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通信原理總結(jié)精選(九篇)

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通信原理總結(jié)

第1篇:通信原理總結(jié)范文

通信原理是高等院校電子信息與通信工程學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程的主要任務(wù)是以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為背景、以通信系統(tǒng)的模型為主線,講述現(xiàn)代通信的基本原理、基本技術(shù)和通信系統(tǒng)性能的分析方法,以適應(yīng)現(xiàn)代信息社會(huì)對(duì)通信人才的需求。

通信原理課程的主要特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、直觀性差、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多,而且涉及到數(shù)學(xué)、信號(hào)等多門(mén)前修課程,學(xué)習(xí)難度大。在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生普遍反映課堂教學(xué)難于理解和掌握,教學(xué)效果不理想。因此,教學(xué)改革的要求很迫切。

二、本校通信原理教學(xué)中存在的問(wèn)題

現(xiàn)有的教學(xué)模式仍不能很好的適應(yīng)教學(xué)現(xiàn)狀,問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):

第一、理論教學(xué)與通信產(chǎn)業(yè)與通信新技術(shù)的聯(lián)系不夠密切,需適當(dāng)關(guān)注通信新技術(shù)的發(fā)展。

第二、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足,在活躍課堂氣氛、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面要進(jìn)一步深入探討并進(jìn)行改革。

第三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有待于改革。

三、通信原理授課思路和策略

教學(xué)過(guò)程中,需要抓住課程主線和章節(jié)脈絡(luò)及相互關(guān)系、理清思路,這樣可以把抽象的知識(shí)連貫起來(lái),更容易掌握。通信原理課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)由通信系統(tǒng)的一般模型展開(kāi),各章即為系統(tǒng)模型中各模塊的介紹,一般先圍繞系統(tǒng)框圖介紹原理,并通過(guò)各模塊前后有用信號(hào)和噪聲的時(shí)域、頻域表示形式來(lái)展開(kāi)講解;然后,圍繞評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)的兩個(gè)最重要的質(zhì)量指標(biāo)展開(kāi)分析和討論,即有效性和可靠性。對(duì)可靠性來(lái)說(shuō),就是要討論模擬通信系統(tǒng)的信噪比和數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率,對(duì)有效性來(lái)說(shuō),就是要分析帶寬和頻帶利用率。最后,講完相關(guān)章節(jié)時(shí),總結(jié)、比較一下各種通信系統(tǒng)的原理及其有效性、可靠性,可以起到復(fù)習(xí)的效果。如各模擬通信系統(tǒng)的相干解調(diào)器框圖基本相同的、數(shù)字系統(tǒng)的相干解調(diào)框圖與模擬系統(tǒng)的相比較只不過(guò)最后多了一個(gè)抽樣判決等。

四、教學(xué)改革

受浙江省2010年教育科學(xué)規(guī)劃(高校)課題資助,針對(duì)通信原理課程存在的上述問(wèn)題,我們從理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面著手進(jìn)行了教學(xué)改革。

1.教材與課程內(nèi)容

目前,國(guó)內(nèi)通信原理的教材非常多,其中,西安電子科技大學(xué)樊昌信教授的《通信原理》最為經(jīng)典,內(nèi)容豐富、體系較為完整,因此,我們以該版本的“通信原理”作為基本教材,并自編輔助教材介紹與教材各部分內(nèi)容相關(guān)的一些新理論、新技術(shù)。

自編輔助教材或教案時(shí),將與學(xué)生專業(yè)有關(guān)的科研成果、典型通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)案例分析等滲透到教學(xué)內(nèi)容中去。例如在講解模擬調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能時(shí),教師可以簡(jiǎn)要介紹最新的基于小波理論的信號(hào)降噪方法。再如,在講數(shù)字調(diào)制解調(diào)新技術(shù)時(shí)講些GSM和CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)等,這樣做既可讓學(xué)生了解最新的學(xué)科知識(shí),又可以引起學(xué)生的興趣。

2.實(shí)踐教學(xué)

主要從以下兩個(gè)方面著手改革。

(1)引入Matlab仿真實(shí)驗(yàn)。本校目前的通信原理課內(nèi)實(shí)驗(yàn),主要是圍繞通信原理實(shí)驗(yàn)箱開(kāi)設(shè)一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這種類型的實(shí)驗(yàn)大都是演示性和驗(yàn)證性的,實(shí)驗(yàn)步驟都是事先安排好的,學(xué)生動(dòng)手操作的范圍有限,使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高,無(wú)法滿足提高動(dòng)手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的要求。另外,與實(shí)驗(yàn)箱配套的實(shí)驗(yàn)基本上局限在單一的知識(shí)點(diǎn)上,難以建立通信系統(tǒng)級(jí)的概念。

而仿真軟件的引入可以很好地彌補(bǔ)上述缺陷,極大地提高實(shí)驗(yàn)的綜合性和設(shè)計(jì)性,在學(xué)生使用Matlab等仿真軟件進(jìn)行仿真試驗(yàn)的過(guò)程中,要設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案、搭建模型、設(shè)置仿真參數(shù),直至運(yùn)行、改進(jìn)等具體工作,這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是一種有力的鍛煉。另外,軟件仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既可與基本理論相結(jié)合而設(shè)置,又能與硬件實(shí)驗(yàn)相互補(bǔ)充。如:對(duì)于FM調(diào)制技術(shù),在實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)中,主要目的是驗(yàn)證調(diào)制原理,在示波器上觀察時(shí)域波形的變化。而在Matlab仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制技術(shù),則可以靈活設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),仿真不同信噪比下的誤碼率等性能,觀察頻譜特點(diǎn),分析功率分配等問(wèn)題,這些方面是目前實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)所不具備的,但卻是學(xué)生需要掌握的。實(shí)踐表明,采用軟件仿真試驗(yàn),教學(xué)效果好,可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

(2)利用Matlab仿真演示輔助課堂教學(xué)。利用Matlab仿真輔助教學(xué),將抽象的內(nèi)容教學(xué)寓于形象直觀、啟發(fā)性強(qiáng)的仿真演示中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5]。例如,在講解“無(wú)碼間干擾傳輸特性的奈奎斯特準(zhǔn)則”時(shí),通過(guò)仿真先演示理想沖激脈沖序列及其系統(tǒng)響應(yīng),讓學(xué)生注意觀察脈沖序列疊加的情況,并適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考:“粗看,輸出端各脈沖序列的系統(tǒng)響應(yīng)是疊加的,無(wú)法恢復(fù),但仔細(xì)觀察,是否存在不疊加的時(shí)刻?”在教師的引導(dǎo)下,同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)在一些點(diǎn)上只有一個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)有最大值而其他系統(tǒng)響應(yīng)為零,而且這些點(diǎn)是周期性出現(xiàn)的。然后,教師點(diǎn)評(píng):“只要我們?cè)谶@些點(diǎn)上對(duì)信號(hào)抽樣,就可以做到無(wú)碼間干擾,否則,碼間干擾現(xiàn)象就無(wú)法避免,那么,如何才能做到恰巧在這些點(diǎn)上抽樣?即抽樣應(yīng)該滿足什么條件”,這樣,學(xué)生就會(huì)對(duì)問(wèn)題有整體和實(shí)質(zhì)性的認(rèn)識(shí)。奈奎斯特準(zhǔn)則的內(nèi)容較抽象,數(shù)學(xué)推導(dǎo)也很多,在有限的課堂教學(xué)過(guò)程中,如果僅作數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論講解,效果并不好。所以在講授類似內(nèi)容時(shí),把嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)留給學(xué)生課后,而把課堂的大部分時(shí)間留給仿真演示,由教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考,通過(guò)這種手段提高教學(xué)效果。

(3)課堂教學(xué)改革。教學(xué)手段、教學(xué)方法改革是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。

①教師與學(xué)生間的互動(dòng)

教師與學(xué)生間的有效互動(dòng),對(duì)于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性非常有幫助。

在講完一章內(nèi)容之后,安排20到30分鐘時(shí)間,讓學(xué)生來(lái)總結(jié)該章內(nèi)容,老師則坐在臺(tái)下。只有學(xué)生在整章內(nèi)容的講授過(guò)程中認(rèn)真聽(tīng)課,抓住老師強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn),才可以總結(jié)章節(jié)的內(nèi)容。因此,學(xué)生要能做到比較順暢地總結(jié)章節(jié)內(nèi)容,就必須認(rèn)真聽(tīng)課,這無(wú)形之中就調(diào)動(dòng)起他們聽(tīng)課的積極性和主動(dòng)性,請(qǐng)他們來(lái)總結(jié)章節(jié)的內(nèi)容既幫助他們回憶和加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的記憶,又鍛煉了他們語(yǔ)言表達(dá)和歸納總結(jié)的能力,增強(qiáng)了他們的自信心。

教師坐在臺(tái)下,可以換一個(gè)角度來(lái)審視自己講授的內(nèi)容是否完整,講課方式是否得當(dāng),并及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。在講完數(shù)字頻帶信號(hào)后,我從學(xué)生的總結(jié)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的理解大都比較膚淺,這有可能是因?yàn)槲覜](méi)講解清楚,忘了比較不同調(diào)制方式下的異同、以及模擬調(diào)制與相應(yīng)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)間的異同,包括調(diào)制器、解調(diào)器、誤碼率推導(dǎo)等方面。在學(xué)生總結(jié)完之后,我就以上問(wèn)題重新做了補(bǔ)充講解。

經(jīng)過(guò)上述教學(xué)改革試驗(yàn),結(jié)果表明同學(xué)們聽(tīng)課的積極性越來(lái)越高,課堂互動(dòng)效果明顯改善,課堂上看小說(shuō)、打瞌睡、小聲聊天、發(fā)短信的現(xiàn)象減少了。

②傳統(tǒng)板書(shū)與仿真課件、電子課件相結(jié)合

由于“通信原理”理論性強(qiáng),公式推導(dǎo)不少,如果教師花很大一部分時(shí)間用在公式推導(dǎo)上,或者用很多時(shí)間去寫(xiě)一大串公式,這樣做必然導(dǎo)致教學(xué)效率低下,教學(xué)效果肯定不好。如果采用多媒體教學(xué),簡(jiǎn)單地把教學(xué)內(nèi)容制成課件,這樣教學(xué)的信息量雖然大,但學(xué)生像看電影一樣走馬觀花式的學(xué)習(xí),自然不能完全理解教學(xué)內(nèi)容。因此,片面強(qiáng)調(diào)單一教學(xué)手段是不正確的,需要多種教學(xué)手段并用。傳統(tǒng)板書(shū)法適應(yīng)于理論公式推導(dǎo)多的情況,其優(yōu)點(diǎn)是能夠集中學(xué)生精力,可以說(shuō)用筆尖帶著學(xué)生思路走。如:對(duì)于復(fù)雜的公式動(dòng)手推導(dǎo),重要的定理、結(jié)論板書(shū)在黑板上,這樣做會(huì)得到事半功倍的效果,提高教學(xué)效果。對(duì)于抽象的內(nèi)容,如2ASK、2FSK、2PSK等的誤碼率分析,適合采用仿真課件講解,通過(guò)MATLAB仿真獲得三種動(dòng)態(tài)曲線,而且可隨時(shí)修改參數(shù)把最佳狀態(tài)展現(xiàn)出來(lái),相反,如果只通過(guò)板書(shū)把誤碼率曲線畫(huà)到黑板上進(jìn)行分析,總覺(jué)得說(shuō)服力不強(qiáng)。對(duì)敘述性多的,公式推導(dǎo)少的章節(jié)可以采用電子課件,講解各種頻譜圖、調(diào)制解調(diào)框圖等也適合用多媒體電子課件。

③充分利用所學(xué)內(nèi)容與已有知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系

讓學(xué)生將原有的知識(shí)與將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容發(fā)生聯(lián)系,學(xué)生就會(huì)饒有興趣地投入到新內(nèi)容的學(xué)習(xí)。例如,在講授碼分多址時(shí),要先結(jié)合前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的頻分多址和時(shí)分多址的知識(shí),指出這兩種方式在用戶數(shù)增大時(shí)面臨的瓶頸,如何解決呢? 接著教師結(jié)合碼元正交介紹偽隨機(jī)序列的原理及其使用情況,當(dāng)學(xué)生聽(tīng)完介紹后會(huì)對(duì)碼分多址很感興趣,這就激起了學(xué)生好奇心,從而使整個(gè)課堂充滿了生機(jī)和活力!多年的教學(xué)實(shí)踐表明,充分利用各部分教學(xué)內(nèi)容間的聯(lián)系,能夠取得很好的課堂教學(xué)效果。

第2篇:通信原理總結(jié)范文

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代通信原理;教學(xué)改革;自主實(shí)驗(yàn);開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào):G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)45-0047-03

