通信工程专业通信基础理论课程群建设与实践

赵庆平，姜恩华，李　峥（淮北师范大学 物理与电子信息学院，安徽淮北235000）

通信工程专业通信基础理论课程群建设与实践

赵庆平，姜恩华，李峥
（淮北师范大学 物理与电子信息学院，安徽淮北235000）

摘要：通过分析编辑距离算法的不足，采用数据结构的方法优化该算法的空间和时间复杂度，采用中文分词、同义词和基于短句的方法优化该算法的准确率，克服了编辑距离算法在中文文本相似度计算时效率低、准确率低、内存消耗高的缺点.通过实验分析，结果表明优化后的算法取得了更高的准确率和更好的时空效率.

关键词：编辑距离算法；相似度计算；算法优化；中文分词

随着通信技术的发展，许多高校相继开设了通信工程专业，开设的课程主要有高等数学、概率论与数理统计、数学物理方法等前期课程要求较高；后续课程如卫星通信原理、移动通信原理、CDMA与3G技术及通信网等专业课程也需要通信基础理论课程作铺垫，其专业基础课程的主要特点：丰富的课程内容及总体上表现为理论性太强，即概念原理抽象复杂.面对这些历来被师生称作难教难学的课程，学生心理产生抵制，突出表现厌学情绪.我院对该专业由于组建或扩充时间短，师资和教学方法及教学手段跟不上要求.在通信领域迅猛发展的今天，培养出适应产业需求的有独立思考和创新能力的工程技术型应用人才，是当前面临的主要任务.

近年来，淮北师范大学大力度狠抓教学，推出一些精品课程和优秀课程，在一定程度上提高了教学质量，但这只是针对某一门课程而言，相对于整个课程群体系来说，仍然是微不足道的.本文将通信基础理论课程群内的课程统一规划，既考虑课程相互之间的衔接，又要避免内容不必要的重复，使教学内容得到优化，学生完整系统地掌握课群内的基本理论、方法，收到了较好的教学效果.

1　通信基础理论课程群体系设计

课程群是几门内容有紧密联系课程的集合体，它不是几门课程的简单相加，课程群建设要求结合其中几门课的特点对内容进行重新整合，重点要能对其内容进行归类整合，在归类整合的基础上，再对内容重新划分，重新制定教学大纲和计划，这样形成新的教学模式和教学体系［1］.本文将通信工程专业几门专业基础课程构成通信基础理论课程群，该课程群主要包括《通信原理》、《信号与系统》、《电磁场与电磁波》、《数字信号处理》、《信息论与编码》、《程控交换》和《System View仿真》7门课程.考虑到通信工程专业的状况，从理论和实验两方面进行课程群建设，通过课程群各门课程之间的相关性形成课程群的大课程教学模式.

《信号与系统》课程主要研究是连续信号和系统的时域、频域和复频域分析；离散信号和系统的时域、频域和Z域分析；《数字信号处理》课程讲解离散傅里叶变换及其应用和数字滤波器设计相关的内容，既是信号与系统的发展和重要组成部分，又是信号处理应用和实现课程的理论基础［2］；《通信原理》课程讲解的主要内容包括随机信号及其通过线性系统的分析方法，信道与噪声的一般特性及其对信号的影响，数字基带传输系统和频带传输系统的原理，模拟信号数字传输的原理，模拟调制与先进的数字调制技术，数字信号的最佳接受及通信的同步原理，差错控制编码原理；《信息论与编码》课程讲述信息论的一些基本概念，无失真信源编码，信息率失真函数，信源模型及编码，信道模型和信道编码等，并能结合实际通信系统问题加以运用；《电磁场与电磁波》主要研究电磁场运动规律，包括时变电磁场以及电磁波［3］，在雷达、导航、遥感、微波通信及光纤通信等应用系统中有着广泛应用；《程控交换》课程主要介绍数字程控交换机的基本原理，话音信号的数字化基础，呼叫处理的基本原理以及电话通信网的基础知识，是数字电话网、移动电话网和综合业务数字网的关键技术；《System View仿真》课程主要用于通信系统的设计与仿真，是一个信号及系统分析、设计、研究的平台，能进行数字信号处理、各种类型滤波器设计，直到复杂的通信系统等仿真设计要求［4-5］；以SystemView为工具，可以将以上课程内容有机地归类优化整合，形成大课程框架体系结构，掌握便捷的分析与设计方法.

