通信工程专业实验实践教学研究与改革

孔天宇

摘 要：根据目前通信工程专业人才培养存在的问题，指出实验实践教学是影响通信工程人才培养的关键因素，提出对通信工程专业实验实践教学的改革与实践。

关键词：通信工程专业;实验实践教学;改革

一、通信工程专业的人才培养的现状

纵观国内外高校，有关通信工程专业的人才培养的现状和存在的问题主要体现在下面几点。

1.通信与信息技术日新月异。高等学校正面临着“教什么，如何教;学什么，如何学”的严峻挑战，人才的培养模式正在由知识型向能力素质型转变。

2.通信工程专业的教学现在还是停留在原来20世纪90年的教学内容和教学理念上：以教师为主体、以书本为中心进行传授知识，没有一个系统的、全局的、结构合理的、开放式及动态自适应的教学内容体系和教学模式来适应以学生为主体、以开发学生智力和能力为中心的开放型现代教学内容和教学模式。传统教学模式试图把教学变成一种“模具”，将学生塑造成由同一副模具浇铸的产物。这不仅会影响學生个性的发展，而且在某种程度上会压抑学生学习的主动性，尤其是会限制学生创造性思维的活动空间。当人类步入21世纪的网络时代，社会需要大量的创新人才。这就迫切需要新的教学形式和手段来突破传统的教学模式。

二、实验实践教学——影响通信工程专业的人才培养的关键因素

在通信技术飞速发展的今天，要求通信技术人员必须具有良好的理论基础和实践经验。因此为了培养合格的通信专业学生，除了要讲授最新的理论知识外，还要通过大量的专业实验让学生理解、验证理论知识，了解其应用。在传统的实验教学中，对一些实验仪器的工作原理，内部结构以及外形、功能、注意事项等很难在短时间内向学生交待清楚，如果学生实验中操作不当会造成仪器的损坏。而且，在通信工程专业相当多课程的实验环节所需要的实验设备比较昂贵，特别是有关“场”的课程，比如再谈“射频电路”的实验教学，一般来说射频分成三大领域—阻抗、频率、功率，彼此之间又互有关联，测量设备则包括了网络分析仪、频谱分析仪，高带宽的功率计、频率计、扫频源等等，建一个射频实验室需要几百万甚至上千万的投资，测量设备的昂贵制约了实验室设备的采购，而各设备复杂的操作也让有限的课时无法有效地进入实验，加上学生无心的破坏，均让建设实验室的老师望之却步！所以，纵观通信专业实验、实践环节的教学发展趋势，存在三大矛盾：电子信息技术的快速发展与电子实践教学落后的矛盾;创新实践能力的高要求与传统实践教学落后的矛盾;教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾。实践教学对国家、对学生的重要性怎么强调都不过分。理论教学是对知识的传授，实验教学对学生进行技术的传授，而实习环节就是对学生能力的培养，培养学生的工程实践能力、创新实践能力和第一职业能力。

三、实验实践教学改革——建立有鲜明特色的创新实验、实践教学体系

不断完善实践教学体系，深化实验教学改革，大量开设综合性、设计性实验。通信工程专业要在教学计划中构建完整的工程设计训练体系。要加强课程设计、实习和毕业设计（论文）等环节的管理和实施，把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。

1.变革传统实验教学简单模式，构建虚拟网络仿真实验系统。通信专业实验室建设普遍存在设备采购昂贵、投资巨大，实验室设备操作复杂等问题，制约了通信专业实验室的建设。为了解决上述的制约实践环节教学的三大矛盾，我们可以借鉴国内外部分高校的虚拟实验室制作方案，以某些重点课程为突破口，逐步构建通信专业的虚拟网络仿真实验系统。

我们以通信专业主干课程《高频电子线路》相配套的高频电子线路实验的虚拟网络仿真实验系统为例，阐述这方面的构想。由于高频电子线路课程是通信工程的专业基础课，是其它后续专业课的基础，是通信工程专业方向的主干课程，因此高频电子线路实验教学的虚拟化和网络化具有非常重要的意义。我们以高频电子线路实验教学为突破口，希望能够为传统实验教学的改革作出一些贡献。

高频电子线路实验的虚拟网络仿真实验系统实质就是建立高频电子线路仿真实验教学的数字化、网络化系统。分别按照实验过程的模拟演示、数字化实验仪器的建设、实验的互动仿真、实验的实时仿真等四个大的方向建立。

（1）实验的模拟演示方向。现有的实验教学课件非常少，如果我们以高频电子线路为突破点把理科的实验过程一一做成模拟演示，力求对课堂和实验教学产生较大的帮助，取得更好的教学效果。

（2）数字化实验仪器的建设。实验仪器是传统实验的必备条件，学校为此投入了大量的资金但还是不能满足需要;同时仪器的维修和保养也是个问题。如果把实验仪器逐步数字化不但能满足网络教学的需要，还可以缓解学校对于仪器设备投入的资金压力，可以实现仪器的共享，同时还可以向其它院校发布销售。

（3）实验的互动仿真。实验最强调动手能力，实验的网络化和数字化后如何体现动手能力确实是个问题，只有充分发挥实验的互动仿真才能解决此问题。可以采取动画互动和实验仿真软件互动的方法解决此问题。

（4）实验的实时仿真。国外对实验仿真软件的开发已经进行了多年，而国内对这方面的研究相对较少。国内大多采用购买国外产品的形式完成实验，但这些软件的价格非常高，所以我们应该发挥我国的软件资源优势自主开发相关软件来解决此问题。

虚拟网络仿真实验系统目标是改革实验教学的简单模式，激发学生兴趣，增强学生对专业课程的深度了解，采用实时显示结果和动画模拟，参数修改等手段，并且给出错误提示，增强了学生回答未知问题的能力。本实验系统采用可虚拟现实的科学理念，免去巨额的实验设备投资，当然不会存在学生损坏实验仪器的问题。

2.建立网上自助教学系统。为了解决教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾，适应目前的教学要求个性化发展和激发式教学的需要，我们可以引入网上自助教学的概念，逐步建立网上自助教学系统。 “自助”即学生学习的自助，它不再依赖于非学生自身的学习压力，而是激发学生本身对学习过程中的问题的探索和兴趣爱好，让学生主动地到网络上寻找实例进行比较并寻求解决，举例来说，当发现自己在课程设计中遇到了问题，最好的方法莫过于与同类设计进行比较，引导学生利用先进网络通信的优势，通过网络搜索来解决问题，提高自我解决问题的能力。同样地，“自助”也是教师的教学自助，它为教师在课堂以外的场所对学生进行指导提供了可能，帮助教师通过学生的实际作品发现教学过程中值得注意的问题，也引出新的教学目标和方向。最有效的方法是鼓励每位任课老师建立个人网站，对自身任教的每门课程建立课程网页，最终建立网上自助教学系统，通过网络的资源和优势进行互动式教学。

参考文献：

[1]吴建伟，张瑞芹，桑林.全程全网通信专业实验的开发与建设[J].实验技术与管理，2005， 10.

[2]赵利，田克纯，符杰林等.工科院校通信网络实验室规划与建设[J] .高教论坛，2005 ，6.