)束后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)比兩種教學(xué)模式的特點(diǎn)。其中專(zhuān)業(yè)課程的筆試內(nèi)容考核仍采用以往閉卷模式。本課程的PBL模式教學(xué)主要針對(duì)河北大學(xué)工商學(xué)院2005級(jí)通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)施。共50人，分為5組，其中3個(gè)組進(jìn)行第一個(gè)課題的設(shè)計(jì)，2個(gè)組進(jìn)行第二個(gè)課題的設(shè)計(jì)，這樣所有同學(xué)實(shí)際上只參與了一個(gè)課題。最后設(shè)計(jì)考核表對(duì)學(xué)生的參與情況以及任務(wù)完成情況進(jìn)行考核，作為平時(shí)成績(jī)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，如表二所示。為了驗(yàn)證基于PBL模式在通信原理課程教學(xué)的效果，考核結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，將兩種教學(xué)模式即“基于PBL模式課程教學(xué)”和“傳統(tǒng)教學(xué)模式（黑板+筆記形式）”的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了比較，結(jié)論如表三所示。得分率主要對(duì)筆試成績(jī)進(jìn)行分析得到，而“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”、“自主學(xué)習(xí)”、“信息收集”、“創(chuàng)新能力”以及“團(tuán)隊(duì)合作”等項(xiàng)目是通過(guò)課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查的形式得出的。從表三可以看出，通過(guò)PBL模式教學(xué)，第四章的得分率顯著提高，而其它項(xiàng)目的評(píng)價(jià)值也較高。另外，由于兩個(gè)課題由不同學(xué)生完成，所以具體參加課題設(shè)計(jì)的同學(xué)，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的課題的內(nèi)容掌握非常好，而另一個(gè)課題相對(duì)差一些，但基本概念基本上都已經(jīng)掌握。

篇10

（陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，陜西西安710021）

摘要：高頻電子線(xiàn)路是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及到電路、信號(hào)與系統(tǒng)、低頻電子線(xiàn)路等多門(mén)課程，學(xué)生普遍反映該課程學(xué)習(xí)難度較大。本文探討了該課程課堂教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)的改革，包括應(yīng)用各種教學(xué)方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 ：《高頻電子線(xiàn)路》；課堂教學(xué)；創(chuàng)新意識(shí)；教學(xué)實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—1580（2014）04—0041—02

本文得到陜西科技大學(xué)教改項(xiàng)目11JG35、2013陜西科技大學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合建設(shè)項(xiàng)目、陜西省教育廳教改項(xiàng)目11BZ27的資助。

收稿日期：2013—10—19

作者簡(jiǎn)介：馬令坤（1967— ），男，陜西戶(hù)縣人。陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，副教授，博士，研究方向：信號(hào)處理。

李慧貞（1977— ），女，陜西咸陽(yáng)人。陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向：通信技術(shù)。

鄭恩讓?zhuān)?962— ），男，陜西鳳翔人。陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，教授，研究方向：智能控制。

《高頻電子線(xiàn)路》是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是電子線(xiàn)路的精華部分，是通信系統(tǒng)特別是無(wú)線(xiàn)通信的核心。該課程的學(xué)習(xí)不僅能使學(xué)生掌握高頻電路的基本原理、基本概念和基本分析方法，同時(shí)使學(xué)生加深對(duì)模擬電子線(xiàn)路的理解，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

一、引入實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力

學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力大部分來(lái)源于興趣，故在教學(xué)中需要引入多種實(shí)際案例，不斷提出富有啟發(fā)性的問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生去積極思考，提高學(xué)習(xí)效果。

