黃煥

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

關(guān)鍵詞：NBDP教學(xué)；探究式教學(xué)；策略

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2015）04-0040-03

一、NBDP教學(xué)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(bào)，簡(jiǎn)稱窄帶。它與單邊帶收發(fā)射機(jī)相連，可實(shí)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(xiǎn)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(shè)備。就目前的情況看，在GMDSS教學(xué)中，NBDP的工作原理、ARQ（Automatic Repetition Request——自動(dòng)請(qǐng)求重復(fù)）和FEC（Forward Error Correction——前向糾錯(cuò)）工作方式的基本過程以及設(shè)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(shí)點(diǎn)。由于NBDP使用的技術(shù)落后，如傳輸速率慢、使用的編碼簡(jiǎn)單、檢糾錯(cuò)措施落后、通信效率低等，因此，在船上，該設(shè)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(shè)備在船上及很多培訓(xùn)機(jī)構(gòu)里成了一種擺設(shè)。基于以上原因，部分專家學(xué)者提出了取消NBDP的教學(xué)內(nèi)容，將NBDP通信從船舶通信中淘汰掉的觀點(diǎn)。筆者認(rèn)為不僅不能取消掉NBDP的教學(xué)內(nèi)容，而且應(yīng)十分重視它的教學(xué)。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(jiǎn)單，如4B3Y碼是一種非常簡(jiǎn)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(cuò)技術(shù)，但正是這種簡(jiǎn)單，學(xué)員就更加容易理解數(shù)字通信的實(shí)質(zhì)，即信息數(shù)字化→編碼→調(diào)制→高頻信號(hào)發(fā)射，如果信道干擾大，接收錯(cuò)誤時(shí)可通過ARQ實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)，使用二重時(shí)間分集可以提高通信的可靠性等等。同時(shí)，通過加深對(duì)NBDP的教學(xué)，也為今后學(xué)習(xí)另外一個(gè)非常重要的數(shù)字通信設(shè)備DSC（Digital Selective Calling——數(shù)字選擇性呼叫）打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，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(cuò)）技術(shù)。航海技術(shù)專業(yè)不可能開設(shè)太多通信電子類的課程，學(xué)生普遍缺乏深厚的通信電子基礎(chǔ)知識(shí)，涉及設(shè)備工作原理的教學(xué)，講解應(yīng)力求通俗易懂、直觀化和形象化，NBDP的教學(xué)內(nèi)容剛好提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，使學(xué)生能通過這些簡(jiǎn)單的技術(shù)深刻理解數(shù)字通信設(shè)備的工作機(jī)理，為今后更進(jìn)一步的教學(xué)打下良好基礎(chǔ)，這非常符合由簡(jiǎn)入繁、由易入難的教學(xué)路線。

二、擬采用的NBDP教學(xué)方法

（一）傳統(tǒng)的NBDP教學(xué)法

傳統(tǒng)的NBDP教學(xué)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(shè)備外觀和分析工作原理。傳統(tǒng)的方法簡(jiǎn)單且易于實(shí)施，在教學(xué)中確實(shí)取得了一定的效果，但是，根據(jù)本人多年教學(xué)實(shí)踐，大多數(shù)學(xué)生對(duì)以上知識(shí)點(diǎn)的理解只能存于表面，很難達(dá)到深入、直觀具體和印象深刻，若講解不夠生動(dòng)，會(huì)使課堂氣氛陷入沉悶，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在復(fù)習(xí)應(yīng)考GMDSS證書考試時(shí)，碰到相關(guān)問題只能死記硬背答案，而做不到融會(huì)貫通，靈活運(yùn)用。

（二）探究式教學(xué)法、圖示法、實(shí)例法與動(dòng)畫演示法的綜合運(yùn)用

探究式教學(xué)（Inquiry Teaching）法，又稱發(fā)現(xiàn)法、研究法，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)概念和原理時(shí)，教師只是給他們一些事例和問題，讓學(xué)生自己通過閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論、聽講等途徑去獨(dú)立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的原理和結(jié)論的一種方法。它的指導(dǎo)思想是在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自覺、主動(dòng)地探索，掌握認(rèn)識(shí)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(xué)的過程中，學(xué)生的主體地位、自主能力都得到了加強(qiáng)。

