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光纤通信课程论文8篇

时间:2023-03-16 15:49:46

光纤通信课程论文

光纤通信课程论文篇1

关键词:光纤通信;课程教学;教学改革

作者简介:翟凤潇(1979-),男,河南永城人,郑州轻工业学院物理电子工程学院,讲师;郝蕴琦(1985-),女,河南扶沟人,郑州轻工业学院物理与电子工程学院,讲师。(河南 郑州 450002)

基金项目:本文系郑州轻工业学院第十批教改项目的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0144-02

自从英(美)籍华人科学家高锟提出光纤用于通信领域之后,光纤通信技术以其独特的特点和优势得到了前所未有的快速发展。[1]我国光通信设备产业近年来—直保持较高增长速度,成为中国发展最快的产业之一。现在部级的电信网骨干主要采用光纤通信系统,而光纤通信技术已深入到社会生活的各个层面,成为现代社会重要的关键基础设施。特别是2013年8月17日,国务院印发了“宽带中国”战略及实施方案的通知,必将对我国光纤通信技术发展起到了巨大的推动作用,也会对光纤通信人才培养产生影响。由于光纤通信技术在社会生活中占据的重要地位,因此“光纤通信”课程近年来一直作为国内外高校通信、电子学科的重点专业课程及相关专业的选修课程。这门课程系统主要介绍了光纤通信理论和技术。课程要求是通过这门课程的学习,可以使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法,了解光纤通信技术的实际应用和最新发展方向,为学生毕业后能够从事光纤数字通信设备的操作、维护、设计、施工或继续深造打下良好的基础。“光纤通信”作为一门应用性很强的课程,在实际课程教学中存在诸多问题。关于“光纤通信”课程理论与实践教学改革成为各高校研究的问题。[2-5]本文将从教学现状及存在的主要问题出发,对该课程的教学改革进行探讨。

一、“光纤通信”课程存在的问题

作为电子科学技术专业一门主要专业课,其特点是光纤通信科学技术发展迅速,新理论和新技术不断产生和发展。这需要及时更新教学实验内容、改革教学方法。由于种种原因,“光纤通信”这门课程在实际教学过程中存在诸多问题,主要表现在以下方面:

第一,从授课方面来看在传统的教学模式下,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,由于本课程公式多、表格多、图形多,并且在课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,课堂教学中过多的公式推导、证明导致课堂气氛沉闷,教学效果不佳。另外,课程成绩考核方式比较单一。目前“光纤通信”原理课程的考核多采取传统闭卷考试方式,考试内容以理论知识为主,导致学生的学习方法呆板,习惯死记硬背,表现出综合应用知识能力比较欠缺,不能充分反映出学生对课程知识进行融会贯通、创新思维解决实际问题的能力。以上原因都极大打击了学生学习的积极性。

第二,实践性教学环节欠缺。在工科院校“光纤通信”教学实践的过程中,实践教学环节向来是一个短板。随着光纤通信的新理论和新技术不断产生和发展,实验硬件更新升级落后、实验设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等原因,教学内容已经落后于光纤通信技术的发展。另外,采用封装性强、集成化程度实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的,导致学生普遍对实验教学认识不足,严重影响了实验教学质量和效果。

第三,由于光纤通信技术涉及的物理基础知识较多如场论、光学原理、通信技术、激光技术等。故在学习本课程之前,学生应先修这些课程。但是由于这些课程本身都有比较深的难度,所以不少学生很难全面掌握。例如研究光纤中的模式分布通常是在圆柱坐标系下用分离变量法解给定边界条件下的亥姆霍兹方程来完成,要求学生有较好的数学功底和电磁波方面的知识,如果基础知识不够扎实这部分的学习就会出现困难。学生对知识的掌握仅仅限于简单地背结论、公式,做计算题。学生不了解理论的工程应用意义,不具体分析问题,导致学生对课程认识不足,出现不知道学了有什么用的现象,这些问题会使得学生逐步失去对这门课程的兴趣。

二、“光纤通信”课程的教学改革思路

鉴于教学现状和存在的问题,对“光纤通信”课程的教学内容和体系改革非常重要。下面将从教学内容、教学方法以及实验领域进行改革探索,在教学过程中培养学生的创新能力,为学生圆满完成学业打下坚实的基础。

1.创新教学方法

在授课的过程中应摒弃传统教学方法缺点,充分利用计算机多媒体技术在现代教育中的优势。从教学目标出发选择教学内容,把握理论上的度,对课程进行准确定位,突出技术实质。根据不同的教学内容精心制作教学课件,在讲课程前言和绪论部分宜采用声情并茂的图文、视频展示,突出基本理论基本分析方法和知识的应用,让学生在首次接触该课程时,接触到一个开阔的视野,有生动的发展历史和鲜活的应用基础,而不是让其产生理论堆积的错觉。在讲授光源时,采用flas来演示受激辐射机理。在讲授光纤无源(有源)器件时,可以现场演示一些器件。根据课程内容,把课程涉及的知识分成若干主题,如“低损耗光纤研究现状及进展”、“掺Er光纤放大器”、“光无源器件及市场调查”、“基于光纤传感器的研究进展”、“光纤通信的发展趋势”等。把班级学生分成若干小组,每组负责一个主题,查阅相关文献资料。当讲授先关内容时,小组负责人把写出的调查研究报告,以ppt的形式进行报告。这不仅可以拓宽学生的视野,提高学生获取资料的能力,也极大的调动了学习的积极性。让学生参与到教学中来,充分发挥以教师为主导,以学生为主体的作用。这些教学方法学生参与度高,为学生以后的毕业设计以及研究生学习奠定了良好的基础。这些教学手段改变了以往课堂教学气氛沉闷的现象,刺激了学生求知、探索的兴趣和激情。

2.优化教学内容

在教学内容上既要重视课程的理论性,也要强调课程的工程实用性。光纤课程的理论较多,在理论课讲授时,面面俱到,都讲深入也是不切实际的。这就要求对课程教学过程中抓住重点、突破难点,做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论,可以适当地在课前进行一些知识的补充。比如在理论推导中用到的一些高等数学知识、电磁场理论中的麦克斯韦方程、导波光学等。这些可以让学生课前预习,在课堂上教师进行回顾复习来达到巩固知识的目的,这样学生在学习新的课程内容就显得容易接受了。在教学中,既注重理论分析的严谨性,又在一些理论分析难度较大的内容上,结合物理意义以简化分析,以突出“光纤通信”课程理论性和系统性强的特点。适当增加新技术、新理论的课时,使学生更多了解最新技术发展动态。比如在分析光纤中传输模式时候,可以不必要去细致分析每一步的公式推导,只需把结论及其物理含义进行解释。由于公式中用到了贝塞尔函数,函数的解比较复杂,对于方程的解可以利用计算机完成,尤其是相关计算机软件比如matlab具有可视化功能,[6]由学生自己动手编程解方程和绘图,既可以降低教师在教学中的劳动量还可以加深学生对知识的掌握和理解。

3.加强实验教学项目及硬件建设

“光纤通信”原理课程是一门理论性及实践性很强的课程,因此必须加强和改进“光纤通信”课程的实践环境教学内容,突出本课程重实践、强能力的培养特色。实验建设和实验教学的重视和完善,有利于培养和提高通信工程类大学本科生的应用能力、创新能力和科研能力。

光纤通信技术发展十分迅速,这使得教学内容更新周期越来越短,结合工程实际越来越密切。光纤通信的实验教学环节随着学科的发展显得越来越重要。由于实验硬件建设需要投入的资金较多,许多院校在实验教学环节严重落后于光纤通信技术的快速发展。因此在实验硬件建设方面,亟待改善实验教学条件,加大经费投入。逐步开设多层次实验教学项目如基础性实验、综合性实验、设计性实验等。基础性实验以验证内容为主,例如采用大恒光电GCS-FIB光纤技术基础综合实验平台进行“数值孔径测量”、“光纤准直”等实验。综合性实验对学生综合知识提出更高要求,例如“自组光纤马赫-曾德干涉仪”要求学生对马赫-曾德干涉仪有深入的理解,同时要有较强的动手能力。创新性实验主要结合教师的科研项目以及大学生创新项目,有兴趣的学生可以进行此类研究性实验。考虑到实验建设资金限制,对于一些实验可以用软件模拟的方式进行验证,例如“光纤中模式的传输”、“光的偏振状态”可以采用matlab可视化模拟的方法验证,这些实验可以由学生参与程序的编写,提高学生对所学内容的理解。学生参加实验建设活动,可以在其课程成绩中给予体现,以提高学生参加的热情和积极性。

4.建立全面的评价体系

重理论,轻实践,重结果,轻过程是传统评价方式的特点。因此建立能够反映学习本课程情况的全面评价体系十分必要。建议提高学生学习过程的成绩比重,提高学生实验部分的成绩比重。在理论课成绩部分可以采用期末考试、主题报告、课堂讨论几项成绩的综合方法,这充分体现了学生的学习过程和学习效果。实验成绩采用包括基础实验、综合性实验和设计性实验以及模拟实验建设部分组成。对于设计性实验要有更高的要求,实验结果按照科技论文的形式撰写,为学生后期的毕业论文和研究生学习打下基础。总而言之,建立全面的考核评价体系有助于全面考查学生对课程的学习情况,激发学生学习的积极性。

三、结束语

“光纤通信”是一门多学科交叉的理论性和实践性都很强的课程,在教学过程中,做到理论教学和实践教学并重。通过这门课的学习使学生成为知识面宽,实践能力强和具有创新能力的技术人才,这需要在“光纤通信”课程的教学方法、教学内容、实践环节等方面进行改革和探索。

参考文献:

[1]白显东.光纤通信技术特点及未来发展趋势[J].电脑知识与技术,2012,(34).

