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摘要：在对“数字通信原理”课程教学改革与实践中，在教学内容上进行精简与更新，结合电力特色，引入SDH技术，对课程教学体系进行完善，加强工程案例教学和实践环节训练，并对教学方式和考核方式等方面进行了改革和实践，有效提高了学生的理论分析和工程实践能力，效果良好。
关键词：数字通信；同步数字系列；教学改革；电力特色
作者简介：李保罡（1980-），男，河北保定人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；赵振东（1956-），男，河北泊头人，华北电力大学电气与电子工程学院，教授。（河北?保定?071003）
基金项目：本文系华北电力大学重大教改基金项目“以创新人才培养为目标的通信工程专业核心课程体系建设与实践（13111002）”的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0042-02
“数字通信原理”是通信工程专业必修的一门专业课，也可作为相关电类专业的选修课。当今信息社会里，各行各业的信息化离不开信息的传输，而数字通信是信息传输的重要手段，因此“数字通信原理”课程的教学也应不断变革，适应技术发展需要，同时兼顾所属行业应用特色。数字通信和模拟通信在许多方面有着本质的区别，从模拟通信到数字通信有许多新的问题需要解决。[1，2]作为通信工程专业承上启下的一门重要课程，数字通信以学生前期必修的数字电路、模拟电路、电路分析、通信原理、高频电子线路、光纤通信等电类课程为基础。通过本课程的学习，要求学生掌握数字通信系统的基本理论和技术，为后续其他电类选修课的学习起到引导和打下基础的作用。为了在有限的学时中能够尽快引导学生完成从专业基础理论课过渡到专业选修课阶段，结合电力行业特色，从课程内容安排和实践环节设计等方面进行了一系列改革与实践。
一、课程内容的教学改革
作为通信工程专业承上启下的重要课程，本课程既不能与前期课程内容有过多重复，又需要为后续课程做好引导作用。因此，合理的课程内容安排，可以在较短学时内使学生从中受益最大。
1.教学内容的精简与更新
根据专业培养目标和培养规格的要求，按照整体优化的原则，认真研究本课程在专业培养过程中的地位和作用，并理顺前后课程之间的关系，搞好相关课程的重组和整合。为避免冲突和重复，处理好与相关课程内容间的衔接部分，如信源编码一章中的PCM部分在“通信原理”课程中已详细介绍，而图像编码部分与“数字图像处理”课程中内容有重复，故留作将来“数字图像处理”选修课中详细介绍，这里只做简单介绍。数字通信系统与各课程间的关系如图1所示。
为了适应通信技术的飞速发展，需要不断地对课程教学内容进行更新和调整，及时删除陈旧、落后的内容。例如对已经应用较少的参数编码部分不再详细介绍，而对目前常用的组合编码部分，作为重点进行介绍。
2.课程教学体系的完善
以往本课程教学主要是使学生了解数字通信系统的构成，建立数字通信系统的概念，掌握数字通信中的主要技术，如信源编码、时分复用、同步技术、抗干扰技术、多址技术等。[1，2]上述教学内容只是注重数字通信系统中基本功能模块的讲解，没有突出通信网络部分，这就使学生不易建立一个整体的通信网络概念。
而同步数字传输网（简称SDH）作为各种数字通信模块的具体应用系统，在电力系统等诸多行业得到广泛地应用。[3，4]但是很多院校把数字通信和SDH分成两门课程来讲，造成二者内容的部分重复和连贯性缺失，同时加重了学生的负担。因此，考虑到专业课程体系的整体安排，将已有的SDH课程内容与本课程进行整合，使二者有机结合，加强内容的前后连贯性，使学生更好地理解从单个模块到整个系统网络的过渡。
完善后的课程教学体系围绕数字通信系统模型，以数字通信技术为主线，重点介绍数字通信系统构成、基本工作原理、主要技术指标，建立数字通信系统的概念，掌握数字通信中的主要技术，具体内容包括数字通信的基本概念、信源数字化和编码、数字复接技术和传输技术、同步技术、纠错编码和SDH技术等，结合实际的SDH通信系统，并特别介绍了一些数字通信技术新的应用，既适应了当前通信领域发展的现状，又反映了这一领域的最新进展。各部分要求和学时安排如表1所示。
3.工程案例及行业特色体现
