通信原理基本概念总结范文
时间:2023-11-16 17:28:17
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关键词:高频电子线路;教学模式;教学方法
高频电子线路课程是通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术专业的一门重要专业基础课程和主干课程,作为很多专业课程的前续课程,在专业课程体系中占有重要地位。通过对高频电子线路课程的学习,学生可掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型电路,并且能较深刻地理解非线性电路的分析方法及特点,进而初步建立起信息传输系统的整体概念。通过课程学习,学生能够进行基本电路的分析与设计,为后续专业课的学习打好基础。高频电子线路作为一门集理论性、工程性和实践性于一体的专业基础课程,具有概念抽象、内容多、知识结构体系繁杂的特点,是一门学生普遍反映比较“难学”的课程。采用传统的教学方法,教学效果往往不够理想。如何合理利用教学资源,在有限的学时内让学生掌握高频电路的基本概念、原理和分析方法,提高学生的设计能力和实践能力,是本课程在教学过程中亟待解决的难题。
1 教学模式改革遵循的基本原则
1.1 一条主线
在高频电子线路课程授课过程中应以无线通信系统及其单元电路原理及功能应用为主线。首先介绍无线通信系统的基本组成和功能电路的工作原理,之后分章节详尽讲解各单元功能电路的工作原理以及实现的功能。在讲解各单元电路时,应关注其在整个系统中的作用以及对系统指标的影响。最后,在了解各单元功能电路工作原理的基础上,再次将其统一为完整的无线通信系统,并对各种系统结构的优缺点进行点评,使学生建立完整的无线通信系统和单元功能电路原理与设计的基本概念。
1.2 五个环节
目前,我院高频电子线路课程整体教学过程由理论教学、实验教学、课程设计、课外培养、毕业设计五个环节组成。根据每个环节的教学特点、教学方式及学时安排的不同,有目的地将高频电子线路课程的基本概念、基本原理、实践技能、实验方法、开发系统电路能力的培养融入到各个教学环节中,培养学生“以探究为基础的学习”,激发学生的求知欲望,培养学生的探索精神及掌握基础理论和基本实验的技能,进而获得终身学习和自主发展的能力。
1.3 两种能力
在高频电子线路课程教学过程中应注重培养学生分析问题能力和实践创新能力。在课程考核方面,考核体系主要由两部分组成:理论考核环节和实验考核环节。整个考核体系要突出对应用能力和实践能力的培养和考察。在课外实践方面,鼓励学生积极参加电子设计竞赛等课外科技创新实践活动,利用课外创新实践活动有目的地对学生进行“两种能力”的培训和锻炼,鼓励学生利用所学知识去完成一个系统的设计开发。通过实践环节的锻炼培养学生分析问题能力和实践创新能力。
本课程从无线通信系统的组成及系统整体的概念出发,逐步深入地介绍无线通信系统的各部分功能电路;以通信电路的“功能”为基点,从信号传输与电路实现的角度出发,分析各个通信功能电路,从理论上讲解组成各个通信功能电路的基本原理和实现方法,使学生能够充分认识功能电路在信息传输系统中的作用,增强对系统各部分内在关系的认识,从而激发学生的学习兴趣,开发学生的创新思维能力。
2 对课程教学方法改革的几点想法
2.1 换位思考法
教师在备课过程中不单要考虑如何“教”,也要考虑学生如何“学”,根据学生如何更好的“学”来设计如何更好的“教”。即教师换位为学生的角色,从学生“学”的角度出发,依据学生所具备的学习基础及学习能力,感受和分析学生的“困惑”和“疑难杂症”,考虑讲解的技巧,寻找最佳的切入点和突破口,攻克知识难点,使学生更好地理解知识要点,在较短时间内收到最佳的教学效果。
2.2 目标清晰法
在授课时,首先通过介绍相关的实际应用背景,让学生明确“学习目标和目的”,明白“为什么要学”以及“在哪里可以用”等问题。一方面有利于学生对重要知识点的学习和理解,另一方面有利于学生对将要学习的知识建立直观的感性认识,激发学生的学习兴趣。
2.3 启发式教学法
学生的思维是从问题开始的,为了宽其心、扣其情、启其智,将教学内容中的重点、难点,用疑问的形式巧妙合理地提出来,从而启发学生思考、引导学生的思维、激活学生的求知欲,使其从被动学习转化为主动学习,提高学生分析问题和解决问题的能力,体现学生在学习过程中的主体作用。同时,也使教师直接了解学生理解和掌握问题的深浅程度,使教师在教学过程中的指导作用得到较好的发挥,增强了教与学的互动。
2.4 理论实践结合法
课堂上讲授课程的基础理论知识,课下设计与此配套的实践环节,通过实践环节学习加深对理论知识的理解,培养学生“活学活用”的综合应用能力及创新能力;同时把所授课程内容,设计成几个具体的项目,使学生在完成这些项目的实践过程中,既学会了相关的理论知识和技能,又锻炼和培养了各种能力,有利于学生后续专业课程的学习和今后工作发展的需要。
[参考文献]
[1]张肃文.高频电子线路(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
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[关键词]工程硕士通信基础教学改革
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2013)08-0049-03
随着现代科技与社会的快速发展,培养具有较强的专业能力和职业素养,具有较强解决实际问题能力的工程硕士专业学位研究生日益引起广泛的关注。近年来,我们针对工程硕士特点,总结历年来工程硕士教学经验,紧密围绕通信基础与通信应用主题,在工程硕士基础课程教学中进行了一系列教学改革,采用新的教学理念,综合通信专业基础知识并加以融合,实现课程教学内容与教学手段的改革,以提升教学效果。现就该课程的基本情况和所进行的教改实践加以介绍。
一、课程教学目标的定位
结合高层次应用人才培养目标和学员任职需要,进行教学内容的选定。通信基础知识课程的设定是面向应用型工程硕士的,学员一般是来自不同单位的在职军官或武警,除了少部分曾经是通信相关专业本科毕业外,大部分学员以前没有系统学习过通信知识。他们学习的目的是为了掌握通信基础知识,掌握通信基本技能,能够很好地在现有岗位上发挥作用。结合工程硕士的这些特点和需求,我们认为通信基础课程的建设目标是立足于工程硕士的培养,紧密结合军队信息化建设的需要,以“完善知识结构、提高思维能力、强化实践培养”为原则,优化课程体系、改革教学内容,重点建设示范性教学案例,加强研究型教学模式改革。
二、课程教学内容的改革
依据课程教学的目标,我们在课程教学的开展中,以“通信基础理论内容为根本,注重理论与实际相结合,结合现代通信实际,侧重培养学生分析问题的能力”为原则,对课程教学内容进行了一些改革。课程内容调整主要包括通信原理基础知识的压缩与凝练,加入无线通信基础与典型现代通信系统内容。课程内容可划分为三个主要模块,分别是通信原理基础模块、基本传输方式与信道模块、军事通信概述模块。
通信原理基础模块介绍通信相关的基本概念、基本技术,主要包括通信的概念、调制解调技术、信源编码和信道编码技术、数字复接及同步技术等。基本传输方式与信道模块介绍信道相关的基本概念,现代通信系统中典型的传输方式及各自的优缺点,主要包括数字信号传输损伤及指标、无线传输技术、有线传输技术、交换的基本原理及作用等。军事通信概述模块介绍军事通信的一些基本概念,军事通信系统的整体组成及主要通信手段及特点等。
除了课程整体内容的调整,在课程教学过程中,我们对具体知识点的讲授以宽面浅出为原则。例如弱化模拟通信内容,将当前数字通信中的一些主要理论、主要技术以及近些年发展的新技术引入其中,如补充信号的频谱、系统的频域响应、傅里叶变换、滤波器基础理论等。课程讲述中尽量减少公式推导等内容,侧重基础知识、基本原理、基本功能、面向应用等方面。
三、课程教学方法的改革
课程教学方法改革的目标为改变传统的“连续式、注入式”被动教学方式,转变为“专题式、启发式、讨论式、研究式”的能力与素质培养的主动教学方式,配合新的教学手段,提升学生参与课堂的积极性,增强课堂教学的效果,达到知识的“融会贯通”。为实现这一目标我们采取了多种改革措施,主要有以下几方面。
一是充分利用多媒体课件、网络资源等现代化教学手段。为提高学生的课堂学习理解程度,我们精心制作了一套表现生动的多媒体电子课件。该课件的特点是生动、全面、重点突出。电子课件中有大量的动画,将一些不易理解的内容用生动形象的形式表现出来,使学员易于理解。例如在数字调制中对MSK的讲解,仅仅一页讲述支路波形的课件就有56个动画组成,将一个难点生动地表现出来,学生反映效果很好。无线通信课程建设了完善的课程网站,以促进教员与学生之间的交流。课程网站内容丰富,学员可以从中了解课程介绍、实现课程讨论、下载电子课件(内含讲义)、下载教辅资料等。同时网站是很好的交流平台,教员的作业,讨论问题,与学员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学模式,将基础知识与典型案例有机结合。知识点的讲授与实际问题相结合,使学生能更直观地理解相关概念并掌握技能。例如在自由空间传播模型的讲授中,讨论室内小型无线网络的建立问题;在地面反射模型的讲授中,讨论岸边基站与海面船只的通信问题;在无线通信中的组网技术中,诸如多址接入,多信道共用,阻塞率,区域覆盖,频率复用,小区制中的干扰,扩大系统容量等问题,均与移动蜂窝网中的实际系统相结合。
