作品名稱：船舶通信與導(dǎo)航系統(tǒng)
學(xué)校名稱：山東交通學(xué)院
參賽隊(duì)伍：信電創(chuàng)課
參賽老師：武華
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、課 題：全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS）概述
二、教學(xué)背景：
船舶通信系統(tǒng)是船舶電子電氣專業(yè)和航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門重要專業(yè)課，是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的一門選修課。而本節(jié)內(nèi)容是本課程最重要的一節(jié)，通過本節(jié)課程，引起學(xué)生對該課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生對GMDSS（Global Maritime Distress and Safety System）系統(tǒng)的理解，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)該課程的方法。
三、教學(xué)思想：
本節(jié)是GMDSS概述，也即是船舶通信概述，要讓學(xué)生從理性上理解GMDSS的定義，GMDSS系統(tǒng)組成、遇險(xiǎn)通信流程及海區(qū)劃分，感性上熟悉GMDSS系統(tǒng)設(shè)備及使用，因此采取以下教學(xué)方法及設(shè)計(jì)。
四、教學(xué)方法：
多媒體教學(xué)及重點(diǎn)設(shè)備實(shí)物演示。多媒體教學(xué)包含了視頻、系統(tǒng)通信動畫及大量設(shè)備圖片，抽象設(shè)備實(shí)物演示。
五、教學(xué)思路：
由泰坦尼克號的沉沒及救援情況，引出《SOLAS》公約及海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS），分析以前船舶通信系統(tǒng)缺陷，引出GMDSS實(shí)施目的、GMDSS概念及系統(tǒng)組成，然后給出了船舶遇險(xiǎn)后系統(tǒng)通信的實(shí)施例，最后由GMDSS設(shè)備的配備引出海區(qū)劃分的目的及如何劃分。
六、教學(xué)目標(biāo)：
（1）了解以前通信系統(tǒng)缺陷，熟悉實(shí)施GMDSS的目的和意義。
（2）掌握GMDSS的定義，GMDSS的系統(tǒng)組成。
（3）掌握GMDSS遇險(xiǎn)通信流程，GMDSS海區(qū)劃分目的及劃分規(guī)則。
七、重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1、重點(diǎn)：掌握GMDSS的概念，系統(tǒng)組成，尤其是理解GMDSS是一個(gè)“岸基”通信系統(tǒng)。
2、難點(diǎn)：掌握GMDSS遇險(xiǎn)通信流程，系統(tǒng)是如何工作的。
八、教學(xué)特色：
（1）引人入勝。先由泰坦尼克號沉船事件及播放電影《泰坦尼克號》視頻剪輯，配合講解當(dāng)時(shí)的船舶通信及沒有得到及時(shí)救援原因，引出本節(jié)課題GMDSS概念。
（2）層層遞進(jìn)。該節(jié)內(nèi)容共有3個(gè)層次，6項(xiàng)內(nèi)容，層層遞進(jìn)，過渡自然。
（3）互動良好。設(shè)計(jì)了2個(gè)有趣的小問題與學(xué)生互動。
（4）多媒體豐富。多媒體課件包含了視頻、系統(tǒng)通信動畫及大量設(shè)備圖片。
（5）真實(shí)設(shè)備演示。對比較抽象的設(shè)備EPIRB進(jìn)行了現(xiàn)場演示。
九、作業(yè)：
圍繞教學(xué)重點(diǎn)，布置了3個(gè)作業(yè)（見PPT），及課下的實(shí)驗(yàn)室參觀
十、選用教材
選用自編教材。《船舶通信系統(tǒng)》，主編武華、馮春媛。中國水利水電出版社，2013.08。
教學(xué)進(jìn)程
1、引入課題
由泰坦尼克號與冰山相撞后的遇險(xiǎn)通信及救援情況，分析當(dāng)時(shí)的船舶遇險(xiǎn)通信缺陷，引出SOLAS公約及船舶遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS）。
1912年4月15日凌晨，當(dāng)時(shí)世界上最大最豪華的郵輪泰坦尼克號（RMS Titanic）在首航途中，與冰山相撞而沉沒，死亡1503人，獲救705人，造成了當(dāng)時(shí)在和平時(shí)期最嚴(yán)重的一次航海事故。
1997年，著名導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆把該事件搬上屏幕，全球票房近20億美元。讓我們跟隨影片，回顧一下這一慘劇……
