發(fā)布時(shí)間：2023-03-16 15:53:53
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電磁波課程論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
（長(zhǎng)江師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，中國(guó) 重慶 408100）
【摘 要】柱函數(shù)是數(shù)學(xué)物理方法中的一個(gè)重要內(nèi)容，它包括貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)。這些函數(shù)表達(dá)復(fù)雜、性質(zhì)眾多、計(jì)算過(guò)程繁瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到很困惑。特別是柱函數(shù)積分計(jì)算比微積分中的積分要困難得多，通常使用洛梅爾積分教學(xué)計(jì)算。它的特點(diǎn)是只涉及同類柱函數(shù)乘積的積分。而在同軸諧振腔和同軸波導(dǎo)教學(xué)中，我們經(jīng)常要涉及不同種類柱函數(shù)乘積的積分。因此，對(duì)這類積分進(jìn)行研究，得到一般公式并應(yīng)用于教學(xué)。
關(guān)鍵詞 柱函數(shù)；洛梅爾公式；積分
Discussion on Cylindrical Function Teaching
HOU Shen－yong ZHAO Bo
(Institute of mathematical statistics, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)
【Abstract】Cylindrical function is an important content of methods of mathematical physics. It includes Bessel function, Neumann function and Hankel function. Since these functions have complex expressions, lot of properties and the complicated process of calculation, students feel difficult to master them. In particular, the integral of cylindrical function by Lomel integral is more difficult than it in higher mathematics, which is usually the integral of same kind cylindrical function. However, the integral of different kind cylindrical function will appears in the teaching process of coaxial resonator and coaxial waveguide. Hence, this integral will be studied in teaching process.
【Key words】Column; Function; Lommel formula; Integration
作者簡(jiǎn)介：侯慎勇（1964.03—），男，漢族，重慶人，博士，長(zhǎng)江師范學(xué)院，副教授，研究方向?yàn)楦吖β饰⒉ㄆ骷趪?guó)內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了20余篇論文。
趙博（1979.05—），男，漢族，重慶人，碩士，長(zhǎng)江師范學(xué)院，講師，研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)教育，在國(guó)內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了10余篇論文。
0 引言
在柱坐標(biāo)系里對(duì)拉普拉斯方程進(jìn)行分離變量，人們得到了貝塞爾方程。它的解可由貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)表示[1-2]。在一般的數(shù)學(xué)物理方法的教材都給對(duì)它們的許多性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。通過(guò)教師的講解，學(xué)生都能夠有效的掌握這些函數(shù)的性質(zhì)和并且靈活的應(yīng)用它們。但是，數(shù)學(xué)物理方法對(duì)柱函數(shù)的積分講解不多，一般只介紹了貝塞爾函數(shù)的有關(guān)的積分，這對(duì)學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)會(huì)帶來(lái)不利的影響。因?yàn)樵陔妱?dòng)力學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波、微波工程課程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)柱函數(shù)的積分，因此，在數(shù)學(xué)物理方法的教學(xué)中介紹一些柱函數(shù)的積分方法有助于學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)。
本文針對(duì)這一問(wèn)題，在柱函數(shù)積分的計(jì)算方面進(jìn)行一些探討。
1 柱函數(shù)的性質(zhì)
在電動(dòng)力學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波、微波工程的教學(xué)中，常常會(huì)出現(xiàn)在如圖1所示的同軸圓。
Tmn（x）=AmnJm（x）+BmnYm（x）（4）
Jm（x）和Ym（x）分別是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù)，Amn和Bmn是與x無(wú)關(guān)的常數(shù)，Tmn（x）是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù)的線性組合。通常稱Tmn（x）是同軸波導(dǎo)的柱函數(shù)。在以下的討論中，我們介紹柱函數(shù)Tmn（x）的一些性質(zhì)：
通過(guò)matlab軟件畫出Tmn（x）與Jm（x）和Ym（x）隨x變化的圖形，如圖2。圖中m=3，A=B=1。
從圖2中，可以看到Tmn（x）與Jm（x）和Ym（x）和一樣都是準(zhǔn)周期振蕩函數(shù)，而且Tmn（x）的零點(diǎn)在Jm（x）和Ym（x）的零點(diǎn)之間。這樣可以幫助學(xué)生了解柱函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì)。
在貝塞爾方程的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生都知道貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)都有以下的公式：
然而，柱函數(shù)Tmn（x）是否具有相似的性質(zhì)? 在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生證明了Tmn（x）對(duì)（5）~（7）也同樣成立。
關(guān)于貝賽爾函數(shù)的積分，經(jīng)常應(yīng)用到的積分是洛梅爾積分公式[4]：
它主要出現(xiàn)在于圓波導(dǎo)中的相關(guān)計(jì)算中。但是，在同軸圓波導(dǎo)中，由于電磁場(chǎng)是通過(guò)（1）~（3）表示，因此，在電磁場(chǎng)的功率和不同模式的耦合的計(jì)算中，往往需要計(jì)算。但是，（8）~（9）式不能有效的解決這一積分的計(jì)算。為此，我們引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)該積分公式：
式（10）~（11）是對(duì)洛梅爾積分公式的推廣。
從式（6）~（11），我們可以發(fā)現(xiàn)貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)和柱函數(shù)Tmn（x）存在相似的性質(zhì)，這些關(guān)系能夠加深學(xué)生對(duì)貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)的認(rèn)識(shí)，提高他們?cè)诤罄^課程對(duì)這些積分的計(jì)算能力。
2 柱函數(shù)的應(yīng)用
在這里，通過(guò)事例說(shuō)明（10）~（11）的應(yīng)用。
例1 計(jì)算
解: 這個(gè)積分在同軸圓柱波導(dǎo)的教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，無(wú)法使用公式（8）~（9）計(jì)算，而使用（10）~（11）可以方便的計(jì)算出個(gè)積分：
例2 在同軸圓波導(dǎo)和同軸諧振腔計(jì)算電磁場(chǎng)的功率時(shí)，會(huì)出現(xiàn)計(jì)算的兩個(gè)積分
其中：vmn、R0是常數(shù)。
解：如果不采用公式（8）和（9），這兩個(gè)積分是很困難的，而采用公式（10）和（11）時(shí)，過(guò)程就顯得很簡(jiǎn)單。我們可以直接得到該積分
通過(guò)以上的推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)使用公式（10）和（11）能夠貝塞爾函數(shù)與諾伊曼函數(shù)的乘積的積分和柱函數(shù)的積分變得容易簡(jiǎn)單。這給教學(xué)帶來(lái)極大的方便，在學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)中對(duì)它們的學(xué)習(xí)提供一定的幫助。
3 結(jié)論
本文對(duì)柱函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)它與貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)存在相似的性質(zhì)。這將有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增加它們對(duì)貝塞爾函數(shù)的認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
［1］梁昆淼.數(shù)學(xué)物理方法[M].3版.北京:高等教育出版社,1998.
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［3］劉盛綱.相對(duì)論電子學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006.
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù) 中學(xué)地理教學(xué) 課程資源
一、現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展
《遙感導(dǎo)論》是作為一名地理專業(yè)的學(xué)生需要在大學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程。在高中的課程學(xué)習(xí)中，我們就已經(jīng)知道地球上的物體都在不停發(fā)射、反射和吸收電磁波，而且不同物體對(duì)電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。而遙感（Remote sensing，簡(jiǎn)稱RS）就是指借助對(duì)電磁波敏感的儀器，在不與探測(cè)目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對(duì)電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征和性質(zhì)及其變化的綜合探測(cè)技術(shù)。[1]
遙感技術(shù)是在20世紀(jì)60年代興起的一門技術(shù)。人類從古代就向往著“順風(fēng)耳”、“千里眼”，隨著這一技術(shù)的產(chǎn)生，它就像人類的另一雙眼睛，能夠從另一個(gè)高度感知地球。但是在以前這是一門處于高科技領(lǐng)域的技術(shù)，普通人很難接觸到，當(dāng)然也很難運(yùn)用到。但是隨著社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步，這一門以前“高高在上”的技術(shù)在生活中的運(yùn)用也越來(lái)越普遍，各種遙感軟件平臺(tái)大眾化，普通群眾也能夠很容易地在某些網(wǎng)站下載遙感影像。
另一方面，遙感技術(shù)會(huì)被廣泛應(yīng)用，也正是因?yàn)樗墓δ苁謴?qiáng)大?，F(xiàn)代遙感技術(shù)視域廣闊，檢測(cè)范圍大，可覆蓋整個(gè)地球。能夠瞬時(shí)成像、實(shí)時(shí)傳輸、快速處理，迅速獲取信息和實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遺產(chǎn)保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展等多個(gè)領(lǐng)域都能夠發(fā)揮其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉樹地震震后以及13年廬山縣震后，航空影像圖都起到了關(guān)鍵作用。強(qiáng)烈地震往往會(huì)造成一些地區(qū)交通和通信中斷，嚴(yán)重影響外界對(duì)受災(zāi)情況的判斷和相應(yīng)決策。如何盡快獲取受災(zāi)信息，成為指導(dǎo)救災(zāi)工作的關(guān)鍵。而高分辨率遙感觀測(cè)技術(shù)，正是精確獲取災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)的最重要的手段之一。遙感地球所將地震后獲取的遙感數(shù)據(jù)，共享給參與救災(zāi)的國(guó)家有關(guān)部門和災(zāi)區(qū)政府，并將衛(wèi)星數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站上供社會(huì)免費(fèi)使用，為精確判斷災(zāi)情和救災(zāi)指導(dǎo)發(fā)揮了重要參考作用。
二、遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用
由此可見，遙感技術(shù)已不再高深莫測(cè)，它逐步走進(jìn)我們的生活并為我們所用。作為一名地理師范生，我們將來(lái)更多地會(huì)參與到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中，雖然偶爾會(huì)有部分教師在教學(xué)中也運(yùn)用到了一些遙感影像，但總的來(lái)說(shuō)這種趨勢(shì)還并不明顯。那到底遙感技術(shù)能不能運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)中呢？我認(rèn)為是能的。
比如在人教版高中地理必修一第四章第三節(jié)《河流地貌的發(fā)育》中，就有講述黃河三角洲的發(fā)育。教材當(dāng)中只用到了一張黃河三角洲的衛(wèi)星影像圖，但是為了讓學(xué)生能夠更清楚地感知到黃河三角洲的發(fā)育速度十分迅速，我們可以采用多張不同時(shí)期的衛(wèi)星影像圖來(lái)進(jìn)行對(duì)比教學(xué)。現(xiàn)代黃河三角洲是1855年以來(lái)，黃河沖積作用形成的，從那時(shí)至今衛(wèi)星影像的數(shù)量有很多，教師也很容易獲取。
除了在必修一自然地理的教學(xué)中運(yùn)用到遙感技術(shù)，必修二人文地理也同樣可以大量的運(yùn)用到遙感技術(shù)。例如城市內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、城市化、農(nóng)業(yè)地域與工業(yè)地域類型、交通運(yùn)輸?shù)牟季忠约叭祟惻c地理環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展都可以通過(guò)加入遙感影像豐富課堂素材，提升教學(xué)質(zhì)量。以高中地理必修二第二章第三節(jié)的《城市化》為例，教材上使用了大量的圖片，但都是一些地圖或者圖表，學(xué)生們只能抽象的去理解城市化的進(jìn)程，卻難以有一個(gè)具體的印象。然而遙感影像卻能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。從不同時(shí)期的遙感影像上我們能夠很清楚地看出一個(gè)城市城市化進(jìn)程地快慢與程度。學(xué)生也能夠從影像上清晰地找出一個(gè)區(qū)域的房屋、河流、植被等等，從而通過(guò)自主學(xué)習(xí)得出《城市化》這一節(jié)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，打破了以往的傳統(tǒng)教學(xué)。