探究式教學(xué)法教學(xué)過程一般包括兩個(gè)步驟。首先，創(chuàng)設(shè)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(xué)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(xué)生擬訂合理的研究計(jì)劃，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?。同時(shí)，要求教師提供一定的實(shí)驗(yàn)條件或必要的資料，由學(xué)生自己動(dòng)手去實(shí)驗(yàn)或者查閱，來尋求問題的答案。

圖示法是講解GMDSS通信設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的常用方法。實(shí)例法可將枯燥深?yuàn)W的理論知識(shí)形象化和通俗化，使知識(shí)點(diǎn)在學(xué)生腦海中的印象更深刻，更易理解，在GMDSS教學(xué)中也應(yīng)大量采用。動(dòng)畫演示法大量用于設(shè)備工作過程的演示，其真實(shí)生動(dòng)的效果是其他教學(xué)法無法比擬的，它對(duì)提升教學(xué)效果所做出的貢獻(xiàn)是全方位的，輪機(jī)專業(yè)多門課程的教學(xué)常采用此方法，船舶內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的復(fù)雜工作過程通過動(dòng)畫演示變得一目了然。在GMDSS教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容以應(yīng)用型知識(shí)點(diǎn)為主，涉及設(shè)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(dòng)畫演示。

本文將探究式教學(xué)法、圖示法、實(shí)例法和動(dòng)畫演示法相結(jié)合，應(yīng)用于NBDP設(shè)備工作原理的教學(xué)實(shí)踐中，達(dá)到使學(xué)生深刻理解設(shè)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(xué)的實(shí)施策略

（一）明確教學(xué)目的

主要講解NBDP設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，設(shè)備的工作原理，要求學(xué)生深刻理解NBDP的工作原理，對(duì)數(shù)字通信的本質(zhì)有深刻認(rèn)識(shí)，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(jī)連接才能收發(fā)電文。

（二）整合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容

按照GMDSS教學(xué)順序，應(yīng)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(shè)備是學(xué)生接觸的第一種數(shù)字通信設(shè)備，學(xué)生一般都感覺比較陌生，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生去思考這樣的問題：在船舶上，通信業(yè)務(wù)無非就是兩種，一種是話音通信，一種是發(fā)送電報(bào)。話音通信操作簡(jiǎn)單、速度快，但缺點(diǎn)是沒有書面記錄，事后無據(jù)可查；信息若以電報(bào)的形式發(fā)送出去，就克服了這個(gè)缺點(diǎn)。那么，通信設(shè)備如何把一份重要電報(bào)中的每一個(gè)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(gè)字符盡可能地?zé)o差錯(cuò)傳送，船舶都是采用數(shù)字通信設(shè)備去傳送電報(bào)，這些數(shù)字通信設(shè)備中最典型的代表就是NBDP設(shè)備。經(jīng)過這樣的引導(dǎo)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主探究欲望。

然后，教師應(yīng)向?qū)W生仔細(xì)介紹NBDP設(shè)備的功能作用，其在GMDSS船用通信設(shè)備中的地位以及重視其教學(xué)的重要性。條件允許的情況下，可展示一些設(shè)備外觀圖幫助學(xué)生對(duì)NBDP設(shè)備有一個(gè)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(duì)4B3Y碼的編碼規(guī)律可列舉一些實(shí)例幫助學(xué)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(xué)生掌握，可通過畫FSK信號(hào)波形幫助學(xué)生理解。

（三）教學(xué)實(shí)施步驟

1.提出問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生尋求答案。探究式教學(xué)法的載體與核心是問題，學(xué)習(xí)活動(dòng)是圍繞問題展開的。探究式教學(xué)法的出發(fā)點(diǎn)是設(shè)定需要解答的問題，這是進(jìn)一步探究的起點(diǎn)。從教學(xué)的角度講，教師需要根據(jù)教學(xué)目的和內(nèi)容，精心考量，提出難度適度、邏輯合理的問題。學(xué)生經(jīng)過以上的引導(dǎo)及具備相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)后，教師可根據(jù)圖1提出若干問題如下：

