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邮电高校电气工程及其自动化专业开设《通信原理》课程的探讨

时间:2022-10-27 17:05:06 来源:网友投稿

摘要:随着科学技术的迅猛发展和信息时代的到来,企业对我国高校电气工程及其自动化专业高等人才培养的规格和质量提出了更高的要求。邮电类高校电气工程及其自动化专业课程体系的设置应符合并体现时代发展对人才培养要求的特点。优化人才培养的知识结构取决于课程的设置与课程的内容。因此邮电类高校电气工程及其自动化专业的学生,在邮电通信行业的背景下开设《通信原理》课程是必要的。

关键词:邮电高校;电气工程;通信原理

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0158-03

近二十年来,我国信息通信业的发展速度远远高于国民经济的速度增长,基本形成了一个世界级水平的信息通信网络。进入21世纪,信息通信业仍迅猛发展,技术革命的浪潮风起云涌,正在引发信息通信领域的产业重组,三网(计算机通讯网、电信网和有线电视网)融合是其中的典型代表,具体到西安邮电大学就是“两化融合”(信息化和工业化)(西安邮电大学是陕西省两化融合中心承办单位)。“两化融合”宏伟目标的实现,不是单靠一个通信技术就可以实现的,需多学科融合在一起,尤其是通信技术和电气技术的融合。通信技术迅猛发展的现实,使我们意识到在邮电类高校培养21世纪的电气工程专业人才中,对专业培养方向和目标应有清醒的认识,必须结合当前形势,进行细致的调查研究和科学分析,以便适应时代社会发展的需要。

一、电气专业开设《通信原理》课程的必要性

电气工程是我国高等工程教育的重要学科门类,而作为一个邮电类高校培养的电气工程师除了应具备电气工程专业的基本素质外,还应有邮电类高校的特色。《电气工程及其自动化作为一个宽口径专业,一定要更好地与信息技术发展的趋势融合。在邮电类高校的电气工程及其自动化专业开设《通信原理》课程,主动适应社会对人才的需要,是教育的本质决定的,也是高校人才培养工作的出发点和落脚点。

二、《通信原理》课程在电气专业的基本内容和教学方法改革

《通信原理》课程的主要内容包括:信号和噪声分析,信号设计理论,幅度调制系统,角度调制系统,模拟信号的数字传输,信道复用和多址方式,差错控制编码和同步原理等。作者将清华大学、北京邮电大学、天津大学、西安电子科技大学和我校(西安邮电大学)通信工程专业的《通信原理》教材进行了比较,其基本内容均大同小异。根据《西安邮电大学本科培养计划》的要求,我校“信息工程”专业《通信原理》课程的教学环节包括理论授课64学时和实验8学时。但是,将《通信原理》课程引入电气工程及其自动化专业,显然不能照搬信息类专业的教学计划和要求,必须在教学计划的安排、师资队伍的建设、教学内容和环节等方面作出合适的配置,以适应电气工程及其自动化专业学生的专业背景和方向。近几年来,我们对通信原理课程的教学内容、实践环节、教学手段等进行了全方位的改革与实践,取得了一定成效。

1.精心安排讲课内容。一般来讲,所选教材章节的编排顺序就是教师授课内容的顺序,而《通信原理》课程的教材在“调制”方面的内容编排上一般采用的顺序为:“模拟信号模拟调制”—“数字信号数字编码”—“数字信号模拟调制”—“模拟信号数字编码”。对电气专业的学生讲授这些内容时,教师一定要注意结合电气专业的相关特点,把电气专业所涉及到的有关模拟信号、数字信号的内容穿插进去,以便取得更好的教学效果。但作者经过多年的教学实践,发现如果把“模拟信号数字编码”提前到“数字信号数字编码”的前面,授课效果会更好一些。但在讲解数字系统之前,我们应向学生解释两个问题:①如何把模拟信息转变成数字信号。②转换精度如何控制。最后再来讲解数字信号是如何传输的。作者认为这样的改变使教学更有连贯性,更接近于实际的通信系统。学生在学习的过程中,将会更加清楚明了,对知识的掌握将更加牢固。

