通信工程專業(yè)光纖通信課程教學(xué)改革

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一、光纖通信教學(xué)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

光纖通信課程是一門多學(xué)科交叉滲透的專業(yè)課，其內(nèi)容綜合了通信、光波導(dǎo)和半導(dǎo)體光電子等相關(guān)的理論知識(shí)。本課程對(duì)本科生的培養(yǎng)要求是：通過(guò)對(duì)光纖通信的基本原理、光端機(jī)、光無(wú)源器件以及光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行闡述和講解，使學(xué)生掌握光纖通信的基本概念，熟悉光有源器件、光無(wú)源器件的工作原理、特性以及光纖通信網(wǎng)基本設(shè)計(jì)方法，了解光纖通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用和最新研究進(jìn)展。經(jīng)研究表明目前各專業(yè)光纖通信課程在授課過(guò)程中，普遍存在一下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1.課程設(shè)置有一定缺陷。

針對(duì)通信工程專業(yè)的學(xué)生，由于數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，對(duì)課程的學(xué)習(xí)存在一定的難度。而且光纖通信課程本身與物理、材料、半導(dǎo)體光電子、光刻等技術(shù)知識(shí)聯(lián)系密切，很多的知識(shí)點(diǎn)都是建立在大量理論物理和數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上。如果學(xué)生對(duì)這些課程沒(méi)有一定的涉獵，對(duì)一些基本器件，如半導(dǎo)體器件、光檢測(cè)器等沒(méi)有一定的物理概念的理解或者接觸。那學(xué)生對(duì)光纖通信這門課程的學(xué)習(xí)將會(huì)比較困難。此外，對(duì)于通信、電子類專業(yè)，對(duì)于物理學(xué)科不重視，只學(xué)過(guò)普通物理的課程，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理概念的理解以及物理模型的分析能力相對(duì)薄弱，造成學(xué)生在聽(tīng)課或?qū)W習(xí)時(shí)感覺(jué)內(nèi)容過(guò)于抽象，對(duì)一些概念和公式理解很模糊，難以真正理解理論知識(shí)，往往知其然不知其所以然。

2.教學(xué)形式以及教學(xué)模式陳舊。

光纖通信是一門應(yīng)用十分廣泛的應(yīng)用學(xué)科。但是在目前的教學(xué)過(guò)程中，教師更多的照本宣科，按書上的內(nèi)容進(jìn)行每一章節(jié)的講解，在不自覺(jué)中，學(xué)生就以為光纖通信就是一門理論課程和講解器件原理的課程，而忘記了光纖通信課程的實(shí)際應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生更多地認(rèn)為這是一門與物理、數(shù)學(xué)相關(guān)的課程，特別是對(duì)于光纖傳導(dǎo)模式內(nèi)容，學(xué)生更多的認(rèn)為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是如何求解方程，而不是一門應(yīng)用類的課程，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為本課程對(duì)于實(shí)踐指導(dǎo)的意義不大。同時(shí)，教材的更新無(wú)法和光纖通信發(fā)展的實(shí)際情況吻合，造成教材的內(nèi)容過(guò)于老化，使得學(xué)生對(duì)整門課程的學(xué)習(xí)感覺(jué)乏味、枯燥，無(wú)法提高對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。

3.教學(xué)內(nèi)容設(shè)置有缺陷。

光纖通信課程是一門交叉學(xué)科，涉及的內(nèi)容很廣泛。一般來(lái)講，由于課程教學(xué)學(xué)時(shí)的限制，不可能把所有關(guān)于光纖通信的內(nèi)容以及光纖器件全部囊括。這就導(dǎo)致在教學(xué)內(nèi)容的選擇方面存在一定的隨意性和盲目性，教師往往根據(jù)自身對(duì)課程的理解來(lái)講解，或完全依附于所選教材，導(dǎo)致教學(xué)的片面性、重點(diǎn)不突出。而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，感覺(jué)課程的知識(shí)點(diǎn)過(guò)于零散和繁瑣，沒(méi)有連貫性。

