本文摘要：CDIO幫助信號(hào)與通信課程群建設(shè)，本篇 電子通信論文 闡釋了光纖通信和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)是信號(hào)與通信課程的具體應(yīng)用，也是著重培養(yǎng)學(xué)生將信號(hào)借助光纖、網(wǎng)絡(luò)等信道進(jìn)行實(shí)際傳輸和處理的具體應(yīng)用能力。通過DSP原理及應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握DSP的存儲(chǔ)器.
CDIO幫助信號(hào)與通信課程群建設(shè)，本篇電子通信論文闡釋了“光纖通信”和“計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)”是信號(hào)與通信課程的具體應(yīng)用，也是著重培養(yǎng)學(xué)生將信號(hào)借助光纖、網(wǎng)絡(luò)等信道進(jìn)行實(shí)際傳輸和處理的具體應(yīng)用能力。通過“DSP原理及應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握DSP的存儲(chǔ)器和 I/O空間分配，理解系統(tǒng)配置和中斷及程序控制，掌握DSP技術(shù)的基本原理、基本技術(shù)，掌握DSP的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及軟件應(yīng)用程序的開發(fā)過程。
《無線通信技術(shù)》(季刊)創(chuàng)刊于1971年，由信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)第四研究所主辦。本刊是一本有關(guān)無線電通信領(lǐng)域的專業(yè)性技術(shù)刊物，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。本刊堅(jiān)持理論密切聯(lián)系實(shí)際，以實(shí)用化為主的辦刊方針，探討通信理論，提供技術(shù)成果，介紹技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，交流維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。榮獲中文核心期刊(1996)。
建立基于CDIO的信號(hào)與通信課程群，改變了過去單一的課程建設(shè)模式，強(qiáng)調(diào)了課程體系的建設(shè)，解決了信號(hào)與通信類課程之間的銜接關(guān)系，可以使學(xué)生的知識(shí)掌握更加深入，并且應(yīng)用能力得到大力提高。近年來，一大批學(xué)生競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、發(fā)表論文、申請(qǐng)專利等，這些成果的取得充分證明了課程群建設(shè)的重要性和必要性。
摘 要 根據(jù)我校的信號(hào)類和通信類課程體系，將CDIO理念與課程體系建設(shè)相結(jié)合，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和應(yīng)用創(chuàng)新能力具有重要意義。將信號(hào)類課程和通信類課程有機(jī)結(jié)合，建立了基于CDIO的信號(hào)與通信課程群，對(duì)課程群內(nèi)的課程內(nèi)容進(jìn)行改革，改進(jìn)與之配套的實(shí)踐環(huán)節(jié)。從而大大提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)以致用的能力。
關(guān)鍵詞 CDIO 信號(hào)與通信 課程群
CDIO從構(gòu)思、研發(fā)、運(yùn)行到廢棄和再利用的全部生命過程為載體，讓學(xué)生主動(dòng)的，實(shí)踐的，課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力。①②我校有三個(gè)信息類的本科專業(yè)，分別是電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程和光信息科學(xué)與技術(shù)，在這三個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置中，信號(hào)類的課程與通信類的課程都是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程。通過課程組的研究和討論，我們將這兩類課程結(jié)合起來組成課程群進(jìn)行建設(shè)。
1 信號(hào)與通信課程群建設(shè)
結(jié)合我校的工程背景，我們確定了信號(hào)與通信課程群，主要課程包含信號(hào)與系統(tǒng)、信息傳輸理論與編碼、數(shù)字信號(hào)處理、通信原理、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)、DSP原理及應(yīng)用等，如圖1所示。
圖1 信號(hào)與通信課程群
信號(hào)與系統(tǒng)、信息傳輸理論與編碼、數(shù)字信號(hào)處理和通信原理一起奠定了信號(hào)與通信課程群的理論教學(xué)基礎(chǔ)。與之配套的實(shí)驗(yàn)課程，如“信號(hào)處理仿真實(shí)驗(yàn)”和 “通信實(shí)驗(yàn)”則是從實(shí)驗(yàn)方面加深和鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。“DSP原理及應(yīng)用”主要圍繞TI系列16位DSP芯片來講述，在硬件上具有功能豐富結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在軟件上具有指令性集成性強(qiáng)的特點(diǎn)，要求學(xué)生熟練掌握數(shù)字信號(hào)處理課程中卷積、相關(guān)和數(shù)字濾波器的理論算法，然后在DSP芯片中以程序軟件的方式實(shí)現(xiàn)，通過理論和實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，大大提高學(xué)生的知識(shí)理解能力和實(shí)際動(dòng)手能力。“信號(hào)與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號(hào)處理”、“通信原理”等作為前期的專業(yè)基礎(chǔ)課，其對(duì)應(yīng)的專業(yè)課是“數(shù)字圖像處理”、“計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)”和“光纖通信”等課程，這些專業(yè)課完全依賴于前期的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)又在專業(yè)基礎(chǔ)上進(jìn)行拔高，向多元化和工程性方面發(fā)展。
2 教學(xué)內(nèi)容手段方法的改革
2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革
