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光纤通信课程论文优选九篇

时间:2023-03-20 16:22:32

光纤通信课程论文

光纤通信课程论文第1篇

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

光纤通信课程论文第2篇

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.

光纤通信课程论文第3篇

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。

(三)教学设备陈旧,难以激发学生学习兴趣

在实验教学环节中,由于条件制约,实验设备大多过于老旧,功能单一,实验室仅能做些简单的理论验证实验,这对学生自学能力的培养及设计能力的提高产生了很大的阻碍,也导致学生接触不到光纤通信的技术前沿,难以激发学生的学习兴趣。

三、光纤通信课程的教学改革思路

(一)引入新的教学方式,丰富教学形式

传统的教学方式主要有板书和多媒体PPT。板书的内容详尽、排版灵活,但形式单调、寡味枯燥;PPT的内容丰富、形式多样,但教学节奏过快,不利于学生理解。引入更多形式的教学方式有利于提高课程的趣味性。近年兴起的“微课”是一种新的教学方式,它能对二者作良好的补充[2]。在光纤通信的教学中,教师可以充分发挥“微课”的优势,将生涩难懂的重要理论以生动活泼的形式展示出来;将步骤繁杂的实验操作也以微课形式录制出来,一来增加学生的学习兴趣,二来可以让学生在课后反复观看,温习提高,既有利于理论知识的掌握,也能节约资源,促进实验教学的提高。

(二)理论结合实际,提高学生的创新能力

光纤通信课程论文第4篇

自1970年美国康宁公司研制成功第一根低损耗光纤以来,光纤通信得到了飞速发展,光纤通信新技术不断涌现。我国已经建成了“八纵八横”国家一级光缆通信网,现正在大力发展FTTH。在我国,以光纤光缆生产为上游,以通信用光器件制造为中游,以光交换和光网络设备制造为下游的光纤通信行业已经形成,国内涉及光纤通信的企业已达千家。随着光纤通信在我国的快速发展,光纤通信行业对既懂得光纤通信基本理论,又掌握相关实用技术的人才的需求日益增长。因此,各大学的光信息科学与技术、通信工程、网络工程、光电子技术、电子信息科学与技术等专业都开设了光纤通信方面的专业课程。2007年,教育部的1、2号文件提出了实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”,要求进一步改革教学内容和教学方法,培养学生的实践能力和创新精神。2010年的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中指出“改革教学内容、方法、手段,建设现代学校制度”和“支持学生参与科学研究,强化实践教学环节”。根据文件精神结合我校电子信息科学与技术专业的光纤通信课程的教学实践,我校的光纤通信实验教学在实验仪器和实验内容、教学方法方面作了以下改革。

1实验仪器的选择和实验内容的设计

光纤通信课程内容主要包括:光纤和光缆的结构和类型;光纤的传输原理和特性,光纤特性的测量;光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质;光端机的组成和特性;数字光纤通信系统;模拟光纤通信系统;光纤通信的若干新技术;光纤通信网络等[1]。从课程的内容可以看出,光纤通信是一门实验性很强的课程,除了理论教学之外,还需要实验教学与之配合。很多大学都较早地开设了光纤通信课程,但当时光纤通信的实验器材都很贵,教学主要是课堂理论教学。近几年国内的光纤通信产品的制作技术逐步成熟,价格逐渐降低,光纤通信实验教学才逐步开始。由于受学时和实验条件限制,光纤通信课程中实验教学的学时大多数集中在8~12学时。实验教学内容的选取既要与理论教学内容相互协调,又要便于学生操作实验或者进行演示实验;既要兼顾基础性,又要具有系统性和先进性,使学生在实验中通过验证、观察、分析、操作、运用及科研等实践,掌握光纤通信课程的基本概念、基本理论和基本技术,为进一步学习相关专业课程及从事通信技术类工作奠定一定的基础[2]。我们把光纤通信综合实验箱、工程用光纤通信仪器、工程用光纤通信产品、OptiSystem软件等作为实验教学工具,根据各自特点来设计实验教学内容。

1.1光纤通信综合实验箱随着光纤通信课程的开展,国内教学仪器生产企业开发、升级各自设计的光纤通信实验箱产品,实验箱的功能不断完善,性能不断提高。光纤通信实验箱配合光功率计、示波器、2M误码仪等可以完成光发送机实验、光接收机实验、光纤线路实验、光纤通信系统实验等光纤通信实验内容[3]。由于实验箱封装性强、集成化程度高,在实验教学方面存在不足[4-6]。