[2]谭振建,王志明,洪梅.《光纤通信》课程体系的思考实践[J].南京工程学院学报(社会科学版),2006,(2).

[3]龙青云,左敬龙,肖明.基于大工程观的光纤通信实验教学改革探索[J].实验室研究与探索,2012,(8).

[4]耿涛,冉天纲.基于项目式的光纤通信实验教学改革[J].实验室科学,2011,(5).

光纤通信课程论文篇2

关键词: 光纤通信;实践教学;OptiSystem;SDH

TN929.11-4

一、“光纤通信”实践教学现状与问题

光纤通信课程[1-4]是适应当代通信技术发展应用所开设的,是通信工程专业的专业必修课程,具有很强的专业实用性和实践性。随着社会技术发展和企业对从业人员的专业能力提出了更高的要求,传统的实践教学[5-7]内容和方法已经不能满足现代企业对学生专业能力培养的要求。结合我校“技术立校,应用为本”的办学方针,本文结合在光纤通信课程中的教学和科研以及当前学生的就业现状,进行一系列的实践教学改革和探索,从实践教学内容、教学方法、成绩考核等方面进行相关探讨和研究。

二、“光纤通信”实践教学改革思路与举措

(一)改革思路

光纤通信实践教学主要由光纤通信实验、光纤通信课程设计、光纤通信设备应用实践三大模块构成。每个模块侧重点各有不同,三大块模块一起构成了与理论知识紧密联系,贴合光纤通信实际应用,以应用为基础,提高学生实践能力的实践教学体系。

1.光纤通信实验与理论内容紧密联系,进一步巩固了理论内容。

光纤通信实验课程是结合理论课程《光纤通信》安排的实践课程,教学目标是通过本课程的教学和实践,进一步巩固和加深光纤通信原理理论知识的理解,提高综合运用所学知识来验证光纤通信原理的能力,理论与实践密切结合,相辅相成。实验着眼于提高学生的动手能力,要求学生通过实验环节,能正确使用仪器设备,掌握测试原理;掌握光纤器件和光纤系统的工作原理;提高学生分析问题和解决问题的能力。

目前,光纤通信实验课程课时是16课时,主要在光纤通信实验箱上来完成。在实验内容设置中,侧重对光纤通信及光器件的基本原理、光纤传输系统构成及性能指标等进行实践操作。实验内容从光源P-I曲线,到光纤通信传输系统构建,由局部到系统,层次分明,重点突出,注重培养学生对理论知识的巩固和理解。

2.光纤通信课程设计着重培养光纤通信的软件设计能力

光纤通信课程设计是在完成光纤通信实验课程的基础上开展的,是进一步实践后续课程,主要训练学生在一种通用光纤通信软件设计平台(如OptiSystem)上进行光纤通信系统设计的能力,培养学生光器件设计和各类光网络构建及分析能力,培养利用设计软件工具对设计任务进行总体设计和分析、完成的能力,进一步提高和深化学生对光纤通信的实践能力。

课程设计提供8个以上设计题目,设计课题有光纤器件的分析、系统构建、系统优化,内容分布广泛,层次分明。整个设计流程按照课题分析、设计方案论证、设计调试、撰写课程设计报告、答辩五个环节进行。

3.光纤通信设备实践与通信行业紧密贴合,增强对光纤通信设备的实践操作应用能力

随着光纤通信的发展,光同步网(SDH)网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。光纤通信课程引进中兴通信的光纤传输平台,开设专门的光纤通信工程实践训练课程,通过中兴工程师和专业教师共同授课的方法,在光纤通信实验和课程设计基础上,进一步深层次加强学生的实践能力培养。

光纤通信工程实践训练内容包括SDH光传输设备实践,实践设置贴合通信行业实际应用,加深学生对光通信设备的构成和原理的理解和认识,培养学生对光通信设备的连接、设置、调试、运行、维护能力,提高学生对大型光通信设备实践操作能力。

(二)具体实施举措

在光纤通信三大模块的实践教学中,要求学生通过每个模块的实践过程,进行详细的学习、观察、体验、思考,使得理论和实践能够紧密结合。在O置实践项目过程中,突出重点,结合课程内容,尽量充实安排实践内容。在学生的实践过程中,要求学生能够综合运用了所学的理论知识,提高实践技能,熟悉完整的系统设计和实现过程,掌握大型设备的配置和调试过程,对于今后从事相关领域的系统设计、开发和维护提供了宝贵的经验。

1.光纤通信实验内容和课程内容紧密结合,并且从基础验证、综合性、设计性三方面进行了设置,完成实验内容的优化。实验设备包括微机、光功率计、光纤、光无源器件、示波器、数字万用表、图像显示器、电源模块、信号源模块、光发送模块、光接收模块、电话接口模块、误码模块、图像接口模块、PCM 编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块、CPLD下载模块等组成,可以应用不同的模块来组成不同的光纤通信系统,如:模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光波分复用传输系统、图像光纤传输系统等。

在实验讲授教学过程中,采取结合课程内容,回顾相关理论知识的教学方法,介绍实验原理,讲解实验步骤,分析实验结果。如:在实验“半导体光源P-I特性曲线测试”中,首先带领学生回顾理论课中讲解的公式两种光源LED和LD的工作原理及其区别,回顾P-I曲线的表现有何区别,并介绍两种光源的特性,进一步回顾半导体光源阈值电流Ith的概念和物理意义。并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后,学生既巩固了理论知识又明确了实验内容,通过对比加深了对理论知识和实验原理的掌握。

2.光纤通信课程设计主要充分通过光纤通信系统仿真软件,如Optisystem,使得学生能够模拟仿真光纤元器件及系统的设计和整个过程。在系统仿真实验中,学生可以随意调整波形参数等,对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计和性能仿真,直观地模拟信息在光纤通信系统中的整个传输过程。要求学生能够分析原理,设计软件流程,能够搭建整个过程,并通过光谱仪等仪器器件对结果进行观察和分析。

如设计“PIN光电二极管的噪声分析”,要求学生首先分析影响光接收机性能的主要因素,即接收机内的各种噪声源。并能分析计算接收机中的放大器本身电阻产生的热噪声和放大器的晶体管引入的散粒噪声。要求学生完成设计整个软件流程,并搭建实现,如图1所示。要求学生根据数据模拟得到定量的分析和计算,观察热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响,观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。

3.光纤设备实践要求在SDH课程知识基础上,在行业大型设备中能够根据理论知识进行配置、调试,进行数据通信。这就要求学生对SDH的基础知识、SDH网络的自愈能力、SDH环型组网、通道层或者复用段层的自愈环等要理解透彻。我们以中兴通信公司的SDH光传输设备为实验平台,使学生可以接触到包括光传输、数据网络和智能业务平台等方面先进的光通信技术。要求学生熟悉ZXMPS325传输设备的整机和单板硬件,并掌握SDH 的部分测试方法; 要求学生能够基于网管E300软件,自主完成对网元业务的设置、数据修改和监视,实现SDH通道保护链和复用段保护等配置及性能测试。

如,对“二纤双向通道保护的配置原理和实践”,首先要求学生理解掌握SDH的复用结构和过程,掌握二纤双向通道保护的工作原理,要求学生能够根据业务,分析网络拓扑结构,分析I务传输过程,掌握通道保护配置方法。如图2所示:

三、“光纤通信”实践教学考核与评价

目前,光纤通信实践课程的三大模块采用不同的考评机制,主要侧重学生的实践操作能力和过程,强调学生对实践结果的分析能力,注重学生的创新能力。

在光纤通信实验的实践环节中,实验成绩考评是由平时实践操作和实验报告组成。在实验报告中,注重学生对实验及设计结果的分析及现象总结、实验中产生问题的解决办法、对实验的新设想等。

课程设计实践环节的成绩考评由课程设计过程、测试(独立演示)课程设计结果、课程设计报告和答辩成绩组成。教师根据学生实际操作情况给出过程成绩,根据演示过程和结果,给出相应的设计结果成绩;根据设计报告的内容和格式规范,要求课程设计报告格式按照科技论文要求撰写,为学生将来做好毕业论文打下一定的基础,并给出相应的设计报告成绩;在答辩过程中,侧重考查学生的思考和创新能力,以及对整体系统的设计能力,并给出相应的答辩成绩。

光纤通信设备实践训练的成绩考评由实践操作,答辩环节和实践报告构成。注重学生的实践操作能力,对原理的理解能力,报告撰写的规范性。提高学生在实践中理解理论知识的能力。

四、“光纤通信”实践教学改革成效

通过对光纤通信的实践体系的结构、教学内容、教学手段、考核方式进行了一系列的改革,学生的实践效果和质量明显得到了提升。在今后光纤通信的实践教学过程中,只有进一步突出工程应用实践操作能力、强化创新培养特色,不断提高学生的学习兴趣,激发学生的学习主动性,提高相关领域从业的综合职业能力,才能达到培养高素质通信专业人才的目的。

参考文献

[1] 《光纤通信》(第二版),张宝福等编著,西安电子科技大学出版社,2009.

[2] 顾婉仪, 李国瑞. 光纤通信[M].北京: 人民邮电出版社,2006.

[3] 方志豪, 朱秋萍. 光纤通信[M].武汉: 武汉大学出版社,2004.

[4] 《光纤通信》(第五版).[美]Joseph C.Palais著,电子工业出版社.

[5] 李书旗, 朱昌平, 陈小刚. 光纤通信实验教学的改革与探索. 中国电力教育,2010, (36):132-133.