當(dāng)然，遙感技術(shù)不僅可以運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中，也應(yīng)該運(yùn)用到其中。一方面是遙感技術(shù)可以豐富地理教學(xué)的課程資源。地理重在觀察，學(xué)生們習(xí)慣了看各種地圖、圖表，而遙感影像看得卻并不多。事實(shí)上遙感圖像可以真實(shí)、客觀的觀察到廣闊的地域空間和地物，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。且信息豐富，具有綜合性的特點(diǎn)，因此打破了傳統(tǒng)教學(xué)中圖片信息過(guò)時(shí)、圖片范圍太小的缺點(diǎn)，進(jìn)一步充實(shí)課堂。另一方面遙感技術(shù)也能夠培養(yǎng)學(xué)生從影像中獲取信息的能力。在遙感影像上有許許多多的信息，它們有的是直接的，有的是間接的。直接信息能夠提升學(xué)生的讀圖看圖能力，而間接信息能夠增強(qiáng)學(xué)生間接獲取信息的綜合能力，同時(shí)還能讓學(xué)生明白“眼見不一定為實(shí)”，很多知識(shí)是隱藏在事件背后的，我們需要去思考、去挖掘，探索求真的精神是科學(xué)創(chuàng)新與進(jìn)步的原動(dòng)力。并且要間接獲取隱藏的信息需要用到數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的知識(shí)，從而也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。
雖然，現(xiàn)如今遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用多數(shù)是使用了一些遙感影像，但是我相信遙感技術(shù)作為地理教學(xué)的一項(xiàng)課程資源，還有很多潛在的價(jià)值等待我們?nèi)ネ诰颉Ｔ谖磥?lái)的中學(xué)課堂上，必定還會(huì)有更多的形式、更多的機(jī)會(huì)運(yùn)用到遙感技術(shù)！
【關(guān)鍵詞】中職物理；機(jī)電專業(yè)；課程優(yōu)化
我校是機(jī)電類中職學(xué)校，開設(shè)有數(shù)控、機(jī)制、電子、模具、機(jī)械等專業(yè)，在各專業(yè)中開設(shè)中職物理這門基礎(chǔ)課，目的是在初中物理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)、幾何光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子能等相關(guān)知識(shí)，為專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)使之有效地服務(wù)于機(jī)電各專業(yè)成為課程改革的的關(guān)鍵，本文認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。
一、立足崗位，面向?qū)I(yè)，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
物理是機(jī)電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，必須立足于機(jī)電類崗位，服務(wù)于機(jī)電類專業(yè)課程。機(jī)電類中職培養(yǎng)機(jī)電技術(shù)及應(yīng)用方面的操作維護(hù)使用及管理技能型人才,面向制造業(yè)各崗位。制造業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，包括國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供先進(jìn)的手段和裝配，其技術(shù)裝備是數(shù)控機(jī)床（CNC）、柔性制造單元（FMC）和柔性生產(chǎn)線，這些裝備的操作使用、維護(hù)管理要求高，需求復(fù)合型人才，并且隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)水平在不斷提高，對(duì)機(jī)電設(shè)備操作使用維護(hù)要求也提高，制造類各崗位如機(jī)械制造、數(shù)控加工編程、汽車維修、模具加工與修理、電子產(chǎn)品裝配、機(jī)電維修、機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、機(jī)電設(shè)備營(yíng)銷等等都需要多門課程知識(shí)的綜合，需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)及對(duì)崗位的適應(yīng)能力和以后的擴(kuò)展能力。中職生在短短三年間掌握機(jī)電類某一崗位群所需的全部知識(shí)和技能是不可能的，只能是掌握該崗位群所需的基本知識(shí)與基本技能，只有夯實(shí)基礎(chǔ)，拓寬基礎(chǔ)，才能提高社會(huì)的適應(yīng)能力。專業(yè)基礎(chǔ)課是為專業(yè)崗位服務(wù)的，而物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、為機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)課程打基礎(chǔ)方面起著無(wú)可替代的作用，所以物理是機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)必須滿足專業(yè)與崗位的需求。
考慮到機(jī)電類各專業(yè)后繼課的特點(diǎn)，將物理分為I、II兩類：I類包括知識(shí)模塊有：直線運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律，沖量與動(dòng)量，功與能，曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律，機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波，分子運(yùn)動(dòng)論、理想氣體，熱量與功，靜電場(chǎng)，恒定電流，磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)，電磁振蕩和電磁波，幾何光學(xué)，光的本性，原子和原子核。II類是將I類中的靜電場(chǎng)，恒定電流，磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)，電磁振蕩和電磁波內(nèi)容合并到電工基礎(chǔ)中。II類是面向電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)，對(duì)物理、電工、電子等課程的要求相對(duì)較高。在第一學(xué)期開設(shè)《物理》，而第二學(xué)期起就依次開設(shè)《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子》和《數(shù)字電子》三門課程。I類是面向機(jī)械、機(jī)械制造、模具等專業(yè)。另外，增加選修模塊，如自制物理實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新制作內(nèi)容。各個(gè)不同專業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)亦不相同。
二、做學(xué)合一，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
物理課教學(xué)中的學(xué)主要是指理論知識(shí)學(xué)習(xí)；做是做實(shí)驗(yàn)、做習(xí)題和課外活動(dòng)，主要是實(shí)踐過(guò)程，無(wú)論是學(xué)還是做，都是為了理解基本概念與定律，分析物理現(xiàn)象與自然規(guī)律，掌握物理科學(xué)方法與知識(shí)。由于各種原因，中職生入學(xué)的實(shí)際情況是基礎(chǔ)差、底子薄，文化素質(zhì)相對(duì)較低，但其思維能力和智力水平并不低。按照職業(yè)教育觀點(diǎn)[1]，他們只是智力類型的不同，而非智力水平的高低。中職生的培養(yǎng)目標(biāo)是技能型人才，注重實(shí)際應(yīng)用與操作。鑒于上述情況，中職物理教學(xué)首先要調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，發(fā)揮其主體能動(dòng)作用，發(fā)掘其能力與潛力；其次加強(qiáng)技能培養(yǎng)。為此采取如下措施：（1）在學(xué)的方面，降低理論知識(shí)的難度，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和實(shí)踐性，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，淡化理論推導(dǎo)，突出物理概念的理解，注重計(jì)算能力的培養(yǎng)，并將部分概念與定律內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化，轉(zhuǎn)化為可以做的內(nèi)容，加大課堂演示內(nèi)容及份量；同時(shí)采用多樣化教學(xué)手段，充分運(yùn)用投影、幻燈、錄象、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件（CAI）等現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué)，注重形的視覺作用，加深對(duì)物理概念與定律的理解。對(duì)于每個(gè)章節(jié)，明確目標(biāo)任務(wù)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，教師指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，學(xué)生帶著思考的頭腦進(jìn)入課堂。理論聯(lián)系實(shí)際，聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，聯(lián)系專業(yè)實(shí)際，聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，循序漸進(jìn)，由淺入深。（2）做的方面，充分利用習(xí)題、實(shí)驗(yàn)與課外活動(dòng)。這樣在學(xué)中做、在做中學(xué)，做學(xué)合一，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握科學(xué)方法，提高科學(xué)素養(yǎng)。
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是深化教育體制和結(jié)構(gòu)改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的重點(diǎn)，創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問(wèn)題的方式方法，而不僅僅是知識(shí)的本身。在中職物理教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行：（1）在理論課教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)提問(wèn)，激發(fā)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，引入課題；指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)學(xué)生思考、交流、探究；引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑；注重挖掘物理教材中的研究問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（2）在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新能力，一題多解，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維；一題多變，訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。（3）在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，在規(guī)定學(xué)生完成一定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和要求的前提下，可以鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教材中的做法，進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn)，或自己另外設(shè)計(jì)不同的方案或者自己提出實(shí)驗(yàn)研究課題，設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立或與同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（4）在課外活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，舉辦“異想天開”發(fā)明創(chuàng)造“金點(diǎn)子”方案競(jìng)賽；舉辦發(fā)明創(chuàng)造講座、科普知識(shí)講座、發(fā)明創(chuàng)造作品展覽；開展“小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作、科學(xué)小論文”等競(jìng)賽，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)造能力。
三、對(duì)教師的要求
物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，需要高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、教學(xué)情景設(shè)計(jì)、學(xué)生情況分析、創(chuàng)新能力培養(yǎng)都對(duì)教師提出了很高的要求，不僅要求教師具有豐富的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與嫻熟的實(shí)踐技能，而且要具有靈活的教（下轉(zhuǎn)第149頁(yè)）（上接第145頁(yè)）學(xué)方法、較強(qiáng)教學(xué)情景設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控能力和創(chuàng)新教學(xué)能力。為此，教師必須經(jīng)常收集資料、補(bǔ)充自己的專業(yè)知識(shí)、了解最新科技動(dòng)態(tài)，及時(shí)掌握科技方面的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及崗位所需技能；鉆研教學(xué)藝術(shù)，深入學(xué)生調(diào)查研究分析，做到因材施教。如教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)中每個(gè)章節(jié)找出恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)，“萬(wàn)有引力定律”以“人造衛(wèi)星、黑洞例子”切入；“機(jī)械波”以“地震、超聲波和次聲波”切入；“能量守恒”以“長(zhǎng)江三峽”切入；“電場(chǎng)中的導(dǎo)體”以“靜電的防止和利用”切入；“電阻定律”以“超導(dǎo)”切入；“磁場(chǎng)”以“磁懸浮列車”切入；“原子核”以“核武器”切入等。引入這些例子，不僅可以引出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的崇尚。
總之，機(jī)電類中職物理教學(xué)面對(duì)新的形勢(shì)，必須堅(jiān)持知識(shí)與技能并重原則，面向?qū)I(yè)，立足崗位，打好基礎(chǔ)。
我系以“厚基礎(chǔ)、精專業(yè)”為核心，構(gòu)建專業(yè)課程體系。
1.1通信必修課程模塊
主要課程：信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、電磁場(chǎng)與電磁波、高頻電子線路、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、單片機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。形成能力：以信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理為核心，加強(qiáng)通信技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化數(shù)字信號(hào)處理能力的培養(yǎng)；以通信信號(hào)與系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練為中心，掌握通信系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本技能，使學(xué)生掌握現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用技能。
1.2專業(yè)選修課程模塊
主要課程：EDA原理及應(yīng)用、數(shù)值計(jì)算與MATLAB、光纖通信、無(wú)線通信、現(xiàn)代電信交換、微波與天線、數(shù)字信號(hào)處理、工程制圖與CAD等。形成能力：以開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的復(fù)合能力為重點(diǎn)，通過(guò)一批反映通信技術(shù)發(fā)展前沿的課程，使學(xué)生了解現(xiàn)代通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。模塊化的建設(shè)強(qiáng)化了課程之間的理論體系，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，減少了課程內(nèi)容的重復(fù)，加強(qiáng)了實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高了教學(xué)效果。
