船舶通信與導航理論教學與實踐教學相結合的探索

吳游

摘要：船舶通信與導航是一門理論性、實踐性很強的學科，對促進社會經濟發展和軍事國防安全具有巨大作用。培養“海洋強國”的戰略人才，必須以理論為先導，以實踐為中心，加強船舶通信與導航教學模式的創新，處理好理論教學和實踐教學的關系。本文針對船舶通信與導航課程的特點，就如何將理論教學與實踐教學有機結合進行了探索，以找尋理論教學與實踐教學的最佳結合點，提出了理論教學與實踐教學相結合是教學改革的主方向，為未來的戰略人才打下良好的理論和技能基礎。

關鍵詞：船舶通信；船舶導航；理論與實踐相結合

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0216-02

十八大提出了“海洋強國”的戰略方針，進一步確立了船舶與海洋工程在國家的經濟發展和軍事國防方面的重要地位。船舶通信與導航是船舶電氣專業的重要組成部分，是船舶安全航行和正常運行的一個重要手段，也是海上安全必不可少的重要保證，因此在大學設置船舶通信與導航這門課程有著重要的意義。

一、船舶通信與導航的教學現狀

《船舶通信與導航》是一門跨學科的課程，內涵十分豐富，包含了通信理論、控制理論以及海洋學科的知識。該課程的知識面很廣，內容比較復雜。課程主要介紹各類船舶通信和導航系統的基本原理、性能、結構以及實例。開設該課程的目的是使學生熟悉現代通信、無線電導航、慣性導航、衛星導航、組合導航等基本原理，掌握地面頻率通信系統、衛星通信系統、海上安全信息系統等常見的船舶通信系統；掌握搜救雷達應答器及船用天線、船用磁羅經、航海陀螺羅經、船用回聲測深儀、船用計程儀、船用導航雷達與ARPA、GPS衛星導航系統、船載航行數據記錄儀、船舶自動識別系統等常用船舶通信及導航設備；使學生了解船舶通信和導航系統在實際工程領域的典型應用，掌握船舶通信與導航的基本原理和分析方法，為將來從事專業技術工作打下扎實的理論基礎和技能基礎。

從教學內容和課程目的可以看到，學生不僅要學習船舶通信、船舶導航的基本原理，還需要學習一些船舶通信和導航設備，在此基礎上完整地掌握相關船舶通信及導航的子系統。在授課教學模式中，教師往往就一本教材從頭到尾講授給學生，教師講什么，學生就聽什么，這種教學模式無法滿足船舶通信與導航課程教學的要求。授課教學模式中，沒有體現以教師為主導、學生為主體的教學觀點。學生在教學過程中只是被動地聽、記、背，學習缺乏主觀性和能動性，學生只能靠死記硬背理解相關理論，這樣使得學生缺乏形象思維能力和解決具體問題的技能。教學方法和手段的單一性往往會出現紙上談兵的尷尬結果。老師說教的教學方式不僅不能達到預期的目的，反而容易使學生滋生厭學的情緒。

二、理論和實踐相結合的教學方法

實踐教學[2]不是理論教學的輔助和補充，而是理論教學的進一步延伸。船舶通信與導航一方面表現出重點專業基礎課的特質，另一方面也體現出了重要技能基礎課的特點。把理論教學和實踐教學有機結合是培養學生綜合能力、創新能力的一種教學方法。把課堂教學和科研成果運用到實踐教學的各個環節，在實踐教學中開展綜合性和設計性實驗，有助于學生開拓視野，加深對本課程基礎理論的理解，提高學生的實際動手能力，使理論和實踐得到了充分的結合，從而最大限度地培養學生的創新能力。

首先，“船舶通信與導航”能涉及很多的通信理論和自動化控制的理論，通過講授的方式，學生會能夠比較好地學習這些理論知識。但是，對知識的深入掌握和應用，靠單純的講授是無法實現的，需要學生自己動手，去仿真學習，自己通過編程仿真，真正掌握這些原理知識。