[6] 唐修连. 光纤通信综合实验手册. 南京; 中国人民理工大学, 2004.

光纤通信课程论文篇3

虽然“光纤通信”课程是一门理论与实践相结合的课程[4],但是基础理论的掌握对以后实践起着极其重要的作用。可以说基础理论的广度和深度直接影响以后从事实用型工作还是创造型研究。“光纤通信”总学时为92学时,其中基础理论占56学时,实验教学为36学时,最后设置了两周课程设计内容。理论教学内容主要包括光纤传输理论、通信用光器件、光端机、数字光纤通信系统、模拟光纤通信系统、光纤通信新技术和光纤通信网络等。实验教学主要包括以光纤端面处理与熔接实验、单模光纤结构设计光纤光缆的识别与使用、光纤损耗系数和事件点参数测量、光发送机的参数测试、光纤电话传输实验、光纤视频传输实验、波分复用光纤传输实验和掺铒光纤放大器实验为代表的十二个题目。本课程最后一个教学环节为课程设计,主要是针对所学内容进行选择性深入学习和研究,并独立设计完成指定题目。

二、“光纤通信”课程理论教学方法与实践

1.理论教学过程中的理论分析应从简单递进难度。例如,我们在教学实践过程中学习光纤中的光传输理论时,先讨论学生较熟悉的几何光学法的全反射传输理论,再分析光在光纤中遵循的电磁理论,提出麦克斯韦方程组,并进行严格推导和详细讨论。

2.教学中应适当展开课堂讨论。对于一些较简单并有一定重复性的内容,可以采取课堂讨论的教学模式。由于,光纤制造和光缆制作工艺相对简单易懂,制造过程和方法有很多种。因此,对以上内容进行课堂讨论形式教学。预先把学生分成几组,每组选择2~3个题目,之后收集资料、制作PPT、充分备课。课堂上每组选出1~2个学生,上讲台利用15~25分钟的时间对特定题目进行讲解,讲完后其他成员可以提问,相互讨论。通过以上教学环节,本是一些繁杂的内容从不同讲解者的不同风格再现出来,课堂气氛积极活跃,讲授内容丰富多彩。同时讲解者完成了选题目、制作PPT及备课讲课等全过程,这对即将毕业的学生是一个展现自己、锻炼自己的好机会。

3.教学过程中适当展示实际器件或相关案例。光纤通信是一门要求理论与实践相结合的课程。除了规定的实验课外,在理论教学过程中应该注意理论与实际相结合。在理论教学过程中,涉及一些实际光学元件和设备时,比如,连接器、耦合器、光纤光栅和激光器等,课堂上尽量展示实物及说明书,并说明其在通信网络中的具置和作用。不仅可以活跃课堂气氛,还可以巩固教学内容,留下深刻印象。比如,设计光纤分类和工艺等内容时,我们尽量引入许多国内外的著名企业并展示其相关光纤产品。我国已拥有长飞、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、汇源等光缆企业及特发、成康、北康、侯马、富春江、天虹、宏安、华伦、华达、华新、港龙、通鼎、西古、法尔胜等一大批骨干企业。2006年,国内市场光缆总量达2000万芯公里,出口光缆470万芯公里,总产销2470万芯公里以上。2000~2012年,我国光纤需求量增加了整整24倍,年增长率达30%。2006年中国光纤需求量仅占全球的25%左右,至2012年,这一市场份额已超过了50%。光缆总体技术水平已达国际先进水平,主要企业的主要产品指标领先国际先进水平,产品种类规格基本齐全(海底越洋光缆尚差)[5]。

4.概念与其背景相联系。每一学科与每一门课程都具有相应的概念和理论。其中一些现象的发现、一些概念的提出有其历史背景和条件。在光通信,特别是光孤子通信属于这一类,孤子这个名词首先是在流体力学中提出的,其概念可以追溯到1844年英国工程师SocttRussel在《波动论》中记录的一段于1834年8月在爱丁堡一戈拉斯高运河上的一次经历。讲授该内容时,我们抓住其独特的历史,回顾一下当年的发现,活跃课堂气氛,形象准确地理解概念。

5.理论分析与科研成果相联系。在教学实践中应用科技论文,可以使学生对教学内容掌握得更好,同时对科技论文的查阅、内容格式和写作等进一步了解,对以后毕业论文,乃至科研工作有一定的引导作用。对科技论文的选取要注意以下几点:文章的主题符合课程相关内容;科技论文的难度要适当;科技论文作者及其单位在行业有一定的影响力;最后,科技论文内容为该领域研究热点[2]。比如,讲授完光纤结构、制造工艺和传输理论之后,组织学生学进延(烽火通信科技有限公司)的《S-C-L三波段传输新型单模光纤的设计和研究》和专利《一种新型低色散光纤》[3]。通过分析科技论文巩固所学知识,进一步理解提出问题、解决问题,并把成果撰写成科技论文或申请专利的整体过程,提升学生的科学素养,培养学生综合能力。

6.实验、课程设计和仿真模拟。在实践教学环节,我们针对性地开设了12个典型实验。除此之外,结合理论与实践,设置了计算机仿真的课程设计内容。仿真是利用模型复现实际系统中发生的本质过程,并通过对系统模型的实验研究存在的或设计中的系统[6]。很多情况下,因受到实验条件限制,光纤通信中经实际操作,用实验结果证实和分析的内容有限。此时,我们可以学习和利用仿真技术,主要是利用一些光纤通信领域功能较强的模拟软件设计光纤通信器件和光纤通信系统。对光纤通信网络的模拟,参数调整和结果分析加深对实际通信网络的了解,分析其存在的问题,提出解决方案。

三、结语

光纤通信课程论文篇4

【关键词】光纤通信课程教学改革

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)0312-0037-02

深化教学改革,提高教学质量,强调素质教育是当前高等学校教改的重要主题,已经成为高等教育改革的共识。课程教学改革要由教师单方面地讲授知识,转变为培养学生运用知识解决问题的能力。本文探讨光纤通信课程教学改革的思路。

一、光纤通信课程特点

光纤通信是一门飞速发展的技术科学,具体研究如何用光的方式在光纤上传输信息。通过光纤通信课程的学习,能够系统地掌握在光纤上传输信息的各种技术,了解光纤通信技术的概况,并对光纤的传输特性有深入透彻的理解,熟悉光通信系统的体系结构和基本原理。该课程研究对象和性质决定了其课程特点是内容复杂,主要表现在类型多、要求多、公示多、表格多、图形多;涉及的物理基础知识较多(场论、光学原理等);与工程实际联系较为紧密;应用定性理论的场合较多。

二、光纤通信课程存在的问题

对于电子科学技术专业类的学生而言,光纤通信是本专业学生完成专业基础课程后开设的第一门专业课。由于大多数学生在先修课程中习惯了定量化、精确化的分析方法,因而不习惯用物理概念进行系统定性分析。特别是如何针对实际系统存在的问题,采取相应的分析和设计更是其在学习方法上的薄弱之处。学生对知识的掌握仅仅限于简单的背结论、公式,做计算题。学生不了解理论的工程应用意义,不具体分析问题,结果往往出现课程结束了却不知道所学的东西干什么用的现象。该课程授课形式单一,表现在:在传统的教学模式下,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,并且在课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,画大量的曲线,因此课堂教学往往是在进行索然无味的公式推导、定理证明和手工绘图,课堂气氛沉闷。在实验教学环节中,大多数实验装置陈旧,功能单一,直流的多,交流的少;验证型实验多,设计型实验少。这样难以锻炼学生的设计能力,也难以激发学生的学习兴趣。对于学生自学能力的培养及设计能力的开发都存在着较大的阻碍作用。

三、光纤通信课程的教学改革思路

光纤通信课程的教学内容和体系改革非常重要,由于这门课程是许多通信工程以及电子科学技术专业学生在本科期间所学习的一门专业基础课,因而必须对其教学内容、教学方法以及综合设计性实验领域进行探索改革。需要深入研究作为新专业核心课程的教学内容安排与教学方法,同时完成本课程实验环节的改进,以期进一步提高教学效果,在教学过程中培养学生的创新能力,为学生圆满完成学业打下坚实的基础。

(一)创新教学内容体系。从教学目标出发选择教学内容,把握理论上的度。一是要考虑该课程与通信原理课程的衔接,还要考虑授课内容的系统性与深度,要在教学内容中体现新技术冲击下的光纤通信在实际生产中的应用。二是要从讲述内容和方式以及习题内容和风格上进行创新,突出基本理论基本分析方法和知识的应用,让学生在首次接触该课程时,接触到的是一个异常开阔的视野,而不是让其产生这仅仅是公式推导,纯粹理论堆积的错觉,进而刺激学生求知、探索的兴趣和激情。鲜活生动的应用实例,甚至具体的视频展示是激发学生思维的好手段。同时,要强调作为一种全新的通信方式,光纤通信在现代通信中所处的重要位置。所谓“工欲善其事,必先利其器”的道理正是该课程重要性所在,课程地位、作用的凸现也是顺理成章的事情。因此,在授课的过程中应摒弃传统教学中对发展历史的简单罗列,取而代之的是声情并茂的图文、视频展示,既融入大量的专业信息,又能激发学生的兴趣,取得事半功倍的效果。三是要对光纤通信相关内容的实验环节进行深入地探讨与改进。实验环节对于掌握光纤通信课程的基本知识有重要的促进作用,但课程教学的目的不仅在于使学生通过实验加深对理论的理解。更在于使学生通过实验环节理解理论与技术的应用,并通过形式灵活的综合设计性试验促进学生开动脑筋,发挥创造力,发掘理论与实际生产需要和科研需要的结合点。因此除了对教学内容进行研究以外,还需要对课程相关实验的开设作进一步的研究,可以通过设计综合实验,培养学生综合运用所学知识的能力。例如,结合后续课程光电子学,用光波导的方法和椭圆偏振法这两种不同的方法来测量薄膜的折射率和厚度;还可以让有能力的学生在这个实验中结合所学的软件设计方面的知识来编写相应的计算程序,既能使学生对所学知识进行融会贯通,又能锻炼他们解决实际问题的能力。