一、引言

《現(xiàn)代通信原理》是信息與通信工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,是學(xué)員將來(lái)從事軍隊(duì)信息化建設(shè)工作的重要知識(shí)儲(chǔ)備。在現(xiàn)代信息化作戰(zhàn)模式中,通信作為信息傳遞的重要工具發(fā)揮著巨大作用,它是保障軍隊(duì)指揮的基本手段,是衡量軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的要素之一?,F(xiàn)代通信原理課程的主要特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多,在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)員普遍反映課堂教學(xué)內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、難以理解和掌握,而實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)最簡(jiǎn)單有效的途徑,可以達(dá)到使通信原理抽象內(nèi)容具體化的目的?,F(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)課程以全面提升學(xué)員通信素養(yǎng)為根本,以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革為重點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)員實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和一絲不茍的科研作風(fēng)為核心,依托現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為保障,體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論講授的有機(jī)融合。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

1.充足教學(xué)體系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)?;趯?shí)驗(yàn)箱的實(shí)體實(shí)驗(yàn),是通信原理實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)形式。實(shí)體實(shí)驗(yàn)課程以信息傳輸為核心,主要學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)主要部件工作原理,重點(diǎn)研究部件各種理論實(shí)現(xiàn)的可行性,比較其性能的優(yōu)劣,但不討論具體實(shí)現(xiàn)電路。

實(shí)體實(shí)驗(yàn)相比較于抽樣理論知識(shí)的學(xué)習(xí),更加形象具體,對(duì)學(xué)員充分理解通信系統(tǒng)各個(gè)層面、各部分的結(jié)構(gòu)及工作原理有著重要的作用。實(shí)體實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程是在實(shí)際電路上得出實(shí)際信號(hào),高度近似實(shí)際通信工程測(cè)試,因此實(shí)體實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)員對(duì)實(shí)際通信電路及信號(hào)的認(rèn)識(shí),熟悉經(jīng)典通信電路的設(shè)計(jì)與組成。另外,實(shí)體實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論知識(shí)的具體應(yīng)用,加快理論知識(shí)向應(yīng)用能力的轉(zhuǎn)換速度。示波器等通信儀器儀表常作為必備的輔助工具被應(yīng)用到通信原理實(shí)體實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)員掌握這類儀器儀表的使用,為在通信系統(tǒng)的分析測(cè)試中的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。目前的實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中,多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合類實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性差,抑制了學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力,實(shí)體通信原理實(shí)驗(yàn)箱由于方便觀察波形,多用于調(diào)制解調(diào)等原理,而編解碼、同步等過(guò)程不易體現(xiàn)。另外,實(shí)體實(shí)驗(yàn)受實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制,不利于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。仿真實(shí)驗(yàn)的引入,很好地彌補(bǔ)實(shí)體實(shí)驗(yàn)的缺陷,極大地提高實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性,增長(zhǎng)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和熱情,實(shí)現(xiàn)通信基礎(chǔ)理論與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)。但是,仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引入,并不代表要拋棄或減少實(shí)體實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷?shí)體實(shí)驗(yàn)得到的是真實(shí)的信號(hào)波形,是參數(shù)設(shè)置及多種外界因素共同影響的結(jié)果,只有實(shí)體實(shí)驗(yàn)才能反映通信原理的實(shí)戰(zhàn)性和工程性。

因此,在實(shí)際的通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,采用基于實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)體實(shí)驗(yàn)與基于軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件,將多種類型的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行整合,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理配合理論課程的教學(xué)。

2.增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),合理設(shè)定比例?!冬F(xiàn)代通信原理》實(shí)驗(yàn)為8個(gè)學(xué)時(shí),《通信原理》實(shí)驗(yàn)為6個(gè)學(xué)時(shí),要通過(guò)短短幾個(gè)學(xué)時(shí)鍛煉學(xué)員動(dòng)手實(shí)踐能力,提高通信系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這就需要增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間以滿足學(xué)員的自主實(shí)驗(yàn)要求,同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的日常管理維護(hù),實(shí)驗(yàn)室規(guī)范制定等方面提出新的要求。依據(jù)培養(yǎng)學(xué)員通信系統(tǒng)分析能力的基本目標(biāo)和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的根本目標(biāo),現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)室應(yīng)以實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基礎(chǔ),重點(diǎn)建設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。我室已有的TLS-T301型通信原理實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可完成實(shí)體實(shí)驗(yàn)20項(xiàng),包括基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)、模擬信號(hào)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)、數(shù)字基帶傳輸實(shí)驗(yàn)、數(shù)字頻帶傳輸實(shí)驗(yàn)、同步技術(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)六大類,開(kāi)設(shè)信道、模擬調(diào)制系統(tǒng)、模擬信號(hào)數(shù)字化、數(shù)字頻帶傳輸、數(shù)字基帶傳輸、差錯(cuò)控制編碼、同步原理及擴(kuò)頻通信原理等基于SystemView平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn),共計(jì)34項(xiàng)。與同水平高等院校實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相比,我室開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)目多、內(nèi)容豐富。在常用通信理論實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,開(kāi)設(shè)新型通信技術(shù)實(shí)驗(yàn),有助于提高學(xué)員興趣,擴(kuò)展視野。

3.配合裝備需要,研討熱門(mén)技術(shù)。作為軍隊(duì)院校課程,現(xiàn)代通信原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)適應(yīng)指揮裝備教學(xué)的需要,突出軍味。例如,某型炮兵射擊指揮系統(tǒng)中的有線通信方式采用2FSK和2PSK兩種,通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)這兩種數(shù)字調(diào)制方式的理解,有利于后續(xù)指揮裝備課程的學(xué)習(xí)。其次減少過(guò)于簡(jiǎn)單和應(yīng)用較少的通信技術(shù)類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,加強(qiáng)通信技術(shù)熱門(mén)研究方向類的實(shí)驗(yàn),例如基于移動(dòng)通信中應(yīng)用的主流技術(shù)CDMA碼分多址的收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于衛(wèi)星信道的QAM傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及基于IEEE802.16d物理層采用的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真等。同時(shí)對(duì)這方面實(shí)驗(yàn)的側(cè)重也有利于學(xué)校教學(xué)水平與科技力量的提高。

三、教學(xué)方法改革

1.從按部就班到自主實(shí)驗(yàn)。目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)多是“一條龍”式的教學(xué)模式,從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)都清楚地寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上,學(xué)員只要按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上接線、測(cè)試,遇到問(wèn)題翻一下注意事項(xiàng)就能輕松解決問(wèn)題。這種教學(xué)模式不利于調(diào)動(dòng)學(xué)員的主動(dòng)性和積極性,更談不上培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)了。在現(xiàn)代通信原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,必須逐漸摒棄這種做法,只把“實(shí)驗(yàn)題目”發(fā)給學(xué)生,從實(shí)驗(yàn)方案的擬定、實(shí)驗(yàn)器材的選取、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)到實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告的撰寫(xiě),全過(guò)程都是學(xué)員自主完成。這種教學(xué)模式才能真正鍛煉學(xué)員解決實(shí)際問(wèn)題的能力,開(kāi)拓視野,真正做到學(xué)以致用、教學(xué)相長(zhǎng)。

2.從“固定”實(shí)驗(yàn)到實(shí)戰(zhàn)競(jìng)賽。利用開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,吸收學(xué)員參加科研和實(shí)驗(yàn)改革,培養(yǎng)學(xué)員分析問(wèn)題的能力、探索能力和創(chuàng)新能力。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的一條有效途徑,對(duì)于求知欲強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)興趣濃、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)員,教員應(yīng)鼓勵(lì)他們做自己愛(ài)好的項(xiàng)目或組成團(tuán)隊(duì)參加具體的課題或項(xiàng)目的研究。利用開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)員參加電子設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械電子設(shè)計(jì)大賽等實(shí)戰(zhàn)競(jìng)賽,使學(xué)員真正參與實(shí)戰(zhàn)較量,通過(guò)比賽中的討論交流,不僅可以鍛煉學(xué)員的實(shí)際操作能力、拓展思路、學(xué)習(xí)新知識(shí),而且還可以培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維,增強(qiáng)集體榮譽(yù)感和自信心。

3.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到過(guò)程分析。在實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)報(bào)告中,大部分學(xué)員注重答案的“準(zhǔn)確性”,利用課上所學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)要求的信號(hào)波形或數(shù)值,否認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的突發(fā)性和多因素性。教員在評(píng)定分?jǐn)?shù)時(shí),應(yīng)該改變根據(jù)理論推導(dǎo)得出的“理想狀態(tài)”作為標(biāo)準(zhǔn)的模式,轉(zhuǎn)為注重實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析,從注重“是什么”轉(zhuǎn)變?yōu)榉治觥盀槭裁础钡乃季S方式,將學(xué)員課上表現(xiàn)力作為評(píng)定的主要依據(jù)。學(xué)員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析時(shí),遇到不明白的問(wèn)題,可以分組進(jìn)行討論,或者查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料,學(xué)習(xí)新知識(shí),這樣有助于培養(yǎng)善于思考、主動(dòng)探索的良好習(xí)慣。

4.從完成實(shí)驗(yàn)到問(wèn)題思考。在完成要求實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思考題可以幫助學(xué)員對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生深層次的理解,提高學(xué)習(xí)興趣。例如,在增量調(diào)制實(shí)驗(yàn)中,理論上要求編碼器和譯碼器的時(shí)鐘保持一致,譯碼器輸出信號(hào)波形才與編碼器輸入模擬信號(hào)一致。如果同步改變發(fā)碼時(shí)鐘和收碼時(shí)鐘頻率,對(duì)譯碼器輸出波形會(huì)有什么影響呢?看到這個(gè)問(wèn)題,學(xué)員的回答往往是輸出波形失真,怎樣失真卻不得而解。只有通過(guò)實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中總結(jié)規(guī)律才會(huì)發(fā)現(xiàn):當(dāng)收碼時(shí)鐘頻率是發(fā)碼時(shí)鐘頻率的整數(shù)倍或因數(shù)時(shí),譯碼輸出波形在變化趨勢(shì)上與編碼輸入模擬信號(hào)是一致的,只是幅度相應(yīng)的增大或減小,而收碼時(shí)鐘頻率遠(yuǎn)小于發(fā)碼時(shí)鐘頻率時(shí),譯碼輸出波形才會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重失真,這與增量調(diào)制的原理有關(guān)。通過(guò)思考題不僅幫助學(xué)員回憶增量調(diào)制的編譯碼原理,還激發(fā)了學(xué)員動(dòng)手和思考能力,增強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的自信心。

四、實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境的改善

1.利用現(xiàn)代化教學(xué)手段。理論授課的教學(xué)手段豐富,多數(shù)教室都配備投影儀、計(jì)算機(jī)、擴(kuò)音器、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化軟硬輔教設(shè)施,而專業(yè)課實(shí)驗(yàn)室往往是教學(xué)手段缺失,教員講解實(shí)驗(yàn)只能通過(guò)黑板板書(shū)、掛圖等傳統(tǒng)形式進(jìn)行展示,不利于學(xué)員產(chǎn)生生動(dòng)直觀的印象。在實(shí)驗(yàn)室改革中,應(yīng)增加現(xiàn)代化的教學(xué)輔助設(shè)施,利用多媒體教學(xué)方便各種實(shí)驗(yàn)原理的示圖、流程展示,有利于對(duì)理論知識(shí)的復(fù)習(xí)回顧,給學(xué)員留下深刻的印象,加深理解。增加網(wǎng)絡(luò)教學(xué)使學(xué)員在課堂上就可完成仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告并上交,方便教員與學(xué)員探討交流。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),需對(duì)實(shí)驗(yàn)室配置教學(xué)網(wǎng)絡(luò),采用一對(duì)多的布局,一方面方便教員檢查學(xué)員實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況,利于學(xué)員與教員的交流,另一方面防止學(xué)員剽竊他人實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.購(gòu)置先進(jìn)儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)設(shè)備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重中之重,一流的實(shí)驗(yàn)室必須依托先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器。在教育資金有限的情況下,一種有效的辦法是購(gòu)置為學(xué)科多層次、多方向共享的研究平臺(tái)。欲購(gòu)進(jìn)的程控交換實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以同時(shí)滿足本科現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)和研究生通信課程的教學(xué)要求,另外該平臺(tái)二次開(kāi)發(fā)的功能可為拓展興趣、深入研究的學(xué)員提供方便。

3.提升教員整體素質(zhì)。人才是教育的核心力量,要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的效能,就必須有一支學(xué)術(shù)造詣深、思想穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)。提高教員的學(xué)術(shù)水平是提高教學(xué)水平的基礎(chǔ),一條可行之路是吸引教員開(kāi)展科研開(kāi)發(fā)和教育研究??蒲泄ぷ鞑粌H能給實(shí)驗(yàn)室建設(shè)積累經(jīng)費(fèi),更能調(diào)動(dòng)青年教員的工作積極性,使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)乃至學(xué)科建設(shè)進(jìn)入良性發(fā)展階段。

五、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要突出“以學(xué)員為主體”的指導(dǎo)理念,一切從提高學(xué)員實(shí)踐操作能力、激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性、培養(yǎng)一絲不茍科研作風(fēng)的目的出發(fā),采取自主式、啟發(fā)式、誘導(dǎo)式和師生共同討論等方式指導(dǎo)學(xué)員實(shí)驗(yàn),充分發(fā)掘?qū)W員的創(chuàng)新能力,為部隊(duì)輸送創(chuàng)新型通信技術(shù)人才提供有力支持。

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第3篇:通信原理總結(jié)范文

Action-oriented teaching in "Communication Theory" in the exploration and application

Abstract:This communication professional from higher vocational colleges core curriculum, "Communication Theory" meaning teaching, analyzing the current in the "Communication Theory" course the drawbacks of the process, about the use of action-oriented teaching methods of the implementation of the program, citing examples of application of this method the specific model.

