陈 红 金 虎 姜 丽 蔡晓霞
(国防科技大学电子对抗学院 安徽·合肥 230037)
军事通信担负着“军队的神经网络”、“战斗诸因素的黏合剂”等重要角色,是电子对抗的主要目标之一。现代信息化战争离不开军事通信系统,没有通信,就没有战争的胜利。《军事通信系统》是通信类、电子信息类专业的一门重要的基础课程,是电子对抗专业学员学习后续电子对抗类的原理课程、装备课程、战术课程等相关专业课程的基础,也直接关系到学员工作后的第一任职能力的发挥,提高该课程教学质量非常重要。近几年来,学生在课程学习过程中普遍认为该课程内容涉及面较广泛,理论知识抽象,掌握难度较大,实践课程内容单一,不利于综合能力的培养。为了提高教学质量,我们开展了教学内容、教学手段、实践设计等多个方面教学与实践的改革探索研究。首先,教材是课程教学的根本,专业课程应该紧跟专业发展步伐、及时改编教材,更新教学内容;其次,课堂是课程学习的第一环节,为了适应当代学员对知识的认知需求,必须改革教学手段,从而在课堂授课学时被大幅压缩的同时,仍能获得较大的信息量、较高的学习效率;最后,实践教学是当今高等教育改革和院校教育转型的重要目标,也是专业课程学习必不可少的环节,必须通过一定数量的配套实践教学,才能真正达到对学生工程实践能力和创新能力的培养目的。
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,军事通信技术不断更新,军事通信系统无论是硬件、软件,还是系统结构等方面都呈现了多样化和智能化。目前,通信类、电子信息类专业的《军事通信系统》选用的教材存在内容过时、缺乏新理论新技术等明显问题,急需进行筛选、重编。课程组结合新人才培养方案,调整教材纲目结构、更新教学内容。首先,在第一章绪论中增加通信网基础及军事通信网系总体框架等内容,让学员尽快从《通信原理》课程的点到点通信的通信系统基本原理学习过渡到网络化信息系统中,建立起网络通信的概念;增加第二章军事通信抗干扰技术,除了保留原教材中扩频通信技术外,增加了差错控制编码、智能天线等抗干扰新技术,开阔了学员视野;战术互联网的概念最早是美军1995年首次提出,我军是本世纪初开始研究建设,原教材缺少该内容,在这次改编中,我们更新扩展原教材的第五章军事地域通信网,增加第七章战术互联网,系统地阐述了战术互联网的定义、本质特征、总体框架及关键技术,并以美军战术互联网作为典型系统介绍战术互联网的应用;此外,作为现代信息技术与战术理念相结合应运而生的新产物——战术数据链,是现代高科技战争中作战效能的倍增器,因此,本次改编中,我们增加了第八章战术数据链,系统地介绍了战术数据链的基本概念以及目前使用最多的通用数据链Link4A、Link11、Link16等基本原理。
梳理授课内容时,一方面严格依据教学大纲精选教学内容。通常,教材内容比较全面、宽泛,教材中关于基本概念、基本原理、基本方法即“三基”内容只要是预修课程涉及到的,不应该重复讲述,如:《通信原理》是《军事通信系统》的预修课程,在《通信原理》课程中已经详细介绍各种调制方式的工作原理,其中单边带通信系统是一种应用较多的军事通信系统,针对教材的这部分内容,教员在课堂上不再讲述基本原理,而是通过提供图片、文本、视频等形式的相关资源、以及“单边带通信属于哪类调制方式?”“为什么单边带通信系统在军事上应用广泛”等思考题,通过设问、提问、抽查、解答的引导式学习方法,指导学员复习巩固相关内容,引导和鼓励学员去发现疑难、积极思考、寻求答案,变“被”学为“会”学,培养学员掌握正确的学习方法。另一方面,结合教学对象梳理调整授课方式。教材在每类通信系统的最后一节增加了相应的典型通信系统,目的是增加理论与实际应用之间的联系,梳理授课内容时,我们针对不同层次的教学对象调整授课方式,对于层次较低、基础较差的大专学员,通常以讲解教材内容配合设备演示进行教学,而对于本科层次的学员,不仅要求学员理解教材中典型军事通信系统及其特点,还要求学员去查阅相关资料,开展探究式学习,从而培养学员作为一个新型军事人才应必备的核心素质,包括个人能力、军人职业能力和态度,为他们毕业后继续考研读博、走向科研岗位、打下坚实的理论基础。
