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1课程安排时间较晚
本课程安排在大学三年级第二学期进行,而这个阶段学生大部分时间和精力主要放在准备考研或者开始联系实习单位上,学习时间和精力得不到保证。同时考虑该学期时所有专业课几乎基本学完,光通信原理课程中部分专业知识已在之前开设的不同专业课程中有所涉及,尽管在不同专业课中强调的学习重点不同,但毕竟和其他课程还是存在一定的交集。因此在这种状态下,只依靠课堂将光通信的知识全面而系统地讲授给学生是比较困难的,学生听到学过的内容就会自然而然开小差,这对未学习的知识也会产生消极的影响,从而影响整天的教学效果。
2教材选用方面
目前,该课程的上课讲义主要是根据清华大学袁国良老师编写的《光通信原理》,再结合其他通信类的参考书编写而成。该书对光通信原理的介绍虽比较系统,但是书中很多章节存在混乱的现象。如第三章介绍光纤的基本特性,但在第五章中再次介绍光纤温度特性和机械特性。光电检测器件也存在类似的现象,在第四章中介绍光电检测器的工作原理和主要要求以及光电检测器的工作特性,而第五章再次介绍光电检测器件,虽然两章节中介绍内容并不重复,但是这样授课过程中学生会觉得有些乱。虽然在实际课堂上已将内容调整并对其内容进行了扩充,但是毕竟没有配套的讲义,学生学起来还是有些不方便。与此同时,光纤通信领域科技发展日新月异,这本书缺少该学科最新的研究方向和前沿热点问题的介绍,如蓝光信息存储技术和白光照明等目前的热点问题。这显然很难引起学生的学习兴趣和热情。
3课程改革举措
结合学校2012版培养计划,根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标,该课程的现行教学体系和内容应做必要调整,教学方法和教学手段上也要进行必要的改革,从而保证课程教学质量的有效提高。
3.1整合课程内容,调整课程结构
首先以形象的图像介绍整个光通信系统的组成部分,让学生了解光通信的系统结构。其次简单介绍光通信系统组成的每个部分,先讲解光通信中的主要有源和无源的光器件,光纤的组成和传输原理,然后把通信的光端机、光调制等基本内容尽可能地缩小课时快速介绍完毕,这样可以尽量避免与其他课程的重复,从而让学生产生新鲜感。然后重点集中讨论数字光通信系统,阐述如何设计光缆线路损耗预算和怎样考虑光缆线路中的各种类型的噪声源,多向学生介绍电信、数据通信方面的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。这些改革为我们完成基本的教学任务提供了保障。同时鉴于袁老师课本中存在的章节混乱的情况,我们拟调整课程结构。课程的新结构首先从光通信的整体出发,从宏观上使学生了解光通信整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系。从简易的连接入手,到复杂网络为课程重点,把握各种光通信的特点,为培养学生应用能力奠定良好基础。
1光纤通信课程的内容
本课程内容分为:光通信基本理论、光纤通信基本原理、光纤通信新技术特征等三大部分.主要内容为:绪论、光纤发展、光波导理论与光纤特性、光缆及工程应用、光发送与接收、光无源器件、光放大器、光纤通信系统与设计等.采用的教学方法以课堂教学为主,辅以实习实训等.授课对象为我校本科专业自动化、通信工程、电子信息工程等专业,授课理论学时54,实习实训18,各教学环节学时分配从近4年的教学看,大家普遍认为该课程理论较难、实训操作难、而且理论与实训结合较少.导致大学生们对该课程缺乏学习的主动性、积极性,不利于专业技能人才的培养.作者根据近4年的经验和学生获取该课程的知识、技能的效果,从课程的教学内容、教学方法、手段及见习实训等几个方面提出教研教改的意见.
2光纤通信课程理论教学
针对同学们反映本课程中难懂的理论知识、课前我补充了一些基础知识.比如光波导理论、高等数学、光电子技术、电磁学等知识在该课程中要用到的重要理论.列出一些参考书目供学有余力的同学选读,比如杨祥林编著的《光纤通信系统》,北京邮电大学出版社出版的顾畹仪编著《光纤通信系统》教材.我们采用多种方法分析一些抽象概念,逐步阐述.例如,光纤传输的波动理论是光纤通信理论中的一个重要内容,通常采用的方法就是波动方程和电磁场表达式求解,其过程繁杂,同学们很难将推导出的理论结果和实际上的物理意义对应.因此在该部分的教学中采用先引入并重点讲解波导、导波等概念的方法,然后解释传输模式,不同的模式对应不同的传播角,产生不同的离散模式是由于光波在芯区和包层分界面上发生反射时产生相位移动引起的,在理解概念的基础上,再运用特征方程理论推导出结论.充分利用多媒体的优势,多媒体PPT教学与传统教学模式相结合,以便提高教学质量.结合该学科的实际,作者制作了适合实际情况的PPT课件,课件的教学效果良好,比如在讲解数字光纤通信系统组成的时候,结合PPT课件图,直观、形象生动的看出了系统由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成.此外还包括一些互连与光信号处理器件,如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等.