作为应用性很强的工程技术类课程，可以在课程原理教学中引入具体工程案例，以实例强化原理教学，达到学以致用的目的。如对于信源编码部分，可以结合移动通信GSM系统中常用的G.729编码器，进行实际应用案例介绍。对于数字传输技术部分，可以结合GSM系统中的MLSE均衡器深入分析均衡的原理。对于同步数字系列的网络拓扑结构部分，可以结合电力系统中具体市局中变电站通信网络组成图进行详细阐述，也可以结合具体移动通信各基站间常用的联网拓扑进行分析。
作为电力特色高校，配合大电力学科建设，以及目前正在建设的智能电网，数字通信技术需要反映大电力特色，通过案例强调在电力系统应用的方法，为电网的智能化提供强大的支持，使最终在电网、电源和用户之间建立良好的统一网络平台，实现实时交互、分析与控制。
二、实践环节的教学改革
在课程之外单独开设实践环节，加深学生对理论知识的理解、提高学生的动手能力。具体措施是以“通信技术综合实验”课程为基础，配合毕业实习中对电力企业通信中心的参观，让学生对所学知识有更加直观、深刻的认识。
“通信技术综合实验”作为通信专业的一门重要的实践性课程，以一套完整电信运营网络微型化的通信系统综合实验平台为基础，即采用一台OPTIX 155/622M和两台OPTIX 155/622H传输设备，根据业务需求不同，可以进行不同的配置，从而组成网络。培养学生掌握通信网络基本原理，使学生掌握的知识与社会应用实现同步。通过该训练环节，可以极大地提高学生的通信网络方案规划，通信网络实验自我设计，通信网络产品自我选用，通信网络环境自我配置与调试等方面的综合能力，同时也能培养学生工程实践的思想意识，锻炼学生进入科研与工程实践的能力，系统地培养学生对通信工程网络的调试能力。 具体要求是验证数字通信中的位同步、帧同步等和进行PCM整机测试，熟悉实验室SDH网络的配置环境，熟悉硬件环境中各网元的配置情况及各类型板卡的性能，熟悉相应的软件配置平台及各类配置命令的功能，掌握在SDH网络中网元的配置过程，掌握光纤单向通道保护环的工作原理及实现方法，掌握2M业务和以太网业务在链状网络、环状网络结构中的开通方法。
三、教学方式的改革
改革传统的教学方法，积极开展启发式、研讨式、案例式教学，调动学生学习的积极性和主动性，如采用案例式，可以将具体原理讲解与上述工程案例的分析相结合，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
合理应用多媒体、网络教学等现代教育技术和教学手段，提高教学质量和教学效果。如加强网络教学平台建设，利用网上题库建设、作业，将教学日历和教学大纲、课件等放到校园网上，为学生提供更多资源以便充分理解、消化课上所学知识。
四、考核方式和评价的改革
建立综合性全程考试模式，深化考试改革以促进教学方法与手段改革，根据课程培养目标以闭卷考试为主，结合实验和课后习题、大作业等综合评定成绩。
课程命题以教学大纲为依据，反映教学内容的重点、难点和深度、广度，注重基本知识点的考核，既要注意大多数学生的实际水平，又要发挥优秀学生的创新能力。
完善试题库建设，5年内试题重复率不超过50%，通过试卷分析反馈教学效果。
五、教学实践及效果分析
通过教学内容和方式设计，教学实践表明课堂教学和实践环节教学效果良好。在教师的引导下，学生在课堂上能够积极主动地思考并回答问题，能够在课下主动查阅参考资料并利用网上教学资源学习。在实践环节中，大部分同学能够独立地完成实验的基本操作和设计，部分同学则提出新的设计思路，利用不同方式完成实验指标要求。
从课后习题、大作业、考试等方面反映的效果看，学生对知识的掌握程度达到了较为满意的效果。尤其在提交的大作业中，学生能够发挥主观能动性，从多个角度选题并通过查阅文献资料进行思考，加深了对数字通信系统的理解，初步建立了数字通信网络的概念。在考试的综合性题目中，如语音信号如何在数字通信网络中传输，大部分学生能够结合信源编码、信道编码、同步和SDH等相关知识，进行不同程度的阐述。
总之，通过上述教学改革和实践，更好地实现了“数字通信原理”课程的教学初衷，并发挥了学生在学习过程中的主观能动性，提高了分析问题和解决问题能力。
参考文献：
[1]郝建军,桑林,等.数字通信[M].北京:北京邮电大学出版社,2010.
[2]强世锦,荣健.数字通信原理[M].北京:清华大学出版社,2009.