军事通信系统种类多,理论性强,传统的课堂教师授课教学模式是以书本知识静态传授为主的被动学习,知识量少、形式枯燥,不能适应当代学员对知识的认知需求。为顺应军队院校教育转型的需求,我们借助软、硬平台,充分利用软件仿真直观、易懂,实装硬件感性、趣味等特点,开展教学手段改革,提高教学效果,从而使得学员在理解和掌握理论知识的同时,达到对学生工程实践能力和创新能力的培养目的。
一方面,借助软件仿真平台的验证功能,将软件仿真的分析结果融入课堂教学,通过精心设计制作教案,增加图片、视频等丰富多样的相关资源,大大丰富了课堂上教员与学员之间信息交流的形式和手段,使课堂教学更加形象、生动、有趣、可信,这些丰富多样的多媒体资源更容易引起学员的听课兴趣,大大改善理论课的教学效果。例如:分析散射通信系统的传播损耗时,原教材直接给出了散射损耗与传播距离的关系曲线,如图1(a)所示,它是一些在不同条件下所做的实验数据的平均结果。基于Matlab仿真平台,我们不仅验证了散射传播损耗随传播距离的变化关系,增加了教材内容的可信度,而且还将实验数据的平均结果与资料给出的经验公式进行对比分析,如图1(b)所示,图中给出的是在温带地区,当频率为1000MHz时,由散射损耗的经验公式得到的对比结果,教员可以利用该图引导学员开展分析讨论,可见经验公式的适用范围是通信距离大约在100公里至600公里之间,超过这个范围就必须实测修正,否则由经验公式估算的散射损耗有较大的误差,从而潜移默化地培养了学员分析问题、解决问题的能力。
图1:散射损耗与传播距离的关系曲线及仿真对比结果
另一方面,让实际装备走进课堂教学,例如,在讲到跳频通信的工作原理时,配合某型短波跳频通信系统的实装图片、参数设置、工作过程等进行讲解,如图2(a)所示;在讲到卫星通信系统时,配合某便携式卫星站的架设、撤收等整个工作过程以及找“星”的步骤、技巧等进行现场讲解,如图2(b)所示。采取这种理论教学与实际装备演示紧密相结合的教学手段,学员听课、学习的兴趣明显增加,避免了传统的教员讲、学员听的灌输式教学模式,加强了教员与学员的互动交流,还能帮助学员正确理解装备使用过程可能出现的问题、分析装备输出结果的合理性,达到学以致用的目的,取得了很好的教学效果。
图2:实际装备进课堂教学片段
根据国家教委提出的高等教育要“密切围绕培养应用型人才的特点,深化教学领域的改革”精神,这次新大纲中大大加强了实践教学环节,重视对学生工程实践能力和创新能力的培养,规定实践课时不少于总课时的30%。学员只有通过足够的验证性实验和一定数量的综合性实验,才能真正理解和掌握该学科的理论知识,获得一定的处理和解决实际问题的能力,实践教学的质量对学好专业课程更是至关重要。
一方面重视基础型实践操作。基础型实验以巩固课程基本原理和训练基本实验技能为主要目的,不可缺少。为此,我们尽可能让所有学员自己熟悉现有装备以及各种实验器材的操作,独立完成军用通信系统的操作和使用,认真细致地观察通信过程、记录实验数据,能分析实验过程出现的问题,处理实验数据、撰写实验报告。
另一方面,结合课程内容,寻找专业原理课程知识点与装备教学的契合点,开发综合性或设计性实验。大学教育的根本任务不仅是“教”,更应该注重“育”,目的是培养和造就高素质具有创新能力的人才。传统的实验模式通常都是老师事先安排、学生重复操作,学生没有思考的时间、空间和机会,对实验提不起兴趣,更谈不上创造性思维的培养。因此,专业课程配套实验的重点应该转移到让学员主动参与、积极思考等方面,通过开发灵活性较大的综合性或设计性实验,激发学员的创新意识,进一步培养学生的科研和动手能力。
两年来,《军事通信系统》课程组通过更新教学内容、改革教学手段、开发综合型实验等,实现了课堂教学与外场实践环节的有机结合,不仅提高了教员“教”的水平,也提高了学员“学”的兴趣,取得了很好的教学效果。