2.传统和现代化教学手段相结合,有效提高教学质量。随着现代科学技术的快速发展,教学手段也由过去的语言、黑板板书等传统教学方式转变为多媒体的方式教学。多媒体方式教学的优点是课堂的有效时间增加,信息含量高;缺点是学生在有限时间里接受不了那么大的信息量。《通信原理》是一门公式和推导过程相对较多的课程,采用多媒体方式教学,固然节省了板书时间,但是学生对公式和推导过程留下的印象并不是很深。但板书的教学方式就不一样了。教师在书写公式及公式推导的过程中,学生就对公式及整个推导过程有了深刻的理解和记忆。虽然花了一些时间,但听课效果提高了很多。所以,作者建议为了有效提高教学质量,教师在选择教学手段时要灵活多变,应以如何能让学生更好理解、更深刻理解为标准,灵活选择教学方式。把多媒体教学方式和板书教学方式结合起来,以达到更好的教学效果,进一步提高《通信原理》课程的教学质量。

3.改革实践教学环节,提高实验水平。实践性教学对巩固理论知识、培养学生分析与解决问题的能力及开发他们的创造力都有十分重要的作用。结合教育部提出的“卓越工程师培养计划”是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的高等教育重大计划。卓越计划对高等教育面向社会的需求而培养人才,调整人才的培养结构,提高人才的培养质量,推动教育教学改革的发展,增强毕业生就业的能力,具有十分重要的示范和引导作用。作为邮电类高校,具体执行教育部提出的“卓越工程师培养计划”,落实到教学上,就是增加实践环节教学课时,改革实践教学方法,提高实验水平。作者在进行《通信原理》课程实践教学改革时,对该课程的实践教学环节也作了必要的改革。《通信原理》课程的实验教学一直存在着实验内容陈旧、实验手段落后等问题。结合“卓越计划”,作者在培养计划中增加了学生自制相关实验设备、装置的内容。在具体执行前,首先增加了实践环节课时,可采用多种形式进行。比如:老师自主出题,以开放实验的形势,分别从大一、大二、大三招收学生,针对不同年级学生的基础和情况,题目从简单到复杂,以适应不同年级学生的情况。教师授课时间比较灵活,晚上、周末或者实验室有空的时间都可以,只要老师和学生提前沟通好就行了。其次积极把课内实验、开放实验的内容与全国大学生竞赛结合起来,通过课内实验、开放实验的训练,选拔出一批优秀的学生集中强化训练,从而在大学生竞赛中取得好的成绩。经过一段时间的具体实践后,收获颇丰。作者带领学生自制了广播铁搭通信演示仪、通信原理教学实验装置综合实验台等相关设备。有的也应用到了大学生竞赛当中,也取得了一些成绩。虽然自制设备参考了一些现有设备,但自制过程对参与的学生来说有非常重要的意义和作用。整个设备的自制过程,自始至终由学生独立思考,独立设计,自己动手,既锻炼了学生的实践动手能力,又能让学生充分发挥他们的聪明才智,培养了学生的创新意识与创新能力,使他们能够在实践中进一步提高自身的综合素质。

随着现代科学技术的发展,各学科间呈现出互相渗透、互相融合、交叉发展的趋势,对本科应用型人才的培养带来了更高的要求。针对邮电高校的电气专业的学生来说,既要学好电气专业的基础知识,又要体现邮电高校的特点。教学改革内容应当着眼于如何能够把电气专业和邮电特色紧密结合,培养出具有特色的电气专业的学生,是教师在教学过程中需要认真思考和面对的问题。通过在邮电类高校电气工程及其自动化专业开设《通信原理》课程的教学改革与实践,不仅丰富了教学的手段,提高了教学的效果,而且调动了学生的主观能动性,有效地培养了学生的创新能力和科研能力,为全面适应新世纪我国工业现代化建设,尤其是通信行业对高级应用型电气专门人才的需要,打下了良好基础。

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作者简介:沈建冬,男(1976-),西安邮电大学自动化学院电气工程及其自动化系,讲师,系主任,在读博士。

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