(二)培养学生的创新能力。在光纤通信课程教学过程中,要让学生在奠定坚实的理论基础的同时,养成创新能力。一是可以通过巧设具有启发性的问题帮助学生克服固有的思维定式,打破常规,促使他们敢于超常规思维,敢于求异。二是培养学生的发散思维,促使他们灵活变通,多角度、多方位、多层次地考虑问题,以求发现和解决问题的最佳途径。三是通过启发学生进行类比,诱发他们的悟性,促使他们进入新颖别致的构思设计中,从而获得具有新颖独创性的解决方案。由此培养学生不落俗套、求新求异、追求高品位的创新精神。在教学计划制定和课堂教学中,应体现出“厚基础,宽口径”的思想。没有良好的基础,创新就成为无源之水,无本之木。在光纤通信课程教学中,尤其要注意光纤传输基本理论和光纤通信系统知识的学习,如光纤传播基本方程、光波电磁理论、波分复用、色散补偿、光电接口、线路码型、MAc协议和sDH复用结构等知识。此外,在教学过程中,还要注意培养学生获取知识和运用知识的能力。在课堂教学中,要注重培养学生的信息加工能力、科学研究能力、动手能力,让学生能够熟练掌握和运用创新方法发明新成果。在教学过程中,当讲授光纤通信系统时,可以让学生将网吧采用的电信宽带接入技术与校园网的接人技术进行比较,将理论知识与实际知识结合起来,并利用实验室设备搭建一些实际的应用系统。

光纤通信课程论文篇5

关键词:光纤传感;军队人才培养;课程建设与改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)09-0065-04

一、引言

光纤传感技术是一门基础理论与工程应用紧密结合、理论与实践能力并重的系统学科,既要求学员有扎实的光学、电学基础,又要求学员能够摆脱课本的束缚、根据实际工程应用灵活运用已学到的知识。为适应这一形势,2006年以来,我们针对技术类本科生、军事指挥类本科生、硕士研究生和博士研究生的不同特点和未来适应部队工作的不同要求,建立了光纤传感技术系列课程。

作为一门应用学科,“学以致用”是光纤传感技术系列课程的特色之一。为此,课程建设非常注重学员对课程知识的实践应用能力培养,在教学实践中,结合课程特点和授课对象的学习特点,大力推进教学方法与手段的研究改革,在多层次一体化课程体系建设、教学方法与手段改革、创新人才培养、教师队伍建设等方面取得了较大成绩,下面分别进行介绍。

二、光纤传感技术多层次一体化课程建设

我校早在上世纪90年代就开设了《光纤传感技术》课程,并作为光纤传感专业研究生的必修专业基础课,为培养光纤传感技术人才起到了不可替代的作用。然而随着光纤传感技术在现代化信息战争中的应用越来越广泛,部队对光纤传感专业的人才数量和质量要求越来越高。我校原有的只针对研究生展开的《光纤传感技术》课程已经远远不能适应培养部队所需人才的紧迫要求。从2004年开始我院开始酝酿对光纤传感技术课程进行深入改革,将授课对象拓展到全校本科生和本院研究生,并从2006年开始实行。经过6年多的系统建设,最终建立起了完备的多层次光纤传感系列课程。

由于本科生和研究生、本专业和非本专业学员、技术类和军事指挥类学员的知识基础和应用方向差异太大,如何科学划分课程层次、清晰明确课程内容、准确定位课程目标是光纤传感系列课程建设的重点和难点。

在广泛调研军队需求、不同类别学员的知识积累和兴趣及国内外学校同专业的课程设置基础上,我们建立起了分别面向本科生和研究生、技术类和军事指挥类、本院专业和全校学员的光纤传感系列课程。新增了技术类《光纤传感技术》、军事指挥类《光纤传感技术》,面向全校本科生专题研讨课《基于虚拟仪器的光纤传感技术》三门课程,原有针对研究生的《光纤传感技术》则改为《光纤传感系统》[1,2]。

(一)建立起针对本院技术类本科生的《光纤传感技术》课程内容体系,以“扎实广泛的技术基础为核心,典型的系统应用为亮点”

考虑到授课学员在学习本课程之前已经在《光纤通信》、《光电检测技术》等课程中对光纤和光纤器件等有初步了解,在本课程中首先介绍光纤传感技术的概念和内涵,然后针对光纤传感系统的特点,介绍光纤、光纤器件、光纤传感原理和光纤传感信号解调原理。这四部分内容涵盖了强度型、偏振型、波长型、相位型和分布式光纤传感的系统构成、传感原理和关键技术,为光纤传感基础知识,具有信息量大、知识点多、覆盖范围广泛的特点;最后以2-3种典型的光纤传感系统为例,向学员示范在系统中如何对基础知识进行灵活应用,启发学员根据学到的基础知识来分析理解新型光纤传感系统。

(二)研究生的《光纤传感系统》课程以“系统应用技术为核心,系统设计为亮点”

与原有的研究生《光纤传感技术》相比,新的课程内容和标准进行了大幅度的改革,突出“系统应用”,大幅度削减了光纤传感基础知识,而是以四大类典型光纤传感系统为授课重点。课程中的四大类典型光纤传感系统选取了目前应用最为广泛或技术难度较高的光纤水听器系统、光纤陀螺系统、分布式光纤传感系统和光纤光栅传感系统,针对每一类对其应用背景、系统组成、系统指标和关键技术进行详细分析,构建课本知识到实际工程应用的技术桥梁。在讲解完每一类典型光纤传感系统后,特别设计了光纤传感系统设计环节,要求学员以分组的形式,根据特定应用背景设计出光纤传感系统,阐明系统特色和关键技术。

课程调整所面临的最大难题在于:学习本课程的研究生既包括本校本专业的学员,也包括来自于外院和外校的本科非光信息专业的学员。对于前者,通过本科生阶段的《光纤传感技术》学习已经具备了良好的基础,在新课程学习中应尽量避免内容重复;对于后者,直接学习典型光纤传感系统中的关键技术存在一定难度,需要对光纤传感基础知识进行介绍。为此,在研究生的《光纤传感系统》课程中,首先设定了3个课时对光纤传感基础知识进行回顾和总结,并点明各部分基础知识所涉及的参考书。同时由于使用了与本科生《光纤传感技术》课程同一系列的教材,为解决学员基础参差不齐的难题提供了有效的解决办法,而面向全校的《基于虚拟仪器的光纤传感技术》则为毕业于本校其他专业的研究生学员提供了学习本课程的基础。

(三)军事指挥类本科生的《光纤传感技术》课程以“完善学员知识结构为重点,突出军事应用特色为亮点”,为学员提供装备相关知识基础

课程针对军事指挥类本科学员培训的主要目标,将军事指挥类本科生《光纤传感技术》课程的主要任务确定为拓展军事指挥类学员的知识面,完善知识结构,了解最新军用传感器技术,一方面可以充分发挥我军现有装备的作战效能,另一方面可以掌握外军作战手段,有效克敌制胜。课程简化了基础知识部分内容,扩充了典型光纤传感部分,特别是注重光纤水听器、光纤陀螺和分布式光纤传感器在军事中的应用,并拓展光纤水听器在声纳系统应用中的相关知识,让学员在进行工作岗位后可以更快的掌握相关装备的使用和维护。

(四)面向研究生的《虚拟光纤传感技术》以“引导学员自主学习为核心,激发学员独立思考为亮点”

课程以光纤传感技术中相干检测技术为背景,以虚拟仪器技术为手段,通过一个具体实例为研讨对象,让学员一边学习新知识,一边动手做实验,一边学会自主学习。课程首先在学员高中已经具备的光学知识基础上讲解干涉型光纤传感的基本内容,然后引导学员自习LabVIEW虚拟仪器语言,通过研讨学习心得让学员掌握LabVIEW基本知识,最后要求学员利用所学知识和工具完成光纤传感中一个典型信号处理问题。整个课程以学员自己动手动脑为主,精选了一门易学好用的虚拟仪器语言LabVIEW,使学员可以在四到五次课的时间内学会,并结合光纤传感技术系列课程的建设成果,让学员可以在课程上针对典型的干涉型光纤传感系统进行信号处理实验,一方面提升了学员的学习的积极性,另一方面加强了学员的自信心,并为学员以后的创新实践奠定了基础。

三、教学方法与手段改革

在教学过程中,在教学方法和教学手段上也进行了一系列的改革,使用了大量的新技术、新手段、和新的教学方式。主要体现在以下几个方面:

(一)充分运用科研成果和虚拟仪器技术的特点,增加了大量的课堂演示实验环节

在光纤传感技术系列课程中引入堂演示实验,对于加深学员对知识的理解效果最为明显。在课程建设中,充分利用所在实验室在光纤传感技术研究上的优势,在每门课程讲授中都加入了1~2个课堂演示实验。

