緊貼實戰的基礎課程教學案例設計

[關鍵詞]實戰化教學；基礎課程；電路；軍事應用；案例設計

[基金項目]2024年度教學成果立項培育課題“‘知識導航、案例牽引、反饋驅動’的‘電路’課程教學改革與實踐”（NUE2024TA09）

[作者簡介］ （1990-） ），女，江西九江人，碩士，講師，主要從事電路課程改革研究；睿丞（1984—），男，襄陽人，博士，講師（通信作者），主要從事信息系統相關課程改革研究；閆曉玲（1982—），女，山東萊陽人，碩士，副教授，主要從事電路課程改革研究。

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼］A [文章編號]1674-9324（2025）31-0001-04 [收稿日期］2024-08-15

引言

“電路”課程是本科二年級的一門統開基礎課程，在電子工程、計算機科學和能源與動力工程等專業課程體系中發揮著重要的承上啟下作用。“電路”課程以基礎性和理論性為核心特點，對數學和物理等基礎學科知識具有較高依賴性。然而，傳統的課程教學往往缺乏與軍事應用的結合，知識內容的實戰指向性不強，難以有效激發學員的學習興趣和培養學員的為戰意識，無法有效滿足軍事人才培養需求。

國內眾多軍校學者積極探索基礎課程的實戰化教學。王麗娜等從實戰化教學內涵入手，有針對性地提出了大學計算機基礎課程實戰化教學改革的方向，重點討論了計算機基礎課程在實戰化指導下進行的改革實踐。周燕等2從“電工電子技術基礎”課程加強實戰化教學的目的意義、常見誤區和主要做法等三個方面做了論述。牛治永等[3]以“信息系統基礎”課程為例，從精選教學內容、優化教學設計、創新教學方法等方面展開分析，重點探討了課程教學中如何實踐實戰化教學，研討式、啟發式等教學方法怎么樣實施等問題。

通過課前座談、問卷調查等多種方式開展學情調查發現，學員學習“電路”課程的有利條件為：一是進入由公共基礎課向專業基礎課學習轉換階段，學員對專業知識求知欲強，學習電類專業課程的積極性和主動性較高；二是學員通過前期“高等數學”等課程的學習，具備良好的理論知識基礎和較強的動手能力，能夠支撐本課程的理論學習和實驗實施。學習的不利因素為：一是學員對于未來所從事的崗位認知較為模糊，對于“電路”在整個專業課程體系中的地位與作用認識不足，難以建構對于電類課程及其未來作用的整體認知；二是學員前期課程所學知識偏重于知識內容本身，難以在解決實際軍事問題中融合運用。因此，“電路”課程開展實戰化教學的主要難點為：一是軍事應用牽引不足，課程內容與裝備軍事運用關聯不夠緊密，需要強化軍事場景融人，增強知識內容的實戰性和應用性；二是理論推導較多，學員理解難度大，需要按照認知形成規律，逐步提升難度和挑戰度。

基于以上分析，本文以“電路”課程《串聯諧振電路》教學單元為例，探索提出一種將軍事應用場景有效融人基礎課程的教學案例設計方法，并對“軍事一技術”結合點及教學實施策略設計進行重點分析和研究。教學實踐顯示，通過該方法，能有效提升課程教學的實戰度和課堂活躍度，為進一步深人開展基礎課程實戰化教學改革提供了有益參考。

一、“軍事一技術”結合點設計一以《串聯諧振電路》教學單元為例

諧振電路的工作原理涉及電磁場理論，對于初學者來說，這些概念可能過于抽象，難以理解，且分析諧振電路需要一定的數學基礎，理論性強，電感、電容和電阻的物理特性及其相互作用較為復雜。如果采用傳統的理論教學方法，缺乏足夠的實踐和互動環節，學員可能難以充分理解和掌握諧振電路的概念和分析方法。本文以“艦-艦間軍用無線電臺通信選臺”這一軍事應用案例為背景，按照認知形成規律，以問題為牽引，依次提出三個具體軍事問題，激發學員學習興趣。而后按照由淺入深的思路，對應設置三個主體教學內容，即串聯諧振的基本概念、電路特性和重要參數。在講授過程中，理論分析緊緊圍繞軍用無線電臺選臺實際問題展開，實現理論與應用的有效結合，牽引學員思維跟隨問題的解決過程而不斷深入，提升學習效果。其中，軍事應用場景為：假定某新型驅護艦需要使用某電臺接收來自編隊內航母的作戰指令，根據聯絡文件，上級電臺采用定頻模式，假設發射頻點為 76MHz 。其中，案例涉及的軍事應用描述（問題）與工程技術問題和課程知識點的對應關系如表1所示。

