NBDP教學方法探究

黃煥

摘 要：文章從NBDP教學的意義出發(fā)，分析了傳統(tǒng)NBDP教學方法存在的問題，提出了一種探究式教學法、圖示法、實例法和動畫演示法相結(jié)合的教學方法，并剖析了將此方法應用于NBDP教學實踐的效果。

關(guān)鍵詞：NBDP教學；探究式教學；策略

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2015）04-0040-03

一、NBDP教學的意義

NBDP指的是Narrow Band Direct Printing Telegraph，中文名稱為窄帶直接印字電報，簡稱窄帶。它與單邊帶收發(fā)射機相連，可實現(xiàn)電文的發(fā)送與接收，完成船到船和船到岸的電傳通信，它是GMDSS（Global Maritime Distress and Safety System——全球海上遇險與安全系統(tǒng)）地面通信系統(tǒng)唯一的可用于電傳通信的設備。就目前的情況看，在GMDSS教學中，NBDP的工作原理、ARQ（Automatic Repetition Request——自動請求重復）和FEC（Forward Error Correction——前向糾錯）工作方式的基本過程以及設備的操作是必講內(nèi)容，GMDSS普通操作員證書考試中也有一部分題目考到相關(guān)知識點。由于NBDP使用的技術(shù)落后，如傳輸速率慢、使用的編碼簡單、檢糾錯措施落后、通信效率低等，因此，在船上，該設備的使用并不受船員的重視，甚至有些船員在船上工作幾十年都沒有使用過NBDP，NBDP設備在船上及很多培訓機構(gòu)里成了一種擺設?；谝陨显颍糠謱＜覍W者提出了取消NBDP的教學內(nèi)容，將NBDP通信從船舶通信中淘汰掉的觀點。筆者認為不僅不能取消掉NBDP的教學內(nèi)容，而且應十分重視它的教學。原因有二：一方面，眾所周知，HF NBDP（高頻窄帶）是Inmarsat衛(wèi)星覆蓋范圍之外（即A4海區(qū)）唯一可以接收MSI（Maritime Safety Information——海上安全信息）的手段；另一方面，NBDP使用的技術(shù)雖然簡單，如4B3Y碼是一種非常簡單的編碼方式，F(xiàn)SK（Frequency-Shift Keying——移頻鍵控）是一種非常普通的數(shù)字調(diào)制方式，ARQ和FEC也是較為普通的檢糾錯技術(shù)，但正是這種簡單，學員就更加容易理解數(shù)字通信的實質(zhì)，即信息數(shù)字化→編碼→調(diào)制→高頻信號發(fā)射，如果信道干擾大，接收錯誤時可通過ARQ實現(xiàn)糾錯，使用二重時間分集可以提高通信的可靠性等等。同時，通過加深對NBDP的教學，也為今后學習另外一個非常重要的數(shù)字通信設備DSC（Digital Selective Calling——數(shù)字選擇性呼叫）打下了一個良好的基礎，而且，NAVTEX（Navigational Telex——航行電傳）系統(tǒng)的電文播發(fā)使用的就是NBDP中的CFEC（Collective FEC——集群前向糾錯）技術(shù)。航海技術(shù)專業(yè)不可能開設太多通信電子類的課程，學生普遍缺乏深厚的通信電子基礎知識，涉及設備工作原理的教學，講解應力求通俗易懂、直觀化和形象化，NBDP的教學內(nèi)容剛好提供了一個很好的平臺，使學生能通過這些簡單的技術(shù)深刻理解數(shù)字通信設備的工作機理，為今后更進一步的教學打下良好基礎，這非常符合由簡入繁、由易入難的教學路線。

二、擬采用的NBDP教學方法

（一）傳統(tǒng)的NBDP教學法

傳統(tǒng)的NBDP教學模式一般采用講授法和圖示法。第一步，深入分析NBDP的技術(shù)特性，如4B3Y編碼、傳輸速率、工作種類、工作方式和FSK調(diào)制等；第二步，在多媒體教室的屏幕上顯示相關(guān)圖片，然后根據(jù)圖片介紹設備外觀和分析工作原理。傳統(tǒng)的方法簡單且易于實施，在教學中確實取得了一定的效果，但是，根據(jù)本人多年教學實踐，大多數(shù)學生對以上知識點的理解只能存于表面，很難達到深入、直觀具體和印象深刻，若講解不夠生動，會使課堂氣氛陷入沉悶，進而會導致學生在復習應考GMDSS證書考試時，碰到相關(guān)問題只能死記硬背答案，而做不到融會貫通，靈活運用。