教学模式采用选择典型通信系统或典型应用为案例,辅助以一定量的MATLAB演示验证,并结合相应的思考题加以讨论,引导学生自主深入地探讨问题,加深学生对现代通信技术的理解。例如讲解蜂窝无线通信系统时,以现有的GSM蜂窝通信网为例,讲解无线通信特点、无线组网特点、多址通信等知识点,引导学生思考解决相关的实际问题。又如剖析一个实际通信设备(通信电台),就其内部各个功能模块进行讲解,讲解其原理,剖析其内部结构,引发这一系统的设计、应用以及改进的讨论。
三是加强研讨型教学模式改革,引导学员就实际工作中的问题进行讨论。主要采用两种模式,一种是结合课程教学的知识点,学员提出的与实际相关的问题,进行研讨型教学。本门课对于从事通信工作的同志有很强的实践性,针对他们提出的实际问题,结合课程相关知识点给予解答,既帮助学员理论与实际结合解决问题,又活跃了课堂气氛,开阔视野,同时还有助于拉近书本与设备之间的距离。除了通信技术问题,还有例如通信装备现状讨论,光纤通信网情况讨论,内部信息化网络相关问题讨论等。另一种是将通信领域的科研成果引入教学内容改革,适当结合典型系统的案例,进行研讨型教学。
四是优化考核方式,建立以衡量对知识的理解、运用能力和综合素质为依据的评分标准。引入课程设计环节,增加理论和实际应用的结合。课程设计在课程考核中的比重占30%。依托“十一五”重点项目通信工程综合实验教学平台,开展教学实践活动,同时也方便学员将自己的创新性想法在试验平台中加以验证。
五是坚持结合高水平的科研课题进行高层次人才培养,注重创新能力培养。本专业跨信息与通信工程及军事通信学两个二级学科,人才培养上强调在科学研究中既充分重视基础科学,又以现代通信关键技术研究为核心,着力培养现代通信领域的高级工程技术人才和以工程技术为背景的管理指挥人才。
本专业承担的科研任务紧密结合信息化建设中的关键技术研究和新领域的发展需求,一般具有指标高、难度大、实用性强、工程性要求严格以及系统性强等特点。在课程教学中,教员往往结合知识点引导和鼓励学员参与科研项目,在实践中得到锻炼,使毕业学员的综合素质得以提高。在这些可选的教学实践环节中,我们鼓励学生发表自己的观点,充分进行讨论,验证自己的设计,提供相应的条件让学员将想法付诸实现,每一个真正完成这一过程的学员,其能力都实现了质的飞跃。
除了课程实践环节,无线通信系列的研究生课程在课堂授课中还会不定期邀请科研课题的主要负责人及专家教授进行专题讲学,提供相关的学术讲座信息鼓励学生参加,揭开科学研究的面纱,鼓励学员积极参与进去。
六是坚持学术创新,注重教员教学水平的提高,提升教学团队整体水平。通信信息技术快速发展,各种新技术和概念不断涌现,给学生学习和教师教学工作带来了巨大的压力。如何变压力为动力,解决课时有限而需掌握的知识飞速增长的矛盾,是现代通信专业教育中面临的问题。本团队建设的一个目标就是改革传统的教学方法和手段,重建科学合理的专业课程体系,梳理教学理念,研究专业课教学的新方法,以培养学生兴趣,激发其潜质为目的,充分发挥其学习能动性,让学生有效利用课余时间自主学习,真正体会通信技术对社会、对人类的重大影响,并学会合理地运用其为社会服务。
在教学水平的提高方面,对师资队伍进行严格的教学岗位培训,突出知识创新和知识传授在师资队伍上的融合,形成一支善于把握通信工程专业教育规律、在基础研究方面成绩突出的教师队伍。大力开展教学研究和教学改革,鼓励基础研究和创新研究,坚持教学科研相结合,积极探索通识教育、新生研讨课和专题研讨课等教学新模式、为拔尖人才培养提供有价值的经验。
除了上述方法,我们还制定科学合理的课程计划,安排讨论、观摩教学等活动。建立方便通畅的师生沟通渠道,倾听同学们对教学的意见,并且在教学组内互相沟通,及时进行改进,并保证教学的一致性。
四、结束语
总之,针对工程硕士通信基础课程建设的教学改革是一项长期的工作,在今后的教学中要打破传统的教学模式,更新观念,优化教学内容,积极探索新的教学方法,不断依据教学效果进行反馈调整,以取得更好的效果。
[参考文献]
[1]国防科技大学重点建设研究生一流课程体系建设项目建设计划任务书[Z].2013.
[2]国防科技大学研究生重点课程建设验收报告[R].2010.
篇3
关键词:通信原理;开放性设计实验; 实验教学改革
通信原理实验是通信原理理论课程的重要实践教学环节,目的是通过通信原理实验教学,使学生在通信原理理论课程学习的基础上,进一步加深对通信原理基本概念的理解和基本理论的掌握,培养学生的基本技能和综合运用所学知识分析、解决问题的能力,提高学生的专业素质。但是我校通信原理课程的实验教学一直存在着内容偏少、教学手段落后等问题。因此我们对通信原理实验教学进行了以下几方面探索改革:
一、教学内容探索改革
通信原理理论课理论性强,数学公式推导多,抽象概念多,同时要求学生掌握通信系统的基本原理,特别是数字通信的基本理论;牢固掌握通信系统的原理图及各系统输入、输出信号间的关系,因此理论课方面要提高讲课质量,同时需要相应的实验配合,并不断加强实践教学环节,改革实验教学内容,让学生加深对理论课程内容的理解和掌握,但是,以前我们实验内容较少,只有五个:(PAM)抽样定理与脉冲调幅实验、(PSK)移相键控实验、(FSK)移频键控实验、(PCM)编译码系统实验、循环码编译码系统实验,不能满足教学大纲的要求。于是,我们更新采用新型的“现代通信原理综合实验系统”,调整充实实验内容,新增加充实的实验项目十个:振幅调制传输系统实验、单边带调制实验、双边带调制实验、频率调制传输系统实验、QPSK传输系统实验、π/4DQPSK传输系统实验、MSK传输系统实验、GMSK传输系统实验、、16QAM传输系统实验和CDMA传输系统实验。为提高学生的动手能力,掌握常用通信系统的设计方法,再新增加二次开发的实验项目七个:可变分频器实验、m序列产生实验、噪声信号的产生实验、复接实验、帧同步实验、CMI编译码实验、CMDA扩频调制解调实验等。这样可使实践教学与理论教学内容更好地结合起来,为提高教学质量创造条件。教学内容的调整改革在精、用、新三个方面进行:
1.精,就是在实验中用精选的理论知识作指导,在讲清实验原理的基础上,以定性分析为主,辅以必要的定量计算。例如:在PCM实验中,只要求学生了解PCM编译码器内部结构及原理,而重点是能定性分析和熟悉它的逻辑功能、电路外引脚的使用,以及掌握怎样用PCM编译码器设计一个脉冲编码调制解调系统,并能在一定信噪比下,其动态范围满足CCITT建议的样板值要求。
2.用,教学注重学生实践中能力的培养,提高学生分析问题、解决问题的能力,例如:在PCM实验基础上,可以带领学生组成团队,设计一个小型程控交换机系统,使学生进一步熟悉脉冲编码调制解调电路原理,同时还可学到程控交换技术的原理,拓宽学生的知识面,丰富和发展专业理论知识。
3.新,通信技术日新月异,通信系统不断趋向于数字化、智能化、大规模集成化。通信原理实验的教学应尽可能跟上通信技术的发展,引入新的知识点。例如,我们采用的新型“现代通信原理综合实验系统”不仅涵盖了通信原理的主要知识点,而且引入了新的通信技术(数字信号处理DSP技术FPGA技术等),该系统具有的优点是:(1)采用软件无线电技术的通信原理综合实验系统中FSK、BOSK、DBPSK调制解调器采用同一硬件平台(DPS+FPA),易使学生牢固建立软件无线电的概念。(2)该系统中用数字门电路实现全数字锁相环,通过与模拟锁相环各项指标比较,使学生加深数字锁相环的概念、性能指标和使用场合。引入新内容,有助于突出学生的探索精神和创新思想,培养学生在通信技术及相关领域中的创新精神。
二、教学方法改革
以前的实验内容主要以验证为主,实验手段较为单调,学生处于被动学习状态,实验积极性不高,为此,我们对教学方法进行了以下改革:
(一)学生为主体仿真实验教学法
强调理论与实践相结合,在以现代通信原理综合实验系统的实验基础上,增加仿真实验。因为仿真软件可以方便、直观、形象地构建通信系统,提供丰富的部件资源,强大的分析功能,可对硬件开发提供方案论证和实践指导。仿真实验主要以学生自行设计为主,学生可以任意改变实验参数,甚至可以根据需求改变功能模块及其连接,进行各种环境下的仿真实验,可以作为考查学生动手能力、设计能力的重要手段。
(二)问题探索教学法
在实验教学中,不但要求学生掌握实验原理,同时教师还设计提出思考问题,引导学生积极讨论、分析和提出解决问题的方案,并最终解决问题。例如:在做FSK实验时,正常情况下,发送基带数字信号的速率为500bps,传号载波频率为22KHz,空号载波频率为9KHz,这时可解调还原发送的基带数字信号。但传号和空号载波频率不变时,发送基带数字信号的速率改为32Kbps后,会出现什么情况?让学生讨论、分析,并经过实验去证明,得出结论是:发送基带数字信号的速率大于载波频率时,不能正确解调基带数字信号,解调端出现乱码。
