案例式教學(xué)法在電磁頻譜管理課程中的應(yīng)用研究

薛紅　邵尉　孟凡秋　錢祖平

摘要 本文分析了電磁頻譜管理課程教學(xué)過程中存在的問題，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)了教學(xué)法研究的重要性。以無線電臺(tái)站間的用頻兼容性為例，詳細(xì)描述了案例式教學(xué)法在該課程中的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的良好對接，取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 電磁兼容 頻譜管理 案例式教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.08.060

Study on the Application of Case Teaching in the Course of

Electromagnetic Spectrum Management

XUE Hong， SHAO Wei， MENG Fanqiu， QIAN Zuping

（College of Communication Engineering， PLA University of Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 210007）

Abstract This paper analyzes the existing teaching problems in the course of electromagnetic spectrum management. In order to enhance the students' interest in learning， mobilize the enthusiasm of students， cultivate students' autonomous learning ability， the importance of the teaching method research is emphasized. The radio station using the frequency compatibility as an example， study on the application of case teaching in the course of electromagnetic spectrum management is described in detail. It has achieved a good docking of theory and practice， and achieved good teaching effect.

Key words electromagnetic compatibility; spectrum management; case teaching

在信息化條件下，各種通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、射電天文等無線電業(yè)務(wù)需求迅速增長，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，電磁頻譜供需矛盾日益尖銳。隨著大量用頻設(shè)備在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，用頻籌劃已列入作戰(zhàn)籌劃，裝備的信息化程度越高，電磁環(huán)境就越復(fù)雜，越要有效管控，電磁兼容和頻譜管理作為戰(zhàn)場制電磁權(quán)的基礎(chǔ)，已成為軍事的聚焦點(diǎn)?；谠盒＝逃D(zhuǎn)型的客觀要求和信息化條件下新型人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，我校將“電磁頻譜管理”課程定位為通信專業(yè)一門專業(yè)主干課程，該課程的應(yīng)用具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。

1 研究思路及內(nèi)容

作為一門交叉學(xué)科，電磁頻譜管理課程內(nèi)容涉及的知識面廣，基本原理比較抽象，含有大量繁瑣的公式和論證，而其應(yīng)用卻具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。它要求學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識，還應(yīng)具有一定的知識背景，這使得學(xué)生在理解和掌握該課程時(shí)有一定的難度。傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師講和學(xué)生聽為主，枯燥的理論使得學(xué)生聽得筋疲力盡，索然無味，進(jìn)而失去了學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果較差。本著“學(xué)為主體、能力為本、面向應(yīng)用”的教學(xué)理念，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，課程組結(jié)合科研工作的經(jīng)驗(yàn)對教學(xué)法的多樣化進(jìn)行改革研究，以便取得良好的教學(xué)效果。

緊貼頻譜管理崗位實(shí)際人才培養(yǎng)需求，深入探討和研究電磁頻譜使用、管控和服務(wù)有關(guān)的教學(xué)問題，著眼于教學(xué)法的創(chuàng)新與實(shí)踐，強(qiáng)化教師與學(xué)生的互動(dòng)互學(xué)，深入開展案例式教學(xué)①研究。將教師的角色定位于“引導(dǎo)”，重點(diǎn)放在講授內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及方法，留給學(xué)生自主發(fā)揮的自由空間。將理論與需要解決的任務(wù)相結(jié)合，通過學(xué)生的努力來掌握解決問題和自主學(xué)習(xí)的能力，形成全面合理的知識結(jié)構(gòu)，初步具備貫穿于頻譜使用、管控和服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的專業(yè)技能和業(yè)務(wù)素質(zhì)，為將來勝任頻譜管理工作筑牢基礎(chǔ)。

2 案例式教學(xué)法的應(yīng)用

案例式教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)、互動(dòng)式的新型教學(xué)方式，它通過具體教育情景的描述來引導(dǎo)學(xué)生討論特殊情景。案例式教學(xué)是為教學(xué)法目標(biāo)服務(wù)的，與相應(yīng)的理論知識有直接的聯(lián)系，學(xué)生和教師之間通過觀點(diǎn)的互動(dòng)交流，達(dá)到啟示理論和開拓思維的目的。