（二）探究式教學法、圖示法、實例法與動畫演示法的綜合運用

探究式教學（Inquiry Teaching）法，又稱發(fā)現(xiàn)法、研究法，是指學生在學習概念和原理時，教師只是給他們一些事例和問題，讓學生自己通過閱讀、觀察、實驗、思考、討論、聽講等途徑去獨立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應的原理和結(jié)論的一種方法。它的指導思想是在教師的指導下，以學生為主體，讓學生自覺、主動地探索，掌握認識和解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念?？梢?，在探究式教學的過程中，學生的主體地位、自主能力都得到了加強。

探究式教學法教學過程一般包括兩個步驟。首先，創(chuàng)設情境，激發(fā)自主探究欲望；然后，開放課堂，發(fā)掘自主探究潛能。要完成前一步驟，教師需要根據(jù)教學目的和內(nèi)容，精心考量，提出難度適度、邏輯合理的問題。要完成后一步驟，教師首先要幫助學生擬訂合理的研究計劃，選擇恰當?shù)姆椒?。同時，要求教師提供一定的實驗條件或必要的資料，由學生自己動手去實驗或者查閱，來尋求問題的答案。

圖示法是講解GMDSS通信設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的常用方法。實例法可將枯燥深奧的理論知識形象化和通俗化，使知識點在學生腦海中的印象更深刻，更易理解，在GMDSS教學中也應大量采用。動畫演示法大量用于設備工作過程的演示，其真實生動的效果是其他教學法無法比擬的，它對提升教學效果所做出的貢獻是全方位的，輪機專業(yè)多門課程的教學常采用此方法，船舶內(nèi)燃機內(nèi)部的復雜工作過程通過動畫演示變得一目了然。在GMDSS教學中，教學內(nèi)容以應用型知識點為主，涉及設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理一般只需圖形講解說明，極少用到動畫演示。

本文將探究式教學法、圖示法、實例法和動畫演示法相結(jié)合，應用于NBDP設備工作原理的教學實踐中，達到使學生深刻理解設備工作原理和數(shù)字通信本質(zhì)，掌握4B3Y碼和FSK調(diào)制等重要概念的目的。

三、NBDP教學的實施策略

（一）明確教學目的

主要講解NBDP設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，設備的工作原理，要求學生深刻理解NBDP的工作原理，對數(shù)字通信的本質(zhì)有深刻認識，掌握NBDP終端內(nèi)的CPU和調(diào)制解調(diào)器的作用，掌握4B3Y碼和FSK調(diào)制，理解為什么NBDP終端必須要與單邊帶收發(fā)射機連接才能收發(fā)電文。

（二）整合相關(guān)教學內(nèi)容

按照GMDSS教學順序，應先講模擬通信（包括調(diào)幅通信和單邊帶通信）后講數(shù)字通信。NBDP設備是學生接觸的第一種數(shù)字通信設備，學生一般都感覺比較陌生，教師應創(chuàng)設情境讓學生去思考這樣的問題：在船舶上，通信業(yè)務無非就是兩種，一種是話音通信，一種是發(fā)送電報。話音通信操作簡單、速度快，但缺點是沒有書面記錄，事后無據(jù)可查；信息若以電報的形式發(fā)送出去，就克服了這個缺點。那么，通信設備如何把一份重要電報中的每一個字符（如“ABCD”）傳送到接收端？因模擬通信的抗干擾能力不如數(shù)字通信，為了使每個字符盡可能地無差錯傳送，船舶都是采用數(shù)字通信設備去傳送電報，這些數(shù)字通信設備中最典型的代表就是NBDP設備。經(jīng)過這樣的引導，可激發(fā)學生的學習興趣和自主探究欲望。

然后，教師應向?qū)W生仔細介紹NBDP設備的功能作用，其在GMDSS船用通信設備中的地位以及重視其教學的重要性。條件允許的情況下，可展示一些設備外觀圖幫助學生對NBDP設備有一個初步的了解。另外，還需要深入分析NBDP的技術(shù)特性，主要有：4B3Y碼、信息傳輸速率、工作種類、工作方式和FSK調(diào)制。其中4B3Y碼和NBDP的FSK調(diào)制尤其重要，對4B3Y碼的編碼規(guī)律可列舉一些實例幫助學生理解；NBDP的FSK調(diào)制中，用1785Hz代表“0”，用1615Hz代表“1”，必須要求學生掌握，可通過畫FSK信號波形幫助學生理解。

（三）教學實施步驟

1.提出問題，驅(qū)動學生尋求答案。探究式教學法的載體與核心是問題，學習活動是圍繞問題展開的。探究式教學法的出發(fā)點是設定需要解答的問題，這是進一步探究的起點。從教學的角度講，教師需要根據(jù)教學目的和內(nèi)容，精心考量，提出難度適度、邏輯合理的問題。學生經(jīng)過以上的引導及具備相關(guān)基礎知識后，教師可根據(jù)圖1提出若干問題如下：

