案例式教學法在電磁頻譜管理課程中的應用研究

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過程中存在的問題，以增強學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力為目標，強調了教學法研究的重要性。以無線電臺站間的用頻兼容性為例，詳細描述了案例式教學法在該課程中的應用研究，實現理論和實踐的良好對接，取得較好的教學效果。

關鍵詞 電磁兼容 頻譜管理 案例式教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：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、導航、射電天文等無線電業(yè)務需求迅速增長，電磁環(huán)境越來越復雜，電磁頻譜供需矛盾日益尖銳。隨著大量用頻設備在軍事領域的應用，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)場制電磁權的基礎，已成為軍事的聚焦點。基于院校教育轉型的客觀要求和信息化條件下新型人才培養(yǎng)的現實需求，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，該課程的應用具有很強的工程實踐性。

1 研究思路及內容

作為一門交叉學科，電磁頻譜管理課程內容涉及的知識面廣，基本原理比較抽象，含有大量繁瑣的公式和論證，而其應用卻具有很強的工程實踐性。它要求學生具有扎實的理論基礎知識，還應具有一定的知識背景，這使得學生在理解和掌握該課程時有一定的難度。傳統(tǒng)教學模式是以教師講和學生聽為主，枯燥的理論使得學生聽得筋疲力盡，索然無味，進而失去了學習興趣，教學效果較差。本著“學為主體、能力為本、面向應用”的教學理念，以增強學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力為目標，課程組結合科研工作的經驗對教學法的多樣化進行改革研究，以便取得良好的教學效果。

緊貼頻譜管理崗位實際人才培養(yǎng)需求，深入探討和研究電磁頻譜使用、管控和服務有關的教學問題，著眼于教學法的創(chuàng)新與實踐，強化教師與學生的互動互學，深入開展案例式教學①研究。將教師的角色定位于“引導”，重點放在講授內容的重點、難點以及方法，留給學生自主發(fā)揮的自由空間。將理論與需要解決的任務相結合，通過學生的努力來掌握解決問題和自主學習的能力，形成全面合理的知識結構，初步具備貫穿于頻譜使用、管控和服務等各個環(huán)節(jié)的專業(yè)技能和業(yè)務素質，為將來勝任頻譜管理工作筑牢基礎。

2 案例式教學法的應用

案例式教學法是一種以案例為基礎、互動式的新型教學方式，它通過具體教育情景的描述來引導學生討論特殊情景。案例式教學是為教學法目標服務的，與相應的理論知識有直接的聯系，學生和教師之間通過觀點的互動交流，達到啟示理論和開拓思維的目的。

2.1 案例準備

教學中使用案例，需要經過細致的準備。首先，要有明確的實施計劃，包括特定的教學對象、明確的教學目的、追求的教學效果。其次，要有科學的教學設計，符合教學標準，要有創(chuàng)新和特色。案例來源于實踐，教師不能虛構而作，主觀臆測。最后，要使用典型的案例，并提前布置和指導學生閱讀。無線電臺站間電磁兼容分析是本課程的重點內容之一，該部分的教學就非常適合采用案例式教學方法。電磁兼容分析②主要是圍繞無線電設備或系統(tǒng)之間相互影響展開的，判斷其是否兼容，有兩個關鍵技術指標，即允許干擾電平和實際干擾電平。在本課程中，無線電干擾是指無線電臺站間的相互干擾，一般包括同頻干擾、鄰頻干擾、互調干擾、阻塞干擾和帶外干擾等。下面我們以某地面固定臺站為例，在互調干擾這種情況下，分析無線電臺站間的用頻兼容性。

首先，由教師對案例場景和條件進行描述，給出兩固定陸地臺站和電波傳播環(huán)境的相關參數;進而，引導學生綜合運用系統(tǒng)間電磁兼容分析所涉及的各種方法和原理，針對互調干擾這種情況進行準備，并借助其他手段，分析兩臺站間的用頻兼容性;最后，對學生進行分組，將參與本次案例的學生分成4組，每組成員4人，分別進行發(fā)射機互調干擾和接收機互調干擾的案例討論，班里其他學生進行輔助配合，質疑。各組學生需要了解案例的內容，查找必要的資料，進行相應的思考、驗證和整理，進而提出解決辦法，每個小組準備的方式不同，表達不同意見的機會就多些，學生對案例的理解也會更深刻。學生在進行案例準備的過程中，教師需要提醒臺站間電磁兼容分析的方法，該方法主要包括：理論計算、計算機仿真、實驗室測試和現場測試等四類。