其次，“船舶通信與導航”本身就是一個功能齊備但是很復雜的大系統，講起來內容抽象、復雜，還很枯燥無味，學生的興趣就會隨著講課的過程逐漸變得淡薄；另一個問題是純講授原理，學生沒有實際的感觸，無法將實物和原理結合聯系起來一起理解，不利于學生對知識的消化吸收。特別是一些通信及導航設備，單純講授這些設備的設計原理以及應用，學生一聽而過，教學效果不會很好，而利用現有的實驗室平臺，讓學生直接接觸這些船用設備，一方面可以直觀了解這些設備，更好地消化老師教授的理論內容，另一方面，學生可以自己動手去操作這些設備，進一步深入了解設備的使用，同時可以了解到設備與設備之間的聯系，建立系統的概念，對理論教學有一個深入和補充。

三、“船舶通信與導航”理論和實踐相結合的教學方法的實施

（一）現有的實驗條件

學院擁有“船舶綜合平臺信息系統實驗室”、“船舶電子信息系統實驗室”。利用學院現有的實驗室條件，以現代通信技術理論為基礎，實現船舶通信與導航半實物仿真實驗教學。系統包括：船舶微波通信實驗仿真系統、船舶導航實驗仿真系統以及船舶光纖通信實驗仿真系統。圍繞導航設備以及船舶電子設備和應用技術，通過實物、半實物與仿真等手段，使學生熟悉船用無線電通信、微波通信和光纖通信基本原理，掌握天線與微波理論、電磁兼容技術、光纖通信技術等相關的應用技術、信息處理方法在船舶通信中的應用。船舶通信與導航系統實驗室主要有船舶微波通信實驗及仿真系統、船舶光纖通信實驗及仿真系統和船舶導航仿真系統，可以實現船舶通信與導航半實物仿真實驗教學。

（二）理論教學

要重視理論教學，努力提高學生的理論水平。

1.多媒體教學。多媒體教學減少了課堂板書，使教學內容更加形象化，激發學生的學習興趣，增加了課堂授課的信息量，適合船舶通信與導航的課堂教學。例如在講授電羅經的指向原理時，就可以通過動畫演示的方法，生動形象地演示出羅經的等幅擺動軌跡，以及加了力矩以后的阻尼運動軌跡。通過多媒體教學，不但可以幫助學生比較牢固地掌握理論知識，而且還可以有效地把實踐教學也融進去，推動教學改革，提高教學質量。

2.討論式教學。在教學過程中，為了配合理論知識的學習，把每一次實驗結束后遇到的實際問題提出來，要求學生進行課堂討論并提出解決問題的辦法。現在的通信手段和導航技術日新月異，書本的知識和技術的進步相比有一定的滯后性，可以給學生一些課題，讓學生課后去閱讀、學習、歸納整理，在課堂上展開討論。這樣可以提高學生的學習主動性和積極性，而且可以擴大學生的知識面，保證學生學習知識的前沿性。

（三）實驗教學

學生通過船舶微波通信實驗實現船外通信，主要包括船舶與船舶通信、船舶與衛星通信、船舶與陸地通信。學生能夠掌握船舶通信系統的組成與基本原理，微波設備的使用方法與具體應用。理解船舶通信中微波信號的測量、分析與設計方法，并能夠利用仿真技術對微波通信系統進行信號和信息處理；學生通過船舶光纖通信實驗，掌握現代光纖通信的系統組成結構與基本原理，并理解船用光纖傳感器工作的物理參數、技術概念和標準等，較為全面地了解現代光纖通信技術；通過編程GPS原理實驗平臺、GPS中頻信號采樣器、船舶自動識別系統等設備使學生理解GPS的基本原理，掌握GPS導航定位的方法，并通過對GPS接收機接口和信號處理等模塊的軟硬件設計，使學生進一步掌握GPS接收機組成原理和使用方法，掌握衛星信號的捕獲和跟蹤等信號處理技術，使學生在今后的工作中能夠更好地應用GPS產品，真正做到理論與實踐相結合。

四、總結

總之，船舶通信與導航課程理論教學和實踐教學相結合，使課程內容更接近實際、教學方法更易于為學生所接受，從而提高了學生的學習興趣和主動性，使船舶通信與導航課程的學習始終與技術發展保持一致。學生既能夠學習船舶通信和船舶導航的基本原理，又能夠掌握船舶通信和導航設備應用，為以后學生走上工作崗位，無論從事船舶設計還是航海應用都打下良好的理論基礎和技能基礎。

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