船舶通信与导航理论教学与实践教学相结合的探索

摘要：船舶通信与导航是一门理论性、实践性很强的学科，对促进社会经济发展和军事国防安全具有巨大作用。培养“海洋强国”的战略人才，必须以理论为先导，以实践为中心，加强船舶通信与导航教学模式的创新，处理好理论教学和实践教学的关系。本文针对船舶通信与导航课程的特点，就如何将理论教学与实践教学有机结合进行了探索，以找寻理论教学与实践教学的最佳结合点，提出了理论教学与实践教学相结合是教学改革的主方向，为未来的战略人才打下良好的理论和技能基础。

关键词：船舶通信；船舶导航；理论与实践相结合

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0216-02

十提出了“海洋强国”的战略方针，进一步确立了船舶与海洋工程在国家的经济发展和军事国防方面的重要地位。船舶通信与导航是船舶电气专业的重要组成部分，是船舶安全航行和正常运行的一个重要手段，也是海上安全必不可少的重要保证，因此在大学设置船舶通信与导航这门课程有着重要的意义。

一、船舶通信与导航的教学现状

《船舶通信与导航》是一门跨学科的课程，内涵十分丰富，包含了通信理论、控制理论以及海洋学科的知识。该课程的知识面很广，内容比较复杂。课程主要介绍各类船舶通信和导航系统的基本原理、性能、结构以及实例。开设该课程的目的是使学生熟悉现代通信、无线电导航、惯性导航、卫星导航、组合导航等基本原理，掌握地面频率通信系统、卫星通信系统、海上安全信息系统等常见的船舶通信系统；掌握搜救雷达应答器及船用天线、船用磁罗经、航海陀螺罗经、船用回声测深仪、船用计程仪、船用导航雷达与ARPA、GPS卫星导航系统、船载航行数据记录仪、船舶自动识别系统等常用船舶通信及导航设备；使学生了解船舶通信和导航系统在实际工程领域的典型应用，掌握船舶通信与导航的基本原理和分析方法，为将来从事专业技术工作打下扎实的理论基础和技能基础。

从教学内容和课程目的可以看到，学生不仅要学习船舶通信、船舶导航的基本原理，还需要学习一些船舶通信和导航设备，在此基础上完整地掌握相关船舶通信及导航的子系统。在授课教学模式中，教师往往就一本教材从头到尾讲授给学生，教师讲什么，学生就听什么，这种教学模式无法满足船舶通信与导航课程教学的要求。授课教学模式中，没有体现以教师为主导、学生为主体的教学观点。学生在教学过程中只是被动地听、记、背，学习缺乏主观性和能动性，学生只能靠死记硬背理解相关理论，这样使得学生缺乏形象思维能力和解决具体问题的技能。教学方法和手段的单一性往往会出现纸上谈兵的尴尬结果。老师说教的教学方式不仅不能达到预期的目的，反而容易使学生滋生厌学的情绪。

二、理论和实践相结合的教学方法

实践教学[2]不是理论教学的辅助和补充，而是理论教学的进一步延伸。船舶通信与导航一方面表现出重点专业基础课的特质，另一方面也体现出了重要技能基础课的特点。把理论教学和实践教学有机结合是培养学生综合能力、创新能力的一种教学方法。把课堂教学和科研成果运用到实践教学的各个环节，在实践教学中开展综合性和设计性实验，有助于学生开拓视野，加深对本课程基础理论的理解，提高学生的实际动手能力，使理论和实践得到了充分的结合，从而最大限度地培养学生的创新能力。

首先，“船舶通信与导航”能涉及很多的通信理论和自动化控制的理论，通过讲授的方式，学生会能够比较好地学习这些理论知识。但是，对知识的深入掌握和应用，靠单纯的讲授是无法实现的，需要学生自己动手，去仿真学习，自己通过编程仿真，真正掌握这些原理知识。