与专门的实验课不同,课堂演示实验的侧重点在实验效果上,通常都是完整的光纤系统,包括光源、光传输链路、光接收模块、显示模块等等,并注重演示效果。以往的光纤系统虽然功能性明显,但结构复杂。近年来,课题组所在的实验室在光纤传感系统的工程可靠性研究上投入了大量精力,一些便携式高可靠性的光纤传感集成模块在科研项目中得到广泛应用;这些科研成果的突破使得在课堂上演示一些复杂的光纤传感系统实验成为可能[5]。另一方面,由于虚拟仪器技术在光纤传感技术中的广泛应用,复杂的信号解调可以通过电脑直观的显示在课堂多媒体系统中,“所见即所得”的方式使得课堂演示实验的效果非常直观和可信。以研究生的《光纤传感系统》课程为例,我们选取了光纤光栅应变系统作为课堂演示实验内容。在硬件上,这套系统的光收发模块为集成化的便携式光纤光栅解调仪,采用法兰盘对接可串接起多个光纤传感阵列;而复杂的信号解调系统则全部通过虚拟仪器技术在电脑上软件实现,解调结果直接显示在电脑程序界面中。通过这套系统,我们完整地演示了光纤传感器设计、光纤传输链路构成、复用光纤传感网络、和光纤传感信号解调等多项知识内容,学员普遍反映通过这一演示实验对光纤传感系统有了清晰深刻的了解。

(二)借鉴国外大学相关专业的教学模式,在考核中引入小型综合设计环节,充分考察学员的综合素质

课题组的两位教员具有国外留学的经历,在课程建设中充分参考国外大学在光纤传感技术课程的教学方法,在作业环节引入小型光纤传感综合设计内容,并将其作为课程考核评价标准的一部分,实现对学员综合素质的培养和考核评价。

光纤传感综合设计参考了香港理工大学和英国南安普顿大学的教学经验,以对知识的综合运用为主要考察目标。本科生光纤传感技术采用适当的综合设计题目难度,重视对知识融会贯通和综合应用能力的考察,一般在授课过程中只进行1次;研究生除了要求基础知识综合应用能力,更注重对实际工程应用系统的完整性和前沿问题的拓展性考察[6],一般则开设2~3次。综合设计作业由学员分组完成,小组内成员根据资料调研、方案设计、报告撰写等工作内容的不同进行明确分工,并推选一位组员参加课堂专门设置答辩环节。

(三)针对授课内容的层次划分和授课对象的学习特点,科学合理设置研讨专题

研讨式教学我校近年来大力推广的教学方式之一。由于光纤传感技术具有经典与前沿相结合、理论与工程应用相结合的特点,在系列课程建设中,课题组在原有研究生《光纤传感技术》的研讨式专题内容基础上,进行了深入的思考和大胆的拓展,将课程中的研讨专题划分为三大类:经典理论知识的研讨、前沿研究的研讨和学位论文研究方法的研讨。

经典理论知识的研讨要求学员在授课之前对相关内容进行预习,并在课堂上对全体学员讲解自己对该问题的理解。如在进行“光纤干涉仪传感系统”的授课时,要求学员预习时弄明白两个问题:什么是随机相位衰落?什么是偏振诱导信号衰落?进行研讨时不要求学员对这两个问题进行深入剖析,但要求学员用精炼的语言阐明问题的物理含义。学员普遍认为这种研讨专题不是特别复杂,通过预习教材即可,但大部分学员会准备PPT课件,且自愿上讲台讲述的学员一般在以往的学习过程中接触过与该专题相关的研究工作,因此在其课件上还会加入自己以往的工作、自己对该问题的扩展认知及自己尚未弄明白的问题等。这种教学效果是在深入了解学员的知识积累基础上,通过巧妙设置研讨专题取得的。

前沿研究的研讨要求学员进行大量的资料查阅,特别是光纤传感前沿研究课题的查阅。对于某一个问题,由于课堂讲授的时间受限或者教材中没有系统的描述,对该问题的课堂讲授可能不够全面,在这种情况下,教师会提供相关信息,要求学员查阅该文献并进行精读,然后在课堂上进行研讨。这种研讨专题分为两种:一种是教师提供明确的检索信息,由学员查阅到该文献后精度文献,分析文献的精华及不足;另一种则是教师提供所要解决的问题,由学员对该问题进行解读,提炼关键检索信息,进行检索后,对检索文献进行初步分析,总结该问题的研究现状。学员反映这种研讨专题的难度稍大于第一种,但一般稍花时间都能解决。

学位论文研究方法的研讨目的在于:无论是本科生还是研究生,在学习完相应的光纤传感技术课程后马上就要投入到学位论文工作中。通过对这类问题的研讨,学员逐渐掌握了在未来从事学位论文研究中必须具备的研究方法,这类的研讨主要培养学员的仿真计算能力和光纤传感系统的设计能力。例如在讲授完光纤光栅的基本理论之后,学员反映耦合模理论的公式很繁琐,难以一眼看出其中的物理特性,为此,我们安排了相关理论的仿真计算研讨,要求学员根据课堂讲授的公式进行理论仿真,计算光纤光栅反射光谱,并绘制带宽、反射率等关键参数随着光栅参数的变化曲线。学员在课堂研讨时要讲述自己的关键参数设置和仿真结果。通过这种研讨方式,学员对光纤光栅的反射谱特性建立了深入的了解,效果远远好于课堂直接讲授相关结论。

根据光纤传感课程层次划分,不同的光纤传感技术课程对三种研讨专题的应用程度也不相同,本科生的光纤传感技术课程以经典理论知识的研讨为主,并设置1~2次前沿研究的研讨;研究生的光纤传感技术课程则以前沿研究的研讨专题和学位论文研究方法的研讨专题为主,对特别重要的概念设置少量经典理论知识的研讨专题。

四、以光纤传感技术课程为支撑的创新型人才培养

光纤传感技术的应用范围极广,一套实用的光纤传感系统可以很庞大很复杂,也可以很小巧灵活。针对这一特点,课题组教师在学院本科生和研究生的各项教学活动中,积极开展与光纤传感技术相关的各项活动。

针对本科生的光纤传感技术系列课程,在授课结束后,在光电设计大赛、毕业设计等教学活动中开设了大量关于光纤传感技术应用的课题,引起学员浓厚的兴趣和广泛的参与热情。一方面,参与光纤传感技术相关的本科毕业设计学员数量大幅度提高。以技术类本科毕业设计为例,2013、2014年参与光纤传感技术相关课题的学生均达到光信息专业学员总数的50%以上。另一方面,学员完成课题的质量也得到大幅度提升,近年来有8名本科生获得学校创新资助,从侧面反映出光纤传感技术课程教学效果的日渐提高。这些竞赛成果也作为评价授课效果的标准之一,并将学员在课外延拓活动中的效果和意见及时反馈到教学过程中[3,4]。

针对研究生的光纤传感技术系列课程,一方面鼓励学员在课程学习的基础上努力拓展研究深度,在光纤传感研究领域不断创新。在课题组所在实验室所培养的研究生中,有3名研究生获得学校创新资助,1名研究生获得湖南省创新资助,其课题都是光纤传感领域的研究重点和难点。此外还有5项研究生参与申请的光纤传感技术相关专利;另一方面,鼓励学员积极参与到与光纤传感技术相关的科研项目中,在实际工程环境中对课程知识进行融会贯通。目前在光纤信息专业的毕业研究生中,参加过光纤传感相关的湖上或海上试验的学员达到95%以上,为其真正走向工作岗位后充分适应部队对光纤传感技术人才的需要积累了宝贵的经验。

五、高素质教师队伍建设

作为教育的重要媒介,教师是活动中的主要因素。教员整体素质的高低,直接影响着教学质量的高低。因此,建立一支教学水平高、结构合理的高素质师资队伍显得尤为重要。

(一)从教学和科研两个方面锤炼教师队伍,使教师的教学水平和科研能力相互促进共同提高

科学研究是教师工作的重要组成部分,是提高教学水平的重要手段,也是提高自身素质的重要途径。对于光纤传感技术系列课程而言,学即能致用是其重要特点之一,教学和科研的相互促进作用尤为明显。课题组全部教员均参加了多个重大科研项目。通过重大科研项目的历练,教员的学术水平得到很大的提高,一方面教员接触了学术前沿,开拓了学术视野,经历了科研实践,在课堂教学中自然会将科研最新成果、专业发展动向带进课堂,另一方面,教员在参与重大科研项目时对光纤传感的技术内容有了更加深刻的认知,对于在课堂上清楚明白的讲好各个知识点至关重要。同时,通过教学活动中对课程内容的反复推敲及与学员之间展开的研讨交流,可以加深教员对技术环节的领悟,甚至激发教员的灵感。通过在科研和教学两个方面同时锤炼,促进教师知识更新和自身进步,提高教师的创新能力和教学质量,将真正做到科研教学一体化。

(二)鼓励教员进行对外交流,充分借鉴国内外同类专业课程的教学经验

课题组有两名教员具有国(境)外留学经历,其他教员也多次参加国内外的学术活动和教学活动交流,在课程建设过程中充分利用了这一优势。在教员已经带回的国外大学教学经验的基础上,鼓励教员在回到学校后仍然定期与留学单位交流,及时获取留学单位最新的课程设置和教学安排信息,并通过交流,不断补充自身的不足,更新课程内容,丰富教学手段,提高自身教学水平。在对外学术活动交流中,有意识的了解其他院校同类专业课程的教学情况,对于感兴趣的单位积极主动与对方联系进行实际考察。活跃的对外交流活动极大地激发了教师的教学热情,并不断提高其教学水平。

(三)加强青年教师的教学技能培训

目前,课题组教员是一支相对年轻化的队伍,很多才刚刚博士毕业,青年教师充满热情,思想活跃,比较了解学员的思想,与学员进行交流方面具有优势。但是,他们大多没有经过系统的教学技能训练,普遍缺乏教学经验。为了使青年教师尽快掌握教学技能,提高业务能力与水平,课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师担当青年教师的导师,对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导,指导青年教师备课、编写教案;采取措施督促教员投入足够的精力。教员上岗前,必须经过教研室、系所、学院三级试讲,每次授课必须重新编写教案、编写课件、编制教学日历;在教学过程中,教学指导委员会、督导组、院系领导经常性听查课,督促教学水平的提高。

通过从科研和教学两方面锤炼教学队伍,课题组教员自身水平得到了大大提高,多次在全军和全校获得教学优秀奖,其中获军队院校育才奖1人次,优秀研究生导师奖3次,校本科“研究型”教学比赛三等奖1人次,校研究生教学优秀三等奖1人次,教员在国内教学期刊上发表高水平教学论文10篇,课题组已经成为了一支能独立承担授课任务的高水平教师队伍。

参考文献:

[1]孟洲,胡永明,姚琼,宋章启.《光纤传感技术》研究生课程改革探讨[J].中北大学学报(社会科学版),2007,23(2):98-100.