Keywords:Action-oriented pedagogy; communication theory; comprehensive ability

1 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,通信技術(shù)得以迅速發(fā)展,《通信原理》作為高職院校通信專業(yè)的核心課程,它的作用尤其重要。如果能學(xué)好、學(xué)透這門(mén)課程,對(duì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生而言不僅能優(yōu)質(zhì)就業(yè),而且對(duì)其服務(wù)的企業(yè)也有促進(jìn)作用。

但是長(zhǎng)期以來(lái),《通信原理》的教學(xué)效果很不理想,該課程理論較深,教學(xué)中“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象普遍存在,究其原因主要有兩個(gè)方面:一是課程本身確實(shí)有難度,理論內(nèi)容較抽象;二是傳統(tǒng)的教學(xué)方法注重課堂講解,與實(shí)踐脫節(jié),知識(shí)都是通過(guò)教師講解出來(lái),而不是學(xué)生自己分析獲得。多數(shù)學(xué)生只是在教師的牽引下依葫蘆畫(huà)瓢,自我獲取的經(jīng)驗(yàn)少之又少,這在一定程度上也削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和興趣,導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果一直不明顯。

鑒于以上原因,在《通信原理》課程中迫切需要尋求一種新的教學(xué)方法來(lái)改變傳統(tǒng)的“教師教,學(xué)生學(xué)”的模式。上世紀(jì)八十年代以來(lái),在職業(yè)教育領(lǐng)域出現(xiàn)了一種新的思潮――行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法。這種方法對(duì)于提升學(xué)生的綜合能力具有較好的成效,正日益被各職業(yè)教育機(jī)構(gòu)和院校接受。本文將探索將行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法應(yīng)用于《通信原理》課程的具體教學(xué)。

2 行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法簡(jiǎn)介

(1)基本特點(diǎn)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要以教材為中心,以教師為中心,學(xué)生被動(dòng)地接受教師灌輸?shù)拇罅坷碚撝R(shí),一定程度上制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力。行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,它是以經(jīng)驗(yàn)為中心,以學(xué)生為中心,以活動(dòng)為中心,在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師承擔(dān)組織者、引導(dǎo)者、服務(wù)者的角色,學(xué)生則是教學(xué)環(huán)節(jié)的主體。

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的設(shè)計(jì)原則,是以學(xué)生為中心,以學(xué)生興趣為教學(xué)組織的起點(diǎn),并要求學(xué)生自始自終參與教學(xué)全過(guò)程。①教育目標(biāo):不是成績(jī)排名第一,是“一個(gè)有能力的人”;②教育內(nèi)容:不是學(xué)科體系,是職業(yè)活動(dòng)行為;③教材模式:不是有限的知識(shí)陳列,是如何去做引導(dǎo);④教師作用:不是知識(shí)灌輸,是行為的指導(dǎo)或咨詢;⑤教學(xué)方法:不是單向地灌輸,而是雙向的傳遞和互動(dòng);⑥效果控制:不是靠分?jǐn)?shù)激勵(lì),是不斷取得成就的體驗(yàn)。

(2)基本方法

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)有一套可單項(xiàng)使用,也可綜合運(yùn)用的教學(xué)方法,可以根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)選擇使用。目標(biāo)單一的知識(shí)傳授與技能教學(xué)方法主要包括:談話教學(xué)法、四階段教學(xué)法、六階段教學(xué)法;行為調(diào)整和心理訓(xùn)練的教學(xué)方法主要包括:角色扮演法、模擬教學(xué)法;綜合能力的教學(xué)方法主要包括:項(xiàng)目教學(xué)法、引導(dǎo)課文教學(xué)法、張貼板教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、思維導(dǎo)圖法、案例教學(xué)法、項(xiàng)目與遷移教學(xué)法。

其中,項(xiàng)目教學(xué)法在《通信原理》課程中比較容易實(shí)施,項(xiàng)目教學(xué)法將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目,交由學(xué)生自己處理。信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的實(shí)施及最終的評(píng)價(jià),都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。學(xué)生通過(guò)該項(xiàng)目的進(jìn)行,了解并把握整個(gè)過(guò)程的基本要求。把項(xiàng)目教學(xué)引入《通信原理》課程時(shí)可適當(dāng)穿插張貼板教學(xué)法,教學(xué)效果更好。

3 行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在《通信原理》課程中的應(yīng)用

以《通信原理》課程的實(shí)驗(yàn)為例說(shuō)明行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在該課程中的應(yīng)用。目前,《通信原理》的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,其主要目的是觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,驗(yàn)證原理,加深對(duì)理論知識(shí)的掌握。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要特點(diǎn)是:教師是實(shí)驗(yàn)中的主角,學(xué)生是配角,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)的模式基本固定,不夠靈活。因此,學(xué)生的積極性不高,出現(xiàn)問(wèn)題不思考、不分析,多數(shù)學(xué)生都依賴?yán)蠋熃鉀Q。

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在《通信原理》課程中的具體應(yīng)用,打破了傳統(tǒng)的模式,創(chuàng)造了全新的教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式的流程如圖1所示。采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)《通信原理》的教學(xué)流程如圖2所示。

相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)確定了以學(xué)生為主體的教學(xué)方式,教學(xué)的環(huán)節(jié)主要由學(xué)生自己參與、自行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)配合、協(xié)調(diào)完成。通過(guò)這樣的轉(zhuǎn)換,傳統(tǒng)教學(xué)的弊端得以改善。

4 行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在《通信原理》課程中的教學(xué)實(shí)例

項(xiàng)目:數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中碼型變換實(shí)驗(yàn)。

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的實(shí)施過(guò)程可以分成以下幾個(gè)階段:

(1)布置實(shí)驗(yàn)任務(wù),教師提出問(wèn)題。

教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù),并提出問(wèn)題。如:AMI碼與HDB3碼相比,它們的波形有何異同?全“0”和全“1”時(shí)HDB3碼的波形有什么特點(diǎn)?CMI碼如何確定起始電平?

(2)學(xué)生分組。

學(xué)生自由組合,3~4名學(xué)生為一組,各小組推薦1名組長(zhǎng),其余2~3名為組員,組長(zhǎng)負(fù)責(zé)本小組的統(tǒng)籌,并分配各個(gè)組員的任務(wù)。教師要求各小組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解決(1)中提出的問(wèn)題。

(3)選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)K,完成電路連接。

電路圖由教師事先提供,要求學(xué)生熟悉所選模塊的功能(學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或書(shū)籍進(jìn)行查詢),學(xué)生根據(jù)電路圖完成整體電路的連接。在實(shí)施這一過(guò)程當(dāng)中,學(xué)生可能會(huì)提出各種各樣的問(wèn)題,老師要有足夠的耐心進(jìn)行解釋,并且老師還要向?qū)W生提一些問(wèn)題,如示波器顯示的信號(hào)類型,以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。

(4)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

要求各小組獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),有問(wèn)題可以小組內(nèi)部討論或通過(guò)查閱書(shū)籍的方法解決,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力并培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和通力合作的能力。

(5)成果展示。

各小組將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果通過(guò)文字、波形以文本的形式展現(xiàn)出來(lái),各小組長(zhǎng)將自己組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果張貼出來(lái)(白板或黑板上)。

(6)集體討論,教師總結(jié)。

結(jié)合(1)提出的問(wèn)題,各小組各抒己見(jiàn),給出本小組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)問(wèn)題的看法和見(jiàn)解,最后教師進(jìn)行總結(jié)。

5 行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在《通信原理》課程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

(1)行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法,將生硬的通信知識(shí)以可見(jiàn)的波形展現(xiàn)出來(lái),將一個(gè)抽象的信號(hào)轉(zhuǎn)化為一個(gè)具體的、可視的信號(hào),方便學(xué)生接受。

(2)行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法,激發(fā)和培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,也激發(fā)了學(xué)生對(duì)《通信原理》這種原理性、較難懂課程的學(xué)習(xí)興趣。

第4篇:通信原理總結(jié)范文

【關(guān)鍵詞】通信原理 學(xué)科教學(xué)知識(shí) 科學(xué)發(fā)展

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)21-0051-03

信息社會(huì),電子與通信技術(shù)的發(fā)展加快了人類社會(huì)的文明化進(jìn)程。在電子與通信類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)中,通信原理是極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程的教學(xué)任務(wù)在于講授通信系統(tǒng)的基本概念和基本原理,教學(xué)目的在于讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能,能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用,并激發(fā)他們對(duì)通信學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情,使他們有足夠的自信和能力來(lái)適應(yīng)這一日新月異的領(lǐng)域。該課程內(nèi)容涉及隨機(jī)過(guò)程、復(fù)變函數(shù)與積分變換、信息論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等多方面的知識(shí)。

高等教育是人才培養(yǎng)的主渠道,而教師則是決定學(xué)校教育質(zhì)量的關(guān)鍵。在20世紀(jì)80年代的西方教師專業(yè)化運(yùn)動(dòng)中,美國(guó)斯坦福大學(xué)的Shulman教授提出了“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”(Pedagogical Content Knowledge,PCK,也有人譯為教育學(xué)內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)學(xué)科知識(shí)、學(xué)科內(nèi)容教學(xué)知識(shí)等)這一重要概念。舒爾曼認(rèn)為,學(xué)科教學(xué)知識(shí)是學(xué)科知識(shí)和教育學(xué)知識(shí)的特殊混合體,是教師對(duì)學(xué)科知識(shí)獨(dú)特的專業(yè)理解,為教師所特有,是“教師對(duì)如何幫助學(xué)生理解具體學(xué)科內(nèi)容而做出的理解”。學(xué)科教學(xué)知識(shí)使教師學(xué)會(huì)思考和組織學(xué)科理論的疑難研究和創(chuàng)新,使之與學(xué)習(xí)者多樣的興趣與不同的能力相適應(yīng),從而組織教學(xué)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的提出,為教師的專業(yè)化發(fā)展提供了理論依據(jù)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)是教師在教學(xué)中將特定的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容加工轉(zhuǎn)化形成的、能為學(xué)生領(lǐng)悟的知識(shí)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成,需要教師首先對(duì)學(xué)科知識(shí)、教育理論、學(xué)生基礎(chǔ)、知識(shí)應(yīng)用等不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)融合;其次對(duì)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)效果反復(fù)歸納、總結(jié),然后對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷豐富,最終對(duì)教學(xué)水平不斷提高。因此,學(xué)科教學(xué)知識(shí)具有理論性、實(shí)踐性和個(gè)體性。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成揭示了教師教學(xué)能力提高發(fā)展的復(fù)雜過(guò)程,使對(duì)提高教師教學(xué)能力和教學(xué)水平的研究更為深入與科學(xué)。因此,快速形成學(xué)科教學(xué)知識(shí)能力并科學(xué)發(fā)展,對(duì)一名新世紀(jì)的教師來(lái)說(shuō)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在此,我們以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),按照“第一要義是發(fā)展,核心是以人為本,基本要求是全面協(xié)調(diào)可持續(xù),根本方法是統(tǒng)籌兼顧”的要求,本著遵循教學(xué)規(guī)律、提高教學(xué)質(zhì)量的原則,通過(guò)加強(qiáng)教師學(xué)科教學(xué)知識(shí),對(duì)通信原理課程教學(xué)進(jìn)行積極的探索。

一 以人為本,要樹(shù)立以學(xué)生為主體的教育理念

以人為本,體現(xiàn)在課程教學(xué)中就是要以學(xué)生為主體,以使學(xué)生理解掌握課程內(nèi)容為目的,以提高通信原理課程教學(xué)質(zhì)量為基礎(chǔ),圍繞學(xué)生成才組織教學(xué)活動(dòng),構(gòu)建以“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的新型教學(xué)模式。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中注重以下三點(diǎn):

