论《光纤通信》教学实践中存在的问题与对策

2013-04-02平兰兰

赤峰学院学报·自然科学版 2013年21期

关键词：光纤通信光纤实验

平兰兰

（安徽建筑大学电信学院，安徽合肥230601）

论《光纤通信》教学实践中存在的问题与对策

平兰兰

（安徽建筑大学电信学院，安徽合肥230601）

光纤通信在有限传输网络中有着广泛的应用领域，已成为通信专业的主干课程.本文阐述了《光纤通信》课程教学实践中存在的问题，并提出了一系列行之有效的解决方案，培养和锻炼了当代大学生自主学习能力和动手能力，提高了教学质量和效率.

光纤通信；教学实践；问题；解决方案

进入21世纪以来，通信行业发展十分迅速，人们越来越注重通信系统的质量与通信服务的多样性，这样通信系统的容量、距离、可靠性等问题越来成为人们关注的热点.对此，光纤有着传输容量大、不受电磁干扰、保密性好、材料来源丰富等优点，在通信的应用领域起着举足轻重的作用.光纤通信具有广泛的应用领域，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用.还用于长途干线通信如：全球通信网、各国的公共电信网等.由此可见，社会对光纤通信专业的技术人才有着很大的需求[1].我校通信工程专业开设了《光纤通信》[2]课程，该课程诣在为社会培养有着丰富理论知识和实践动手能力的技术人才.因此，该课程成为我专业的重点专业课程之一.通过该课程多年的教学，作者对该课程学习中存在的问题有着以下几点体会，并提出了相关的解决方案.

1 教学实践中存在的问题

《光纤通信》课程在本专业开设多年，已由之前的48学时变为目前的40个学时，其中有8个学时的实验课程，虽然课时逐步减少但本课程覆盖的内容并未减少，涉及的知识点十分丰富，因此对课本中的内容不能深入的讲解.同时光纤技术的发展日新月异，新的大量的前沿知识无法在有限的课堂教学中展开，使得学生无法对光纤通信系统很好的掌握，并很难吸收大量新技术，不管在学习的深度还是在广度上都不能达到这门课的教学要求，因此如何提高教学质量，如何培养具有研究性和创新性的人才提出了严峻的考验.

虽然，国家提出素质教育，大力培养创新型人才，但目前大部分高校的教学模式仍旧为应试教育模式，基本上仍是教师在课堂上教学，学生在下面被动的接受知识，缺乏主动渴求知识的动力，教师和学生之间缺乏交流互动，教学效果一般[3].大部分学生主要是为了对付考试而学习，缺乏主观能动性，对学习此课程，今后有什么用并不清楚，理论和实践脱节，理论知识不能很好的融入实践之中，因此对课程缺乏兴趣，教学质量得不到提高.

光纤通信是一门应用性较强的课程，对学生的动手能力要求较高，一般的教学中存在着注重理论教学轻视实践环节，这是一种应试教育的表现.一切的理论教学都是为实践服务，同时实践学习反过来会加深对理论知识的理解，二者是相辅相成的关系，因此实践教学同样十分重要.很多学生对光纤通信系统的理解仅局限于书本上文字的描述和图片，缺乏感性认识，到了工作岗位甚至连最基本的光缆都不清楚，对今后的学习和工作带来很大的不利.因此，注重实践教学非常重要.

在实践教学环节中，由于光纤系统设备费用昂贵，大部分实验都是以实验箱来完成的，这些实验一般只能做一些验证性的实验和系统的部分性能指标的测量，用到的设备比较单一，如万用表、示波器等实验室常用的设备，对光纤通信系统常实际需要使用的设备不甚了解，与现场应用的新技术和需要掌握的实践动手能力要求相差甚远.这样的实验教学环境下培养出来的大学生如何能适应企业发展的需求？

本课程考核方式单一，一般采用传统的期末考试的方法作为主要考核标准，这也是使学生重视理论轻视实践的一个诱因之一.考试成绩并不能体现学生掌握这门课的程度，考试前的突击就可以在考试中取得不错的成绩，但对知识点的理解并不深入，只有学以致用，才能真正的掌握.因此，深化考核方式也是十分必要的.