[2]孟洲,姚琼,曹春燕,梁迅,张学亮.光纤信息技术本硕博系列课程体系研究与实践探索[J].高等教育研究学报,2012,35(1):50-53.

[3]周建华,邱琪,周晓军,光纤通信实验教学改革探讨[J].电子科技大学学报社科版,2003,5(2):89-91.

[4]胡昌奎,杨应平,黎敏,刘辛,易迎彦,光电信息类专业光纤系列课程教学内容与课程体系的改革[J].高等理科教育,2008,(2):16-18.

光纤通信课程论文篇6

光纤通信课程是一门多学科交叉渗透的专业课,其内容综合了通信、光波导和半导体光电子等相关的理论知识。本课程对本科生的培养要求是:通过对光纤通信的基本原理、光端机、光无源器件以及光网络进行阐述和讲解,使学生掌握光纤通信的基本概念,熟悉光有源器件、光无源器件的工作原理、特性以及光纤通信网基本设计方法,了解光纤通信技术实际应用和最新研究进展。经研究表明目前各专业光纤通信课程在授课过程中,普遍存在一下几个方面的问题:

1.课程设置有一定缺陷。

针对通信工程专业的学生,由于数学、物理基础相对薄弱,对课程的学习存在一定的难度。而且光纤通信课程本身与物理、材料、半导体光电子、光刻等技术知识联系密切,很多的知识点都是建立在大量理论物理和数学模型的基础上。如果学生对这些课程没有一定的涉猎,对一些基本器件,如半导体器件、光检测器等没有一定的物理概念的理解或者接触。那学生对光纤通信这门课程的学习将会比较困难。此外,对于通信、电子类专业,对于物理学科不重视,只学过普通物理的课程,导致学生对物理概念的理解以及物理模型的分析能力相对薄弱,造成学生在听课或学习时感觉内容过于抽象,对一些概念和公式理解很模糊,难以真正理解理论知识,往往知其然不知其所以然。

2.教学形式以及教学模式陈旧。

光纤通信是一门应用十分广泛的应用学科。但是在目前的教学过程中,教师更多的照本宣科,按书上的内容进行每一章节的讲解,在不自觉中,学生就以为光纤通信就是一门理论课程和讲解器件原理的课程,而忘记了光纤通信课程的实际应用,导致学生更多地认为这是一门与物理、数学相关的课程,特别是对于光纤传导模式内容,学生更多的认为学习的重点是如何求解方程,而不是一门应用类的课程,导致学生认为本课程对于实践指导的意义不大。同时,教材的更新无法和光纤通信发展的实际情况吻合,造成教材的内容过于老化,使得学生对整门课程的学习感觉乏味、枯燥,无法提高对课程的学习兴趣。

3.教学内容设置有缺陷。

光纤通信课程是一门交叉学科,涉及的内容很广泛。一般来讲,由于课程教学学时的限制,不可能把所有关于光纤通信的内容以及光纤器件全部囊括。这就导致在教学内容的选择方面存在一定的随意性和盲目性,教师往往根据自身对课程的理解来讲解,或完全依附于所选教材,导致教学的片面性、重点不突出。而对于学生来说,感觉课程的知识点过于零散和繁琐,没有连贯性。

4.教学方法不科学。

由于光纤通信课程涉及内容广泛,信息量大,使得教师在授课时主要将注意力放在课堂讲授和板书上。学生在上课过程中的普遍反应是缺乏课堂活力,感觉课程比较枯燥。由于课堂讲授的理论性很强,使得学生不能将所学理论知识和实际应用结合起来,虽然学到了一些理论知识,但不知道这些知识用在何处、如何运用。另外,光纤通信的考试方法比较传统,无法全面涵盖课程的核心内容。针对教学中出现的上述问题,本文针对教学中出现的上述问题进行了系统深入的研究,提出一个比较合理的课程设置方案,而且提出一个教学模式的改革方案。

二、光纤通信课程教学改革的探索

针对目前光纤通信课程教学过程中出现的问题,结合通信工程专业的学生以及光纤通信这门学科本身的特点,我们主要从优化课程设置、优化教学方法、科研促进课程深化改革以及改进考核体系这四个方面进行考虑,具体的讨论内容如下:

1.优化课程设置。

光纤通信课程的应用范围非常广泛,很多专业都开设了光纤通信课程,但不同专业对光纤通信的要求是不一样的,同时各专业掌握的基础知识也差别很大。考虑到光纤通信对材料、物理、数学的要求相对较高,而光纤通信又是一门与通信息息相关的学科,因此学生在学习光纤通信课程之前,应具备一定程度的数学物理通讯基础,使得学生在学习光纤通信课程是有一定通信背景以及数理知识。此外,由于通信工程专业是一门实用性很强的专业,我们培养的学生应该从事通信、电子类的工作,因此也需要开设一些专业课程(如移动通信、现代通信网概论、光网络技术等)来强化光纤通信的运用。

2.优化教学方法,激发学习热情。

光纤通信是一门交叉学科,涉及学科知识比较多。因此,教学方法的优化要从理论教学和实践教学两方面来考虑。理论是学好一门课的基础,对学生充分掌握理解系统、器件本身的特性以及应用具有重要作用。对于学生反映比较难懂的理论,有计划地复习和补充一些前导知识进行理论铺垫。例如信息光学、高等数学、导波光学等知识都是本课程中要用到的重要理论。同时课堂内容的讲授要特别注重思路,对于难以理解的概念采用不同的分析方法,由浅入深,由宏观到微观,先通过介绍器件的理论模型架构,再用严格的理论分析推导,说明器件工作原理、特性以及应用。由于课时的限制,想要把所有的理论内容都讲深讲透是不切实际的。因此,根据专业需要在课堂讲授时,要抓住重点、突破难点,做到主次分明,以点盖面,每次课只讲一个重点内容。不需要所有内容都要面面俱到,在有限的时间内让学生获得最有价值、最重要的信息。在课堂教学中主要采用板书和多媒体相结合的授课方式。传统的板书教学模式使得教学内容框架清晰、重点突出,方便理解,学生有充分的时间整理笔记,思路清晰。其缺点是信息量小、形式古板,内容缺乏生动性和形象性。因此可适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学,其优点是有利于提高教学质量和效果,增加上课的趣味性,而且能加快教学速度,减少教学难度,加深理解教材的深度。例如在课件中,插入一些图片、动画、影音等多媒体文件,除了可以帮助学生能够形象直观地理解专业知识、增强教学效果外,还可以增加上课的趣味性,活跃课堂气氛,提高学生学习的兴趣。实践教学主要从课堂实践、课后团体实践等方面进行加强。通过课堂演示、课堂讨论,强化学习效果,激发学生的思考和探索。例如借助光学仿真软件,在课堂上直接演示光纤色散对光传输线路的影响,通过改变光纤长度来说明光纤色散对光信号传输特性的影响。另外开设实验课,可以借助光学模拟软件以及光纤通信实验设备来进行光纤连接以及光学传输系统特性的操作实验,加深学生对光纤通信系统的理解,提高学生学习的积极性,让学生知道所学知识有什么用,怎么用。

3科研促进课程的深化改革。

光纤通信技术由于发展迅速快,专业知识更新快,新技术更新快,导致教材内容相对滞后。教材中现有的新技术主要包括光波分复用技术、光交换技术、光孤子技术和相干光通信、光接入网等,这些技术中有的已经相当的成熟,而且很多技术还在不断更新,同时很多新出现的技术还没有涉及到。为了让学生了解光纤通信技术发展的最近前沿,可以尝试将将最近的科技进展融入到教学方法和教学环节中,课堂上针对不同的教学内容引入最新的研究成果,一方面可以以丰富教学形式,加深学生对相关教学内容的理解,另一方面可以为学生打开一扇科研的窗口,充分发挥学生的创新能力,鼓励和引导探索式、研究式的学习,相应的以科研推动光纤通信精品课程建设。

4改革考核体系。

闭卷考试一直是考察学生对所学知识的掌握程度的唯一方式。而这种方式往往易造成学生死记硬背,扼杀学生学习的主动性以及创造性。光纤通信课程的考核方式应当根据课程本身的特点以及教学要求加以重新设置,既要体现学生对基本知识的掌握能力,还要突出学生的实践能力与创新能力。因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核可通过学生对每堂课课后习题作业的完成情况来考察;实践能力主要考核学生对光纤系统组建、光纤熔接、光纤损耗测量等实验情况的考察;创新能力考核可通过只提出对于光纤系统的总体要求(传输容量、带宽、响应度等),要求学生通过模拟软件以及试验箱进行相关的仿真实验,同时对仿真过程中出现的问题进行分析,提出改进问题的方法,解决问题。