2.實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)
根據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)要求，實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)以設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性為重點(diǎn)，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主導(dǎo)思想定位在注重基礎(chǔ)、加強(qiáng)應(yīng)用、追蹤前沿、培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力、提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力上。提高實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的地位，適量開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)計(jì)劃中構(gòu)建完整合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)與其它實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的銜接。加強(qiáng)課程綜合實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等環(huán)節(jié)的管理和實(shí)施。通信工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。構(gòu)建專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系應(yīng)遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)到開放性實(shí)驗(yàn)，由單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到綜合實(shí)驗(yàn)的基本思想。實(shí)踐教學(xué)(除畢業(yè)設(shè)計(jì)外)可分為5個(gè)層次：專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、課程綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、課外學(xué)生科技創(chuàng)新。
（1）專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)采取教師指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在課內(nèi)學(xué)時(shí)固定時(shí)間分組完成的教學(xué)形式。
（2）課程綜合實(shí)驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是針對(duì)通信專業(yè)課程中的某個(gè)功能模塊進(jìn)行，主要培養(yǎng)學(xué)生分析單元電路、模仿設(shè)計(jì)功能模塊的能力，有以下幾種形式：
①驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，不僅要測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀測(cè)波形，同時(shí)要求分析電路組成、功能，畫出原理圖，分析掌握實(shí)驗(yàn)用通信集成電路的使用，提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。例如《通信原理與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》課程中的《時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)（TDM）》，要求學(xué)生了解時(shí)分復(fù)用的基本概念；掌握時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用的原理框圖；掌握時(shí)分復(fù)用信號(hào)的組幀和拆幀的過(guò)程。
②實(shí)現(xiàn)單元電路功能實(shí)驗(yàn)。目前我校單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室采用SICElab-G2200和EELiod270作為實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，要求學(xué)生用Keil軟件開發(fā)ARM程序來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱某特定的功能，這樣將嵌入式技術(shù)和通信原理相結(jié)合，鍛煉學(xué)生綜合設(shè)計(jì)、開發(fā)能力。例如《嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用實(shí)踐》課程中《串口通訊實(shí)驗(yàn)》，實(shí)驗(yàn)箱中該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生了解LPC系列處理器UART的功能原理；在Keil中設(shè)計(jì)ARM程序，實(shí)現(xiàn)串口通訊；使用UART0實(shí)現(xiàn)查詢接收并發(fā)送。
1.1學(xué)生基礎(chǔ)差，不重視作為本三院校的學(xué)生，高中物理基礎(chǔ)普遍比較薄弱，許多同學(xué)基礎(chǔ)概念及定律不清楚，給大學(xué)物理的學(xué)習(xí)造成了困難.另外，學(xué)生的高數(shù)基礎(chǔ)不扎實(shí)，無(wú)法在物理模型建立中靈活應(yīng)用微積分等高數(shù)知識(shí).再次，現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)功利性比較強(qiáng)，學(xué)生們主要把精力放在英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)等考證科目，甚至一些校外的考證上，而對(duì)大學(xué)物理這門課程重視不夠.
1.2教師教學(xué)模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學(xué)法，以教師講授為主，照本宣科，致使學(xué)生覺得課上枯燥無(wú)味.另外，教師教學(xué)中教學(xué)大綱統(tǒng)一化，不同專業(yè)采用同一教學(xué)大綱，沒有專業(yè)特色，與學(xué)生專業(yè)課課程結(jié)合不夠緊密和充實(shí)，因此學(xué)生對(duì)大學(xué)物理課程興趣不夠.
1.3考評(píng)方式單一本校大學(xué)物理的考評(píng)方式基本是采用期末成績(jī)?yōu)橹?，平時(shí)出勤和作業(yè)為輔的的方式.學(xué)生學(xué)部分還是以應(yīng)試為向?qū)В瑢W(xué)習(xí)被動(dòng)，沒有深入領(lǐng)會(huì)到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學(xué)中遇到的這些問(wèn)題，針對(duì)獨(dú)立學(xué)院特色，大學(xué)物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業(yè)區(qū)分對(duì)待，應(yīng)制定不同的教學(xué)大綱大學(xué)物理涵蓋的內(nèi)容是非常廣泛的，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理等五篇，如果要全部授予學(xué)生，學(xué)時(shí)往往不夠，而且只授予學(xué)生點(diǎn)滴皮毛知識(shí)而已.教師應(yīng)該深入各系進(jìn)行調(diào)研，了解不同專業(yè)的需求.教學(xué)中做到心中有數(shù)，有針對(duì)性的授課.讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理有本專業(yè)的特色，為他以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及之后的工作有所準(zhǔn)備.比如對(duì)于機(jī)械類專業(yè)，跟物理緊密相關(guān)的專業(yè)課程有“理論力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“工程力學(xué)”等，對(duì)于他們大學(xué)物理教授時(shí)應(yīng)重點(diǎn)放在力學(xué)和熱學(xué)篇章，如質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、熱學(xué)等.教師在授課時(shí)就應(yīng)該多注重力學(xué)的分析和計(jì)算，并且多舉一些跟專業(yè)相關(guān)的例子，如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，橋梁結(jié)構(gòu)的承重、鋼架的頻率和周期等.而對(duì)于電子信息類專業(yè)，后續(xù)的專業(yè)課程里“電路分析”“電子技術(shù)”跟物理關(guān)聯(lián)較大，對(duì)于他們大學(xué)物理教授時(shí)應(yīng)重點(diǎn)放在電磁學(xué)篇章，并多介紹相關(guān)的科研新進(jìn)展，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的興趣.同時(shí)，增設(shè)電磁波的知識(shí)點(diǎn)并將其作為重點(diǎn)介紹，為后續(xù)專業(yè)課程電磁場(chǎng)與電磁波做好準(zhǔn)備.
2.2物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合大學(xué)物理是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué)，很多物理定律都是實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到的.但是很多學(xué)校的大學(xué)物理理論課和實(shí)驗(yàn)課是分開設(shè)置的兩門課，由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學(xué)就有可能使得理論和實(shí)驗(yàn)相脫節(jié).應(yīng)該加強(qiáng)理論課和實(shí)驗(yàn)課的統(tǒng)一，或者直接由同一部門來(lái)授課.有些比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室操作，而有些儀器比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可以直接搬到教室穿插在理論課上進(jìn)行演示.建議可以學(xué)習(xí)麻省理工學(xué)院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式，用直觀的實(shí)驗(yàn)來(lái)演示復(fù)雜深刻的物理原理，使得課程具有啟發(fā)性和趣味性.比如，靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進(jìn)行演示.這樣不僅可以化抽象為具體，學(xué)生親眼看到，甚至親自參與驗(yàn)證，對(duì)定理的理解會(huì)更加深刻，同時(shí)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的科研興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí).
2.3將物理理論和現(xiàn)實(shí)生活和社會(huì)實(shí)際結(jié)合起來(lái)物理學(xué)并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來(lái)的學(xué)科，它反映的是自然界萬(wàn)物的規(guī)律，是一門和生活息息相關(guān)的學(xué)科.物理課程改革要強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，即注重與社會(huì)實(shí)際和生活實(shí)際相聯(lián)系.而物理教師就可以起到這個(gè)橋梁的作用，教師在上課時(shí)，要特別注意將物理內(nèi)容和實(shí)際生活的應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.比如，講到渦流時(shí)，就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測(cè)金屬（安檢、掃雷）等例子；講到角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用時(shí)，就可以舉跳水運(yùn)動(dòng)員空中翻轉(zhuǎn)、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)、舞蹈演員旋轉(zhuǎn)等例子；講到熱學(xué)循環(huán)時(shí)，就可以介紹冰箱、空調(diào)的工作原理等.把物理理論知識(shí)跟生活社會(huì)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，學(xué)生能夠深切體會(huì)到物理是一門很有用的學(xué)科，變被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)學(xué)習(xí).
2.4考評(píng)多樣化，注重素質(zhì)教育對(duì)學(xué)生大學(xué)物理課程的考評(píng)單純采用平時(shí)作業(yè)和期末考試的形式的話，不能完全反映學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握和應(yīng)用程度，這種考核方法不適應(yīng)素質(zhì)教育的要求.比較全面而科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括對(duì)知識(shí)的理解、應(yīng)用和創(chuàng)新.教師可在傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上增設(shè)其他比較開放、靈活的考核方式，比如李元杰推薦的數(shù)字物理教學(xué)方法?？筛鶕?jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)在開學(xué)初開設(shè)一些小課題或者小應(yīng)用公布給學(xué)生選做，學(xué)生可以自由組隊(duì)選題，也可以個(gè)人單獨(dú)選題.讓學(xué)生自己檢索資料、分析原理，并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報(bào)分享和討論，有些模型還可以做成動(dòng)畫的形式演示出來(lái)給大家看.這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野和思路，也能培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、科研能力和創(chuàng)新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動(dòng)起來(lái)，并讓學(xué)生充分參與到課堂教學(xué)上來(lái)，同時(shí)鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和社會(huì)實(shí)踐能力.課題的成果最終計(jì)入本門課程總成績(jī)中，教師評(píng)價(jià)的話也可以靈活一點(diǎn)，直接讓全班學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分.
2.5成立物理興趣小組大學(xué)物理作為一門公共課，一般都是大班授課，很多學(xué)生有問(wèn)題也很難全部在課上反應(yīng)給老師，師生互動(dòng)也會(huì)受到限制.為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在班里或者整個(gè)學(xué)校內(nèi)成立物理興趣小組，也可以建立相關(guān)的物理網(wǎng)站和論壇，大家可以聚在一起或者在論壇上討論問(wèn)題，各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中，并隨時(shí)到物理論壇上跟同學(xué)交流討論.同時(shí)還可以把課件、題庫(kù)、演示實(shí)驗(yàn)、上課視頻、物理學(xué)史介紹等資料上傳到網(wǎng)上，還可以設(shè)置網(wǎng)上輔導(dǎo)、在線提問(wèn)等模塊，以彌補(bǔ)課上教學(xué)課時(shí)的限制，同時(shí)擴(kuò)充大家的視野，拉近師生距離.只有當(dāng)學(xué)生和老師之間建立起個(gè)人的直接聯(lián)系的情況下———這時(shí)學(xué)生可以討論概念、思考問(wèn)題和討論問(wèn)題———才能達(dá)到最好的教學(xué)效果.