(三)归纳总结教学法
把实验中的重要概念、基本原理进行归纳总结,并作出结论教给学生,以利学生掌握和应用。例如:在循环码编译码系统实验中,归纳总结编码规则为三步:1.用xn-k乘以信息多项式m(x);2.用生成多项式g(x)除xn-km(x),得到余式r1(x);3.把余式r1(x)的系数作为监督元附加在m(x)的后面,就得到一个能被g(x)除尽的发送码c(x)。归纳总结译码规则为三步:1.用接收码R(x)除以生成多项式g(x),得到余式r2(x),当r2(x)=0时,表示接收无错码,否则有错码;2.按余式r2(x)通过运算得错误图样E(x); 3.从R(x)中减去E(x),可得到已纠正的原发送码c(x)。
同时根据新的教学大纲要求,结合新型的“现代通信原理综合实验系统”,我们改编有自己特色的实验指导书,提出了预习要求,扼要介绍了实验仪器及所用芯片工作原理、实验内容和注意事项,以及实验讨论思考题等。在教材改编时,注重分析系统电路原理,熟悉实验过程,重视实验数据的分析。如在改编FSK调制与解调实验时,其解调电路给出两种,一种是鉴频解调,另一种是过零解调,而指导书只对前一种解调方法的工作原理进行详细分析,将后一种解调方法放在讨论和思考上,然后独立完成实验。同时结合实验课的特点,按“由浅到深,由单元到系统”的原则改编实验内容,使学生循序渐进地完成各项通信原理实验。
三、增设开放性设计实验
开放性实验设计是培养学生创新思维的一条行之有效的途径,有利于培养学生分析问题的能力,有利于培养学生的探索能力,有利于培养创新人才。在老师指导下,学生组成团队,参加具体的课题或项目的研究,学生通过查找资料,对所研究开发系统有一个较为准确、简洁的描述,并提出自已所开发的系统功能、性能指标及与系统中其它模块之间的连接关系、特征、输入、输出特性。合作设计出初步的设计方案,计算实验参数,充分利用仿真软件对开发的系统仿真,根据仿真结果画出PCB电路板图,然后制作电路板,进行元器件的焊接和硬件的调试以及相应软件的编写、系统参数的测试,使系统功能、性能指标达到设计要求,并能能正常运行。增设开放性实验,让学生充分利用实验室实验资源,同时学生可有更多机会理论联系实际,培养掌握科学研究的方法。
四、改革使实验教学水平得到提高
(一)建立了较完整的教学体系
我们在原通信原理课的实验教学中增加了许多新的内容,建立了较完整的教学体系。过去我们只能开出五项实验,而现在则能开出二十二项实验,和开放性设计实验,内容覆盖面较广,实验教师可根据专业要求和不同层次的学生布置必做、选做内容,使得教学内容更加符合实际需要。
(二)提高了教学效率和教学质量
改革实验教学后,教学效率和教学效果大大提高,现在用较少的学时就可完成较多实验。这样,在基本不增加学时的前提下,可增加实验内容。由于新型的“现代通信原理综合实验系统”采用较多新器件与新技术,不仅使学生学到许多新的知识,而且对于提高分析和解决问题的能力具有明显的促进作用。另外,该综合实验系统各实验模块除可单独开设实验外,同时每个实验模块可串入到不同的系统中去,构成从信号输入、编码、调制、发送,到接收、解调、译码输出等完整的综合通信系统,系统概念强,使学生能充分了解各模块在系统中发挥的作用和其性能变化对系统的影响。改革后教学实践证明,能够提高学生的动手能力、综合能力和创新能力。
【参考文献】
[1]薛峰.浅谈电子技术课程的优化教学改革[J].现代教育化,2001,(12).
[2]杨海平,唐修连,陈宪钜.运用综合实验系统改革通信原理实验[J].实验室研究与探索,1999,(2).
篇4
关键词 光纤通信;教学改革;OptiSystem仿真
中图分类号:TP391.9 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)24-0104-02
1 引言
光纤通信课程是高等工科院校通信工程专业的一门主要专业必修课,其基本理论是某些交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础,具有理论基础深、知识更新快、理论与实际联系紧密等特点。
随着光纤通信技术的迅猛发展,目前在教学过程中暴露出一些问题:1)现有实验设备不生动,仅是对基本原理的简单验证;2)光纤通信设备价格昂贵,引进或建设专业实验室难度较大;3)专业课知识更新速度快,课本及现有设备难于反映最新的发展成果;4)学生难于验证、实践对知识的构想。
基于以上原因,本课程的教学改革立足于将OptiSystem仿真技术融入光纤通信的教学中。
2 理论教学探索
光纤通信课程以培养和提高本科生的应用能力、创新能力和科研能力为基本目标。培养要求是:使学生较全面地掌握光纤通信的基本概念、基本理论和关键技术,理解和掌握光纤通信系统的性能分析和系统设计方法,了解现代光纤通信新技术的发展及应用情况。
根据培养目标和培养要求,该课程设置的教学内容包括:1)光纤传输理论;2)半导体光器件、光无源器件及光放大器的工作原理及特性;3)光端机的基本组成及各部件功能;4)光纤通信系统的组成和系统设计方法;5)光传输网及光纤通信新技术的基本原理及应用。
光纤通信的整个理论教学体系中,很多定理都伴随严格的数学证明和复杂的概念,并且很多概念比较抽象。比如:光在光纤中传输的波动光学理论,涉及电磁场与电磁波的知识,其公式推导繁琐抽象,致使学生理解起来比较困难。针对这一类问题,教师在备课时不仅需要精心设计教学内容,将重点、难点和抽象不容易理解的内容提炼出来,而且要根据这些知识点的特征采用恰当的教学方法和教学手段,比如采用传统黑板教学方式和技术相对成熟的多媒体教学方式相结合。实践证明,这样的教学方式已经取得比较满意的教学效果,并且在该课程组教师的共同努力下,与课程配套的多媒体网络课件在中北大学及全国多媒体课件大赛上获奖。
为进一步提高学生学习效率,在课堂教学中融入OptiSystem仿真技术。OptiSystem作为一款功能强大的光通信系统模拟软件,提供从元件到系统水平在传输层光通信系统的设计和预研,同时呈现可视化的分析结果。如光纤的非线性效应“四波混频FWM”,采用图1所示仿真原理图给学生讲解,两路光信号(波长分别为1540 nm和1540.5 nm)经过75千米单模光纤(SMF-28)传输,传输前后信号的光谱分别如图2和图3所示。图3显示,在1539.5 nm和1541 nm波长处出现新的频率成份,直观地表达了四波混频的概念:光纤中不同波长的光波相互作用,导致在其他波长上产生所谓混频产物或边带的新光波的现象。
另外,光纤的自相位调制、互相位调制、拉曼散射等非线性效应,掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦特性,波分复用系统等相对抽象难理解的知识点,也采用了演示仿真原理图并对比波形的授课形式,具体程序不一一举出。
课程结束后,调查显示:绝大多数(83.26%)学生对课堂教学中融入OptiSystem仿真做出了积极评价,一致反映利用仿真技术把抽象的问题具体化,能够激发学习兴趣,从而优化课堂教学效果。
3 实验教学改革
实验教学是课堂理论教学的重要补充,是培养学生科学实践能力的重要环节。目前,中北大学开设的光纤通信实验项目分为基础型和综合设计型两类,实验室现有设备仅能满足固定功能的实验,不容易升级改进,不能充分体现光纤通信的优势。因此,实验教学改革是在现有实验项目的基础上,利用OptiSystem仿真平台,增加了创新型仿真实验内容(包括光发射机设计、光接收机设计、光纤色散特性及补偿设计、EDFA增益优化设计和40 G单模光纤的单信道传输系统设计),逐步构建“基础型、综合设计型、创新型”的分层次实践教学体系。
创新型仿真实验项目改革在具体实施的过程中,要求学生根据题目的难易程度独立或合作完成,并完成详细的实验报告,包括设计思路、设计框图、选用模块和参数设置的原因,仿真结果及实验现象分析并得出结论等内容。
关于仿真实验项目的改革已经实施两届,通过和学生的交流以及对实验报告的统计分析,结果显示:
1)增设的创新型仿真实验项目吸引的学生数量逐年增加(09级学生比08级学生增加30%);
2)学生在设计实验的过程中,如何选用模块并设置参数都与理论知识紧密结合,这样促进了理论与实践的有效结合;
3)与硬件实验相比较,仿真过程更具体,仿真结果更生动,实验效果得到明显改善;
4)学生敢于验证自己的构想,弥补了硬件设备的不足。
4 结束语
通过积极实行教学改革,在光纤通信课程理论和实验教学方面都取得一定成效。课堂教学方面,由于一些抽象难理解的知识点融入了仿真演示,提高了学生的学习积极性,明显改善了课堂教学效果;实验教学方面,融入仿真技术后,不仅提高了学生综合应用所学知识和独立设计的能力,而且极大地促进了光纤通信的基础理论研究,为学生走向工作岗位前进行工程素质的培养提供了理想手段,还能有效节省教学投资费用。
参考文献
[1]骆文.《光纤通信》课程教学改革与实践[J].长江大学学报:自然科学版,2010(6):368-369.