接著播放電影《泰坦尼克號》視頻剪輯，播放時(shí)介紹里面的場景，該剪輯由《泰坦尼克號》里面的6個(gè)片段剪切合成：
片段1，泰坦尼克號首航情景，泰坦尼克號由英國的白星航運(yùn)公司建造，耗時(shí)3年，耗資7500萬英鎊，船長269米，寬28米，號稱“永不沉沒之船”和“夢幻之船”，由英國的南安普頓駛往美國的紐約。
片段2，泰坦尼克號上的瞭望員在用肉眼觀測冰山，因?yàn)楫?dāng)時(shí)船上唯一的望遠(yuǎn)鏡被二副鎖在柜子里，而二副并沒有上船。
片段3，發(fā)現(xiàn)冰山時(shí)，大副下達(dá)了左滿舵和剎車的命令，但是由于船速太快，船的右弦與冰山相撞。
片段4，當(dāng)船下沉的時(shí)候，船長命令報(bào)務(wù)員發(fā)出了CQD的求救信號,CQD是當(dāng)時(shí)的通用遇險(xiǎn)報(bào)警信號，但該信號并沒有被其他船接收到，直到報(bào)務(wù)員嘗試發(fā)出了“SOS”信號，才被其他船接收到，這也是航海史上首次“SOS”信號的使用。
片段5，卡佩西亞號收到了求救信號，并全速趕來，但是由于距離太遠(yuǎn)，需要4個(gè)小時(shí)才能趕到。
片段6，泰坦尼克號并沒有等到救援船的到來就沉沒了，在與冰山相撞后的2小時(shí)40分后沉入海底。1小時(shí)四十分鐘后，救援船趕到，但是落入水中的1489人全部遇難。提問，當(dāng)時(shí)的海水溫度為零下2度，大家知道在零下2度的海水中能存活多久嗎？
“泰坦尼克”號的沉沒震驚了全球，這艘豪華客輪的沉沒引發(fā)了人們對于海上安全標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)疑和思考。在英國的推動下，召開了第一次國際海上人命安全會議，并于1914年1月20日簽訂了第一個(gè)《SOLAS公約》，推出了早期的海上遇險(xiǎn)安全系統(tǒng),規(guī)定了船舶通信設(shè)備及報(bào)務(wù)員值班要求。
1979年舉行的第11次IMO大會考慮到舊的海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)的現(xiàn)狀，決定建立一個(gè)新的全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)(Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS)，以改進(jìn)海上遇險(xiǎn)和安全通信及其程序。以協(xié)調(diào)搜救業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，新系統(tǒng)將結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展并明顯地改進(jìn)海上人命安全。
2、教學(xué)內(nèi)容
1.1GMDSS實(shí)施前通信的缺陷
1.2GMDSS建立的目的和意義
2.1GMDSS定義
2.2GMDSS組成
3.1GMDSS遇險(xiǎn)通信
3.2GMDSS海區(qū)劃分
（1.1）分析GMDSS實(shí)施前通信的缺陷
①通信距離有限
②船基通信系統(tǒng)
③應(yīng)用莫爾斯電報(bào)
④人工操作、守聽遇險(xiǎn)報(bào)警
講解：人工操作，就容易產(chǎn)生漏聽電報(bào)的情況，我們看剛才的影片，離泰坦尼克號最近的船也需要4個(gè)小時(shí)才能趕到，其實(shí)當(dāng)時(shí)距離泰坦尼克號最近的船是加利福尼亞號，只有18海里，全速航行的話不要1個(gè)小時(shí)就能趕到，完全可以在泰坦尼克號沉入海底前趕到，但是當(dāng)時(shí)是凌晨，加利福尼亞號的電報(bào)員這時(shí)關(guān)掉電報(bào)機(jī)睡覺去了,泰坦尼克號失去了絕佳的救助機(jī)會。
⑤短波傳播不穩(wěn)定
⑥沒有統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的全球搜救體系
為了解決以上問題，有必要建立新的海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS），引出1.2。
（1.2）GMDSS建立的目的和意義
GMDSS建立的目的是：當(dāng)船舶遇險(xiǎn)時(shí)能夠向岸上的搜救協(xié)調(diào)中心(RCC)發(fā)出報(bào)警，RCC能立即協(xié)調(diào)搜救行動。按照國際搜救公約(SOLAS)有關(guān)規(guī)定，所有船舶有義務(wù)援助任何其它遇險(xiǎn)的船舶。
意義：大大提高海上航行的安全和海上救助的有效性。
GMDSS于1992年2月1日起逐步實(shí)施，經(jīng)過七年時(shí)間由舊系統(tǒng)向新系統(tǒng)過渡，于1999年2月1日起正式全面實(shí)行。