其次，“船舶通信与导航”本身就是一个功能齐备但是很复杂的大系统，讲起来内容抽象、复杂，还很枯燥无味，学生的兴趣就会随着讲课的过程逐渐变得淡薄；另一个问题是纯讲授原理，学生没有实际的感触，无法将实物和原理结合联系起来一起理解，不利于学生对知识的消化吸收。特别是一些通信及导航设备，单纯讲授这些设备的设计原理以及应用，学生一听而过，教学效果不会很好，而利用现有的实验室平台，让学生直接接触这些船用设备，一方面可以直观了解这些设备，更好地消化老师教授的理论内容，另一方面，学生可以自己动手去操作这些设备，进一步深入了解设备的使用，同时可以了解到设备与设备之间的联系，建立系统的概念，对理论教学有一个深入和补充。

三、“船舶通信与导航”理论和实践相结合的教学方法的实施

（一）现有的实验条件

学院拥有“船舶综合平台信息系统实验室”、“船舶电子信息系统实验室”。利用学院现有的实验室条件，以现代通信技术理论为基础，实现船舶通信与导航半实物仿真实验教学。系统包括：船舶微波通信实验仿真系统、船舶导航实验仿真系统以及船舶光纤通信实验仿真系统。围绕导航设备以及船舶电子设备和应用技术，通过实物、半实物与仿真等手段，使学生熟悉船用无线电通信、微波通信和光纤通信基本原理，掌握天线与微波理论、电磁兼容技术、光纤通信技术等相关的应用技术、信息处理方法在船舶通信中的应用。船舶通信与导航系统实验室主要有船舶微波通信实验及仿真系统、船舶光纤通信实验及仿真系统和船舶导航仿真系统，可以实现船舶通信与导航半实物仿真实验教学。

（二）理论教学

要重视理论教学，努力提高学生的理论水平。

1.多媒体教学。多媒体教学减少了课堂板书，使教学内容更加形象化，激发学生的学习兴趣，增加了课堂授课的信息量，适合船舶通信与导航的课堂教学。例如在讲授电罗经的指向原理时，就可以通过动画演示的方法，生动形象地演示出罗经的等幅摆动轨迹，以及加了力矩以后的阻尼运动轨迹。通过多媒体教学，不但可以帮助学生比较牢固地掌握理论知识，而且还可以有效地把实践教学也融进去，推动教学改革，提高教学质量。

2.讨论式教学。在教学过程中，为了配合理论知识的学习，把每一次实验结束后遇到的实际问题提出来，要求学生进行课堂讨论并提出解决问题的办法。现在的通信手段和导航技术日新月异，书本的知识和技术的进步相比有一定的滞后性，可以给学生一些课题，让学生课后去阅读、学习、归纳整理，在课堂上展开讨论。这样可以提高学生的学习主动性和积极性，而且可以扩大学生的知识面，保证学生学习知识的前沿性。

（三）实验教学

学生通过船舶微波通信实验实现船外通信，主要包括船舶与船舶通信、船舶与卫星通信、船舶与陆地通信。学生能够掌握船舶通信系统的组成与基本原理，微波设备的使用方法与具体应用。理解船舶通信中微波信号的测量、分析与设计方法，并能够利用仿真技术对微波通信系统进行信号和信息处理；学生通过船舶光纤通信实验，掌握现代光纤通信的系统组成结构与基本原理，并理解船用光纤传感器工作的物理参数、技术概念和标准等，较为全面地了解现代光纤通信技术；通过编程GPS原理实验平台、GPS中频信号采样器、船舶自动识别系统等设备使学生理解GPS的基本原理，掌握GPS导航定位的方法，并通过对GPS接收机接口和信号处理等模块的软硬件设计，使学生进一步掌握GPS接收机组成原理和使用方法，掌握卫星信号的捕获和跟踪等信号处理技术，使学生在今后的工作中能够更好地应用GPS产品，真正做到理论与实践相结合。

四、总结

总之，船舶通信与导航课程理论教学和实践教学相结合，使课程内容更接近实际、教学方法更易于为学生所接受，从而提高了学生的学习兴趣和主动性，使船舶通信与导航课程的学习始终与技术发展保持一致。学生既能够学习船舶通信和船舶导航的基本原理，又能够掌握船舶通信和导航设备应用，为以后学生走上工作岗位，无论从事船舶设计还是航海应用都打下良好的理论基础和技能基础。

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