在該課程緒論中，以一種簡(jiǎn)易無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)為例，在空中豎一根鐵絲（天線(xiàn)），然后引至室內(nèi)，通過(guò)一個(gè)2AP9（二極管）串接高阻抗耳機(jī)到地。此時(shí)，就可聽(tīng)到本地較強(qiáng)信號(hào)的中波節(jié)目，但聲音小且只能收到一個(gè)電臺(tái)。由此展開(kāi)提問(wèn)，為什么這種簡(jiǎn)單的裝置能夠收到廣播？為什么不能收到多個(gè)電臺(tái)的節(jié)目而收音機(jī)卻可以？為什么僅能收到AM廣播而不能收到FM廣播？接著開(kāi)始介紹廣播電臺(tái)和收音機(jī)的工作原理框圖及調(diào)制解調(diào)的概念和必要性，進(jìn)一步介紹其他常用的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備，如多波段收音機(jī)、手機(jī)、電視接收機(jī)等工作原理，最后介紹本課程的內(nèi)容安排，使學(xué)生感受到他們想了解和掌握的知識(shí)就是本課程的主要內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中，可將抽象理論和實(shí)例相結(jié)合。例如，在非線(xiàn)性電路分析方法中，充分展開(kāi)非線(xiàn)性電阻——二極管特性的分析，結(jié)合過(guò)去所學(xué)整流電路，介紹檢波、調(diào)制解調(diào)等電路，加深學(xué)生的理解；在介紹混頻干擾時(shí)，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)演示，通過(guò)比較具有二次變頻接收機(jī)的接收效果和普通收音機(jī)的接收效果，使學(xué)生了解各種干擾產(chǎn)生的現(xiàn)象和原因；在鎖相環(huán)原理的介紹中，以“獵人和狐貍”的故事開(kāi)始，進(jìn)入相位負(fù)反饋控制系統(tǒng)的介紹。

二、改革教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果

（一）引入對(duì)比法、歸納法

通過(guò)對(duì)比找出差異并加深對(duì)抽象概念的理解。如比較模電中的小信號(hào)放大器與高頻電路中的小信號(hào)放大器在結(jié)構(gòu)、偏置、負(fù)載等方面的差異，使學(xué)生理解LC網(wǎng)絡(luò)的作用；將非線(xiàn)性電路與線(xiàn)性電路特性進(jìn)行對(duì)比，加深學(xué)生對(duì)靜態(tài)點(diǎn)、特性曲線(xiàn)等概念的理解。

本課程概念多，但相互間有一定的聯(lián)系。在教學(xué)中，應(yīng)通過(guò)歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這些聯(lián)系。如關(guān)于頻率變換的分析，在介紹幅度調(diào)制、同步檢波、混頻的原理后，歸納其規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)頻率變換必須有兩個(gè)信號(hào)輸入、非線(xiàn)性器件（部件）進(jìn)行頻率的線(xiàn)性運(yùn)算，后經(jīng)濾波網(wǎng)絡(luò)得到所需信號(hào)。

（二）聯(lián)系實(shí)際，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的概念

《高頻電子線(xiàn)路》教學(xué)內(nèi)容設(shè)置分散，學(xué)生學(xué)完后，對(duì)系統(tǒng)整機(jī)電路的閱讀分析能力和組建能力較差。當(dāng)今電子線(xiàn)路的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體及多功能模塊的性能及連接。故在講授單元電路時(shí)，盡可能聯(lián)系到整機(jī)，使學(xué)生掌握該電路的應(yīng)用、在系統(tǒng)中的地位以及其性能對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響，引導(dǎo)學(xué)生去思考如何由基本電路衍生出符合實(shí)際系統(tǒng)要求的實(shí)用電路；指導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)整機(jī)電路圖中相應(yīng)部分的電路，指出實(shí)際電路中需要考慮的問(wèn)題。如在高頻功率放大器內(nèi)容講授中，從實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，向?qū)W生介紹功率增益分配的原則及電路的基本方式，介紹匹配網(wǎng)絡(luò)的意義及常用方案和設(shè)計(jì)方法，最后到饋電方式的選擇。通過(guò)這幾個(gè)層次的介紹，使學(xué)生加深了對(duì)單元電路的理解，同時(shí)建立起了系統(tǒng)的概念。