那么什么是GMDSS呢，引出2.1。
（2.1）GMDSS定義
GMDSS是全球性的、采用最適宜的通信技術(shù)和工作方法的船舶通信系統(tǒng)。船舶一旦發(fā)生遇險(xiǎn)，能迅速報(bào)警，并以岸上為中心，陸上負(fù)責(zé)搜索與營救的主管部門、遇險(xiǎn)船附近的船舶參與，能迅速有效的展開搜索與營救工作，最大限度地避免海難事故的發(fā)生。
系統(tǒng)不僅能提供遇險(xiǎn)通信，而且也將提供緊急、安全和常規(guī)通信。
GMDSS是由什么組成的呢？引出2.2。
（2.2）GMDSS組成
GMDSS有四個(gè)子系統(tǒng)：地面通信系統(tǒng)、INMARSAT衛(wèi)星系統(tǒng)、定位尋位系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)。
（1）地面通信系統(tǒng)設(shè)備
講述包含的設(shè)備及組合電臺，對引進(jìn)的新技術(shù)DSC通過視頻進(jìn)行演示。
（2）INMARSAT衛(wèi)星系統(tǒng)
講述常用的船用衛(wèi)星船站，強(qiáng)調(diào)不同船站的主要業(yè)務(wù)。
（3）定位尋位系統(tǒng)
視頻演示EPIRB水下工作情況，EPIRB進(jìn)行實(shí)物演示
（4）海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)
強(qiáng)調(diào)前面三個(gè)系統(tǒng)可以確保船舶遇險(xiǎn)后能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息并得到有效救助，但是我們更希望能提前得到預(yù)警，不發(fā)生事故，這就需要海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)。分別介紹NAVTEX和EGC。
介紹完系統(tǒng)組成，我們再來看一下GMDSS這個(gè)系統(tǒng)是怎么工作的，引出3.1。
（3.1）GMDSS遇險(xiǎn)通信
通過圖片介紹GMDSS系統(tǒng)的空間組成、地面組成及船用設(shè)備，強(qiáng)調(diào)搜救協(xié)調(diào)中心RCC的作用。演示動畫并做介紹，一條船在航行途中，突發(fā)事故并沉沒，然后通過三種方式（地面設(shè)備、INMARSAT設(shè)備、EPIRB）發(fā)出報(bào)警，報(bào)警信息通過轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)RCC，RCC派遣搜救船去營救。講解RCC與遇險(xiǎn)船、營救船及周圍船舶的通信，遇險(xiǎn)船與周圍船的通信，遇險(xiǎn)船與營救船的通信（SART）。
我們介紹了那么多的船用設(shè)備，是不是每條船都要把所有設(shè)備配備全呢？GMDSS設(shè)備是根據(jù)海區(qū)劃分的，引出3.2。
（3.2）GMDSS海區(qū)劃分
在GMDSS中，船舶通信設(shè)備的配備是根據(jù)船舶航行的區(qū)域來確定的，IMO明確規(guī)定了GMDSS的四個(gè)海區(qū)。然后通過圖片與動畫分別介紹A1、A2、A3、A4海區(qū)。
強(qiáng)調(diào)A2海區(qū)要把A1海區(qū)去除，A3海區(qū)要把A2、A1海區(qū)去除。
3、課堂總結(jié)
總結(jié)該節(jié)課的重點(diǎn)GMDSS的概念、系統(tǒng)組成、海區(qū)劃分，強(qiáng)調(diào)GMDSS“岸基”通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。要求同學(xué)們課下多去實(shí)驗(yàn)室參觀學(xué)習(xí)。
4、布置作業(yè)
①簡述GMDSS的基本含義。GMDSS主要有哪些功能？
②GMDSS劃分為哪幾個(gè)分系統(tǒng)？各分系統(tǒng)船用的通信設(shè)備主要有哪些？
③GMDSS的海區(qū)是如何劃分的？如何理解海區(qū)的概念？海區(qū)劃分的目的是什么？
課程特色
（1）引人入勝。先由泰坦尼克號沉船事件及播放電影《泰坦尼克號》視頻剪輯，配合講解當(dāng)時(shí)的船舶通信及沒有得到及時(shí)救援原因，引出本節(jié)課題GMDSS概念。
（2）層層遞進(jìn)。該節(jié)內(nèi)容共有3個(gè)層次，6項(xiàng)內(nèi)容，層層遞進(jìn)，過渡自然。
（3）互動良好。設(shè)計(jì)了2個(gè)有趣的小問題與學(xué)生互動。
（4）多媒體豐富。多媒體課件包含了視頻、系統(tǒng)通信動畫及大量設(shè)備圖片。
（5）真實(shí)設(shè)備演示。對比較抽象的設(shè)備EPIRB進(jìn)行了現(xiàn)場演示。
