基于现代信息技术与网络教学模式的《通信原理》课程教学研究

徐晓菊 卑璐璐

摘要：由于《通信原理》课程具有概念抽象、理论性强、涉及面广的特点，在教学过程中普遍存在着“教师难教，学生难学”的现象，由此本文设计实现了通信原理在线学习系统及LabVIEW仿真实验系统，经实践证明利用现代信息技术，采取网络教学模式，对本课程的教与学都有促进和突破，也为之后的教学改革带来新思路。

关键词：通信原理 在线学习 实验平台

分类号：TN911-4，G434

1 引言

随着科学技术和信息技术的不断发展，通信的发展和更新速度越来越快，通信理论及通信技术在生产和生活中的应用越来越广泛，尤其在军事、航空等尖端领域里更是成为不可或缺的重要技术。在促进社会进步和改善人类生活质量方面，通信技术都起着举足轻重的作用。

《通信原理》是在信号处理、电气工程、信息工程以及计算机技术学科发展的基础上建立起来的一门理论与实践相结合的课程，在工科信息工程、通信工程类专业中起重要作用，占据核心地位。《通信原理》不仅具有概念抽象、理论性强、公式繁多等特点，同时涉及面较广，内容具有很强的综合性。

2 研究现状

由于《通信原理》具有概念抽象、理论性强、涉及面广的特点，《通信原理》在教学过程中普遍存在着“教师难教、学生难学”现象。传统《通信原理》课堂教学通常采用“口授+板书+PPT”的教学手段，但《通信原理》包含大量信号波形图，频谱图，曲线图，系统框图等。如果授课教师在黑板上画出整个曲线势必占用大量宝贵的课堂时间，特别是系统各信号参数改变需要绘制多条曲线时。另一方面，在实验教学过程中，因实验教学资源难以做到完全开放，学生无法在课外进行充分的预习和复习，在有限的实验课时内，既要熟悉仪器设备的操作，又要学习实验的原理及步骤并完成实验内容，实验效果并不十分理想。而为了提高学生的实践能力和创新思维，实验项目中综合性、设计性实验的占比越来越高，此类实验则需要学生有更高的实践能力。

当前教育信息化受到国家的高度重视，教育部曾就关于如何全面提高高等教育质量的问题上指出：“要利用先进网络和信息技术，整合资源，构建先进、高效、实用的高等教育信息基础设施，开发整合各类优质教育教学资源”。

3 在线学习系统建设

本文在分析《通信原理》理论教学特点及借鉴线上教学的基础上，设计开发了《通信原理》在线学习系统。系统选择B/S架构和MySQL数据库开发工具，结合JSP技术和MATLAB Web App技术，系统功能通过各模块实现，主要的功能模块包括：用户模块、教师模块、管理员模块，这三大模块下面设计了相应的子模块，其中用户模块主要针对学生群体，能实现获取资料、查看章节、查看通知、查看实验、参加自测、发布讨论和完善个人信息等功能;教师模块包含以下子模块：章节管理、资料管理、作业管理、讨论管理、试题管理、试卷管理、组卷管理、成绩管理和个人信息;而管理员模块包含了教师模块中的所有功能，并且在这些功能的基础上，还包含了学生管理、教师管理、管理员管理和个人信息模块。系统功能较全面，能够作为《通信原理》课堂教学的延续，不仅能够帮助学生做好预复习工作，同时方便师生互动和学生自测。该系统设计了丰富友好的互动界面，用户可通过注册成为系统相应身份的成员，之后就可通过登录进行浏览和各项活动的展开。

4 仿真实验系统建设

在《通信原理》实验教学方面，目前国内高等院校的实验教学普遍以实验箱为主，仿真软件为辅，采用的仿真软件多數为SystemView、Matlab/Simulink、SciLab等。学生一旦掌握这些软件，对后续的深入学习或从事创新活动都会有很大的帮助，比较适合于创新类实验的教学。本校为应对疫情等不可抗力因素及推进线上教学建设，采用了LabVIEW软件设计开发了《通信原理》仿真实验系统，系统可实现基础仿真实验如AM、FM、PM模拟通信系统和2ASK、2FSK、2PSK数字通信系统，以及FDM、4ASK、PCM等较为复杂的通信系统，这些仿真实验系统的设计成果可以基本满足日常基础实验教学，同时它也可用于课堂理论教学，使得教学过程变得直观、系统演示方便，还能发挥学生的主观能动性，促进学生积极思考，让学习通信原理变得不再枯燥。于是仿真实验平台就可以取代实验箱，同时开展基础实验、综合设计类实验及创新类实验。

5 结论

由于近两年疫情的反复，学校不得不采取网络教学模式，各大高校基本依托校内网络课程平台或者大学慕课网展开理论和实践教学。本文所述的在线学习系统和仿真实验平台在网络教学的过程中正好发挥了不可取代的作用，从实施效果看，在线学习系统方便学生自学和巩固，仿真实验平台则完全满足课程实验教学目标。

参考文献

[1]纪艺娟，高凤强，郭一晶，季磊，郭宇婕.基于LabVIEW和USRP的通信原理虚实结合实验平台设计.实验技术与管理，2019，第36卷，第3期

[2]凌霖，苏胤杰，晋春.软件仿真在通信原理实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2011，28（4）：83-85.

[3]孙爱晶，刘毓.基于软件仿真的通信原理实验教学[J].实验室研究与探索，2010，29（1）：135-137.

[4]唐璐丹，李和.“通信原理”课程教学改革的探索与思考.科技信息，2011，第21期

[5]姚远，刘守印，张新晨，李中年.“通信原理”课程创新教学模式研究.电气电子教学学报，2017，第39卷，第2期

作者简介：

徐晓菊（1979-），女，硕士，副教授，研究领域：无线通信技术。

卑璐璐（1981-），女，博士，讲师，研究领域：无线通信和微波技术。

基金：徐州工程学院高等教育教学研究课题（No.YGJ2021基于现代信息技术与网络教学模式的《通信原理》课程教学改革、No.YGJ2113人工智能时代大学生自主学习动机迁移研究）、徐州工程学院教育科学研究课程思政专项课题暨校党建与思想政治教育研究会立项课题（No.YGJ-KC-2023“课程思政”融入《数字电子技术》课程教学路径研究）。