2 解决的对策

以上提出了在教学过程中存在的问题，经过反复实践，作者提出相应的解决方案，对提高教学质量，培养大学生的创新能力起到了一定的积极作用.

2.1 上好第一堂课

良好的开端是成功的一半，一堂好的绪论课，对学生以后的学习，乃至今后的发展均十分重要.那么该如何上好一堂优质的绪论课呢？首先，营造轻松和谐的气氛，培养师生之间的亲和力，为今后课程的学习打下良好的基础.其次，以趣激学，并突出学习本课程的重要性.俗话说：“兴趣是最好的老师.”学生对该课程是否感兴趣，能否从心灵深处想学，与第一节的绪论课是密不可分的.可以通过在绪论课上讲解一些能使学生毕业后在光纤通信行业中有所发展的信息，介绍一下国内外近几年光纤通信发展需要、就业情况和相关公司信息.对于考研的学生，可以讲些该课程的研究方向，及其毕业后就业动向等问题.这样要求教师要不断地查找资料，掌握大量信息，能融会贯通而避免生搬硬套的授课模式.最后，指导学习的方法.只有让学生真正掌握了科学的学习方法，才能最终有效地传授知识，培养学生的能力.

2.2 调整教学内容、丰富教学方法

传统的教学模式已经越来越不能适应当今社会的发展，知识的日新月异以及学生对新知识渴求度的增加，教师一定要转变自己的教学思路和方法.板书可以使教学内容结构更加清晰，重点突出，分析透彻，学生易于理解，但方式单调枯燥，信息容量小.多媒体教学知识容量大，能补充很多课本以外新知识，同时多媒体课件中可以加入一些Flash，使一些抽象的理论和知识形象化，有助于学生理解和接受，但多媒体教学讲授过程较快，内容覆盖较广，对于一些复杂的公式推导学生一时无法明白不如板书理解透彻，因此多媒体教学也存在着一些弊端.教师应根据《光纤通信》课程的特点，有效的结合二者之间的优点，采用合适的教学手段[4].例如：在绪论中，教师可以收集相关的光纤通信的发展史以及光纤通信的应用和相关企业的视频资料，让学生能够对光纤通信这门课有个总体的认识，产生浓厚的学习兴趣.当讲到第二章光纤的传输原理及特性时，通常讲述了两种方法：几何光学法和光纤传输的波动理论.对于几何光学法可以采用板式的方式将复杂的推导公式讲透彻有助于学生理解.当采用波动理论方法时，该方法公式推导繁琐难以理解，我们可采用一些软件给学生演示不同的模式场的分布来加深理解，如：MATLAB软件[5]有着强大的可视化功能和常用的数值分析技术，还可以动态地显示画面，形象有趣可给学生带来耳目一新的感觉，同时可以给学生布置一些类似的小题目，要学生课下查找资料完成，再课堂上进行演讲和讨论，激发学生的学习兴趣，取得了较好的学习效果，很多同学对此产生了兴趣，打算毕业设计时选择有关课题进行深入研究.

在教学中发现，很多本科生查找资料仅限于百度等网站上去寻找老师布置的有关内容，这些资料存在着一些问题：不全面、不系统、不科学、无法下载等问题，因此本课程开设了科技论文阅读活动.比如：讲到光纤的种类时，除了书上介绍的几种常用的类型外，课下要同学们到学校图书馆中下载相关的论文，然后课堂上与大家分享看到的文章，通过对科技论文的研读使同学了解了各式各样的光纤种类及其它们应用的场合，如：掺氟光纤、红外光纤、氟化物光纤、塑料光纤、复台光纤等等，大大开阔了学生们的视野，同时教师也从中受益匪浅.

2.3 注重实验环节，培养学生的创新思维

光纤通信实践环节一直是个难点，相对于光纤通信技术的发展，实验内容和手段严重滞后.由于种种原因，本校实验室采用了实验箱型的实验方式，由于实验箱封装性强、集成度高、操作方便但学生无法深入了解光纤通信系统的全貌，对线缆的连接采用拔插式方式很难起到动手能力的锻炼，使得学生学习兴趣不高，不能对相关知识点进行很好的掌握.为了提高实验课的教学质量，可以通过以下几个方面解决：

2.3.1 在实验箱可以做些验证性实验并测量一下重要参数，要求学生课前做好对本实验的预习工作，上课时可对学生对实验目的、内容及注意事项进行提问.这样学生对本次实验完成什么目的、需要怎么做有个清楚的认识.同时利用光纤通信实验箱上的CPLD模块进行二次开发实验，需要学生提前完成实验内容设计，实验前交给教师查看，通过指导完成实验，这样可以提高学生参与实验的积极性.