1.2工程用光纤通信仪器随着国内光纤通信技术的发展,一些工程用仪器仪表实现了国产化,产品性能完全满足施工的要求,产品价格也逐渐降低。我校光电子实验室就购买了中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的光纤熔接机、光时域反射计、光纤多用表等产品,再配置横向开缆刀、纵向开缆刀等施工工具,可以完成光纤熔接实验、光时域反射计(OTDR)测光纤链路特性和插入法测光纤的衰减系数实验等。光纤熔接机、光时域反射计比较贵重(每台套的价格在4.5万元左右),我们在学生实验前集中进行使用方法的讲解,近几年的实验教学中没有出现仪器损坏的现象。通过实验可以使学生掌握这些光纤通信行业常用仪表的使用方法和光纤的特性参数,还可以鼓励学生应用这些产品进行光纤弯曲损耗的研究[7]。

1.3工程用光纤通信产品光纤通信实验箱的实验方法与实际工程的测试方法有一些区别,通过已开设的实验,学生难以真正掌握实际工程的测试方法[8]。随着光纤通信产品制作技术的成熟,一些产品实现了国产化,价格也比较低。我们的实验室陆续购买了杭州亿邦的数字视频光端机、光纤收发器、北京的室内4芯光缆、富通集团的G.652B光纤、光纤跳线、4芯/6芯中心束管式光缆、光缆终端盒、光缆接续盒等。工程用产品和仪表结合可以开展简单的工程实践活动,让学生体会光纤通信的优点和施工,更深刻地理解一些器件的参数,如光源波长、插入损耗、回波损耗、光纤损耗系数、接收灵敏度等。在实验教学中可以让学生对比实验箱和数字视频光端机的图像传输的异同、对比实验箱与光纤收发器的数据传输的异同。配置光隔离器、光环行器等光无源器件,可以丰富实验测试内容。

1.4OptiSystem软件OptiSystem软件是一款光纤通信仿真软件,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通信系统到LAN和MAN都能使用。软件具有强大的模拟环境和真实的器件、系统的分级定义,它有15个器件库、200多种元件模型。由于受实验教学经费的限制,高校不可能购买光示波器、光谱分析仪、光波分复用分析仪等昂贵的工程用仪器来进行实验教学,但在学生具备了一定的实验经验的基础上,可以应用OptiSystem软件来进行仿真实验。燕山大学、长春理工大学等高校已经把这个软件用于科研和教学工作中[9]。充分利用OptiSys-tem软件的功能,可以开展仿真实验、课程设计、科研实践等教学活动,例如可以进行光波分复用系统设计、EDFA的增益优化、对基于SOA全光波长变换进行模拟等研究[10]。

2教学方法的研究与改革光纤通信课程起源于工程实践的需要,我们在教学中把实验教学与理论教学、工程实践、科研实践三者有机地结合起来,可以达到很好的教学效果。

2.1实验教学和理论教学相结合可以利用上面提到的实验仪器设计出很多的实验题目,但是不可把实验教学和理论教学完全分开[11],要根据教学内容的特点来合理安排理论教学和实验教学,例如:对光源、光检测器、光发射机、光接收机等内容在理论教学时进行了详细的讨论,在实验教学时通过光发送机实验、光接收机实验来进行验证,从而加深对这部分内容的理解和掌握;光缆的结构和类型、光无源器件的参数和测量方法等内容更适合实验教学,在理论教学时作简单介绍,实验教学的效果会更好;对EDFA、WDM、全光波长变换、光孤子通信等光纤通信新技术内容的教学,可以理论教学和OptiSystem软件仿真实验相结合,这将提高学生的学习兴趣,能达到很好的教学效果。对实验中出现的现象和问题要鼓励学生用理论来分析和解释。

