发布时间：2023-03-16 15:53:53
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电磁波课程论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
（长江师范学院数学与统计学院，中国 重庆 408100）
【摘 要】柱函数是数学物理方法中的一个重要内容，它包括贝赛尔函数、诺伊曼函数和汉克尔函数。这些函数表达复杂、性质众多、计算过程繁琐，学生在学习过程中感到很困惑。特别是柱函数积分计算比微积分中的积分要困难得多，通常使用洛梅尔积分教学计算。它的特点是只涉及同类柱函数乘积的积分。而在同轴谐振腔和同轴波导教学中，我们经常要涉及不同种类柱函数乘积的积分。因此，对这类积分进行研究，得到一般公式并应用于教学。
关键词 柱函数；洛梅尔公式；积分
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
作者简介：侯慎勇（1964.03—），男，汉族，重庆人，博士，长江师范学院，副教授，研究方向为高功率微波器件，在国内外公开刊物上发表了20余篇论文。
赵博（1979.05—），男，汉族，重庆人，硕士，长江师范学院，讲师，研究方向为数学教育，在国内外公开刊物上发表了10余篇论文。
0 引言
在柱坐标系里对拉普拉斯方程进行分离变量，人们得到了贝塞尔方程。它的解可由贝塞尔函数、诺伊曼函数和汉克尔函数表示[1-2]。在一般的数学物理方法的教材都给对它们的许多性质进行了详细的介绍。通过教师的讲解，学生都能够有效的掌握这些函数的性质和并且灵活的应用它们。但是，数学物理方法对柱函数的积分讲解不多，一般只介绍了贝塞尔函数的有关的积分，这对学生的后继课程的学习会带来不利的影响。因为在电动力学、电磁场与电磁波、微波工程课程中，经常会出现柱函数的积分，因此，在数学物理方法的教学中介绍一些柱函数的积分方法有助于学生对该课程学习。
本文针对这一问题，在柱函数积分的计算方面进行一些探讨。
1 柱函数的性质
在电动力学、电磁场与电磁波、微波工程的教学中，常常会出现在如图1所示的同轴圆。
Tmn（x）=AmnJm（x）+BmnYm（x）（4）
Jm（x）和Ym（x）分别是贝赛尔函数和诺伊曼函数，Amn和Bmn是与x无关的常数，Tmn（x）是贝赛尔函数和诺伊曼函数的线性组合。通常称Tmn（x）是同轴波导的柱函数。在以下的讨论中，我们介绍柱函数Tmn（x）的一些性质：
通过matlab软件画出Tmn（x）与Jm（x）和Ym（x）随x变化的图形，如图2。图中m=3，A=B=1。
从图2中，可以看到Tmn（x）与Jm（x）和Ym（x）和一样都是准周期振荡函数，而且Tmn（x）的零点在Jm（x）和Ym（x）的零点之间。这样可以帮助学生了解柱函数零点的性质。
在贝塞尔方程的教学过程中，学生都知道贝赛尔函数、诺伊曼函数和汉克尔函数都有以下的公式：
然而，柱函数Tmn（x）是否具有相似的性质? 在教学中引导学生证明了Tmn（x）对（5）~（7）也同样成立。
关于贝赛尔函数的积分，经常应用到的积分是洛梅尔积分公式[4]：
它主要出现在于圆波导中的相关计算中。但是，在同轴圆波导中，由于电磁场是通过（1）~（3）表示，因此，在电磁场的功率和不同模式的耦合的计算中，往往需要计算。但是，（8）~（9）式不能有效的解决这一积分的计算。为此，我们引导学生推导该积分公式：
式（10）~（11）是对洛梅尔积分公式的推广。
从式（6）~（11），我们可以发现贝塞尔函数、诺伊曼函数、汉克尔函数和柱函数Tmn（x）存在相似的性质，这些关系能够加深学生对贝赛尔函数、诺伊曼函数和汉克尔函数的认识，提高他们在后继课程对这些积分的计算能力。
2 柱函数的应用
在这里，通过事例说明（10）~（11）的应用。
例1 计算
解: 这个积分在同轴圆柱波导的教学中经常出现，无法使用公式（8）~（9）计算，而使用（10）~（11）可以方便的计算出个积分：
例2 在同轴圆波导和同轴谐振腔计算电磁场的功率时，会出现计算的两个积分
其中：vmn、R0是常数。
解：如果不采用公式（8）和（9），这两个积分是很困难的，而采用公式（10）和（11）时，过程就显得很简单。我们可以直接得到该积分
通过以上的推导，发现使用公式（10）和（11）能够贝塞尔函数与诺伊曼函数的乘积的积分和柱函数的积分变得容易简单。这给教学带来极大的方便，在学生后继课程的学习中对它们的学习提供一定的帮助。
3 结论
本文对柱函数的性质进行了研究，发现它与贝塞尔函数、诺伊曼函数、汉克尔函数存在相似的性质。这将有助于提高学生学习积极性，增加它们对贝塞尔函数的认识，有助于学生的后继课程的学习。
参考文献
［1］梁昆淼.数学物理方法[M].3版.北京:高等教育出版社,1998.
［2］胡崇斌.数学物理方法[M].2版.北京:高等教育出版社,北京大学出版社,2002.
［3］刘盛纲.相对论电子学[M].北京:高等教育出版社,2006.
【关键词】遥感技术 中学地理教学 课程资源
一、现代遥感技术的发展
《遥感导论》是作为一名地理专业的学生需要在大学学习的基础课程。在高中的课程学习中，我们就已经知道地球上的物体都在不停发射、反射和吸收电磁波，而且不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。而遥感（Remote sensing，简称RS）就是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征和性质及其变化的综合探测技术。[1]
遥感技术是在20世纪60年代兴起的一门技术。人类从古代就向往着“顺风耳”、“千里眼”，随着这一技术的产生，它就像人类的另一双眼睛，能够从另一个高度感知地球。但是在以前这是一门处于高科技领域的技术，普通人很难接触到，当然也很难运用到。但是随着社会的发展、科学的进步，这一门以前“高高在上”的技术在生活中的运用也越来越普遍，各种遥感软件平台大众化，普通群众也能够很容易地在某些网站下载遥感影像。
另一方面，遥感技术会被广泛应用，也正是因为它的功能十分强大。现代遥感技术视域广阔，检测范围大，可覆盖整个地球。能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测，在自然灾害监测、环境监测、遗产保护及可持续发展等多个领域都能够发挥其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉树地震震后以及13年庐山县震后，航空影像图都起到了关键作用。强烈地震往往会造成一些地区交通和通信中断，严重影响外界对受灾情况的判断和相应决策。如何尽快获取受灾信息，成为指导救灾工作的关键。而高分辨率遥感观测技术，正是精确获取灾区数据的最重要的手段之一。遥感地球所将地震后获取的遥感数据，共享给参与救灾的国家有关部门和灾区政府，并将卫星数据上传到网站上供社会免费使用，为精确判断灾情和救灾指导发挥了重要参考作用。
二、遥感技术在中学地理教学中的应用
由此可见，遥感技术已不再高深莫测，它逐步走进我们的生活并为我们所用。作为一名地理师范生，我们将来更多地会参与到中学地理教学当中，虽然偶尔会有部分教师在教学中也运用到了一些遥感影像，但总的来说这种趋势还并不明显。那到底遥感技术能不能运用到中学地理教学中呢？我认为是能的。
比如在人教版高中地理必修一第四章第三节《河流地貌的发育》中，就有讲述黄河三角洲的发育。教材当中只用到了一张黄河三角洲的卫星影像图，但是为了让学生能够更清楚地感知到黄河三角洲的发育速度十分迅速，我们可以采用多张不同时期的卫星影像图来进行对比教学。现代黄河三角洲是1855年以来，黄河冲积作用形成的，从那时至今卫星影像的数量有很多，教师也很容易获取。
