多維立體教學法在《通信安全與對抗技術(shù)》教學中的應用

康凱+徐東輝+郭文普+張海靜

摘要：《通信安全與對抗技術(shù)》是通信工程專業(yè)的必修基礎課程，主要講述無線通信安全、通信對抗和抗干擾通信的基本理論。本文首先分析該課程在教學過程中呈現(xiàn)出的突出問題，進而有針對性地應用多維立體教學法，通過設計多樣化課堂流程、組織科學合理的實驗環(huán)節(jié)，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：通信安全與對抗；多維立體教學法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0158-02

《通信安全與對抗技術(shù)》屬于我校學歷教育通信工程專業(yè)一門必修專業(yè)基礎課程，要求學生在學習《信號與系統(tǒng)》、《通信原理》、《信息論與編碼理論》、《數(shù)字信號處理》和《衛(wèi)星通信》等前導課程的基礎上，進一步系統(tǒng)掌握無線通信安全與通信對抗技術(shù)的基本知識，能夠在通信系統(tǒng)信息傳輸過程中運用通信安全和通信抗干擾技術(shù)的基本理論和方法，對抗各種形式的干擾，提高系統(tǒng)傳輸可靠性。該課程對培養(yǎng)學生具備良好的思維能力和創(chuàng)新能力，勝任通信工程專業(yè)崗位任職需要具有重要的作用。因此，如何科學制定教學大綱、合理安排授課計劃、創(chuàng)新教學思路和方法、提高教學水平和效果、培養(yǎng)學生實際動手能力和分析解決問題的能力、培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才，是我們專業(yè)教師教學活動中所要考慮的重點。

一、課程特點

該課程是一門多學科、專業(yè)交叉滲透的綜合性課程。該課程涵蓋的知識面相當廣泛，不僅包含了無線通信安全概述，以及通信對抗原理中關于通信偵察、通信信號測向定位和通信干擾的內(nèi)容，還包括擴頻通信的基本理論，以及抗截獲、抗干擾通信的理論與技術(shù)、抗衰落通信原理、衛(wèi)星通信抗干擾應用等，涉及內(nèi)容非常多。該課程課時量僅為40學時，在此種情況下，要實現(xiàn)課堂教學效果最大化，關鍵在如何能有效地開展理論與實驗教學，通過多樣化靈活性高的教學手段提高學生的學習熱情，使學生更深入形象地理解所授內(nèi)容。

二、教學過程中存在的問題

目前，該課程由于教學內(nèi)容過于飽滿而課時量又少，同時受限于種種軟硬件限制，在過去的教學過程中，本課程采取了類似于高中教育的灌輸式教學方法。除了教師傳統(tǒng)教學思想根深蒂固外，落后的實驗教學手段也是選擇這種教學手段的無奈之舉，加之教師從事無線通信安全與通信對抗現(xiàn)場技術(shù)工作的機會很少，因此，課程教學主要依仗課堂教學便成了必然選擇。按照這樣的教學方法組織教學，根本無法滿足本科生綜合能力培養(yǎng)的要求。鑒于此，本文首先對該課程教與學過程中呈現(xiàn)出的幾個突出問題進行總結(jié)闡述，進而研究解決之法。教學過程中呈現(xiàn)出的幾個突出問題如下。

1.多媒體課堂枯燥，學生興趣感不強。在《通信安全與對抗技術(shù)》的教學過程中，由于通信安全與對抗的競技場是圍繞信息的獲取的電磁空間，其斗爭手段亦是無聲無形的電磁信息，因而其教學內(nèi)容抽象，要求重點掌握的知識復雜，單純依靠多媒體課件和黑板板書的課堂教學手段會讓學生覺得枯燥，學生還處在被動吸收的階段，大部分學生的學習興趣沒有被調(diào)動起來。此外，本課程的教學對象是具有一定專業(yè)基礎知識的大四學生，學生在這一階段已經(jīng)處于聽課的疲憊期，對“學生聽老師講”的傳統(tǒng)授課模式已經(jīng)產(chǎn)生疲憊[1，2]。另外，在這一時期的學生，已經(jīng)有比較強的自我意識，但又不能很好地自主學習，而且還要給考研復習和畢業(yè)設計任務分配充足的時間和精力，出于這種心理，他們對課堂投入的精力不夠、興趣感也不強。

2.前導課程知識龐雜，靈活運用難度大。《通信安全與對抗技術(shù)》涉及到的前導課程知識較多，其中通信原理被應用于DS擴頻信號抗干擾性能分析和FH/SS信號抗干擾性能分析中、信號與系統(tǒng)被應用于干擾抑制技術(shù)的譜分析中、信息論與編碼理論被應用于擴頻碼序列的設計中、衛(wèi)星通信是衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)學習的基礎、數(shù)字信號處理是理解空域干擾抑制原理的基礎。該課程被安排在通信工程本科專業(yè)教學后段，學生已經(jīng)完成了大多數(shù)課程學習。但是由于僵化教學和遺忘等原因，很難要求學生隨時靈活運用各種知識。教師在課堂上常常要為學生復習各種課程的相關理論。但由于涉及面廣、知識量大，復習的效果并不盡如人意。甚至會好心辦壞事，攪亂學生本就混亂的知識體系。