三、结论

光纤通信课程论文篇7

光纤通信正在日益改变着人们的生活,是国家“十二五”期间的重点工程,未来社会对光纤通信专业技术人才会有非常大的需求。住建部已要求住宅建设、电信运营、工程设计、施工图审查、施工、监理等单位执行光纤到户的国家标准[1-2]。

在光纤通信方向的通信工程人才培养中,要求学生具备扎实的理论基础,满足专业应用需要,又要具有与现场实际应用相适应的动手力,使学生在校期间就具有现场操作实践的能达到光纤通信工程师的理论和操作水平。当前,电子科技大学精品课“光纤通信”,华北电力大学电子与通信工程省级精品课程“光纤通信原理”,山东理工大学精品课程“光纤通信”,燕山大学精品课程“光纤通信”也都非常重视理论与实验的结合[3-5]。

结合本校情况,《光纤通信》课程是通信工程专业的一门专业必修课,电子科学与技术专业、物理学专业的选修课,同时也是全校的公共通识选修课程。该课程的具体培养要求是:通过本课程对光纤通信基本原理、光收发信机、通信网络进行阐述和讲解,使学生掌握光纤通信的基本概念,熟悉光发信机、中继器、光收信机及光器件的工作原理,掌握光纤通信网络工作原理和通信网设计基本方法。另外,光纤通信技术涉及的知识面广,如数字通信、电磁场和物理光学等概念较多,故在学习本课程之前,学生应先修物理、电磁场与电磁波和数字通信等课程,为本课程的学习打下基础。

由此可见,《光纤通信》课程既需要非常注重理论课程的讲授,又需要注重实验教学。采用精准有效的理论教学和实验教学相结合的教学方式,进一步系统地设计《光纤通信》课程教学与教法研究,对提高本校学生的相关知识储备,跟上光纤通信技术的发展步伐,具有重要意义。本论文正是基于这一思想,在教学与教法研究上提出了四点新的方法和建议,为我校的精品课程建设打好基础。

一、讲授内容的实时更新,与最新的理论发展和应用前沿相结合

光纤通信技术承载的信息量巨大,传输的业务种类繁多。无论是其相关理论,还是使用设备,都发展迅速、更新很快。《光纤通信》课程也要在理论和与现场应用方面进行不断跟进前沿。这个可以从三个方面进行提高跟进:第一,在理论方面,及时跟进当前的发展状况,针对当前国内的光纤通信相关的专业学术会议,例如参加亚洲光纤通信与光电国际会议及博览会以及中国电子学会通信学分会、中国通信学会光通信专业委员会和中国光学学会联合主办的全国第四次光纤通信学术会议,进行学术交流,对较为前沿的理论突破进行了解,并适当让学生收集和了解这方面的信息。第二,在实践方面,紧跟形势,掌握当前进行的较为典型的工程动态,了解光纤通信国际/国家行业标准的修订及更新。要求学生能了解光纤通信网络现状、光缆路由和逻辑拓扑结构,建立初步的感性认识。第三,尤为重要的是,让学生定期查阅光纤通信有源器件、无源器件以及光网络的相关文献;培养学生能够自己动手查阅相关书籍和自主学习科研方面的能力,以期学生在以后的生涯中能够自我前行。

二、内容的表达方法的改进:用多媒体表达原理的动态过程

《光纤通信》课程的学习中首先要求学生对光纤通信链路有全面的认识,如图1所示。

光纤通信链路中各个组成部分信息量大,并与实际结合紧密,经常需要大量的细节图片来显示现场情况和课程内容的内在逻辑,甚至要提供通信运行中的动态过程。也因此,在传统的教学中,也必须更多地利用多媒体手段。并且表现形式也不能仅仅将多媒体的工具简单罗列,还必须针对课程的内容采取恰当的表达方式,究竟是图片,还是音频或者视频,而是根据具体的内容,采用合适的方法表达内容的本质。比如光纤通信链路中,光波能够作为高频信号的载波这一特性的讲解,首先要了解光波是一种高频振荡的电磁波,需要借助动画来描述,然后再讨论载波的调制,需要画图解释,这些均是传统板书教学难以完成或者说需要花费过多时间叙述、描写的,借助多媒体动画可以生动、形象、快速地完成讲解,并且学生可以获得直观的感受;再如构成光纤通信链路的中继器其中必不可少的掺铒光纤放大器,其工作原理涉及激光原理、掺铒光纤最佳长度的计算,这时如果仍然采用传统的方式,或者简单的多媒体罗列教学,对学生而言视觉冲击效果太弱,因此在教学中可以采用板书教学,对公式讲解、结合多媒体动画,展现掺铒光纤放大器工作的原理。板书时给学生一定的思考空间,多媒体给出具体直观的动态工作过程,起到强化记忆、增强理解的作用。

三、结合记忆心理学,改进教法

一直以来,尤其是最近一段时间,我们都在思考一个问题,是什么导致学生对知识点完成了记忆、理解、掌握、能够运用的呢?教师能帮助学生记忆什么吗?答案是不能,很无奈但是很真实!我们能做的是讲一堂课、若干知识点呈现在学生面前!针对这种呈现我们与一本书、一段视频的作用类似,那么我们真的无能为力吗(在帮助学生记忆方面)?当然不是,我们在呈现课程过程中与学生是有交流、有互动的,那么正是这种互动,可以加深学生的记忆,能够将被动的听或者看,转换成积极的思考,这才是教与学中的关键!根据记忆的类型[6],针对知识传授记忆有形象记忆型、抽象记忆型、情绪记忆型,课堂教学以抽象记忆为主,但是形象记忆,情绪记忆是不容忽视的,而且是非常重要的辅助手段,因此生动的例子、新鲜的实事都是与学生互动,帮助抽象记忆的好方法。如何能够将学生的思路不着痕迹地带着进入思考,这里给出了一种教法的尝试――重点提问,团队讨论。

所有课堂内容,围绕提问为重点,进行提现。具体做法是每节课提前5分钟将上一节讲授的需掌握的重点内容在黑板上列出,上课铃声响起,学生自由选择问题回答,板书作答,其余同学共同批改每道题。学生在短时间内(上课之前的5分钟)对上一节课讲授内容有所回顾,板书作答加强抽象记忆,同时在批改其他同学的回答时纠正自己的理解错误(形象记忆)。全班同学对其进行批改(全班同学在共同纠错的同时完成了团队讨论),作答的学生感受情绪记忆,知识内化过程加强,能够将转化过程中可能出现的理解错误加以纠正。每节课之前板书提问,直接解决学生理解过程中的偏差,及时发现,及时解决,发动学生参与批改问题,从多角度鼓励学生思考,加深知识的理解。课前提问与平时成绩挂钩,学生参与非常积极,其强化记忆的效果在试卷考题中有明显的体现!

四、实际动手应用与理论教学相结合

当前针对实际动手应用存在三方面的不足,一是设备价格高,更新快,没有足够的设备;二是实际动手的内容太简单,不能反映或者提高水平。三是实际操作时间较长,进程把控较难,且容易出现问题。也正是因此,很多专业学生存在理论的夸夸其谈,实践侏儒的现象。即便现有的通信工程专业、电子科学与技术专业已开设专业实验,但是存在的问题是理论课与实验课脱节,有的同学是没上理论课,先做完了实验,有的同学是理论课学习完成很长时间才上实验课。

光纤通信课程论文篇8

关键词:光纤通信;课程实验;实践能力

作者简介:董光辉(1978-),男,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学机电工程学院,讲师;乔世坤(1970-),女,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学机电工程学院,工程师。(黑龙江哈尔滨150040)

基金项目:本文系东北林业大学教育教学研究项目(DGY2009-015)的研究成果。

中图分类号:G642.423     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)08-0103-02

中国光通信设备产业近年来一直保持30%~40%的较高增长速度,成为中国发展最快的产业之一。预计国家“十二五”期间整体投资总额会达到2000亿元。由此可见,社会对光通信专业技术人才必定有更大的需求。[1]光纤通信是通信工程专业的一门专业选修课,课程总学时是48学时,包括4个实验。从2003年至今已经为八届学生500余人开设光纤通信相关实验。光纤通信的实验课程一直很受同学们的喜爱。在实验的设置中,能够根据课程重点和难点内容选择合适的实验题目,在实验进行的过程中注重调动学生积极参与实验的热情,对实验的效果认真帮助学生总结,并采用合理办法对实验过程严格规范,保证学生在实验中都能有所收获,加强了实验在加深学生理解理论知识方面发挥的作用。在实验中,学生可以见到真实的光纤,可以在模拟的环境下进行通话,可以用到光功率计,还可以用到波分复用器。下面结合多年来的授课经验,谈谈课程实验开设的一点体会。

一、实验要与课程内容紧密结合

课程实验开设的目的是要加深学生对理论知识的理解和认识。实验题目的选择一定要与课程所讲授的内容相配套。光纤通信的课程教材选用的是西安电子科技大学出版社的21世纪高等学校通信类教材。[2]该教材的特点是,系统介绍光纤通信的发展历程,从光纤通信的传输介质到光通信的基本器件,再到光纤通信系统、光网络,教材由点到面,全面阐述了光纤通信的必备知识。因此课程实验也要本着从点到面的思想,循序渐进地从基本仪器的使用开始,过渡到光纤通信系统、光纤通信新技术的应用。在课程的开设过程中也参考了其他编者的著作。[3-6]

