時間：2023-03-20 16:23:28
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1.理論教學過程中的理論分析應從簡單遞進難度。例如，我們在教學實踐過程中學習光纖中的光傳輸理論時，先討論學生較熟悉的幾何光學法的全反射傳輸理論，再分析光在光纖中遵循的電磁理論，提出麥克斯韋方程組，并進行嚴格推導和詳細討論。
2.教學中應適當展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復性的內(nèi)容，可以采取課堂討論的教學模式。由于，光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂，制造過程和方法有很多種。因此，對以上內(nèi)容進行課堂討論形式教學。預先把學生分成幾組，每組選擇2~3個題目，之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學生，上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進行講解，講完后其他成員可以提問，相互討論。通過以上教學環(huán)節(jié)，本是一些繁雜的內(nèi)容從不同講解者的不同風格再現(xiàn)出來，課堂氣氛積極活躍，講授內(nèi)容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程，這對即將畢業(yè)的學生是一個展現(xiàn)自己、鍛煉自己的好機會。
3.教學過程中適當展示實際器件或相關案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結合的課程。除了規(guī)定的實驗課外，在理論教學過程中應該注意理論與實際相結合。在理論教學過程中，涉及一些實際光學元件和設備時，比如，連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等，課堂上盡量展示實物及說明書，并說明其在通信網(wǎng)絡中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛，還可以鞏固教學內(nèi)容，留下深刻印象。比如，設計光纖分類和工藝等內(nèi)容時，我們盡量引入許多國內(nèi)外的著名企業(yè)并展示其相關光纖產(chǎn)品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業(yè)及特發(fā)、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業(yè)。2006年，國內(nèi)市場光纜總量達2000萬芯公里，出口光纜470萬芯公里，總產(chǎn)銷2470萬芯公里以上。2000~2012年，我國光纖需求量增加了整整24倍，年增長率達30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右，至2012年，這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術水平已達國際先進水平，主要企業(yè)的主要產(chǎn)品指標領先國際先進水平，產(chǎn)品種類規(guī)格基本齊全（海底越洋光纜尚差）［5］。
4.概念與其背景相聯(lián)系。每一學科與每一門課程都具有相應的概念和理論。其中一些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信，特別是光孤子通信屬于這一類，孤子這個名詞首先是在流體力學中提出的，其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運河上的一次經(jīng)歷。講授該內(nèi)容時，我們抓住其獨特的歷史，回顧一下當年的發(fā)現(xiàn)，活躍課堂氣氛，形象準確地理解概念。
5.理論分析與科研成果相聯(lián)系。在教學實踐中應用科技論文，可以使學生對教學內(nèi)容掌握得更好，同時對科技論文的查閱、內(nèi)容格式和寫作等進一步了解，對以后畢業(yè)論文，乃至科研工作有一定的引導作用。對科技論文的選取要注意以下幾點：文章的主題符合課程相關內(nèi)容；科技論文的難度要適當；科技論文作者及其單位在行業(yè)有一定的影響力；最后，科技論文內(nèi)容為該領域研究熱點［2］。比如，講授完光纖結構、制造工藝和傳輸理論之后，組織學生學進延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》［3］。通過分析科技論文鞏固所學知識，進一步理解提出問題、解決問題，并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程，提升學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生綜合能力。
6.實驗、課程設計和仿真模擬。在實踐教學環(huán)節(jié)，我們針對性地開設了12個典型實驗。除此之外，結合理論與實踐，設置了計算機仿真的課程設計內(nèi)容。仿真是利用模型復現(xiàn)實際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對系統(tǒng)模型的實驗研究存在的或設計中的系統(tǒng)［6］。很多情況下，因受到實驗條件限制，光纖通信中經(jīng)實際操作，用實驗結果證實和分析的內(nèi)容有限。此時，我們可以學習和利用仿真技術，主要是利用一些光纖通信領域功能較強的模擬軟件設計光纖通信器件和光纖通信系統(tǒng)。對光纖通信網(wǎng)絡的模擬，參數(shù)調(diào)整和結果分析加深對實際通信網(wǎng)絡的了解，分析其存在的問題，提出解決方案。
TN929.11-4
一、“光纖通信”實踐教學現(xiàn)狀與問題
光纖通信課程[1-4]是適應當代通信技術發(fā)展應用所開設的，是通信工程專業(yè)的專業(yè)必修課程，具有很強的專業(yè)實用性和實踐性。隨著社會技術發(fā)展和企業(yè)對從業(yè)人員的專業(yè)能力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的實踐教學[5-7]內(nèi)容和方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對學生專業(yè)能力培養(yǎng)的要求。結合我校“技術立校，應用為本”的辦學方針，本文結合在光纖通信課程中的教學和科研以及當前學生的就業(yè)現(xiàn)狀，進行一系列的實踐教學改革和探索，從實踐教學內(nèi)容、教學方法、成績考核等方面進行相關探討和研究。
二、“光纖通信”實踐教學改革思路與舉措
（一）改革思路
光纖通信實踐教學主要由光纖通信實驗、光纖通信課程設計、光纖通信設備應用實踐三大模塊構成。每個模塊側重點各有不同，三大塊模塊一起構成了與理論知識緊密聯(lián)系，貼合光纖通信實際應用，以應用為基礎，提高學生實踐能力的實踐教學體系。
1.光纖通信實驗與理論內(nèi)容緊密聯(lián)系，進一步鞏固了理論內(nèi)容。
光纖通信實驗課程是結合理論課程《光纖通信》安排的實踐課程，教學目標是通過本課程的教學和實踐，進一步鞏固和加深光纖通信原理理論知識的理解，提高綜合運用所學知識來驗證光纖通信原理的能力，理論與實踐密切結合，相輔相成。實驗著眼于提高學生的動手能力，要求學生通過實驗環(huán)節(jié)，能正確使用儀器設備，掌握測試原理；掌握光纖器件和光纖系統(tǒng)的工作原理；提高學生分析問題和解決問題的能力。
目前，光纖通信實驗課程課時是16課時，主要在光纖通信實驗箱上來完成。在實驗內(nèi)容設置中，側重對光纖通信及光器件的基本原理、光纖傳輸系統(tǒng)構成及性能指標等進行實踐操作。實驗內(nèi)容從光源P-I曲線，到光纖通信傳輸系統(tǒng)構建，由局部到系統(tǒng)，層次分明，重點突出，注重培養(yǎng)學生對理論知識的鞏固和理解。
2.光纖通信課程設計著重培養(yǎng)光纖通信的軟件設計能力
光纖通信課程設計是在完成光纖通信實驗課程的基礎上開展的，是進一步實踐后續(xù)課程，主要訓練學生在一種通用光纖通信軟件設計平臺（如OptiSystem）上進行光纖通信系統(tǒng)設計的能力，培養(yǎng)學生光器件設計和各類光網(wǎng)絡構建及分析能力，培養(yǎng)利用設計軟件工具對設計任務進行總體設計和分析、完成的能力，進一步提高和深化學生對光纖通信的實踐能力。
課程設計提供8個以上設計題目，設計課題有光纖器件的分析、系統(tǒng)構建、系統(tǒng)優(yōu)化，內(nèi)容分布廣泛，層次分明。整個設計流程按照課題分析、設計方案論證、設計調(diào)試、撰寫課程設計報告、答辯五個環(huán)節(jié)進行。
3.光纖通信設備實踐與通信行業(yè)緊密貼合，增強對光纖通信設備的實踐操作應用能力
隨著光纖通信的發(fā)展，光同步網(wǎng)（SDH）網(wǎng)絡在寬帶網(wǎng)絡的建設中發(fā)揮著重要的作用。光纖通信課程引進中興通信的光纖傳輸平臺，開設專門的光纖通信工程實踐訓練課程，通過中興工程師和專業(yè)教師共同授課的方法，在光纖通信實驗和課程設計基礎上，進一步深層次加強學生的實踐能力培養(yǎng)。
光纖通信工程實踐訓練內(nèi)容包括SDH光傳輸設備實踐，實踐設置貼合通信行業(yè)實際應用，加深學生對光通信設備的構成和原理的理解和認識，培養(yǎng)學生對光通信設備的連接、設置、調(diào)試、運行、維護能力，提高學生對大型光通信設備實踐操作能力。
（二）具體實施舉措
在光纖通信三大模塊的實踐教學中，要求學生通過每個模塊的實踐過程，進行詳細的學習、觀察、體驗、思考，使得理論和實踐能夠緊密結合。在O置實踐項目過程中，突出重點，結合課程內(nèi)容，盡量充實安排實踐內(nèi)容。在學生的實踐過程中，要求學生能夠綜合運用了所學的理論知識，提高實踐技能，熟悉完整的系統(tǒng)設計和實現(xiàn)過程，掌握大型設備的配置和調(diào)試過程，對于今后從事相關領域的系統(tǒng)設計、開發(fā)和維護提供了寶貴的經(jīng)驗。
1.光纖通信實驗內(nèi)容和課程內(nèi)容緊密結合，并且從基礎驗證、綜合性、設計性三方面進行了設置，完成實驗內(nèi)容的優(yōu)化。實驗設備包括微機、光功率計、光纖、光無源器件、示波器、數(shù)字萬用表、圖像顯示器、電源模塊、信號源模塊、光發(fā)送模塊、光接收模塊、電話接口模塊、誤碼模塊、圖像接口模塊、PCM 編譯碼模塊、CMI編譯碼模塊、HDB3編譯碼模塊、CPLD下載模塊等組成，可以應用不同的模塊來組成不同的光纖通信系統(tǒng)，如：模擬光纖通信系統(tǒng)、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、光波分復用傳輸系統(tǒng)、圖像光纖傳輸系統(tǒng)等。
在實驗講授教學過程中，采取結合課程內(nèi)容，回顧相關理論知識的教學方法，介紹實驗原理，講解實驗步驟，分析實驗結果。如：在實驗“半導體光源P-I特性曲線測試”中，首先帶領學生回顧理論課中講解的公式兩種光源LED和LD的工作原理及其區(qū)別，回顧P-I曲線的表現(xiàn)有何區(qū)別，并介紹兩種光源的特性，進一步回顧半導體光源閾值電流Ith的概念和物理意義。并指導學生完成相應的測試工作。這樣講解之后，學生既鞏固了理論知識又明確了實驗內(nèi)容，通過對比加深了對理論知識和實驗原理的掌握。
2.光纖通信課程設計主要充分通過光纖通信系統(tǒng)仿真軟件，如Optisystem，使得學生能夠模擬仿真光纖元器件及系統(tǒng)的設計和整個過程。在系統(tǒng)仿真實驗中，學生可以隨意調(diào)整波形參數(shù)等，對一個光學元器件甚至整個通信系統(tǒng)進行優(yōu)化設計和性能仿真，直觀地模擬信息在光纖通信系統(tǒng)中的整個傳輸過程。要求學生能夠分析原理，設計軟件流程，能夠搭建整個過程，并通過光譜儀等儀器器件對結果進行觀察和分析。