2.2 案例實施

案例實施也即案例討論，是整個過程的中心環(huán)節(jié)，教師應設法布置特殊場景配合案例的說明，引導學生緊緊圍繞案例展開討論，充分調動學生的主動性，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，其目的就是實現多種業(yè)務或系統(tǒng)之間的共存，而電磁兼容分析是保證各種業(yè)務或系統(tǒng)相互兼容的主要技術手段，③電磁兼容分析的主要工作是確定設備或系統(tǒng)的允許干擾電平，并比較實際干擾電平和允許干擾電平的大小。以發(fā)射機互調干擾的影響為例，為確保兩臺站之間的用頻兼容性，需要確定兩臺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)言時間嚴格控制在20分鐘之內，發(fā)言完畢，本小組成員需要接受其他學生提出的問題并做出相應解釋。此時的發(fā)言和討論是用來拓寬和深化學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，組織重點討論。如此，可以將注意力引導到方案的合理解決上來。

根據臺站的發(fā)射參數、接收參數以及傳輸參數，有的小組利用相關的公式，進行相應的理論計算，得出固定無線電臺站之間的干擾結果;有的小組采用計算機仿真，通過仿真軟件來實現臺站之間的用頻兼容性分析;還有的小組進行實驗室模擬測試，利用儀器儀表產生干擾源，加載到被測設備上，從而找到干擾指標。另外，在教師的幫助下，利用實際設備現場試驗從而驗證系統(tǒng)的性能。通過不同的方法，可以得出結論，隨著臺站間距離間隔的變化，實際的干擾電平也在改變，兩臺站的兼容性發(fā)生變化。

2.3 案例總結

在討論完成之后，教師應留出一定的時間讓學生進行思考和總結。每個小組以書面形式提交總結報告，可以是總結規(guī)律和經驗，也可以是獲取這種知識和經驗的方式。同時，教師也要進行歸納總結，做出綜合評價。比如說，針對案例中的主要問題做出強調，加深學生對知識點的把握;對不夠深入、不夠確切的地方，做出重點講解，引起學生的重視。通過案例，學員既能鞏固理論知識，又能提升工程實踐能力，實現理論和實踐的良好對接。案例式教學不應是單一的“教”，而應該注重教師和學生、學生和學生之間彼此互動的“學”，充分考慮“學”的過程中學生可能采取的行動，以及對“學”的過程的整體設計和控制。

3 關于案例式教學法的思考

本門課程中重點探索并實踐的教學法包括案例式、辯論式和探究式。案例式教學生動具體、直觀易學，能夠有效調動學生的主動性，實現教學相長。本課程中部分重點內容符合案例式教學的條件，結合實驗室資源，緊貼頻管技術工作的需求。在實際教學過程中，以下幾個方面需要思考。

（1）案例的“精挑細選”。在教學中使用案例，需要“精挑細選”，既要符合一定的教學需求，又要具有典型性、真實性、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，不同的著眼點反映了不同的意圖，服務于不同的教學目的，也會帶來不同的教學效果。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，實際效果適得其反，達不到預期效果。

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

（3）案例的“及時更新”。實踐中，同一個案例會從不同的角度反映不同的知識點，偶爾在不同的教學內容中使用同一案例也是可行的，但是不能簡單地、反復地使用，缺乏吸引力，起不到案例式教學法應有的效果。“及時更新”案例，激發(fā)學生的參與熱情，喚醒潛藏在學生身上的創(chuàng)新性思維能力。實踐中發(fā)現，學生的實踐經驗和課堂參與程度是成正比的，會引起較好的課堂反響。

4 結束語

我們在教學過程中，將案例式教學法應用到本課程的系統(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部分，通過實際教學證明，這樣既能豐富教學方法，融合教學內容，又能激發(fā)學生學習興趣，提升教學效果。

注釋

① 劉曉晶，吳海燕.案例教學法與創(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”課程案例導入式教學實踐[J].電氣電子教學學報，2011.23（4）：94-95.

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