2.6承上啟下大學(xué)物理教學(xué)要做到承上啟下.所謂的承上，指的是要結(jié)合中學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).首先要讓學(xué)生理解大學(xué)物理不是中學(xué)物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，大學(xué)物理比中學(xué)物理要更加廣博，內(nèi)容也更加深?yuàn)W.教師在授課過(guò)程中，要與已經(jīng)學(xué)過(guò)的中學(xué)物理內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行比較和區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用新的思維，采用新的方法來(lái)解決大學(xué)物理問(wèn)題.其次要讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理的密切聯(lián)系，在大學(xué)物理授課之前，都要先了解學(xué)生的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)于高數(shù)基礎(chǔ)比較薄弱的，還要適當(dāng)?shù)慕o他們補(bǔ)習(xí)高數(shù)的知識(shí)，特別是矢量代數(shù)和微積分運(yùn)算.大學(xué)物理教學(xué)也要做到啟下，即為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作服務(wù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理的意義所在.
3結(jié)束語(yǔ)
摘要:
物理概念作為物理學(xué)知識(shí)體系的支柱，對(duì)其理解和掌握的程度直接影響到教學(xué)質(zhì)量。對(duì)物理概念教學(xué)的實(shí)施原則和方式進(jìn)行了探討:實(shí)施要求在知識(shí)傳授過(guò)程中不僅僅停留在概念本身，更需要從物理概念的需求背景、本質(zhì)內(nèi)涵和外延、適用范圍、缺陷和改進(jìn)等諸多方面進(jìn)行講解，使學(xué)生形成一個(gè)完整清晰的物理圖像。實(shí)施方式要求創(chuàng)造好的學(xué)習(xí)環(huán)境來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣以及調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力。通過(guò)有效啟發(fā)學(xué)生的思考，并使其受到科學(xué)精神的感染，達(dá)到有效理解和掌握物理概念的目的。
關(guān)鍵詞:
物理學(xué)概念;科學(xué)素質(zhì);科學(xué)精神;教學(xué)方法;教學(xué)效果
物理學(xué)是研究宇宙中存在的各種基本物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)和相互作用規(guī)律的學(xué)科，是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的工具。大學(xué)開設(shè)的物理基礎(chǔ)課，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和品質(zhì)，也為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)［1］。物理基本概念用于概括、歸納、表述事物變化的基本規(guī)律，是學(xué)科基礎(chǔ)，對(duì)其深入學(xué)習(xí)可培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)的研究方法和思維［2］。
1物理概念教學(xué)的意義
大學(xué)物理通過(guò)向?qū)W生傳授基礎(chǔ)物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生基本的物理思維能力、科學(xué)品質(zhì)以及物理學(xué)研究方法［3］。物理學(xué)概念(包括原理、定理、定律)是針對(duì)學(xué)科發(fā)展需要，在實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)的概括、抽象和歸納得到的，體現(xiàn)了學(xué)科的思維和發(fā)展方向，相應(yīng)的學(xué)習(xí)和掌握至關(guān)重要［2］。
1．1培養(yǎng)解決和分析問(wèn)題的能力
物理概念是物理學(xué)發(fā)展的支柱，任何一門物理學(xué)分支的發(fā)展都離不開特有物理概念的引入。如力學(xué)的發(fā)展，離不開力、力矩、動(dòng)量、能量等基本物理概念的支撐。為了描述阻止物體的力，引入摩擦力，根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)方式不同，又分為滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦力;為了研究物體的形變特性，引入了壓力、剪切力等概念［4］。
1．2培養(yǎng)物理學(xué)的辯證和統(tǒng)一研究思維
有些物理概念是矛盾的結(jié)合體，如光的本質(zhì)，即“波粒二象性”，對(duì)其認(rèn)識(shí)一波三折。最早笛卡爾、牛頓的微粒學(xué)說(shuō)，成功解釋了光的直線傳播現(xiàn)象。波動(dòng)學(xué)說(shuō)起源于胡克，認(rèn)為光是類似水波振動(dòng)，惠更斯提出光是縱波?！芭ｎD環(huán)”體現(xiàn)了光的波動(dòng)性，卻以微粒和以太進(jìn)行解釋。隨著托馬斯•楊干涉、菲涅耳衍射、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論研究，以及赫茲(Hertz)對(duì)光的電磁波本質(zhì)實(shí)驗(yàn)證明，人們逐步接受了光的波動(dòng)性。直到19世紀(jì)末，在光電效應(yīng)研究基礎(chǔ)上，愛因斯坦提出了光的“波粒二象性”［5］，為新學(xué)說(shuō)奠定了基礎(chǔ)，如康普頓效應(yīng)，德布羅意物質(zhì)波、測(cè)不準(zhǔn)原理、薛定諤波動(dòng)方程等。
1．3培養(yǎng)融會(huì)貫通、觸類旁通能力
很多物理概念會(huì)經(jīng)歷提出、實(shí)驗(yàn)或理論證實(shí)，逐步推廣和深化，甚至擴(kuò)展到其他領(lǐng)域的過(guò)程。這說(shuō)明該概念的思維反映事物本質(zhì)，精確描述了對(duì)象特征。如熱學(xué)里“熵”概念，最先由克勞修斯(Clausius)基于描述熱機(jī)循環(huán)狀態(tài)的需要而提出，后來(lái)分子運(yùn)動(dòng)論將其解釋為不可逆熱力學(xué)過(guò)程是趨向于概論增加的態(tài)變化(波耳茲曼熵)。經(jīng)過(guò)多年沉淀，又被控制論、數(shù)論、概率論、生命科學(xué)、天體物理等領(lǐng)域引入并應(yīng)用，說(shuō)明其思維方式被認(rèn)同［6］。教學(xué)中可以把熵作為專題進(jìn)行講解，從不同學(xué)科集中闡述物理思維。
2物理概念教學(xué)的方法
大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)目的如下:
1)通過(guò)掌握基礎(chǔ)物理知識(shí)，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識(shí)打好基礎(chǔ);
2)全面了解物理學(xué)研究方法、基本概念、物理圖像以及歷史淵源、發(fā)展等;
3)培養(yǎng)和提高大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、思想、品質(zhì)、精神等，通過(guò)了解科學(xué)發(fā)展的曲折和艱辛，科學(xué)研究的合作和樂趣等，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)品格，使其初步具備科學(xué)研究能力［1，7］。下面結(jié)合物理學(xué)特點(diǎn)以及教育理論和實(shí)踐，對(duì)物理概念教學(xué)方法進(jìn)行探討。
2．1引入物理概念背景的教育需求
介紹物理學(xué)概念背景幫助學(xué)生充分理解概念引入的意義和作用。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我思考，如:若你們?cè)诖吮尘跋乱胄赂拍睿瑧?yīng)該采用什么概念來(lái)描述物質(zhì)特性或規(guī)律，它與現(xiàn)有概念相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?通過(guò)學(xué)生的深入思考和討論，使其充分認(rèn)識(shí)和理解所引物理學(xué)概念的意義和重要性。這也是啟發(fā)式教學(xué)的常用方式［8］。如講解微粒比表面時(shí)，根據(jù)背景提問(wèn):對(duì)于一個(gè)物體而言，表面原子存在大量斷鍵而很不穩(wěn)定，表現(xiàn)為較強(qiáng)活性，是不是體積越大活性越強(qiáng)?通過(guò)討論發(fā)現(xiàn)單純的體積特征不合理，體積越大，內(nèi)部包含原子數(shù)越多。進(jìn)一步提問(wèn):如何描述微?；钚裕⑦M(jìn)行相應(yīng)對(duì)比?這會(huì)激發(fā)學(xué)生的興趣，出現(xiàn)類似單位質(zhì)量的物質(zhì)表面等答案。最后，指出微觀粒子的尺寸效應(yīng)最為重要，引出單位體積的表面積概念，即比表面積。
2．2講清物理概念的本質(zhì)內(nèi)涵和外延物理概念的發(fā)展
體現(xiàn)在內(nèi)涵不斷豐富和外延在不同領(lǐng)域的擴(kuò)展。溫度概念的發(fā)展就體現(xiàn)了內(nèi)涵的豐富，從表征“環(huán)境的冷熱程度”到“分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度”，再到“物體內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度”，最后推廣到“粒子集居數(shù)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)象”，也就是“系統(tǒng)處于總能量高于平均能量的狀態(tài)”，并提出負(fù)溫度的概念。折射率的概念則體現(xiàn)了其外延的擴(kuò)展，最初表征不同材料之間的偏折，后表征傳播速度。其實(shí)光傳輸?shù)乃俣葲Q定于材料原子之間電場(chǎng)的大小，也體現(xiàn)了原子結(jié)合力的高低，所以所承載的外延信息很多，包括光學(xué)、原子物理以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)等不同學(xué)科。一些物理學(xué)概念是聯(lián)系不同領(lǐng)域的紐帶，如阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，對(duì)其內(nèi)涵的理解比單純數(shù)值更有意義。
2．3循序漸進(jìn)和系統(tǒng)性的教學(xué)
有些概念貫穿于整個(gè)物理學(xué)體系中，需要多學(xué)科的共同學(xué)習(xí)才能深入和系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)。以物理學(xué)中極其重要的“場(chǎng)”的概念為例，最先由法拉第(Faraday)基于電磁相互作用的超距觀點(diǎn)提出并進(jìn)行直觀描述;隨后麥克斯韋從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度的波動(dòng)方程，深刻地闡述了電磁場(chǎng)能量的分布［9］;列別捷夫(Lebedev)通過(guò)對(duì)光壓的觀測(cè)證明了電磁場(chǎng)動(dòng)量特性;愛因斯坦狹義相對(duì)論的創(chuàng)立，證明場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式，具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量;量子力學(xué)體現(xiàn)了場(chǎng)的“波粒二象性”;電磁場(chǎng)量子理論證明光子是電磁場(chǎng)的基本微粒，可與正負(fù)電子對(duì)相互轉(zhuǎn)化，具有實(shí)物轉(zhuǎn)化性，豐富了場(chǎng)的物理本質(zhì)和內(nèi)涵［10］?！皥?chǎng)”在電磁學(xué)、力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)等領(lǐng)域都有體現(xiàn)。教學(xué)中要從“場(chǎng)”的基本特性、規(guī)律和共性出發(fā)，逐步深入:最初通過(guò)力學(xué)中重力(萬(wàn)有引力)引入重力場(chǎng)強(qiáng)、重力勢(shì)能(引力場(chǎng)強(qiáng)、引力勢(shì)函數(shù))，初步建立場(chǎng)的概念;電磁學(xué)或電動(dòng)力學(xué)則通過(guò)電荷庫(kù)侖力場(chǎng)引入庫(kù)侖場(chǎng)強(qiáng)和庫(kù)侖勢(shì)，通過(guò)場(chǎng)矢量的通量分析和環(huán)流分析分別得到高斯定理和安培環(huán)路定理;相對(duì)論和量子力學(xué)通過(guò)波函數(shù)分析進(jìn)一步加深對(duì)場(chǎng)的理解。