如設計“PIN光電二極管的噪聲分析”，要求學生首先分析影響光接收機性能的主要因素，即接收機內(nèi)的各種噪聲源。并能分析計算接收機中的放大器本身電阻產(chǎn)生的熱噪聲和放大器的晶體管引入的散粒噪聲。要求學生完成設計整個軟件流程，并搭建實現(xiàn)，如圖1所示。要求學生根據(jù)數(shù)據(jù)模擬得到定量的分析和計算，觀察熱噪聲和散粒噪聲對最終傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量的影響，觀測不同噪聲對整個系統(tǒng)性能的影響程度的大小。
3.光纖設備實踐要求在SDH課程知識基礎上，在行業(yè)大型設備中能夠根據(jù)理論知識進行配置、調(diào)試，進行數(shù)據(jù)通信。這就要求學生對SDH的基礎知識、SDH網(wǎng)絡的自愈能力、SDH環(huán)型組網(wǎng)、通道層或者復用段層的自愈環(huán)等要理解透徹。我們以中興通信公司的SDH光傳輸設備為實驗平臺，使學生可以接觸到包括光傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和智能業(yè)務平臺等方面先進的光通信技術。要求學生熟悉ZXMPS325傳輸設備的整機和單板硬件，并掌握SDH 的部分測試方法； 要求學生能夠基于網(wǎng)管E300軟件，自主完成對網(wǎng)元業(yè)務的設置、數(shù)據(jù)修改和監(jiān)視，實現(xiàn)SDH通道保護鏈和復用段保護等配置及性能測試。
如，對“二纖雙向通道保護的配置原理和實踐”，首先要求學生理解掌握SDH的復用結構和過程，掌握二纖雙向通道保護的工作原理，要求學生能夠根據(jù)業(yè)務，分析網(wǎng)絡拓撲結構，分析I務傳輸過程，掌握通道保護配置方法。如圖2所示：
三、“光纖通信”實踐教學考核與評價
目前，光纖通信實踐課程的三大模塊采用不同的考評機制，主要側重學生的實踐操作能力和過程，強調(diào)學生對實踐結果的分析能力，注重學生的創(chuàng)新能力。
在光纖通信實驗的實踐環(huán)節(jié)中，實驗成績考評是由平時實踐操作和實驗報告組成。在實驗報告中，注重學生對實驗及設計結果的分析及現(xiàn)象總結、實驗中產(chǎn)生問題的解決辦法、對實驗的新設想等。
課程設計實踐環(huán)節(jié)的成績考評由課程設計過程、測試（獨立演示）課程設計結果、課程設計報告和答辯成績組成。教師根據(jù)學生實際操作情況給出過程成績，根據(jù)演示過程和結果，給出相應的設計結果成績；根據(jù)設計報告的內(nèi)容和格式規(guī)范，要求課程設計報告格式按照科技論文要求撰寫，為學生將來做好畢業(yè)論文打下一定的基礎，并給出相應的設計報告成績；在答辯過程中，側重考查學生的思考和創(chuàng)新能力，以及對整體系統(tǒng)的設計能力，并給出相應的答辯成績。
光纖通信設備實踐訓練的成績考評由實踐操作，答辯環(huán)節(jié)和實踐報告構成。注重學生的實踐操作能力，對原理的理解能力，報告撰寫的規(guī)范性。提高學生在實踐中理解理論知識的能力。
四、“光纖通信”實踐教學改革成效
通過對光纖通信的實踐體系的結構、教學內(nèi)容、教學手段、考核方式進行了一系列的改革，學生的實踐效果和質(zhì)量明顯得到了提升。在今后光纖通信的實踐教學過程中，只有進一步突出工程應用實踐操作能力、強化創(chuàng)新培養(yǎng)特色，不斷提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習主動性，提高相關領域從業(yè)的綜合職業(yè)能力，才能達到培養(yǎng)高素質(zhì)通信專業(yè)人才的目的。
參考文獻
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[2] 顧婉儀， 李國瑞. 光纖通信[M].北京： 人民郵電出版社，2006.
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[4] 《光纖通信》（第五版）.[美]Joseph C.Palais著，電子工業(yè)出版社.
[5] 李書旗， 朱昌平， 陳小剛. 光纖通信實驗教學的改革與探索. 中國電力教育，2010， （36）：132-133.
作者簡介：翟鳳瀟（1979-），男，河南永城人，鄭州輕工業(yè)學院物理電子工程學院，講師；郝蘊琦（1985-），女，河南扶溝人，鄭州輕工業(yè)學院物理與電子工程學院，講師。（河南 鄭州 450002）
基金項目：本文系鄭州輕工業(yè)學院第十批教改項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0144-02
自從英（美）籍華人科學家高錕提出光纖用于通信領域之后，光纖通信技術以其獨特的特點和優(yōu)勢得到了前所未有的快速發(fā)展。[1]我國光通信設備產(chǎn)業(yè)近年來—直保持較高增長速度，成為中國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)在國家級的電信網(wǎng)骨干主要采用光纖通信系統(tǒng)，而光纖通信技術已深入到社會生活的各個層面，成為現(xiàn)代社會重要的關鍵基礎設施。特別是2013年8月17日，國務院印發(fā)了“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案的通知，必將對我國光纖通信技術發(fā)展起到了巨大的推動作用，也會對光纖通信人才培養(yǎng)產(chǎn)生影響。由于光纖通信技術在社會生活中占據(jù)的重要地位，因此“光纖通信”課程近年來一直作為國內(nèi)外高校通信、電子學科的重點專業(yè)課程及相關專業(yè)的選修課程。這門課程系統(tǒng)主要介紹了光纖通信理論和技術。課程要求是通過這門課程的學習，可以使學生掌握光纖通信技術的基本原理、光纖通信系統(tǒng)的基本構成以及系統(tǒng)設計方法，了解光纖通信技術的實際應用和最新發(fā)展方向，為學生畢業(yè)后能夠從事光纖數(shù)字通信設備的操作、維護、設計、施工或繼續(xù)深造打下良好的基礎?！肮饫w通信”作為一門應用性很強的課程，在實際課程教學中存在諸多問題。關于“光纖通信”課程理論與實踐教學改革成為各高校研究的問題。[2-5]本文將從教學現(xiàn)狀及存在的主要問題出發(fā)，對該課程的教學改革進行探討。
一、“光纖通信”課程存在的問題
作為電子科學技術專業(yè)一門主要專業(yè)課，其特點是光纖通信科學技術發(fā)展迅速，新理論和新技術不斷產(chǎn)生和發(fā)展。這需要及時更新教學實驗內(nèi)容、改革教學方法。由于種種原因，“光纖通信”這門課程在實際教學過程中存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下方面：
第一，從授課方面來看在傳統(tǒng)的教學模式下，一般都是按照教材的自然順序按部就班地進行講解，由于本課程公式多、表格多、圖形多，并且在課堂授課中，教師需在黑板上做大量的數(shù)學分析推導，課堂教學中過多的公式推導、證明導致課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。另外，課程成績考核方式比較單一。目前“光纖通信”原理課程的考核多采取傳統(tǒng)閉卷考試方式，考試內(nèi)容以理論知識為主，導致學生的學習方法呆板，習慣死記硬背，表現(xiàn)出綜合應用知識能力比較欠缺，不能充分反映出學生對課程知識進行融會貫通、創(chuàng)新思維解決實際問題的能力。以上原因都極大打擊了學生學習的積極性。
第二，實踐性教學環(huán)節(jié)欠缺。在工科院校“光纖通信”教學實踐的過程中，實踐教學環(huán)節(jié)向來是一個短板。隨著光纖通信的新理論和新技術不斷產(chǎn)生和發(fā)展，實驗硬件更新升級落后、實驗設備陳舊、實驗項目單一、實驗內(nèi)容老化等原因，教學內(nèi)容已經(jīng)落后于光纖通信技術的發(fā)展。另外，采用封裝性強、集成化程度實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實踐教學很難達到培養(yǎng)學生動手能力的目的，導致學生普遍對實驗教學認識不足，嚴重影響了實驗教學質(zhì)量和效果。
第三，由于光纖通信技術涉及的物理基礎知識較多如場論、光學原理、通信技術、激光技術等。故在學習本課程之前，學生應先修這些課程。但是由于這些課程本身都有比較深的難度，所以不少學生很難全面掌握。例如研究光纖中的模式分布通常是在圓柱坐標系下用分離變量法解給定邊界條件下的亥姆霍茲方程來完成，要求學生有較好的數(shù)學功底和電磁波方面的知識，如果基礎知識不夠扎實這部分的學習就會出現(xiàn)困難。學生對知識的掌握僅僅限于簡單地背結論、公式，做計算題。學生不了解理論的工程應用意義，不具體分析問題，導致學生對課程認識不足，出現(xiàn)不知道學了有什么用的現(xiàn)象，這些問題會使得學生逐步失去對這門課程的興趣。
二、“光纖通信”課程的教學改革思路
鑒于教學現(xiàn)狀和存在的問題，對“光纖通信”課程的教學內(nèi)容和體系改革非常重要。下面將從教學內(nèi)容、教學方法以及實驗領域進行改革探索，在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，為學生圓滿完成學業(yè)打下堅實的基礎。
1.創(chuàng)新教學方法
在授課的過程中應摒棄傳統(tǒng)教學方法缺點，充分利用計算機多媒體技術在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢。從教學目標出發(fā)選擇教學內(nèi)容，把握理論上的度，對課程進行準確定位，突出技術實質(zhì)。根據(jù)不同的教學內(nèi)容精心制作教學課件，在講課程前言和緒論部分宜采用聲情并茂的圖文、視頻展示，突出基本理論基本分析方法和知識的應用，讓學生在首次接觸該課程時，接觸到一個開闊的視野，有生動的發(fā)展歷史和鮮活的應用基礎，而不是讓其產(chǎn)生理論堆積的錯覺。在講授光源時，采用flas來演示受激輻射機理。在講授光纖無源（有源）器件時，可以現(xiàn)場演示一些器件。根據(jù)課程內(nèi)容，把課程涉及的知識分成若干主題，如“低損耗光纖研究現(xiàn)狀及進展”、“摻Er光纖放大器”、“光無源器件及市場調(diào)查”、“基于光纖傳感器的研究進展”、“光纖通信的發(fā)展趨勢”等。把班級學生分成若干小組，每組負責一個主題，查閱相關文獻資料。當講授先關內(nèi)容時，小組負責人把寫出的調(diào)查研究報告，以ppt的形式進行報告。這不僅可以拓寬學生的視野，提高學生獲取資料的能力，也極大的調(diào)動了學習的積極性。讓學生參與到教學中來，充分發(fā)揮以教師為主導，以學生為主體的作用。這些教學方法學生參與度高，為學生以后的畢業(yè)設計以及研究生學習奠定了良好的基礎。這些教學手段改變了以往課堂教學氣氛沉悶的現(xiàn)象，刺激了學生求知、探索的興趣和激情。
2.優(yōu)化教學內(nèi)容
在教學內(nèi)容上既要重視課程的理論性，也要強調(diào)課程的工程實用性。光纖課程的理論較多，在理論課講授時，面面俱到，都講深入也是不切實際的。這就要求對課程教學過程中抓住重點、突破難點，做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論，可以適當?shù)卦谡n前進行一些知識的補充。比如在理論推導中用到的一些高等數(shù)學知識、電磁場理論中的麥克斯韋方程、導波光學等。這些可以讓學生課前預習，在課堂上教師進行回顧復習來達到鞏固知識的目的，這樣學生在學習新的課程內(nèi)容就顯得容易接受了。在教學中，既注重理論分析的嚴謹性，又在一些理論分析難度較大的內(nèi)容上，結合物理意義以簡化分析，以突出“光纖通信”課程理論性和系統(tǒng)性強的特點。適當增加新技術、新理論的課時，使學生更多了解最新技術發(fā)展動態(tài)。比如在分析光纖中傳輸模式時候，可以不必要去細致分析每一步的公式推導，只需把結論及其物理含義進行解釋。由于公式中用到了貝塞爾函數(shù)，函數(shù)的解比較復雜，對于方程的解可以利用計算機完成，尤其是相關計算機軟件比如matlab具有可視化功能，[6]由學生自己動手編程解方程和繪圖，既可以降低教師在教學中的勞動量還可以加深學生對知識的掌握和理解。
3.加強實驗教學項目及硬件建設