分析以上课程内容的联系，可以看出通信基础课程群建设侧重基础和强化应用，必须从整体上进行课程规划，可以避免以往各自为政，常常出现疏漏和重复的问题.为学生学习后续通信技术专业知识和技能打好基础.通信基础理论课程群是一个技术与应用紧密结合的课程群，通信技术日新月异，需要对课程内容不断地进行完善，优化专业课程体系.

在分析通信工程专业课程的基本关系基础上，构建通信基础理论课程群的基本框架.将《通信原理》、《电磁场与电磁波》、《信号与系统》、《数字信号处理》、《信息论与编码》、《程控交换》和《System View仿真》等课程建立课程群，这些课程都是通信工程专业课程的主体构成和核心部分，通过分析研究通信专业基础理论课大纲，作出了课程联系体系图（见图1）.

图1　课程群联系体系图

通信是以传输各种形式的信息为目的，为提高传输信息的有效性和可靠性.首先对消息进行信源，然后进行信道编码，这是《信息论与编码》这门课所涉及的内容；信号的传输是通过电波传播来进行，这就是《电磁场与电磁波》这门课所涉及的内容；信息发送更好的适应信道，对信号必须调制及相应的解调，依据不同的系统主要有模拟调制和解调、数字调制及解调，各种不同的调制技术是《通信原理》课程研究的重点；图像处理、语音信号处理、数字视频是《信号与系统》和《数字信号处理》具体应用，是该二门课延伸和理论知识应用的对象和场所；现代通信是网络通信，通信网中交换技术主要在《程控交换》课成内讲述；针对通信专业各门课程的教学特点以及教学实验设备昂贵等问题，研究将SystemView仿真软件在通信专业各门课程辅助教学中的应用.实践表明：SystemView在理论教学、实践及科研中具有较强的演示性、可视性和二次开发能力，是通信专业教学及科研强有力的辅助工具.上述七门课程相互衔接、相互支撑、相互加强、循序渐进，形成分层次步进式的理论和实践教学体系.

构建通信基础理论课程群，一方面要考虑内部课程之间有着相互贯通、相互融合的相关性，各门课程内容之间横向有内在的联系，纵向有递进关系；另一方面要考虑课程的综合性，对课程群所涉及的内容知识点进行综合分析、整合与优化，形成新的教学体系，实现课程间的协调和系统化，呈现课程群建设的整体效应.使群内课程之间由原来的相互隔离转变为相互贯通，由原来的相互重叠转变为相互补充，由原来的相互矛盾转变为相辅相成［6-7］.

2　课程群的课程之间融合与分解

2.1课程群中理论课程之间的融合与分解

课程群中各个课程之间的融合和分解是课程群建设工作的关键［8］，它是对课程的再设计.课程群融合、分解的目的在于取得整体优化的功效.通信基础理论课程群的融合与分解基于以下设计思路：

（1）纵向传承关系：多门课程的纵向内容从信号表达到信息的传输、信息的交换、通信网系统形成、具有完全并列对应关系.

（2）内在的横向联系：通信从模拟通信系统到数字通信系统都遵循着先模拟后数字、先连续后离散的规律.

（3）体系结构：将《通信原理》、《信号与系统》、《数字信号处理》和《信息论与编码》等多门课程内容以System View仿真为工具，形成系统、便捷的分析设计方法，形成完整的课程群体系结构.课程群中各课程之间知识的融合和分解见图2.