除了在必修一自然地理的教学中运用到遥感技术，必修二人文地理也同样可以大量的运用到遥感技术。例如城市内部的空间结构、城市化、农业地域与工业地域类型、交通运输的布局以及人类与地理环境的协调发展都可以通过加入遥感影像丰富课堂素材，提升教学质量。以高中地理必修二第二章第三节的《城市化》为例，教材上使用了大量的图片，但都是一些地图或者图表，学生们只能抽象的去理解城市化的进程，却难以有一个具体的印象。然而遥感影像却能够很好地解决这个问题。从不同时期的遥感影像上我们能够很清楚地看出一个城市城市化进程地快慢与程度。学生也能够从影像上清晰地找出一个区域的房屋、河流、植被等等，从而通过自主学习得出《城市化》这一节内容的知识点，打破了以往的传统教学。
当然，遥感技术不仅可以运用到中学地理教学当中，也应该运用到其中。一方面是遥感技术可以丰富地理教学的课程资源。地理重在观察，学生们习惯了看各种地图、图表，而遥感影像看得却并不多。事实上遥感图像可以真实、客观的观察到广阔的地域空间和地物，实时性强。且信息丰富，具有综合性的特点，因此打破了传统教学中图片信息过时、图片范围太小的缺点，进一步充实课堂。另一方面遥感技术也能够培养学生从影像中获取信息的能力。在遥感影像上有许许多多的信息，它们有的是直接的，有的是间接的。直接信息能够提升学生的读图看图能力，而间接信息能够增强学生间接获取信息的综合能力，同时还能让学生明白“眼见不一定为实”，很多知识是隐藏在事件背后的，我们需要去思考、去挖掘，探索求真的精神是科学创新与进步的原动力。并且要间接获取隐藏的信息需要用到数学、物理、计算机等学科的知识，从而也培养了学生的综合实践能力。
虽然，现如今遥感技术在中学地理教学中的应用多数是使用了一些遥感影像，但是我相信遥感技术作为地理教学的一项课程资源，还有很多潜在的价值等待我们去挖掘。在未来的中学课堂上，必定还会有更多的形式、更多的机会运用到遥感技术！
【关键词】中职物理；机电专业；课程优化
我校是机电类中职学校，开设有数控、机制、电子、模具、机械等专业，在各专业中开设中职物理这门基础课，目的是在初中物理的基础上，进一步学习和掌握运动学、力学、几何光学、热学、电磁学及原子能等相关知识，为专业学习打下基础。如何实现这一目标使之有效地服务于机电各专业成为课程改革的的关键，本文认为应从以下几个方面着手。
一、立足岗位，面向专业，优化课程结构
物理是机电类专业的基础课程，必须立足于机电类岗位，服务于机电类专业课程。机电类中职培养机电技术及应用方面的操作维护使用及管理技能型人才,面向制造业各岗位。制造业为国民经济各部门，包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装配，其技术装备是数控机床（CNC）、柔性制造单元（FMC）和柔性生产线，这些装备的操作使用、维护管理要求高，需求复合型人才，并且随着科技和生产的发展，机电产品生产工艺及装备技术水平在不断提高，对机电设备操作使用维护要求也提高，制造类各岗位如机械制造、数控加工编程、汽车维修、模具加工与修理、电子产品装配、机电维修、机电产品质量检验、机电设备营销等等都需要多门课程知识的综合，需要扎实的专业基础知识，强调基础及对岗位的适应能力和以后的扩展能力。中职生在短短三年间掌握机电类某一岗位群所需的全部知识和技能是不可能的，只能是掌握该岗位群所需的基本知识与基本技能，只有夯实基础，拓宽基础，才能提高社会的适应能力。专业基础课是为专业岗位服务的，而物理课在提高学生的科学素养、为机电类专业基础课程打基础方面起着无可替代的作用，所以物理是机电类专业基础的基础，其内容与结构必须满足专业与岗位的需求。
考虑到机电类各专业后继课的特点，将物理分为I、II两类：I类包括知识模块有：直线运动，牛顿运动定律，冲量与动量，功与能，曲线运动、万有引力定律，机械振动与机械波，分子运动论、理想气体，热量与功，静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波，几何光学，光的本性，原子和原子核。II类是将I类中的静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波内容合并到电工基础中。II类是面向电子、计算机等专业，对物理、电工、电子等课程的要求相对较高。在第一学期开设《物理》，而第二学期起就依次开设《电工基础》、《模拟电子》和《数字电子》三门课程。I类是面向机械、机械制造、模具等专业。另外，增加选修模块，如自制物理实验、创新制作内容。各个不同专业学时数亦不相同。
二、做学合一，培养创新能力
物理课教学中的学主要是指理论知识学习；做是做实验、做习题和课外活动，主要是实践过程，无论是学还是做，都是为了理解基本概念与定律，分析物理现象与自然规律，掌握物理科学方法与知识。由于各种原因，中职生入学的实际情况是基础差、底子薄，文化素质相对较低，但其思维能力和智力水平并不低。按照职业教育观点[1]，他们只是智力类型的不同，而非智力水平的高低。中职生的培养目标是技能型人才，注重实际应用与操作。鉴于上述情况，中职物理教学首先要调动学生主动参与学习过程，发挥其主体能动作用，发掘其能力与潜力；其次加强技能培养。为此采取如下措施：（1）在学的方面，降低理论知识的难度，强调实用性和实践性，注重培养学生的学习能力和分析问题、解决问题的能力，淡化理论推导，突出物理概念的理解，注重计算能力的培养，并将部分概念与定律内容实验化，转化为可以做的内容，加大课堂演示内容及份量；同时采用多样化教学手段，充分运用投影、幻灯、录象、计算机辅助教学软件（CAI）等现代化手段进行教学，注重形的视觉作用，加深对物理概念与定律的理解。对于每个章节，明确目标任务，以任务为驱动，教师指导学生主动思考，学生带着思考的头脑进入课堂。理论联系实际，联系生产生活实际，联系专业实际，联系学生实际，循序渐进，由浅入深。（2）做的方面，充分利用习题、实验与课外活动。这样在学中做、在做中学，做学合一，发挥学生的学习积极性、主动性，增强学生的主体意识，提高学生的动手能力，掌握科学方法，提高科学素养。
创新能力的培养是深化教育体制和结构改革、全面推进素质教育的重点，创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法，而不仅仅是知识的本身。在中职物理教学过程中，培养学生的创新能力应从以下三个方面进行：（1）在理论课教学中训练学生的创新能力，设计提问，激发学生问题意识，引入课题；指导学生发现，启发学生思考、交流、探究；引导学生独立学习，启发学生大胆质疑；注重挖掘物理教材中的研究问题的方法，培养学生的创新能力。（2）在习题教学中培养中学生创新能力，一题多解，训练学生的发散思维；一题多变，训练学生思维的灵活性。（3）在物理实验教学过程中培养创新能力，在规定学生完成一定的实验计划和要求的前提下，可以鼓励、引导学生不拘泥于教材中的做法，进行一些创新改进，或自己另外设计不同的方案或者自己提出实验研究课题，设计开放性实验，设计实验方案，独立或与同学合作进行实验。（4）在课外活动中培养学生创新能力，举办“异想天开”发明创造“金点子”方案竞赛；举办发明创造讲座、科普知识讲座、发明创造作品展览；开展“小发明、小创造、小制作、科学小论文”等竞赛，以激发学生的创新意识，增强创造能力。
三、对教师的要求