“光纖通信”原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程，因此必須加強和改進“光纖通信”課程的實踐環(huán)境教學內(nèi)容，突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實驗建設和實驗教學的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學本科生的應用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。
光纖通信技術發(fā)展十分迅速，這使得教學內(nèi)容更新周期越來越短，結合工程實際越來越密切。光纖通信的實驗教學環(huán)節(jié)隨著學科的發(fā)展顯得越來越重要。由于實驗硬件建設需要投入的資金較多，許多院校在實驗教學環(huán)節(jié)嚴重落后于光纖通信技術的快速發(fā)展。因此在實驗硬件建設方面，亟待改善實驗教學條件，加大經(jīng)費投入。逐步開設多層次實驗教學項目如基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等?；A性實驗以驗證內(nèi)容為主，例如采用大恒光電GCS-FIB光纖技術基礎綜合實驗平臺進行“數(shù)值孔徑測量”、“光纖準直”等實驗。綜合性實驗對學生綜合知識提出更高要求，例如“自組光纖馬赫-曾德干涉儀”要求學生對馬赫-曾德干涉儀有深入的理解，同時要有較強的動手能力。創(chuàng)新性實驗主要結合教師的科研項目以及大學生創(chuàng)新項目，有興趣的學生可以進行此類研究性實驗?？紤]到實驗建設資金限制，對于一些實驗可以用軟件模擬的方式進行驗證，例如“光纖中模式的傳輸”、“光的偏振狀態(tài)”可以采用matlab可視化模擬的方法驗證，這些實驗可以由學生參與程序的編寫，提高學生對所學內(nèi)容的理解。學生參加實驗建設活動，可以在其課程成績中給予體現(xiàn)，以提高學生參加的熱情和積極性。
4.建立全面的評價體系
重理論，輕實踐，重結果，輕過程是傳統(tǒng)評價方式的特點。因此建立能夠反映學習本課程情況的全面評價體系十分必要。建議提高學生學習過程的成績比重，提高學生實驗部分的成績比重。在理論課成績部分可以采用期末考試、主題報告、課堂討論幾項成績的綜合方法，這充分體現(xiàn)了學生的學習過程和學習效果。實驗成績采用包括基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗以及模擬實驗建設部分組成。對于設計性實驗要有更高的要求，實驗結果按照科技論文的形式撰寫，為學生后期的畢業(yè)論文和研究生學習打下基礎。總而言之，建立全面的考核評價體系有助于全面考查學生對課程的學習情況，激發(fā)學生學習的積極性。
三、結束語
“光纖通信”是一門多學科交叉的理論性和實踐性都很強的課程，在教學過程中，做到理論教學和實踐教學并重。通過這門課的學習使學生成為知識面寬，實踐能力強和具有創(chuàng)新能力的技術人才，這需要在“光纖通信”課程的教學方法、教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)等方面進行改革和探索。
參考文獻：
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中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03
當代信息高速公路的骨干網(wǎng)絡是由光纖通信網(wǎng)絡構成的，若沒有光纖的發(fā)明及相關有源和無源光纖器件的發(fā)明和發(fā)展，當今的高速信息網(wǎng)絡是無法想象的。但是當今信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展得益于微電子學、光電子學、計算機技術及通信工程等多門學科的快速發(fā)展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術領域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業(yè)的課程知識以外，也應該熟悉現(xiàn)代信息技g的其他相關主要知識，比如光纖通信網(wǎng)絡及其相關器件等。本文從光纖通信技術的研究內(nèi)容、應用及發(fā)展等方面說明其在電子信息工程專業(yè)教育中的重要性，并研討電子信息工程專業(yè)中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。
一、光纖通信技術簡介
1960年，美國人梅曼（Maiman）發(fā)明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現(xiàn)，并投入實際應用。激光器的發(fā)明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。
1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，奠定了現(xiàn)代光通信――光纖通信的基礎[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質(zhì)性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術進步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網(wǎng)絡的逐步商用化帶動了相關信息產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展[3]。
由于在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優(yōu)點。綜上所述，可見光纖通信技術在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術中的重要地位，因此，光纖通信技術這門課程不僅是光學工程專業(yè)的基礎必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設。
二、光纖通信課程教學研究
（一）光纖通信課程的理論教學
電子信息工程專業(yè)的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關聯(lián)的層次和內(nèi)容，它們分別是：第一部分，光纖技術的基礎；第二部分，光纖通信器件技術基礎；第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡；第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。這四個部分的關系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。
第一部分，光纖技術的基礎。可以先講解光纖通信技術的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術的發(fā)展，光通信的必要性及技術基礎，光纖通信技術的歷史、現(xiàn)狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現(xiàn)代光纖通信技術從學術研究到商業(yè)應用的發(fā)展里程，并附帶介紹微波通信的發(fā)展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優(yōu)缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優(yōu)缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優(yōu)勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸?shù)幕A理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現(xiàn)象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結構和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識?？傊?，筆者認為，第一部分內(nèi)容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續(xù)學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。
第二部分，光纖通信器件技術基礎。這部分講述光纖通信系統(tǒng)中的有源和無源光通信器件，這些器件是構成一個完成的光纖通信系統(tǒng)必不可少的部件，學好這部分內(nèi)容有利于理解后面學習的光纖通信網(wǎng)絡的內(nèi)容。這部分內(nèi)容包括：基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件?；竟饫w器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環(huán)形器和衰減器等；光學濾波器的內(nèi)容包括Fabry-Perot濾波器、介質(zhì)膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內(nèi)容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內(nèi)容包括：普通的半導體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）、FP型雙異質(zhì)結構激光器、動態(tài)單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內(nèi)容包括這些光纖器件的結構、工作原理、具體參數(shù)、應用場合等，應結合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。
第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統(tǒng)、光纖通信網(wǎng)、全光網(wǎng)技術及其發(fā)展三大部分。其中，光纖傳輸系統(tǒng)的內(nèi)容包含：光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成、光發(fā)送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯(lián)、色散調(diào)節(jié)技術、光纖傳輸系統(tǒng)設計、光纖傳輸系統(tǒng)性能評估。光通信網(wǎng)絡的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)的拓撲結構和分類、準同步數(shù)字系統(tǒng)（PDH）、同步數(shù)字系統(tǒng)（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、光纖通信網(wǎng)的管理/保護/恢復。全光網(wǎng)技術及其發(fā)展的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)絡的發(fā)展過程、全光網(wǎng)絡中的傳輸技術（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術）、無源光網(wǎng)絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網(wǎng)（G.709OTN）、自動交換光網(wǎng)絡、全光網(wǎng)的網(wǎng)絡管理、全光網(wǎng)的安全問題。對于每一種光纖網(wǎng)絡技術，講解內(nèi)容包括這些光纖網(wǎng)絡結構、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。