[2]黄永清,顾畹仪,等.光纤通信课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2010(12):12-13.
[3]杨祥林,等.光纤通信系统[M].北京:国防工业出版社,2009.
篇5
[摘要]本文介绍了MATLAB软件中通信工具箱的两种仿真方法,并重点阐述了在MATLAB/SIMULINK环境下对通信系统进行可视化动态仿真的一般步骤和实现方法。最后通过教学范例和实验结果说明,MATLAB通信系统仿真模型能够反映通信系统的动态工作情况,具有较强的演示性、可视性和实用性,是《通信原理》课程教学中强有力的辅助工具。
[关键词]MATLAB SIMULINK 仿真 通信系统
一、引言
《通信原理》是通信及相关专业的专业基础课,是许多后续专业课程的基础。其中很多基本概念、重要原理将贯穿整个通信专业的各门课程之中。然而,对于刚刚接触通信专业的学生来说,类似于调制、解调、抽样、量化、复用等概念及原理往往过于抽象,传统的教学方法很难高效的使学生从根本上理解这些概念、原理及过程。将MATLAB通信系统的计算机仿真演示应用到《通信原理》的教学中,能够较好的解决这个问题。采用MATLAB对基本原理和方法进行计算机仿真演示,能够使复杂的计算简单化,抽象的理论具体化、直观化,从而提高学习效率,增强学习兴趣,在一定程度还上培养学生进行通信系统工程设计的能力。
MATLAB最初是Mathworks公司推出的一种数学应用软件,经过多年的发展,开发了包括通信系统在内的多个工具箱,从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。MATLAB的动态仿真软件SIMLINK提供了可视化的系统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了丰富的功能模块,采用模块化设计,可以方便、灵活地建立通用性较强的通信仿真模型。
MATLAB通信工具箱是一套用于通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包,主要由两部分组成:通信系统功能函数库和SIMULINK通信系统仿真模型库。下面分别从两个方面介绍MATLAB通信系统仿真方法。
二、使用通信系统函数库实现通信系统仿真
MATLAB通信系统功能函数库[1]由70多个函数组成,每个函数又有多种选择参数,函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。这些函数包括:信号源产生函数、信源编码/解码函数、调制/解调函数、滤波器函数、TDMA、FDMA、CDMA函数等。
现举例说明使用MATLAB函数库实现仿真。
例1、计算平均信息量[2]
(1)分析:
消息x中所包含的信息量I是消息发生的概率P(x)的函数,即:
(1)
信息量I的单位与对数的底数有关:
a=2 单位为比特(bit,简写为b)
a=e 单位为奈特(nat,简写为n)
a=10 单位为笛特(Det)
由n个符号组成的信息源的平均信息量H(x)为:
(2)
公式(1)、(2)本身较简单,学生要记忆也不困难,但是由于牵涉到对数运算,而且对数的底数是可以变化的,因此增加了计算的难度。在此我们可以建立一个MATLAB的M文件,把复杂的计算过程交给计算机来完成。
(2)参考代码:
建立一个M文件保存为message.m
function r=message(x,n)
r=0;
for i=1:n
r=r-x(i)*log(x(i))/log(2);
end
disp('此离散信源的平均信息量为');
(3)运行MATLAB的M文件求解平均信息量
当需要求解一组符号的平均信息量时,只需要在MATLAB的命令窗口输入该组符号出现的概率和符号个数就可方便快速的得出平均信息量。
例如,由4个符号组成的信息源,相应的概率为 ,求平均信息量,只需要在MATLAB的命令窗口输入:
message([ ],4)
然后敲回车即可在窗口中显示出计算结果:
“此离散信源的平均信息量为1.75”
在需要的地方灵活使用该M文件可以求出不同信号源的平均信息量,当需要求解的符号数特别多、数字比较复杂时更能体现其优越性。
三、基于MATLAB/SIMULINK的可视化动态仿真
SIMULINK是MATLAB提供的图形界面仿真工具,由一系列模型库组成,包括Sources(信源模块)、Sinks(显示模块)、Linear(线性环节)、Connections(连接)、Blocksets&Toolboxes(其他环节)等。
在这里,整个通信系统的流程被慨括为:信号的产生与输出、编码与解码、调制与解调 多址接入方式、滤波器以及传输介质的模型。在每个设计模块中还包含有大量的子模块,它们基本上覆盖了目前通信系统中所应用到的各种模块型。根据所要仿真的通信系统的数学模型(或数学表达式),用户只要从上述各个模型库中找出所需的模块,用鼠标器拖到模型窗口中组合在一起,并设定好各个模块参数,就可方便地进行动态仿真。从输出模块可实时看到仿真结果,如时域波形图、频谱图等。每次仿真结束后还可以更改各参数,以便观察仿真结果的变化情况。另外,对SIMULINK中没有的模块,可根据自己掌握的技术生成所需的子模块,并且可以封装和自定义模块库,以便随时调用。
1、可视化动态仿真的步骤[3]
1)建立数学模型:根据通信系统的基本原理,将整个系统简化,确定总的系统功能,并将各部分功能模块化,找出各部分之间的关系,画出系统流程框图模型。
2)仿真系统:根据建立的模型,从SIMULINK 通信模型库中,将所需要的单元功能模块拷贝到Untitled窗口,按系统流程框图模型连接,组建要仿真的通信系统模型。
3)设置、调整参数:参数设置包括运行系统参数设置(如系统运行时间、采样速率等)和功能模块运行参数设置(正弦信号的频率、幅度、初相;低通滤波器的截至频率、通带增益、阻带衰减等)。
4)设置观察窗口,分析仿真数据和波形:在系统模型的关键点处设置观测输出模块,用于观测仿真系统的运行情况,以便及时调整参数,分析结果。
5)生成新的模块:对于Communication Toolbox中没有的功能模块,可以根据已掌握的技术生成所需新的子模块,例如由C或Fortran编写MEX 文件,编译成DLL后利用SIMULINK提供的封装(Masking)功能封装或自定义模块库,以便随时调用。
2、可视化动态仿真实现范例
例2、抽样定理的仿真实现
抽样定理的数学模型如图1所示,可建立相应SIMULINK仿真模型如图2所示,在设定的参数下对正弦信号仿真结果如图3所示。
号源参数设置:
Sine wave参数设置
Pulse Generator参数设置:
改变信号源的参数设置可以得到锯齿波的抽样波形如图4。
通过图3和图4的观察,我们可以很方便的看到抽样前后的波形变化,同时可以通过参数的设置看到失真的抽样波形,使同学们对于抽样定理的内容和适用条件有了更为直观的认识。
四、总结
将MATLAB/SIMULINK可视化动态仿真应用到通信原理课程的教学中,使一些抽象的概念和原理可视化,有助于同学们理解和接受,既提高了教学质量和效率,又可为学生提供良好的通信系统开发、设计、模拟、调试和分析平台,锻炼其分析和解决问题的能力。
[参考文献]
[1]孙屹.MATLAB通信仿真开发手册[M].国防工业出版社,2004,134~137
篇6
关键词:密码学;课程设置;教学方法
中图分类号:G642
文献标识码:A
1引言
密码学能有效保障信息的机密性、认证性、完整性和不可否认性,是信息安全的核心技术之一,为信息安全提供了深刻的理论依据和丰富的应用实践基础。目前各大高校已为信息安全专业、计算机科学与技术、通信工程和信息与计算科学专业的本科生或研究生开设了密码学课程,如北京大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、西安电子科技大学、电子科技大学等,也有一些教研[1-4]。然而,对于更多的高校,密码学课程的教学却处于探索阶段。
公立函馆未来大学(Future University-Hakodate)位于日本北海道函馆市龟田中野町,始建于2000年,是一所以信息科学为特色的公立大学。该校有两大学院(系统信息科学研究科和系统信息科学专业)和三学部(信息建筑学科、复杂系统学科和系统信息科学部)。学校研究与教育涵盖了以硬件为中心的计算机科学、认知科学、信息系统设计与复杂系统。虽建校不久,但该校的密码学学科却取得了骄人的成绩,在高木刚(Tsuyoshi Takagi)教授的带领下,在双线性配对运算方向已到达国际先进水平。笔者在公立函馆未来大学从事博士后研究期间,旁听了高木刚教授面向计算机专业硕士生开始的密码学课程,并和他交流了教学经验及学术思想,感触颇深。本文就该校密码学课程设置与教学方法进行了描述和讨论。
2密码学课程的特点
作为信息安全和其他信息科学类专业的一门专业基础课,密码学课程具有以下特点[4]:
(1) 作用和地位十分重要。密码学是实现保密通信和信息系统安全的主要技术手段和工具,信息安全的保密性、认证性、完整性和不可否认性等属性都需要用密码学的工具来完成。随着计算机和计算机网络在军事、政务、金融、商业等部门的广泛应用,社会对计算机的依赖越来越大,如果计算机系统的安全受到破坏,将导致社会的混乱并造成巨大损失。因此,确保计算机系统的安全已成为世人关注的社会问题并成为信息科学的热点研究领域。密码技术是信息安全的关键技术之一,几乎所有的信息安全技术都应用到密码技术。
(2) 覆盖的内容多,涉及的数学知识多。由于发展历史较长和研究问题的特殊性质,密码学从基础理论到实用算法,形成的内容和分支较多。例如,数字签名体制就分为签名体制、盲签名体制、环签名体制、群签名体制等10余种签名体制。同时,密码学还涉及较多的数学知识,如数论、抽象代数、概率论、组合数学、计算复杂性和信息论等方面的知识。
(3) 与其他学科联系广泛。密码学与其他学科具有广泛联系,这些学科包括应用数学、通信、计算机科学、信息处理等。从应用数学的角度看,密码学是数论、抽象代数等理论的一种应用;从通信的角度看,密码学是实现保密通信的一种技术手段;从计算机科学的角度看,密码学是数据安全、计算机安全和网络安全的研究内容;从信息处理的角度看,密码是信息处理的一种形式。密码学的研究内容决定了它的交叉性和广泛性,这使得人们能从不同方面去研究密码学,从而推动密码学学科的不断发展。各种数学和其他学科研究的新成果也会很快地应用于密码学当中,例如基于椭圆曲线的加密和签名方法、量子密码和数字水印等。
(4) 实践性很强。密码学的研究目的就是解决实际生活当中的信息安全问题,例如提供保密性、认证性、完整性和不可否认性,这些属性是信息社会中不可或缺的重要属性,它们随着计算机的普及,借助于密码学的各种算法得以实现。因此,密码学是一门实践性很强的课程。只有理论联系实际,才能把这门课程学好。
3密码学课程教学内容的设置
公立函馆未来大学的密码学课程分为以下几部分:
(1) 数学基础:该部分讲述整除、同余、模运算、欧几里得算法、扩展的欧几里得算法、欧拉函数、群、环、域和概率论等的基本概念。该部分的教学目的是使学生对密码学所需的数学知识有个大概的了解,为以后的学习打下基础。
(2) 密码学基本概念:该部分讲述密码学的历史、加密和隐私概念、密码学的目标、攻击模型、密码协议和可证明安全性等。该部分的教学目的是使学生对密码学有个总体的认识,为以后的学习打下基础。
(3) 对称密码体制:该部分讲述了流密码和分组密码体制。流密码只是介绍了一些基本概念。分组密码是本章的重点,主要讲述了DES、AES和分组密码的工作模式。该部分的教学目的是使学生对对称密码体制,尤其是分组密码体制有深刻的认识,了解分组密码设计原理和特点。
(4) 公钥密码体制:该部分讲述公钥密码体制的概念、RSA公钥密码体制、ElGamal公钥密码体制、Rabin公钥密码体制、基于椭圆曲线的密码体制和基于身份的密码体制。该部分的教学目的是使学生对公钥密码体制有个深刻的理解,了解公钥密码体制与对称密码体制的区别。
(5) 数字签名:该部分讲述数字签名的基本概念、RSA数字签名、ElGamal数字签名、数字签名标准DSS、群签名、签名、盲签名和环签名等。该部分的教学目的是使学生掌握常用的数字签名体制,掌握数字签名体制的设计原理和特点,对特殊的数字签名,如群签名、签名、盲签名和环签名有个初步的认识。
(6)Hash函数:该部分讲述Hash函数的基本概念、MD5、SHA、基于分组密码的Hash函数和Hash函数的应用。该部分的教学目的是使学生掌握Hash函数的设计原理和要求,对MD5和SHA两种重要Hash函数有个深刻理解。
(7) 密码协议:该部分讲述密钥分配和密钥交换、认证体制、零知识证明、电子选举和电子现金等。该部分的教学目的是使学生对密码应用有深刻的理解,对如何根据应用环境设计密码协议有个基本的认识。
(8) 可证明安全性:该部分讲述公钥密码和数字签名的可证明安全性。包括公钥加密体制的安全性概念、数字签名体制的安全性概念、随机预言模型、RSA-OAEP等。该部分的教学目的是使学生对可证明安全性知识有个初步认识,能够对公钥加密体制和数字签名体制进行形式化证明。
4密码学课程的教学方法
通过笔者在公立函馆未来大学密码学课程的学习,总结出如下教学方法:
(1) 注重数学知识的讲解。学习密码学需要用到很多数学知识,教师在教学中很重视数学知识的传授,在第一章中专门讲授了密码学需要的数学知识。此外,教师在讲授其他章节内容时也常常介绍一些数学知识,如在讲授RSA算法时讲授了模运算和复杂性理论。
(2) 注重讲清各部分的区别与联系,以便于学生掌握和记忆。密码学课程涉及到很多概念,这些概念很难记忆。教师在教学中注重讲解各种概念的区别与联系,如对称密码体制和公钥密码体制的区别和联系、公钥加密体制和数字签名体制的区别和联系、分组密码体制和流密码体制的区别和联系。通过这些讲解,学生掌握和理解这些知识就容易多了。
(3) 注意讲述历史知识,激发学生兴趣。密码学涉及到很多有趣的历史知识。在讲授密码的起源时,教师介绍了公元前五世纪斯巴达人使用的一种叫“天书”(Skytale)的器械。它用一根木棍,将羊皮条紧紧缠在木棒上,密信自上而下写在羊皮条上,然后将羊皮条解开送出,只有把羊皮条重新缠在一根同样直径的木棍上,才能把密信的内容读出来――这是最早的一种移位密码。在讲解公钥密码概念时,他们讲解了Diffie和Hellman这两位公钥密码开创者的生平,并将这两位学者的照片给学生看。通过这些历史知识的讲解,学生对密码学产生了浓厚的兴趣。
(4) 注重与科研工作相结合。教师在教学中很注重与科研工作相结合。他们常常讲到自己的科研项目与经历,也常常将最新的研究成果带到课堂,将最新的论文发给学生研读,使学生对最新的研究方向有个初步认识。
(5) 注重总体理解。某些密码学算法涉及的步骤很多,理解比较困难。如DES就涉及到了16轮变换,每轮都有置换和代换运算。教师在介绍该算法时注重总体算法的把握,先让学生对该算法有个总体的认识,然后再讲述每一步骤的详细算法。
5结束语
本文介绍了日本公立函馆未来大学面向计算机专业硕士生开设的密码学课程的具体情况,包括课程内容设置与教学特点。希望能对我国密码学课程有一定的启发。
参考文献:
[1] 沈瑛,郑河荣. 密码学课程的设计与实践[J]. 温州职业技术学院学报,2003,3(3):76-77.
[2] 段桂华,杨路明. 基于组件技术的密码学理论与技术实验教学方法[J]. 北京电子科技学院学报,2006,14(1):44-46.
[3] 丁勇. 信息与计算科学专业密码学教学研究[J]. 桂林电子科技大学学报,2008,28(2):131-133.
[4] 李梦东. 密码学课程设置与教学方法探究[J]. 北京电子科技学院学报,2007,15(3):61-66.
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
能力的培养。
关键词:通信原理;教学改革;实践环节
中图分类号:G64
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)03-0235-02
《通信原理》课程是通信技术专业重要的专业基础课,它涉及和联结的知识几乎涵盖了通信专业的所有课程
,是由基础课向专业课过渡的一门学科。“通信原理”讲述的是通信领域最基本的内容,通过该课程的学习,
能够让学生在掌握通信系统的基本组成、基本原理和性能分析方法的同时,进一步理解有关的通信技术,为
今后深入学习通信类专业课打下坚实的理论基础。这门课有一定的学习难度和理论深度,本文针对高职学生
的实际情况,改革传统的教学模式,精炼教学内容,在教学中加强实践性,强调动手能力的培养,对学生发
现问题、解决问题和创新能力的培养,对新技术、新环境的适应能力有着非常重要的意义。1 课程教学现状
《通信原理》课程的原理性、逻辑性强、概念抽象、覆盖内容多、公式和推导相对较多,对于一些数学基础
比较差,自学能力比较差的学生来说,学习这门课程会觉得很困难。在教学方式方面,受传统教育思想的影
响,在课堂教学中主要是“教师讲,学生听”的课程教学模式。教师大多采用以讲授为主的教学方式,讲授中
又侧重于单方面的灌输,致使学生被动听讲,学生学习积极性不高。现代通信技术的发展极为迅速,而通信
原理作为通信技术的专业基础课程其教学内容的更新相对缓慢,因此学生学习过程中总会感觉这门课程没有
实际价值,导致学习主动性不高。实验过程中大多采用验证性实验手段,不能适应创新人才培养的要求。
2 教学改革探索
2.1 改革教学观念与内容
在教学过程中,注重“以学生为主体”充分发挥学生的主观能动性,教学上可采用“启发式”、“讨论式”、设问思考和逆向思考提问等方法,启发学生思考,诱发学生的思维,激起学生的求知欲望。如在每章开始时,提出本章所要面临的问题,使学生带着问题进行学习,在一章结束后让学生总结出可以解决问题的思路与方法。比如在数字基带传输过程中,码间干扰如何消除等问题,以此来培养学生分析问题,解决问题的能力,增强学生的综合素质。同时教学中也要注重考虑学生的学习方法和接收能力,根据不同的教学内容和教学对象,注意将学生自学和精讲重点,难点结合起来。在课下教师可以通过建立专业课程答疑网站进行网上辅导,帮助学生解答疑难问题,听取学生意见,从而更好的改进教学。