3光纤通信实训教学环节
本课程的实训环节除了安排常规的8个实验,模拟信号电—光、光—电转换传输实验、数字信号电—光、光—电转换传输实验、光发送、接收模块实验、光纤无源器件特性测试实验、数字光发送接口指标测试实验、光纤传输特性测量实验波分复用(WDM)光纤通信系统实验等.另外,笔者引入了OpticSimu仿真实训软件,该软件恰好可以克服以上硬件实验平台的不足,可以方便地配置各种光纤通信系统和网络,形象地得到仿真实验结果,配置各种光纤通信系统和光网络,仿真其传输性能,方便、形象地获得系统和网络中各点的光谱、波形、眼图、光信噪比和接收灵敏度.软件界面如图2所示.图3是利用原子功能器件搭建的光分插复用器(OADM)和光交叉连接(OXC)结构.运用OADM和OXC,构建WDM光网络,并对其进行传输性能仿真,为光网络的设计和规划提供参考.
4结束语
作者对现代光纤通信技术课程教学改革提出了几点建议,从课程内容、理论教学、实训教学环节等方面提出了教改方法,希望通过教改能将该课程抽象的问题、概念形象化、枯燥的理论趣味化,提高学生们的学习兴趣,调动学生学习的积极性,最终达到培养高素质的光纤通信技术人才的目的.今后也可在通信工程、电信工程专业中适度增加一些光电子技术、通信原理等相关课程,以便适合21世纪对于通信技能人才的需求.
摘要:本文阐述了光纤通信课程在电子信息工程专业教学中的重要性,并根据多年的教学经验讨论了电子信息工程专业教学中光纤通信课程的理论教学和实验教学的内容、方法及手段等。
关键词:光纤通信;理论教学;实验教学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)08-0167-03
当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的,若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展,当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此,要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师,除了需要掌握本专业的课程知识以外,也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识,比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性,并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。
一、光纤通信技术简介
1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器[1],给光通信带来了新的希望。和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性极好,亮度极高,以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后,氦―氖(He-Ne)激光器、二氧化碳(CO2)激光器先后出现,并投入实际应用。激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
1966年,英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中,波长为1.55μm的光纤损耗:1979年是0.20 dB/km,1984年是0.157 dB/km,1986年是0.154 dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年,作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年,贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年),外推寿命达到100万小时,完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步,使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中,光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。
由于在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4],因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。综上所述,可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位,因此,光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5],也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
摘要:光纤通信课程是一门多学科交叉渗透的专业课,具有内容涉及门类广、基础理论深、知识更新快等特点。随着通信技术的飞速发展,对于本科光纤通信课程的教学提出了更高的要求,本文深刻分析了光纤通信在当前教学工作中存在的问题,并就通信工程这个专业中光纤通信课程的教学模式提出了一些尝试性的改革方案。
关键词:光纤通信;通信工程专业;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)45-0082-02
光纤通信由于其具有频带宽、通信容量大、损耗低、中继距离长、抗电磁干扰等优点,已成为现在通信网的支柱。伴随着现在通信技术的发展,光纤通信深刻改变着现代人们的生活方式和生活内容。目前,光纤通信已经成为最主要的有线信道传输方式。光纤通信课程作为通信类、电子类专业开设的一门多学科交叉渗透的专业课,综合了材料、通信、光学和半导体光电子等众多学科内容,其具有内容覆盖面广、基础理论深、知识更新快等特点。而在光纤通信课程的教学过程中,由于其课程本身的特点,使得教与学的难度比较大。加之部分学生基础理论知识不足,使得学生对这门课程的很多概念理解不够,对该门课程的学习感到无从下手。因此,在开设光纤通信这门课程时,需要根据该课程的特点,合理安排课程内容,既抓住重点,又要更新相关知识点,跟上新技术的发展进程。针对光纤通信课程目前面临教与学双向的压力,对本课程的教学改革势在必行。作者通过结合自身教学实践,就当前光纤通信课程教学中存在的一些问题谈谈自己的看法,提出一些尝试性的改革方案,希望对光纤通信课程的教学改革提供帮助。
