NBDP教学方法探究

黄焕

摘 要：文章从NBDP教学的意义出发，分析了传统NBDP教学方法存在的问题，提出了一种探究式教学法、图示法、实例法和动画演示法相结合的教学方法，并剖析了将此方法应用于NBDP教学实践的效果。

关键词：NBDP教学；探究式教学；策略

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）04-0040-03

一、NBDP教学的意义

NBDP指的是Narrow Band Direct Printing Telegraph，中文名称为窄带直接印字电报，简称窄带。它与单边带收发射机相连，可实现电文的发送与接收，完成船到船和船到岸的电传通信，它是GMDSS（Global Maritime Distress and Safety System——全球海上遇险与安全系统）地面通信系统唯一的可用于电传通信的设备。就目前的情况看，在GMDSS教学中，NBDP的工作原理、ARQ（Automatic Repetition Request——自动请求重复）和FEC（Forward Error Correction——前向纠错）工作方式的基本过程以及设备的操作是必讲内容，GMDSS普通操作员证书考试中也有一部分题目考到相关知识点。由于NBDP使用的技术落后，如传输速率慢、使用的编码简单、检纠错措施落后、通信效率低等，因此，在船上，该设备的使用并不受船员的重视，甚至有些船员在船上工作几十年都没有使用过NBDP，NBDP设备在船上及很多培训机构里成了一种摆设。基于以上原因，部分专家学者提出了取消NBDP的教学内容，将NBDP通信从船舶通信中淘汰掉的观点。笔者认为不仅不能取消掉NBDP的教学内容，而且应十分重视它的教学。原因有二：一方面，众所周知，HF NBDP（高频窄带）是Inmarsat卫星覆盖范围之外（即A4海区）唯一可以接收MSI（Maritime Safety Information——海上安全信息）的手段；另一方面，NBDP使用的技术虽然简单，如4B3Y码是一种非常简单的编码方式，FSK（Frequency-Shift Keying——移频键控）是一种非常普通的数字调制方式，ARQ和FEC也是较为普通的检纠错技术，但正是这种简单，学员就更加容易理解数字通信的实质，即信息数字化→编码→调制→高频信号发射，如果信道干扰大，接收错误时可通过ARQ实现纠错，使用二重时间分集可以提高通信的可靠性等等。同时，通过加深对NBDP的教学，也为今后学习另外一个非常重要的数字通信设备DSC（Digital Selective Calling——数字选择性呼叫）打下了一个良好的基础，而且，NAVTEX（Navigational Telex——航行电传）系统的电文播发使用的就是NBDP中的CFEC（Collective FEC——集群前向纠错）技术。航海技术专业不可能开设太多通信电子类的课程，学生普遍缺乏深厚的通信电子基础知识，涉及设备工作原理的教学，讲解应力求通俗易懂、直观化和形象化，NBDP的教学内容刚好提供了一个很好的平台，使学生能通过这些简单的技术深刻理解数字通信设备的工作机理，为今后更进一步的教学打下良好基础，这非常符合由简入繁、由易入难的教学路线。

二、拟采用的NBDP教学方法

（一）传统的NBDP教学法

传统的NBDP教学模式一般采用讲授法和图示法。第一步，深入分析NBDP的技术特性，如4B3Y编码、传输速率、工作种类、工作方式和FSK调制等；第二步，在多媒体教室的屏幕上显示相关图片，然后根据图片介绍设备外观和分析工作原理。传统的方法简单且易于实施，在教学中确实取得了一定的效果，但是，根据本人多年教学实践，大多数学生对以上知识点的理解只能存于表面，很难达到深入、直观具体和印象深刻，若讲解不够生动，会使课堂气氛陷入沉闷，进而会导致学生在复习应考GMDSS证书考试时，碰到相关问题只能死记硬背答案，而做不到融会贯通，灵活运用。