4.教學(xué)方法不科學(xué)。

由于光纖通信課程涉及內(nèi)容廣泛，信息量大，使得教師在授課時(shí)主要將注意力放在課堂講授和板書上。學(xué)生在上課過(guò)程中的普遍反應(yīng)是缺乏課堂活力，感覺(jué)課程比較枯燥。由于課堂講授的理論性很強(qiáng)，使得學(xué)生不能將所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，雖然學(xué)到了一些理論知識(shí)，但不知道這些知識(shí)用在何處、如何運(yùn)用。另外，光纖通信的考試方法比較傳統(tǒng)，無(wú)法全面涵蓋課程的核心內(nèi)容。針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，本文針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，提出一個(gè)比較合理的課程設(shè)置方案，而且提出一個(gè)教學(xué)模式的改革方案。

二、光纖通信課程教學(xué)改革的探索

針對(duì)目前光纖通信課程教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合通信工程專業(yè)的學(xué)生以及光纖通信這門學(xué)科本身的特點(diǎn)，我們主要從優(yōu)化課程設(shè)置、優(yōu)化教學(xué)方法、科研促進(jìn)課程深化改革以及改進(jìn)考核體系這四個(gè)方面進(jìn)行考慮，具體的討論內(nèi)容如下：

1.優(yōu)化課程設(shè)置。

光纖通信課程的應(yīng)用范圍非常廣泛，很多專業(yè)都開(kāi)設(shè)了光纖通信課程，但不同專業(yè)對(duì)光纖通信的要求是不一樣的，同時(shí)各專業(yè)掌握的基礎(chǔ)知識(shí)也差別很大。考慮到光纖通信對(duì)材料、物理、數(shù)學(xué)的要求相對(duì)較高，而光纖通信又是一門與通信息息相關(guān)的學(xué)科，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)光纖通信課程之前，應(yīng)具備一定程度的數(shù)學(xué)物理通訊基礎(chǔ)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)光纖通信課程是有一定通信背景以及數(shù)理知識(shí)。此外，由于通信工程專業(yè)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)，我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該從事通信、電子類的工作，因此也需要開(kāi)設(shè)一些專業(yè)課程（如移動(dòng)通信、現(xiàn)代通信網(wǎng)概論、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）來(lái)強(qiáng)化光纖通信的運(yùn)用。

2.優(yōu)化教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

光纖通信是一門交叉學(xué)科，涉及學(xué)科知識(shí)比較多。因此，教學(xué)方法的優(yōu)化要從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面來(lái)考慮。理論是學(xué)好一門課的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生充分掌握理解系統(tǒng)、器件本身的特性以及應(yīng)用具有重要作用。對(duì)于學(xué)生反映比較難懂的理論，有計(jì)劃地復(fù)習(xí)和補(bǔ)充一些前導(dǎo)知識(shí)進(jìn)行理論鋪墊。例如信息光學(xué)、高等數(shù)學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)等知識(shí)都是本課程中要用到的重要理論。同時(shí)課堂內(nèi)容的講授要特別注重思路，對(duì)于難以理解的概念采用不同的分析方法，由淺入深，由宏觀到微觀，先通過(guò)介紹器件的理論模型架構(gòu)，再用嚴(yán)格的理論分析推導(dǎo)，說(shuō)明器件工作原理、特性以及應(yīng)用。由于課時(shí)的限制，想要把所有的理論內(nèi)容都講深講透是不切實(shí)際的。因此，根據(jù)專業(yè)需要在課堂講授時(shí)，要抓住重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，做到主次分明，以點(diǎn)蓋面，每次課只講一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。不需要所有內(nèi)容都要面面俱到，在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生獲得最有價(jià)值、最重要的信息。在課堂教學(xué)中主要采用板書和多媒體相結(jié)合的授課方式。傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式使得教學(xué)內(nèi)容框架清晰、重點(diǎn)突出，方便理解，學(xué)生有充分的時(shí)間整理筆記，思路清晰。其缺點(diǎn)是信息量小、形式古板，內(nèi)容缺乏生動(dòng)性和形象性。因此可適時(shí)、適當(dāng)、適度地引入多媒體輔助教學(xué)，其優(yōu)點(diǎn)是有利于提高教學(xué)質(zhì)量和效果，增加上課的趣味性，而且能加快教學(xué)速度，減少教學(xué)難度，加深理解教材的深度。例如在課件中，插入一些圖片、動(dòng)畫、影音等多媒體文件，除了可以幫助學(xué)生能夠形象直觀地理解專業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)教學(xué)效果外，還可以增加上課的趣味性，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。實(shí)踐教學(xué)主要從課堂實(shí)踐、課后團(tuán)體實(shí)踐等方面進(jìn)行加強(qiáng)。通過(guò)課堂演示、課堂討論，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的思考和探索。例如借助光學(xué)仿真軟件，在課堂上直接演示光纖色散對(duì)光傳輸線路的影響，通過(guò)改變光纖長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)明光纖色散對(duì)光信號(hào)傳輸特性的影響。另外開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課，可以借助光學(xué)模擬軟件以及光纖通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)進(jìn)行光纖連接以及光學(xué)傳輸系統(tǒng)特性的操作實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)光纖通信系統(tǒng)的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生知道所學(xué)知識(shí)有什么用，怎么用。