第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養(yǎng)光纖通信工程師的基礎技能知識部分。該部分的內(nèi)容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數(shù)的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態(tài)范圍的測量、光纖通信系統(tǒng)誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。
（二）光纖通信課程的實驗教學
對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業(yè)本身都有很多屬于自己專業(yè)的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術課程的實驗教學應根據(jù)該專業(yè)學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。
根據(jù)筆者10年來給電子信息工程專業(yè)本科學生講授這門課的經(jīng)驗，認為具體的實驗課程設置如下。
1.插入法測光纖的平均損耗系數(shù)。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數(shù)。掌握插入法測量光纖損耗系數(shù)的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。學時設置為2個課時。
2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。
3.光波分復用（WDM）系統(tǒng)實驗及其誤碼率測量構建1310nm/1550nm光纖波分復用系統(tǒng)并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。學時設置為2個課時。
4.數(shù)字光纖通信系統(tǒng)信號眼圖測試。構建數(shù)字光纖通信系統(tǒng)并且用數(shù)字示波器觀測系統(tǒng)的信號眼圖，并從眼圖中確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能。了解眼圖產(chǎn)生的基礎，根據(jù)眼圖測量數(shù)字通信系統(tǒng)性能的原理；學習通過數(shù)字示波器調(diào)試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質(zhì)量的指標；熟練使用數(shù)字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。
5.光纖切割與焊接技術演示實驗。利用全自動熔接機向?qū)W生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。
6.光纖光柵光譜特性測試系統(tǒng)的設計實驗。測量光環(huán)行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數(shù)；利用PC光譜儀、光環(huán)行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統(tǒng)；了解光環(huán)行器的工作原理和主要功能；了解光環(huán)行器性能參數(shù)的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。
7.光帶通濾波器的設計。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數(shù)；利用光耦合器或者光環(huán)行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數(shù)的測試方法。學時設置為2個課時。
通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統(tǒng)的基本器件、基本測量系統(tǒng)等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎。
三、結束語
光纖通信技術在國家的信息產(chǎn)業(yè)、國防工業(yè)中具有舉足輕重的地位，電子信息技術與光學信息技術的結合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業(yè)的學生而言，除了需要掌握本專業(yè)牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術的基礎知識和相關的技術發(fā)展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業(yè)特點和光纖通信課程內(nèi)容的分析，討論了該門課程與該專業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系，分析其重要性，并根據(jù)筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業(yè)講授該門課程的經(jīng)驗，提出了本門課程在電子信息工程專業(yè)中的理論及實驗的教學內(nèi)容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。
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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
光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡是一門實踐性較強的學科，很多院校在在教學設計中只考慮理論知識點的規(guī)劃，而如何與實踐環(huán)節(jié)結合，與實踐相關的學習資源如何設計，實踐活動的教學次序，如何考慮實踐教學的評價體系等，一直是教學實施的薄弱環(huán)節(jié)。為了使實踐性較強通信專業(yè)系列課程取得更好的教學效果，有必要建立與理論課程并重的實踐性教學體系，突出實踐教學在整個教學活動中的地位。作者通過對兩屆通信專業(yè)學生實施新的教學模式，認為，只有針對課程教學的特點及學生的應用需求，深入研究具有實踐性特點的通信類課程的教學設計，利用所學分析實際中出現(xiàn)的問題，才能達到學以致用的目的。本文通過問卷調(diào)查，對學生期望的實踐教學內(nèi)容及形式、課程中理論部分與實踐部分的結合情況以及相關的課程評價體系等進行統(tǒng)計分析并得出結論。
1.教學模式設計原則
教學設計的方法主要從“為什么學” 入手，首先確定學生的學習需要和教學目的；根據(jù)教學目的來進一步確定“學什么”，即通過哪些具體的教學內(nèi)容和教學目標才能達到教學目的，從而滿足學生的學習需要；接下來就是“怎么學”，即采取什么策略，使學生掌握需要的教學內(nèi)容，從而達到教學目標；最后還要對教學的效果進行全面的評價，以確保促進學生的學習，獲得較好的教學效果。本文以上述教學設計方法為基礎，在對光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡課程教學設計中遵循以下三個原則。
1）以學生的需求為中心原則
強調(diào)以學生的需求為目標，對學生進行實際的調(diào)研，有別于過去依據(jù)教師的經(jīng)驗進行主觀設計的方法，要充分考慮理論與實踐的結合。理論教學和實踐教學要恰當安排教學學時和教學次序，充分體現(xiàn)實踐性特點。對于沒有工作經(jīng)驗的學生來說，加強實踐教學環(huán)節(jié)可以使他們畢業(yè)后盡快地融入到工作中去。
2）操作可行性原則
要實施教學設計各環(huán)節(jié)，必須具備兩個可行性條件。一是符合主客觀條件。主觀條件應考慮學生的已有知識基礎和師資水平；客觀條件應考慮教學環(huán)境等因素。二是具有技術上的可實現(xiàn)性。對于實踐性的課程教學，可以通過多種形式，如邀請廠家對目前的主流設備的安裝、操作、系統(tǒng)維護等內(nèi)容簡單培訓；邀請行業(yè)技術骨干做相關技術講座；充分利用學校的現(xiàn)有實驗平臺講解；利用假期組織學校學生去相關單位觀摩等。
3）執(zhí)行過程控制的引導與控制原則
在教學設計時，應適時提供多次研討活動，讓學生參與到實踐教學活動中去，充分調(diào)動學生參與實踐教學的積極性；并且依據(jù)實踐性原則，在平時作業(yè)及期末考核中補充對實踐性學習內(nèi)容的評估。
2.理論與實踐結合教學實例
“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”是通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，起到銜接各門專業(yè)課的樞紐作用。課程內(nèi)容涉及光纖通信工程中的設計、施工、測量、維護等，具有很強的實踐性。
1）課程內(nèi)容的設計
“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程的理論學時共48學時，學習內(nèi)容共包括三部分，第一部分為基礎部分，涉及光纖通信系統(tǒng)的發(fā)送（器件）、傳輸（光纖線路）、接收（器件）；第二部分為系統(tǒng)部分，由發(fā)送、傳輸、接收構成的光纖通信系統(tǒng)總體架構，涉及中繼距離計算及光發(fā)射端機和接收端機的構成；第三部分為網(wǎng)絡部分，涉及SDH光同步網(wǎng)與WDM網(wǎng)絡等光傳送網(wǎng)絡及城域光網(wǎng)絡。
“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程的實踐學習學時為8學時，內(nèi)容包含兩部分，第一部分為光纖幾何參數(shù)的測量；第二部分為系統(tǒng)性能仿真，主要涉及數(shù)據(jù)的SDH傳輸?shù)葍?nèi)容。
2）教學實例
根據(jù)理論教學和實踐教學學時安排，作者根據(jù)學生問卷調(diào)查可知，絕大部分學生都希望每學習一個知識點的理論后，就進行相應知識點的實踐學習，因此對于“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程，在教學設計時，采用先介紹對應的理論知識點，緊接著介紹相關實踐部分的教學方式。表1所示為部分理論與實踐結合教學模式知識點關聯(lián)表。
3）實踐內(nèi)容實現(xiàn)方式
針對“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程中實踐性內(nèi)容的不同實現(xiàn)特點，采用適用的呈現(xiàn)方式。
對于參數(shù)實驗部分，主要采用文字、圖片說明、視頻演示實驗等。在視頻演示實驗中，配合教師講解了解實驗的過程。
對于系統(tǒng)實驗部分，主要通過仿真平臺進行數(shù)據(jù)傳輸試驗，使學生能夠熟悉設備配置過程、數(shù)據(jù)傳輸過程、測試過程，進而利用測試結果進行系統(tǒng)性能分析。圖1所示即為在SHD1的SP1D 支路板的1～2端口和SHD2的SP1D支路板的1～2端口之間之間完成2M業(yè)務連通”。
3.實施效果與學生評價
在新模式教學設計時，實踐性教學的成效評估和反饋也是不容忽視的。根據(jù)“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程評價問卷調(diào)查，選擇平時作業(yè)成績占總評成績?yōu)?0% 的學生百分率最高，且大多數(shù)學生認為實踐部分的成績占總評成績的百分率最好不高于30%。據(jù)此“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程將總評成績分為兩部分，分別為平時作業(yè)及期末考試，其中平時作業(yè)成績占總評成績的40%、期末考試成績占總評成績的60%。平時作業(yè)共分四次，其中三次為理論部分、一次為實踐部分，實踐內(nèi)容為SDH光網(wǎng)絡點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆抡鎸嶒?。對學生的要求是除了完成實驗報告之外，還需提交一份論文，論文內(nèi)容為針對實驗環(huán)節(jié)的所有過程（包括設備配置、數(shù)據(jù)傳輸、測試環(huán)節(jié)）的認識和總結。這種考核過程深受學生歡迎，并且使得實踐部分內(nèi)容不會超過總評成績的30%，滿足在校學生在校學習應以理論學習為主、以實踐學習為輔的原則。