（二）探究式教学法、图示法、实例法与动画演示法的综合运用

探究式教学（Inquiry Teaching）法，又称发现法、研究法，是指学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，让学生自觉、主动地探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，从中找出规律，形成自己的概念。可见，在探究式教学的过程中，学生的主体地位、自主能力都得到了加强。

探究式教学法教学过程一般包括两个步骤。首先，创设情境，激发自主探究欲望；然后，开放课堂，发掘自主探究潜能。要完成前一步骤，教师需要根据教学目的和内容，精心考量，提出难度适度、逻辑合理的问题。要完成后一步骤，教师首先要帮助学生拟订合理的研究计划，选择恰当的方法。同时，要求教师提供一定的实验条件或必要的资料，由学生自己动手去实验或者查阅，来寻求问题的答案。

图示法是讲解GMDSS通信设备内部结构和工作原理的常用方法。实例法可将枯燥深奥的理论知识形象化和通俗化，使知识点在学生脑海中的印象更深刻，更易理解，在GMDSS教学中也应大量采用。动画演示法大量用于设备工作过程的演示，其真实生动的效果是其他教学法无法比拟的，它对提升教学效果所做出的贡献是全方位的，轮机专业多门课程的教学常采用此方法，船舶内燃机内部的复杂工作过程通过动画演示变得一目了然。在GMDSS教学中，教学内容以应用型知识点为主，涉及设备内部结构和工作原理一般只需图形讲解说明，极少用到动画演示。

本文将探究式教学法、图示法、实例法和动画演示法相结合，应用于NBDP设备工作原理的教学实践中，达到使学生深刻理解设备工作原理和数字通信本质，掌握4B3Y码和FSK调制等重要概念的目的。

三、NBDP教学的实施策略

（一）明确教学目的

主要讲解NBDP设备的内部结构框图，设备的工作原理，要求学生深刻理解NBDP的工作原理，对数字通信的本质有深刻认识，掌握NBDP终端内的CPU和调制解调器的作用，掌握4B3Y码和FSK调制，理解为什么NBDP终端必须要与单边带收发射机连接才能收发电文。

（二）整合相关教学内容

按照GMDSS教学顺序，应先讲模拟通信（包括调幅通信和单边带通信）后讲数字通信。NBDP设备是学生接触的第一种数字通信设备，学生一般都感觉比较陌生，教师应创设情境让学生去思考这样的问题：在船舶上，通信业务无非就是两种，一种是话音通信，一种是发送电报。话音通信操作简单、速度快，但缺点是没有书面记录，事后无据可查；信息若以电报的形式发送出去，就克服了这个缺点。那么，通信设备如何把一份重要电报中的每一个字符（如“ABCD”）传送到接收端？因模拟通信的抗干扰能力不如数字通信，为了使每个字符尽可能地无差错传送，船舶都是采用数字通信设备去传送电报，这些数字通信设备中最典型的代表就是NBDP设备。经过这样的引导，可激发学生的学习兴趣和自主探究欲望。

然后，教师应向学生仔细介绍NBDP设备的功能作用，其在GMDSS船用通信设备中的地位以及重视其教学的重要性。条件允许的情况下，可展示一些设备外观图帮助学生对NBDP设备有一个初步的了解。另外，还需要深入分析NBDP的技术特性，主要有：4B3Y码、信息传输速率、工作种类、工作方式和FSK调制。其中4B3Y码和NBDP的FSK调制尤其重要，对4B3Y码的编码规律可列举一些实例帮助学生理解；NBDP的FSK调制中，用1785Hz代表“0”，用1615Hz代表“1”，必须要求学生掌握，可通过画FSK信号波形帮助学生理解。

（三）教学实施步骤

1.提出问题，驱动学生寻求答案。探究式教学法的载体与核心是问题，学习活动是围绕问题展开的。探究式教学法的出发点是设定需要解答的问题，这是进一步探究的起点。从教学的角度讲，教师需要根据教学目的和内容，精心考量，提出难度适度、逻辑合理的问题。学生经过以上的引导及具备相关基础知识后，教师可根据图1提出若干问题如下：