2.2实验教学和工程实践相结合把通信工程用产品和仪表引入光纤通信实验教学中,使实验教学和工程实践结合起来,学生可以体会实验教学和工程实践的异同,极大地提高了学生学习光纤通信课程的积极性。例如我们可以用光缆、尾纤、摄像头、监视器、光端机来进行楼宇安全监控的工程实践。在光纤熔接实验中,先让学生熟练掌握涂敷光纤的熔接,再完成6芯中心束管式光缆在光缆终端盒(或光缆接续盒)中的连接。当地光缆接续的施工价格30元/芯。把1km长的4芯中心束管式光缆两端的光纤进行熔接或活动连接,学生使用光时域反射计(OT-DR)完成相关测试。学生在用4路视频光端机传输信号时,用可变光衰减器改变光纤链路的损耗,观察到了视频信号通路的切换现象,继而分析了4路电视信号的复用方式。在实验教学中要让学生学会阅读光纤通信产品的使用说明书,如数字视频光端机、光纤收发器、AgilentHFBR系列光收发模块的使用说明书等,提高学生自学能力,培养参与工程实践的能力。在使用光纤通信产品时,我们不仅讲解产品的性能和使用方法,还要介绍该产品生产企业的基本情况,以及产品的研发、生产、销售等各个环节,让学生了解生产企业和各种职业岗位,更好地帮助学生确定职业理想,做好职业生涯规划,使学生适应用人单位的要求,提高学生的就业能力和创业能力。招聘企业对我校应届毕业生会使用光纤熔接机、光时域反射计表示惊讶和认可。通过全新设计和工程实践紧密结合的实验内容的教学改革实践,使学生对光纤通信课程的学习兴趣明显增强[12]。

2.3实验教学和科研实践相结合在教育部2007年的文件中指出:“创造条件,组织学生积极开展社会调查、社会实践活动,参与科学研究,进行创新性实验和实践,提升学生创新精神和创新能力”。培养本科学生的创新精神和创新能力,在专业课程的教学中就可以逐步开展,并不一定需要高水平和高难度的课题。例如:在进行光纤损耗特性测量时,鼓励学生用电磁场理论分析方法讨论精确条件下模式的特征方程和截止条件,用数值模拟各种模式下光纤中的光场分布,从而理解实验中为何需要扰模器、滤模器和包层模剥除器等;在光纤弯曲损耗的测量实验中,要求学生分别测量单模、多模光纤在不同传输波长、不同弯曲半径时的损耗,并进行对比和讨论,在此基础上鼓励学生建立光纤弯曲损耗的理论模型并进行数值模拟,不断优化理论模型的参数,与“传感器原理与应用”课程内容结合可以进行光纤传感器的实验研究。对光纤通信新技术中的EDFA、SOA等内容,可以让学生使用OptiSystem软件来验证和讨论已有的研究结果,逐步培养学生的科研素质和创新能力;光子晶体光纤是近年来的研究热点,国内仅烽火通信科技股份有限公司有相关产品,学生使用OptiFDTD软件来分析和设计光子晶体光纤,并与用OptiFiber软件设计的G.65*光纤进行对比研究。

光纤通信课程论文第5篇

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:

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[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.

光纤通信课程论文第6篇

Abstract: "Integration of Teaching" teaching is an effective way of modern vocational education. The research and discussion on "Integration of teaching" of "Optical Fiber Communication Technology" teaching model is a good attempt. This paper discussed and researched from teaching research content, conditions of research and exploration, and teaching and research results etc.

关键词: 教学做一体化;光纤通信;教学模式;专业技能

Key words: integrated teaching learning;optical fiber communication;teaching;professional skills

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)35-0228-02

0引言

“教学做一体化”教学模式是现代高等职业教育的一种有效方式。“教、学、做”一体化的教学模式既发挥了教师的主导作用,又充分体现了学生的认知主体作用。整个教学进程中,教师有时处于中心地位,以便起主导作用,但更多时是帮助者、引导者、参与者,学生有时处于传递―接受的学习状态,但更多时候是进行主动思考、探索、建构知识、发现问题、分析问题的过程。采取观察、记录、讨论、作业、考试、技能测试多种评价方式相结合,真正将考核评价贯穿于整个教学过程中,使得学生每一节课都有成就感,激励其不断探索进步。教师所提供的知识不再是教师传授的内容,而是学生主动建构的素材,用不用、用多少,根据学生已有的知识结构和做的过程中需要而定。设备、仪器不再是专供教师传授知识的手段、工具,而是进行创设情景、进行合作学习、主动探索的工具。通过“教学做一体化”教学模式可以提高教师的实践水平,也可提高职院校的办学质量。