（1）M和Q點(diǎn)的代碼格式分別是什么？

（2）R點(diǎn)是一種什么樣的信號(hào)？T點(diǎn)又是一種什么樣的信號(hào)？

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

按照探究式教學(xué)法的實(shí)施步驟，接下來應(yīng)驅(qū)動(dòng)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)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(shí)間可多可少，但是其效果是明顯的，學(xué)生在教學(xué)中不再處于被動(dòng)地位，能發(fā)揮其自主性，思考問題在前，講解在后，難點(diǎn)問題在學(xué)生腦海中留下了極其深刻的印象。這激發(fā)了學(xué)生的求知欲，提高了學(xué)生利用現(xiàn)有條件去解決問題的積極性。

在探究式教學(xué)法的應(yīng)用中，因?yàn)楹胶ｎ悓W(xué)生普遍缺乏扎實(shí)的通信電子基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)電子設(shè)備微觀世界的工作過程感覺抽象難于理解。故而，在學(xué)生尋求問題答案時(shí)，教師可根據(jù)情況適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)撥。比如，根據(jù)學(xué)生所學(xué)過的一些電子技術(shù)基礎(chǔ)類課程，鍵盤實(shí)際上是一個(gè)編碼器，它把人類可以理解的字符轉(zhuǎn)換成設(shè)備可以理解和處理的01代碼，而這些01代碼屬于基帶信號(hào)，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(shè)備采用的一種編碼方式，為什么數(shù)字通信必須要進(jìn)行編碼呢？主要是因?yàn)榻邮斩丝衫猛ㄐ烹p方約定的編碼規(guī)律進(jìn)行檢查和糾錯(cuò)。

2.實(shí)例法、圖示法和動(dòng)畫演示法結(jié)合進(jìn)行后續(xù)講授。為了使學(xué)生對(duì)以上所提問題的答案有深刻的理解，可以設(shè)備發(fā)送字符“A”為例，將圖1中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的代碼和波形一一畫出，如圖2所示。講解時(shí)力求思路清晰，通俗易懂，每點(diǎn)代碼和波形應(yīng)一一列出，不可一下子全部在屏幕上顯示。

由于動(dòng)畫演示具有生動(dòng)活潑的優(yōu)點(diǎn)，可將上述各個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)到一起做成一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫，演示后可加深學(xué)生的理解。教師按下鍵盤上任意一個(gè)鍵后，字符“A”從鍵盤出發(fā)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器和接口后到達(dá)M點(diǎn)，屏幕上以動(dòng)畫的形式顯示字符“A”的ASCII碼，經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換后，在Q點(diǎn)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(diǎn)的波形，F(xiàn)SK信號(hào)經(jīng)過單邊帶發(fā)信機(jī)的處理后，T點(diǎn)的信號(hào)是高頻信號(hào)，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(dòng)畫演示的結(jié)果如圖3所示。

3.總結(jié)及問題擴(kuò)展。NBDP設(shè)備是一種數(shù)字通信設(shè)備，它的主要任務(wù)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(shè)備把每個(gè)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(hào)，才能適合在無線空間中傳輸，這個(gè)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(jī)。因此，NBDP終端與單邊帶收發(fā)信機(jī)相連接才能收發(fā)電文。另外，單邊帶電臺(tái)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(jī)提供，它可以把較低頻率的FSK信號(hào)提升到更高的頻率上。單邊帶發(fā)射機(jī)天線的任務(wù)就是把高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為無線電磁波向空間輻射。

四、NBDP教學(xué)效果分析

此方法多次用于GMDSS的NBDP教學(xué)中，取得了很好的效果。通過探究式教學(xué)法和動(dòng)畫演示法，課堂氣氛不再沉悶，概念不再抽象，通信電子基礎(chǔ)知識(shí)薄弱甚至是沒有學(xué)過相關(guān)基礎(chǔ)課程的學(xué)生對(duì)數(shù)字通信這一概念有了深刻而形象的理解。在NBDP教學(xué)內(nèi)容之后，還有DSC和NAVTEX的教學(xué)內(nèi)容，其中DSC也屬于數(shù)字通信設(shè)備，也需要采用特定的編碼經(jīng)過FSK調(diào)制和單邊帶設(shè)備處理之后才可以向外發(fā)射信號(hào)。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(xué)內(nèi)容講得通俗透徹，學(xué)生深刻理解了其工作機(jī)理，因此，對(duì)這些后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容更加容易理解和掌握。

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