4.結束語
本文針對“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程理論與實踐的相關性，并據(jù)此對“光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程的實踐性教學進行了具體設計，包括教學內(nèi)容細分、實踐部分的呈現(xiàn)形式、教學評價體系等，為通信類課程的教學采用理論與實踐相結合的方法提供了可借鑒的參考案例。此外，本文選擇 “光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡”課程為例進行的教學設計研究，目的是為了找出通信類課程的實踐性特點的共性，可以通過教學設計，改善學生滿堂灌的學習狀態(tài)，通過多種方式完成教學內(nèi)容，讓學生真正學以致用。
參考文獻：
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）14-00-02
近年來，我國信息技術飛速發(fā)展，帶來了信息科技與技術高速發(fā)展的時代。信息科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點是光纖通信技術，它是一門飛速發(fā)展的技術學科。為了適應信息科技飛速發(fā)展和通信行業(yè)對人才需求的變化，我國許多高等學府都設立了光電信息通信類的專業(yè)。這些專業(yè)都以光信息科學技術為核心。光信息科學是一門綜合性很強的學科，它包括光子技術、電子技術、通信技術和信息技術等。
光纖是大量信息傳輸?shù)闹匾浇楹腿藗儗崿F(xiàn)信息獲取的重要途徑。因此，在其專業(yè)課程的設置中，專業(yè)的核心主干課程應為光纖類課程，它既是專業(yè)類課程也是學科上的特色課程。我國高等學府對光纖傳輸?shù)奈锢砘A和光纖技術的應用進行全面的闡述并都設置了光纖類學科的課程。但是，由于光纖類學科課程在教學內(nèi)容、課程設置上與社會所需人才培養(yǎng)上存在著一些問題，致使此類學科的改革刻不容緩。
1 光纖類學科課程體系的構建
當今社會經(jīng)濟、政治都發(fā)生了深刻的變化以及科技飛速的發(fā)展導致光電通信行業(yè)對人才的需求越來越多樣化。多樣化的人才需求促使我國的高等教育要實行改革，要向基礎化和綜合化的方向不斷地發(fā)展。在人才培養(yǎng)上要加強專業(yè)基礎理論的設置、擴寬專業(yè)口徑的學習和素質(zhì)教育。要實現(xiàn)寬口徑、厚基礎、強素質(zhì)、廣適應的信息人才的培養(yǎng)[1]。
1.1 光纖光學是獲取信息的物理基礎
專業(yè)的基礎學科是培養(yǎng)過程中傳授學科的基礎知識，是高等教育的基本工作。在人才培養(yǎng)的過程中高等學府設置基礎課程“光纖光學”，為學生提供寬厚的光導纖維的基礎理論知識，討論傳輸?shù)哪Ｊ嚼碚摗⒛ｑ詈侠碚摵凸饫w的傳輸特性。在這門專業(yè)基礎課程的教學中，我們要著重強調(diào)基本理論的講解?；纠碚撌钦麄€學科的基礎，在講解上要盡量運用實例進行分析，這樣才能讓學生更加透徹地了解基本概念。理論是應用的基礎，只有理論牢固，才能更好地學習以后的光纖技術應用的課程。
1.2 光纖通信和光纖傳感是光纖技術的應用
光纖技術從信息領域的角度考察，主要是設計兩個方面的內(nèi)容，即信息的傳輸和采集。信息的傳輸是屬于光纖通信技術，而信息的采集則是屬于光纖傳感技術。為了緊跟信息技術的發(fā)展，高等學府在教學設計和教學內(nèi)容的設置上，應隨著光纖信息技術的發(fā)展而發(fā)生變化。在課程設置上應有正確的定位，要通過光纖的基本原理和光器件原理對通訊網(wǎng)絡進行闡述和講解，使學生能夠掌握光纖通信的基本原理。只有在原理的基礎上方能夠?qū)π畔⒌膫鞑ズ筒杉猩羁痰睦斫??？傊谡n程的設置上要把握研究光信息科學發(fā)展的基本規(guī)律與技術專業(yè)人才培養(yǎng)的機制，要以科學的方法為基礎，更要把握國內(nèi)外光纖類學科設置的現(xiàn)狀、問題以及趨勢，調(diào)整光纖類課程的結構體系，建立起基礎性強、可操作性強的光纖類學科課程體系[2]。
2 教學課程內(nèi)容的組織和融合
光纖通訊的人才是具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)、高能力的復合型人才。在光纖系列課程的設置上要針對以上特點并根據(jù)光電信息專業(yè)人才所需的知識、技術和能力從整體的高度打破傳統(tǒng)的教學模式和課程體系，根據(jù)行業(yè)所需的人才設置光纖類學科課程，進而將其具體化。此外，還應該解決原來各課程中對單一對象和知識進行整合的問題，避免其內(nèi)容的重復化，重新建立課程結構體系和內(nèi)容，將教學的內(nèi)容有機的結合，使其更加豐富。
2.1 理論教學內(nèi)容的設置
由于光信息科學的發(fā)展有著自身的規(guī)律，在光纖通訊的課程的設置上要符合這一規(guī)律。在課程設置上要將光纖結構知識模塊化，只有將其具體的模塊化才能更加清晰地進行課程設置，具體分為以下模塊：光纖傳輸理論模塊、光纖特性模塊、光纖器模塊、光纖通信原理模塊、光纖通信技術模塊、光纖傳感原理模塊和光纖傳感應用模塊。見表1。
通過對光纖光學、光纖通訊原理與技術、光纖傳感測試技術等三個課程的教學內(nèi)容進行重新的組織和編排，使這三個課程相輔相成，形成一體。在對各個課程體系安排的同時要對每個課程的側重點進行明顯的突出，使其做到特點鮮明、協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
2.2 實驗教學內(nèi)容的設置
現(xiàn)代人才的培養(yǎng)不僅要強調(diào)基礎知識、對其創(chuàng)新意識和動手能力都有著一定的要求。實踐教學過程已經(jīng)成為理工科培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)。光信息學科是一門理論與技術相結合的新型學科，對于教學內(nèi)容的設置上既要有理論知識，同時也要重視實驗教學項目。在實驗課程的設置上，好的實驗儀器是必不可少的，如應配備光纖熔接機、光時域反射儀、光纖信息及傳感實驗系統(tǒng)等[3]。
（1）光纖基礎操作實驗。光纖基礎實驗是學生要掌握的基本實驗內(nèi)容。在實操時要在一定程度上能操作整個實驗，這是這個學科實操的重點?；静僮鲗嶒炇侵福汗饫w數(shù)值孔徑的性質(zhì)和測量實驗；管線傳輸耗損性質(zhì)與測量實驗、光源與光纖耦合方法實驗、光纖可調(diào)衰減器特性實驗、光纖隔離器特性及參數(shù)實驗、半導體激光器和發(fā)光二極管特性測試實驗、模擬信號光纖傳輸實驗、數(shù)字信號光纖傳輸實驗等基礎的實驗項目。這些實驗都是本學科的基礎，對學生了解光纖的基礎知識有著重要的幫助，應將其內(nèi)容設置到教學的課程中，要求學生能夠掌握。
（2）特種光纖及模式功率分布傳感原理實驗、光纖分束器參數(shù)及MZ干涉儀原理實驗、光纖傳感的壓力測量實驗等。這里技術光纖技術實驗的內(nèi)容都為必修的實驗內(nèi)容。
在實驗的操作中學校要給學生提供方便，對儀器的操作教師都應盡量地進行實際的指導，并對實驗室進行全面開放，幫助學生進行仿真模擬實驗。還可以根據(jù)學生的特點和興趣點，選擇一些實驗項目或者以組單位自己搭建實驗系統(tǒng)，這樣不僅能夠提高高校儀器是使用率，更重要的是培養(yǎng)學生做實驗的興趣和提升學生實際操作的能力[4]。
綜上所述，光纖通訊是一個綜合性強的學科，對理論和實際操作的能力都有著一定的要求。我們在該學科的設置上要符合光信息科學發(fā)展的基本規(guī)律，還要結合光信息科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)的機制。更要把握我國光纖教學現(xiàn)狀以及問題，根據(jù)實際情況，構建適合光纖類課程的結構體系。在整個課程的設置方面要強調(diào)基礎、突出應用。要將理論基礎與實踐教學相融合，同時教學改革思路也要遵循該原則對整個課程進行設置。要加強實驗環(huán)節(jié)，要運用多種教學手段進行創(chuàng)新教育，使學生對原理知識理解的同時，努力提高對應用環(huán)節(jié)的操作，培養(yǎng)其動手的能力，使其學以致用。同時要有特色的教學內(nèi)容，讓學生對光纖通訊技術產(chǎn)生興趣，把枯燥的知識變得有趣，使其適應社會的需求。
參考文獻：
[1]敖,馬春波,朱勇,敖發(fā)良.光纖通信課程教學改革探討[J].廣西教育,2012(11):37-38.
教學團隊探究講課藝術，改進課堂教學方法，提高授課的互動性，啟發(fā)學生以“科學研究”的思維思考課本中的知識。教學內(nèi)容上，注重教學內(nèi)容的科學性、先進性、新穎性與啟發(fā)性，及時更新充實教學內(nèi)容；同時制作較高質(zhì)量的多媒體課件，通過文字、圖片以及動畫等多種形式豐富課堂教學。
2.實例研討作穿插
課堂授課適時引入生活中常見實例，如光纖入戶、高清視頻點播技術等，由此展開研討式教學。通過對生活中實例的分析，把抽象的理論變成具體的實際，以此切入并開展課堂討論，激發(fā)學生興趣。同時，針對實例為學生提供課后實踐，使其對問題的理解更深入。
3.熱點問題當點綴
結合當前的光纖通信的熱點問題，如光纖通信網(wǎng)的安全性、全光網(wǎng)等問題，對熱點問題進行深入剖析，形成與課程相配套的實例資料集，對熱點問題開展課堂討論調(diào)動學生積極性，以小組為單位鼓勵學生進行問題分析總結、講解，并鼓勵學生撰寫小論文，以此激發(fā)學生的學習興趣，提高學生自主學習和獨立思考的能力。。通過研討式教學，學生良好的思考習慣建立起來，學習態(tài)度由被動轉為主動，實現(xiàn)了學習過程的立體化。
二、研討式教學效果分析
相對于傳統(tǒng)灌輸式教學方式，研討式教學建立了融洽的師生關系，激發(fā)了學生的創(chuàng)造欲望。研討式教學為每一位學生發(fā)揮個性提供了良好的平臺，學生的個性得到尊重，創(chuàng)新意識和能力得到解放，學生更加積極主動的觀察思考。在師生關系上，實現(xiàn)了從主客關系到主主關系的轉變；在教學目標上，實現(xiàn)從“授人以魚”到“授人以漁”的轉變；教學方式上，實現(xiàn)從“講授式”到“研討式”的轉變；在教學形式上，實現(xiàn)從“一言堂”到“群言堂”的轉變；在教學評價上，實現(xiàn)從“一張試卷定高下”到按學生的實際表現(xiàn)和能力來綜合評定成績的轉變。研討式教學實現(xiàn)了對學生各方面能力的全面培養(yǎng)，其中包括學生的自學能力、思維能力、表達能力、創(chuàng)新能力等等，達到真正提高學生綜合素質(zhì)的目的。
隨著“大學生就業(yè)難”問題的日益突出，中國高等教育面臨嚴峻的考驗。越來越多的人開始質(zhì)疑，高等學校到底能不能培養(yǎng)出適應社會需求的有用人才。造成這種局面的原因很多，其中主要的原因有三點[1]：高校專業(yè)設置與快速變化的市場需求有一定差距；知識陳舊，轉化率低；現(xiàn)行教育過于追求知識體系，缺乏加強學生實踐能力培養(yǎng)的有效手段，扼殺了學生的創(chuàng)造精神。企業(yè)對各類專業(yè)技術人才和管理人才的需求變化速度遠高于高校專業(yè)培養(yǎng)人才培養(yǎng)速度，形成了人才供需市場配置的時間差[2]。只有在國家教委的有效指導、調(diào)控才能緩解此矛盾。青島農(nóng)業(yè)大學自2004年開始了全校性的實踐教學改革活動，2007年，進入“強化實踐技能，和市場接軌”的實踐教學改革的第二階段。
1 通信工程專業(yè)實踐教學現(xiàn)狀
實踐教學是課程教學的重要組成部分，是鞏固理論教學成果的重要環(huán)節(jié)。通過實踐教學，使大學生深刻體會蘊涵在各門課程中的科學精神和揭示事物本質(zhì)規(guī)律的內(nèi)容，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新精神和實踐能力[3]。學校要求把實踐教學落實到每一個學院、每一門課程和每一位教師，體現(xiàn)在專業(yè)培養(yǎng)計劃、課程教學大綱和教師的崗位職責中。經(jīng)過第一階段的改革，我校實踐教學安排已經(jīng)達到教育部在高校評估中規(guī)定的優(yōu)良標準。