1光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容

光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容是为了提高高职高专学生的学习效率和实践技能而提出的。《光纤通信技术》是通信专业主干课程之一,它是一门理论知识与实践技能并重的专业课,光纤通信技术理论知识系统已趋完善。光纤通信技术已深入到各行各业,光纤到户已走进祖国大地的各个角落。光纤与光缆随处可见,为我们提供了广阔的实习现场;精密的光纤仪器可快速熔接光纤和测试光纤,为学生展现了高科技新产品的无穷魅力;光纤的广泛应用大大激发了学生的学习兴趣。通信专业就业的基本工种主要有:光纤敷设、光纤测试、光纤维护,是通信技术专业学生就业的主题市场,因此学习光纤通信知识,掌握光纤技能有着十分重要的意义。对于高职高专学生采用“教学做”一体化教学模式是行之有效的教学方法。通信技术专业光纤通信技术“教学做”一体化教学模式研究课题组多年来一直尝试这一教学模式,不断积累教学经验,不断改进教学方法,不断提高教学手段是《光纤通信技术》课程成为深受学生欢迎的课程之一,同时成为教学质量高,教学效果好的院级示范课程。2009年获得陕西省省级精品课程。

《光纤通信技术》课程教学做一体化教学模式研究与探讨主要内容是如下表:使用21世纪高职教材由田国栋主编,西安电子科技大学出版社出版,如表1。

通过“教学做一体化”教学模式在光纤通信技术课程中的研究与应用总结出我院教学做一体化”教学模式的成功经验在通信专业乃至电子信息系起到示范作用。

2研究的条件与环境

光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨,在我院进行研究与探索有着得天独厚的有利条件。首先,我们拥有高质量的教学团队;三位研究者有丰富的光纤理论知识和很高的实践技能。作为教学团队,先后开发了省级精品课;2009年,获得学院组织的光纤说课比赛团体一等奖。团队意识好,协作能力强,齐心协力共闯难关。

我们拥有两个校外光纤实习和实训基地,一个校内光纤演练教室,两个电化教学教室,拥有OTDR、光纤熔接机、台式光源、光功率计、光纤多用表等十几台光纤通信仪表;光纤切割刀、光纤切割机、光缆接头盒、光纤连接器等上百种光纤工具;还拥有十几盘光纤与光缆,总长度超过100km。学院的政策引导与支持,激发了教师的科研积极性,高职高专学生获取专业技能证书也对科研工作起到促进作用。

根据高职高专通信技术专业《光纤通信技术》课程教学大纲,认真组织教学工作。在课题研究期间,课程组老师对通信技术三年制高职学生371505班、371506班和381301班进行为期一学期的光纤通信技术教学工作;对五年制高职学生051519班、051520班和051521班三个班进行为期一年的课程教学工作。我们严格按照教学计划,对学生进行理论教学、实践教学、实训教学。通过互联网、电化教室、实训教室和普通教室等各种场所;通过启发式、讲授式、提问式等教学手段对学生进行光纤知识的传授,取得了良好的教学效果和学习成绩。三年制高职学生371505班、371506班和381301班考试成绩超过85分,五年制高职学生051519班、051520班和051521班考试成绩超过80分。《光纤通信技术》课程起到了骨干与示范作用。

3光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨取得的成果

3.1 为学生获得高职毕业证在研究期间,高职高专三年制06、07和08级四个教学班;高职高专五年制04、05级五个教学班。培养学生400余人,全部通过课程考试,优良率超过80%。

3.2 为学生获得高、中级技能证2009年度参加西安市职业技能考核;2010年209人参加西安市职业技能考核,188人获得四级证书,获证率89.8%。

3.3 提高教师的专业技能2008/200年第一学期,学院组织教师技能大赛,通信专业举办了首届教师 “光纤接续技能比赛”14名教师报名参加比赛,7名教师分获一、二、三等奖。

3.4 借助网络平台在全国各地通过网络可以学习陕西省省级精品课《光纤通信技术》,在院内完成了全套教材三十九个PPT课件(涵盖了研究任务中的十二个教学场景),采用多媒体全程教学。

3.5 开展科技活动,普及光纤知识2010年4月,电子信息系在全院开展科技活动月,光纤通信技术课程组率先参加,取得了优异成绩。

3.6 组织光纤技能竞赛2007/2008学年第二学期,学院组织学生技能大赛,通信专业举办了首届高职学生“光纤接续技能比赛”320名学生报名参加预赛,32名学生参加复赛,10名学生参加决赛并获奖,受到学院教务处领导的好评。2009/2010学年第二学期,学院组织第二届学生技能大赛,通信专业再次举办了高职学生“光纤接续技能竞赛”。22名学生参加决赛并获一、二、三等奖。

3.7 为校企合作工学结合,探索方法田国栋副教授、王超讲师、张华实验师于2008年9月和10月两次到神华集团神朔公司参加通信职工光纤接续技能培训和第八届神华集团职工技能比武电务类裁判工作,取得圆满成功。2009年6月,中国铁通陕西省分公司崔振山高级工程师、中铁电气化工程局西安通号公司穆林选工程师先后两次来学院为学生讲学,向学生传授光纤网络知识施工技能,激发了学生的学习热情。通过校企合作、工学结合实现学院与企业双赢。