“信號(hào)與系統(tǒng)”是電子信息類本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它主要討論確定信號(hào)的特性，線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性，信號(hào)通過線性系統(tǒng)的基本分析方法。從時(shí)間域到變換域，從連續(xù)到離散，從輸入輸出描述到狀態(tài)描述，力求以統(tǒng)一的觀點(diǎn)闡明基本概念和方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握信號(hào)分析及線性系統(tǒng)的基本理論和基本的分析方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維推理能力和分析運(yùn)算能力，為學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理、通信原理、信號(hào)與信息處理、信號(hào)檢測(cè)等后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：(1)信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ);(2)線性時(shí)不變系統(tǒng);(3)周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)表示;(4)連續(xù)時(shí)間傅里葉變換;(5)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域和頻域特性;(6)抽樣;(7)通信系統(tǒng);(8)拉普拉斯變換。“數(shù)字信號(hào)處理”課程是電子信息類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容(下轉(zhuǎn)第188頁)(上接第65頁)是討論數(shù)字信號(hào)處理的基本理論、基本方法，以及數(shù)字信號(hào)處理中的算法原理。本課程的主要任務(wù)是，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解數(shù)字信號(hào)處理中的基本概念，掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本分析方法和算法原理，為今后進(jìn)一步從事數(shù)字信號(hào)處理方面的技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：(1)信號(hào)處理基礎(chǔ);(2)離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析;(3)離散時(shí)間信號(hào)的變換域分析;(4)離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的變換域分析;(5)連續(xù)時(shí)間信號(hào)的數(shù)字處理;(6)數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu);(7)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì);(8)快速傅里葉變換FFT算法。同時(shí)專門設(shè)置了“信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”和“數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)”，在這兩門實(shí)驗(yàn)課程中，使用MATLAB編程仿真驗(yàn)證各個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生編程仿真的工程實(shí)踐能力。
“信息傳輸理論與編碼”課程主要講述信源編碼和信道編碼，從工程實(shí)際的角度出發(fā)，將重點(diǎn)放在信道編碼方面，尤其是典型的差錯(cuò)控制編碼，如線性分組碼和卷積碼等。這樣可以大大減輕后續(xù)“通信原理”課程的教學(xué)壓力。在前期的專業(yè)基礎(chǔ)課“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”中學(xué)習(xí)了三大變換“拉氏變換、傅立葉變換和Z變換”、以及卷積相關(guān)和各種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)后，再講述“通信原理”課程的知識(shí)點(diǎn)，將“信號(hào)與系統(tǒng)”等前后課程內(nèi)容緊密聯(lián)系起來。“數(shù)字圖像處理”課程的講授遵循理論與應(yīng)用相結(jié)合的原則，首先把數(shù)字信號(hào)處理中的一維信號(hào)擴(kuò)展到二維信號(hào)，然后學(xué)習(xí)數(shù)字圖像的主要內(nèi)容，包括圖像變換、圖像增強(qiáng)和復(fù)原、圖像編碼壓縮、圖像分割、圖像分析和理解。在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過 MATLAB編程上機(jī)實(shí)踐，加強(qiáng)對(duì)圖像處理知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
2.2 教學(xué)方法與手段的改進(jìn)
教師在課堂教學(xué)過程中要注意引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有些內(nèi)容由教師教學(xué)，有些內(nèi)容布置給學(xué)生自學(xué)，課堂上通過提問講解、學(xué)生自己講解等方式來教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索和研究的能力。在講述重要的章節(jié)，尤其是理論學(xué)習(xí)比較困難的地方，由一些實(shí)際問題引出將要講授的理論，把這些理論的應(yīng)用背景講清楚。在講授專業(yè)基礎(chǔ)課里的重要知識(shí)點(diǎn)，包括定理、公式等，首先從現(xiàn)實(shí)生活中存在的實(shí)際問題引出，講清楚這些重要知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用背景。教師只需要大致講解公式的推導(dǎo)過程，重在講清楚公式在實(shí)際問題中的應(yīng)用原理和作用。通過各知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)提煉設(shè)計(jì)電子課件和教案，開發(fā)課程網(wǎng)站，從中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)。
2.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改進(jìn)
在內(nèi)容上，一些專業(yè)基礎(chǔ)課，如“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”課程，為了加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，將主要的知識(shí)點(diǎn)全部用基于Matlab的上機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，而在“DSP原理與應(yīng)用”中則是結(jié)合實(shí)際的硬件系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)的分析與處理。在“通信原理”課程中則全部結(jié)合具體的硬件電路，來掌握數(shù)字通信的重要知識(shí)點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，收集整理歷年來的電子競(jìng)賽課題，以及教師的科研課題，把這些課題內(nèi)容進(jìn)行分解，融合到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中。
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