通信工程實踐教學環(huán)節(jié)主要包括課內(nèi)實驗、課程設計、畢業(yè)設計（論文）等。專業(yè)課中有85%以上的課程開設了實驗課，專業(yè)選修課的實驗課開設率近80%。理論課學時和實驗課學時之比約為6：1。課內(nèi)實驗分為驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗。驗證性實驗，要求學生在掌握理論知識的基礎上通過實驗設備驗證理論知識的正確性。綜合性實驗強化對已學知識的綜合運用能力和分析、解決較復雜實際問題的能力。設計性實驗使學生掌握基本的設計方法及調(diào)試方法，拓寬知識面。通信專業(yè)有綜合性、設計性實驗的課程占有實驗課程的比例≥85%。根據(jù)專業(yè)課的學習要求和應用性不同，部分課程除了開始課內(nèi)實驗，還設置了相關的課程設計。課程設計培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力，題目綜合性強，所用的知識是課堂所學理論的延伸，促進了學生培養(yǎng)自學能力。畢業(yè)設計（論文）是訓練學生獨立進行科學研究重要環(huán)節(jié)。通過進行畢業(yè)設計（論文），可以使學生了解科學研究的過程，從需求分析、功能設計到具體實現(xiàn)，直接參與科學研究工作的全過程及其各環(huán)節(jié)，是一次系統(tǒng)的、全面的實踐機會。
2 通信工程專業(yè)實踐教學中的不足
雖然目前通信工程專業(yè)的實驗和實習安排為提高學生實踐能力提供了有利保障，但是在具體操作過程中仍存在一定問題。
通信工程專業(yè)的硬件實驗較多，絕大多數(shù)硬件實驗利用實驗箱完成。用實驗箱做實驗有以下缺點[4]：一、大多數(shù)實驗箱開發(fā)廠本文由收集整理家都能根據(jù)授課的重點設計實驗內(nèi)容，但是實驗箱把功能模塊都集成封閉起來，讓學生不能接觸信號處理的各個環(huán)節(jié)；二、實驗箱比較適合驗證性實驗，由于實驗箱的功能模塊固定，所以能作的綜合性、設計性的實驗項目比較有限，不利于學生創(chuàng)新、設計能力的培養(yǎng)；三、利用實驗箱所作的實驗內(nèi)容較陳舊，與生產(chǎn)脫節(jié)大，不能達到注重實踐和提高學生素質(zhì)教育的目標。
部分專業(yè)課之間聯(lián)系比較緊密的，課程之間的這種密切聯(lián)系目前在實驗、實踐課程中體現(xiàn)的還遠遠不夠。一門課中學到的原理可能應用在多門課中。例如《信號與系統(tǒng)》中講到的著名的nyquist采樣定理是《數(shù)據(jù)壓縮》、《通信原理》中數(shù)據(jù)采用基本依據(jù)，采樣電路的硬件實現(xiàn)方法又在《微機原理》、《高頻電子線路》等課程有不同的實現(xiàn)方案。讓專業(yè)課的知識融合貫通有利于學生綜合能力的培養(yǎng)，這也是實踐教學改革的內(nèi)容之一。
3 改革實踐教學的具體措施
3.1 繼續(xù)推進課程內(nèi)實驗教學改革
課程內(nèi)實驗主要分為驗證性實驗和綜合、設計性實驗。在保證一定學時的驗證性實驗以促進學生對課堂上傳授的基礎理論的掌握之外，改革部分實驗中的綜合、設計性實驗內(nèi)容，使之于實際應用結合地更加緊密。例如《程控交換原理》中設計性實驗是數(shù)字時分接線器編程，實驗目的是了解數(shù)字時分接線器的編程方法，熟悉t接線器的工作方式，其它實驗都是驗證性實驗?？梢哉{(diào)整實驗安排，加上“程控交換機電話用戶開戶”、“分別用1號信令或7號信令傳輸話務”、“對比建立局內(nèi)呼叫和局間呼叫的不同”等在電信局業(yè)務中實際用到的各種操作作為選做實驗。
3.2 增加綜合多門知識的實踐教學環(huán)節(jié)
通信工程主要學習通信系統(tǒng)中所涉及的各方面知識。通信系統(tǒng)主要解決信息如何從信源端經(jīng)信道傳到信宿端。擴展高低頻電子線路課程設計的內(nèi)容，加入《通信原理》、《信息論》的內(nèi)容，把信源編碼、無線信號的傳輸、信宿解碼實驗綜合在一起。結合信息傳輸?shù)膶嶋H過程，加設多平臺通信綜合實習。該實習主要內(nèi)容是利用程控交換機、光纖通信設備、綜合業(yè)務數(shù)字平臺和無線基站實現(xiàn)模擬電話業(yè)務、計算機網(wǎng)絡業(yè)務、無線通業(yè)務的傳輸。在解決這一問題時，涉及到了程控交換、計算機網(wǎng)絡、無線通信、光纖通信等多學科知識，能充分調(diào)動學生學習思考的主動性。這些業(yè)務在實際生活中占有較大的市場，與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密。通過了解、學習此類業(yè)務，能夠增強學生的市場適應能力。
3.3 加快實習基地的建設
雖然通信工程專業(yè)配有校內(nèi)專用的實訓中心，在實訓中心可以模擬一些簡單的通信業(yè)務，但是由于資金和規(guī)模限制，學校的設備比使用中的設備要簡單，處理的業(yè)務類型也不夠豐富。學生通過到工作現(xiàn)場考察，能夠?qū)W習通信運營的常見業(yè)務。目前，通信工程的實習基地還很少，不能滿足學生熟悉生產(chǎn)的需要，所以加快校外實習基地的建設成為學生學習生產(chǎn)技能的重要途徑。
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0065-04
一、引言
光纖傳感技術是一門基礎理論與工程應用緊密結合、理論與實踐能力并重的系統(tǒng)學科，既要求學員有扎實的光學、電學基礎，又要求學員能夠擺脫課本的束縛、根據(jù)實際工程應用靈活運用已學到的知識。為適應這一形勢，2006年以來，我們針對技術類本科生、軍事指揮類本科生、碩士研究生和博士研究生的不同特點和未來適應部隊工作的不同要求，建立了光纖傳感技術系列課程。
作為一門應用學科，“學以致用”是光纖傳感技術系列課程的特色之一。為此，課程建設非常注重學員對課程知識的實踐應用能力培養(yǎng)，在教學實踐中，結合課程特點和授課對象的學習特點，大力推進教學方法與手段的研究改革，在多層次一體化課程體系建設、教學方法與手段改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、教師隊伍建設等方面取得了較大成績，下面分別進行介紹。
二、光纖傳感技術多層次一體化課程建設
我校早在上世紀90年代就開設了《光纖傳感技術》課程，并作為光纖傳感專業(yè)研究生的必修專業(yè)基礎課，為培養(yǎng)光纖傳感技術人才起到了不可替代的作用。然而隨著光纖傳感技術在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中的應用越來越廣泛，部隊對光纖傳感專業(yè)的人才數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高。我校原有的只針對研究生展開的《光纖傳感技術》課程已經(jīng)遠遠不能適應培養(yǎng)部隊所需人才的緊迫要求。從2004年開始我院開始醞釀對光纖傳感技術課程進行深入改革，將授課對象拓展到全校本科生和本院研究生，并從2006年開始實行。經(jīng)過6年多的系統(tǒng)建設，最終建立起了完備的多層次光纖傳感系列課程。
由于本科生和研究生、本專業(yè)和非本專業(yè)學員、技術類和軍事指揮類學員的知識基礎和應用方向差異太大，如何科學劃分課程層次、清晰明確課程內(nèi)容、準確定位課程目標是光纖傳感系列課程建設的重點和難點。
在廣泛調(diào)研軍隊需求、不同類別學員的知識積累和興趣及國內(nèi)外學校同專業(yè)的課程設置基礎上，我們建立起了分別面向本科生和研究生、技術類和軍事指揮類、本院專業(yè)和全校學員的光纖傳感系列課程。新增了技術類《光纖傳感技術》、軍事指揮類《光纖傳感技術》，面向全校本科生專題研討課《基于虛擬儀器的光纖傳感技術》三門課程，原有針對研究生的《光纖傳感技術》則改為《光纖傳感系統(tǒng)》[1，2]。
（一）建立起針對本院技術類本科生的《光纖傳感技術》課程內(nèi)容體系，以“扎實廣泛的技術基礎為核心，典型的系統(tǒng)應用為亮點”
考慮到授課學員在學習本課程之前已經(jīng)在《光纖通信》、《光電檢測技術》等課程中對光纖和光纖器件等有初步了解，在本課程中首先介紹光纖傳感技術的概念和內(nèi)涵，然后針對光纖傳感系統(tǒng)的特點，介紹光纖、光纖器件、光纖傳感原理和光纖傳感信號解調(diào)原理。這四部分內(nèi)容涵蓋了強度型、偏振型、波長型、相位型和分布式光纖傳感的系統(tǒng)構成、傳感原理和關鍵技術，為光纖傳感基礎知識，具有信息量大、知識點多、覆蓋范圍廣泛的特點；最后以2-3種典型的光纖傳感系統(tǒng)為例，向?qū)W員示范在系統(tǒng)中如何對基礎知識進行靈活應用，啟發(fā)學員根據(jù)學到的基礎知識來分析理解新型光纖傳感系統(tǒng)。
（二）研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程以“系統(tǒng)應用技術為核心，系統(tǒng)設計為亮點”
與原有的研究生《光纖傳感技術》相比，新的課程內(nèi)容和標準進行了大幅度的改革，突出“系統(tǒng)應用”，大幅度削減了光纖傳感基礎知識，而是以四大類典型光纖傳感系統(tǒng)為授課重點。課程中的四大類典型光纖傳感系統(tǒng)選取了目前應用最為廣泛或技術難度較高的光纖水聽器系統(tǒng)、光纖陀螺系統(tǒng)、分布式光纖傳感系統(tǒng)和光纖光柵傳感系統(tǒng)，針對每一類對其應用背景、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)指標和關鍵技術進行詳細分析，構建課本知識到實際工程應用的技術橋梁。在講解完每一類典型光纖傳感系統(tǒng)后，特別設計了光纖傳感系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)，要求學員以分組的形式，根據(jù)特定應用背景設計出光纖傳感系統(tǒng)，闡明系統(tǒng)特色和關鍵技術。
課程調(diào)整所面臨的最大難題在于：學習本課程的研究生既包括本校本專業(yè)的學員，也包括來自于外院和外校的本科非光信息專業(yè)的學員。對于前者，通過本科生階段的《光纖傳感技術》學習已經(jīng)具備了良好的基礎，在新課程學習中應盡量避免內(nèi)容重復；對于后者，直接學習典型光纖傳感系統(tǒng)中的關鍵技術存在一定難度，需要對光纖傳感基礎知識進行介紹。為此，在研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程中，首先設定了3個課時對光纖傳感基礎知識進行回顧和總結，并點明各部分基礎知識所涉及的參考書。同時由于使用了與本科生《光纖傳感技術》課程同一系列的教材，為解決學員基礎參差不齊的難題提供了有效的解決辦法，而面向全校的《基于虛擬儀器的光纖傳感技術》則為畢業(yè)于本校其他專業(yè)的研究生學員提供了學習本課程的基礎。
（三）軍事指揮類本科生的《光纖傳感技術》課程以“完善學員知識結構為重點，突出軍事應用特色為亮點”，為學員提供裝備相關知識基礎
課程針對軍事指揮類本科學員培訓的主要目標，將軍事指揮類本科生《光纖傳感技術》課程的主要任務確定為拓展軍事指揮類學員的知識面，完善知識結構，了解最新軍用傳感器技術，一方面可以充分發(fā)揮我軍現(xiàn)有裝備的作戰(zhàn)效能，另一方面可以掌握外軍作戰(zhàn)手段，有效克敵制勝。課程簡化了基礎知識部分內(nèi)容，擴充了典型光纖傳感部分，特別是注重光纖水聽器、光纖陀螺和分布式光纖傳感器在軍事中的應用，并拓展光纖水聽器在聲納系統(tǒng)應用中的相關知識，讓學員在進行工作崗位后可以更快的掌握相關裝備的使用和維護。
（四）面向研究生的《虛擬光纖傳感技術》以“引導學員自主學習為核心，激發(fā)學員獨立思考為亮點”