3.8 教学工作促进教学研究,并将研究成果撰写论文在研究期间,我们按照研究进度正常进行,在课堂教学、实践教学、校外实习以及指导学生动手能力训练中,及时总结教学经验,撰写教学论文四篇,发表在中国科技核心期刊《现代电子技术》和《铁路计算机应用》上。

4继续研究的思路

4.1 进一步完善教学资源《光纤通信》课程在教学实践过程中,始终致力于教学资源的不断丰富和完善。其中实训设备力求与企业发展同步(均有入网许可证);多媒体课件实现对教学内容的全覆盖,实验、实训、专题讲座、技能大赛、定岗实习的图像、视频资料涉及教学的各个环节;日常练习、考察测试、技能鉴定题库已成系统,整体教学资源犹如知识的海洋,学生可以在其中自由遨游,各取所需。

4.2 采用立体化教学方式在教学实现过程中,以多媒体讲授为基础,以实验、实训教学为支撑,以网络资源、教学资源库依托的自学课堂来辅助,以职业技能竞赛和专题讲座方式的进阶课堂来提高;以现场教学和顶岗实习方式的企业课堂来升华。

4.3 光纤设备与企业共享光纤设备仪表科技含量高、价格昂贵、更新换代很快。学院的光纤设备与企业共享,校企合作实现双赢。

4.4 学院教师到现场,企业专家进课堂高职学院专任教师只有走下讲台、走出学校、走进现场才能成为名副其实的“双师型”教师。《光纤通信》课题组三名教师走出学校,走进企业,收获颇多。现场技术能手的高超技艺令人叹服。我们将定期邀请现场技术能手进行光缆接续,还要长期聘请企业高级管理人员任兼课教师。

4.5 充分利用互连网网上新资源通信技术发展日新月异,先进技术、先进设备层出不穷。因此,经常探索光纤新技术,光纤新知识,光纤新设备,光纤新线路,光纤新规划。不断更新教学内容,补充教材,更新设备,更新观念。

5结束语

《光纤通信》课程教学做一体化教学方式研究与探讨在我院有得天独厚的条件,人力资源、设备资源在我院、在电子信息系、在通信技术专业都起到了骨干和示范作用。对于通信专业的发展起到了促进作用;对于其它课程的建设起到了引导作用。我们也清醒地看到光纤通信技术飞速发展,我院良好的实验设备也会落伍和过期,因此我们需要进一步利用网络资源;进一步利用社会资源;进一步利用企业资源,使光纤通信处在高职高专学院的前沿。我们相信,有学院领导的支持;有电子信息系的关心与帮助;有科研处领导的关心与支持,我们的教学水平、科研水平会得到进一步的提高。

参考文献:

[1]李峰.浅谈光纤通信的优越性[J].山西建筑,2004,(22).

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[7]杨岳涛.通信接入网的光纤化技术研究与实现[D].大连海事大学,2008.

光纤通信课程论文第7篇

【关键词】理论与实践结合;实践内容实现多样化中图分类号:G642.0

Innovation and practice of teaching mode of optical fiber

communication system and network

【Abstract】optical fiber communication system and network is a practical subject,the subject of how to link theory with practice,students can really learn in order to practise,the author of the Chongqing University of Posts and Telecommunications College of mobile level 2009,level 2010 600 communication engineering students with new teaching mode in the course of learning process,the model includes the teaching content design,practice content presentation forms,teaching evaluation system,and finally through the student questionnaire data statistics concluded.

【Key words】The combination of theory and practice;practice content to achieve diversification

0.引言

光纤通信系统与网络是一门实践性较强的学科,很多院校在在教学设计中只考虑理论知识点的规划,而如何与实践环节结合,与实践相关的学习资源如何设计,实践活动的教学次序,如何考虑实践教学的评价体系等,一直是教学实施的薄弱环节。为了使实践性较强通信专业系列课程取得更好的教学效果,有必要建立与理论课程并重的实践性教学体系,突出实践教学在整个教学活动中的地位。作者通过对两届通信专业学生实施新的教学模式,认为,只有针对课程教学的特点及学生的应用需求,深入研究具有实践性特点的通信类课程的教学设计,利用所学分析实际中出现的问题,才能达到学以致用的目的。本文通过问卷调查,对学生期望的实践教学内容及形式、课程中理论部分与实践部分的结合情况以及相关的课程评价体系等进行统计分析并得出结论。