[3]孙学康,毛京丽.SDH技术[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[4]肖萍萍,吴健学.SDH原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2008.
（责任编辑：刘丽娜）
关键词：数字通信；同步数字系列；教学改革；电力特色
作者简介：李保罡（1980-），男，河北保定人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；赵振东（1956-），男，河北泊头人，华北电力大学电气与电子工程学院，教授。（河北?保定?071003）
基金项目：本文系华北电力大学重大教改基金项目“以创新人才培养为目标的通信工程专业核心课程体系建设与实践（13111002）”的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0042-02
“数字通信原理”是通信工程专业必修的一门专业课，也可作为相关电类专业的选修课。当今信息社会里，各行各业的信息化离不开信息的传输，而数字通信是信息传输的重要手段，因此“数字通信原理”课程的教学也应不断变革，适应技术发展需要，同时兼顾所属行业应用特色。数字通信和模拟通信在许多方面有着本质的区别，从模拟通信到数字通信有许多新的问题需要解决。[1，2]作为通信工程专业承上启下的一门重要课程，数字通信以学生前期必修的数字电路、模拟电路、电路分析、通信原理、高频电子线路、光纤通信等电类课程为基础。通过本课程的学习，要求学生掌握数字通信系统的基本理论和技术，为后续其他电类选修课的学习起到引导和打下基础的作用。为了在有限的学时中能够尽快引导学生完成从专业基础理论课过渡到专业选修课阶段，结合电力行业特色，从课程内容安排和实践环节设计等方面进行了一系列改革与实践。
一、课程内容的教学改革
作为通信工程专业承上启下的重要课程，本课程既不能与前期课程内容有过多重复，又需要为后续课程做好引导作用。因此，合理的课程内容安排，可以在较短学时内使学生从中受益最大。
1.教学内容的精简与更新
根据专业培养目标和培养规格的要求，按照整体优化的原则，认真研究本课程在专业培养过程中的地位和作用，并理顺前后课程之间的关系，搞好相关课程的重组和整合。为避免冲突和重复，处理好与相关课程内容间的衔接部分，如信源编码一章中的PCM部分在“通信原理”课程中已详细介绍，而图像编码部分与“数字图像处理”课程中内容有重复，故留作将来“数字图像处理”选修课中详细介绍，这里只做简单介绍。数字通信系统与各课程间的关系如图1所示。
为了适应通信技术的飞速发展，需要不断地对课程教学内容进行更新和调整，及时删除陈旧、落后的内容。例如对已经应用较少的参数编码部分不再详细介绍，而对目前常用的组合编码部分，作为重点进行介绍。
2.课程教学体系的完善
以往本课程教学主要是使学生了解数字通信系统的构成，建立数字通信系统的概念，掌握数字通信中的主要技术，如信源编码、时分复用、同步技术、抗干扰技术、多址技术等。[1，2]上述教学内容只是注重数字通信系统中基本功能模块的讲解，没有突出通信网络部分，这就使学生不易建立一个整体的通信网络概念。
而同步数字传输网（简称SDH）作为各种数字通信模块的具体应用系统，在电力系统等诸多行业得到广泛地应用。[3，4]但是很多院校把数字通信和SDH分成两门课程来讲，造成二者内容的部分重复和连贯性缺失，同时加重了学生的负担。因此，考虑到专业课程体系的整体安排，将已有的SDH课程内容与本课程进行整合，使二者有机结合，加强内容的前后连贯性，使学生更好地理解从单个模块到整个系统网络的过渡。
完善后的课程教学体系围绕数字通信系统模型，以数字通信技术为主线，重点介绍数字通信系统构成、基本工作原理、主要技术指标，建立数字通信系统的概念，掌握数字通信中的主要技术，具体内容包括数字通信的基本概念、信源数字化和编码、数字复接技术和传输技术、同步技术、纠错编码和SDH技术等，结合实际的SDH通信系统，并特别介绍了一些数字通信技术新的应用，既适应了当前通信领域发展的现状，又反映了这一领域的最新进展。各部分要求和学时安排如表1所示。
3.工程案例及行业特色体现