一、光纤通信教学过程中存在的主要问题
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。
摘要:根据光纤通信课程的特点及黑龙江科技大学通信工程实践基地的实践环境,提出光纤通信课程的教学改革模式,采用“教、学、做”一体的思想,将课堂讲授与实践相结合,教学实践与实践基地相结合,加大实验、实践和课程设计的力度,使课程的教学内容更有利于全面发展和培养学生创新能力、工程实践能力。
关键词:实践基地;光纤通信;教学改革;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0132-01
光纤是通信网中的主流传输介质,光纤通信早已成为现代通信网的主要支柱,我国在光传输线路的投资占整个通信网投资的比重越来越大,每年各种大大小小的光纤线路工程无计其数,这就需要大批光纤通信人才。针对通信人才需求,光纤通信课程应在注重理论教学的基础上,加强学生创新能力和工程实践能力的培养。只有同时具备扎实理论基础和较强实践能力的学生才能在人才竞争中脱颖而出,因此,在光纤通信课程教学中,必须加强课堂讲授与实践的结合,重视实践环节。由于光纤通信设备昂贵、实验内容广及大多数实验是验证性实验,所以很多高校开设的光纤通信实验不能很好地锻炼学生的动手能力,这与市场对高素质通信专业人才的需求相距甚远。本文提出充分利用光纤通信工程实践基地和光传输网络工程实践基地的设备,依托实践基地将光纤通信的课堂讲授与实践相结合的教学改革模式。在“教、学、做”一体的理论思想指导下,有意识加强实践环节,培养学生对知识的全面掌握,加强学生实践能力、创新能力和设计能力,以满足光纤通信发展需求和人才需求,并对电子与信息工程学院(以下简称“我院”)实践基地的光纤通信工程实践及光传输网络工程实践在教学改革中所起的作用进行了探讨。
一、教学模式的设计与创新
“光纤通信”是通信工程专业的重要专业课程,其基本任务是综合运用数学、物理及光学知识,系统学习光纤通信系统的原理、结构、组成、设计及测试,在掌握光纤通信系统的基本知识的基础上,学习光通信网中的SDH光传送网和WDM光传送网以及全光传送网。在当今信息社会中,在新技术层出不穷的时代中,光导纤维及其应用技术,特别是光纤通信所处地位的重要性是显而易见的。该课程的理论性和实践性很强,要培养学生具有较高的理论基础和实际动手能力,就必须改变教学理念,依托实践平台将理论教学与实践教学有机结合起来。
1.课程教学的理念
“光纤通信”课程应以人才需求为导向,培养实践能力为目的,本着“教、学、做”一体的思想,在教学上加大实验和实践学时,强化学生的参与意识,使学生积极思考,提高动手操作能力,较好地解决学生在学习该课程中理论和实践相脱节的问题。在实践教学中以提高学生综合素质为目的,打破各门课程孤立教学的传统,将多门课程的知识融合起来。
摘要:“光纤通信”是通信、电子科学专业的主干专业课,课程的特点是涉及到的知识面广泛,理论性、实用性强。对“光纤通信”课程教学现状和存在的问题进行了分析,从教学方法、教学内容、评价体系和实验教学及硬件建设方面进行改革与探索。
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。现在国家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:
摘要:光纤通信是以光波为载频, 以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。本文结合光纤通信课程理论知识,对如何建设课程的实践教学体系,从体系结构、教学内容、教学方法、考核方式多方面,探索出一套成熟、系统、可行性强的实施方案,加强了学生实践能力的培养,适应社会的需求。
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。
一、“光纤通信”课程教学设计指导思想
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。
【摘要】介绍光纤通信课程的特点,分析该课程教学存在的问题,探讨该课程教学改革的思路。
【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
光纤通信作为信息化时代中最新、最主要的信息传输手段,已成为通信系统不可替代的神经中枢。无论是电话通信、数据通信,还是3G、4G移动通信等,都离不开光纤通信技术[1]。《光纤通信》作为引领学生入门该专业领域的核心课程,其教学方式及方法显得尤为重要。为了提高该门课程的教学效果,本文就进一步改进教学方式、方法提出了以下观点。
一、光纤通信课程特点分析
《光纤通信》是高等学校通信专业的必修课,是一门理论与实践结合性较强的课程。理论部分主要介绍光纤通信系统的组成、光纤光缆的结构、通信用光器件的结构及特性,光端机的构成及工作原理等。除了繁杂的理论教学,该门课程还需要配上相应的实验课,让学生多接触光纤通信领域中的先进仪器和设备,多动手操作,才能达到好的教学效果。实验教学主要包括常用光纤通信设备的使用、光纤衰减及光纤长度的测试、光纤的熔接与冷接、接收灵敏度和动态范围的测试,光纤通信系统误码性能的测试等。从上面论述的课程内容中可以发现,该课程的研究对象和性质决定了其课程具有如下特点:第一,内容复杂,主要表现为理论多、公式多、表格多、图形多;第二,涉及的科目、知识较多,如场论、光学原理、模电、数电等;第三,与工程实际联系较为紧密;第四,应用定性理论的场合较多。此外,光纤通信还是一门飞速发展的学科。因此,该课程的教学还应该介绍该领域的新技术,同时注重教学的基础性、系统性。
二、光纤通信课程教学存在的问题
(一)教学过于理论化,启发性不足
受传统教学观念的影响,在《光纤通信》的授课上,许多教师采用的教学方式依然是单纯的书本教学法。课堂上,教师大多只是解释原理,讲解题目,演示现象,根据课本照本宣科地将知识讲授给学生,而没有让学生进行举一反三的发散思考,使学生完全处于一种被动接受前人研究成果的状态,严重遏制了学生的自主意识、创新能力和学习兴趣。
(二)教学形式单一,课堂气氛单调、沉闷
《光纤通信》课程包含大量的理论,如光的波导理论、激光器的激发原理、光电检测器工作原理、光放大器的放大原理等,对这些理论的讲解需要做大量的数学分析推导。因此,在授课过程中,许多教师进入了理论教学的误区,将整堂的光纤通信课程演变成了在黑板上做数学分析、定理证明、公式推导、手工绘图的过程,导致了课堂气氛沉闷。