課程以光纖傳感技術中相干檢測技術為背景，以虛擬儀器技術為手段，通過一個具體實例為研討對象，讓學員一邊學習新知識，一邊動手做實驗，一邊學會自主學習。課程首先在學員高中已經(jīng)具備的光學知識基礎上講解干涉型光纖傳感的基本內(nèi)容，然后引導學員自習LabVIEW虛擬儀器語言，通過研討學習心得讓學員掌握LabVIEW基本知識，最后要求學員利用所學知識和工具完成光纖傳感中一個典型信號處理問題。整個課程以學員自己動手動腦為主，精選了一門易學好用的虛擬儀器語言LabVIEW，使學員可以在四到五次課的時間內(nèi)學會，并結合光纖傳感技術系列課程的建設成果，讓學員可以在課程上針對典型的干涉型光纖傳感系統(tǒng)進行信號處理實驗，一方面提升了學員的學習的積極性，另一方面加強了學員的自信心，并為學員以后的創(chuàng)新實踐奠定了基礎。
三、教學方法與手段改革
在教學過程中，在教學方法和教學手段上也進行了一系列的改革，使用了大量的新技術、新手段、和新的教學方式。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）充分運用科研成果和虛擬儀器技術的特點，增加了大量的課堂演示實驗環(huán)節(jié)
在光纖傳感技術系列課程中引入堂演示實驗，對于加深學員對知識的理解效果最為明顯。在課程建設中，充分利用所在實驗室在光纖傳感技術研究上的優(yōu)勢，在每門課程講授中都加入了1～2個課堂演示實驗。
與專門的實驗課不同，課堂演示實驗的側重點在實驗效果上，通常都是完整的光纖系統(tǒng)，包括光源、光傳輸鏈路、光接收模塊、顯示模塊等等，并注重演示效果。以往的光纖系統(tǒng)雖然功能性明顯，但結構復雜。近年來，課題組所在的實驗室在光纖傳感系統(tǒng)的工程可靠性研究上投入了大量精力，一些便攜式高可靠性的光纖傳感集成模塊在科研項目中得到廣泛應用；這些科研成果的突破使得在課堂上演示一些復雜的光纖傳感系統(tǒng)實驗成為可能[5]。另一方面，由于虛擬儀器技術在光纖傳感技術中的廣泛應用，復雜的信號解調(diào)可以通過電腦直觀的顯示在課堂多媒體系統(tǒng)中，“所見即所得”的方式使得課堂演示實驗的效果非常直觀和可信。以研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程為例，我們選取了光纖光柵應變系統(tǒng)作為課堂演示實驗內(nèi)容。在硬件上，這套系統(tǒng)的光收發(fā)模塊為集成化的便攜式光纖光柵解調(diào)儀，采用法蘭盤對接可串接起多個光纖傳感陣列；而復雜的信號解調(diào)系統(tǒng)則全部通過虛擬儀器技術在電腦上軟件實現(xiàn)，解調(diào)結果直接顯示在電腦程序界面中。通過這套系統(tǒng)，我們完整地演示了光纖傳感器設計、光纖傳輸鏈路構成、復用光纖傳感網(wǎng)絡、和光纖傳感信號解調(diào)等多項知識內(nèi)容，學員普遍反映通過這一演示實驗對光纖傳感系統(tǒng)有了清晰深刻的了解。
（二）借鑒國外大學相關專業(yè)的教學模式，在考核中引入小型綜合設計環(huán)節(jié)，充分考察學員的綜合素質(zhì)
課題組的兩位教員具有國外留學的經(jīng)歷，在課程建設中充分參考國外大學在光纖傳感技術課程的教學方法，在作業(yè)環(huán)節(jié)引入小型光纖傳感綜合設計內(nèi)容，并將其作為課程考核評價標準的一部分，實現(xiàn)對學員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和考核評價。
光纖傳感綜合設計參考了香港理工大學和英國南安普頓大學的教學經(jīng)驗，以對知識的綜合運用為主要考察目標。本科生光纖傳感技術采用適當?shù)木C合設計題目難度，重視對知識融會貫通和綜合應用能力的考察，一般在授課過程中只進行1次；研究生除了要求基礎知識綜合應用能力，更注重對實際工程應用系統(tǒng)的完整性和前沿問題的拓展性考察[6]，一般則開設2～3次。綜合設計作業(yè)由學員分組完成，小組內(nèi)成員根據(jù)資料調(diào)研、方案設計、報告撰寫等工作內(nèi)容的不同進行明確分工，并推選一位組員參加課堂專門設置答辯環(huán)節(jié)。
（三）針對授課內(nèi)容的層次劃分和授課對象的學習特點，科學合理設置研討專題
研討式教學我校近年來大力推廣的教學方式之一。由于光纖傳感技術具有經(jīng)典與前沿相結合、理論與工程應用相結合的特點，在系列課程建設中，課題組在原有研究生《光纖傳感技術》的研討式專題內(nèi)容基礎上，進行了深入的思考和大膽的拓展，將課程中的研討專題劃分為三大類：經(jīng)典理論知識的研討、前沿研究的研討和學位論文研究方法的研討。
經(jīng)典理論知識的研討要求學員在授課之前對相關內(nèi)容進行預習，并在課堂上對全體學員講解自己對該問題的理解。如在進行“光纖干涉儀傳感系統(tǒng)”的授課時，要求學員預習時弄明白兩個問題：什么是隨機相位衰落？什么是偏振誘導信號衰落？進行研討時不要求學員對這兩個問題進行深入剖析，但要求學員用精煉的語言闡明問題的物理含義。學員普遍認為這種研討專題不是特別復雜，通過預習教材即可，但大部分學員會準備PPT課件，且自愿上講臺講述的學員一般在以往的學習過程中接觸過與該專題相關的研究工作，因此在其課件上還會加入自己以往的工作、自己對該問題的擴展認知及自己尚未弄明白的問題等。這種教學效果是在深入了解學員的知識積累基礎上，通過巧妙設置研討專題取得的。
前沿研究的研討要求學員進行大量的資料查閱，特別是光纖傳感前沿研究課題的查閱。對于某一個問題，由于課堂講授的時間受限或者教材中沒有系統(tǒng)的描述，對該問題的課堂講授可能不夠全面，在這種情況下，教師會提供相關信息，要求學員查閱該文獻并進行精讀，然后在課堂上進行研討。這種研討專題分為兩種：一種是教師提供明確的檢索信息，由學員查閱到該文獻后精度文獻，分析文獻的精華及不足；另一種則是教師提供所要解決的問題，由學員對該問題進行解讀，提煉關鍵檢索信息，進行檢索后，對檢索文獻進行初步分析，總結該問題的研究現(xiàn)狀。學員反映這種研討專題的難度稍大于第一種，但一般稍花時間都能解決。
學位論文研究方法的研討目的在于：無論是本科生還是研究生，在學習完相應的光纖傳感技術課程后馬上就要投入到學位論文工作中。通過對這類問題的研討，學員逐漸掌握了在未來從事學位論文研究中必須具備的研究方法，這類的研討主要培養(yǎng)學員的仿真計算能力和光纖傳感系統(tǒng)的設計能力。例如在講授完光纖光柵的基本理論之后，學員反映耦合模理論的公式很繁瑣，難以一眼看出其中的物理特性，為此，我們安排了相關理論的仿真計算研討，要求學員根據(jù)課堂講授的公式進行理論仿真，計算光纖光柵反射光譜，并繪制帶寬、反射率等關鍵參數(shù)隨著光柵參數(shù)的變化曲線。學員在課堂研討時要講述自己的關鍵參數(shù)設置和仿真結果。通過這種研討方式，學員對光纖光柵的反射譜特性建立了深入的了解，效果遠遠好于課堂直接講授相關結論。
根據(jù)光纖傳感課程層次劃分，不同的光纖傳感技術課程對三種研討專題的應用程度也不相同，本科生的光纖傳感技術課程以經(jīng)典理論知識的研討為主，并設置1～2次前沿研究的研討；研究生的光纖傳感技術課程則以前沿研究的研討專題和學位論文研究方法的研討專題為主，對特別重要的概念設置少量經(jīng)典理論知識的研討專題。
四、以光纖傳感技術課程為支撐的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)
光纖傳感技術的應用范圍極廣，一套實用的光纖傳感系統(tǒng)可以很龐大很復雜，也可以很小巧靈活。針對這一特點，課題組教師在學院本科生和研究生的各項教學活動中，積極開展與光纖傳感技術相關的各項活動。
針對本科生的光纖傳感技術系列課程，在授課結束后，在光電設計大賽、畢業(yè)設計等教學活動中開設了大量關于光纖傳感技術應用的課題，引起學員濃厚的興趣和廣泛的參與熱情。一方面，參與光纖傳感技術相關的本科畢業(yè)設計學員數(shù)量大幅度提高。以技術類本科畢業(yè)設計為例，2013、2014年參與光纖傳感技術相關課題的學生均達到光信息專業(yè)學員總數(shù)的50%以上。另一方面，學員完成課題的質(zhì)量也得到大幅度提升，近年來有8名本科生獲得學校創(chuàng)新資助，從側面反映出光纖傳感技術課程教學效果的日漸提高。這些競賽成果也作為評價授課效果的標準之一，并將學員在課外延拓活動中的效果和意見及時反饋到教學過程中[3，4]。
針對研究生的光纖傳感技術系列課程，一方面鼓勵學員在課程學習的基礎上努力拓展研究深度，在光纖傳感研究領域不斷創(chuàng)新。在課題組所在實驗室所培養(yǎng)的研究生中，有3名研究生獲得學校創(chuàng)新資助，1名研究生獲得湖南省創(chuàng)新資助，其課題都是光纖傳感領域的研究重點和難點。此外還有5項研究生參與申請的光纖傳感技術相關專利；另一方面，鼓勵學員積極參與到與光纖傳感技術相關的科研項目中，在實際工程環(huán)境中對課程知識進行融會貫通。目前在光纖信息專業(yè)的畢業(yè)研究生中，參加過光纖傳感相關的湖上或海上試驗的學員達到95%以上，為其真正走向工作崗位后充分適應部隊對光纖傳感技術人才的需要積累了寶貴的經(jīng)驗。
五、高素質(zhì)教師隊伍建設
作為教育的重要媒介，教師是活動中的主要因素。教員整體素質(zhì)的高低，直接影響著教學質(zhì)量的高低。因此，建立一支教學水平高、結構合理的高素質(zhì)師資隊伍顯得尤為重要。
（一）從教學和科研兩個方面錘煉教師隊伍，使教師的教學水平和科研能力相互促進共同提高
科學研究是教師工作的重要組成部分，是提高教學水平的重要手段，也是提高自身素質(zhì)的重要途徑。對于光纖傳感技術系列課程而言，學即能致用是其重要特點之一，教學和科研的相互促進作用尤為明顯。課題組全部教員均參加了多個重大科研項目。通過重大科研項目的歷練，教員的學術水平得到很大的提高，一方面教員接觸了學術前沿，開拓了學術視野，經(jīng)歷了科研實踐，在課堂教學中自然會將科研最新成果、專業(yè)發(fā)展動向帶進課堂，另一方面，教員在參與重大科研項目時對光纖傳感的技術內(nèi)容有了更加深刻的認知，對于在課堂上清楚明白的講好各個知識點至關重要。同時，通過教學活動中對課程內(nèi)容的反復推敲及與學員之間展開的研討交流，可以加深教員對技術環(huán)節(jié)的領悟，甚至激發(fā)教員的靈感。通過在科研和教學兩個方面同時錘煉，促進教師知識更新和自身進步，提高教師的創(chuàng)新能力和教學質(zhì)量，將真正做到科研教學一體化。
（二）鼓勵教員進行對外交流，充分借鑒國內(nèi)外同類專業(yè)課程的教學經(jīng)驗
課題組有兩名教員具有國（境）外留學經(jīng)歷，其他教員也多次參加國內(nèi)外的學術活動和教學活動交流，在課程建設過程中充分利用了這一優(yōu)勢。在教員已經(jīng)帶回的國外大學教學經(jīng)驗的基礎上，鼓勵教員在回到學校后仍然定期與留學單位交流，及時獲取留學單位最新的課程設置和教學安排信息，并通過交流，不斷補充自身的不足，更新課程內(nèi)容，豐富教學手段，提高自身教學水平。在對外學術活動交流中，有意識的了解其他院校同類專業(yè)課程的教學情況，對于感興趣的單位積極主動與對方聯(lián)系進行實際考察?；钴S的對外交流活動極大地激發(fā)了教師的教學熱情，并不斷提高其教學水平。
（三）加強青年教師的教學技能培訓
目前，課題組教員是一支相對年輕化的隊伍，很多才剛剛博士畢業(yè)，青年教師充滿熱情，思想活躍，比較了解學員的思想，與學員進行交流方面具有優(yōu)勢。但是，他們大多沒有經(jīng)過系統(tǒng)的教學技能訓練，普遍缺乏教學經(jīng)驗。為了使青年教師盡快掌握教學技能，提高業(yè)務能力與水平，課題組指定認真負責、教學經(jīng)驗豐富的老教師擔當青年教師的導師，對青年教師實行“一對一”的“傳、幫、帶”指導，指導青年教師備課、編寫教案；采取措施督促教員投入足夠的精力。教員上崗前，必須經(jīng)過教研室、系所、學院三級試講，每次授課必須重新編寫教案、編寫課件、編制教學日歷；在教學過程中，教學指導委員會、督導組、院系領導經(jīng)常性聽查課，督促教學水平的提高。
通過從科研和教學兩方面錘煉教學隊伍，課題組教員自身水平得到了大大提高，多次在全軍和全校獲得教學優(yōu)秀獎，其中獲軍隊院校育才獎1人次，優(yōu)秀研究生導師獎3次，校本科“研究型”教學比賽三等獎1人次，校研究生教學優(yōu)秀三等獎1人次，教員在國內(nèi)教學期刊上發(fā)表高水平教學論文10篇，課題組已經(jīng)成為了一支能獨立承擔授課任務的高水平教師隊伍。
參考文獻：
[1]孟洲，胡永明，姚瓊，宋章啟.《光纖傳感技術》研究生課程改革探討[J].中北大學學報（社會科學版），2007，23（2）：98-100.