1.尊重學(xué)生的人格

教學(xué)過(guò)程是師生交往、積極互動(dòng)、共同提高的過(guò)程,是教師教與學(xué)生學(xué)的和諧統(tǒng)一。因此,教師要尊重學(xué)生、愛(ài)護(hù)學(xué)生,形成“民主平等、尊師愛(ài)生、情感交融、協(xié)力合作”的新型師生關(guān)系。師生在人格上是平等的,在課堂活動(dòng)中是民主的,在相處的氛圍中是融洽的,這樣有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,提高課堂教學(xué)效果。

2.珍惜學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)

學(xué)生來(lái)校學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)難得,作為教師要認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n、講好每一堂課,使每一堂課學(xué)生都能有所收獲。這就要求廣泛搜集課程資料,融會(huì)貫通地講授內(nèi)容,設(shè)計(jì)構(gòu)思好講授方法。教師在備課時(shí),可以進(jìn)行換位思考,即將自己扮演成學(xué)生的角色,感受學(xué)生的困惑,思考講解的技巧,做到有的放矢,尋找到最佳的切入點(diǎn)和突破口,目的是使學(xué)生更好地理解知識(shí)要點(diǎn),攻克知識(shí)難點(diǎn),在最短的時(shí)間內(nèi)收到最佳的教學(xué)效果。

3.調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性

課堂教學(xué)是學(xué)校教育的主陣地、是學(xué)生掌握知識(shí)的主渠道,如何有效地提高課堂教學(xué)效果,是每位教師的職責(zé)和義務(wù)。因此,在教學(xué)過(guò)程中要采取合適的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在通信原理的實(shí)際課程教學(xué)中,我們實(shí)施了啟發(fā)式、討論式、設(shè)計(jì)式、情境式、協(xié)同式等教學(xué)方法,尤其是備課時(shí)采用換位思考法做了充分的教學(xué)準(zhǔn)備,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,收到了良好的教學(xué)效果。

二 全面協(xié)調(diào),統(tǒng)籌處理五個(gè)關(guān)系,搞好課程教學(xué)

在課程教學(xué)中,目前普遍存在的問(wèn)題是知識(shí)的無(wú)限性與課時(shí)的有限性、科技發(fā)展的快速性與教學(xué)內(nèi)容的相對(duì)滯后性之間的矛盾。通信原理課程教學(xué)同樣如此,為此我們必須認(rèn)真進(jìn)行課程改革:(1)明確該課程在整個(gè)課程體系(即學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu))中的地位和作用;(2)研究和處理該課程與其他相關(guān)課程之間的內(nèi)容接口聯(lián)系;(3)對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行推陳出新,及時(shí)跟蹤學(xué)術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。在這樣的統(tǒng)一思想下,必須注重協(xié)調(diào)處理好以下五個(gè)關(guān)系。

1.教學(xué)內(nèi)容與授課學(xué)時(shí)數(shù)的關(guān)系

在課堂授課中,我們選用的是樊昌信教授主編的《通信原理》(第六版),這是國(guó)家十一五規(guī)劃教材,也是眾多院校通信專業(yè)研究生入學(xué)考試的指定參考教材,內(nèi)容豐富翔實(shí)、理論體系完整、知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣。內(nèi)容主要包括通信基礎(chǔ)知識(shí)與模擬通信原理、數(shù)字和模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸以及數(shù)字信號(hào)的最佳接收原理、數(shù)字通信中的編碼和同步技術(shù)等三部分,推薦學(xué)時(shí)為90學(xué)時(shí)。而本校教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定為80學(xué)時(shí),其中還有20學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),理論講授只有60學(xué)時(shí)。因此,根據(jù)前后課程的設(shè)置,跳過(guò)確知信號(hào)這一章。考慮到《通信原理》的很多章節(jié)中(尤其是信號(hào)檢測(cè))都會(huì)用到隨機(jī)過(guò)程的知識(shí),隨機(jī)信號(hào)分析既是通信原理的分析方法,也是其技術(shù)基礎(chǔ),故進(jìn)行了重點(diǎn)講授。同時(shí)將信道編碼放在后續(xù)課程“信息論與編碼”中講授,這樣能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將課程的主要內(nèi)容講深、講透,將知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。

2.核心內(nèi)容與拓展知識(shí)的關(guān)系

通信原理課程自身特點(diǎn)顯著——抽象概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多、邏輯性強(qiáng),是后續(xù)多門(mén)課程的基礎(chǔ),教師在教學(xué)中必須緊緊抓住核心內(nèi)容。段梅梅在《傳道、授業(yè)、解惑在“通信原理”課程教學(xué)中的應(yīng)用》一文中指出,“道”是通信原理的精髓,即通信中最基本的原理和核心觀點(diǎn);“業(yè)”是通信原理的基本研究方法、基本性能指標(biāo)和知識(shí)體系;“惑”是學(xué)生理解上的難點(diǎn)和實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。在授課過(guò)程中,教師可以按照傳“道”、授“業(yè)”、解“惑”,將核心目標(biāo)講清、講透,使學(xué)生理解掌握。如在數(shù)字調(diào)制中,2ASK、2FSK、2PSK是多進(jìn)制調(diào)制和新型調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ),我們從數(shù)學(xué)原理、實(shí)現(xiàn)方法、解調(diào)方法、功率譜、帶寬、抗噪聲性能等逐一分析,相互比較,使學(xué)生不僅理解了三種調(diào)制原理調(diào)制方法,而且明確了相互關(guān)系和各自特點(diǎn)。同時(shí),隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,新的數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)不斷涌現(xiàn),因此對(duì)多進(jìn)制調(diào)制和新的調(diào)制技術(shù)在課堂上進(jìn)行了適當(dāng)介紹,并指定相關(guān)參考書(shū),由學(xué)生自學(xué),教師輔導(dǎo)答疑。

3.傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法的關(guān)系

傳統(tǒng)教學(xué)方法主要是指在課堂上教師講、學(xué)生聽(tīng)、進(jìn)行知識(shí)灌輸?shù)囊环N教學(xué)方法。該方法的教學(xué)過(guò)程和結(jié)果往往是教師滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)學(xué)、學(xué)生興趣低、教學(xué)效果差。而現(xiàn)代教學(xué)方法則強(qiáng)調(diào)實(shí)行啟發(fā)式和討論式教學(xué),教師在課堂上注重思路明晰、突出重點(diǎn);注重與學(xué)生互動(dòng)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;注重引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在通信原理教學(xué)中,我們?cè)囆辛恕盎趩?wèn)題式學(xué)習(xí)”(Problem Based on Learning,簡(jiǎn)稱PBL)的教學(xué)方法,設(shè)置了“抓住一個(gè)主線——抗干擾,理解兩個(gè)指標(biāo)——有效性和可靠性,掌握三種調(diào)制——幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制,把握四個(gè)準(zhǔn)則——香農(nóng)公式、奈奎斯特第一準(zhǔn)則、奈奎斯特第二準(zhǔn)則和抽樣定理”等核心問(wèn)題,由學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)資料進(jìn)行歸納總結(jié),最終使學(xué)生能縱橫聯(lián)想、前后貫通,加深對(duì)課程內(nèi)容的理解、掌握。

4.常規(guī)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是驗(yàn)證和加深課堂講授知識(shí)、提高學(xué)生對(duì)抽象概念理解能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通信原理安排了20學(xué)時(shí)、共5個(gè)實(shí)驗(yàn),包括三部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第一部分以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,如普通雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)、2ASK、2FSK、2PSK(2DPSK)調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)、脈沖幅度調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)、脈沖編碼調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)等,重點(diǎn)是形象直觀地演示調(diào)制解調(diào)的原理,使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。這些實(shí)驗(yàn)在課堂講授后立即進(jìn)行,使理論課和實(shí)驗(yàn)課相得益彰。第二部分是綜合性實(shí)驗(yàn),如數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、模擬通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字和模擬通信終端實(shí)驗(yàn)等,重點(diǎn)是使學(xué)生了解通信系統(tǒng)中的若干變換與反變換,掌握系統(tǒng)的概念。第三部分是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),我們將剩余實(shí)驗(yàn)開(kāi)放,學(xué)生可根據(jù)個(gè)人的興趣愛(ài)好進(jìn)行選做,也可自行擬定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外,考慮到通信原理內(nèi)容豐富,可做多個(gè)驗(yàn)證型和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),但學(xué)時(shí)有限,只能重點(diǎn)選做。因此,在后續(xù)課程MATLAB語(yǔ)言及應(yīng)用中,利用通信工具箱中的信源編碼、糾錯(cuò)編碼、信道、調(diào)制解調(diào)等庫(kù)函數(shù)和模塊開(kāi)設(shè)了通信原理的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)其硬件實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了補(bǔ)充和完善。

5.現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段的關(guān)系

教學(xué)手段是完成教務(wù)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要途徑。傳統(tǒng)教學(xué)手段(主要是指黑板加粉筆)和現(xiàn)代教學(xué)手段(主要是指多媒體課件)各有利弊:前者清晰易懂,適用于講授數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論性強(qiáng)的課程,學(xué)生能緊跟教師思路,邊記筆記邊理解;后者形象直觀,信息量大,適用于介紹性多、公式推導(dǎo)少的課程。在授課過(guò)程中要根據(jù)不同課程的性質(zhì)和特點(diǎn),選用不同的教學(xué)手段,并注重兩者的交叉使用。在通信原理教學(xué)中,我們根據(jù)不同章節(jié)內(nèi)容選用了多種教學(xué)手段。如幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制,其理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多。教學(xué)手段以板書(shū)為主,輔以多媒體課件顯示其調(diào)制波形,并利用Flas效果模擬,使枯燥的原理教學(xué)變得直觀具體、生動(dòng)形象;也使學(xué)生學(xué)有興趣、理解全面、記憶深刻。而在講授緒論時(shí),介紹性內(nèi)容偏多,則以多媒體課件為主。在講授數(shù)字信號(hào)的最佳接收時(shí),則全部采用板書(shū)進(jìn)行。

三 可持續(xù)發(fā)展,加強(qiáng)課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)的應(yīng)用

講授通信原理課程的教師應(yīng)不斷加強(qiáng)學(xué)科教學(xué)知識(shí),并能熟練地運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中。一方面要強(qiáng)調(diào)基本理論、方法的分析,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的思考能力;另一方面必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)際訓(xùn)練環(huán)節(jié),重點(diǎn)是培養(yǎng)崗位技能。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握典型數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、工作原理、性能特點(diǎn)、基本分析方法和實(shí)驗(yàn)技能等,熟悉當(dāng)前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。核心是教授學(xué)生通信知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)識(shí)素養(yǎng),為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.學(xué)科知識(shí)傳授方面,教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)字通信系統(tǒng)部分

“通信原理”課程內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、編碼技術(shù)幾大部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字通信,因此,教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)部分。在課程的開(kāi)始階段,讓學(xué)生準(zhǔn)確把握數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、各模塊的功能,使學(xué)生能把課程的重點(diǎn)內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。在學(xué)習(xí)具體知識(shí)點(diǎn)時(shí),能明確它們?cè)谕ㄐ畔到y(tǒng)中所起的作用,收到“既見(jiàn)樹(shù)木,又見(jiàn)森林”的效果。“通信原理”是一門(mén)理論和實(shí)踐并重的課程,在理論教學(xué)方面,要讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、基本原理和分析方法。為了提高教學(xué)效果,在課堂上可以采用設(shè)問(wèn)思考和逆向思考提問(wèn)等教學(xué)方法,引發(fā)學(xué)生思考,啟迪學(xué)生思維,激起學(xué)生的求知欲。在教學(xué)過(guò)程中,注意觀察學(xué)生的理解能力。在備課時(shí),采用換位思考法,感受學(xué)生的困惑,考慮講解的技巧,以最短的授課時(shí)間收到最佳的教學(xué)效果。同時(shí),根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,注意將學(xué)生自學(xué)知識(shí)和精講重難點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。在每章或小節(jié)結(jié)束時(shí),注意及時(shí)進(jìn)行課程總結(jié),使學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容,便于進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)。

2.介紹新技術(shù)、新知識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

“通信原理”是通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程,最新科技與成果很難及時(shí)寫(xiě)入教材,用什么教材講什么內(nèi)容的傳統(tǒng)也使得學(xué)生對(duì)新科技、新成果知之較少。而通信的發(fā)展日新月異,新技術(shù)層出不窮,如何在有限的課時(shí)里讓學(xué)生既能掌握通信基本理論,又盡量領(lǐng)悟更多通信方面的新理論和新技術(shù)是教學(xué)中需要解決的問(wèn)題之一。我們?cè)诮虒W(xué)中必須以教材內(nèi)容為主線,穿插講授最新科技知識(shí)。如在講解通信原理基本理論的同時(shí),介紹移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r、移動(dòng)通信中常用多址方式、3G技術(shù)等內(nèi)容,既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開(kāi)拓其視野,又能為他們將來(lái)從事新領(lǐng)域的研究指明方向。