物理理论与实验教学设计与实施，需要高素质的教师队伍。教学过程设计、教学情景设计、学生情况分析、创新能力培养都对教师提出了很高的要求，不仅要求教师具有丰富的相关专业知识与娴熟的实践技能，而且要具有灵活的教（下转第149页）（上接第145页）学方法、较强教学情景设计能力和现场调控能力和创新教学能力。为此，教师必须经常收集资料、补充自己的专业知识、了解最新科技动态，及时掌握科技方面的新技术、新工艺、新设备及岗位所需技能；钻研教学艺术，深入学生调查研究分析，做到因材施教。如教学过程设计中每个章节找出恰当的切入点，“万有引力定律”以“人造卫星、黑洞例子”切入；“机械波”以“地震、超声波和次声波”切入；“能量守恒”以“长江三峡”切入；“电场中的导体”以“静电的防止和利用”切入；“电阻定律”以“超导”切入；“磁场”以“磁悬浮列车”切入；“原子核”以“核武器”切入等。引入这些例子，不仅可以引出问题，激发学生学习兴趣，还可增强学生对科学的崇尚。
总之，机电类中职物理教学面对新的形势，必须坚持知识与技能并重原则，面向专业，立足岗位，打好基础。
我系以“厚基础、精专业”为核心，构建专业课程体系。
1.1通信必修课程模块
主要课程：信号与系统、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路、嵌入式系统与应用、单片机原理及应用、计算机网络等。形成能力：以信号与系统、通信原理为核心，加强通信技术基础理论的学习，强化数字信号处理能力的培养；以通信信号与系统的分析与设计能力训练为中心，掌握通信系统分析与设计的基本技能，使学生掌握现代通信技术的应用技能。
1.2专业选修课程模块
主要课程：EDA原理及应用、数值计算与MATLAB、光纤通信、无线通信、现代电信交换、微波与天线、数字信号处理、工程制图与CAD等。形成能力：以开阔学生视野，培养学生的复合能力为重点，通过一批反映通信技术发展前沿的课程，使学生了解现代通信技术的现状和发展趋势。模块化的建设强化了课程之间的理论体系，优化了教学内容，减少了课程内容的重复，加强了实践能力的培养，提高了教学效果。
2.实践教学体系建设
根据专业能力培养要求，实践教学体系建设以设计性、综合性、创新性为重点，注重培养学生的实践能力和创新能力。把实验教学的主导思想定位在注重基础、加强应用、追踪前沿、培养学生分析与解决问题的能力、提高学生就业竞争力上。提高实践教学在整个教学活动中的地位，适量开设综合性、设计实验，在教学计划中构建完整合理的实验教学体系，注重实验教学与其它实践教学环节的衔接。加强课程综合实验或设计、专业综合实训和毕业设计(论文)等环节的管理和实施。通信工程专业是一个实践性很强的专业，必须加强实验、实践教学，提高学生的实践动手能力。构建专业实验体系应遵循由简单到复杂、由验证型实验到开放性实验，由单一的实验内容到综合实验的基本思想。实践教学(除毕业设计外)可分为5个层次：专业基础课程实验、课程综合实验、专业综合实训、毕业实习、课外学生科技创新。
（1）专业基础课程实验专业基础课程实验采取教师指定实验内容，在课内学时固定时间分组完成的教学形式。
（2）课程综合实验综合性实验项目主要是针对通信专业课程中的某个功能模块进行，主要培养学生分析单元电路、模仿设计功能模块的能力，有以下几种形式：
①验证型实验。学生在实验中，不仅要测量实验数据，观测波形，同时要求分析电路组成、功能，画出原理图，分析掌握实验用通信集成电路的使用，提高学生分析问题解决问题的能力。例如《通信原理与系统实验》课程中的《时分复用实验（TDM）》，要求学生了解时分复用的基本概念；掌握时分复用与解复用的原理框图；掌握时分复用信号的组帧和拆帧的过程。
②实现单元电路功能实验。目前我校单片机嵌入式系统实验室采用SICElab-G2200和EELiod270作为实验硬件平台，要求学生用Keil软件开发ARM程序来实现实验箱某特定的功能，这样将嵌入式技术和通信原理相结合，锻炼学生综合设计、开发能力。例如《嵌入式系统与应用实践》课程中《串口通讯实验》，实验箱中该实验要求学生了解LPC系列处理器UART的功能原理；在Keil中设计ARM程序，实现串口通讯；使用UART0实现查询接收并发送。
1.1学生基础差，不重视作为本三院校的学生，高中物理基础普遍比较薄弱，许多同学基础概念及定律不清楚，给大学物理的学习造成了困难.另外，学生的高数基础不扎实，无法在物理模型建立中灵活应用微积分等高数知识.再次，现在的学生学习功利性比较强，学生们主要把精力放在英语、计算机等考证科目，甚至一些校外的考证上，而对大学物理这门课程重视不够.
1.2教师教学模式固定化教师上课大部分还是采用老式的教学法，以教师讲授为主，照本宣科，致使学生觉得课上枯燥无味.另外，教师教学中教学大纲统一化，不同专业采用同一教学大纲，没有专业特色，与学生专业课课程结合不够紧密和充实，因此学生对大学物理课程兴趣不够.
1.3考评方式单一本校大学物理的考评方式基本是采用期末成绩为主，平时出勤和作业为辅的的方式.学生学部分还是以应试为向导，学习被动，没有深入领会到物理的奥妙.
2改革方向
为了解决教学中遇到的这些问题，针对独立学院特色，大学物理改革可以从以下几方面入手.
2.1不同专业区分对待，应制定不同的教学大纲大学物理涵盖的内容是非常广泛的，包括力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理等五篇，如果要全部授予学生，学时往往不够，而且只授予学生点滴皮毛知识而已.教师应该深入各系进行调研，了解不同专业的需求.教学中做到心中有数，有针对性的授课.让学生深刻认识到大学物理有本专业的特色，为他以后的专业课学习以及之后的工作有所准备.比如对于机械类专业，跟物理紧密相关的专业课程有“理论力学”“结构力学”“工程力学”等，对于他们大学物理教授时应重点放在力学和热学篇章，如质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量、刚体定轴转动、机械振动、热学等.教师在授课时就应该多注重力学的分析和计算，并且多举一些跟专业相关的例子，如飞轮、皮带轮、滑轮的转动问题，桥梁结构的承重、钢架的频率和周期等.而对于电子信息类专业，后续的专业课程里“电路分析”“电子技术”跟物理关联较大，对于他们大学物理教授时应重点放在电磁学篇章，并多介绍相关的科研新进展，以增强学生对大学物理的兴趣.同时，增设电磁波的知识点并将其作为重点介绍，为后续专业课程电磁场与电磁波做好准备.
2.2物理理论与实验教学结合大学物理是一门实验性的科学，很多物理定律都是实验总结得到的.但是很多学校的大学物理理论课和实验课是分开设置的两门课，由不同的教研室不同的老师教授.这样的教学就有可能使得理论和实验相脱节.应该加强理论课和实验课的统一，或者直接由同一部门来授课.有些比较复杂的实验在实验室操作，而有些仪器比较简单的实验可以直接搬到教室穿插在理论课上进行演示.建议可以学习麻省理工学院的WalterLewin教授在公开课《电和磁》课上的的授课方式，用直观的实验来演示复杂深刻的物理原理，使得课程具有启发性和趣味性.比如，静电屏蔽、光的偏振、驻波等都可以穿插在理论课上进行演示.这样不仅可以化抽象为具体，学生亲眼看到，甚至亲自参与验证，对定理的理解会更加深刻，同时可以提高学生的学习兴趣，激发他们的科研兴趣，培养创新意识.
2.3将物理理论和现实生活和社会实际结合起来物理学并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起来的学科，它反映的是自然界万物的规律，是一门和生活息息相关的学科.物理课程改革要强调“从生活走向物理，从物理走向社会”，即注重与社会实际和生活实际相联系.而物理教师就可以起到这个桥梁的作用，教师在上课时，要特别注意将物理内容和实际生活的应用联系起来介绍，激发学生学习兴趣.比如，讲到涡流时，就可以举电磁炉、涡流探伤、探测金属（安检、扫雷）等例子；讲到角动量守恒定律的应用时，就可以举跳水运动员空中翻转、花样滑冰运动员旋转、舞蹈演员旋转等例子；讲到热学循环时，就可以介绍冰箱、空调的工作原理等.把物理理论知识跟生活社会实际结合起来，学生能够深切体会到物理是一门很有用的学科，变被动接受知识为主动学习.