[2]孟洲，姚瓊，曹春燕，梁迅，張學亮.光纖信息技術本碩博系列課程體系研究與實踐探索[J].高等教育研究學報，2012，35（1）：50-53.
[3]周建華，邱琪，周曉軍，光纖通信實驗教學改革探討[J].電子科技大學學報社科版，2003，5（2）：89-91.
1.1通信必修課程模塊
主要課程：信號與系統(tǒng)、通信原理、電磁場與電磁波、高頻電子線路、嵌入式系統(tǒng)與應用、單片機原理及應用、計算機網(wǎng)絡等。形成能力：以信號與系統(tǒng)、通信原理為核心，加強通信技術基礎理論的學習，強化數(shù)字信號處理能力的培養(yǎng)；以通信信號與系統(tǒng)的分析與設計能力訓練為中心，掌握通信系統(tǒng)分析與設計的基本技能，使學生掌握現(xiàn)代通信技術的應用技能。
1.2專業(yè)選修課程模塊
主要課程：EDA原理及應用、數(shù)值計算與MATLAB、光纖通信、無線通信、現(xiàn)代電信交換、微波與天線、數(shù)字信號處理、工程制圖與CAD等。形成能力：以開闊學生視野，培養(yǎng)學生的復合能力為重點，通過一批反映通信技術發(fā)展前沿的課程，使學生了解現(xiàn)代通信技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。模塊化的建設強化了課程之間的理論體系，優(yōu)化了教學內(nèi)容，減少了課程內(nèi)容的重復，加強了實踐能力的培養(yǎng)，提高了教學效果。
2.實踐教學體系建設
根據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)要求，實踐教學體系建設以設計性、綜合性、創(chuàng)新性為重點，注重培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。把實驗教學的主導思想定位在注重基礎、加強應用、追蹤前沿、培養(yǎng)學生分析與解決問題的能力、提高學生就業(yè)競爭力上。提高實踐教學在整個教學活動中的地位，適量開設綜合性、設計實驗，在教學計劃中構建完整合理的實驗教學體系，注重實驗教學與其它實踐教學環(huán)節(jié)的銜接。加強課程綜合實驗或設計、專業(yè)綜合實訓和畢業(yè)設計(論文)等環(huán)節(jié)的管理和實施。通信工程專業(yè)是一個實踐性很強的專業(yè)，必須加強實驗、實踐教學，提高學生的實踐動手能力。構建專業(yè)實驗體系應遵循由簡單到復雜、由驗證型實驗到開放性實驗，由單一的實驗內(nèi)容到綜合實驗的基本思想。實踐教學(除畢業(yè)設計外)可分為5個層次：專業(yè)基礎課程實驗、課程綜合實驗、專業(yè)綜合實訓、畢業(yè)實習、課外學生科技創(chuàng)新。
（1）專業(yè)基礎課程實驗專業(yè)基礎課程實驗采取教師指定實驗內(nèi)容，在課內(nèi)學時固定時間分組完成的教學形式。
（2）課程綜合實驗綜合性實驗項目主要是針對通信專業(yè)課程中的某個功能模塊進行，主要培養(yǎng)學生分析單元電路、模仿設計功能模塊的能力，有以下幾種形式：
①驗證型實驗。學生在實驗中，不僅要測量實驗數(shù)據(jù)，觀測波形，同時要求分析電路組成、功能，畫出原理圖，分析掌握實驗用通信集成電路的使用，提高學生分析問題解決問題的能力。例如《通信原理與系統(tǒng)實驗》課程中的《時分復用實驗（TDM）》，要求學生了解時分復用的基本概念；掌握時分復用與解復用的原理框圖；掌握時分復用信號的組幀和拆幀的過程。
一、《現(xiàn)代通信概論》課程內(nèi)容安排
專業(yè)課程具有專業(yè)技術性，在內(nèi)容編排上沒必要面面俱到，太多太雜反而讓學生產(chǎn)生心理負擔，學習壓抑，有時還舍本求末，達不到應有的學習效果。在選擇教學內(nèi)容時要從基礎抓起，突出專業(yè)重點，理論性的東西不能介紹的太深，能清晰的分析出一般工作原理，讓學生既容易掌握又不會覺得枯燥乏味，努力為學生打造出一個既能輕松學習又能掌握知識技術的學習環(huán)境。
根據(jù)以上要求，教學內(nèi)容主要包括以下幾個方面：通信系統(tǒng)概述、電話通信、無線電通信、光纖通信、移動通信和計算機網(wǎng)絡。首先對通信專業(yè)的理論進行介紹，讓學生心中對此有個初步概念，再通過日常生活常見的公共電話通信與GSM系統(tǒng)向?qū)W生介紹電話通信與移動通信的原理及實際運用，掌握了這些基礎知識，學生也提起了學習的興趣，再由淺入深介紹無線電通信、光纖通信的技術知識。
二、課程教學面臨的主要問題
1、教學內(nèi)容跟不上實際運用的變化速度。當代社會的變化可謂是日新月異，通信專業(yè)技術也在不斷的發(fā)生著更新?！冬F(xiàn)代通信概論》在內(nèi)容上多以多以基礎性的東西為主，概念性強，對于外界不斷變化的實際情況不能做到同步更新，老師在教學時如果僅以書本知識來教導學生，會導致學生學到的知識技術不能與實際通信技術完美的結合。
2、實驗手段相對單一。很多學校由于教學設施沒有達到一定標準，在進行光電通信實驗時，并不能達到應有的要求，表現(xiàn)在實驗單元單一，不能系統(tǒng)的結合起來，現(xiàn)實驗證意義不強甚至有些關鍵實驗還不能開設，學生只能憑空想象，增加了學習難度與知識運用。
3、教學模式單一。興趣是動力的源泉。任何人要想在某個專業(yè)方面有所建樹，首先就是對此專業(yè)產(chǎn)生興趣，只有有了興趣才會有無限的動力去學習鉆研。對于學習那些專業(yè)性強，理論知識枯燥的學術來說，興趣更顯得重要。而在現(xiàn)實很多教學課堂中，老師并沒有很好的利用這個動力優(yōu)勢，在講解相關方面的知識時一刀切，沒有兼顧學生的學習需求，更沒有激發(fā)學生的學習興趣，導致學習效果不理想。
三、《現(xiàn)代通信概論》教學改進
1、授課方式由易到難。老師在授課時，應先從最基礎的知識開始，讓學生從最簡單的最根本的知識入門，使學生在學習時能對所學專業(yè)有系統(tǒng)的認知，夯實基礎，每一點知識都能很好的掌握，而不能囫圇吞棗。授課的時候，講解語言也要通俗易懂，盡量做到將抽象性的學習內(nèi)容變得形象具體，把枯燥的理論知識變成風趣有感彩的生動語言，這樣既能提高學生學習的興趣，集中上課的注意力，又能對所學知識深刻理解，有效掌握。
2、課堂設置懸念。老師在課堂上可以給學生多提出問題，而有些問題可以為學生解決，某些問題則不解決，讓學生自己去思考解決，一來鞏固所學知識，二來增加學生的求知欲，提高學習質(zhì)量。
3、充分利用多媒體教學?！冬F(xiàn)代通信概論》的內(nèi)容有很多是抽象的，需要靠想象去理解，我們在上課上可以通過多媒體將這些知識所要表達的意思表現(xiàn)出來。這樣既容易理解，又能保持對所學內(nèi)容印象深刻。
4、優(yōu)化、精簡授課內(nèi)容。通信技術是包括通信與計算機兩方面的專業(yè)技術，專業(yè)性很強，沒有一定基礎的學生很難有效掌握。而且學習這門課程的學生大多不是來自通信與計算機專業(yè)，對通信專業(yè)的知識基礎掌握的不多，為了讓這些剛接觸該學科的學生能有所收獲，對教學內(nèi)容一定要綜合考慮，精心選擇，做到既傳授專業(yè)知識，也能讓同學們有效掌握，促進學生學習的積極性。
四、結語
信息技術已經(jīng)成為人們生活中重要的組成部分，非凡的通信技術為我們給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，同時人們對于通信專業(yè)知識的了解也發(fā)生了很大的轉變。為了適應當代社會發(fā)展的需求，增加學生社會生活適應能力，各大高校針對性的增加了通信專業(yè)的課程，讓學生在課堂中學習，在學習中實踐，培養(yǎng)學生專業(yè)知識水平，為國家培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展能力的技術性人才。
參 考 文 獻
