通信原理实践课程教导综述电科论文
课程设计取消实验箱,要求学生选择通信设计仿真工具中任选一种,包括系统级通信仿真工具Sys-temview,电子设计软件QuartusⅡ,以及矩阵计算分析工具Matlab,完成规定的设计指标要求。结合学生实际,选择若干个通信原理主干体系设计课题,涵盖基带数字传输与伪随机序列发生器,数字2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、QPSK调制解调,汉明码、CRC-16循环码,PCM编码等。鼓励学生创新,完善考核方式根据课题要求,制定了验收合格指标,鼓励学生提高指标要求,开展创新性设计。
考核由三部分构成,即第一部分学生平时表现成绩,结合出勤率、学习态度等综合评价加上验收面试分数。第二部分学生展示最终设计成果得分,包括对设计原理图、方案设计、程序设计等的规范性描述。第三部分包含实验报告、综合设计报告的规范性。各部分比例为3:3:4。研制自制仪器与专业软件,提高学生自学能力除了课堂学习,应充分鼓励学生利用课余时间自学。结合学校学生科研与毕业设计,师生联合设计了一款通信原理交互式软件实验平台(图略)。能够满足通信原理主要理论知识点的实验验证与演示,亦可为后续通信系统建模、算法实现、数据分析及图形显示等方面提供技术支持。通过上述实验与课程设计内容的整合,既体现了实践课程的灵活性,也为学生创新实践提供了可能,使学生初步掌握现代数字通信系统的设计方法。
实验举例
以增量调制系统实现为例,说明Systemview系统仿真[3]、实验箱和Matlab设计等多种方式的结合。增量调制系统Systemview实验利用Systemview软件实现增量调制系统,结果波形图可见,输入信号与编码输出序列符合该调制系统的特性,波形清晰、正确。有利于学生采用现代计算机辅助设计工具取代传统硬件实验箱实现通信系统信号的模拟。同时,该软件信号调节参数方便,既让学生了解了计算机辅助分析和设计的方法和优势,又能借助于软件丰富的功能给善于思考的学生以更多发挥的空间。
增量调制系统实验箱实验采用实验箱实现增量调制系统观察波形。实验中,学生了解了增量调制系统编/译码硬件电路组成,各部分主要功能,理解增量调制输入模拟信号与编码输出数字序列之间一一对应的调制关系。信号测试简单,方便观察实现现象,但系统稳定性和精确度一般。增量调制系统Matlab设计实验图4采用Matlab对增量调制系统进行设计[4],通过查阅文献资料结合数学分析,学生深入分析不同量化噪声的产生机理。经新算法实现后,实验结果对PCM系统一般量化噪声无明显改善。而△M系统量化宽度固定时,易产生过载量化,采用自适应间隔量化算法则减小了信号误差,克服了固定量化台阶的自身不足。Matlab计算能力强大,设计算法较为灵活,可满足训练学生开展拓展性系统设计要求。
改革效果
2009年至今,通信工程专业学生参加教师科研项目和毕业设计后获奖10项以上,申报获批江苏省大学生创新计划8项,发表论文4篇,申请发明专利和实用新型专利6项,参加全国大学生电子设计竞赛共计6人次获得全国二等奖,30多人获得江苏省赛区一等奖、二等奖,学生就业率均在95%以上,受到了用人单位的广泛好评。
结语
从实践效果看:学生不仅很好地掌握抽象的`理论,而且学会了通信系统的设计思路和方法;开阔学生思路,提高学生学习的兴趣和热情,培养学生整体思考问题、分析问题和解决问题的能力,为今后科研工作打下良好的基础。实践表明,在应用型人才培养过程中,改革后的通信原理实践课程能够起到承上启下的作用,开拓学生科研思维,培养学生创新精神,提高学生就业的竞争力和可持续发展能力。
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