（三）多媒體課件的使用

對(duì)于高頻電路中的很多抽象概念，在教學(xué)中，可引入多媒體課件，配以適當(dāng)?shù)某?jí)鏈接和動(dòng)畫(huà)設(shè)置，如在鎖相環(huán)原理分析中，學(xué)生對(duì)環(huán)路的捕獲過(guò)程、相位跟蹤過(guò)程理解較困難，通過(guò)演示鎖相環(huán)工作原理動(dòng)畫(huà)軟件，使學(xué)生從感性上了解鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器的工作原理。還可通過(guò)超級(jí)鏈接啟動(dòng)一些仿真軟件（multisim、EWB等），進(jìn)行時(shí)域、頻域分析，幫助學(xué)生理解抽象的概念。例如，在二極管檢波和乘法器原理的介紹中，通過(guò)仿真軟件從時(shí)域波形和頻譜分布進(jìn)行生動(dòng)的介紹。

三、利用課內(nèi)外實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和綜合運(yùn)用

（一）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電課外制作

無(wú)線(xiàn)通信“神秘的面紗”對(duì)學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，引導(dǎo)學(xué)生在課外進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電制作，如短波電臺(tái)、調(diào)頻發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等。通過(guò)電路及元件的選擇、整體的布局、系統(tǒng)的調(diào)試等工作，使學(xué)生去思考、查閱資料，解決一個(gè)個(gè)問(wèn)題，既增強(qiáng)了學(xué)生們的自信，又進(jìn)一步提高了對(duì)本課程的興趣。從實(shí)踐效果上看，學(xué)生多次在挑戰(zhàn)杯、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等比賽中獲獎(jiǎng)。如在2003年用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)的電壓控制振蕩器獲省一等獎(jiǎng)，2005年基于DDS的信號(hào)源的設(shè)計(jì)獲省二等獎(jiǎng)。

（二）演示綜合實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)演示一些綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不但加深了對(duì)基本概念的理解，也大大提高了學(xué)習(xí)興趣。例如，在實(shí)驗(yàn)中，利用低頻信號(hào)發(fā)生器、高頻信號(hào)發(fā)生器、CD、高頻功放電路板組成調(diào)頻、調(diào)幅收發(fā)系統(tǒng)，并用示波器、頻譜分析儀等對(duì)信號(hào)的處理過(guò)程進(jìn)行測(cè)試。讓學(xué)生用自己的收音機(jī)接收所發(fā)出的信號(hào)，改變調(diào)制參數(shù)和接收電路參數(shù)，觀(guān)察現(xiàn)象，并用已學(xué)過(guò)的理論進(jìn)行解釋?zhuān)由盍藢W(xué)生對(duì)調(diào)制、解調(diào)概念和實(shí)現(xiàn)原理的理解。

（三）“軟硬結(jié)合”的課程實(shí)驗(yàn)

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生對(duì)基本原理的理解和動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。高頻實(shí)驗(yàn)常受到客觀(guān)條件的限制，特別是分析儀器很少，為增加實(shí)驗(yàn)數(shù)量，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，將實(shí)際電路板實(shí)驗(yàn)和Multisim仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。首先通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電路原理是否正確、元件參數(shù)是否合適，借助大量的虛擬儀器，進(jìn)行各種參數(shù)、性能的分析。在乘法器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)信號(hào)源參數(shù)、模型參數(shù)和濾波器參數(shù)的調(diào)整，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)AM、DSB、SSB、混頻、倍頻、同步解調(diào)等內(nèi)容；真實(shí)器件條件下的電路實(shí)驗(yàn)應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)常規(guī)儀器的使用方法和參數(shù)的測(cè)試方法，同時(shí)應(yīng)鍛煉學(xué)生“排差故障”的能力。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，在實(shí)驗(yàn)安排上要注意“軟硬”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)，不能讓學(xué)生只依賴(lài)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，忽視了硬件基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。特別是在綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，要求通過(guò)仿真驗(yàn)證原理，通過(guò)組裝、調(diào)試實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

《高頻電路課程》是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力起著重要作用。為培養(yǎng)面向未來(lái)的卓越工程師和創(chuàng)新型人才，我們需要不斷改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段，充分利用各種條件，提高《高頻電路課程》的課堂教學(xué)效果。

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參考文獻(xiàn)］

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