通信基础课程一体化教学模式研究

摘 要：指出通信专业基础课的特点和存在的问题，分析了引入虚拟仿真的优点。在此基础上，分析了通信专业基础课程采用一体化教学的基本组织形式。

关键词：通信 一体化 教学模式

通信专业基础课主要包括《通信电子线路》和《数字通信原理》，是通信专业人才培养过程中的主干课程。两门课程具有抽象概念多、电路分析公式多、原理呈现不直观等特点，教学难度较大，尤其是多数学生的抽象思维能力较弱，传统的理论灌输教学难以达到预期的教学效果。

采用一体化教学模式，将理论讲授与实践操作紧密结合在一起，通过实物实验加深学生对理论知识的理解。同时充分发挥计算机网络以及虚拟技术的作用，搭建虚拟仿真平台，使得课堂教学内容更加丰富，教学组织形式更加灵活，对于提高学生综合素质能力起到更大的推进作用。

一、通信专业基础课的特点和存在的问题

1、概念抽象，原理复杂

《通信电子线路》和《数字通信原理》课程所涉及的概念比较抽象，原理比较复杂。传统的教学方法中往往强调对理论知识的讲解和对电路、信号模型的介绍，很多学生只能机械地背记大量结论性的知识，很难形成应用能力。

2、理论与实践脱节

在教学过程中，理论授课和验证实验不能同时进行，学生形成感性认识的实验课往往滞后于获取理性知识的理论课，往往很多情况下实践操作课是在理论课程进行了很长时间再进行，违背了一般人获取知识的逻辑顺序。这使得学生的实践操作脱离理论，很多学生只是停留在“照葫芦画瓢”的层次，做的什么，出现什么现象，应该出现什么现象，很难解释清楚，无法起到巩固加深理论知识的效果。

3、学生主体作用不明显

实践操作课程应该以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，自主探索学习。但在实际操作中，大部分教员是先给出电路图，讲解操作原理，然后列出详细的操作步骤，有些教员直接给出实际电路的连接图，甚至直接给出操作结果，学生完全照搬，形成了老师“教”什么学生“学”什么的灌输式教学模式。这样的教学模式使得学生是在教员的“安排”下进行操作，不能做到以学生为主体，很难提高学生的实践操作能力。

4、实验条件有限

目前很多院校通信专业基础实验室建设相对落后，实验设施数量较少，学生人均参与实验的时间较短。而且，由于课程特点，实验涉及高频电路较多，调节方法相对复杂，实验仪器、电路元件等容易出现故障，导致实验课程较难顺利进行。

由于以上特点和问题，使得在实际教学过程中，《通信电子线路》和《数字通信原理》两门课程的授课效果不明显，因而必须改变以往的教学组织形式，加强一体化实验室建设，融理论、仿真与实践一体，形成一体化教学模式，全面培养学生综合素质能力。

二、虚拟仿真技术的优点

采用一体化教学模式，将理论、仿真与实作融合到一起，可以达到很到教学效果。仿真，即利用Multisim以及Matlab软件对电路进行虚拟电路仿真；理论，即进行理论授课，并结合仿真进行分析；实作，即进行实际电路的连接与测量，可以弥补仿真与理论的不足。其中，虚拟仿真技术的引入，充分发挥了现有教学保障设备的作用，与传统的授课模式相比，具有以下几个优势。

1、原理与现象直接相关，现象展示更直观

利用仿真软件作为虚拟实验授课平台，理论讲授与虚拟仿真合二为一，教员可以边讲理论边演示现象，电路结构和参数修改简单灵活，而且仿真平台提供强大的分析功能，使电路状态和外部现象的展示比实际电路更直观。通过对虚拟仿真的现象进行分析总结，再延伸到理论知识的授课，这样使得理论授课不再枯燥，从而弥补了学生抽象思维弱的不足，使学生较容易掌握理论知识。

2、学生仿真，发挥主体能动作用

课堂的电路仿真，不但教员要做，更重要的是学生要自己动手做。教员可以根据课程内容，合理设计仿真电路，甚至可以给出条件，让学生利用软件进行自主设计，教员只需做好引导和指导工作。这样，不但能够很大程度上提高学生的学习兴趣，更重要的是能够充分发挥学生的自主能动性，在积极探索中潜移默化地学习知识，深化对理论的理解。

