通信专业实践教学思考

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近10多年来，随着通信技术的迅猛发展，对通信专业人才的需求也日益增加，许多高校开始培养大量的通信及其相关专业的学生，许多非通信专业增设了通信类的课程，这些都对通信专业本科培养中的实践教学环节提出了越来越高的要求［1-2］。我校的通信专业历史悠久，在实践教学中作了大量的探索、改革和实践，取得了很好的成绩。2006年，“通信工程专业”评为陕西省名牌专业;2007年，“通信原理实验”评为陕西省精品课程，填补了我省通信类实验精品课程的空白;2008年，通信工程应用型人才培养模式创新实验区获省教育厅批准。

在构建通信及其相关专业的专业基础实践教学体系中，我们紧扣教育部“卓越工程师培养计划”和我校通信与信息类工程应用型人才的培养目标，根据不同专业、不同层次的教学要求，深化教学改革，既保留并规范了原有的基础实验项目，同时，将传统实验与现代信息技术相结合，增加设计性、创新性实验内容，开发了一系列与现代技术相适应的先进的高水平实验项目［3-4］，构建了“基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的分层次、循序渐进的实验课程教学体系，相应设置了“基础实验”、“系统仿真实验”、“应用型实验”的实验教学模块，重新制定了课程教学大纲，进行了课程内容的优化与重组，编写了多部实验教材，形成了模块化管理、软硬结合、层次分明、结构完善的实验课程体系，实验内容和实验水平都有了飞跃式的发展。

1实践教学体系的设计思想

在实践教学体系的构建中，设计了分层渐进的体系结构，遵循“基础知识的学习—能力培养—竞赛强化”的实践教学培养思路，即:首先是扎实的基础知识的学习，在此基础上强化能力的培养，最后通过参加各种学科竞赛提升学生的实践动手和创新能力。针对基础知识的学习，设计了基础实验模块，有基于“通信原理综合实验箱”验证性实验、分别利用DSP、ARM和FPGA的设计性实验，通过通信原理实验箱让学生验证点对点通信系统中的基本的调制解调原理、编译码技术、系统性能分析等理论知识，并通过DSP、FPGA和ARM开发系统实现;针对强化能力的培养，设计了系统仿真实验模块，包括基于SystemView的通信系统仿真实验［5］、双语教学的基于Matlab的通信系统仿真实验［6］，通过软件仿真平台自行设计由简单到复杂的通信系统，明确各个具体模块的实现方法以及相互之间的关联，从而真正了解整个通信系统的组成及工作原理，在应用型实验模块，包括软件无线电实验和CDMA移动通信系统实验，软件无线电系统中实现较为复杂的调制解调和编译码技术，在CDMA移动通信系统实验中，可以接触到实际系统的构造和工作过程，锻炼动手能力;最后，选拔优秀的学生，参加各种竞赛，提高学生的科技创新能力。

在实践教学体系的设计中，重点突出了以下几点:

(1)各模块之间既相互联系，同时也自成体系，支撑相应的理论教学内容，将基础实验与综合性、设计性实验相结合，将多媒体技术、虚拟技术、网络技术等现代化教学方法与手段相结合，充分利用先进的、丰富多彩的实验教学资源［7］;

(2)在实验项目设计中，结合指导学生电子设计竞赛和自制仪器设备，将讲授、讨论、自主实验、课内外实验相结合，开拓学生思路，培养创新精神;

(3)在课程架构设计中，各模块循序渐进，从简单到复杂、从基础到综合、从设计到创新，同时，兼顾和辐射其它的相关专业，如非电类专业的学生建议选做基础实验模块和系统仿真模块中的验证性实验，电类非通信专业的学生建议选做基础和系统仿真实验模块，通信类专业的学生3个模块均可依次选做，外语程度好的学生可以选双语教学“Matlab与通信仿真实验”，也可作为开放实验和研究生实验项目。

(4)实验内容设计紧扣应用型人才培养目标，突出对学生工程实践能力和业务能力的培养。

2实践教学体系的目标

首先，通过构建的分层渐进的体系结构，帮助学生建立通信系统的整体概念;其次，通过验证性、设计性和综合性实验帮助学生对通信系统上至整体架构下至具体模块以及相应的关键技术建立全方位、多层面的认识，对培养学生的工程实践能力和业务能力起到积极的促进作用［8］;最后，培养学生综合运用通信基础知识和实验技术的能力，以满足培养通信与信息类高素质工程应用型人才的需要［9］。例如，在基础实验模块中的第1个实验就是借助通信原理综合实验系统实现两部电话机之间的正常通话，让学生对语音信号是如何在两部话机间进行传递的?需要哪些模块?如何连接这些模块?需要哪些关键技术等有一个初步的直观的认识;接下来通过后续的硬件验证性实验对具体的模块(如HDB3模块、PAM模块等)再做进一步的测试，从而验证最初的结论，帮助学生建立通信系统的整体架构和工作流程。在DSP和FPGA开发系统实验中，学生可以通过设计通信系统中的核心功能模块(如FIR滤波器、2FSK模块等)，并有选择的搭建基本的通信系统，将理论知识与实践能力有机的结合起来。在系统仿真中，学生可以借助SystemView软件仿真平台自行设计通信系统(如FM系统、PSK系统等)，或者借助Matlab软件仿真平台具体分析系统的性能(如AM系统、PCM系统等)，从而进一步加深对通信系统的认识。在软件无线电系统中，可以实现较为复杂的通信技术，如:GMSK解调技术、无线多径信道特性实验等，在CDMA移动通信系统上通过工程实践深入理解实际移动通信系统的架构和工作流程。最后，通过组织学生参加各类的竞赛活动，让学生将学到的各方面知识和实践技能得到应用和强化［10-11］，从而最终实现教学的目标。

3实践教学体系的效果

(1)激发了学生的创新意识，提高学生的综合实践能力和科研素质，成为科学研究的启蒙教育。学生在进入毕业论文和研究生阶段后，其科研能力表现普遍受到导师们的好评。

(2)激发学生对通信基础实验及系统实验的兴趣。近年来，越来越多的非通信专业学生选修本课程，有些学生在修完本课程后还利用课余时间或暑假进入实验室进一步拓展实验。

(3)多名学生在全国大学生电子设计竞赛、挑战杯大赛中获全国、省级奖:①2007年，参加全国大学生电子设计竞赛，获陕西赛区一等奖1项、三等奖4项;②2008年，参加陕西省数模混合设计竞赛，获陕西赛区一等奖1项;参加全国“博创杯”全国嵌入式竞赛获全国二等奖1项;③2009年，参加全国挑战杯竞赛，获全国二等奖1项、陕西一等奖和二等奖各1项;参加NOC大学生科技创新竞赛，获全国一等奖1项，并捧得最高奖杯;参加全国大学生电子设计竞赛，获陕西赛区二等奖1项。

4结语

构建的实践教学体系，定位准确，目标明晰，结构完善、层次分明，根据不同专业、不同层次的教学要求，提出了明确的课程设计思想，灵活多变的教学内容和组织形式。实验模块划分合理、组织有序、实验内容充实、软硬结合。以学科竞赛为契机激发学生的学习兴趣，提升学生的实践、动手和创新能力，促进学生科技活动，取得了很好的成绩。