3.實驗教學資源有限，欠缺科學的實驗設計。本課程教學內(nèi)容中的基本理論、公式和概念，還有原理框圖和流程圖等非常豐富。這些內(nèi)容僅僅采用講授的方式，效果會很差。同時，諸多理論和原理又并不適合采用案例式教學形式。這為良好的教學效果的取得提出了嚴峻的考驗。筆者認為必須輔以與教學內(nèi)容相匹配的實驗環(huán)節(jié)，才能加深理解取得良好的教學效果。然而，由于教學資源中缺乏必要的無線通信安全和通信對抗演示實驗實物平臺，教學的效果大打折扣。因此，如何科學合理地設計仿真實驗內(nèi)容是關鍵。

三、多維立體教學法在本課程中的應用

多維立體教學法是指在教與學的過程中，師生交流和信息傳遞由單方向，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞蛄Ⅲw，即讓學生動眼觀察，用心思考，動口表達，動耳感知，動腦創(chuàng)新，動手體驗，充分調(diào)動學生的眾多感官參與到教與學的活動中來，活化思維，突出主體性[3，4]。這種教學方式可以增強教學內(nèi)容的生動性、形象性，增強教學過程中的互動性，有利于知識的高效獲取與常態(tài)保持，從而實現(xiàn)學生能力的多方面綜合發(fā)展和整體素質(zhì)的全面提高。

在《通信安全與對抗技術(shù)》的教學過程中，我們力圖采用多維立體教學方式，即，將以黑板板書為主的傳統(tǒng)教學、多媒體輔助教學、專用軟件仿真、課外互助交流、定期意見反饋等多種方式進行有機的結(jié)合，提出了“多維立體”協(xié)同式教學模式（如圖1所示）。通過建立起由教室到實驗室、由課內(nèi)到課外、由基礎到進階、由進階到創(chuàng)新、由課本到仿真、由自學到合作的多維立體化理論學習和實驗能力培養(yǎng)模式，將教室課堂、進階課堂、實驗課堂和課外互助課堂組合起來，擴展學生的學習空間，使學生學習與未來實際工作氛圍更加貼近。同時，所提教學模式由于采取了師生互動和生生互動的方式，因而利于調(diào)動學生的學習熱情，進而達到最佳的教學效果，也有助于解決第2節(jié)所述的本課程中教與學面臨的諸多問題。

本文在“多維立體”協(xié)同式教學模式的實踐過程中，針對《通信安全與對抗技術(shù)》課程特點，為了讓學生更深入、直觀、形象地理解基本理論和工作原理，設計了契合教學內(nèi)容的Matlab/Simulink仿真實驗，充分體現(xiàn)了“多維立體”協(xié)同式教學模式所強調(diào)的由教室到實驗室、由課內(nèi)到課外、由基礎到進階、由進階到創(chuàng)新、由課本到仿真、由自學到合作的特點，最大限度地發(fā)揮了調(diào)動和調(diào)控學生參與實驗積極性的作用。此外，為了將“多維立體”協(xié)同式教學模式中所倡導的師生互動和生生互動落到實處，進而全程調(diào)動學生的課堂學習熱情，筆者還在多媒體課件中融入了辯論、填空和故事追溯等諸多環(huán)節(jié)，實際教學效果良好。

四、結(jié)束語

本文探討了目前《通信安全與對抗技術(shù)》課程教學所存在的問題，對該課程教學方法進行了探討性的研究，提出了“多維立體”協(xié)同式教學理念，將以黑板板書為主的傳統(tǒng)教學、多媒體輔助教學、專用軟件仿真、課外互助交流、定期意見反饋等多種方式進行有機的結(jié)合，建立起由教室到實驗室、由課內(nèi)到課外、由基礎到進階、由進階到創(chuàng)新、由課本到仿真、由自學到合作的多維立體化理論學習和實驗能力培養(yǎng)模式，加強了師生間的互動，激發(fā)了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]李榮，李白萍.多維立體教學法在《微波與衛(wèi)星通信》教學中的應用[J].武漢大學學報：理學版，2012，58（S2）.

[2]王祖林，郭旭靜，尚佳棟.通信對抗基礎實驗的教學設計[J].實驗室科學，2010，13（1）.

[3]陳安，彭端，于兆勤，等.基于能力培養(yǎng)的電子信息類實踐課程教學[J].實驗室研究與探索，2015，34（10）.

[4]閆坤.《擴頻通信》課程教學實踐初探[J].中國新通信，2013，（09）.

Application of Three-dimensional Method in Theory Teaching

of Secure Communications and Communication Countermeasure Technology

KANG Kai，XU Dong-hui，GUO Wen-pu，ZHANG Hai-jing

（Group 403，Department of Information Engineering，Rocket Force University of Engineering，Xi'an，Shaanxi 710025，China）

Abstract：Secure Communications and Communication Countermeasure Technology is a basic course for the major of communication engineering，which introduces the theory of wireless secure communications，communication countermeasure and anti-jamming communications. This paper firstly analyzes some prominent problems during the past teaching process. Then，the three-dimensional teaching method was implemented through diversified designation of teaching process and rational organization of scientific experimental sessions，which has achieved a good teaching effect.

Key words：secure communications and communication countermeasure technology；three-dimensional teaching method；teaching reform