2．4引入必要的物理學(xué)史教育
物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程是科學(xué)家為了解決自然界遇到的新問(wèn)題而不斷探索的過(guò)程，所提物理概念是對(duì)所描述對(duì)象的高度概括［11］。新概念的提出、完善和修正需要科學(xué)檢驗(yàn)和論證，錯(cuò)誤的被或修正，正確的被采用或推廣，這體現(xiàn)了物理學(xué)思維方式。結(jié)合物理學(xué)史，對(duì)成功或失敗的物理概念進(jìn)行分析和對(duì)比，有助于培養(yǎng)學(xué)生理性思維。成功實(shí)例:原子物理中“紫外災(zāi)難”催生了普朗克(planck)的量子概念，后來(lái)愛因斯坦的光量子說(shuō)，成功地解釋了光電效應(yīng)，開啟了量子力學(xué)新篇章;描述基本粒子單元的夸克(quark)概念，被逐漸證實(shí)。失敗實(shí)例:描述光傳輸?shù)摹耙蕴备拍畋粚?shí)驗(yàn)否定。當(dāng)前還有很多概念亟待進(jìn)一步論證，波爾(Bohr)與愛因斯坦關(guān)于量子力學(xué)的著名論戰(zhàn)就是一個(gè)很好的證明。這可以培養(yǎng)學(xué)生思辨的習(xí)慣、求實(shí)的精神和相互包容的優(yōu)良品質(zhì)。
2．5構(gòu)建清晰物理圖像
很多概念的提出都基于不同的研究思路和思維，需要建立完整清晰的物理圖像再現(xiàn)其物理思維和描述意義［12］。以麥克斯韋方程組為例，它體現(xiàn)了電磁學(xué)基本研究思路:對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行曲面和曲線積分，得到相應(yīng)的源。學(xué)科適用范圍體現(xiàn)了不同思維，如電磁學(xué)規(guī)律是基于宏觀的分析，量子力學(xué)是處理微觀世界的規(guī)律，具有完全不同的研究思路和適用范圍。以電磁波發(fā)射為例，電動(dòng)力學(xué)基于LC振蕩，量子力學(xué)電子躍遷。對(duì)比講解對(duì)構(gòu)建知識(shí)體系和正確應(yīng)用很有益。形象化表述是構(gòu)建物理圖像的主要方法之一，如在光學(xué)中講述菲尼爾圓孔衍射的光強(qiáng)空間分布規(guī)律時(shí)，可以采用半波帶法、矢量圖解法等進(jìn)行分解，達(dá)到獲得清晰物理圖像的目的［13］。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于構(gòu)建物理圖像，可分為重建性和探究性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)物理知識(shí)或根據(jù)預(yù)設(shè)要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果。
3教學(xué)措施和效果
為了有效開展物理概念教學(xué)，我們對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了改革，主要涉及到:分組討論式教學(xué)、改革考試方式、推行非標(biāo)準(zhǔn)化答案、重建基本概念、推薦內(nèi)容豐富的教材和參考書、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。分組討論式教學(xué)是創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生對(duì)物理概念的提出背景、必要性、可以解決的問(wèn)題進(jìn)行深入討論，在爭(zhēng)論中增強(qiáng)對(duì)概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。典型問(wèn)題有:物理概念需求背景、自我設(shè)想和構(gòu)建、解決問(wèn)題程度和預(yù)期目標(biāo)、現(xiàn)有物理概念對(duì)比等。通過(guò)以上教學(xué)，學(xué)生在考試中對(duì)基本概念的描述正確率大大增加，平均得分率由72%提高到83%。非標(biāo)準(zhǔn)化答案旨在鍛煉學(xué)生想象力和發(fā)散性思維，圍繞物理概念進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)，采用多種表述方式進(jìn)行分析。采用撰寫論文形式進(jìn)行考試，要求學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查詢、收集信息等方式來(lái)闡述物理概念的內(nèi)涵和外延等，全面鍛煉學(xué)生能力:信息查詢、歸納總結(jié)以及寫作表述能力等?？荚嚦煽?jī)比重由原來(lái)的15%增加到30%，更能體現(xiàn)學(xué)生能力水平。隨著學(xué)習(xí)不斷深入，需要通過(guò)擴(kuò)展物理概念的內(nèi)涵或外延對(duì)新事物及其特性規(guī)律進(jìn)行描述。如隨著激光光強(qiáng)的增加，對(duì)材料的光電離會(huì)由單光子電離擴(kuò)展到多光子電離，由線性光學(xué)擴(kuò)展到非線性光學(xué)以及激光等離子體物理［14］。推薦內(nèi)容豐富的教材和參考書也是一種很好的方式。如原子物理教學(xué)中可推薦楊福家的《原子物理學(xué)》［15］，該書圖文并茂，有很多經(jīng)典故事，同時(shí)設(shè)計(jì)了很多啟發(fā)式問(wèn)題，使用者反映良好。光學(xué)教學(xué)中可推薦馮國(guó)英、周壽桓編寫的《波動(dòng)光學(xué)》［16］，該書內(nèi)容豐富，主要物理概念和定律后面附有Matlab應(yīng)用實(shí)例，有利于學(xué)生學(xué)以致用和形象化理解物理概念。另外，美國(guó)學(xué)者ArtHobson編寫的《物理學(xué)的概念與文化素養(yǎng)》等，都能為物理學(xué)概念的學(xué)習(xí)提供很好的參考。
4結(jié)語(yǔ)
物理學(xué)概念是物理學(xué)發(fā)展和前進(jìn)的基石，體現(xiàn)了研究過(guò)程中遇到的新問(wèn)題，反映了為了解決問(wèn)題提出的新思維和方法，表征了物理學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。物理學(xué)概念學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、科學(xué)品質(zhì)和精神的培養(yǎng)、科學(xué)素質(zhì)的鍛煉等方面。從教學(xué)方法上需要從構(gòu)建物理圖像出發(fā)，結(jié)合物理學(xué)史的引入，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性，達(dá)到全面掌握物理概念內(nèi)涵和外延的目的。具體實(shí)施方式上，可以結(jié)合考試改革、非標(biāo)準(zhǔn)化答案、推薦優(yōu)秀教材等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
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一、應(yīng)急通信概述
現(xiàn)代意義提及的應(yīng)急通信，通常指的是發(fā)生由自然或人為引起的突發(fā)性緊急狀況，或者舉行重要集會(huì)、會(huì)議以及節(jié)假日等通信需求驟然增加的情況下，調(diào)動(dòng)通信資源，完成救援保障、大規(guī)模的緊急救助以及必要通信所需要的技術(shù)手段或者方法。應(yīng)急通信本身具有如下特點(diǎn)：（1）通信的臨時(shí)性；（2）時(shí)間的突發(fā)性；（3）地點(diǎn)及容量的不確定性；（4）地理環(huán)境的復(fù)雜性；（5）業(yè)務(wù)的多樣化；（6）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的高度自主性等。就應(yīng)急通信的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，應(yīng)急通信設(shè)備應(yīng)能自成體系，不依賴于公網(wǎng)，才能更好的進(jìn)行應(yīng)急保障。應(yīng)急通信系統(tǒng)在搭建時(shí)，也要求裝備便于攜帶、電源自備、快速組網(wǎng)、功耗小、業(yè)務(wù)涵蓋音視頻及數(shù)據(jù)傳輸、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。目前，從總體技術(shù)層面劃分，應(yīng)急通信分為有線和無(wú)線兩種方式。無(wú)線應(yīng)急通信仍然是以電磁波傳輸信息，是目前有效的傳輸手段。
二、《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》課程建設(shè)背景
高等職業(yè)教育主要以適應(yīng)社會(huì)需要為目的，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案，高等職業(yè)教育畢業(yè)生應(yīng)具有專業(yè)理論知識(shí)適中有發(fā)展性、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用操作能力強(qiáng)等特點(diǎn)，本著應(yīng)用為目的來(lái)創(chuàng)建課程及教學(xué)內(nèi)容體系。四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為通信類高職院校唯一一個(gè)國(guó)家骨干高職院校，在財(cái)政部、教育部組織的驗(yàn)收中獲“優(yōu)秀”，也是中國(guó)人民定向培養(yǎng)直招士官試點(diǎn)院校，中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)定向培養(yǎng)直招士官培養(yǎng)院校，承擔(dān)著重要的通信類高職人才培養(yǎng)任務(wù)。校內(nèi)建有應(yīng)急通信實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)建有移動(dòng)通信類各種實(shí)訓(xùn)室，涵蓋2/3/4G及優(yōu)化等方面。應(yīng)急通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)涵蓋了應(yīng)急調(diào)度指揮子系統(tǒng)、衛(wèi)星通信子系統(tǒng)、微波通信子系統(tǒng)、短波通信子系統(tǒng)及無(wú)線網(wǎng)子系統(tǒng)等。架構(gòu)如圖1所示。與實(shí)驗(yàn)室配套的專業(yè)課程《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》的設(shè)置，也走在了高職院校前列，為培養(yǎng)應(yīng)急通信技能型人才做出了前瞻性的實(shí)踐。
三、《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》一體化課程建設(shè)思路及措施
《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》課程的設(shè)置，是通信類專業(yè)、士官生培養(yǎng)必不可少的。這門課程對(duì)理論和實(shí)踐方面要求都比較高，前續(xù)需要學(xué)習(xí)《數(shù)字通信原理》這樣的專業(yè)課，同時(shí)在前序課程中，經(jīng)過(guò)大量的練習(xí)，提高自己在實(shí)踐技能方面的操作水平。
1、課程建設(shè)思路《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》設(shè)置為通信類專業(yè)的專業(yè)限選課，為教學(xué)做一體化的課程，以項(xiàng)目制為導(dǎo)向，實(shí)施主講負(fù)責(zé)制，教師不僅講授理論，還要帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)，完成項(xiàng)目。課程著重技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐，以培養(yǎng)學(xué)生組建及維護(hù)應(yīng)急通信系統(tǒng)為主要目的。