3、仿真平台仪器仪表丰富，操作安全性好

Multisim提供大量仿真程度较高的虚拟仪器仪表，学生通过对虚拟仪器仪表的操作可以加强对实际仪器功能的认识。虚拟仪器不存在实验室中常遇到的意外情况，如示波器显示不正常、三用表电池电压不足等故障，也不会因为学生误操作造成危险，学生可以根据自己的想法和兴趣改动电路，有利于培养学生的主动性和创造性，从而提高实验的效率。

4、搭建理论与实践的桥梁

实践的目的是强化学生对理论知识的理解，由于理论电路与实际电路相差较大，如果从理论直接到实践，很多学生难以接受，而电路仿真，恰恰搭建了一座理论与实践连接的桥梁。首先对理论电路进行虚拟仿真，从而对电路参数、电路连接以及电路现象等有了比较充分的认识，仿真之后再进行实际电路的连接与测试，不但能够节省学生分析测试电路的时间，更重要的是使学生的操作思路更加清晰，操作步骤更加认真明确，从而能够很好地提高学生的实际操作能力。

三、一体化教学模式的基本组织形式

一体化教学，主要是将仿真、理论与实作融合到一次课甚至是一节课之中。其基本思路是先仿真，引出现象，再进行理论分析，然后进行实践操作，但其核心是“一体化”，即三者有机结合，不分彼此。

1、电路仿真

《通信电子线路》和《数字通信原理》两门课程主要授课内容是认识电路、分析电路和应用电路，为弥补学生抽象思维弱的不足，在进行电路分析之前首先进行电路的仿真。根据电路的复杂程度，仿真分析可以由教员进行，也可以由小组讨论进行，并进行电路现象的分析和总结，为后续的理论分析奠定基础。同时，根据不同课程内容的需要，学生也可以在教员的引导之下，利用仿真软件进行简单的电路设计。电路仿真的主要目的是得出电路现象，在分析现象的基础上延伸到理论的分析，从而使得理论分析有理有据。

2、理论分析

理论分析主要是在仿真现象的基础上，结合学生对现象的总结，利用电路定理和规律来进行电路的分析，此过程主要由教员完成。理论分析不是一个独立的过程，而要不断地与仿真现象和结论进行对比，从而增强理论分析的真实性和趣味性，使得理论分析不再复杂枯燥。

3、实践操作

通过电路仿真与理论分析，学生对需要掌握的知识有了较充分的了解，并对需要测量的电路有了较深入的认识，在此基础之上，学生进行实际电路的分析和测量，容易做到心里有底。由于实际电路的操作涉及到工频交流电以及各种测试仪器，操作过程中可能会出现诸多问题，有些特殊电路还可能导致用电事故的发生，因而实践操作过程中，教员要加强指导，尤其对于操作规则以及注意事项等，要多加强调，从而使得学生的实际操作做到认真仔细，井然有序。

电路仿真、理论分析、实践操作是一个顺序的过程，但又是一个有机融合的整体。实践操作中遇到问题，需要理论的指导，同时也可以通过仿真来解决；仿真的主要目的是引出理论分析，同时理论分析中根据需要也可以再进行仿真验证。总之，三者是一个有机完整的整体，只有将三者“一体化”融合在一起，充分发挥各自的优势，才能够达到教学目的，提高课堂授课效率。

四、小结

通信专业基础课程采用一体化教学模式，虽然其对教学保障条件提出了较高的要求，但它却顺应了职业教育教学改革的浪潮，符合职业教育任职教育的要求，对于培养学生的信息素质，提高学生的综合实践能力将会起到非常重要的作用。

参考文献

[1]《基于虚拟仪器和仿真技术的实验室建设探讨》，徐华结，陈林，池州学院学报，2009年6月。

[2]《提高通信技术专业实验室利用率的改革与实践》，王奇，郑建敏，沈建华，刘瑜，李小艳，科技创新导报，2012年32期。

[3]《虚拟实验室在电子信息类课程教学中的应用》，尹晓琦，黑龙江教育，2014年10月。