1.教学模式设计原则

教学设计的方法主要从“为什么学” 入手,首先确定学生的学习需要和教学目的;根据教学目的来进一步确定“学什么”,即通过哪些具体的教学内容和教学目标才能达到教学目的,从而满足学生的学习需要;接下来就是“怎么学”,即采取什么策略,使学生掌握需要的教学内容,从而达到教学目标;最后还要对教学的效果进行全面的评价,以确保促进学生的学习,获得较好的教学效果。本文以上述教学设计方法为基础,在对光纤通信系统与网络课程教学设计中遵循以下三个原则。

1)以学生的需求为中心原则

强调以学生的需求为目标,对学生进行实际的调研,有别于过去依据教师的经验进行主观设计的方法,要充分考虑理论与实践的结合。理论教学和实践教学要恰当安排教学学时和教学次序,充分体现实践性特点。对于没有工作经验的学生来说,加强实践教学环节可以使他们毕业后尽快地融入到工作中去。

2)操作可行性原则

要实施教学设计各环节,必须具备两个可行性条件。一是符合主客观条件。主观条件应考虑学生的已有知识基础和师资水平;客观条件应考虑教学环境等因素。二是具有技术上的可实现性。对于实践性的课程教学,可以通过多种形式,如邀请厂家对目前的主流设备的安装、操作、系统维护等内容简单培训;邀请行业技术骨干做相关技术讲座;充分利用学校的现有实验平台讲解;利用假期组织学校学生去相关单位观摩等。

3)执行过程控制的引导与控制原则

在教学设计时,应适时提供多次研讨活动,让学生参与到实践教学活动中去,充分调动学生参与实践教学的积极性;并且依据实践性原则,在平时作业及期末考核中补充对实践性学习内容的评估。

2.理论与实践结合教学实例

“光纤通信系统与网络”是通信工程专业一门重要的专业课程,起到衔接各门专业课的枢纽作用。课程内容涉及光纤通信工程中的设计、施工、测量、维护等,具有很强的实践性。

1)课程内容的设计

“光纤通信系统与网络”课程的理论学时共48学时,学习内容共包括三部分,第一部分为基础部分,涉及光纤通信系统的发送(器件)、传输(光纤线路)、接收(器件);第二部分为系统部分,由发送、传输、接收构成的光纤通信系统总体架构,涉及中继距离计算及光发射端机和接收端机的构成;第三部分为网络部分,涉及SDH光同步网与WDM网络等光传送网络及城域光网络。

“光纤通信系统与网络”课程的实践学习学时为8学时,内容包含两部分,第一部分为光纤几何参数的测量;第二部分为系统性能仿真,主要涉及数据的SDH传输等内容。

2)教学实例

根据理论教学和实践教学学时安排,作者根据学生问卷调查可知,绝大部分学生都希望每学习一个知识点的理论后,就进行相应知识点的实践学习,因此对于“光纤通信系统与网络”课程,在教学设计时,采用先介绍对应的理论知识点,紧接着介绍相关实践部分的教学方式。表1所示为部分理论与实践结合教学模式知识点关联表。

3)实践内容实现方式

针对“光纤通信系统与网络”课程中实践性内容的不同实现特点,采用适用的呈现方式。

对于参数实验部分,主要采用文字、图片说明、视频演示实验等。在视频演示实验中,配合教师讲解了解实验的过程。

对于系统实验部分,主要通过仿真平台进行数据传输试验,使学生能够熟悉设备配置过程、数据传输过程、测试过程,进而利用测试结果进行系统性能分析。图1所示即为在SHD1的SP1D 支路板的1~2端口和SHD2的SP1D支路板的1~2端口之间之间完成2M业务连通”。

3.实施效果与学生评价

在新模式教学设计时,实践性教学的成效评估和反馈也是不容忽视的。根据“光纤通信系统与网络”课程评价问卷调查,选择平时作业成绩占总评成绩为40% 的学生百分率最高,且大多数学生认为实践部分的成绩占总评成绩的百分率最好不高于30%。据此“光纤通信系统与网络”课程将总评成绩分为两部分,分别为平时作业及期末考试,其中平时作业成绩占总评成绩的40%、期末考试成绩占总评成绩的60%。平时作业共分四次,其中三次为理论部分、一次为实践部分,实践内容为SDH光网络点对点数据传输的仿真实验。对学生的要求是除了完成实验报告之外,还需提交一份论文,论文内容为针对实验环节的所有过程(包括设备配置、数据传输、测试环节)的认识和总结。这种考核过程深受学生欢迎,并且使得实践部分内容不会超过总评成绩的30%,满足在校学生在校学习应以理论学习为主、以实践学习为辅的原则。