2、課程教學(xué)對(duì)象《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》課程教學(xué)對(duì)象為大二、大三年級(jí)的通信類專業(yè)、學(xué)生、士官生。每班限選人數(shù)為40~45人。
3、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運(yùn)維》課程教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊，基本素質(zhì)模塊、專業(yè)技能模塊及專業(yè)擴(kuò)展模塊?；舅刭|(zhì)模塊為應(yīng)急通信系統(tǒng)原理，主要介紹應(yīng)急通信常用手段、系統(tǒng)組成，以及電源、衛(wèi)星通信、短波通信、集群通信、微波通信等原理。專業(yè)技能模塊為應(yīng)急通信系統(tǒng)組建，主要介紹應(yīng)急通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)設(shè)備及其搭建與維護(hù)，除了專業(yè)知識(shí)教學(xué)外，該部分還穿插有各手段的實(shí)訓(xùn)課程。專業(yè)擴(kuò)展模塊，設(shè)置有模擬場(chǎng)景下的多個(gè)系統(tǒng)的搭建、聯(lián)動(dòng)等項(xiàng)目。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容以任務(wù)引領(lǐng)為主線，將原理、設(shè)備及操作契合在一起。在完成該課程的學(xué)習(xí)后，學(xué)生能掌握應(yīng)急通信系統(tǒng)的各部分原理，熟悉各子系統(tǒng)常用設(shè)備的操作使用，熟悉一定的應(yīng)急組織預(yù)案，為日后走上應(yīng)急相關(guān)崗位打下基礎(chǔ)。課程內(nèi)容設(shè)置如表1所示。
4、課程教學(xué)模式該課程教學(xué)開展在多媒體教室、應(yīng)急通信實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或者室外的調(diào)度場(chǎng)地上。采取以任務(wù)引領(lǐng)型的教學(xué)做一體的教學(xué)方式，所有理論教學(xué)均為實(shí)踐打基礎(chǔ)，以實(shí)踐需要來(lái)加入理論教學(xué)。該模式下，將工作任務(wù)引入為中心，從而選擇與組織課堂教學(xué)。應(yīng)急通信課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，是整個(gè)課程的重要載體，設(shè)計(jì)時(shí)滿足幾個(gè)要求：（1）內(nèi)容要具有項(xiàng)目形式：項(xiàng)目的規(guī)?？纱罂尚。粋€(gè)大項(xiàng)目，也可以包含多個(gè)小任務(wù)和項(xiàng)目。如：“運(yùn)動(dòng)會(huì)場(chǎng)景下的系統(tǒng)對(duì)接與調(diào)測(cè)”這個(gè)項(xiàng)目，就可以包含“衛(wèi)星通信系統(tǒng)搭建”、“調(diào)度與其余子系統(tǒng)的對(duì)接”及“調(diào)度與保障的實(shí)現(xiàn)”這樣三個(gè)小任務(wù)。（2）要有專業(yè)知識(shí)及技術(shù)含量：既然該課程還是一門專業(yè)課，那就必須把相關(guān)原理類專業(yè)知識(shí)的傳授作為重要目的，將技能的訓(xùn)練作為主要目的。在教學(xué)課時(shí)中把專業(yè)知識(shí)及技能訓(xùn)練系統(tǒng)的整合在一起，將應(yīng)急通信類知識(shí)及設(shè)備操作技能進(jìn)行循序漸進(jìn)的設(shè)置。（3）設(shè)計(jì)合適的教學(xué)時(shí)長(zhǎng)：應(yīng)急通信類設(shè)備的搬運(yùn)、組裝及操作占用的時(shí)間較長(zhǎng)，每個(gè)任務(wù)應(yīng)設(shè)計(jì)合理的教學(xué)課時(shí)。按照教學(xué)的一般規(guī)律，小任務(wù)時(shí)長(zhǎng)在2~4個(gè)課時(shí)。（4）教學(xué)中要設(shè)置障礙：教師可以在課程教學(xué)中對(duì)設(shè)備設(shè)置障礙，采用解決問(wèn)題的引導(dǎo)方式，這是一個(gè)非常有效的方法。在錯(cuò)誤和失敗中實(shí)現(xiàn)進(jìn)步，這正是用到了這一學(xué)習(xí)規(guī)律的非常重要的功能。實(shí)際場(chǎng)景中，設(shè)備在復(fù)雜的環(huán)境中經(jīng)過(guò)顛簸運(yùn)輸，可能會(huì)出現(xiàn)障礙。引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中排除之，不僅使課程貼近現(xiàn)實(shí)環(huán)境，也可以提高其綜合能力。（5）團(tuán)隊(duì)式的教學(xué)：集體學(xué)習(xí)的方法可以通過(guò)學(xué)生的合作、溝通來(lái)提高效率，培養(yǎng)其在特殊環(huán)境下的應(yīng)急協(xié)作精神和溝通能力。（6）教學(xué)方式應(yīng)當(dāng)靈活：不同的場(chǎng)景下，教師可采取不同的教學(xué)方式。如先講后練、邊講邊練、部分講部分練或以練代講后總結(jié)點(diǎn)評(píng)等多種形式。不管哪種，重要的是要讓學(xué)生掌握系統(tǒng)原理、搭建及排障技能。
5、課程考核體系課程的考核分為三部分：項(xiàng)目完成考核、論文考核、平時(shí)考核。（1）項(xiàng)目考核：項(xiàng)目考核占比60%，課程設(shè)置了六個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)占比10%?？己藗?cè)重于學(xué)生的設(shè)備安裝、系統(tǒng)對(duì)接能力及項(xiàng)目報(bào)告三方面。選擇項(xiàng)目考核為主，是適應(yīng)一體化教學(xué)的隨時(shí)考、項(xiàng)目中考試、考試中實(shí)踐的方式，不再期末集中考試。（2）論文考核：論文考核占比30%，由于課程期末不進(jìn)行期末集中考試，在課程結(jié)束時(shí)采用課程論文的方式來(lái)考察學(xué)生對(duì)于應(yīng)急通信該門課程的掌握程度。期末論文以應(yīng)用為主，要求學(xué)生以某一場(chǎng)景為例，按照課堂所學(xué)知識(shí)來(lái)組建應(yīng)急系統(tǒng)方案，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，完成多種業(yè)務(wù)的傳輸?shù)?。其中，論文有固定的格式模板，學(xué)生必須按照格式完成。該部分考核除了考察了學(xué)生的知識(shí)掌握，還考察了學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等。（3）平時(shí)考核：平時(shí)考核占比10%，主要是考勤及課堂表現(xiàn)。
6、能力培養(yǎng)目標(biāo)在進(jìn)行該課程學(xué)習(xí)以后，學(xué)生可以培養(yǎng)出以下能力：（1）特殊場(chǎng)景下的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：應(yīng)急系統(tǒng)搭建時(shí)，需要團(tuán)隊(duì)的協(xié)作，實(shí)際工作當(dāng)中也迫切需要這種能力。課程教學(xué)當(dāng)中，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，按組對(duì)設(shè)備進(jìn)行不同的搬運(yùn)、組裝、調(diào)試及維護(hù)等操作，大大提升了學(xué)生的自主協(xié)作能力。（2）應(yīng)急通信系統(tǒng)的組建能力：課程設(shè)置的專業(yè)教學(xué)模塊內(nèi)容涵蓋應(yīng)急通信的常用手段及設(shè)備，學(xué)生學(xué)習(xí)后可以自行組裝子系統(tǒng)，完成業(yè)務(wù)傳輸，獲得系統(tǒng)組建能力。（3）應(yīng)急通信系統(tǒng)的維護(hù)能力：在系統(tǒng)組建的過(guò)程中，教師會(huì)設(shè)置多種障礙，學(xué)生要想實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，需要對(duì)問(wèn)題現(xiàn)象進(jìn)行分析，排除故障，實(shí)現(xiàn)正常通信，獲得相應(yīng)的維護(hù)能力，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）初步方案寫作能力：學(xué)生的期末論文要求制定具體的方案，完成論文，從而能夠在前期課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，獲得方案的寫作能力。
四、效果總結(jié)及問(wèn)題改進(jìn)
經(jīng)過(guò)校內(nèi)實(shí)施，不同專業(yè)、不同班級(jí)的學(xué)生，積極性很高，興趣很強(qiáng)，由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)求知，課堂氣氛活躍，教學(xué)效果顯著，較難的專業(yè)知識(shí)掌握也變得容易。本人在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行了總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)提煉，發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：
1、應(yīng)急通信大型實(shí)訓(xùn)時(shí)，由于多個(gè)系統(tǒng)對(duì)接，所處室內(nèi)室外場(chǎng)景較多，調(diào)度點(diǎn)分散，教師課堂控制力被弱化；
2、課程所需的專業(yè)知識(shí)跨度較大，課堂時(shí)間有限，學(xué)生需課后主動(dòng)大量學(xué)習(xí)：
3、因從事過(guò)應(yīng)急通信的教師較少，教師隊(duì)伍需要較多強(qiáng)化培訓(xùn)。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，筆者本人在在第一、二個(gè)場(chǎng)地較為集中的項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，注意觀察學(xué)生的主動(dòng)性傾向，選取他們?yōu)閳F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，加上調(diào)度系統(tǒng)的大屏幕分屏調(diào)度、對(duì)講系統(tǒng)的通話，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)團(tuán)隊(duì)的控制，團(tuán)隊(duì)成員的控制則交由團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人處理，較好的解決了第一個(gè)問(wèn)題。其余問(wèn)題將在課程的實(shí)施中持續(xù)改進(jìn)。
[關(guān)鍵詞]多媒體教室；擴(kuò)聲系統(tǒng)；藍(lán)牙技術(shù)；
[中圖分類號(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]1009-8097（2013）03-0059-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.012
隨著國(guó)家對(duì)教育投入的不斷增大，利用多媒體設(shè)備開展教學(xué)活動(dòng)已經(jīng)成為當(dāng)前日常教學(xué)的必要手段，在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，語(yǔ)音擴(kuò)聲設(shè)備的重要性是不容置疑的，其穩(wěn)定性、抗干擾性、音質(zhì)的優(yōu)劣是影響教學(xué)活動(dòng)正常開展的重要因素，擴(kuò)聲系統(tǒng)已經(jīng)成為多媒體教室設(shè)備的重要組成部分，本文僅對(duì)教室的擴(kuò)聲系統(tǒng)技術(shù)、發(fā)展、使用、管理進(jìn)行論述。
一.多媒體教室擴(kuò)聲系統(tǒng)發(fā)展歷程
高校的電化教學(xué)教室大都始建于1978年，當(dāng)時(shí)的電化教學(xué)教室主要設(shè)備包括：幻燈機(jī)、透射式投影儀、彩色電視機(jī)和音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)。
擴(kuò)聲系統(tǒng)作為多媒體教室設(shè)備的重要組成部分約經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期：
1.第一個(gè)時(shí)期：20世紀(jì)80年代初至90年初中期，