2.4考评多样化，注重素质教育对学生大学物理课程的考评单纯采用平时作业和期末考试的形式的话，不能完全反映学生对物理知识的掌握和应用程度，这种考核方法不适应素质教育的要求.比较全面而科学的评价标准应该包括对知识的理解、应用和创新.教师可在传统考核方式的基础上增设其他比较开放、灵活的考核方式，比如李元杰推荐的数字物理教学方法。可根据学生专业特点在开学初开设一些小课题或者小应用公布给学生选做，学生可以自由组队选题，也可以个人单独选题.让学生自己检索资料、分析原理，并以科技论文或课件的形式在课上跟大家回报分享和讨论，有些模型还可以做成动画的形式演示出来给大家看.这样不仅可以开阔学生的视野和思路，也能培养学生自学能力、科研能力和创新能力.这样的考核方式还可以让师生很好的互动起来，并让学生充分参与到课堂教学上来，同时锻炼了他们的团队协作精神和社会实践能力.课题的成果最终计入本门课程总成绩中，教师评价的话也可以灵活一点，直接让全班学生现场评分.
2.5成立物理兴趣小组大学物理作为一门公共课，一般都是大班授课，很多学生有问题也很难全部在课上反应给老师，师生互动也会受到限制.为了解决这个问题，可以在班里或者整个学校内成立物理兴趣小组，也可以建立相关的物理网站和论坛，大家可以聚在一起或者在论坛上讨论问题，各抒己见.老师可以定期参与到兴趣小组的讨论中，并随时到物理论坛上跟同学交流讨论.同时还可以把课件、题库、演示实验、上课视频、物理学史介绍等资料上传到网上，还可以设置网上辅导、在线提问等模块，以弥补课上教学课时的限制，同时扩充大家的视野，拉近师生距离.只有当学生和老师之间建立起个人的直接联系的情况下———这时学生可以讨论概念、思考问题和讨论问题———才能达到最好的教学效果.
2.6承上启下大学物理教学要做到承上启下.所谓的承上，指的是要结合中学物理和高等数学的基础.首先要让学生理解大学物理不是中学物理的简单重复，大学物理比中学物理要更加广博，内容也更加深奥.教师在授课过程中，要与已经学过的中学物理内容联系起来，进行比较和区别，引导学生应用新的思维，采用新的方法来解决大学物理问题.其次要让学生明白高等数学与大学物理的密切联系，在大学物理授课之前，都要先了解学生的高等数学基础，对于高数基础比较薄弱的，还要适当的给他们补习高数的知识，特别是矢量代数和微积分运算.大学物理教学也要做到启下，即为学生后续的专业学习和工作服务，让学生认识到大学物理的意义所在.
3结束语
摘要:
物理概念作为物理学知识体系的支柱，对其理解和掌握的程度直接影响到教学质量。对物理概念教学的实施原则和方式进行了探讨:实施要求在知识传授过程中不仅仅停留在概念本身，更需要从物理概念的需求背景、本质内涵和外延、适用范围、缺陷和改进等诸多方面进行讲解，使学生形成一个完整清晰的物理图像。实施方式要求创造好的学习环境来激发学生的兴趣以及调动学生的主观能动性和创造力。通过有效启发学生的思考，并使其受到科学精神的感染，达到有效理解和掌握物理概念的目的。
关键词:
物理学概念;科学素质;科学精神;教学方法;教学效果
物理学是研究宇宙中存在的各种基本物质结构及其运动和相互作用规律的学科，是人类认识自然和改造自然的工具。大学开设的物理基础课，可培养学生的科学素质和品质，也为后续专业课程学习奠定基础［1］。物理基本概念用于概括、归纳、表述事物变化的基本规律，是学科基础，对其深入学习可培养学生物理学的研究方法和思维［2］。
1物理概念教学的意义
大学物理通过向学生传授基础物理知识，培养学生基本的物理思维能力、科学品质以及物理学研究方法［3］。物理学概念(包括原理、定理、定律)是针对学科发展需要，在实验和理论基础上，通过反复的概括、抽象和归纳得到的，体现了学科的思维和发展方向，相应的学习和掌握至关重要［2］。
1．1培养解决和分析问题的能力
物理概念是物理学发展的支柱，任何一门物理学分支的发展都离不开特有物理概念的引入。如力学的发展，离不开力、力矩、动量、能量等基本物理概念的支撑。为了描述阻止物体的力，引入摩擦力，根据物体运动方式不同，又分为滚动和滑动摩擦力;为了研究物体的形变特性，引入了压力、剪切力等概念［4］。
1．2培养物理学的辩证和统一研究思维
有些物理概念是矛盾的结合体，如光的本质，即“波粒二象性”，对其认识一波三折。最早笛卡尔、牛顿的微粒学说，成功解释了光的直线传播现象。波动学说起源于胡克，认为光是类似水波振动，惠更斯提出光是纵波。“牛顿环”体现了光的波动性，却以微粒和以太进行解释。随着托马斯•杨干涉、菲涅耳衍射、麦克斯韦电磁场理论研究，以及赫兹(Hertz)对光的电磁波本质实验证明，人们逐步接受了光的波动性。直到19世纪末，在光电效应研究基础上，爱因斯坦提出了光的“波粒二象性”［5］，为新学说奠定了基础，如康普顿效应，德布罗意物质波、测不准原理、薛定谔波动方程等。
1．3培养融会贯通、触类旁通能力
很多物理概念会经历提出、实验或理论证实，逐步推广和深化，甚至扩展到其他领域的过程。这说明该概念的思维反映事物本质，精确描述了对象特征。如热学里“熵”概念，最先由克劳修斯(Clausius)基于描述热机循环状态的需要而提出，后来分子运动论将其解释为不可逆热力学过程是趋向于概论增加的态变化(波耳兹曼熵)。经过多年沉淀，又被控制论、数论、概率论、生命科学、天体物理等领域引入并应用，说明其思维方式被认同［6］。教学中可以把熵作为专题进行讲解，从不同学科集中阐述物理思维。
2物理概念教学的方法
大学物理学的教学目的如下:
1)通过掌握基础物理知识，为学习后续专业知识打好基础;
2)全面了解物理学研究方法、基本概念、物理图像以及历史渊源、发展等;
3)培养和提高大学生科学素质、思想、品质、精神等，通过了解科学发展的曲折和艰辛，科学研究的合作和乐趣等，培养学生科学思维方法、求真务实的科学品格，使其初步具备科学研究能力［1，7］。下面结合物理学特点以及教育理论和实践，对物理概念教学方法进行探讨。
2．1引入物理概念背景的教育需求
介绍物理学概念背景帮助学生充分理解概念引入的意义和作用。在此基础上，设计问题引导学生进行自我思考，如:若你们在此背景下引入新概念，应该采用什么概念来描述物质特性或规律，它与现有概念相比有哪些优缺点?通过学生的深入思考和讨论，使其充分认识和理解所引物理学概念的意义和重要性。这也是启发式教学的常用方式［8］。如讲解微粒比表面时，根据背景提问:对于一个物体而言，表面原子存在大量断键而很不稳定，表现为较强活性，是不是体积越大活性越强?通过讨论发现单纯的体积特征不合理，体积越大，内部包含原子数越多。进一步提问:如何描述微粒活性，并进行相应对比?这会激发学生的兴趣，出现类似单位质量的物质表面等答案。最后，指出微观粒子的尺寸效应最为重要，引出单位体积的表面积概念，即比表面积。
2．2讲清物理概念的本质内涵和外延物理概念的发展
体现在内涵不断丰富和外延在不同领域的扩展。温度概念的发展就体现了内涵的丰富，从表征“环境的冷热程度”到“分子平均平动动能的量度”，再到“物体内部分子的无规则热运动剧烈程度”，最后推广到“粒子集居数的反转现象”，也就是“系统处于总能量高于平均能量的状态”，并提出负温度的概念。折射率的概念则体现了其外延的扩展，最初表征不同材料之间的偏折，后表征传播速度。其实光传输的速度决定于材料原子之间电场的大小，也体现了原子结合力的高低，所以所承载的外延信息很多，包括光学、原子物理以及物质结构等不同学科。一些物理学概念是联系不同领域的纽带，如阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，对其内涵的理解比单纯数值更有意义。