图2　课程群中各课程之间知识的融合和分解

表1　课程群相关课程实验教学内容

2.2课程群中实验课程之间的融合与分解

由于课程群是一个理论和实践教学的综合体［1］，为此在学习本课程群时，开设软、硬件实验，对加深学生理解、深入掌握基本理论、分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，从而使抽象的概念和理论形象化.对实验指导书的再设计，将该课程群的几门课程实验合并为一本大课程实验指导书.利systemview软件来弥补实验学时有限和仪器设备不足，这样使学生自己通过硬件实验和软件仿真结果进行对比，学生学习的兴趣得到了极大提高.四门课程群主干课程部分实验项目内容间的相互联系与渗透关系，设计了新的实验项目，实现了课程群内实验内容的融合，提高了课程实施效率.经过整合与优化设置见表1.

3　结论

通过对通信工程专业通信基础理论课程群的建设，使得课程群内各门课程形成一个统一的整体，加深了学生对课程间的联系，使学生更好地理解了主要知识点，最终使学生系统、全面地掌握通信基础理论，为进一步学习通信工程专业课程打下坚实的基础.近年来，本专业学生在安徽赛区电子设计竞赛，全国大学生电子设计竞赛中获得多项奖励，近3年考取研究生数量逐年增加.

参考文献：

［1］陈得宝，杨一军.电信专业计算机控制课程群建设［J］.淮北煤炭师范学院学报：自然科学版，2009，30（1）：79-82.

［2］黄乡生.信号与系统重点建设课程群若干问题探讨［J］.华东理工大学学报：社会科学版，2007，26（4）：418-421.

［3］淮北师范大学.淮北师范大学电气信息类培养方案［EB/OL］.（2015-05-15）［2015-06-02］.httP：//wenku.baidu.com/view/ a305865a3b3567ec102d8a50.htm1.

［4］欧阳缮，欧阳宁，刘庆华.信号处理课程群的建设与改革实践［J］.大众科技，2008（11）：185-186.

［5］李素文，王凤随，邵芬.电气信息类专业信号处理课程群的建设［J］.淮北煤炭师范学院学报：自然科学版，2010，31 （4）：80-82.

［6］赵庆平，李素文，姜恩华.移动通讯课程群建设探索［J］.高师理科学刊，2013，33（1）：90-93.

［7］允春喜，秦延红.以课程群为核心的资源优化与人才培养［J］.科学与管理，2012（2）：87-92.

［8］李慧仙.高校课程群建设及评审体系［J］.理工高教研究，2006，25（5）：124-125.

（责任编辑：欧恺）

中图分类号：TN911

文献标识码：A

文章编号：1OO7-5348（2O15）12-OO73-O4

［收稿日期］2015-10-14

［基金项目］安徽省高等学校省级教学研究项目（2014jyxm166）；淮北师范大学校级教研项目（JY15126）.

［作者简介］赵庆平（1972-），男，辽宁阜新人，淮北师范大学物理与电子信息学院讲师，硕士；研究方向：图像与信息处理.

Construction and Practice on Communication Basic Theory Course GrouP of Communication Engineering Major

ZHAO Qing-Ping，JIANG En-hua，LI Zheng
（Schoo1 of Physics and E1ectronic Information，Huaibei Norma1 University，Huaibei 235000，Anhui，China）

Abstract：To ensure students'wide breadth of know1edge with so1id foundations in the Professiona1 teaching of Te1ecommunication and Information Engineering major，the essay has estab1ished an interre1ated course Program within the bounds of courses of basic te1ecommunication theories.It have P1aned these courses as a who1e，not mere1y taking into their re1ationshiPs consideration but a1so avoiding unnecessary rePetitions.It wi11 both he1P imProve the teaching and enab1e students to grasP the basic theories and methods comP1ete1y and systematica11y，thus yie1ding a re1ative1y idea1 teaching effect.

Key words：communication engineering；communication basic theory course；course grouP；oPtimization