教室的擴(kuò)聲系統(tǒng)主要以手持動(dòng)圈話筒、V段無(wú)線話筒為主，為配合教學(xué)工作的擴(kuò)展，少量單位配備移動(dòng)式無(wú)線話筒，供教師臨時(shí)借用。
這個(gè)時(shí)期擴(kuò)聲系統(tǒng)采用手持動(dòng)圈有線話筒，和V段無(wú)線話筒。采用手持動(dòng)圈式話筒授課，受話筒線長(zhǎng)度的制約，老師的活動(dòng)范圍小，妨礙老師講課時(shí)的利用肢體語(yǔ)言與學(xué)生互動(dòng)，而使用無(wú)線話筒雖然可以隨意走動(dòng)，但其使用手續(xù)繁瑣、電池消耗大、頻點(diǎn)少等弊端制約了V段無(wú)線話筒的推廣使用。
2.第二個(gè)時(shí)期：20世紀(jì)90年中期至2004年左右
學(xué)校普遍使用界面式話筒和U段無(wú)線話筒。盡管排除了話筒線的制約，加大了老師的活動(dòng)范圍，但擴(kuò)聲系統(tǒng)產(chǎn)生的嘯叫一直無(wú)法得到解決。
3.第三個(gè)時(shí)期：2004年左右至2010年
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為解決教室擴(kuò)聲系統(tǒng)產(chǎn)生的嘯叫問(wèn)題，科研人員研發(fā)了移頻功放。在這里有必要簡(jiǎn)單闡述一下擴(kuò)聲系統(tǒng)產(chǎn)生嘯叫的原因和移頻功放的基本工作原理。
音頻功率放大器產(chǎn)生嘯叫的因素有二，一是反饋同相位，也就是當(dāng)揚(yáng)聲器輸出為正向位時(shí)，反饋到話筒的音頻相位也為正。二是只有當(dāng)音頻振幅足夠大時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生嘯叫。這是音頻功率放大器產(chǎn)生嘯叫的兩個(gè)原因。這兩個(gè)原因缺少一個(gè)都不會(huì)產(chǎn)生嘯叫。
我們知道，界面式話筒在拾音過(guò)程中除了拾取直達(dá)聲外，也拾取了從各個(gè)界面來(lái)的反射聲，直達(dá)聲和反射聲的疊加導(dǎo)致相位不同，在某些頻段出現(xiàn)周期性峰谷，滿足產(chǎn)生嘯叫的兩個(gè)條件，極易產(chǎn)生嘯叫。
移頻功放，顧名思義，移頻就是移動(dòng)頻率，移頻功放正是基于通過(guò)改變輸入音頻信號(hào)的頻率來(lái)不斷回避嘯叫點(diǎn)。舉例說(shuō)明，輸入一個(gè)1000Hz信號(hào)時(shí)，當(dāng)正方向移頻3-8Hz時(shí)，移頻器將會(huì)輸出一個(gè)1003-1008Hz的信號(hào)：當(dāng)反方向移頻3-8Hz時(shí)，移頻器將會(huì)輸出一個(gè)997-992Hz的信號(hào)。移頻的目的是保證輸出的信號(hào)相位與反饋相位不一致，從而破壞嘯叫條件之一——相位條件。
采用移頻方式雖然可以防止界面話筒引起的嘯叫，解決電池消耗量大的問(wèn)題，然而，由于移頻技術(shù)的應(yīng)用，使擴(kuò)聲系統(tǒng)的音質(zhì)大打折扣，在教師講課過(guò)程中，每句話的末尾由于采用移頻技術(shù)帶來(lái)的所謂的“金屬撞擊聲”，使語(yǔ)音變調(diào)。
移頻功放主要特點(diǎn)是：
（1）移頻是通過(guò)對(duì)整個(gè)音頻范圍內(nèi)的某些頻段有意失真達(dá)到抑制嘯叫之目的；（2）界面話筒拾音對(duì)環(huán)境建聲要求比較苛刻，調(diào)整難度大；（3）因界面話筒靈敏度的制約，教師只能在界面話筒附近授課。實(shí)踐證明，教師離開界面話筒約4米，就無(wú)法達(dá)到理想擴(kuò)音效果。
4第四個(gè)時(shí)期：2010年至今——紅外無(wú)線話筒、2.4G無(wú)線擴(kuò)聲與藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用
紅外無(wú)線話筒是以紅外光作為聲音信號(hào)的載體，實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收的無(wú)線擴(kuò)音系統(tǒng)。基本原理與普通射頻系統(tǒng)類似。紅外線話筒工作頻率在3G以上，抗干擾能力強(qiáng)。但價(jià)格較昂貴，未能得到普及。
2.4Ghz無(wú)線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間，故稱之為2.4G無(wú)線技術(shù)。2.4GHz無(wú)線傳輸技術(shù)采用的是自定義傳輸協(xié)議，因此制造成本較低。其中藍(lán)牙無(wú)線話筒的問(wèn)世與推廣使用，使課堂使用無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用達(dá)到。
二.V段、U段、紅外、2.4G、藍(lán)牙四種無(wú)線擴(kuò)聲技術(shù)比較
1.VHF無(wú)線話筒，簡(jiǎn)稱V段無(wú)線話筒
V段無(wú)線話筒工作頻率范圍是30MHz-300MHz。國(guó)內(nèi)準(zhǔn)許使用的頻率范圍為169MHz-230MHz，共有61MHz頻點(diǎn)。其與電視6-12頻道所占用的頻率范圍相同。
V段無(wú)線話筒使用的61MHz頻點(diǎn)，細(xì)分為A、B、C三個(gè)波段，即：
VHF（A）為169MHz-185MHz；
VHF（B）為185 MHz-200 MHz；
VHF（C）為200 MHz-230 MHz。
V段無(wú)線話筒的工作頻率范圍的傳輸特點(diǎn)是：電磁波除直接輻射外，電磁波能量還具有繞射特性，因此在同樣的發(fā)射功率和傳播條件下，傳輸距離可更遠(yuǎn)。
V段無(wú)線話筒主要缺點(diǎn)：
（1）易受其他系統(tǒng)干擾：因V段無(wú)線話筒工作頻率與6-12電視頻道節(jié)目發(fā)射到空中電磁波、呼叫站和無(wú)線電話的工作頻率相同，極易受到其它電波的干擾。
（2）天線尺寸較大：VHF波長(zhǎng)為10m-1m，稱為“米波”。天線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不適合安裝在多媒體機(jī)柜中。
V段無(wú)線話筒一般使用5號(hào)干電池或9V積層干電池，因其功耗大，幾乎需要每天更換一次電池，耗材成本高，電池消耗量大，易造成環(huán)境污染。
（3）V段無(wú)線話筒采用固定頻點(diǎn)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)只能配對(duì)使用，一間教室對(duì)應(yīng)一只話筒。因頻率資源有限，相互干擾。增大管理人員工作量。且有些無(wú)線話筒工作頻率在50MHz左右，受到無(wú)線電管理委員會(huì)有關(guān)規(guī)定的限制，如松下早期生產(chǎn)的WX-710S無(wú)線話筒。
（4）故障率高：早期無(wú)線話筒的咪頭與發(fā)射機(jī)的鏈接為固定焊接式，發(fā)射機(jī)話筒線是最容易出現(xiàn)故障的部位，在使用過(guò)程中，咪頭與連線之間的連接處、連線與發(fā)射機(jī)之間的連接處極易斷線。頻繁更換電池，電池盒蓋及電池簧片容易損壞；另外，話筒若長(zhǎng)期不用，電池忘記取出，電池電解液外泄，會(huì)腐蝕電池簧片，造成接觸不良，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)故障。
（5）易串頻：在學(xué)校開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，有時(shí)多個(gè)教室使用無(wú)需話筒，但V段話筒頻率點(diǎn)非常少，多只V段無(wú)線話筒同時(shí)在一幢樓宇中使用是不可能的。
2.UHF無(wú)線話筒；簡(jiǎn)稱U段無(wú)線話筒
U段無(wú)線話筒工作400-870MHz頻段，超過(guò)870MHz的頻段較少采用，因?yàn)镚SM和CDMA手機(jī)使用870-960MHz頻段，960MHz以上的頻段繞射能力逐漸變差，所以目前u段無(wú)線話筒的工作頻率范圍是740-870MHz。
U段無(wú)線話筒主要優(yōu)缺點(diǎn)：
（1）頻點(diǎn)多：U段無(wú)線話筒工作中使用更高的頻率范圍，因其工作頻段較寬，故頻點(diǎn)較多，只要調(diào)開頻點(diǎn)，允許更多的話筒在同一樓宇使用。
（2）噪音低：噪音抑制電路與鑒頻電路的設(shè)計(jì)更趨合理，接收機(jī)噪音低。
（3）保真度高：因通頻帶較寬，故失真度也較低。
（4）電能消耗大：UHF頻段的電磁波是直接輻射的，傳播衰減大，發(fā)射機(jī)功耗大。
（5）易串頻：當(dāng)幾十甚至幾百只話筒集中、大規(guī)模使用時(shí)，由于U段話筒頻率特性，容易受到高次諧波干擾和鏡像干擾，出現(xiàn)竄擾現(xiàn)象。
（6）管理難度高：U段無(wú)線話筒也使用5號(hào)堿性電池或9V積層電池，電池消耗量大，使用成本高。若使用堿性充電電池，管理難度大。
（7）故障率高：因其外觀與V段無(wú)線話筒相同，故障率也相同。
3.紅外無(wú)線話筒
紅外線無(wú)線話筒工作頻率一般在3G以上，其工作頻率較普通無(wú)線系統(tǒng)工作頻率高很多，不易受到其他頻段設(shè)備的干擾，但如果使用環(huán)境中安裝有紅外攝像頭或等離子平板電視機(jī)則不能使用紅外線無(wú)線話筒。
紅外線無(wú)線話筒是以紅外光作為聲音信號(hào)的載體，實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收的無(wú)線擴(kuò)音系統(tǒng)?；驹砼c普通射頻系統(tǒng)類似，在無(wú)線發(fā)射接收過(guò)程中也需要進(jìn)行聲音信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程。但紅外線無(wú)線話筒的載波為紅外光。
紅外線話筒工作時(shí)，需要有基本的反射面，否則信號(hào)接收窗將無(wú)法接受到信號(hào)。因此紅外線無(wú)線話筒不適于在開放的環(huán)境下使用（如戶外，面積很大的廳堂等），而在中小型會(huì)議室，有相對(duì)密閉的環(huán)境，使用效果好（如300座以下教室、KTV包房、小型會(huì)議室）。
因?yàn)楣饩€具有較強(qiáng)的反射性能，發(fā)射端送出的光信號(hào)不需要直接達(dá)到接收端，而只要經(jīng)過(guò)反射面反射、散射后的光信號(hào)到達(dá)接收窗口就能確?？煽拷邮?。目前紅外線話筒都采用了多點(diǎn)發(fā)射和多點(diǎn)接收技術(shù)，進(jìn)一步提高了設(shè)備的可靠性，發(fā)射端向空間各個(gè)方向發(fā)射的紅外線信號(hào)，經(jīng)各個(gè)反射面的反射、散射后，會(huì)在相對(duì)密封的空間內(nèi)形成一個(gè)致密的，看不見的，沒有盲點(diǎn)的光網(wǎng)。因此，紅外無(wú)線話筒不會(huì)因?yàn)榭臻g內(nèi)人的走動(dòng)，或因發(fā)射端的移動(dòng)而出現(xiàn)通訊中斷現(xiàn)象，故抗干擾性能強(qiáng)。
但紅外無(wú)線話筒制造工藝相對(duì)復(fù)雜，制作成本較高，價(jià)格較為昂貴，目前市面上的主流產(chǎn)品仍使用5號(hào)干電池，發(fā)射機(jī)體積較大，但其抗干擾性能、保真度高的特點(diǎn)受到大家的青睞。
4.2.4G無(wú)線話筒
2.4GHz無(wú)線話筒和藍(lán)牙無(wú)線話筒都工作在2.405GHz-4GHz頻率之間，但由于它們采用不同的通訊協(xié)議，因此在功能和性能上各有偏重。
（1）2.4G無(wú)線話筒
2.4Ghz無(wú)線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間，故稱之為2.4G無(wú)線技術(shù)。2.4GHz無(wú)線傳輸技術(shù)采用的是自定義傳輸協(xié)議，因此制造成本低，但由于該頻段是公共設(shè)施使用頻段，社會(huì)上大量的無(wú)線設(shè)備均使用這個(gè)頻段，如WIFI、藍(lán)牙、ZIGBEE雙向無(wú)線通訊技術(shù)等。這些設(shè)備在改造時(shí)會(huì)直接干擾2.4G無(wú)線話筒的通話質(zhì)量。在使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)堵塞、掉頻、鎖相不穩(wěn)等現(xiàn)象，故在較大規(guī)模的學(xué)校中不建議推廣使用。
通常，2.4G無(wú)線話筒使用鋰電池，為節(jié)約后期使用成本打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于生產(chǎn)廠商不同，2.4G無(wú)線話筒的通訊頻點(diǎn)略有差異，一般在40-48個(gè)通訊頻點(diǎn)之間，可以滿足一般學(xué)校教學(xué)需求。
（2）藍(lán)牙無(wú)線話筒
藍(lán)牙無(wú)線話筒使用通訊協(xié)議與普通2.4G通訊技術(shù)使用的通訊協(xié)議不同，它除了傳輸音頻信號(hào)之外，還要兼顧系統(tǒng)本身的通訊。為了保證一對(duì)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)通訊工作的暢通無(wú)阻，不受其他發(fā)射機(jī)的干擾，藍(lán)牙技術(shù)需要將一部分帶寬用于接收與發(fā)射之間系統(tǒng)本身的通訊。而2.4GHz無(wú)線傳輸技術(shù)采用的自定義傳輸協(xié)議。故其成本較低。