2．3循序渐进和系统性的教学
有些概念贯穿于整个物理学体系中，需要多学科的共同学习才能深入和系统地认识。以物理学中极其重要的“场”的概念为例，最先由法拉第(Faraday)基于电磁相互作用的超距观点提出并进行直观描述;随后麦克斯韦从数学上推导了电场和磁场强度的波动方程，深刻地阐述了电磁场能量的分布［9］;列别捷夫(Lebedev)通过对光压的观测证明了电磁场动量特性;爱因斯坦狭义相对论的创立，证明场是物质存在的一种形式，具有能量、动量和质量;量子力学体现了场的“波粒二象性”;电磁场量子理论证明光子是电磁场的基本微粒，可与正负电子对相互转化，具有实物转化性，丰富了场的物理本质和内涵［10］。“场”在电磁学、力学、相对论、量子力学等领域都有体现。教学中要从“场”的基本特性、规律和共性出发，逐步深入:最初通过力学中重力(万有引力)引入重力场强、重力势能(引力场强、引力势函数)，初步建立场的概念;电磁学或电动力学则通过电荷库仑力场引入库仑场强和库仑势，通过场矢量的通量分析和环流分析分别得到高斯定理和安培环路定理;相对论和量子力学通过波函数分析进一步加深对场的理解。
2．4引入必要的物理学史教育
物理学的发展过程是科学家为了解决自然界遇到的新问题而不断探索的过程，所提物理概念是对所描述对象的高度概括［11］。新概念的提出、完善和修正需要科学检验和论证，错误的被或修正，正确的被采用或推广，这体现了物理学思维方式。结合物理学史，对成功或失败的物理概念进行分析和对比，有助于培养学生理性思维。成功实例:原子物理中“紫外灾难”催生了普朗克(planck)的量子概念，后来爱因斯坦的光量子说，成功地解释了光电效应，开启了量子力学新篇章;描述基本粒子单元的夸克(quark)概念，被逐渐证实。失败实例:描述光传输的“以太”概念被实验否定。当前还有很多概念亟待进一步论证，波尔(Bohr)与爱因斯坦关于量子力学的著名论战就是一个很好的证明。这可以培养学生思辨的习惯、求实的精神和相互包容的优良品质。
2．5构建清晰物理图像
很多概念的提出都基于不同的研究思路和思维，需要建立完整清晰的物理图像再现其物理思维和描述意义［12］。以麦克斯韦方程组为例，它体现了电磁学基本研究思路:对电场和磁场进行曲面和曲线积分，得到相应的源。学科适用范围体现了不同思维，如电磁学规律是基于宏观的分析，量子力学是处理微观世界的规律，具有完全不同的研究思路和适用范围。以电磁波发射为例，电动力学基于LC振荡，量子力学电子跃迁。对比讲解对构建知识体系和正确应用很有益。形象化表述是构建物理图像的主要方法之一，如在光学中讲述菲尼尔圆孔衍射的光强空间分布规律时，可以采用半波带法、矢量图解法等进行分解，达到获得清晰物理图像的目的［13］。加强实验教学有助于构建物理图像，可分为重建性和探究性，通过实验再现物理知识或根据预设要求通过实验得到结果。
3教学措施和效果
为了有效开展物理概念教学，我们对教学方法进行了改革，主要涉及到:分组讨论式教学、改革考试方式、推行非标准化答案、重建基本概念、推荐内容丰富的教材和参考书、加强实验教学等。分组讨论式教学是创造机会使学生对物理概念的提出背景、必要性、可以解决的问题进行深入讨论，在争论中增强对概念本质的认识。典型问题有:物理概念需求背景、自我设想和构建、解决问题程度和预期目标、现有物理概念对比等。通过以上教学，学生在考试中对基本概念的描述正确率大大增加，平均得分率由72%提高到83%。非标准化答案旨在锻炼学生想象力和发散性思维，围绕物理概念进行问题设计，采用多种表述方式进行分析。采用撰写论文形式进行考试，要求学生通过文献查询、收集信息等方式来阐述物理概念的内涵和外延等，全面锻炼学生能力:信息查询、归纳总结以及写作表述能力等。考试成绩比重由原来的15%增加到30%，更能体现学生能力水平。随着学习不断深入，需要通过扩展物理概念的内涵或外延对新事物及其特性规律进行描述。如随着激光光强的增加，对材料的光电离会由单光子电离扩展到多光子电离，由线性光学扩展到非线性光学以及激光等离子体物理［14］。推荐内容丰富的教材和参考书也是一种很好的方式。如原子物理教学中可推荐杨福家的《原子物理学》［15］，该书图文并茂，有很多经典故事，同时设计了很多启发式问题，使用者反映良好。光学教学中可推荐冯国英、周寿桓编写的《波动光学》［16］，该书内容丰富，主要物理概念和定律后面附有Matlab应用实例，有利于学生学以致用和形象化理解物理概念。另外，美国学者ArtHobson编写的《物理学的概念与文化素养》等，都能为物理学概念的学习提供很好的参考。
4结语
物理学概念是物理学发展和前进的基石，体现了研究过程中遇到的新问题，反映了为了解决问题提出的新思维和方法，表征了物理学发展的趋势和方向。物理学概念学习主要体现在基础知识的掌握、科学品质和精神的培养、科学素质的锻炼等方面。从教学方法上需要从构建物理图像出发，结合物理学史的引入，激发学生主动性，达到全面掌握物理概念内涵和外延的目的。具体实施方式上，可以结合考试改革、非标准化答案、推荐优秀教材等来实现。
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一、应急通信概述
现代意义提及的应急通信，通常指的是发生由自然或人为引起的突发性紧急状况，或者举行重要集会、会议以及节假日等通信需求骤然增加的情况下，调动通信资源，完成救援保障、大规模的紧急救助以及必要通信所需要的技术手段或者方法。应急通信本身具有如下特点：（1）通信的临时性；（2）时间的突发性；（3）地点及容量的不确定性；（4）地理环境的复杂性；（5）业务的多样化；（6）现场应用的高度自主性等。就应急通信的特点来说，应急通信设备应能自成体系，不依赖于公网，才能更好的进行应急保障。应急通信系统在搭建时，也要求装备便于携带、电源自备、快速组网、功耗小、业务涵盖音视频及数据传输、性能优良等特点。目前，从总体技术层面划分，应急通信分为有线和无线两种方式。无线应急通信仍然是以电磁波传输信息，是目前有效的传输手段。
二、《应急通信系统组建与运维》课程建设背景
高等职业教育主要以适应社会需要为目的，以培养技术应用能力为主线来设计学生知识结构和培养方案，高等职业教育毕业生应具有专业理论知识适中有发展性、专业技术应用操作能力强等特点，本着应用为目的来创建课程及教学内容体系。四川邮电职业技术学院作为通信类高职院校唯一一个国家骨干高职院校，在财政部、教育部组织的验收中获“优秀”，也是中国人民定向培养直招士官试点院校，中国人民武装警察部队定向培养直招士官培养院校，承担着重要的通信类高职人才培养任务。校内建有应急通信实验室，同时建有移动通信类各种实训室，涵盖2/3/4G及优化等方面。应急通信实验室建设涵盖了应急调度指挥子系统、卫星通信子系统、微波通信子系统、短波通信子系统及无线网子系统等。架构如图1所示。与实验室配套的专业课程《应急通信系统组建与运维》的设置，也走在了高职院校前列，为培养应急通信技能型人才做出了前瞻性的实践。
三、《应急通信系统组建与运维》一体化课程建设思路及措施