（1）M和Q点的代码格式分别是什么？

（2）R点是一种什么样的信号？T点又是一种什么样的信号？

（3）若通过键盘输入字符“A”，则“A”所对应的ASCII码和4B3Y码分别是什么？试画出该4B3Y码所对应的FSK信号波形。

按照探究式教学法的实施步骤，接下来应驱动学生发挥主观能动性，利用教材和互联网去寻找问题的答案。此步骤所花时间可多可少，但是其效果是明显的，学生在教学中不再处于被动地位，能发挥其自主性，思考问题在前，讲解在后，难点问题在学生脑海中留下了极其深刻的印象。这激发了学生的求知欲，提高了学生利用现有条件去解决问题的积极性。

在探究式教学法的应用中，因为航海类学生普遍缺乏扎实的通信电子基础知识，对电子设备微观世界的工作过程感觉抽象难于理解。故而，在学生寻求问题答案时，教师可根据情况适当进行点拨。比如，根据学生所学过的一些电子技术基础类课程，键盘实际上是一个编码器，它把人类可以理解的字符转换成设备可以理解和处理的01代码，而这些01代码属于基带信号，不适合在无线通信链路里传输，必须要经过调制，才能在无线空间中从发射端传递到接收端。4B3Y码是NBDP设备采用的一种编码方式，为什么数字通信必须要进行编码呢？主要是因为接收端可利用通信双方约定的编码规律进行检查和纠错。

2.实例法、图示法和动画演示法结合进行后续讲授。为了使学生对以上所提问题的答案有深刻的理解，可以设备发送字符“A”为例，将图1中各点对应的代码和波形一一画出，如图2所示。讲解时力求思路清晰，通俗易懂，每点代码和波形应一一列出，不可一下子全部在屏幕上显示。

由于动画演示具有生动活泼的优点，可将上述各个知识点串联到一起做成一个简单的动画，演示后可加深学生的理解。教师按下键盘上任意一个键后，字符“A”从键盘出发，经过驱动器和接口后到达M点，屏幕上以动画的形式显示字符“A”的ASCII码，经CPU转换后，在Q点是字符“A”的4B3Y码，再经过调制器的FSK调制，屏幕显示R点的波形，FSK信号经过单边带发信机的处理后，T点的信号是高频信号，经天线处理后形成电磁波辐射出去。接收是发射的逆过程。动画演示的结果如图3所示。

3.总结及问题扩展。NBDP设备是一种数字通信设备，它的主要任务是如何把01代码发送出去。通过以上讲解，我们可以知道，NBDP设备把每个需要发送的字符数字化，经过编码后需要将其变成高频信号，才能适合在无线空间中传输，这个变频过程需要两次，一次要经过调制器的FSK调制，一次要经过单边带收发信机。因此，NBDP终端与单边带收发信机相连接才能收发电文。另外，单边带电台工作种类中，有“调制副载波”一说，此调制副载波是用于FSK调制的，即：用1785Hz代表“0”，用1615Hz代表“1”。调制的主载波由单边带发射机提供，它可以把较低频率的FSK信号提升到更高的频率上。单边带发射机天线的任务就是把高频信号转换成为无线电磁波向空间辐射。

四、NBDP教学效果分析

此方法多次用于GMDSS的NBDP教学中，取得了很好的效果。通过探究式教学法和动画演示法，课堂气氛不再沉闷，概念不再抽象，通信电子基础知识薄弱甚至是没有学过相关基础课程的学生对数字通信这一概念有了深刻而形象的理解。在NBDP教学内容之后，还有DSC和NAVTEX的教学内容，其中DSC也属于数字通信设备，也需要采用特定的编码经过FSK调制和单边带设备处理之后才可以向外发射信号。NAVTEX使用的是NBDP的CFEC技术向海上用户提供海上安全信息的广播，由于NBDP教学内容讲得通俗透彻，学生深刻理解了其工作机理，因此，对这些后续的教学内容更加容易理解和掌握。

参考文献：

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