作为应用性很强的工程技术类课程，可以在课程原理教学中引入具体工程案例，以实例强化原理教学，达到学以致用的目的。如对于信源编码部分，可以结合移动通信GSM系统中常用的G.729编码器，进行实际应用案例介绍。对于数字传输技术部分，可以结合GSM系统中的MLSE均衡器深入分析均衡的原理。对于同步数字系列的网络拓扑结构部分，可以结合电力系统中具体市局中变电站通信网络组成图进行详细阐述，也可以结合具体移动通信各基站间常用的联网拓扑进行分析。
作为电力特色高校，配合大电力学科建设，以及目前正在建设的智能电网，数字通信技术需要反映大电力特色，通过案例强调在电力系统应用的方法，为电网的智能化提供强大的支持，使最终在电网、电源和用户之间建立良好的统一网络平台，实现实时交互、分析与控制。
二、实践环节的教学改革
在课程之外单独开设实践环节，加深学生对理论知识的理解、提高学生的动手能力。具体措施是以“通信技术综合实验”课程为基础，配合毕业实习中对电力企业通信中心的参观，让学生对所学知识有更加直观、深刻的认识。
“通信技术综合实验”作为通信专业的一门重要的实践性课程，以一套完整电信运营网络微型化的通信系统综合实验平台为基础，即采用一台OPTIX 155/622M和两台OPTIX 155/622H传输设备，根据业务需求不同，可以进行不同的配置，从而组成网络。培养学生掌握通信网络基本原理，使学生掌握的知识与社会应用实现同步。通过该训练环节，可以极大地提高学生的通信网络方案规划，通信网络实验自我设计，通信网络产品自我选用，通信网络环境自我配置与调试等方面的综合能力，同时也能培养学生工程实践的思想意识，锻炼学生进入科研与工程实践的能力，系统地培养学生对通信工程网络的调试能力。 具体要求是验证数字通信中的位同步、帧同步等和进行PCM整机测试，熟悉实验室SDH网络的配置环境，熟悉硬件环境中各网元的配置情况及各类型板卡的性能，熟悉相应的软件配置平台及各类配置命令的功能，掌握在SDH网络中网元的配置过程，掌握光纤单向通道保护环的工作原理及实现方法，掌握2M业务和以太网业务在链状网络、环状网络结构中的开通方法。
三、教学方式的改革
改革传统的教学方法，积极开展启发式、研讨式、案例式教学，调动学生学习的积极性和主动性，如采用案例式，可以将具体原理讲解与上述工程案例的分析相结合，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
合理应用多媒体、网络教学等现代教育技术和教学手段，提高教学质量和教学效果。如加强网络教学平台建设，利用网上题库建设、作业，将教学日历和教学大纲、课件等放到校园网上，为学生提供更多资源以便充分理解、消化课上所学知识。
四、考核方式和评价的改革
建立综合性全程考试模式，深化考试改革以促进教学方法与手段改革，根据课程培养目标以闭卷考试为主，结合实验和课后习题、大作业等综合评定成绩。
课程命题以教学大纲为依据，反映教学内容的重点、难点和深度、广度，注重基本知识点的考核，既要注意大多数学生的实际水平，又要发挥优秀学生的创新能力。
完善试题库建设，5年内试题重复率不超过50%，通过试卷分析反馈教学效果。
五、教学实践及效果分析
通过教学内容和方式设计，教学实践表明课堂教学和实践环节教学效果良好。在教师的引导下，学生在课堂上能够积极主动地思考并回答问题，能够在课下主动查阅参考资料并利用网上教学资源学习。在实践环节中，大部分同学能够独立地完成实验的基本操作和设计，部分同学则提出新的设计思路，利用不同方式完成实验指标要求。
从课后习题、大作业、考试等方面反映的效果看，学生对知识的掌握程度达到了较为满意的效果。尤其在提交的大作业中，学生能够发挥主观能动性，从多个角度选题并通过查阅文献资料进行思考，加深了对数字通信系统的理解，初步建立了数字通信网络的概念。在考试的综合性题目中，如语音信号如何在数字通信网络中传输，大部分学生能够结合信源编码、信道编码、同步和SDH等相关知识，进行不同程度的阐述。
总之，通过上述教学改革和实践，更好地实现了“数字通信原理”课程的教学初衷，并发挥了学生在学习过程中的主观能动性，提高了分析问题和解决问题能力。
参考文献：
[1]郝建军,桑林,等.数字通信[M].北京:北京邮电大学出版社,2010.
[2]强世锦,荣健.数字通信原理[M].北京:清华大学出版社,2009.
[3]孙学康,毛京丽.SDH技术[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[4]肖萍萍,吴健学.SDH原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2008.
（责任编辑：刘丽娜）