课题讨论法在“光纤通信系统与原理”教改中的创新与实践

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摘 要 基于“兴趣是最好的老师”这一原理，本文提出将课题讨论法运用于课堂，激发学生对课程的学习兴趣。按照分阶段、递进式的教学改革思路，构建光纤通信系统课程的一系列子课题，创新课程的教学和实践方案。实践表明：课题讨论法在课程中的灵活运用，有利于培养学生的综合素质、探索精神和自学能力，提高教学效率。

关键词 课题讨论法 光纤通信原理与系统 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.022

The Practice and Innovation of Topic Discussion Method in Principle and System of Optical Fiber Communication Teaching Reform

WANG Jingli

（College of Optoelectronic Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing， Jiangsu 210003）

Abstract As everyone knows， interest is the best teacher. A topic discussion method is proposed in the paper for stimulating students' interest in learning. According to the staged and progressive teaching reform ideas， a series of sub topics are designed and teaching and practice are changed. The practice of topic discussion method is helpful to train students' comprehensive quality， creative spirit and self-learning ability， which also improves teaching efficiency.

Key words topic discussion method; principle and system of optical fiber communication; teaching reform

1960年梅曼发明了世界上第一台激光器，随后科学家高锟提出光纤，伴随两者发展促进了光纤通信的不断进步。目前国家级的电信网骨干大部分采用光纤通信系统，相关技术也已深入社会各层面，是现代社会基础设施中的关键。近年来，“光纤通信原理与系统”课程作为国内外高校电子信息、通信工程、光电子等专业的重要课程，具有较强的实用性、前沿性和探索性，在整个学科建设中占有重要地位。

“光纤通信原理与系统”课程的特点是理论部分难度较大、知识点更新快、具有一定的工程性，还涉及若干现代通信设备。现实状况是教材更新慢、实验设备落后行业发展，课时不断减少。因此，如何高效利用有限课时，将课程的理论知识、光纤通信系统的最新技术以及相关光器件介绍给学生，是教师面临的巨大挑战。基于此，我们提出将课题讨论法运用于课堂，改变过去单一的课堂讲授方法，激发学生的主体性，提高学生对课程的学习兴趣。

1 课题讨论法的定义

课题讨论法是指教师在课堂教学活动中，利用师生以及学生间平等、民主、和谐的时空环境，就与课堂教学内容有关的某一子课题，以小组或者班级为单位开展积极的讨论、争论甚至辩论，拓宽思路，各抒己见，交换看法，互相启发，取长补短，从而理解知识、掌握真理、受到教育、培养素质与能力的一种教学方法与教学模式。①②

2 课题讨论法的运用

课题讨论法的实施需要按照两步走：（1）基础层次：子课题相关的理论教学，以教师讲授为主，辅以相关的教学方法的创新和教学内容的优化;（2）提高层次：子课题相关的拓宽及应用，以学生为主，进行汇报和讨论。

2.1 基础层次

2.1.1 教学方法创新

摒弃传统教学方法的某些弊端，在课程教授过程中基于不同教学内容，采用不同的教学方法。例如：（1）可以充分发挥多媒体技术在现代教学中的作用，播放与知识点相关的图片、动画以及视频，增强学生的感官印象，使其更容易接受。（2）为了加深学生对光纤器件的理解，掌握器件的类型、特性、参数及用途，尽可能给学生展示器件实物。（3）在课堂中穿插一些合适的例题和随堂练习，提高学生参与学习的积极性，提高听课效率。

2.1.2 优化教学内容

本课程中，有些内容在先修课程中已经学过，例如第三章《光发送机》，其中关于光源的物理基础、半导体激光器和LED 的介绍，以及第四章《光接收机》中的检测器的介绍，均是对之前课程（“光电子学”和“激光原理”）中知识点的重复。进行教学内容的改革，可以削减已学知识点的学习课时，适当增加光纤通信领域最新的技术和器件的讲解。

教材的选用对提高教学质量和学生动手能力有着重要作用，故而应该尽量选择和教学大纲一致的教材。然而，现实情况是找到这样教材的机会不多，教学时总要增加或者删除部分内容，不能达到最佳的教学效果。一方面，在教学中尽量采用新教材，注重新技术和新理论的介绍。另一方面，补充和修订现有教材，希望能够通过团队的努力，编写出合适的教材。

2.2 提高层次

通过基础层次的训练，学生已经掌握了与子课题相关的知识点的理论基础。提高层次中，要求学生带着教师设计的子课题任务，进行文献的查阅、资料的概括、方案制定、可行性分析、设计、仿真以及某些元器件的采购等工作。这个阶段应该充分发挥学生的积极性和主动性，分析解决实际问题，培养创新意识和能力。具体实施如下：