4.结束语

本文针对“光纤通信系统与网络”课程理论与实践的相关性,并据此对“光纤通信系统与网络”课程的实践性教学进行了具体设计,包括教学内容细分、实践部分的呈现形式、教学评价体系等,为通信类课程的教学采用理论与实践相结合的方法提供了可借鉴的参考案例。此外,本文选择 “光纤通信系统与网络”课程为例进行的教学设计研究,目的是为了找出通信类课程的实践性特点的共性,可以通过教学设计,改善学生满堂灌的学习状态,通过多种方式完成教学内容,让学生真正学以致用。

参考文献:

[1] 焦学辉,陈丽茹.“光纤通信"课程教学模式改革的探索.中国电力教育.[D].2011.

光纤通信课程论文第8篇

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.

光纤通信课程论文第9篇

1目前《光纤通信技术》课程教学中存在的问题

1.1课时不足,理论性知识不能较好地结合实际工程,且实验设备更新较慢,实验教学效果有待提高

由于光纤通信技术是一门多学科交叉渗透的课程,涉及的内容相当广泛。就我校的情况来说,本门课程总学时48个学时,实验10个学时,由于教学学时的限制,不可能面面俱到地把所有光纤通信的内容都讲到,因此教师选择教学内容的随意性较大,容易导致教学内容的片面性和不连续性,对于学生来说,也感觉课程的知识点过多,没有连续性,不好掌握。而且本门课程涉及的物理知识较多,对一些基础薄弱的学生来说,很难掌握,因此就会出现学习困难。学生对知识的掌握仅限于一些基本知识点,不清楚理论的实际工程意义,导致学生学完以后不知学了什么,不知学了有什么用的情况。在实验内容方面,也存在着实验硬件更新升级落后、实验的设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等问题,教学内容已经严重落后于光纤通信技术的发展现状。另外,采用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。

1.2课程内容选取理论性较强,工学结合教学体系尚未真正构建

传统的教学方法是按照所选教材的顺序按章讲解,由于课程本身特点,公式多,表格多,图形多,有些还需要教师在课堂上进行公式的推导,导致了学生感觉学习难度大,不易听懂,课程气氛沉闷,认为对实践指导没有意义。课堂讲授理论性强,但不知道这些理论应该如何应用,工学结合课程教学体系尚未真正的构建。

1.3侧重理论知识考核,过程与能力考核尚未得到足够的重视

我校传统的考核办法是期末考试成绩占70%,平时成绩占30%。期末考试时,学生把大量的精力花费在记忆知识点,背公式上,而且不能反映学生的实际应用水平,由于期末考试所占比重最大,不能改变一考定终身的问题。虽然有平时成绩,但不能全面反映学生的实际掌握知识的能力及水平。由于平时成绩所占比重小,因此对平时成绩里所含的实验成绩不重视,大部分学生对待实验不重视,实验报告也有抄袭现象。所以这种考核办法不能反映学生的真实水平,也需要进一步改进。因此,本文针对教学中出现的以上问题进行了深入的研究。

2教学内容改革

结合本校的人才培养定位,为了培养应用型人才,在教学内容方面,既重视课程的理论性,更要强调课程的实用性。

2.1结合工程实际,重组课程内容

光纤课程的理论知识点较多,在理论课讲授时,由于学时的限制,不可能面面俱到,都讲深入也是不切实际的。因此在课程教学过程中要抓住重点、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,也可以在上次课结束时,留一些预习任务。比如在讲光源这一部分内容时,可以让学生提前预习物理中光学这部分内容以及模拟电路里的相关内容,在课堂上再辅以补充,使学生接受新知识时就容易得多。还有在讲解光纤导光原理这部分内容时,由于模式理论方法其中存在非常难懂的电磁理论知识,因此结合人才培养目标,果断删除这种分析方法,改用相对简单的射线分析方法。

2.2及时将光纤通信新知识、新技术补充到教学内容中

由于光纤通信技术发展速度极快,现有的光纤通信教材中提到的新技术,比如光放大技术、光波分复用技术、光孤子通信和相干光通信等在实际中已经应用的比较成熟。而新出现的新技术并没有提及,因此适当增加新技术、新理论的课时,使学生更多的最新技术发展的动态。