2.1 案例準(zhǔn)備

教學(xué)中使用案例，需要經(jīng)過細(xì)致的準(zhǔn)備。首先，要有明確的實(shí)施計(jì)劃，包括特定的教學(xué)對象、明確的教學(xué)目的、追求的教學(xué)效果。其次，要有科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)，符合教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，要有創(chuàng)新和特色。案例來源于實(shí)踐，教師不能虛構(gòu)而作，主觀臆測。最后，要使用典型的案例，并提前布置和指導(dǎo)學(xué)生閱讀。無線電臺(tái)站間電磁兼容分析是本課程的重點(diǎn)內(nèi)容之一，該部分的教學(xué)就非常適合采用案例式教學(xué)方法。電磁兼容分析②主要是圍繞無線電設(shè)備或系統(tǒng)之間相互影響展開的，判斷其是否兼容，有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，即允許干擾電平和實(shí)際干擾電平。在本課程中，無線電干擾是指無線電臺(tái)站間的相互干擾，一般包括同頻干擾、鄰頻干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾和帶外干擾等。下面我們以某地面固定臺(tái)站為例，在互調(diào)干擾這種情況下，分析無線電臺(tái)站間的用頻兼容性。

首先，由教師對案例場景和條件進(jìn)行描述，給出兩固定陸地臺(tái)站和電波傳播環(huán)境的相關(guān)參數(shù);進(jìn)而，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用系統(tǒng)間電磁兼容分析所涉及的各種方法和原理，針對互調(diào)干擾這種情況進(jìn)行準(zhǔn)備，并借助其他手段，分析兩臺(tái)站間的用頻兼容性;最后，對學(xué)生進(jìn)行分組，將參與本次案例的學(xué)生分成4組，每組成員4人，分別進(jìn)行發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾和接收機(jī)互調(diào)干擾的案例討論，班里其他學(xué)生進(jìn)行輔助配合，質(zhì)疑。各組學(xué)生需要了解案例的內(nèi)容，查找必要的資料，進(jìn)行相應(yīng)的思考、驗(yàn)證和整理，進(jìn)而提出解決辦法，每個(gè)小組準(zhǔn)備的方式不同，表達(dá)不同意見的機(jī)會(huì)就多些，學(xué)生對案例的理解也會(huì)更深刻。學(xué)生在進(jìn)行案例準(zhǔn)備的過程中，教師需要提醒臺(tái)站間電磁兼容分析的方法，該方法主要包括：理論計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場測試等四類。

2.2 案例實(shí)施

案例實(shí)施也即案例討論，是整個(gè)過程的中心環(huán)節(jié)，教師應(yīng)設(shè)法布置特殊場景配合案例的說明，引導(dǎo)學(xué)生緊緊圍繞案例展開討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，其方式可以是全班一起討論，也可以劃分成不同小組討論。

電磁頻譜管理，其目的就是實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)或系統(tǒng)之間的共存，而電磁兼容分析是保證各種業(yè)務(wù)或系統(tǒng)相互兼容的主要技術(shù)手段，③電磁兼容分析的主要工作是確定設(shè)備或系統(tǒng)的允許干擾電平，并比較實(shí)際干擾電平和允許干擾電平的大小。以發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的影響為例，為確保兩臺(tái)站之間的用頻兼容性，需要確定兩臺(tái)站間所需要的距離間隔。在本案例討論中，各小組派出代表，發(fā)表本小組對于案例的分析和處理意見，發(fā)言時(shí)間嚴(yán)格控制在20分鐘之內(nèi)，發(fā)言完畢，本小組成員需要接受其他學(xué)生提出的問題并做出相應(yīng)解釋。此時(shí)的發(fā)言和討論是用來拓寬和深化學(xué)生對案例的理解程度。期間，教師可以針對比較集中的問題和處理方式，組織重點(diǎn)討論。如此，可以將注意力引導(dǎo)到方案的合理解決上來。

根據(jù)臺(tái)站的發(fā)射參數(shù)、接收參數(shù)以及傳輸參數(shù)，有的小組利用相關(guān)的公式，進(jìn)行相應(yīng)的理論計(jì)算，得出固定無線電臺(tái)站之間的干擾結(jié)果;有的小組采用計(jì)算機(jī)仿真，通過仿真軟件來實(shí)現(xiàn)臺(tái)站之間的用頻兼容性分析;還有的小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬測試，利用儀器儀表產(chǎn)生干擾源，加載到被測設(shè)備上，從而找到干擾指標(biāo)。另外，在教師的幫助下，利用實(shí)際設(shè)備現(xiàn)場試驗(yàn)從而驗(yàn)證系統(tǒng)的性能。通過不同的方法，可以得出結(jié)論，隨著臺(tái)站間距離間隔的變化，實(shí)際的干擾電平也在改變，兩臺(tái)站的兼容性發(fā)生變化。