《应急通信系统组建与运维》课程的设置，是通信类专业、士官生培养必不可少的。这门课程对理论和实践方面要求都比较高，前续需要学习《数字通信原理》这样的专业课，同时在前序课程中，经过大量的练习，提高自己在实践技能方面的操作水平。
1、课程建设思路《应急通信系统组建与运维》设置为通信类专业的专业限选课，为教学做一体化的课程，以项目制为导向，实施主讲负责制，教师不仅讲授理论，还要带领学生实训，完成项目。课程着重技术应用与实践，以培养学生组建及维护应急通信系统为主要目的。
2、课程教学对象《应急通信系统组建与运维》课程教学对象为大二、大三年级的通信类专业、学生、士官生。每班限选人数为40~45人。
3、教学内容设置《应急通信系统组建与运维》课程教学内容分为三大模块，基本素质模块、专业技能模块及专业扩展模块。基本素质模块为应急通信系统原理，主要介绍应急通信常用手段、系统组成，以及电源、卫星通信、短波通信、集群通信、微波通信等原理。专业技能模块为应急通信系统组建，主要介绍应急通信系统各子系统设备及其搭建与维护，除了专业知识教学外，该部分还穿插有各手段的实训课程。专业扩展模块，设置有模拟场景下的多个系统的搭建、联动等项目。整个教学内容以任务引领为主线，将原理、设备及操作契合在一起。在完成该课程的学习后，学生能掌握应急通信系统的各部分原理，熟悉各子系统常用设备的操作使用，熟悉一定的应急组织预案，为日后走上应急相关岗位打下基础。课程内容设置如表1所示。
4、课程教学模式该课程教学开展在多媒体教室、应急通信实验室内或者室外的调度场地上。采取以任务引领型的教学做一体的教学方式，所有理论教学均为实践打基础，以实践需要来加入理论教学。该模式下，将工作任务引入为中心，从而选择与组织课堂教学。应急通信课程的学习任务，是整个课程的重要载体，设计时满足几个要求：（1）内容要具有项目形式：项目的规模可大可小，一个大项目，也可以包含多个小任务和项目。如：“运动会场景下的系统对接与调测”这个项目，就可以包含“卫星通信系统搭建”、“调度与其余子系统的对接”及“调度与保障的实现”这样三个小任务。（2）要有专业知识及技术含量：既然该课程还是一门专业课，那就必须把相关原理类专业知识的传授作为重要目的，将技能的训练作为主要目的。在教学课时中把专业知识及技能训练系统的整合在一起，将应急通信类知识及设备操作技能进行循序渐进的设置。（3）设计合适的教学时长：应急通信类设备的搬运、组装及操作占用的时间较长，每个任务应设计合理的教学课时。按照教学的一般规律，小任务时长在2~4个课时。（4）教学中要设置障碍：教师可以在课程教学中对设备设置障碍，采用解决问题的引导方式，这是一个非常有效的方法。在错误和失败中实现进步，这正是用到了这一学习规律的非常重要的功能。实际场景中，设备在复杂的环境中经过颠簸运输，可能会出现障碍。引导学生在实践过程中排除之，不仅使课程贴近现实环境，也可以提高其综合能力。（5）团队式的教学：集体学习的方法可以通过学生的合作、沟通来提高效率，培养其在特殊环境下的应急协作精神和沟通能力。（6）教学方式应当灵活：不同的场景下，教师可采取不同的教学方式。如先讲后练、边讲边练、部分讲部分练或以练代讲后总结点评等多种形式。不管哪种，重要的是要让学生掌握系统原理、搭建及排障技能。
5、课程考核体系课程的考核分为三部分：项目完成考核、论文考核、平时考核。（1）项目考核：项目考核占比60%，课程设置了六个项目，每个占比10%。考核侧重于学生的设备安装、系统对接能力及项目报告三方面。选择项目考核为主，是适应一体化教学的随时考、项目中考试、考试中实践的方式，不再期末集中考试。（2）论文考核：论文考核占比30%，由于课程期末不进行期末集中考试，在课程结束时采用课程论文的方式来考察学生对于应急通信该门课程的掌握程度。期末论文以应用为主，要求学生以某一场景为例，按照课堂所学知识来组建应急系统方案，绘制系统结构图，完成多种业务的传输等。其中，论文有固定的格式模板，学生必须按照格式完成。该部分考核除了考察了学生的知识掌握，还考察了学生的计算机应用能力等。（3）平时考核：平时考核占比10%，主要是考勤及课堂表现。
6、能力培养目标在进行该课程学习以后，学生可以培养出以下能力：（1）特殊场景下的团队协作能力：应急系统搭建时，需要团队的协作，实际工作当中也迫切需要这种能力。课程教学当中，教师对学生进行分组，按组对设备进行不同的搬运、组装、调试及维护等操作，大大提升了学生的自主协作能力。（2）应急通信系统的组建能力：课程设置的专业教学模块内容涵盖应急通信的常用手段及设备，学生学习后可以自行组装子系统，完成业务传输，获得系统组建能力。（3）应急通信系统的维护能力：在系统组建的过程中，教师会设置多种障碍，学生要想实现相应的功能，需要对问题现象进行分析，排除故障，实现正常通信，获得相应的维护能力，保证设备的正常运行。（4）初步方案写作能力：学生的期末论文要求制定具体的方案，完成论文，从而能够在前期课程学习基础上，获得方案的写作能力。
四、效果总结及问题改进
经过校内实施，不同专业、不同班级的学生，积极性很高，兴趣很强，由被动接受变为主动求知，课堂气氛活跃，教学效果显著，较难的专业知识掌握也变得容易。本人在教学实施过程中进行了总结和经验提炼，发现了如下问题：
1、应急通信大型实训时，由于多个系统对接，所处室内室外场景较多，调度点分散，教师课堂控制力被弱化；
2、课程所需的专业知识跨度较大，课堂时间有限，学生需课后主动大量学习：
3、因从事过应急通信的教师较少，教师队伍需要较多强化培训。针对第一个问题，笔者本人在在第一、二个场地较为集中的项目实施时，注意观察学生的主动性倾向，选取他们为团队负责人，加上调度系统的大屏幕分屏调度、对讲系统的通话，从而实现了对团队的控制，团队成员的控制则交由团队负责人处理，较好的解决了第一个问题。其余问题将在课程的实施中持续改进。
[关键词]多媒体教室；扩声系统；蓝牙技术；
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097（2013）03-0059-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.012
随着国家对教育投入的不断增大，利用多媒体设备开展教学活动已经成为当前日常教学的必要手段，在开展教学活动时，语音扩声设备的重要性是不容置疑的，其稳定性、抗干扰性、音质的优劣是影响教学活动正常开展的重要因素，扩声系统已经成为多媒体教室设备的重要组成部分，本文仅对教室的扩声系统技术、发展、使用、管理进行论述。
一.多媒体教室扩声系统发展历程
高校的电化教学教室大都始建于1978年，当时的电化教学教室主要设备包括：幻灯机、透射式投影仪、彩色电视机和音频扩声系统。
扩声系统作为多媒体教室设备的重要组成部分约经历了四个时期：
1.第一个时期：20世纪80年代初至90年初中期，
教室的扩声系统主要以手持动圈话筒、V段无线话筒为主，为配合教学工作的扩展，少量单位配备移动式无线话筒，供教师临时借用。
这个时期扩声系统采用手持动圈有线话筒，和V段无线话筒。采用手持动圈式话筒授课，受话筒线长度的制约，老师的活动范围小，妨碍老师讲课时的利用肢体语言与学生互动，而使用无线话筒虽然可以随意走动，但其使用手续繁琐、电池消耗大、频点少等弊端制约了V段无线话筒的推广使用。