3.通過(guò)多媒體和仿真輔助教學(xué),加深對(duì)基本原理的理解

廣泛采用多媒體教學(xué),并在課件設(shè)計(jì)上注意體現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程,重視知識(shí)要點(diǎn)的剖析,提高學(xué)生主體參與度;在課堂講解上,注意及時(shí)提煉重點(diǎn)知識(shí),避免讓學(xué)生只看不思考,便于學(xué)生理解掌握原理,從而促成傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);同時(shí),利用仿真軟件對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真演示,提高學(xué)生的理解力,培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀。

4.加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐,鞏固所學(xué)內(nèi)容

“通信原理”是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程,為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容、加深理解,筆者在教學(xué)中采用兩種方法來(lái)提高教學(xué)效果。第一,利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;第二,利用MATLAB仿真軟件編寫(xiě)仿真程序,并課堂演示。如仿真實(shí)現(xiàn)多種解調(diào)方式的誤碼率曲線,可以讓學(xué)生直觀地了解它們之間的性能差異,體會(huì)“面對(duì)面”交流的樂(lè)趣。而編程基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的數(shù)字通信系統(tǒng),重點(diǎn)讓學(xué)生練習(xí)使用信源編碼信道及接收機(jī)的仿真實(shí)現(xiàn)等。這樣,不僅能提高學(xué)生的編程能力,而且還加深他們對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的理解。

四 結(jié)束語(yǔ)

“通信原理”是信息化技術(shù)的一個(gè)重要基礎(chǔ),隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,必將發(fā)揮更加重要的作用。而這將引發(fā)從教學(xué)對(duì)象到教學(xué)內(nèi)容的一系列變革。因此,我們必須與時(shí)俱進(jìn),以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),牢固樹(shù)立以學(xué)生為主體的教育理念,全面協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌處理好五個(gè)關(guān)系,搞好課程教學(xué);必須要加強(qiáng)課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)的應(yīng)用、因材施教、靈活配置、創(chuàng)新應(yīng)用教學(xué)方法,上好每一堂課。只有這樣,才能實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[6]徐曉娟.以課程建設(shè)促進(jìn)教師的發(fā)展性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2005(4)

第5篇:通信原理總結(jié)范文

關(guān)鍵詞:技工學(xué)校;電子專業(yè);通信技術(shù);教學(xué)方法;網(wǎng)絡(luò)知識(shí)

中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5727(2013)06-0082-02

通信技術(shù)自誕生以來(lái)取得了飛速的進(jìn)展。從人工到自動(dòng),從短途到長(zhǎng)途,從單一業(yè)務(wù)到綜合業(yè)務(wù),已經(jīng)滲入社會(huì)的每個(gè)角落。傳統(tǒng)通信模式被現(xiàn)代通信系統(tǒng)取代,以程控交換、光纖通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)通信為代表的現(xiàn)代通信系統(tǒng)構(gòu)成了龐大而復(fù)雜的現(xiàn)代通信網(wǎng),將整個(gè)世界緊密地聯(lián)系在一起。

《通信技術(shù)》是電子專業(yè)的重要專業(yè)課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),應(yīng)使學(xué)生掌握通信基礎(chǔ)知識(shí)和各種典型的通信系統(tǒng)。這是一門(mén)理論性很強(qiáng)的專業(yè)課,要求學(xué)生既要熟悉原理知識(shí),又要對(duì)通信網(wǎng)構(gòu)建有所認(rèn)知。所以在教學(xué)中必須理論聯(lián)系實(shí)際,化抽象為具體。

通信內(nèi)容多且雜,為了讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)了解現(xiàn)代通信技術(shù)的知識(shí),建立完整的現(xiàn)代通信概念,掌握現(xiàn)代通信網(wǎng)的組成,在教學(xué)中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面,以提高教學(xué)效果。

教學(xué)內(nèi)容模塊化

《通信技術(shù)》的內(nèi)容可分為通信理論基礎(chǔ)知識(shí)模塊和通信網(wǎng)絡(luò)知識(shí)模塊。在這兩部分中,通信理論是地基,通信網(wǎng)絡(luò)是大樓,地基打好了,可以建造出各種不同的樓。

通信理論基礎(chǔ)知識(shí)又分為信號(hào)處理和信號(hào)傳輸兩個(gè)模塊。信號(hào)處理包括放大、A/D轉(zhuǎn)換、模擬調(diào)制解調(diào)、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、數(shù)字信號(hào)的各種編碼等;信號(hào)傳輸包括:多路復(fù)用、中繼、傳輸方式和路徑的選擇等。信號(hào)處理類似于車(chē)輛加工,信號(hào)傳輸則是考慮車(chē)如何在高速公路奔馳?;A(chǔ)知識(shí)課開(kāi)設(shè)時(shí)間為一個(gè)學(xué)期,共40學(xué)時(shí)。

通信網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的學(xué)習(xí),首先要讓學(xué)生在頭腦中形成一個(gè)概念:通信實(shí)際是形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),將所有的用戶連接在一起,進(jìn)行信息交流。如何連接用戶,如何使傳輸?shù)膬?nèi)容更多,傳輸?shù)乃俣雀?,這就是通信中常說(shuō)的可靠性和有效性,也是通信最終的內(nèi)容和目的。因此,可以分別從網(wǎng)絡(luò)終端、傳輸鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)這三個(gè)模塊來(lái)展開(kāi)。該課開(kāi)設(shè)時(shí)間為一個(gè)學(xué)期,共60學(xué)時(shí)?!熬W(wǎng)絡(luò)終端”偏重于時(shí)下流行的手機(jī),重點(diǎn)介紹手機(jī)基本電路結(jié)構(gòu)?!皞鬏旀溌贰敝饕榻B有線傳輸方式,如光纖傳輸、有線電視網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等;無(wú)線傳輸方式,如移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等;“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)”主要介紹交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)、基站等。

教材建設(shè)

教材是指導(dǎo)教師確定教學(xué)內(nèi)容的依據(jù),也是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的工具。關(guān)于通信技術(shù)的教材非常廣泛,目前普遍使用的教材主要有以下兩類:一類是理論性強(qiáng),內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)等其他學(xué)科,數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程多。這些內(nèi)容中技生比較難理解、不易掌握;另一類是既包含通信基礎(chǔ)知識(shí),又摻雜小部分通信系統(tǒng)諸如交換機(jī)、光纖通信、移動(dòng)通信等。這部分教材往往內(nèi)容比較精簡(jiǎn),很多知識(shí)點(diǎn)不夠深入,需要教師自己進(jìn)行補(bǔ)充。為此,教師可以結(jié)合當(dāng)前學(xué)生的特點(diǎn)和從事通信行業(yè)的畢業(yè)生所反饋的信息,參考資料,編寫(xiě)具有自身特色的、適合當(dāng)?shù)匕l(fā)展需求的校本教材。

通信基礎(chǔ)所側(cè)重的知識(shí)點(diǎn)有:(1)通信系統(tǒng)構(gòu)成模型,這個(gè)模型是學(xué)習(xí)一切通信知識(shí)的基礎(chǔ);(2)脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù);(3)多路復(fù)用技術(shù);(4)信號(hào)模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制技術(shù)等;(5)同步。通信基礎(chǔ)部分的內(nèi)容以通信系統(tǒng)模型作為樹(shù)干,模擬通信和數(shù)字通信為兩大主枝,兩種通信方式均以有線傳輸和無(wú)線傳輸作為分枝,具體通信過(guò)程中信號(hào)的處理方式則是每一分枝上延伸出的細(xì)葉。細(xì)葉的多少根據(jù)學(xué)生接受能力來(lái)決定。具體編寫(xiě)思路見(jiàn)下頁(yè)圖1。通信網(wǎng)絡(luò)所側(cè)重的知識(shí)點(diǎn)有移動(dòng)通信組網(wǎng)原理和光纖通信網(wǎng)組網(wǎng)原理。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的典型代表,并且是今后通信技術(shù)發(fā)展的兩大方向。編寫(xiě)思路按照前文提到的網(wǎng)絡(luò)三模塊(終端、鏈路、節(jié)點(diǎn))來(lái)進(jìn)行。通信網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容更新較快,基本上每次講授都應(yīng)該充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。

教學(xué)方法

(一)教材內(nèi)容處理

貫徹精而簡(jiǎn)的原則,精選內(nèi)容、從簡(jiǎn)處理。重點(diǎn)闡明基本概念、基本原理和實(shí)際應(yīng)用。

內(nèi)容圖框化 將所講授的內(nèi)容圖框化,讓學(xué)生從信號(hào)的流入到信號(hào)的流出走一遍,這樣,學(xué)生就會(huì)將零散的知識(shí)點(diǎn)串起來(lái),對(duì)所學(xué)內(nèi)容建立完整的認(rèn)識(shí)。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師始終扮演“領(lǐng)路人”的角色,給他們“樹(shù)干”,讓他們自己去“添枝加葉”。

內(nèi)容圖表化 列表將通信中相近的內(nèi)容加以對(duì)比,既找到共同處,又可發(fā)現(xiàn)區(qū)別所在,從而掌握知識(shí)點(diǎn)的特性。如模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制的比較;有線傳輸和無(wú)線傳輸?shù)谋容^;信號(hào)和信息的比較;多路復(fù)用和多路復(fù)接的比較等。

內(nèi)容通俗化 通信的很多術(shù)語(yǔ)比較晦澀難懂,教師可以與平時(shí)的生活聯(lián)系起來(lái),用形象生動(dòng)的語(yǔ)言來(lái)解釋。如把信號(hào)看成是車(chē),音頻信號(hào)是小賽車(chē),視頻信號(hào)是泥頭車(chē),前者容量小,跑得快;后者容量大,跑得慢等。所以上網(wǎng)看視頻經(jīng)常先聽(tīng)到聲音后看到圖像;調(diào)制是人(傳輸信號(hào))坐車(chē)(載波信號(hào)),解調(diào)是人下車(chē)等;多路復(fù)用是交通規(guī)則,指揮車(chē)輛(信號(hào))在不同的車(chē)道(頻段)上或不同的時(shí)間(時(shí)隙)上往來(lái)等。

(二)教學(xué)方法多樣性

很多學(xué)校在教室和實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場(chǎng)所都配備了投影設(shè)備,有了這些條件,在教學(xué)方式上,可以將黑板加粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方式與投影展示、多媒體電子教室進(jìn)行通信仿真等先進(jìn)的教學(xué)手段結(jié)合起來(lái),提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

另外,將理論課與實(shí)習(xí)課有機(jī)結(jié)合。實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié),它不僅能配合講課,鞏固和驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí),更重要的是能訓(xùn)練學(xué)生基本的操作技能。理論課不局限于在教室里講,也可以到實(shí)訓(xùn)室去講;在實(shí)訓(xùn)室里邊講邊演示,學(xué)生可以邊聽(tīng)、邊看、邊動(dòng)手。把書(shū)本上“死”的東西變?yōu)椤盎睢钡闹R(shí)教給學(xué)生。例如,在講述程控交換機(jī)時(shí),為了讓學(xué)生更好地掌握人工交換與程控交換的區(qū)別,先讓學(xué)生自己在交換機(jī)實(shí)驗(yàn)箱上分別以這兩種交換方式通話,由他們自己寫(xiě)出通話操作過(guò)程,總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)。最后,教師再進(jìn)行總結(jié)。

我們學(xué)校通信專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行的通信實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為手機(jī)測(cè)量與維修。測(cè)量包括常用的測(cè)量工具使用法,手機(jī)電路中的常見(jiàn)信號(hào)測(cè)試、典型元器件測(cè)試。維修以幾種常見(jiàn)手機(jī)型號(hào)為例,學(xué)習(xí)手機(jī)拆裝、元器件焊接方法、典型故障維修等。

每位教師都很難掌握所有通信方面的知識(shí)。如果在授課過(guò)程中,涉及自己不甚了解的教學(xué)內(nèi)容,不妨采用交換授課這種方式。例如,我校通信專業(yè)的學(xué)生為校企合作班,除了任課教師講授通信課程外,每周還專門(mén)請(qǐng)企業(yè)的技能專家來(lái)校講學(xué)。

在教學(xué)過(guò)程中,還可以讓學(xué)生來(lái)當(dāng)教師,既鍛煉了學(xué)生的膽識(shí),又提高了他們的思維組織能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和自學(xué)能力。采用這種方式,必須要求學(xué)生課前準(zhǔn)備好。寫(xiě)出授課計(jì)劃和教案。教師先進(jìn)行指導(dǎo)、把關(guān)。例如,在講授程控交換機(jī)的交換方式時(shí),教師講了時(shí)分交換和空分交換。如果二者結(jié)合起來(lái),又如何進(jìn)行交換呢?這一內(nèi)容就交給了學(xué)生來(lái)講。完成這項(xiàng)工作,他必須先熟練教材,掌握之前講過(guò)的兩種交換方式,自己歸納總結(jié),設(shè)計(jì)板書(shū),在教師審核后走上講臺(tái)。通過(guò)這種方式,課堂氣氛活躍了,學(xué)生的興趣提高了,課堂效果也大大增強(qiáng)了。要注意的是教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中合理分配好時(shí)間。講課后要對(duì)講述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié),適當(dāng)給予表?yè)P(yáng)、及時(shí)評(píng)議,并將評(píng)議結(jié)果記入平時(shí)成績(jī)。