2.3重视实际工程案例、实际工程操作的讲解

比如光缆敷设、光纤熔接、光纤通信系统设计等教学内容都安排了适当的课时,通过实验或视频的形式给学生展示出来。既与实际联系紧密,又增加学生的兴趣,为将来的工作打下一个良好的基础。

3教学方法的改革

现在的教学方法主要有这么几种,课堂的板书讲授法、多媒体授课、实验演示法等。板书讲授法是传统的教学方法,优点是思路清晰、框架清楚、重点突出,学生容易笔记,思路清楚,精神集中;缺点是形式单一、信息量小、不生动直观。多媒体教学可弥补板书里存在的问题,多媒体教学方法信息量大,能动态的显示一些复杂不易理解的内容,一些动态软件的引入,更是可以使抽象的知识和理论形象生动化,学生学起来更容易懂,更加感兴趣。但由于信息量太大,讲授速度偏快,如果只使用多媒体教学学生很容易疲劳。实验演示方法最直观,最容易接受,也能激发学生的学习热情。但由于实验条件的限制,不能全程采用。这几种教学方法各有优缺点,我们不能只是单一地采用某一种教学方法,而是应该把它们结合起来。针对不同的教学内容采用不同的教学形式,目的能达到使学生对学习充满兴趣,学习更加轻松,容易接受,更能很好地掌握所学知识并运用到实际工作中。目前《光纤通信技术》课程内容主要有这么几部分:光纤传输原理及特性、光纤器件、光纤通信系统、光纤通信网络及新技术。这几部分内容各有特点,因此在教学时应该根据不同教学的内容采用不同的教学方法。(1)光纤传输原理及特性这部分内容理论性很强,涉及到很多物理知识、数学知识,内容抽象,还存在很多公式推导,学生学起来很困难,不感兴趣。在讲授这部分内容时以板书形式为主,清晰明了,辅以多媒体课件,把书中一些图片由静止变动态,把枯燥的知识变得生动形象。(2)光纤器件这部分内容比较直观,更接近于实际应用,因此教学方法不采用板书讲授。这部分内容以多媒体讲授为主,辅以实物展示。把不同的光纤器件带进课堂,给同学们展示,学生非常感兴趣。在多媒体课件上向学生展示它们的应用情况,效果很好。由于实践条件的限制,这部分内容的操作要靠校外实训基地提供的帮助,把合作单位的器件拿到课堂,并请工程师来讲解,收到很好地效果。(3)光纤通信系统这部分内容主要是设计思想和实际应用,采用的办法是采用仿真软件和实验箱操作结合的方式,这部分内容可以安排在实验室。采用仿真软件,可以使学生对整个系统的应用有更深刻的认识,可以提高学生的综合应用能力。通过实验,可以增强学生的动手操作能力,加深印象。(4)光纤通信网络及新技术这部分内容也是有一定难度的,在讲授这部分内容时,一是理论性强,不好理解,讲授方法采用多媒体为主,辅以形象举例法。比如SDH的同步复用和映射方法这一节,内容非常抽象,不好理解,在讲授时通过多媒体的动态演示使学生思路清晰,并且通过举大家日常非常熟悉的货车拉货的例子,引导学生理解,由浅入深。二是这部分内容更新非常快,我们采取的方法是:老师对目前的新技术、新成果进行大量的材料收集,以多媒体的形式向学生展示;另外为了激励学生的学习热情,让学生通过网络自己收集这部分内容的材料,课上和同学们一起分享并说出自己的见解。通过这种形式,既可以让学生独立思考,增加独立解决问题的能力,又能形成很好的教学互动。

4考核方式的改革

针对传统考核办法存在的不足,我们采取了这样的尝试办法。成绩的组成由这几部分构成:平时成绩20%(包括平时出勤情况、课堂参与情况)、实验成绩30%(实验报告+实验论文)、小论文10%、期末考试成绩40%。在这几部分中降低期末考试的比重,提高实验成绩的比重。其中实验成绩这部分内容,学生不能只交一个实验报告了事,还要有仿真作业成绩,并且通过实验论文让学生写出对实验结果的分析及现象总结,实验过程中出现了什么问题,是如何解决的,有没有改进的办法。我们设置的小论文是开放性的题目,比如可以写对整个光纤通信技术某项新技术的认识、发展动态,也可以设计一个小型实际项目的光纤通信系统。通过这些措施,希望能全面的反映学生的综合水平,激发学生的学习热情。

5总结