2.第二个时期：20世纪90年中期至2004年左右
学校普遍使用界面式话筒和U段无线话筒。尽管排除了话筒线的制约，加大了老师的活动范围，但扩声系统产生的啸叫一直无法得到解决。
3.第三个时期：2004年左右至2010年
随着科学技术的进步，为解决教室扩声系统产生的啸叫问题，科研人员研发了移频功放。在这里有必要简单阐述一下扩声系统产生啸叫的原因和移频功放的基本工作原理。
音频功率放大器产生啸叫的因素有二，一是反馈同相位，也就是当扬声器输出为正向位时，反馈到话筒的音频相位也为正。二是只有当音频振幅足够大时，才会产生啸叫。这是音频功率放大器产生啸叫的两个原因。这两个原因缺少一个都不会产生啸叫。
我们知道，界面式话筒在拾音过程中除了拾取直达声外，也拾取了从各个界面来的反射声，直达声和反射声的叠加导致相位不同，在某些频段出现周期性峰谷，满足产生啸叫的两个条件，极易产生啸叫。
移频功放，顾名思义，移频就是移动频率，移频功放正是基于通过改变输入音频信号的频率来不断回避啸叫点。举例说明，输入一个1000Hz信号时，当正方向移频3-8Hz时，移频器将会输出一个1003-1008Hz的信号：当反方向移频3-8Hz时，移频器将会输出一个997-992Hz的信号。移频的目的是保证输出的信号相位与反馈相位不一致，从而破坏啸叫条件之一——相位条件。
采用移频方式虽然可以防止界面话筒引起的啸叫，解决电池消耗量大的问题，然而，由于移频技术的应用，使扩声系统的音质大打折扣，在教师讲课过程中，每句话的末尾由于采用移频技术带来的所谓的“金属撞击声”，使语音变调。
移频功放主要特点是：
（1）移频是通过对整个音频范围内的某些频段有意失真达到抑制啸叫之目的；（2）界面话筒拾音对环境建声要求比较苛刻，调整难度大；（3）因界面话筒灵敏度的制约，教师只能在界面话筒附近授课。实践证明，教师离开界面话筒约4米，就无法达到理想扩音效果。
4第四个时期：2010年至今——红外无线话筒、2.4G无线扩声与蓝牙技术的应用
红外无线话筒是以红外光作为声音信号的载体，实现发射、接收的无线扩音系统。基本原理与普通射频系统类似。红外线话筒工作频率在3G以上，抗干扰能力强。但价格较昂贵，未能得到普及。
2.4Ghz无线话筒工作频率范围是2.405GHz-2.485GHz之间，故称之为2.4G无线技术。2.4GHz无线传输技术采用的是自定义传输协议，因此制造成本较低。其中蓝牙无线话筒的问世与推广使用，使课堂使用无线扩声系统的推广与应用达到。
二.V段、U段、红外、2.4G、蓝牙四种无线扩声技术比较
1.VHF无线话筒，简称V段无线话筒
V段无线话筒工作频率范围是30MHz-300MHz。国内准许使用的频率范围为169MHz-230MHz，共有61MHz频点。其与电视6-12频道所占用的频率范围相同。
V段无线话筒使用的61MHz频点，细分为A、B、C三个波段，即：
VHF（A）为169MHz-185MHz；
VHF（B）为185 MHz-200 MHz；
VHF（C）为200 MHz-230 MHz。
V段无线话筒的工作频率范围的传输特点是：电磁波除直接辐射外，电磁波能量还具有绕射特性，因此在同样的发射功率和传播条件下，传输距离可更远。
V段无线话筒主要缺点：
（1）易受其他系统干扰：因V段无线话筒工作频率与6-12电视频道节目发射到空中电磁波、呼叫站和无线电话的工作频率相同，极易受到其它电波的干扰。
（2）天线尺寸较大：VHF波长为10m-1m，称为“米波”。天线长度较长，不适合安装在多媒体机柜中。
V段无线话筒一般使用5号干电池或9V积层干电池，因其功耗大，几乎需要每天更换一次电池，耗材成本高，电池消耗量大，易造成环境污染。
（3）V段无线话筒采用固定频点，发射机和接收机只能配对使用，一间教室对应一只话筒。因频率资源有限，相互干扰。增大管理人员工作量。且有些无线话筒工作频率在50MHz左右，受到无线电管理委员会有关规定的限制，如松下早期生产的WX-710S无线话筒。
（4）故障率高：早期无线话筒的咪头与发射机的链接为固定焊接式，发射机话筒线是最容易出现故障的部位，在使用过程中，咪头与连线之间的连接处、连线与发射机之间的连接处极易断线。频繁更换电池，电池盒盖及电池簧片容易损坏；另外，话筒若长期不用，电池忘记取出，电池电解液外泄，会腐蚀电池簧片，造成接触不良，导致发射机故障。
（5）易串频：在学校开展教学活动时，有时多个教室使用无需话筒，但V段话筒频率点非常少，多只V段无线话筒同时在一幢楼宇中使用是不可能的。
2.UHF无线话筒；简称U段无线话筒
U段无线话筒工作400-870MHz频段，超过870MHz的频段较少采用，因为GSM和CDMA手机使用870-960MHz频段，960MHz以上的频段绕射能力逐渐变差，所以目前u段无线话筒的工作频率范围是740-870MHz。
U段无线话筒主要优缺点：
（1）频点多：U段无线话筒工作中使用更高的频率范围，因其工作频段较宽，故频点较多，只要调开频点，允许更多的话筒在同一楼宇使用。
（2）噪音低：噪音抑制电路与鉴频电路的设计更趋合理，接收机噪音低。
（3）保真度高：因通频带较宽，故失真度也较低。
（4）电能消耗大：UHF频段的电磁波是直接辐射的，传播衰减大，发射机功耗大。
（5）易串频：当几十甚至几百只话筒集中、大规模使用时，由于U段话筒频率特性，容易受到高次谐波干扰和镜像干扰，出现窜扰现象。
（6）管理难度高：U段无线话筒也使用5号碱性电池或9V积层电池，电池消耗量大，使用成本高。若使用碱性充电电池，管理难度大。
（7）故障率高：因其外观与V段无线话筒相同，故障率也相同。
3.红外无线话筒
红外线无线话筒工作频率一般在3G以上，其工作频率较普通无线系统工作频率高很多，不易受到其他频段设备的干扰，但如果使用环境中安装有红外摄像头或等离子平板电视机则不能使用红外线无线话筒。
红外线无线话筒是以红外光作为声音信号的载体，实现发射、接收的无线扩音系统。基本原理与普通射频系统类似，在无线发射接收过程中也需要进行声音信号的调制与解调的过程。但红外线无线话筒的载波为红外光。
红外线话筒工作时，需要有基本的反射面，否则信号接收窗将无法接受到信号。因此红外线无线话筒不适于在开放的环境下使用（如户外，面积很大的厅堂等），而在中小型会议室，有相对密闭的环境，使用效果好（如300座以下教室、KTV包房、小型会议室）。
因为光线具有较强的反射性能，发射端送出的光信号不需要直接达到接收端，而只要经过反射面反射、散射后的光信号到达接收窗口就能确保可靠接收。目前红外线话筒都采用了多点发射和多点接收技术，进一步提高了设备的可靠性，发射端向空间各个方向发射的红外线信号，经各个反射面的反射、散射后，会在相对密封的空间内形成一个致密的，看不见的，没有盲点的光网。因此，红外无线话筒不会因为空间内人的走动，或因发射端的移动而出现通讯中断现象，故抗干扰性能强。
但红外无线话筒制造工艺相对复杂，制作成本较高，价格较为昂贵，目前市面上的主流产品仍使用5号干电池，发射机体积较大，但其抗干扰性能、保真度高的特点受到大家的青睐。
4.2.4G无线话筒
2.4GHz无线话筒和蓝牙无线话筒都工作在2.405GHz-4GHz频率之间，但由于它们采用不同的通讯协议，因此在功能和性能上各有偏重。
（1）2.4G无线话筒