通信技術(shù)是電子專業(yè)不可少的一門(mén)課程,理論強(qiáng),內(nèi)容多,更新快,這都給教學(xué)上帶來(lái)了一定的難度。怎樣更好地提高課堂教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是值得我們思考和研究的。

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第6篇:通信原理總結(jié)范文

【關(guān)鍵詞】 課程實(shí)驗(yàn);通信原理;仿真實(shí)驗(yàn);自主性實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號(hào)】G424 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)9-00-02

課程實(shí)驗(yàn)作為課程教學(xué)目標(biāo)的重要載體,其教學(xué)效果直接影響學(xué)員對(duì)理論知識(shí)的理解程度以及學(xué)習(xí)的興趣?!巴ㄐ旁怼笔峭ㄐ殴こ?、信息工程和指揮信息系統(tǒng)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及“信號(hào)與系統(tǒng)”、“數(shù)字電路”、“高頻電子線路”等多門(mén)先修課程,是其他后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。該課程理論性強(qiáng),知識(shí)面廣,概念抽象,數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多,與基礎(chǔ)課聯(lián)系緊密。“通信原理”課程實(shí)驗(yàn),能夠?qū)崿F(xiàn)加深學(xué)員對(duì)本課程的基本理論知識(shí)及基本概念的理解,建立起完整的通信系統(tǒng)概念,提高學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際的能力,培養(yǎng)學(xué)員的工程應(yīng)用能力、綜合設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力,如何提升課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果已成為專業(yè)實(shí)驗(yàn)室研究探索的目標(biāo)之一。

1 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題分析

通信原理課程實(shí)驗(yàn)大致可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。目前,通信原理實(shí)驗(yàn)主要是依托現(xiàn)有的通信原理實(shí)驗(yàn)箱開(kāi)設(shè)相應(yīng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),硬件實(shí)現(xiàn)較多,學(xué)員動(dòng)手操作范圍受到限制,創(chuàng)新性思維訓(xùn)練不足。綜合性實(shí)驗(yàn)涉及本課程的綜合知識(shí)及與其相關(guān)的其他課程知識(shí),要求學(xué)員運(yùn)用多方面理論、多種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)條件,由學(xué)員自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不但具有基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)研究的性質(zhì),還具有項(xiàng)目(工程)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、改進(jìn)等特點(diǎn)。增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比例是課程實(shí)驗(yàn)改革的主流,對(duì)全面培養(yǎng)學(xué)員的獨(dú)立思考能力、綜合運(yùn)用、綜合實(shí)踐技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)具有重要作用。

現(xiàn)工科各專業(yè)進(jìn)行科研探索和工程設(shè)計(jì)不可缺少的重要環(huán)節(jié)是系統(tǒng)建模與仿真。而目前的通信原理實(shí)驗(yàn)恰恰缺少這一環(huán)節(jié)。隨著通信與信息處理專業(yè)函數(shù)庫(kù)和專業(yè)工具箱的完善,仿真軟件在通信理論研究、算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模仿真和性能分析驗(yàn)證等方面的應(yīng)用更加廣泛,已逐漸為廣大通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)<液凸こ處煹娜粘9ぞ?。目前的通信原理?shí)驗(yàn),可以滿足部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),主要是在實(shí)驗(yàn)箱的基礎(chǔ)上對(duì)硬件進(jìn)行編程控制,缺少對(duì)仿真應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)和使用。在實(shí)驗(yàn)課上掌握一種或兩種仿真軟件的使用方法,不僅對(duì)學(xué)員開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)、科學(xué)研究等具有幫助作用,更重要的是提高了學(xué)員的工程應(yīng)用能力和信息化素養(yǎng)。

此外,目前的通信原理實(shí)驗(yàn)課均是開(kāi)設(shè)在本學(xué)期理論教學(xué)的全部?jī)?nèi)容結(jié)束之后,利用10學(xué)時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而當(dāng)學(xué)員著手實(shí)驗(yàn)時(shí),往往對(duì)開(kāi)始所學(xué)習(xí)的原理有所淡忘,實(shí)驗(yàn)效果不好,對(duì)原理的認(rèn)識(shí)理解也不夠深刻。另外,現(xiàn)有的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)量不能夠保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)出,所以,將這部分實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)在通信原理課程結(jié)束后的第二個(gè)學(xué)期,在“信息綜合課程設(shè)計(jì)”等綜合實(shí)踐類課程中加入通信系統(tǒng)中的部分內(nèi)容,進(jìn)行設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。這樣不僅使學(xué)員的動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)有了連貫性,加深了對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),而且會(huì)使學(xué)員的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力有大幅提升。

2 多種實(shí)驗(yàn)方法的融合

為了進(jìn)一步提高通信原理課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果,充分發(fā)揮專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的作用,在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的條件下,將驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合,不但能夠加深學(xué)員對(duì)理論知識(shí)的思考,同時(shí)有效地提高了學(xué)員的綜合技能和工程基礎(chǔ)。

在通信原理實(shí)驗(yàn)課程中我們選用的實(shí)驗(yàn)箱是南京捷輝公司的JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該實(shí)驗(yàn)箱能夠滿足驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基本要求。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課程內(nèi)容結(jié)合十分緊密,在什么時(shí)候開(kāi)設(shè)哪些實(shí)驗(yàn),應(yīng)該是與理論課同步進(jìn)行的,由主講教員根據(jù)理論課的教學(xué)的需要與實(shí)驗(yàn)教員共同商定。為了形象地說(shuō)明理論課程中的原理,加深學(xué)員對(duì)原理的理解,主講教員可以將部分實(shí)驗(yàn)在課堂作以仿真演示,然后在原理課程學(xué)習(xí)完之后,馬上安排學(xué)員利用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)員自己動(dòng)手具體驗(yàn)證這部分原理,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)員對(duì)這部分理論課程的理解。比如用戶環(huán)路接口實(shí)驗(yàn)、PAM編譯碼系統(tǒng)、幀成形及其傳輸實(shí)驗(yàn)、幀同步實(shí)驗(yàn)等,都可以安排在該課程內(nèi)容講解完相關(guān)原理之后立即安排學(xué)員著手實(shí)驗(yàn),使得理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)相得益彰,兩方面的教學(xué)質(zhì)量都有較大的提高。

在利用通信電子電路綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及信息通信類綜合創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的綜合性實(shí)驗(yàn)中,以實(shí)驗(yàn)箱和仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前為學(xué)員提供實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求,以及部分實(shí)驗(yàn)步驟,讓學(xué)員根據(jù)所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)綜合解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,采取硬件、軟件或硬軟件相結(jié)合的辦法實(shí)施。使學(xué)員了解FPGA/CPLD可編程開(kāi)發(fā)技術(shù)、DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、軟件編程技術(shù)、電路仿真技術(shù)等,提高學(xué)員的綜合開(kāi)發(fā)能力。

在全部理論課內(nèi)容結(jié)束之后,由教員給出實(shí)驗(yàn)應(yīng)完成的設(shè)計(jì)指標(biāo),讓學(xué)員利用實(shí)驗(yàn)室已有的儀器設(shè)備自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不但可以激發(fā)學(xué)員生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,而且設(shè)計(jì)方案的實(shí)施過(guò)程是學(xué)員運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合的過(guò)程,這使學(xué)員的綜合思維和實(shí)踐能力有了大幅提高。學(xué)員可以利用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),在滿足實(shí)驗(yàn)預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)后,選擇部分仿真效果好,電路設(shè)計(jì)合理且易實(shí)現(xiàn)的電路獨(dú)立制作成電路板,通過(guò)儀器測(cè)量,進(jìn)行可變參數(shù)器件的調(diào)整,使電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求。例如:電話機(jī)呼叫處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通信測(cè)試以及單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)和抗噪聲性能的仿真等,通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié),讓學(xué)員獨(dú)立思考、分析、判斷并反復(fù)實(shí)踐,促進(jìn)了學(xué)員獨(dú)立學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)極大地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

3 仿真教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建

在通信和電子工程領(lǐng)域,系統(tǒng)仿真技術(shù)一直是新型通信協(xié)議研發(fā)、通信體制的性能研究、通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理的重要手段。仿真軟件,提供豐富的部件資源可方便、直觀、形象地構(gòu)建通信系統(tǒng),具有強(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)。在通信原理實(shí)驗(yàn)中引入軟件仿真技術(shù),可以把系統(tǒng)性能和參數(shù)之間的關(guān)系形象地展現(xiàn)出來(lái),而且可以將實(shí)驗(yàn)箱和仿真軟件結(jié)合開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn),使學(xué)員對(duì)通信系統(tǒng)的原理有更深刻的認(rèn)識(shí),有利于理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的融合,有利于學(xué)員創(chuàng)新能力和信息化素養(yǎng)的提高。目前,各高校用于通信原理仿真實(shí)驗(yàn)的軟件主要有兩款:Systemview和Matlab/Simulink。這兩款軟件都可進(jìn)行通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)與分析,有助于學(xué)員構(gòu)建系統(tǒng)的整體概念,可讓學(xué)員對(duì)常用的模塊自己編寫(xiě)文件,從具體模塊的實(shí)現(xiàn)到整體系統(tǒng)的架構(gòu)。

以System View為例,它是美國(guó)ELANIX公司的一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和分析的可視化設(shè)計(jì)環(huán)境,是一個(gè)功能強(qiáng)大、用途多樣的工具平臺(tái),提供開(kāi)發(fā)各種系統(tǒng)的模擬和數(shù)字工具,包括數(shù)字信號(hào)處理、通信、控制以及構(gòu)造通用數(shù)學(xué)模型。該軟件不需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)編程,可以只通過(guò)點(diǎn)擊圖標(biāo)和參數(shù)輸入的方式來(lái)完成復(fù)雜系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)和測(cè)試。在二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)中,利用System View進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的步驟一般為:

①根據(jù)2ASK的調(diào)制解調(diào)原理進(jìn)行系統(tǒng)分析,畫(huà)出系統(tǒng)框圖;

②根據(jù)原理圖,建立系統(tǒng)仿真模型;

③進(jìn)行2ASK調(diào)制參數(shù)設(shè)置;

④系統(tǒng)仿真,分析結(jié)果,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估和改善。

它要求學(xué)員在把課堂上講授的抽象的理論進(jìn)行消化的基礎(chǔ)上,通過(guò)獨(dú)立思考,自主設(shè)計(jì),建立系統(tǒng)模型,有利于克服硬件實(shí)驗(yàn)箱電路固定、學(xué)員缺乏參與性的弊端。利用SystemView可以完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),又可以通過(guò)改變參數(shù)及相關(guān)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),能夠很好的調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力、設(shè)計(jì)能力。

將仿真軟件應(yīng)用在通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,充分利用學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境,在現(xiàn)有的條件下為學(xué)員提供了更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的多樣性,擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)范圍。不但將通信原理課程中較難理解的內(nèi)容,通過(guò)軟件仿真形象生動(dòng)的展現(xiàn)出來(lái),使學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解更加透徹,有效地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣,而且提高了學(xué)員分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4 自主性實(shí)驗(yàn)?zāi)J降奶剿?/p>

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)J酵艿綄W(xué)時(shí)和資源的制約,而自主性實(shí)驗(yàn)?zāi)J绞且环N創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),與研究性實(shí)驗(yàn)類似,是指學(xué)員在課程實(shí)驗(yàn)中,結(jié)合自己的興趣點(diǎn)確定自己的研究項(xiàng)目并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不占用實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí),但是實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)員全天候開(kāi)放,學(xué)員可以充分利用業(yè)余時(shí)間查閱資料并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教員全程跟蹤給予保障和指導(dǎo)。對(duì)于自主性實(shí)驗(yàn),自行命題這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要,首先是學(xué)員要想到什么?這是理論知識(shí)與實(shí)踐認(rèn)知的積累,也是鉆研精神的體現(xiàn)。因此,“命題”是學(xué)員理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐過(guò)程中的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和更深層次的探索。在這一環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教員要給予充分的指導(dǎo)和論證,幫助學(xué)員改進(jìn)命題,以便更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其次是如何做?在學(xué)員命題后,要進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、選擇儀器設(shè)備、建立實(shí)驗(yàn)方法等,這是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的再造,是在科研技術(shù)方法上的提高。最后由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教員給出實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià),通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)方法的合理性,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)員的科研工作能力有著重要的幫助。當(dāng)然,這部分實(shí)驗(yàn)要在學(xué)有余力的學(xué)員中開(kāi)設(shè)。將科學(xué)研究融人實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,會(huì)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),是課程實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)改革的重要趨勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)目前通信原理課程實(shí)驗(yàn)僅采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方式單一,效果較差,未充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件的情況,將多種類型的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行整合,在學(xué)校人才培養(yǎng)方案和實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浛蚣芟?,將課程內(nèi)容調(diào)整為驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三部分,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既配合理論課程的教學(xué),又與現(xiàn)代通信技術(shù)同步發(fā)展,使課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)從內(nèi)容到形式上都有較大改觀??傊?,通過(guò)采取多種實(shí)驗(yàn)?zāi)J较嘟Y(jié)合的靈活教學(xué)方法,最終目的只有一個(gè),就是希望使學(xué)生經(jīng)過(guò)大學(xué)四年的學(xué)習(xí),成為具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)