2.2.1 学生分组

分组之前，需要教师做好功课。各组学生由学习好、一般和基础较差的同学搭配组合。课程内容，除绪论部分，其余章节都会安排子课题任务，任务会提前下达到各组。每组需要自己选举组长，在组长的组织安排下进行资料的搜集和概括、任务的分解和执行等工作。课堂会安排时间，让各组汇报、讨论各个子课题，老师和各组选派的代表进行打分，分数最终记入期末成绩中。在这个过程中，也有一些需要注意的地方：（1）各组的汇报，教师可以要求每次选举不同的代表上台进行陈述，这样就可以使得每个同学都参与其中，每个个体都能得到锻炼。（2）各组汇报完毕，安排自由讨论。在讨论过程中，教师要注意把握现场，适当引导，切忌部分讨论慢慢偏离主题，或者个别讨论太过激烈。有时如果问题较少，需要教师适当提示，将讨论进一步深化、细化。（3）各组汇报和讨论结束后，教师进行总结。教师应该提前对子课题进行最新前沿的资料调研总结，如果学生在课堂涉及、讨论过的部分可以简略，部分学生未能查阅的内容，可以进行详细的补充。这样，经过师生合力，可以将每个子课题讨论充分、将其发展了解清楚。（4）各组汇报时，教师和各组代表进行打分，教师可以提前制定打分标准，其中包括：汇报内容的准备情况、PPT的制作精美程度、代表上台发言的表现（声音是否洪亮、表达是否清晰、思路是否敏捷等）、各组参与讨论的积极程度等，尽量划分全面细致，有所偏重，体现公平公正。

其次，各个分组也是相应的学习小组，大家除去共同准备完成子课题任务，还增加了相互接触的机会。利用这样的机会，小组中基础差的同学可在学习能力较强的学生帮助下，克服学习中遇到的困难。大家一起学习，一起进步。

此外，多人共同完成一个任务有助于发挥团队协作精神。这个过程可以培养学生与人相处的能力、遇到问题如何有效沟通、接到任务如何利用团队的力量完成、学会进行任务的分解和落实到个人以及体验到集体的荣誉感等。这些能力和品质的培养，比在这过程中学会的一些书本知识更为重要。

2.2.2 设计子课题

课程内容涉及到光纤光缆、光源与光发送机、光检测器与光接收机、光放大器、光无源器件和光波通信系统的设计。教师需要在子课题任务的设计方面花费心思，下达既有新意又有实际意义的任务。

由于整个课程的授课顺序是先介绍构成光纤通信系统的各个部分，后讲解系统设计。可以在各构成部件的讲解章节中，下达查阅最新光器件发展的任务，例如：新型光纤光缆结构、光源（LD和LED）的发展情况、检测器件的性能、最新光器件的种类。原本这些知识点，如果采用教师查阅课堂讲授的方式，一是无法查阅全面，其次讲解只能蜻蜓点水，学生听得稀里糊涂。现在通过子课题任务的方式，学生在上课之前，已经利用课余时间学习了最新的技术和器件，对其已经有所了解，课堂的汇报讨论又将这一子课题的内容扩充完善，印象加深。另外，进行这类光器件的介绍与讨论时，可从实验室借来一些真实的器件，并在子课题中设置一些器件使用方面的任务;也可以采购若干常用的光器件分发到各组，布置与其相关的小任务。这能够在一定程度上解决理论和实践脱节的问题，加强学生实际动手能力，帮助其学以致用。最后一章光波系统设计的讲解时，受到实际条件的限制，也许无法搭建一个真实的系统，但是此处可以巧用仿真软件来实现系统的设计。此时子课题就可以布置用软件仿真进行系统设计的模拟，该任务需要占用较长的课后时间，在具体考核时可以适当增加这部分内容的分数。

2.3 建立全面的评价体系

借助提高层次中课题分组讨论环节，打破以往单一的期末闭卷考试方式。建立起既重理论，又重实践;既重结果，也重过程的考核方式。此外，为了提高学生积极性，减轻学生的负担，适当提高分组讨论环节得分在期末总成绩中占的比例。通过这样的方式，可以增加学生课后学习的积极性，接触到更多该领域的前沿知识。

3 总结

“光纤通信原理与系统”是一门非常重要的专业课，通过本课程的学习，学生能够了解光纤通信发展的历史;知道光纤通信技术及光器件的最新发展动态;掌握光纤、光源、光发送机、光接收机、光放大器等的工作原理和特性;理解光纤通信系统设计的思路、方法及检验标准。为学生进行毕业前的职业准备，使学生在毕业后能够顺利地、独立地从事光纤通信方面的工作。

通过本项目的开展，一方面有利于提高教学水平、促进课程建设;另一方面可以有效提高学生的学习兴趣，更好地掌握光纤通信方面的专业知识，为人才培养提供有力的支持。同时可供我校其他院系及国内普通工科高校开设和建设“光纤通信原理与系统”课程的同行们作一个参考。

注释

① 杨玉琪.创新教育的一种重要方法――讨论式教学法.怀化学院学报，2004.23（1）..

② 何金旗，喻丽，唐汇龙.讨论教学法的组织和运用.保险职业学院学报，2005（5）.