表1案例知識結合點列表

二、教學實施策略設計

本文采取問題探究式教學方法，以“艦一艦間軍用無線電臺通信選臺”為軍事應用背景，層層遞進地引導學員思考工程技術問題，實現專業知識和軍事應用的有機結合。

（一）課前導學策略

教員向學員推送導學微課、自測題等學習資源，創設軍事問題情境驅動學員自學，激發學習興趣。教員了解學員預習情況，重點關注學員對串聯諧振電路概念的理解程度及對電路特性的掌握情況。

（=） 課中研學策略

教員圍繞軍事問題主線，梳理并設置“艦一艦通信怎么通”“怎么挑選有用信號”“突發故障導致無法選臺的原因分析”等三個層層遞進的工程技術的點和重難點問題，確保學員始終在創設的軍事應用情境中思考電路串聯諧振技術原理，體現“為戰性”的同時，逐步提升學習“挑戰度”。在分析解決三個問題的過程中，教員通過案例問題解析、學員合作研討、概括歸納、學習效果檢驗等方式提升參與式教學效果，形成軍事應用和工程技術之間的閉環。

1.軍事應用場景導入。播放短視頻：播放電視劇《海天雄鷹》中“航母運用電臺指揮艦載機著艦”的短視頻。航母，是大國實力的象征。而航母要發揮最大作戰效能，必須依托航母編隊的體系作戰能力來實現。在遂行任務過程中，航母編隊必然伴隨著大量的作戰、協同指令。其中，無線電臺就是其最重要的通聯手段之一。對于無線電臺而言，其天線在一定范圍內，可以接收多個頻率的電磁波信號。如果直接對這些信號進行解調和放大，各頻率信號就會混雜在一起，很難獲取有用信息。為了把所需的信號“挑選”出來，并過濾掉無關信號，在天線和解調電路之間設置了信號調諧電路，以實現選臺功能。調諧電路主要由天線線圈L1、電感線圈L和可調電容C所組成。天線線圈所接收的電磁波信號，通過互感作用，在調諧電路的輸入端可以被視為不同頻率的電壓源，考慮到電感的內阻，這樣就構成了一個串聯諧振電路。以此導人三個軍事主線問題。

2.主線問題1：使用電臺接收上級艦艇作戰指令時，接收端電臺需要如何進行操作？ （1）軍事問題描述。在航母編隊執行作戰任務的關鍵時刻，接收端電臺必須精準無誤地接收到上級艦艇發出的作戰指令。假定上級電臺采用定頻模式，其發射頻率設定為 76MHz 。面對這一挑戰，接收端電臺必須迅速調整其接收頻率，以確保能夠準確捕捉到上級艦艇的指令信號。（2）工程技術問題轉化。若要實現這一目標，學員須思考，調整接收頻率時，究竟需要調整電臺內部電路的哪個關鍵元器件的參數。此外，電路在頻率調整過程中會發生何種物理現象。根據學員的回答情況，教員將適時導人第一個知識單元，深人探討這一問題的科學原理。（③問題剖析。為了使電路達到諧振狀態，有兩種主要方法。在實際操作中，對于接收端電臺而言，調整頻率的本質是通過調節內部電路的電感L和電容C參數來實現的。其中，通過調節電容C來達到調諧目的更為便捷，因此，在實際應用中，通常選擇調節電容C來實現電路對電源的諧振。這一操作會使得電路發生諧振現象。

3.主線問題2：電臺如何挑選有用信號？ （1）軍事問題描述。在執行任務的關鍵時刻，艦艇上的電臺需要從復雜的電磁環境中準確地接收上級艦艇發出的作戰指令。假設某艦艇正在接收上級作戰指令時，該區域同時出現了多個頻點的電磁波信號。盡管如此，話音通聯仍能正常進行，那么，接收端又是如何挑選出有用信號的呢？ （2）工程技術問題轉化。為了解決這一問題，設有一個對海超短波電臺。假設在某一時間，該電臺的天線同時接收到三個不同頻率的信號，分別為 64MHz?76MHz 和88MHz ，各信號源的電壓幅值均為 10mV 。此時，電感為 80nH ，電阻為 0.5Ω ，可調電容器當前的值為 54.87pF 。學員需要分析這一串聯等效電路在各個頻率下的阻抗、電流和電壓特點，并描述電路當前的工作狀態。根據學員的回答情況，教員將適時導入第二個知識單元，深人探討電臺如何通過電路特性挑選有用信號的科學原理。（3）問題剖析。本案例中R、L、C元件是按串聯方式連接的，根據L、C的參數可求解出電路的諧振頻率。電源為幾個不同頻率的電壓源串聯結構，根據電壓源的疊加性，可以分別計算單個信號源作用時，在回路中產生的電流、電容電壓的具體數據。對比數據，學員很容易可以發現其中的規律，即不同的電流在電容元件上會產生不同的電壓。其中，諧振頻率時的電容電壓會遠大于其他頻率的電壓。接著，教員再把數據的規律映射到電臺挑選有用信號的問題上，引導學員自己歸納總結電臺實現選臺的原理。即雖然天線接收到了多個不同頻率信號，但由于串聯諧振的電路特性，使得整個電路只是在諧振頻率下阻抗最小、電流最大，從而獲得較大的諧振過電壓。

