引入MATLAB及Simulink仿真来提升《通信原理》教学效果

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  摘 要 为进一步加强《通信原理》实践教学,在理论教学的同时,引入MATLAB及Simulink仿真作为《通信原理》课程设计内容,使学生加深对专业知识的理解,同时对学生实践能力与创新能力的培养,也有着非常重要的意义。
  关键词 MATLAB Simulink 通信原理 实践教学
  一、引言
  根据“以实践能力、创新精神为“两翼”,培养适应国家和区域经济社会发展需要的高层次应用型人才”的人才培养目标定位,进一步加强实践教学,注重学生实践能力与创新能力的培养,构建科学合理的实践教学体系,有着非常重要的意义。
  《通信原理》是通信工程、电子信息工程专业的一门专业基础课,它内容丰富,原理性、逻辑性、综合性强,概念抽象、覆盖内容多,数学公式多,是一门较难的课程。学生在学习这门课的时候,如果课前没有做充分的预习,课后没有做必要的复习,学起来会相当吃力。
  《通信原理》实验课,使学生通过做实验来加深对理论知识的掌握,锻炼了学生的动手能力,提高了学生对枯燥的理论课学习的兴趣,使《通信原理》的教学起到事半功倍的效果。然而,目前我院开设的实验还是传统单一的硬件验证性实验,这对于《通信原理》这门理论较深、实践性较强、发展较快的专业课来说,已经远远跟不上现代通信系统发展的步伐了。
  本文尝试将MATLAB及Simulink仿真应用于《通信原理》教学中,为学生提供较好的通信系统开发、设计、模拟、调试和分析的平台。同时把硬件验证型实验和软件仿真型实验相结合,帮助学生更好的理解和掌握通信系统知识,提高学生的学习兴趣和学习效率。
  二、拟采取的具体实施办法
  (一)掌握扎实的学科基础
  从教以来,对于《通信原理》这门课,学生们普遍反映“难,听不懂”。那么这门课是不是真的那么难,又到底有多难呢?其实这个“难”主要来自两方面。第一,对老师的要求高。《通信原理》这门课知识面广,数学推导多,理论深奥,要求老师在教学中要从宏观上去加强基本理论、核心内容的阐述;建立通信系统整体概念;加强各章节之间的融合与贯通;同时还要加强理论与实际的联系。其次,对学生的要求高。学习《通信原理》之前,学生要对《高等数学》、《概率论与数理统计》、《高频电子线路》、《信号与系统》等课程具备扎实的基础。如果这些前修课程没有学好,《通信原理》也就学不好,因为这门课是承前启后的。同时,学生还要做好预习和复习,否则,很难在短短的课堂时间上掌握诸多知识点。
  在《通信原理》教学中,引入MATLAB及Simulink仿真辅助教学,意味着学生在学习理论知识的同时,还要抽出另外的时间来学习MATLAB及Simulink仿真。两者相辅相成,只有都掌握了,才能达到最佳的学习效果。
  因此,在《通信原理》教学之初,应要求学生同步学习MATLAB仿真,掌握扎实的学科基础,才能更好的做后续的仿真设计。
  (二)理论与实践穿叉教学
  在课堂理论教学中,仅仅利用相关公式和图形来理解深奥的原理性知识是不容易的,即使老师循循善诱,不厌其烦的讲解,很多学生还是似懂非懂,一知半解。虽然可以用硬件实验箱来帮助理解,但是效果不太明显。大部分的硬件实验箱只提供一些验证性实验,具体的通信过程往往是看不见,摸不着的。采用MATLAB仿真软件,这些问题便可迎刃而解。课堂上,在讲原理的同时,用MATLAB软件仿真一遍,将抽象的原理形象生动的展现给学生,学生的理解和记忆将变得更深刻。同时,通过改变一些参数设置,来发散学生的思维,激发学生的创造热情。
  在实验课和课程设计中,穿插理论知识点,让学生在实验和设计中学习理论,在思考和消化理论的同时,动手实践。水乳交融,交互学习,大大的提高了学习效率和学习效果。在硬件实验课的基础之上,进一步学习和操作MATLAB及Simulink仿真,使参与者的创造性、想象力能够在仿真平台上尽情的发挥与展现。每个仿真模型建立的过程,从构思、建设到调试通过,直至最后得出结果,都是一次对专业知识、数理基础和计算机知识的复习、巩固、完善与提高的过程。同时,仿真能力的培养也为学生在未来就业中顺利上岗提供了一个良好的铺垫。
  三、结语
  一直以来,“让学生在做以硬件验证性实验为主的基础之上,辅以软件仿真来加强和巩固所学知识,提高动手能力和创造热情”都只停留在我的理想状态,课程设计的开设,让这种理想变成现实。我相信,引入MATLAB及Simulink仿真于现有的《通信原理》教学中,一定会取得良好的教学效果。
  参考文献:
  [1]赵谦.通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010.
  [2]程铃,徐冬冬.“MATLAB仿真在通信原理教学中的应用”[M].南京:实验室研究与探索,2010,2(29):117-119.
  (作者单位:武汉东湖学院电子信息工程学院)
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