（1）M和Q點的代碼格式分別是什么？

（2）R點是一種什么樣的信號？T點又是一種什么樣的信號？

（3）若通過鍵盤輸入字符“A”，則“A”所對應的ASCII碼和4B3Y碼分別是什么？試畫出該4B3Y碼所對應的FSK信號波形。

按照探究式教學法的實施步驟，接下來應驅(qū)動學生發(fā)揮主觀能動性，利用教材和互聯(lián)網(wǎng)去尋找問題的答案。此步驟所花時間可多可少，但是其效果是明顯的，學生在教學中不再處于被動地位，能發(fā)揮其自主性，思考問題在前，講解在后，難點問題在學生腦海中留下了極其深刻的印象。這激發(fā)了學生的求知欲，提高了學生利用現(xiàn)有條件去解決問題的積極性。

在探究式教學法的應用中，因為航海類學生普遍缺乏扎實的通信電子基礎知識，對電子設備微觀世界的工作過程感覺抽象難于理解。故而，在學生尋求問題答案時，教師可根據(jù)情況適當進行點撥。比如，根據(jù)學生所學過的一些電子技術(shù)基礎類課程，鍵盤實際上是一個編碼器，它把人類可以理解的字符轉(zhuǎn)換成設備可以理解和處理的01代碼，而這些01代碼屬于基帶信號，不適合在無線通信鏈路里傳輸，必須要經(jīng)過調(diào)制，才能在無線空間中從發(fā)射端傳遞到接收端。4B3Y碼是NBDP設備采用的一種編碼方式，為什么數(shù)字通信必須要進行編碼呢？主要是因為接收端可利用通信雙方約定的編碼規(guī)律進行檢查和糾錯。

2.實例法、圖示法和動畫演示法結(jié)合進行后續(xù)講授。為了使學生對以上所提問題的答案有深刻的理解，可以設備發(fā)送字符“A”為例，將圖1中各點對應的代碼和波形一一畫出，如圖2所示。講解時力求思路清晰，通俗易懂，每點代碼和波形應一一列出，不可一下子全部在屏幕上顯示。

由于動畫演示具有生動活潑的優(yōu)點，可將上述各個知識點串聯(lián)到一起做成一個簡單的動畫，演示后可加深學生的理解。教師按下鍵盤上任意一個鍵后，字符“A”從鍵盤出發(fā)，經(jīng)過驅(qū)動器和接口后到達M點，屏幕上以動畫的形式顯示字符“A”的ASCII碼，經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換后，在Q點是字符“A”的4B3Y碼，再經(jīng)過調(diào)制器的FSK調(diào)制，屏幕顯示R點的波形，F(xiàn)SK信號經(jīng)過單邊帶發(fā)信機的處理后，T點的信號是高頻信號，經(jīng)天線處理后形成電磁波輻射出去。接收是發(fā)射的逆過程。動畫演示的結(jié)果如圖3所示。

3.總結(jié)及問題擴展。NBDP設備是一種數(shù)字通信設備，它的主要任務是如何把01代碼發(fā)送出去。通過以上講解，我們可以知道，NBDP設備把每個需要發(fā)送的字符數(shù)字化，經(jīng)過編碼后需要將其變成高頻信號，才能適合在無線空間中傳輸，這個變頻過程需要兩次，一次要經(jīng)過調(diào)制器的FSK調(diào)制，一次要經(jīng)過單邊帶收發(fā)信機。因此，NBDP終端與單邊帶收發(fā)信機相連接才能收發(fā)電文。另外，單邊帶電臺工作種類中，有“調(diào)制副載波”一說，此調(diào)制副載波是用于FSK調(diào)制的，即：用1785Hz代表“0”，用1615Hz代表“1”。調(diào)制的主載波由單邊帶發(fā)射機提供，它可以把較低頻率的FSK信號提升到更高的頻率上。單邊帶發(fā)射機天線的任務就是把高頻信號轉(zhuǎn)換成為無線電磁波向空間輻射。

四、NBDP教學效果分析

此方法多次用于GMDSS的NBDP教學中，取得了很好的效果。通過探究式教學法和動畫演示法，課堂氣氛不再沉悶，概念不再抽象，通信電子基礎知識薄弱甚至是沒有學過相關(guān)基礎課程的學生對數(shù)字通信這一概念有了深刻而形象的理解。在NBDP教學內(nèi)容之后，還有DSC和NAVTEX的教學內(nèi)容，其中DSC也屬于數(shù)字通信設備，也需要采用特定的編碼經(jīng)過FSK調(diào)制和單邊帶設備處理之后才可以向外發(fā)射信號。NAVTEX使用的是NBDP的CFEC技術(shù)向海上用戶提供海上安全信息的廣播，由于NBDP教學內(nèi)容講得通俗透徹，學生深刻理解了其工作機理，因此，對這些后續(xù)的教學內(nèi)容更加容易理解和掌握。

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