4.主線問題3：電路電阻特性變化對選臺的影響，即影響選臺效果的重要參數。（1）軍事問題描述。在艦艇通聯過程中，電臺的可靠性是保障通信順暢的關鍵。假設某電臺在通聯期間突發故障，導致無法正常選臺。經過排查，發現故障原因為接收機等效電路中的電阻元件老化，導致阻值顯著升高。（②）工程技術問題轉化。為探討這一問題，假設案例中的電阻R由 0.5Ω 增加到 。此時，學員需要計算電路中的品質因數，并重新計算電容兩端的電壓。通過這些計算，學員分析電阻值變化對選臺效果的影響，并說明具體原因。根據學員的回答情況，教員將適時導入第三個知識單元，深入探討電阻特性變化對電路諧振和選臺效果的影響。3）問題剖析。在電路中，僅僅改變了電阻元件的阻值，而電路的諧振頻率主要由電感L和電容C決定，因此，電路的諧振頻率不會發生變化。

當R等于 0.5Ω 時，計算電路的品質因數為：

當電阻R由 0.5Ω 增加到 20Ω 時，計算電路的品質因數為：

則此時電容電壓為

U_c=U_sQ₂=10×1.9=19mV

電路的諧振頻率沒有發生變化，但導致諧振時電容電壓相比于信號源電壓 10mV 的放大倍數僅為19倍，遠低于理想情況下的放大倍數。由于電阻值的增加，電路的品質因數降低，使得諧振時電容電壓的放大倍數減小，無法有效地從多個頻率信號中挑選出符合諧振頻率的信號。因此，即使電路的諧振頻率不變，電阻值的增加也會導致選臺效果的下降，無法達到預期的通信目的。

5.課堂小結。課堂教學結束后，教員須及時總結歸納，加深學員對知識的理解。以本次課為例，可歸納為圍繞“軍用無線電臺選臺問題”，學習的主要內容為“一個概念”“四個特性”和“兩個指標”。

（三）課后提升策略

教員根據學員的學習情況，布置了能進一步提升難度的課后作業。反饋作業情況后，教員針對共性問題和個性知識點，利用群聊進行答疑解惑。對于難理解的知識點，教員可以利用線下答疑進行輔導授課。最后，教員對整個教學過程進行總結和反思，改進教學設計，完善教學方法，迭代式地提升學習效果。

結語

本文以“電路”課程為例，探討了基礎課程實戰化教學案例設計的方法。通過“雙向分解、迭代調節”的方式，基于《串聯諧振電路》教學單元開展教學設計，實現了電路基礎專業理論知識和軍事應用場景的有機結合，在提升學員學習興趣和增強課堂教學活躍度的同時，有效培養了學員的為戰意識和工程思維能力。

參考文獻

[1]王麗娜，張杰，趙媛，等.軍隊院校實戰化課程改革的研究與實踐：以大學計算機基礎課程為例［J].中國現代教育裝備，2018（23）：48-50.

[2]周燕，曹勇，姜楓，等.“電工電子技術基礎”課程實戰化教學研究[J].工業和信息化教育，2020（8）：23-27.

[3]牛治永，戴耀，白爽.“信息系統基礎”課程實戰化教學改革探索[J].科教導刊（中旬刊），2020（35）：105-106.The Combat-Oriented Teaching Case Design of Basic Courses： Taking the“Circuit\"Course as an ExampleXU Xing1， YANRui-cheng2，YANXiao-ling1，FEI Wen-li1

（1.School ofElectrical Engineering，Naval UniversityofEngineering，Wuhan，Hubei 43oo33，China;2.Collgeof Informationand Communication，National University ofDefense Technology，Wuhan，Hubei ， China）

Abstract： Aiming at improving the combat and application of basic courses in military academies，this paper discussed the teaching case design method of effectively integrating military application scenarios into basic courses.Taking the“Series Resonant Circuit”teaching unit of the“Circuit”course as an example，according to the way of“Bidirectional Decomposition and Iterative Adjustment”，the military problems and technical problems are decomposed and refined respectively，and then the combination pointof“military-technology”is gradually optimizedanddetermined.Finally，the teaching implementation strategyis designedaccording tothe wayof preclassguidance，in-classresearchandafter-classimprovement.Throughthedesignofteaching cases，the integration ofprofessional basic knowledgeandmilitaryapplicationisrealized，whicheffectivelyimproved theactualcombat degree of basic courses and the activity of classroom teaching，and also provided a useful reference for the actual combat teaching reform of basic courses.

Key words： combat-oriented teaching; basic courses; Circuit; military application; case design