在教学内容方面,根据专业发展的要求,修正教学计划,制定出适合高职高专的通信原理课程教学大纲,并对教学内容进行相应改革。在教学中强调整体观念的建立,以通信系统的组成为主线,以“有效性”和“可靠性”这两个衡量通信系统性能的重要指标而展开。根据当前信息技术发展的特点,数字通信取代模拟通信将是大势所趋,因此在教学中突出数字通信,同时兼顾模拟通信的内容,并适当加入先进的数字调制解调技术和实际中应用的典型通信系统的有关内容,使理论和实际系统有机结合起来,保证教学具有实用性和先进性,能跟上时代的发展要求。通过进行专题教学,了解当今前沿的通信技术。通信系统与实际生活密切相关,随着移动通信、计算机通信等技术的快速发展,在进行通信原理教学过程中,穿插着向学生讲授这些新技术的基本原理和基本概念,使学生能够对前沿的通信技术有所了解,可以在教学中采用课内专题讲座的形式。
例如,在讲解基本内容的同时,增加“3G技术及其现状” 、“TD-SCDMA网络规划技术”“中国未来通信技术的走向”等专题讲座。一方面,可以提高学生的学习兴趣,开拓视野,另一方面,可以为他们将来从事这方面的研究和开发指明方向。
2.2 改革教学方法与手段
由于“通信原理”课程是一门理论性比较强,公式及推导相对较多的学科,教师通过语言、黑板板书的传统教学方式,会使教师的板书占用时间太多,效率较低,同时课程的某些知识点用传统的授课方式表示的不是特别清楚。因此在教学中采取灵活的教学方法,辅助先进的教学手段,可以达到直观、省时、高效的目的。
在教学中,多媒体教学以图文并茂、声像集成、动静配合表现形式,使课堂教学变得生动有趣,从而更能吸引学生的注意力。但在使用多媒体课件授课时,要明确多媒体教学是辅助手段,不能一味地按课件的思路和流程进行教学,不能盲目的使用、过度的依赖,这样不仅不会给课堂增色,反而使授课质量下降。因此在“现代通信原理”课程的教学中,要合理的使用多媒体授课,在授课过程中把一些不便板书的内容制作进去,如定义、概念、图表、动画、视频、声音等,而对一些关键概念的解释说明、必要的例题等不须制作到课件中去,而留给教师在课堂上以传统教学方式进行讲解,因为教师在教授学生知识的同时,更注重的是培养学生分析问题,解决问题的能力,通过教师必要的板书讲解,让学生学到一种分析问题的方法,让学生从中去学习、去体会。因此通过传统的教学和先进的多媒体相结合的教学方式,不仅能充分利用课堂时间,与学生有更多的交流,还为教师和学生的发挥留有相当的空间,从而较好地完成教学任务。
2.3 改革实践教学
高职教育目的是为了培养创新型人才,既有扎实理论基础又有较强动手能力的人才深受用人单位的欢迎。因此在课程中实践教学就成为不可缺少的环节。对于“通信原理”课程,主要采用两部分进行,分别为单项实验教学和综合实训教学两部分,通过单项实验可以提高基础实验教学的教学质量,通过综合实训教学使实践教学更具有生动性,创造性,科学性。实验教学是实践教学中基础的一环。通过实验教学既能起到对课程的深入理解,又有益于培养学生的学习风气和工作作风。传统的通信原理课程大多采用验证性实验,验证性实验在相关理论讲授后利用现有实验平台对相关理论的正确性进行验证,通过实验使学生掌握信道编译码,信源编译码,调制解调实验等基本原理,这样使学生能够进一步的理解理论知识。同时也可以配合仿真实验,通过通信系统软件可以方便、直观的建立通信系统,从而实现对通信系统的设计和验证。仿真实验部分主要以学生为主体,通过对功能模块的设计连接,对参数的设定,以观察和分析仿真模型对信号的反应,以及仿真系统在这个过程中表现出来的性能,并以此获得的系统性能。通过仿真实验提高了学生分析问题和解决问题的能力。在学生具备了一定的理论基础之后,进行综合性训练,即利用实验室资源和已掌握的理论基础,综合运用各通信模块,将信号的调制解调,编码解码,复用解复用,信道,滤波等多个环节结合在一起,培养综合运用能力。这部分实验学生以分组的形式完成任务,根据设计不同的通信系统,完成信号的传输。对于基础较好的学生,还可自行增加实验内容或实验难度,设计实验方案。这样不仅激发学生的学习热情,也培养了学生综合思维能力、创新能力和动手能力。如果仅仅通过教学的时间做设计性仿真实验和综合实训,有时不能满足学生的需求。因此建立开放实验室,学生利用业余时间,自行设计实验方案,合理使用实验设备,使他们能够独立完成对通信系统的操作。在遇到困难时老师再做适当的启发与指导,最终得到满意的实验结果。这样不仅能提高学生的综合能力,也能提高学生对实验学习的热情和主动性。
为了提高学生综合素质和创新能力,在传统通信原理课程考核上进行改进。考核形式采用多元化,如试卷形式(开卷、闭卷),也可以采用答辩、报告等形式相结合,并参考平时学习表现给出最后成绩,建立起一种开放的、多元的评价机制。对于实验的考查应强调注重平时表现,引导学生重视岗位能力,团队精神的培养,对于结果不注重在对与错,而注重能否分析原因,是否能够找到解决问题的方法。同时对在通信竞赛中获奖、在刊物上和获得发明或专利的学生给予加分。从而有意识地培养学生创造性思维、创新意识和创新能力。
3 结语
只有通过对通信原理课程教学现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面的进行改革,采用多样化的教学与实践形式,在教学模式上力求以“学生为主体”,激发学生的主动性,创造性和适应性,才能使之成为高素质的创新型人才。
参考文献
[1]张士兵,章国安.通信原理课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):11-13.
[2]赵发勇.通信原理课程的教学研究[J].中国电力教育,2008,(120):71-73.
篇8
理解网络协议的基本概念,能描述因特网TCP/IP协议的基本概念、思想与功能,理解网络中数据传输的过程,能描述网络的开放系统互联协议(OSI)分层模型的基本思想。
教材分析
本节是《网络通信工作原理》两课时中的第一课时,内容比较抽象、深奥,但却是网络的基础内容。只有在理解网络数据传输过程的基础上才能更好地理解数据的交换技术的作用,才可以更好地理解网络服务。通过前两章的学习,学生对“网络能为我们做什么”和“因特网是如何组织与管理的”有了一定了解,但对网络互联通信的工作原理还是比较模糊,尚且停留在感性认识。因此,通过本节课的学习可以使学生加深对网络中数据传输工作原理的认识,从而为以后学习网络规划设计奠定基础。
学情分析
随着因特网的发展与应用范围的扩大,现在的高一学生对因特网提供的各种服务的应用已经比较熟练。学生们喜欢网络游戏,喜欢QQ聊天,习惯于发E-mail,能够网上购物,但是真正能够了解网络数据通信工作原理的学生却寥寥无几。在学生的日常生活和学习中,应该避免技术与应用、理论与实践相脱节的现象。教师需要向学生充分展示网络技术发展的指导思想,展示网络技术与现代社会生活的相互作用。
教学目标
知识与技能目标:理解网络中数据传输的过程;了解TCP/IP协议体系的基本知识;了解OSI模型的基本知识。
过程与方法目标:通过小组活动和讨论,结合网上购物活动的生活实例类比网络中分层思想和一些数据处理的方法及过程,自主探究学习新概念。
情感态度与价值观目标:通过交流、讨论,使理论与实践相结合,进而培养学生的探究意识与合作意识。深刻认识和理解分层思想把复杂问题简单化,体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧。
设计策略
本节从教学内容来看是一节纯理论的课,而且内容比较抽象。首先,在引课上要将网购的例子分析透彻,通过“情境分析、问题设疑”的方式引出“约定”和“功能层”的概念为后面讲解TCP/IP协议的层次结构、OSI的层次模型埋下伏笔。教师在此基础上具体讲解TCP/IP协议体系的各功能层的作用及数据传输过程。其次,选择学生最熟悉的网购是订单的传送过程为例,通过演示文稿直观地模拟数据在网络中的简单传输过程,理解网络通信的工作原理。再次,自主学习。在理论内容讲授的过程中形式不能过于平缓,通过适当的设置让学生参与到授课过程中可以及时捕捉学生的情绪。从TCP/IP协议模型到OSI层次模型的过渡穿插一个由学生自主学习教材内容的环节,让学生自己从教材内容中归纳总结出OSI层次模型的产生背景、特点。
教学准备
投影仪、网络教室、为教学设计所做的课件资料。
教学过程
1.引课
学生活动一:情境分析、角色扮演。
师:同学们,如果你要从淘宝网上购买一套“大嘴猴”亲子装,需要怎么做?
学生争先恐后地给出答案。
师:现在每一组请一位同学,分别扮演卖家、快递公司、运输公司和买家,来共同模拟网购流程。其他同学注意观察和思考在收发快递中应该注意的事项,也就是注意哪些环节可以使快递顺利寄出,并且保证买家能顺利收货。
五位学生活动模拟。学生观看表演并思考。
师:在包裹传递的过程中,主要涉及三个子系统,即用户子系统、快递子系统和运输子系统。在此次网购中,网店售卖者、快递公司、运输部门分别扮演了什么角色?互相之间如何衔接协调?