2.4Ghz无线话筒工作频率范围是2.405GHz-2.485GHz之间，故称之为2.4G无线技术。2.4GHz无线传输技术采用的是自定义传输协议，因此制造成本低，但由于该频段是公共设施使用频段，社会上大量的无线设备均使用这个频段，如WIFI、蓝牙、ZIGBEE双向无线通讯技术等。这些设备在改造时会直接干扰2.4G无线话筒的通话质量。在使用过程中，会出现堵塞、掉频、锁相不稳等现象，故在较大规模的学校中不建议推广使用。
通常，2.4G无线话筒使用锂电池，为节约后期使用成本打下了坚实的基础。但由于生产厂商不同，2.4G无线话筒的通讯频点略有差异，一般在40-48个通讯频点之间，可以满足一般学校教学需求。
（2）蓝牙无线话筒
蓝牙无线话筒使用通讯协议与普通2.4G通讯技术使用的通讯协议不同，它除了传输音频信号之外，还要兼顾系统本身的通讯。为了保证一对发射机与接收机通讯工作的畅通无阻，不受其他发射机的干扰，蓝牙技术需要将一部分带宽用于接收与发射之间系统本身的通讯。而2.4GHz无线传输技术采用的自定义传输协议。故其成本较低。
一般蓝牙设备的通信距离是10m，通信速率为1Mbps。采用跳频（AFH）、扩频（FHSS）技术，共有79个信道，每个信道占用1MHz带宽，信号不断以1600Hz的速率在79个调频点问随机跳跃。
蓝牙设备一般工作在2400MHz的ISM频段。ISM的含义是工业、科学及医学的首字母缩写，起始频率为2402MHz，终止频率为2480MHz，并低端设置了2MHz的保护频段，高端设置了3.5MHz的保护频段。
为了避免相互干扰，蓝牙采用了自适应跳频AFH（Adaptive Frequency Hopping）、功率控制、LBT（Listen Before Talk）等独特的技术措施，避免相互冲突。
蓝牙无线话筒特点：
（1）任意匹配，自动对频
发射机和接收机均无须设置频点，当发射机与接收机供电电路接通时，发射机与接收机自动对频，发射机关机后，通讯结束，当另一台发射机开机后，重新开始对频，故称之为任意匹配，做到全部发射机与接收机通用，产品应用、设备管理和设备维护简单方便。
（2）采用CVC回声、噪声抑制技术音质清晰
蓝牙无线话筒为提高音质质量，采用了CVC回声与噪音消除技术，该技术可以自动侦测语音环境。通过独特的信号提取、分离技术将噪音中的语音信号提取出来，使教室中的扩声系统能够收听或发送更加清晰的语音，实现完美音质信号采集及信号还原。
（3）无串扰，抗干扰
蓝牙无线话筒采用的通讯技术，具有辩识码、数据重传、错误更正，动态数据长度调整等双向智能功能：系统通过蓝牙特有的跳频和锁频技术，使得蓝牙无线话筒不存在串频干扰等现象。即两只蓝牙无线话筒发射机不能在同一教室使用，两只蓝牙无线话筒的发射机中的其中一只先对上频后，另一只则不能对频。
蓝牙无线话筒为防止微波炉、无绳电话等电子设备的干扰，以及其他通信设备的相互干扰，采用了与众不同的先进技术。
1）自适应跳频技术AFH（Adaptive Frequency Hopping）
AFH技术是对原始蓝牙跳频序列的一种改进，它缩减蓝牙设备跳频点的数量，其基本原理是通过分辨出ISM频段中优良和恶化的信道，从而避免使用扰信道，减少受干扰源。当蓝牙电路进入AFH状态后，其跳频序列可使用的跳频点N的数量是动态变化的，但规定必须有一个最小值Nmin，即Nmin≤N≤79。
2）跳频扩频（FHSS）技术
跳频技术，英文全称“Frequency-Hopping SpreadSpectrum”，缩写为FHSS，是无线通讯最常用的扩频方式之一。跳频技术是通过接收机和发射机无线传输信号的载波频率按照预定算法或者规律进行离散变化的通信方式，也就是说，无线通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说，“跳频技术”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个宽频带上以不等间隔随机跳变的。其中：跳频控制器为核心部件，跳频控制器包括：产生跳频图案、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率：数据终端则对数据进行差错控制。
①内置锂电池，节能环保
蓝牙无线话筒内置环保无记忆锂电池，通过Mini-USB接口快速充电，4小时即可充满；内部采用高效电源管理系统，发射器可连续使用20小时以上，大幅降低电池成本和环境污染。
②权威认证，低辐射
目前市场上主流蓝牙无线话筒已经通过国家权威部门认证，蓝牙辐射仅为手机的百分之一；产品拥有国家无线电（SRRC）认证证书，为安全低辐射产品。
以上我们讨论了各种无线话筒的技术特点，总结如表1。
三.蓝牙无线扩声系统的应用
随着蓝牙无线话筒技术的日趋成熟，目前北京已有十余所学校在多媒体教室安装了蓝牙无线扩声系统。蓝牙无线扩声系统的安装使用方法略有差异。
1.设备选型
新建多媒体教室或改造多媒体教室扩声系统，扩声设备选型工作十分重要，首先应确认学校规模，地面建筑空间各种无线信号的种类与强度；若学校规模不大，地面建筑空间各种无线信号的种类少与强度弱，建议采用经济实用的2.4G无线扩声设备。如若学校规模较大，且建筑空间各种无线信号的种类多与强度大，建议采用便于管理，无串扰、较经济的蓝牙无线扩声系统。
2.无线扩声系统的设备连接
在几百人甚至上千人的多媒体教学环境中，扩声系统的连接方式、工程施工质量的优劣显得十分重要，因此在扩声系统设备连接时，有线扩声话筒与无线扩声话筒应同时并存。当无线扩声话筒正常工作时，有线扩声话筒处于关闭状态：当无线扩声话筒供电不足或出现故障时，有线扩声话筒应自动启动，以保证教学活动的正常开展。
3.无线扩声系统的管理
无线扩声系统设备属于学校固定资产，各学校对无线扩声系统发射机的使用、管理方式也各有不同，主要有几种：
（1）课前领用，课后归还
无线扩声系统的发射机由现代教育技术中心、后勤或教务部门管理，负责无线扩声系统的发射机充电、清洁、维护等。老师凭证件上课前领用，下课后归还。这种方式的弊端是管理难度大，教师领用手续繁琐，不利于传染疾病的防控。
（2）开学初领用，学期末归还
无线扩声系统的发射机现代教育技术中心或教务管理，开学初根据教室大小、课程安排有选择的向老师发放无线扩声系统的发射机。其他老师如有需要临时领用。
（3）任课教师人手一只无线扩声系统的发射机（简称一师一麦）
现代教育技术中心或教务部门根据学校人事处教师名单将无线扩声系统的发射机发放到每位授课教师手中，发放及管理办法如下：
1）现代教育技术中心依据教务处、人事处给予的教师名单进行发放；
2）教师下载表格填写后，领用人需签名并加盖所在单位公章，凭工作证领取。
3）教师领用后由本人妥善保管，无线话筒在已安装无线扩声系统的多媒体教室均可使用；
4）老师对领用无线扩声系统的发射机负责，人为损坏、丢失应照价赔偿，自然损坏由现代教育技术中心负责维修。
5）无线扩声系统的发射机为学校固定资产，发射机上的编号是该设备的编号，教师退休或调离，需将无线话筒交回现代教育技术中心。
（4）一师一麦优点
1）无需调整使用方便。无线扩声系统的发射机和接收器均无须设置频点，自动对频，任意匹配，全部通用，使得产品应用、设备管理和设备维护更加简单方便。
2）关爱教师健康。做到以人为本，有效地防止传染性疾病的传播。发射功率小，电磁辐射小。