“工欲善其事,必先利其器。”实验仪器性能的优劣是实验成功与否的关键,更是实验教学效果好坏的根本原因。[7]在对比多家实验装置之后,我们选择了湖北众友科技实业股份有限公司生产的光纤通信原理实验。该实验箱不仅能够实现简单的光纤通信基本参数测量,而且能够通过配套的光纤传输介质实现传输系统的搭建,还能通过相应的CPLD下载模块实际验证编写程序是否正确。

高质量地完成实验教学除了要求有先进合理的实验硬件平台外,还要求系统性地进行实验教学内容的优化以及实验教学管理的改革,这都是实验教学软件建设中亟待解决的问题。[8]下面结合课程内容将实验开设的一些思想进行总结。

1.实验一:单模光纤弯曲损耗测试实验

本次实验主要是利用光功率计,测量被测光纤的弯曲损耗特性。在理论课程中,光纤传输介质的两个基本特性是损耗和色散。这样的两个参数都会影响到系统构建过程中无中继传输距离。对于损耗,会受到多方面因素的影响,如光纤制成过程中引入的杂质、光纤中可能有结构缺陷、瑞丽散射等等。损耗对于远距离传输而言是要着重考虑的一个参数。

因此,对于这样一个重要的参数,如何在实践中加深学生对它的认识呢?为此我们设计了单模光纤弯曲损耗测试实验。由于实验室条件下不可能存有任意长度的光纤,而实际施工过程中的光缆在铺设过程中可能由于地下掩埋的实际情况,光缆存在一定的弯曲。在实验室对定长光纤在一定弯曲情况下的损耗进行测试较有意义。而损耗和弯曲损耗的计算公式是不同的,通过比较讲解的方式,便于学生区别记忆,使实践和理论知识既有联系又有区别。公式如(1)、(2)所示。

(1)

(2)

其中:α为损耗系数,β为弯曲损耗系数,pi为输入光功率,po为输入出光功率,L为光纤的长度。

在实验讲授的过程中,首先带领学生回顾理论课中讲解的公式(1),然后介绍实验测试的参量弯曲损耗系数β的影响因素,并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后,学生既巩固了理论知识又明确了实验内容,通过对比加深了对理论知识的掌握。

2.实验二:半导体激光器P-I特性曲线测试

光纤是系统构成的传输媒介,而激光器作为光源是系统构成中发射机的关键组成部分,此实验在加深学生对光发射机原理的理解上很有帮助。

在理论课程的学习中,重点介绍了两种类型的光源,即半导体激光器(LD)和发光二极管(LED)。二者在发光原理上有很大的区别,反映到P-I特性曲线上差别就更明显,如图1所示。

从图中可以很直观地看出在驱动电流I变化时相应输出光功率P的变化情况。LED的线性更好,而在较大驱动电流的作用下,LD输出的光功率越大,即LD的电光转换效率较高。

在理论课已经掌握两种光源的特性之后,通过测试LD的P-I特性,体会阈值电流Ith的意义。

3.实验三:电话光纤传输系统实验

实验三是在学生了解并掌握了基本的光纤传输知识之后,再上一个层次到系统级的实验。实验以数字光纤传输和模拟光纤传输为平台,搭建语音信号的传输通道。

本次实验是综合性实验,要求对通信原理的知识、程控交换的知识有足够的掌握,因此,学生不仅要有光纤通信的知识储备,还要预习相关的课程知识。在实验的过程中,详细体会PCM编码原理和时隙互换原理。

4.实验四:光波分复用技术实验

光纤通信的广泛应用源于现代通信大容量高速数据传输的客观要求,而作为光纤通信新技术之一的波分复用技术是有别于其他复用技术的光复用技术。对于波分复用,在理论课程中是一个非常重要的内容,在实现复用的过程中要利用光波分复用器。而波分复用器在使用的过程中可以模拟实现单纤双向和双纤单向的不同工作方式。如图2、3所示。

通过实验四,学生不仅可以深入理解波分复用器的互易性,还可以了解光纤通信的工作方式。

从课程实验的设置来看,以课程的进度为主线,涉及课程的重点内容,但又不局限于单独的知识点,在讲授实验的过程中注重相关知识的融合,在比较教学的方法上提高学生对课程知识的认识。

二、实验要充分调动学生的参与热情

实验对于学生提高理论知识的学习兴趣尤为重要,因此,在实验课中要充分调动学生的积极性。

在实验中,首先介绍学生认识光纤作为传输媒介,光纤非常的细小,实验室中的光纤纤芯必须仔细观察才能看到。实验用的光功率计更是同学们之前没有用过的测试仪器。利用学生对于新事物的好奇心,调动他们积极性,详细介绍仪器的使用方法和注意事项。

实验课中学生通过实际动手,虽然很认真,但也难免由于实验仪器的差异在测试数据以及结论上有所偏差。建议学生本着科学的态度,认真分析总结实验存在误差的原因,在实验课结束后的下一次理论课中利用课前时间总结不同班级、不同组在实验中出现的问题,帮助学生分析实验误差出现的一些原因。这样做不仅解决了学生对实验的困惑,对于组织课堂教学也很有帮助。

三、实验中注重学生实践能力的培养

实验过程要注重学生独立思考、解决问题能力的培养。实验和理论课程有所不同,从之前的阐述中可以看出,实验的设置注意同课程紧密结合,但又不同于课堂知识。因此,当学生遇到困难时,不要马上就告诉他们答案,而是采取积极引导启发的方式,让学生通过思考找到问题的解决方法。

注意培养学生实验的目的性。比如在实验四中,在波分复用器不同的工作方式下,如何方便快捷地测试出两种情况下的实验数据,有的学生比较盲目。在做完图2的实验后把所有的线都拆掉了,然后再一步一步连接图3的实验方式。而实际上,只需把连接波分复用器的一对输入和输出调换一下位置就可以进行实验数据的测试。鉴于此情况,笔者先在讲授实验的过程中启发学生,让他们不要盲目,要先思考实验的目的,然后再动手。

在实验数据的处理上培养学生认真严谨的态度。在做实验的过程中,对实验数据的处理是一种很常见的事情,不过往往在小的事情上,学生们总会犯错误。在实验一和实验二中都要对测试的数据进行处理,尤其是在实验二中,在绘制P-I特性曲线的时候,好多同学将每一个坐标点简单地连接起来,构成P-I特性曲线。而从科学处理数据角度,应该让坐标点均匀地分布在曲线两侧,然后计算出P-I特性曲线的斜率效率。在实验报告中,发现此类问题时要要求同学认真修改。

四、保证实验效果的具体举措

课程实验是实践能力培养的基础环节,也是最重要的一个环节,学生只有在小的课程实验中不断积累和提高自己,才能在今后大的设计项目中发挥动手能力,顺利完成设计任务。

因此,我们制定了实验成绩的评价标准,保证实验的良好效果。

验证性实验要求学生在实验室独立完成,多人一组的每个人都要参与实验过程。

实验完成后,指导教师马上对结果进行检查,并提出问题,验证测试数据及结果的真实性。

在实验报告的评价上,注重学生对实验结论的分析和总结,对实验数据有偏差,但能很合理地分析出原因的给予肯定。对实验数据与结论不符合的给予批评,并要求其改正。

五、实验内容更新的趋势

通信技术日新月异,随着光纤通信的发展,光同步网(SDH)网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。而我们的实验基本上还是在实验箱上完成的,学生缺乏大型设备的认识和实践机会。在参观实习中也无法亲自动手操作。

2010年,参加深圳讯方光网络技术培训之后,对于光纤通信的实验笔者又有了新的认识。决定在引进新的华为光纤传输平台之后,对实验内容进行更新,增加实验中的设计成分。让学生在了解现代通信设备及网络运行原理的同时,对真实的光通信设备进行实际的操作,达到“实验、实训、实际、实践”的4“S”的教学目标。[9]

SDH网络最大的一个特点是网络的自愈能力,可以根据设计的不同,实现通道层或者复用段层的自愈环。而要实现环型组网[10],至少要三台SDH网络设备。在组网的过程中可以通过在计算机上进行模拟的配置,调试通过之后再将配置命令下载到具体的SDH设备中。这样的一个过程,学生不仅要了解SDH网络设备配置的语言,还要了解SDH网络硬件的具体连接方法。通过这样的实验,学生可以将软硬件设计结合起来,为学生今后从事相关工作奠定好的基础。

因此,在实验条件允许的情况下,我们实验室会积极地对新的实验方案进行尝试,从而更好地培养学生的实践动手能力。

六、结束语

通过七年光纤通信课程实验的开设,能够严格按照课程教学大纲的要求,使实验真正促进理论知识的理解。在课堂中能积极引导学生参与实验,并通过一定考核机制保证实验效果。在实践教学中不断总结经验,提出今后课程实验的发展趋势。

在实践能力培养上,通过每一个小实验培养学生严谨的科学态度和良好的动手能力,为课程设计、大学生创新项目的顺利实施奠定基础。

参考文献:

[1]钱胜,王天枢,周雪芳.“光纤通信”课程实践教学环节探索[J].中国电力教育,2011,(14):118-119.

[2]刘增基.光纤通信(第二版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009.

[3]顾婉仪,李国瑞.光纤通信[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[4]方志豪,朱秋萍.光纤通信[M].武汉:武汉大学出版社,2004.

[5]马军山.光纤通信原理与技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[6]延凤平,裴丽,宁提纲,等.光纤通信系统[M].北京:科学出版社,2006.

[7]康小平,仲元昌.现代通信实验室建设与实验教学改革[J].实验室研究与探索,2004,23(12):75-76.

[8]李书旗,朱昌平,陈小刚.光纤通信实验教学的改革与探索[J].中国电力教育,2010,(36):132-133.

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