3科研促進(jìn)課程的深化改革。

光纖通信技術(shù)由于發(fā)展迅速快，專業(yè)知識(shí)更新快，新技術(shù)更新快，導(dǎo)致教材內(nèi)容相對(duì)滯后。教材中現(xiàn)有的新技術(shù)主要包括光波分復(fù)用技術(shù)、光交換技術(shù)、光孤子技術(shù)和相干光通信、光接入網(wǎng)等，這些技術(shù)中有的已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤液芏嗉夹g(shù)還在不斷更新，同時(shí)很多新出現(xiàn)的技術(shù)還沒(méi)有涉及到。為了讓學(xué)生了解光纖通信技術(shù)發(fā)展的最近前沿，可以嘗試將將最近的科技進(jìn)展融入到教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)中，課堂上針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容引入最新的研究成果，一方面可以以豐富教學(xué)形式，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解，另一方面可以為學(xué)生打開(kāi)一扇科研的窗口，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)和引導(dǎo)探索式、研究式的學(xué)習(xí)，相應(yīng)的以科研推動(dòng)光纖通信精品課程建設(shè)。

4改革考核體系。

閉卷考試一直是考察學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度的唯一方式。而這種方式往往易造成學(xué)生死記硬背，扼殺學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及創(chuàng)造性。光纖通信課程的考核方式應(yīng)當(dāng)根據(jù)課程本身的特點(diǎn)以及教學(xué)要求加以重新設(shè)置，既要體現(xiàn)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握能力，還要突出學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。因此在成績(jī)考核方面應(yīng)當(dāng)包括基礎(chǔ)知識(shí)考核、實(shí)踐能力考核、創(chuàng)新能力考核等方面。基礎(chǔ)知識(shí)考核可通過(guò)學(xué)生對(duì)每堂課課后習(xí)題作業(yè)的完成情況來(lái)考察；實(shí)踐能力主要考核學(xué)生對(duì)光纖系統(tǒng)組建、光纖熔接、光纖損耗測(cè)量等實(shí)驗(yàn)情況的考察；創(chuàng)新能力考核可通過(guò)只提出對(duì)于光纖系統(tǒng)的總體要求（傳輸容量、帶寬、響應(yīng)度等），要求學(xué)生通過(guò)模擬軟件以及試驗(yàn)箱進(jìn)行相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)仿真過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出改進(jìn)問(wèn)題的方法，解決問(wèn)題。

三、結(jié)論

針對(duì)通信工程專業(yè)光纖通信課程教學(xué)中遇到的一系列問(wèn)題，本文探索了一些新的教學(xué)方法和模式，旨在調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性，由乏味、排斥到新穎、喜歡。同時(shí)希望能更進(jìn)一步激勵(lì)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

作者：朱曉軍 季彥呈 曹娟 陳俊杰 朱友華 單位：南通大學(xué)電子信息學(xué)院