学生:网店售卖者卖物品时都有个约定,就是宝贝描述要真实,这样买家才知道自己选择哪个尺码以及花费多少金额。买家下单后,卖家根据订单将商品打包,快递公司收件时要求卖家在快递单上填好发件人和收件人等相应内容,以免快递被退回或送不到买家手上。快递公司收到快递后,交付给运输部门进行运输,这时快递公司和运输部门之间也有约定,如到达时间等。快递运送到目的地后进行相反的过程,运输公司将快递交给快递公司,快递公司再将快递送到买家手中。
设计意图:学生通过分析网上购物活动的过程并能表达和模拟,体会到网购成功与否与“约定”很有关系,从而发现用户子系统、快递子系统、运输子系统之间的约定,培养观察和思考的能力。
2.授课
学生活动二:类比概念,模型对照。
师:我们如何抽象出一个网购流程模型呢?请总结网上购物活动的过程并能用文字和箭头表达。
学生小组讨论,写下网购流程示意图。
教师展示学生示意图。教师展示网购流程图,如图1所示。
师:在包裹传递的过程中,主要涉及三个子系统。因而卖家和买家之间,快递公司和快递公司间都有约定,保证了快递的准确传递。
在计算机网络通信中,势必也需要一种规范,将整个过程分为多个步骤。为了有效地传递网络中的信息,计算机网络采用层次性的结构模型,将网络分成若干层次,每个层次负责不同的功能。每一个功能层中,通信双方都要共同遵守相应的约定,我们把这个约定叫做协议。例如,我们曾设置过的TCP/IP协议,就是一种常用的网络协议。各功能层之间,上一层对下一层提出服务要求,下一层完成上一层提出的要求。
师:网络中数据的传输与网上购物活动具有一定的相似之处,如何理解呢?
生:快递好比网络中传输的数据,整个快递系统好比计算机网络,数据安全可靠的传输离不开各层之间的约定。
师:TCP/IP协议将网络体系结构分为哪几个层次呢?
生:TCP/IP协议大致可分成四层――应用层、传输层、网际层、网络接口,它包含了TCP、IP、UDP(用户数据协议)、ARP(地址解析协议)等众多协议。
教师使用PPT展示TCP/IP概念层,如图2所示。
师:什么是TCP/IP协议?它有何作用呢?
生:IP协议――互联网络协议,是把数据包从一个地方传递到另一个地方。TCP协议――传输控制协议,是对数据进行管理和校核,保证数据包在传输过程中的正确性。
教师使用PPT播放网购订单的传送过程,如下页图3所示。
设计意图:TCP/IP协议的核心内容及其特点是本节的重点也是难点。通过类比,再介绍TCP/IP协议体系的产生背景及其特点,学生会更易于接受。
学生活动三:自主学习,介绍OSI模型。
师:TCP/IP协议产生于因特网的研究与实践中,而在网络世界中有一种通用的概念模型――OSI参考模型,即开放系统互联参考模型,请围绕以下问题自主学习第56~57页:①什么是OSI(Open Systems Interconnection)参考模型,描述OSI参考模型的网络体系结构示意图。②OSI层次模型中各功能层的上下层是如何协调工作的?数据是如何传输的?③把OSI模型与TCP/IP协议体系对比一下,分别对应什么层次,各有何种作用?
学生阅读、对比。
设计意图:在此部分设置问题,教师为主导学生为主体,通过教材中关于OSI层次模型文章的阅读,让学生从中归纳总结出OSI层次模型产生的背景及其特点,避免了纯理论内容的平铺直叙,使学生更乐于接受。同时,教师给学生提供探究性学习的空间,更有利于知识的掌握。
3.课堂小结
师:在TCP/IP协议中,去掉了OSI参考模型中的表示层和会话层(这两层的功能被合并在应用层实现),同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络接口。在当前网络数据传输过程中起到关键作用的是――TCP/IP传输协议。
教学反思
篇9
电子信息类专业是实践性很强的专业,培养的学生必须具备较强的实践能力,才能适应人才市场的需要[1]。无论是基础课、专业课,还是一些实践性较强的专业选修课程,都要求学生在掌握基本理论的基础上进行实际设计操作。传统的教学方法主要以教师课堂教授为主,学生的学习积极性低,动手能力差,对于实践能力的培养非常有限。为了克服传统课堂教学存在的弊端,在教学中实现学生的自身发展,就需要教师转变视角,从学生学习的角度思考教学问题,进行教学改革。基于问题的学习模式PBL(Problem-basedlearning)是由美国的神经病学教授Barrows于1969年在加拿大麦克马斯特大学首创,后来在美国医学教育中得到精炼和发展,并得到广泛应用。PBL模式是基于现实世界的问题、以学生为中心的教育方式。它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过学习者的合作来解决真正的问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力[2]。这种学习方法最初主要应用于医学院的教学中,并先后在60多所医科院校中推广、应用,并取得了较大成功。近几年来也有人将PBL方法应用到化学、物理等领域,同样取得良好的效果。分析电子类课程的诸多特点,例如理论性强,实用性强,尝试将PBL的教学模式应用到电子类课程的改革中,促使学生把学到的基本理论学以致用,进行实际应用、设计,从而提高学生的学习兴趣,培养学生的创新能力、动手能力以及思考问题的能力,进一步帮助学生更好地理解理论。
1通信专业基础课程的特点
电子信息类中的通信工程专业主要培养对现代通信系统、通信网及信息传输和处理系统进行科学研究、设计、制造和进行分析的高级工程技术人才。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,学习信道上信息传输和处理的理论知识,以及现代通信设备的设计、制造和调试方法。主要开设的专业基础课有通信原理、数字信号处理、微波技术基础、单片机等课程,尤其是“通信原理”和“数字信号处理”是通信工程专业非常重要的专业基础课,也是许多高校通信类专业研究生入学考试的必考课程该课程教学的效果将直接影响学生对后续专业课程的学习以及学生将来的发展与深造。这些专业基础课程主要有下列特点:内容丰富,概念、原理抽象,理论性强,数学基础及其应用能力要求高;某些抽象的原理、难理解的概念、信号变化的过程及特性也都很难用黑板和粉笔以及教师的讲解描述清楚,因而学生理解起来比较困难。
2基于问题学习模式在专业基础课中的教学设计
PBL模式的实施有其独特的步骤,不同的学者对于PBL模式有着不同的设计,但共同点都是围绕问题展开[3]。PBL模式的一般过程主要有以下几个步骤:①设计问题:问题可以由教师提出,也可以由学生自主选择,但问题的选取要能够提纲挈领;②理解问题:主要通过多种不同的资料查询来学习,教师进行适当指导;③组建小组:分配PBL角色进行讨论学习,将学习的理论应用到教师提出的问题,并解决问题④形成问题报告,并提交讨论,得出解决问题的最好方法。PBL教学模式是“以学生为主体、以问题为中心”,强调知识的融会贯通,学以致用,鼓励和倡导学生独立自主地发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。这种教学模式主要包括学生以“会学”为主,以应用理论知识解决实际问题为目的,以综合能力的提高为标准。在应用PBL的模式进行教学设计时,主要遵循“发挥教师主导、体现学生为主体”的模式教师的主导作用体现在引导学生自行获取知识和培养能力而不是灌输知识,根据课程的特点,设计相应的教学任务;学生为主体体现在要充分发挥学生的学习积极性,让他们有更多参与学习任务的机会,真正做到从被动接受知识转变为主动获取知识[4]。根据PBL模式的教学思想,结合河北大学工商学院2005、2006级通信工程专业的主干专业基础课程---通信原理,应用PBL的教学模式进行教学过程的设计。
2.1提出问题提出问题时不单单要求教师掌握专业知识,更重要的是要求教师能够提纲挈领,能够从学生的角度去理解专业知识,并且能够启发学生自己动手去解决问题。以通信原理的模拟通信系统章节为例来进行问题的设计,模拟通信系统主要要求学生掌握模拟信号的调制和解调,理解模拟通信系统的特点,在讲解基本理论之前,首先给学生提出两个问题,如表一所示。这两个问题的提出,涵盖了模拟通信系统的主要特点学生如果解决了这两个问题,对于模拟通信系统就有了一个比较充分全面的认识。
2.2学生解决问题
(1)确定分组组织小组是PBL中非常重要的一个环节,有同质分组和异质分组两种。异质分组将不同学习能力、学习态度、学习兴趣、性别、个性的学生分配在同一组内,组成一个学习小组[5]。课前对学生进行问卷调查,了解学生的数学基础,信号与系统知识的掌握程度,利用工具进行仿真的能力以及利用专业工具箱进行模块化设计的能力,根据调查结果对学生进行异质分组,这样可以最大程度地利用学生的合作。
(2)以团队形式自主学习通过各种方式查阅文献资料,团队成员采用讨论的方式对问题进行分析研究。在解决问题的过程中,学习所涉及的理论,为解决问题奠定基础,制定切实可行的计划。例如:对于第一个提出的问题,主要用到以前《信号与系统》课程中所学到的信号的变换过程,以及时域信号和频域信号变换的公式,学生只要能认真进行复习以前所学知识,很容易掌握其理论;对于第二个提出的问题,学生需要事先预习并查询相关资料,了解衡量模拟通信系统性能的主要指标是信噪比,然后根据“信噪比”这个词,去查找相关理论,并进行学习。
(3)将重新获取的知识应用到解决问题中结合提出的问题,学习完理论之后,还要对理论进行模拟仿真,以更好地掌握理论。学生主要采取了几种方案来解决问题,经过教师和学生的最后讨论,采用了其中的一种方案,即采用三年级上学期学过的MATLAB语言,利用MAT-LAB进行仿真模型的创建,并对仿真结果进行分析。