2.3.2 购进一批先进的实验设备，并设计实验内容，编写新的实验教材.例如：光纤熔接机和光时域反射仪[6].通过光纤熔接机可以开设光纤的切割与熔接的实验，通过光时域反射仪可以测量光纤的衰减、长度等问题.同时还可以用一些比较常用的设备来光纤的施工，例如：利用剪刀完成光纤的剪切，利用迷你剥线钳完成光纤的剥取、利用酒精棉进行光纤的清洁、利用不锈钢抛光球进行关系的研磨等等.在此过程中既锻炼动手能力又提高学生的学习兴趣.

2.3.3 对于一些昂贵的实验设备，硬件无法完成的实验，学生可以通过仿真软件[7]来完成.例如：Optiwave系列，该软件是加拿大国家实验室开发的软件，主要应用于有源器件和无源器件设计.包括光放大器、光波导、EDFA、半导体激光器等器件设计，并可与许多大厂进行策略联盟，如matlab、corning、fibercore等.PTDS软件也是光纤通信系统常用软件，该软件具有电光联合设计的能力，包括模拟和数字信号处理的建模和仿真.通过对这些软件的学习，可以提高光纤通信系统的总体设计能力，为今后从事研究型、创新型工作打下基础.

2.3.4 可以采用多媒体的实践手段.教师可以将实验过程制作成视频，循环在教室播放，这样学生如“身临其境”一般，遇到不懂的操作可以自己解决，同时教师可以有充足的时间来指导学生完成一些复杂的设计性实验，提高实验完成质量和效率.

2.3.5 同时由于实验课时有限，对于一些学有余力的学生，可以将实验室对其开放，在课余时间里学生可以到实验室完成一些感兴趣的综合性实验，这样对学生自身学习能力的提高起到很大的作用.

2.4 加强校企联合办学，掌握最新技术与成果

知识的探求是无止境、无领域的，当今市场竞争激烈，大学生毕业后面领找工作问题，很多用人单位反映本科生动手能力差，所学知识与当代市场经济脱轨，因此加强校企之间的合作可以为社会输送合格的人才.校企合作是一种注重培养质量，注重在校学习与企业实践，注重学校与企业资源、信息共享的“双赢”模式[8].校企合作做到了应社会所需，与市场接轨，与企业合作，实践与理论相结合的全新理念，为教育行业发展带来了一片春天.

校企合作的方式有很多，比如：企业优秀管理者或技术人员到学校授课，促进校企双方互聘，企业工程师走进学校给学生授课，同时学校教师给企业员工培训，提高员工的素质.通过校企双方的互聘，使学生在教学中获得技能训练的过程，既是提高专业技能的过程，也为企业生产产品、为企业创造价值的过程，既解决了实训材料费紧缺的矛盾，又练就了学生过硬的本领，真正实现在育人中创收、在创收中育人.

在与企业的交流中，可以使学生了解很多新的有关知识，如：集成光电子器件、光空分交换技术、光波长交换技术和自动交换的光网等，了解一些例如华为中兴等知名企业[9]的SDH光传输设备、光端机等先进的设备，开阔了学生的视野，对今后的发展起到了十分重要的作用.

2.5 采用多种考核方法

学生的成绩不仅仅从期末考试成绩上反应，而应当反映学生学习本课程的全面情况，课程的学习不仅包括理论课的掌握情况还应注重实验课的成绩，这样可以加强学生对实验课重视程度.

理论课的成绩也是多种角度去考核[10]，比如期末考试成绩、查找科技文献能力、课堂研讨、制作PPT等综合评定.实验课程可以从实验报告完成情况、实验内容掌握程度、软件仿真作业、综合性实验等等.实验报告中要注意对实验结果的分析和对实验中产生问题的思考，还要根据实验中学生实际完成的情况综合考察.