一般藍(lán)牙設(shè)備的通信距離是10m，通信速率為1Mbps。采用跳頻（AFH）、擴(kuò)頻（FHSS）技術(shù)，共有79個(gè)信道，每個(gè)信道占用1MHz帶寬，信號(hào)不斷以1600Hz的速率在79個(gè)調(diào)頻點(diǎn)問(wèn)隨機(jī)跳躍。
藍(lán)牙設(shè)備一般工作在2400MHz的ISM頻段。ISM的含義是工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)學(xué)的首字母縮寫，起始頻率為2402MHz，終止頻率為2480MHz，并低端設(shè)置了2MHz的保護(hù)頻段，高端設(shè)置了3.5MHz的保護(hù)頻段。
為了避免相互干擾，藍(lán)牙采用了自適應(yīng)跳頻AFH（Adaptive Frequency Hopping）、功率控制、LBT（Listen Before Talk）等獨(dú)特的技術(shù)措施，避免相互沖突。
藍(lán)牙無(wú)線話筒特點(diǎn)：
（1）任意匹配，自動(dòng)對(duì)頻
發(fā)射機(jī)和接收機(jī)均無(wú)須設(shè)置頻點(diǎn)，當(dāng)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)供電電路接通時(shí)，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)自動(dòng)對(duì)頻，發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)后，通訊結(jié)束，當(dāng)另一臺(tái)發(fā)射機(jī)開機(jī)后，重新開始對(duì)頻，故稱之為任意匹配，做到全部發(fā)射機(jī)與接收機(jī)通用，產(chǎn)品應(yīng)用、設(shè)備管理和設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
（2）采用CVC回聲、噪聲抑制技術(shù)音質(zhì)清晰
藍(lán)牙無(wú)線話筒為提高音質(zhì)質(zhì)量，采用了CVC回聲與噪音消除技術(shù)，該技術(shù)可以自動(dòng)偵測(cè)語(yǔ)音環(huán)境。通過(guò)獨(dú)特的信號(hào)提取、分離技術(shù)將噪音中的語(yǔ)音信號(hào)提取出來(lái)，使教室中的擴(kuò)聲系統(tǒng)能夠收聽或發(fā)送更加清晰的語(yǔ)音，實(shí)現(xiàn)完美音質(zhì)信號(hào)采集及信號(hào)還原。
（3）無(wú)串?dāng)_，抗干擾
藍(lán)牙無(wú)線話筒采用的通訊技術(shù)，具有辯識(shí)碼、數(shù)據(jù)重傳、錯(cuò)誤更正，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度調(diào)整等雙向智能功能：系統(tǒng)通過(guò)藍(lán)牙特有的跳頻和鎖頻技術(shù)，使得藍(lán)牙無(wú)線話筒不存在串頻干擾等現(xiàn)象。即兩只藍(lán)牙無(wú)線話筒發(fā)射機(jī)不能在同一教室使用，兩只藍(lán)牙無(wú)線話筒的發(fā)射機(jī)中的其中一只先對(duì)上頻后，另一只則不能對(duì)頻。
藍(lán)牙無(wú)線話筒為防止微波爐、無(wú)繩電話等電子設(shè)備的干擾，以及其他通信設(shè)備的相互干擾，采用了與眾不同的先進(jìn)技術(shù)。
1）自適應(yīng)跳頻技術(shù)AFH（Adaptive Frequency Hopping）
AFH技術(shù)是對(duì)原始藍(lán)牙跳頻序列的一種改進(jìn)，它縮減藍(lán)牙設(shè)備跳頻點(diǎn)的數(shù)量，其基本原理是通過(guò)分辨出ISM頻段中優(yōu)良和惡化的信道，從而避免使用擾信道，減少受干擾源。當(dāng)藍(lán)牙電路進(jìn)入AFH狀態(tài)后，其跳頻序列可使用的跳頻點(diǎn)N的數(shù)量是動(dòng)態(tài)變化的，但規(guī)定必須有一個(gè)最小值Nmin，即Nmin≤N≤79。
2）跳頻擴(kuò)頻（FHSS）技術(shù)
跳頻技術(shù)，英文全稱“Frequency-Hopping SpreadSpectrum”，縮寫為FHSS，是無(wú)線通訊最常用的擴(kuò)頻方式之一。跳頻技術(shù)是通過(guò)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)線傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定算法或者規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式，也就是說(shuō)，無(wú)線通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變。從通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)說(shuō)，“跳頻技術(shù)”是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。從時(shí)域上來(lái)看，跳頻信號(hào)是一個(gè)多頻率的頻移鍵控信號(hào)；從頻域上來(lái)看，跳頻信號(hào)的頻譜是一個(gè)寬頻帶上以不等間隔隨機(jī)跳變的。其中：跳頻控制器為核心部件，跳頻控制器包括：產(chǎn)生跳頻圖案、同步、自適應(yīng)控制等功能；頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率：數(shù)據(jù)終端則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。
①內(nèi)置鋰電池，節(jié)能環(huán)保
藍(lán)牙無(wú)線話筒內(nèi)置環(huán)保無(wú)記憶鋰電池，通過(guò)Mini-USB接口快速充電，4小時(shí)即可充滿；內(nèi)部采用高效電源管理系統(tǒng)，發(fā)射器可連續(xù)使用20小時(shí)以上，大幅降低電池成本和環(huán)境污染。
②權(quán)威認(rèn)證，低輻射
目前市場(chǎng)上主流藍(lán)牙無(wú)線話筒已經(jīng)通過(guò)國(guó)家權(quán)威部門認(rèn)證，藍(lán)牙輻射僅為手機(jī)的百分之一；產(chǎn)品擁有國(guó)家無(wú)線電（SRRC）認(rèn)證證書，為安全低輻射產(chǎn)品。
以上我們討論了各種無(wú)線話筒的技術(shù)特點(diǎn)，總結(jié)如表1。
三.藍(lán)牙無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著藍(lán)牙無(wú)線話筒技術(shù)的日趨成熟，目前北京已有十余所學(xué)校在多媒體教室安裝了藍(lán)牙無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)。藍(lán)牙無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的安裝使用方法略有差異。
1.設(shè)備選型
新建多媒體教室或改造多媒體教室擴(kuò)聲系統(tǒng)，擴(kuò)聲設(shè)備選型工作十分重要，首先應(yīng)確認(rèn)學(xué)校規(guī)模，地面建筑空間各種無(wú)線信號(hào)的種類與強(qiáng)度；若學(xué)校規(guī)模不大，地面建筑空間各種無(wú)線信號(hào)的種類少與強(qiáng)度弱，建議采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的2.4G無(wú)線擴(kuò)聲設(shè)備。如若學(xué)校規(guī)模較大，且建筑空間各種無(wú)線信號(hào)的種類多與強(qiáng)度大，建議采用便于管理，無(wú)串?dāng)_、較經(jīng)濟(jì)的藍(lán)牙無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)。
2.無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)備連接
在幾百人甚至上千人的多媒體教學(xué)環(huán)境中，擴(kuò)聲系統(tǒng)的連接方式、工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣顯得十分重要，因此在擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備連接時(shí)，有線擴(kuò)聲話筒與無(wú)線擴(kuò)聲話筒應(yīng)同時(shí)并存。當(dāng)無(wú)線擴(kuò)聲話筒正常工作時(shí)，有線擴(kuò)聲話筒處于關(guān)閉狀態(tài)：當(dāng)無(wú)線擴(kuò)聲話筒供電不足或出現(xiàn)故障時(shí)，有線擴(kuò)聲話筒應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證教學(xué)活動(dòng)的正常開展。
3.無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的管理
無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備屬于學(xué)校固定資產(chǎn)，各學(xué)校對(duì)無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的使用、管理方式也各有不同，主要有幾種：
（1）課前領(lǐng)用，課后歸還
無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)由現(xiàn)代教育技術(shù)中心、后勤或教務(wù)部門管理，負(fù)責(zé)無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)充電、清潔、維護(hù)等。老師憑證件上課前領(lǐng)用，下課后歸還。這種方式的弊端是管理難度大，教師領(lǐng)用手續(xù)繁瑣，不利于傳染疾病的防控。
（2）開學(xué)初領(lǐng)用，學(xué)期末歸還
無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)現(xiàn)代教育技術(shù)中心或教務(wù)管理，開學(xué)初根據(jù)教室大小、課程安排有選擇的向老師發(fā)放無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)。其他老師如有需要臨時(shí)領(lǐng)用。
（3）任課教師人手一只無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)（簡(jiǎn)稱一師一麥）
現(xiàn)代教育技術(shù)中心或教務(wù)部門根據(jù)學(xué)校人事處教師名單將無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)發(fā)放到每位授課教師手中，發(fā)放及管理辦法如下：
1）現(xiàn)代教育技術(shù)中心依據(jù)教務(wù)處、人事處給予的教師名單進(jìn)行發(fā)放；
2）教師下載表格填寫后，領(lǐng)用人需簽名并加蓋所在單位公章，憑工作證領(lǐng)取。
3）教師領(lǐng)用后由本人妥善保管，無(wú)線話筒在已安裝無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的多媒體教室均可使用；
4）老師對(duì)領(lǐng)用無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)，人為損壞、丟失應(yīng)照價(jià)賠償，自然損壞由現(xiàn)代教育技術(shù)中心負(fù)責(zé)維修。
5）無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)為學(xué)校固定資產(chǎn)，發(fā)射機(jī)上的編號(hào)是該設(shè)備的編號(hào)，教師退休或調(diào)離，需將無(wú)線話筒交回現(xiàn)代教育技術(shù)中心。
（4）一師一麥優(yōu)點(diǎn)
1）無(wú)需調(diào)整使用方便。無(wú)線擴(kuò)聲系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收器均無(wú)須設(shè)置頻點(diǎn)，自動(dòng)對(duì)頻，任意匹配，全部通用，使得產(chǎn)品應(yīng)用、設(shè)備管理和設(shè)備維護(hù)更加簡(jiǎn)單方便。
2）關(guān)愛教師健康。做到以人為本，有效地防止傳染性疾病的傳播。發(fā)射功率小，電磁輻射小。