(4)结果分析根据学生最后提交的仿真结果,对其中存在的问题进行分析,发现学生对第一个问题的理解比较透彻,时域和频域信号的转换掌握较好。但对于模拟通信系统中的解调部分理解不够,没有很好地掌握同步解调和非同步解调的原理,对于解调部分的仿真效果不理想。学生将分析的结果整理成分析报告,提交给教师,教师根据分析报告来制定下一个PBL问题。例如针对学生对非同步解调即包络检波理解不够,为了加深学生的理论理解,提出下一个PBL问题,即包络检波器的制作,要求学生根据包络检波器的原理,制作一个真正的包络检波器,为以后整个通信系统的设计打下基础。
3基于问题学习模式的考核设计考核方式主要分为PBL项目完成情况的考核以及专业
课程的笔试内容考核,考核结束后,对学生进行问卷调查,对比两种教学模式的特点。其中专业课程的笔试内容考核仍采用以往闭卷模式。本课程的PBL模式教学主要针对河北大学工商学院2005级通信工程专业学生进行实施。共50人,分为5组,其中3个组进行第一个课题的设计,2个组进行第二个课题的设计,这样所有同学实际上只参与了一个课题。最后设计考核表对学生的参与情况以及任务完成情况进行考核,作为平时成绩的一项重要内容,如表二所示。为了验证基于PBL模式在通信原理课程教学的效果,考核结束后对学生进行问卷调查,将两种教学模式即“基于PBL模式课程教学”和“传统教学模式(黑板+笔记形式)”的学习效果进行了比较,结论如表三所示。得分率主要对笔试成绩进行分析得到,而“发现问题”、“自主学习”、“信息收集”、“创新能力”以及“团队合作”等项目是通过课后对学生进行问卷调查的形式得出的。从表三可以看出,通过PBL模式教学,第四章的得分率显著提高,而其它项目的评价值也较高。另外,由于两个课题由不同学生完成,所以具体参加课题设计的同学,对自己所设计的课题的内容掌握非常好,而另一个课题相对差一些,但基本概念基本上都已经掌握。
篇10
(陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安710021)
摘要:高频电子线路是电子信息类专业一门重要的专业基础课程,涉及到电路、信号与系统、低频电子线路等多门课程,学生普遍反映该课程学习难度较大。本文探讨了该课程课堂教学及实践教学的改革,包括应用各种教学方法调动学生的学习兴趣和积极性,提高教学效果,培养创新意识和工程实践能力,为后续专业课程的学习打好基础。
关键词 :《高频电子线路》;课堂教学;创新意识;教学实验
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)04—0041—02
本文得到陕西科技大学教改项目11JG35、2013陕西科技大学专业综合建设项目、陕西省教育厅教改项目11BZ27的资助。
收稿日期:2013—10—19
作者简介:马令坤(1967— ),男,陕西户县人。陕西科技大学电气与信息工程学院,副教授,博士,研究方向:信号处理。
李慧贞(1977— ),女,陕西咸阳人。陕西科技大学电气与信息工程学院,讲师,硕士,研究方向:通信技术。
郑恩让(1962— ),男,陕西凤翔人。陕西科技大学电气与信息工程学院,教授,研究方向:智能控制。
《高频电子线路》是电子信息类专业的一门专业基础课,是电子线路的精华部分,是通信系统特别是无线通信的核心。该课程的学习不仅能使学生掌握高频电路的基本原理、基本概念和基本分析方法,同时使学生加深对模拟电子线路的理解,有助于学生创新意识和实践动手能力的培养。
一、引入实例激发学生的学习兴趣,启发学生思考,调动学生的学习动力
学生学习的动力大部分来源于兴趣,故在教学中需要引入多种实际案例,不断提出富有启发性的问题,启发学生去积极思考,提高学习效果。
在该课程绪论中,以一种简易无线电接收机为例,在空中竖一根铁丝(天线),然后引至室内,通过一个2AP9(二极管)串接高阻抗耳机到地。此时,就可听到本地较强信号的中波节目,但声音小且只能收到一个电台。由此展开提问,为什么这种简单的装置能够收到广播?为什么不能收到多个电台的节目而收音机却可以?为什么仅能收到AM广播而不能收到FM广播?接着开始介绍广播电台和收音机的工作原理框图及调制解调的概念和必要性,进一步介绍其他常用的无线电设备,如多波段收音机、手机、电视接收机等工作原理,最后介绍本课程的内容安排,使学生感受到他们想了解和掌握的知识就是本课程的主要内容,激发学生的学习热情和兴趣。在后续教学过程中,可将抽象理论和实例相结合。例如,在非线性电路分析方法中,充分展开非线性电阻——二极管特性的分析,结合过去所学整流电路,介绍检波、调制解调等电路,加深学生的理解;在介绍混频干扰时,通过具体的实验演示,通过比较具有二次变频接收机的接收效果和普通收音机的接收效果,使学生了解各种干扰产生的现象和原因;在锁相环原理的介绍中,以“猎人和狐狸”的故事开始,进入相位负反馈控制系统的介绍。
二、改革教学方法,提高课堂教学效果
(一)引入对比法、归纳法
通过对比找出差异并加深对抽象概念的理解。如比较模电中的小信号放大器与高频电路中的小信号放大器在结构、偏置、负载等方面的差异,使学生理解LC网络的作用;将非线性电路与线性电路特性进行对比,加深学生对静态点、特性曲线等概念的理解。
本课程概念多,但相互间有一定的联系。在教学中,应通过归纳总结,引导学生去发现这些联系。如关于频率变换的分析,在介绍幅度调制、同步检波、混频的原理后,归纳其规律,可以发现频率变换必须有两个信号输入、非线性器件(部件)进行频率的线性运算,后经滤波网络得到所需信号。
(二)联系实际,帮助学生建立系统的概念
《高频电子线路》教学内容设置分散,学生学完后,对系统整机电路的阅读分析能力和组建能力较差。当今电子线路的设计强调系统整体及多功能模块的性能及连接。故在讲授单元电路时,尽可能联系到整机,使学生掌握该电路的应用、在系统中的地位以及其性能对系统指标的影响,引导学生去思考如何由基本电路衍生出符合实际系统要求的实用电路;指导学生阅读有关整机电路图中相应部分的电路,指出实际电路中需要考虑的问题。如在高频功率放大器内容讲授中,从实际设计出发,向学生介绍功率增益分配的原则及电路的基本方式,介绍匹配网络的意义及常用方案和设计方法,最后到馈电方式的选择。通过这几个层次的介绍,使学生加深了对单元电路的理解,同时建立起了系统的概念。
(三)多媒体课件的使用
对于高频电路中的很多抽象概念,在教学中,可引入多媒体课件,配以适当的超级链接和动画设置,如在锁相环原理分析中,学生对环路的捕获过程、相位跟踪过程理解较困难,通过演示锁相环工作原理动画软件,使学生从感性上了解鉴相器、环路滤波器、压控振荡器的工作原理。还可通过超级链接启动一些仿真软件(multisim、EWB等),进行时域、频域分析,帮助学生理解抽象的概念。例如,在二极管检波和乘法器原理的介绍中,通过仿真软件从时域波形和频谱分布进行生动的介绍。
三、利用课内外实践,加深学生对知识的理解和综合运用
(一)引导学生进行无线电课外制作
无线通信“神秘的面纱”对学生有很强的吸引力,引导学生在课外进行无线电制作,如短波电台、调频发射机、接收机等。通过电路及元件的选择、整体的布局、系统的调试等工作,使学生去思考、查阅资料,解决一个个问题,既增强了学生们的自信,又进一步提高了对本课程的兴趣。从实践效果上看,学生多次在挑战杯、全国大学生电子设计竞赛等比赛中获奖。如在2003年用锁相环实现的电压控制振荡器获省一等奖,2005年基于DDS的信号源的设计获省二等奖。
(二)演示综合实验
在教学过程中,通过演示一些综合实验,学生不但加深了对基本概念的理解,也大大提高了学习兴趣。例如,在实验中,利用低频信号发生器、高频信号发生器、CD、高频功放电路板组成调频、调幅收发系统,并用示波器、频谱分析仪等对信号的处理过程进行测试。让学生用自己的收音机接收所发出的信号,改变调制参数和接收电路参数,观察现象,并用已学过的理论进行解释,加深了学生对调制、解调概念和实现原理的理解。
(三)“软硬结合”的课程实验
课内实验是教学的一个重要环节,有助于学生对基本原理的理解和动手能力、创新能力的培养。高频实验常受到客观条件的限制,特别是分析仪器很少,为增加实验数量,提高实验质量,将实际电路板实验和Multisim仿真实验相结合。首先通过仿真实验验证电路原理是否正确、元件参数是否合适,借助大量的虚拟仪器,进行各种参数、性能的分析。在乘法器应用实验中,通过信号源参数、模型参数和滤波器参数的调整,可以非常方便地实现AM、DSB、SSB、混频、倍频、同步解调等内容;真实器件条件下的电路实验应重点强调常规仪器的使用方法和参数的测试方法,同时应锻炼学生“排差故障”的能力。特别需要强调的是,在实验安排上要注意“软硬”实验设计的协调,不能让学生只依赖计算机仿真实验,忽视了硬件基础的学习和训练。特别是在综合实验设计上,要求通过仿真验证原理,通过组装、调试实现设计目标。
《高频电路课程》是电子信息类专业的专业基础课,它对培养学生的专业综合素质、创新意识和工程实践能力起着重要作用。为培养面向未来的卓越工程师和创新型人才,我们需要不断改革教学内容、教学方法和教学手段,充分利用各种条件,提高《高频电路课程》的课堂教学效果。
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参考文献]
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