2.3 案例總結(jié)

在討論完成之后，教師應(yīng)留出一定的時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行思考和總結(jié)。每個(gè)小組以書面形式提交總結(jié)報(bào)告，可以是總結(jié)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，也可以是獲取這種知識和經(jīng)驗(yàn)的方式。同時(shí)，教師也要進(jìn)行歸納總結(jié)，做出綜合評價(jià)。比如說，針對案例中的主要問題做出強(qiáng)調(diào)，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的把握;對不夠深入、不夠確切的地方，做出重點(diǎn)講解，引起學(xué)生的重視。通過案例，學(xué)員既能鞏固理論知識，又能提升工程實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的良好對接。案例式教學(xué)不應(yīng)是單一的“教”，而應(yīng)該注重教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間彼此互動(dòng)的“學(xué)”，充分考慮“學(xué)”的過程中學(xué)生可能采取的行動(dòng)，以及對“學(xué)”的過程的整體設(shè)計(jì)和控制。

3 關(guān)于案例式教學(xué)法的思考

本門課程中重點(diǎn)探索并實(shí)踐的教學(xué)法包括案例式、辯論式和探究式。案例式教學(xué)生動(dòng)具體、直觀易學(xué)，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。本課程中部分重點(diǎn)內(nèi)容符合案例式教學(xué)的條件，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室資源，緊貼頻管技術(shù)工作的需求。在實(shí)際教學(xué)過程中，以下幾個(gè)方面需要思考。

（1）案例的“精挑細(xì)選”。在教學(xué)中使用案例，需要“精挑細(xì)選”，既要符合一定的教學(xué)需求，又要具有典型性、真實(shí)性、針對性、趣味性、前沿性。有的案例著眼于方案選擇，有的著眼于過程推理，不同的著眼點(diǎn)反映了不同的意圖，服務(wù)于不同的教學(xué)目的，也會(huì)帶來不同的教學(xué)效果。選擇案例還要注意其理論背景、篇幅長短、問題方向。案例求精不求多，并非多多益善，切忌案例的堆砌，盲目地堆砌，實(shí)際效果適得其反，達(dá)不到預(yù)期效果。

（2）案例的“雙向交流”。案例式教學(xué)中沒有人告訴你應(yīng)該怎么辦，而是要自己去思考。學(xué)生拿到案例后，先進(jìn)行消化，然后查閱各種必要的知識，還要經(jīng)過仔細(xì)思考，提出解決的方案，無形中加深了對知識的理解，而且是主動(dòng)的。通過對同一問題不同觀點(diǎn)的互相交鋒和彼此互動(dòng)，可以取長補(bǔ)短，起到一種激勵(lì)的效果。同時(shí)，教師給予引導(dǎo)，也促使教師加深思考，根據(jù)不同學(xué)生的不同理解補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容，這對教師也提出了更高的要求。

（3）案例的“及時(shí)更新”。實(shí)踐中，同一個(gè)案例會(huì)從不同的角度反映不同的知識點(diǎn)，偶爾在不同的教學(xué)內(nèi)容中使用同一案例也是可行的，但是不能簡單地、反復(fù)地使用，缺乏吸引力，起不到案例式教學(xué)法應(yīng)有的效果?！凹皶r(shí)更新”案例，激發(fā)學(xué)生的參與熱情，喚醒潛藏在學(xué)生身上的創(chuàng)新性思維能力。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和課堂參與程度是成正比的，會(huì)引起較好的課堂反響。

4 結(jié)束語

我們在教學(xué)過程中，將案例式教學(xué)法應(yīng)用到本課程的系統(tǒng)間用頻兼容性分析、監(jiān)測信號的識別、無線電監(jiān)測接收和無線電測向等四個(gè)部分，通過實(shí)際教學(xué)證明，這樣既能豐富教學(xué)方法，融合教學(xué)內(nèi)容，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

注釋

① 劉曉晶，吳海燕.案例教學(xué)法與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].黑龍江高校研究，2008（3）：130-132.

② 劉述喜，雷紹蘭等.“電磁兼容技術(shù)”課程案例導(dǎo)入式教學(xué)實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011.23（4）：94-95.

③ 黃平平.電磁兼容技術(shù)課程教學(xué)改革探討[J].大學(xué)教育，2012（2）：50-51.