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第7篇:通信原理總結(jié)范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào):TP301-4

當(dāng)今時(shí)代,是商業(yè)的時(shí)代,計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)并沒(méi)有得到公開(kāi),然而,面對(duì)現(xiàn)代教學(xué)的要求,用不完善的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并不利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理的認(rèn)識(shí)。針對(duì)學(xué)生的層次及自身能力的不同,一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很有必要,不僅可以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有更加深入的了解,同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和了解計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù),提高自身的理論與實(shí)踐結(jié)合能力。

1系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件可以為學(xué)生們提供實(shí)驗(yàn)的平臺(tái),即原理實(shí)驗(yàn)儀,由單片機(jī)和構(gòu)成計(jì)算機(jī)組成的微程序控制器、運(yùn)算器、輸入輸出、存儲(chǔ)器等基本單元模塊組成。

1.1系統(tǒng)的硬件組成

實(shí)驗(yàn)儀的組成部分如圖1所示:

圖1實(shí)驗(yàn)儀的組成結(jié)構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)儀的硬件是以微控制器ATMEL AT89C52為中心,然后再配合其他的各個(gè)部件,實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能。

1.2MCU AT89C52資源分配

AT89C52資源分配具有一定的標(biāo)準(zhǔn)功能,即8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器,256字節(jié)內(nèi)部RAM,32個(gè)I/O口線,3個(gè)16位定時(shí)計(jì)時(shí)器,一個(gè)6量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu),單個(gè)全雙工串行通信口,片內(nèi)震蕩及時(shí)鐘電路等。同時(shí),AT89C52可以通過(guò)靜態(tài)邏輯操作降到最低的0Hz,并選用兩種軟件進(jìn)行節(jié)電的工作。當(dāng)空閑時(shí),可以停止CPU的運(yùn)行工作,但是可以允許RAM、計(jì)數(shù)器、串行通信口等系統(tǒng)的繼續(xù)工作。下面具體的對(duì)系統(tǒng)中MCU資源在端口的分配情況進(jìn)行了介紹。

通常,AT89C52有四個(gè)并行的端口,且每個(gè)端口都有8條端口線,可以用于數(shù)據(jù)的傳送和接受工作。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),數(shù)據(jù)緩存器可以用于傳送數(shù)據(jù),而且P0口也可以對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn),片外微控制存儲(chǔ)器28C16。其中,P1作為普通的端口,可以對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)啟和停止進(jìn)行控制,還可以對(duì)數(shù)據(jù)緩存、地址寄存器等進(jìn)行相應(yīng)的控制。

2系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計(jì)

2.1微控制程序的整體設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的硬件核心就是微控制器,微控制器的主要的功能就是利用實(shí)驗(yàn)儀對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀通常分為脫機(jī)運(yùn)行和練級(jí)運(yùn)行兩種運(yùn)行模式,所以微控制器的作用就是保證實(shí)驗(yàn)儀能夠脫機(jī)運(yùn)行,同時(shí)又能使實(shí)驗(yàn)儀以聯(lián)機(jī)的方式運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要的內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)儀的聯(lián)機(jī)運(yùn)行。微控制器程序的編寫(xiě)工作有一定的步驟,即從系統(tǒng)的初始化開(kāi)始,完成系統(tǒng)初始化之后再進(jìn)行下一步的工作。系統(tǒng)程序主要采用的是模塊化的設(shè)計(jì)方式,想要實(shí)現(xiàn)的功能要能夠獨(dú)立出來(lái),并通過(guò)模塊的形式提供相應(yīng)的調(diào)用,以達(dá)到軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的清晰要求。各模塊之間的關(guān)系可以用圖表示出來(lái),如圖2所示:

圖2微控制器程序中各個(gè)模塊的關(guān)系

其中,主控模塊的作用就是進(jìn)行系統(tǒng)的初始化,對(duì)通信模塊進(jìn)行管理,協(xié)調(diào)和定義各個(gè)模塊之間的工作;通信模塊主要是作為PC機(jī)和實(shí)驗(yàn)儀通信的橋梁;微控制存儲(chǔ)器操作模塊主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)微控制存儲(chǔ)器28C16讀寫(xiě)操作的功能,并把相關(guān)的指令傳送到PC機(jī)上。

2.1.1微控制器程序的總體流程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的每一次復(fù)位,首先都要運(yùn)用微控制器程序?qū)?shí)驗(yàn)儀進(jìn)行各項(xiàng)脫機(jī)工作的設(shè)置,然后再進(jìn)行初始化的串口,進(jìn)入系統(tǒng)程序等待用戶的交互操作,串口通信模塊實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)串口的交互,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)命令的接受、解析等。

2.1.2微控制存儲(chǔ)器操作模塊的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)儀所運(yùn)用的微程序設(shè)計(jì)技術(shù),使微控制存儲(chǔ)器存儲(chǔ)微指令。首先,在系統(tǒng)正常運(yùn)行之前,要提前把微指令存儲(chǔ)到微控制存儲(chǔ)器28C16中;其次,在時(shí)序信號(hào)的作用下,可以進(jìn)行微指令的讀取,進(jìn)而對(duì)程序指令進(jìn)行解釋。

微控制存儲(chǔ)器28C16操作模塊的作用主要是對(duì)微控制存儲(chǔ)器28C16進(jìn)行相應(yīng)工作的讀取。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作設(shè)計(jì)之后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可以下載微指令,通過(guò)MCU完成微控制存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)工作。相應(yīng)的,也可以通過(guò)聯(lián)機(jī)進(jìn)行微控制存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的讀取。根據(jù)PC機(jī)的命令字,再通過(guò)通信模塊,可以將PC機(jī)中接收的微指令存放在微控制存儲(chǔ)器中。

2.2PC機(jī)仿真程序的總體設(shè)計(jì)

PC機(jī)方針程序的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驌碛辛己玫目梢暬缑?,讓用戶通過(guò)合理的PC結(jié)構(gòu)布局更形象的了解計(jì)算機(jī)的組成和指令的具體執(zhí)行情況。

PC機(jī)的實(shí)際應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)由以下多種模塊組成:用戶界面。用戶界面是在Windows系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì),所運(yùn)用的是圖形化界面,操作簡(jiǎn)單,任務(wù)窗口較多。通信模塊。通信模塊的設(shè)計(jì)所采用的Mod bus協(xié)議,此協(xié)議在通信模塊中的應(yīng)用使模塊更加的標(biāo)準(zhǔn)化,通訊等更加的快捷、可靠,可以任意的進(jìn)行重接等。文件下載。把程序指令和微指令通過(guò)串口發(fā)送到實(shí)驗(yàn)儀的相關(guān)存儲(chǔ)器中。

3實(shí)驗(yàn)儀微控制器程序的實(shí)現(xiàn)

3.1主控模塊的實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)儀單片機(jī)程序的控制中心就是主控模塊。想要使系統(tǒng)的主控模塊實(shí)現(xiàn),就要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行初始化,使其在脫機(jī)的情況下運(yùn)用手動(dòng)的方式進(jìn)行運(yùn)行,等到系統(tǒng)通電之后,通過(guò)MCU對(duì)實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行手動(dòng)操作,進(jìn)而來(lái)對(duì)相關(guān)鎖存器、寄存器等控制信號(hào)進(jìn)行設(shè)置。隨后,對(duì)串口進(jìn)行初始化設(shè)置,來(lái)等待串口中斷情況的發(fā)生,此時(shí),實(shí)驗(yàn)儀再根據(jù)所接受的各種命令對(duì)串口中斷的程序進(jìn)行處理。

3.2通信模塊的實(shí)現(xiàn)

通信模塊的實(shí)現(xiàn)首先要完成三個(gè)方面的工作,即串口初始化、讀、寫(xiě)串口。

其中,串口出示化是為實(shí)現(xiàn)通信功能的必備條件,所以,首先要對(duì)通信模塊進(jìn)行初始化。串行通信的初始化主要是對(duì)串行通信控制寄存器、定時(shí)器及相關(guān)的波特率等進(jìn)行的設(shè)置。

串行通信數(shù)據(jù)的接收主要是利用實(shí)驗(yàn)儀采用中斷方式接受PC機(jī)傳來(lái)數(shù)據(jù)。

串行通信數(shù)據(jù)的發(fā)送主要是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

4總結(jié)

綜上所述,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)串口通信方式,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)的聯(lián)機(jī)操作。在對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析時(shí),其組成原理的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性的系統(tǒng),實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀的硬件設(shè)計(jì)來(lái)完成自己的微程序和實(shí)驗(yàn)案例。

參考文獻(xiàn):

[1]鄭玉彤.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程實(shí)現(xiàn)的比較研究[J].中央民族大學(xué)學(xué)報(bào),2008(12):33-36.

第8篇:通信原理總結(jié)范文

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);特質(zhì)培育;通信原理課程

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-489X(2012)27-0069-03

Research on Communication Principle Teaching from Perspective of Innovative and Enterprising Education//He Peng, Zhao Yan, Xu Liwei, Xia Ying, Li Hui

Abstract Considering the lack in teaching mode and teaching method with the developing of innovative and enterprising education for IT Specialties,it is necessary to analyse the demand of innovative and enterprising education at home and abroad. The proposals and methods for the reform are put forward and introduced to ordinary teaching.Based on open experiment and study teaching method,a new idea is proposed for different method to combine the process of innovative business undertaking with ordinary teaching,and finally a way is provided for optimization of ordinary teaching.

Key words innovative and enterprising; characteristic cultivation; communication principle

Author’s address College of Telecommunication and Electronic Engineering, Qiqihar University, Qiqihar, Heilongjiang, China 161006

在開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的背景下,人才的培養(yǎng)更注重能力的培養(yǎng)。對(duì)信息技術(shù)類專業(yè)而言,這種能力應(yīng)包括知識(shí)、技能和特質(zhì)。但是,如何解決好守成教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育間的關(guān)系?以創(chuàng)造性、創(chuàng)新性為基本內(nèi)涵,以課程教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)為主要載體,以開(kāi)發(fā)和提高受教育者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo),綜合培養(yǎng)其未來(lái)從事創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)所必備的知識(shí)、技能和特質(zhì)等尚無(wú)成熟的模式和方法[1]。

通信原理課程是本科院校通信、電子信息類學(xué)科非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程與電路分析、模擬電路和數(shù)字電路、通信電子線路有機(jī)構(gòu)成的主干課程群,可系統(tǒng)建立電路與系統(tǒng)領(lǐng)域的知識(shí)體系。課程與實(shí)踐也有著密切的聯(lián)系,可使學(xué)生掌握電路工程設(shè)計(jì)方法、通信電路設(shè)計(jì)法與實(shí)驗(yàn)技能等。根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié),通過(guò)通信原理課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí),可以有效地提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐技能。但原有課程教學(xué)方法往往過(guò)多重視知識(shí)的傳授,忽視學(xué)生文化素質(zhì)、品質(zhì)、個(gè)性、才能與創(chuàng)造性等的培育和提升。隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展,重新反思新形勢(shì)下課程教學(xué)的本質(zhì),轉(zhuǎn)變教育觀念,采取新的舉措,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入課堂教學(xué)是教育工作者必須解決的問(wèn)題。為此,在通信工程專業(yè)的主干課通信原理課程中作了一些探討和研究,試圖將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特質(zhì)培養(yǎng)的基本內(nèi)容融入專業(yè)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

1 教學(xué)方法改革的基本條件

1.1 師資隊(duì)伍

本課程組已經(jīng)形成老中青結(jié)合的高學(xué)歷層次的理論課教學(xué)隊(duì)伍,教師全部具有研究生以上學(xué)歷,能及時(shí)將國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)反映到課程中。多年教學(xué)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),教學(xué)效果受到學(xué)生的好評(píng)。本課程組教師中有齊齊哈爾市優(yōu)秀教師,有齊齊哈爾大學(xué)教學(xué)優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?,課程組數(shù)次獲得齊齊哈爾大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)勵(lì)。

1.2 教材建設(shè)

理論課教材采用普通高等教育國(guó)家級(jí)精品教材、普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,具體為樊昌信教授主編由國(guó)防工業(yè)出版社出版的《通信原理》(第6版)。雙語(yǔ)教學(xué)教材采用Simon Haykin教授編寫(xiě)由電子工業(yè)出版社出版的Communication Systems (Fourth Edition)。參考書(shū)選用T G Thomas教授主編、由McGraw-Hill出版社出版的Communication Theory。該教材是香港中文大學(xué)本科通信原理課教材,是比較適合中國(guó)人閱讀習(xí)慣的英語(yǔ)教材。實(shí)驗(yàn)課教材為課程組自編,內(nèi)容更精簡(jiǎn),增加通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)更適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,更適合學(xué)生的能力水平培養(yǎng)。

第9篇:通信原理總結(jié)范文

【關(guān)鍵詞】量子通信;量子信息學(xué);量子信道;光子探測(cè)

1.引言

量子通信是量子力學(xué)和通信科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典信息論不能完成的信息處理任務(wù)。量子通信以量子力學(xué)為基礎(chǔ),其研究包括:量子隱形傳態(tài)、量子安全直接通信等研究方向,對(duì)現(xiàn)有信息技術(shù)帶來(lái)了重大突破,引起了學(xué)術(shù)界高度重視。近年來(lái),有關(guān)量子計(jì)算機(jī)、量子相干性、量子通信、量子密碼等理論和研究大熱,其中,量子通信作為量子信息研究的內(nèi)容之一,成為物理學(xué)等領(lǐng)域最活躍的研究熱點(diǎn)。量子通信理論上可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全的通信過(guò)程,最初是利用光纖完成的,但由于光纖受地理和自身限制,無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子通信,不利于全球化量子通信。1993年,6位來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)提出了利用量子隱形傳送方案,構(gòu)建了一種脫離實(shí)物的量子通信系統(tǒng),以量子態(tài)作為信息載體,通過(guò)量子態(tài)的傳送完成了大容量信息的傳輸,實(shí)現(xiàn)原則上不可被破譯的通信技術(shù)。由于存在不可避免的環(huán)境噪聲,量子的糾纏態(tài)品質(zhì)會(huì)隨著傳送距離的增加而變得越來(lái)越差。因此,量子通信不可避免地首先要解決傳輸距離的限制才能具有良好的應(yīng)用前景??臻g量子通信技術(shù)利用分發(fā)糾纏光子的方法為遠(yuǎn)程量子通信的研究提供了一種途徑。

2.空間量子通信技術(shù)原理

量子通信具有“容量大、速度快、保密性好”的優(yōu)點(diǎn),其過(guò)程遵從量子力學(xué)原理。典型的量子通信系統(tǒng)包括:量子態(tài)發(fā)生器、通道和量子測(cè)量裝置。具有量子效應(yīng)的粒子如:光子、電子、原子等,都可以作為實(shí)現(xiàn)量子通信的量子信號(hào)[1]。由于光信號(hào)具有良好的傳輸特性,我們現(xiàn)在通常所說(shuō)的量子通信系統(tǒng)均為量子光通信系統(tǒng)。單光子(糾纏光子對(duì))的分發(fā)是實(shí)現(xiàn)空間量子通信的前提,空間量子通信技術(shù)可以通過(guò)空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球化的量子通信,克服自由空間鏈路帶來(lái)的距離限制,圖1給出了典型量子通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成。

使用糾纏量子信號(hào)的量子態(tài)隱形傳輸技術(shù)是未來(lái)量子通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)[2],其原理如下:根據(jù)量子力學(xué)理論,由兩個(gè)光子組成的糾纏光子對(duì)(薛定諤將多體量子狀態(tài)的不可分的相互關(guān)聯(lián)稱為量子糾纏),無(wú)論其在宇宙中相隔多遠(yuǎn),其狀態(tài)均不可分割。單獨(dú)測(cè)量其中一個(gè)光子狀態(tài),會(huì)得到完全隨機(jī)的結(jié)果,根據(jù)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理,一旦測(cè)量了其中一個(gè)光子的狀態(tài),即使其發(fā)生了變化,那么另一個(gè)光子也會(huì)發(fā)生同樣的變化,即“塌縮”到相同的狀態(tài)。利用這一特性,通信者Alice隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)比特,再隨機(jī)改變自己的基來(lái)制備傳輸量子態(tài),并重復(fù)多次,接收者Bob通過(guò)量子信道進(jìn)行接收,他測(cè)量每個(gè)光子,也隨機(jī)改變自己的基,當(dāng)兩人的基相同時(shí),就得到了一組互補(bǔ)的隨機(jī)數(shù)。一旦竊聽(tīng)者Eve進(jìn)行竊聽(tīng),糾纏光子對(duì)的特性就被破壞,Alice和Bob就會(huì)發(fā)覺(jué),因此利用這種方式的通信是絕對(duì)安全的。

3.量子通信的研究進(jìn)展和趨勢(shì)

人們最初對(duì)量子的研究是基于對(duì)光的研究進(jìn)行的,由于量子通信可以建立無(wú)法被破譯的通信系統(tǒng),因此受到美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)在內(nèi)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)的大力研究和發(fā)展,我國(guó)在這方面的研究成果也受到了國(guó)際上的廣泛關(guān)注。特別是在量子通信的演示驗(yàn)證試驗(yàn)方面,學(xué)術(shù)界已經(jīng)由地面自由空間傳輸試驗(yàn)向空間傳輸試驗(yàn)發(fā)展[1][3]。

(1)分發(fā)協(xié)議的發(fā)展

1984年,IBM公司的Chales H.Bennet和加拿大蒙特利爾大學(xué)的Gilles Brassard提出了第一個(gè)分發(fā)協(xié)議——BB84協(xié)議[4]。在1992年,他們又提出了EPR協(xié)議,又稱E91協(xié)議,將糾纏態(tài)首次與量子通信聯(lián)系起來(lái)[5]。2002年,Bostrom和Felbinger提出了Ping-pong協(xié)議[6],這是一個(gè)十分重要的協(xié)議,其信息可以被確定性的直接傳輸,明顯提高了傳輸相率,受到人們的重視。目前所有實(shí)驗(yàn)基本上基于上述協(xié)議進(jìn)行的[7]。

(2)地面自由空間量子通信實(shí)驗(yàn)進(jìn)展

1993年,美國(guó)IBM公司基于糾纏態(tài)交換的實(shí)驗(yàn)方案實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)量子信息傳輸實(shí)驗(yàn),傳輸距離32cm,傳輸速率10bps,從此拉開(kāi)了量子通信實(shí)驗(yàn)研究的序幕[1]。表1給出了現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外較著名的地面自由空間量子通信實(shí)驗(yàn)及成果[2][8-10]。

其中,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授、清華大學(xué)彭承志教授等人于2005年至2009年間一系列的研究成果表明量子隱態(tài)傳輸穿越大氣層是可行的,糾纏光子在穿透等效于整個(gè)大氣厚度的地面大氣后,其糾纏特性仍可以保持,這為未來(lái)空間量子通信技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[7]。2007年,Zeilinger領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在奧地利兩海島間實(shí)現(xiàn)了跨越144km距離的基于誘騙態(tài)和糾纏態(tài)量子通信,是目前為止自由空間量子通信實(shí)驗(yàn)距離的世界紀(jì)錄[7]。該實(shí)驗(yàn)的單光子源采用弱相干脈沖[10],鏈路采用雙向主動(dòng)望遠(yuǎn)鏡跟蹤系統(tǒng),包括一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(可發(fā)送單光子同時(shí)接收信標(biāo)激光信號(hào))及一架CCD相機(jī)等部件,如圖2所示。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)空間量子通信的重要基石。

由于量子通信的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),許多國(guó)家都把其列入重點(diǎn)研究范圍,縱觀各國(guó)研究現(xiàn)狀,不難發(fā)現(xiàn),美國(guó)側(cè)重研究量子理論,正在大力研究和發(fā)展量子計(jì)算機(jī)和量子通信的理論和技術(shù),希望在十年內(nèi)有所突破。歐洲則對(duì)星地量子通信等空間應(yīng)用較感興趣,善于聯(lián)合各國(guó)力量推動(dòng)量子通信技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)已開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。日本則重點(diǎn)致力于提高量子通信傳輸速率,并致力于量子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建和研究。我國(guó)目前已經(jīng)在自由空間量子通信上取得了一系列世界領(lǐng)先的科研成果,需要廣大科研人員繼續(xù)努力,保持我國(guó)在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

(3)量子通信在空間的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

歐空局(ESA)自2002年以來(lái)資助了一系列空間量子通信研究,如QSpace項(xiàng)目(2002年-2003年),ACCOM項(xiàng)目(2004年),QIPS(2005年-2007年)。QSpace項(xiàng)目一來(lái)是為了驗(yàn)證基于量子物理學(xué)的空間通信技術(shù)的可行性,二來(lái)是為了驗(yàn)證空間量子通信較地面量子通信的優(yōu)勢(shì),如可避免大氣擾動(dòng)和吸收的影響等[11]。為此該項(xiàng)目進(jìn)行了一些列的試驗(yàn),獲得了空間量子通信四項(xiàng)主要應(yīng)用方向,對(duì)空間量子通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了歸納總結(jié)。ACCOM項(xiàng)目主要包括一個(gè)空-地單向通信實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)基于當(dāng)時(shí)的星間光通信技術(shù),利用一個(gè)空基發(fā)射機(jī)對(duì)多個(gè)分布式地基接收機(jī)間進(jìn)行自由空間量子通信實(shí)驗(yàn),首次研發(fā)出了一種可重復(fù)使用光學(xué)收發(fā)終端。該項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是在經(jīng)典光學(xué)通信系統(tǒng)上進(jìn)行復(fù)雜設(shè)計(jì)后改建的。QIPS項(xiàng)目即為上面描述的Zeilinger領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的144km量子通信實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,144km地面水平傳輸實(shí)驗(yàn)量子信道傳輸損耗約為25-30dB,這一數(shù)值與低軌衛(wèi)星與地面間傳輸損耗大致相當(dāng),由此可見(jiàn),同樣的技術(shù)應(yīng)用于空-地系統(tǒng)更具發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢(shì)。

基于上述研究成果,維也納大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)于2004年提出了Space-QUEST計(jì)劃。審核該計(jì)劃的ELIPS-2項(xiàng)目組認(rèn)為該計(jì)劃具有非常巨大的優(yōu)勢(shì)并強(qiáng)烈推薦ESA進(jìn)行資助并實(shí)施。Space-QUEST實(shí)驗(yàn)旨在首次驗(yàn)證如下內(nèi)容[11]:

1)基于新型量子通信技術(shù)(QKD)的全球無(wú)條件安全空間信息傳輸技術(shù)。

2)利用空間環(huán)境優(yōu)勢(shì),突破地基量子通信瓶頸,實(shí)現(xiàn)空間量子通信。

如圖4所示,該計(jì)劃擬采用國(guó)際空間站(ISS)上搭載的量子通信終端設(shè)備向地面發(fā)送糾纏態(tài)光子來(lái)進(jìn)行,搭載的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡口徑僅10-15cm,載荷總重小于100kg,峰值功率小于250W,收發(fā)終端間距離大于1000km,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有地基實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)傳輸距離。該計(jì)劃最終將于2015年實(shí)施完成。

(4)空間量子通信技術(shù)存在的主要問(wèn)題

一是空間量子通信噪聲干擾消除問(wèn)題。由于現(xiàn)實(shí)通訊狀況的不完美和噪聲干擾,所有的量子密碼協(xié)議的噪聲干擾如果跟有竊聽(tīng)者存在所帶來(lái)的噪聲沒(méi)有差別[1],通信連路是無(wú)法建立起來(lái)的;二是自由空間量子信道的傳輸特性問(wèn)題。不同地面環(huán)境對(duì)光子傳播的影響,包括大氣衰減和退極化效應(yīng)。4.總結(jié)

如上所述,近年來(lái)量子通信由于其安全性引起了研究人員廣泛地興趣,目前在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域取得了一系列進(jìn)展,其中量子態(tài)的隱形傳輸,量子網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)正逐步走向?qū)嵱?。正是因?yàn)榱孔訐碛袕V袤的實(shí)用前景,各國(guó)均在量子通信技術(shù)方面加大科研投入。但是在降低單光子源成本、加大通信傳輸距離、增強(qiáng)檢測(cè)概率等一些關(guān)鍵性問(wèn)題上還需要進(jìn)一步研究。本文主要闡述了空間量子通信技術(shù)的產(chǎn)生、基本原理、發(fā)展歷程和現(xiàn)狀,并對(duì)空間量子通信技術(shù)存在的問(wèn)題和難點(diǎn)進(jìn)行了介紹。筆者相信,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,量子通信技術(shù)實(shí)用化、商用化指日可待。

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