电子信息工程专业光纤通信实验教学现状及优化研究

管爱红

摘要：光纤通信技术是一门实用技术，随着光纤通信技术的实用和发展，大多数通信类专业都开设有光纤通信这门课程，这门课程都设有一定比例的实验学时，根据目前学生的学习现状，多数同学对实验内容重视度不高，论文首先分析了光纤通信实验课程的发展现状，进而讨论了光纤通信实验课程改革优化的思路，通过重视实验教学、优化实验设备、优化实验教学内容、优化实验考核方法对课程进行优化，最后得出结论。

关键词：光纤通信；实验教学；优化研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）13-0259-02

一、引言

近年来光纤通信技术日新月异，光纤的损耗越来越小，长距离光纤通信终于走向实用，而且成本大大降低。我们国家也在九十年代中期开始建设光纤通信系统，各个城市出现了大大小小的生产光纤通信方面设备的公司。目前90%以上的信息都是通过光纤传输，光纤通信技术是一项迅速得到应用的新技术，大部分高校信息类专业都开设的有光纤通信这门课程，我校通信系电子信息工程专业在大三开设光纤通信这门课程，是一门专业选修课，近几年选修的比例非常大，大部分同学都选修这门课程，因为和他们将来的就业息息相关。该课程共44学时，其中理论学时36学时，实验学时8学时，主要内容包括光纤、光发射机、光接收机、光放大器工作原理，光纤通信系统，光纤通信网络等内容，这些内容对学生专业知识的提升和专业技能的培养起到相当重要的作用，为他们以后走上工作岗位从事光纤通信系统的设计、施工以及维护打下良好的基础。

二、实验教学的现状

2007年开设光纤通信这门选修课之初，实验室里购买了8套武汉凌特电子技术有限公司生产的光纤通信原理实验箱（型号：LTE-GX-03A），该实验箱验证性实验二十七个，综合性实验三个，另外还进行二次开发实现各种编码程序设计以及时分复用程序设计，该实验箱除了能够满足光纤通信课程的实验外，还可以进行设计性实验以及开设光纤通信方面的课程设计，甚至让学生在实验箱上进行光纤通信方面的毕业设计课题。目前课内实验我校电子信息工程专业开设有四个实验：光纤损耗特性测量，光发射机指标测试，光接收机指标测试，电话语音光纤传输系统测试。前三个实验是光器件的原理及特性测试，第四个实验是搭建电话语音光纤传输系统。

在选用实验教材方面，选用的是LTE-GX-03A光纤通信实验箱配备的实验指导书，指导书对相关原理的介绍不够详细，实验操作步骤过于详细，学生在做实验的时候可能根本不明白其中的工作过程，但是只要按照实验步骤操作照样能得出正确的实验结果。这更加造成学生对实验课的不重视，课前不预习，做实验时不需要思考，上课不认真听讲，甚至有的同学上实验课时玩手机，下课抄袭实验报告，实验数据罗列到报告上，根本没有数据分析，达不到通过实验更好的理解相关理论知识的目的。

由于实验套数的限制，每次做实验只能进一个班，3～4人共用一个光纤通信实验箱，大部分同学做实验时应付，4个人中只有一个人做实验，其他同学等着抄抄数据，四个人的实验报告一模一样。从2007年到2014年连续8届学生的使用，实验箱一些模块（比如光发射机），做每个实验都要用到这个模块，学生在做实验是有时候操作不当，容易造成设备的损坏，实验箱配备的光功率计也是容易损坏的配件，光纤活动连接器由于连接时用力过大也容易造成损坏。这些器件的损坏使原来都很紧张的实验设备更加短缺，甚至影响实验课程的正常开设。

三、改革优化的思路

1.重视实验教学。光纤通信是一门实用性很强的课程，做好实验一方面可以加深对理论部分的理解，更为重要的是，通过做实验可以锻炼学生的动手能力，建立学生对光纤、对光发射机、光接收机、一些简单光器件的初步认识，培养学生学习的兴趣，光纤通信中介绍的很多内容可能同学们走上工作岗位马上就要用到。通信行业需要大量的人才从事通信系统的设计、建设、维护工作，如果学生从来没有接触过光纤通信的一些基本的原件、设备，应聘这方面工作的时候就处于劣势，所以为了提高毕业生的就业竞争力，拓宽就业途径，培养高素质的技术型人才，不仅老师同学们都有改变对待实验课的态度，老师要更新自己的知识，结合自己的科研成果，开发一些新的实验内容，引导学生认认真真的做好光纤通信实验。

2.优化实验设备。随着课程建设的发展，实验设备的数量不能满足学生的使用需求，2014年我院又从武汉凌特电子技术有限公司购进24套型号为LTE-GX-03E的光纤通信实验箱，该实验箱是在LTE-GX-03A光纤通信实验箱上改进而来，主要的变化是在03A光纤通信原理实验箱主板的架构上增加了光功率计和误码测试仪两大模块。光纤通信原理实验箱LTE-GX-03E包含以下模块：光功率计模块、误码测试仪模块、1310nm和1550nm光发模块、1310nm和1550nm光收模块、数字信号源模块、固定速率时分复用模块和解复用模块、变速率时分复用模块和解复用模块，2M接口模块、加扰和解扰模块、CMI编译码模块、PCM编译码模块、PCM时分复用及解复用模块、模拟信号源模块、眼图模块、电话接口模块、RS232模块、视频接口模块、液晶显示模块。可以做的实验共四十五个，包括：光器件认知实验八个、光发射机与光接收机实验十一个、模拟信号光纤传输系统实验三个、数字信号光纤传输系统实验四个、光纤综合传输实验十个、二次开发实验九个。这批设备大大满足了电子信息工程专业学生进行光纤通信实验，目前基本可以保证1～2人一台设备，让学生人人都有机会动手实验。这批设备可以做的实验数量也比较多，满足有兴趣的学生进行自我的开发设计，二次开发实验学生可以自己编写程序，写入实验箱，进行一些编码、扰码、复用等方面的软件设计和硬件操作，在近2年的毕业设计中我们安排了一些这方面的题目，取得了一些好的效果，学生也得到了很好的锻炼，做出了自己的一些作品。

3.优化实验教学内容。按照培养计划，光纤通信课程有8个学时的实验，开设有认知性、验证型和综合性共四个实验。认知型实验一个，实验题目是光纤活动连接器，实验目的是了解光纤活动连接器在光纤通信系统中的作用和了解光纤的各种性能参数。验证型实验两个，实验一是光发射机的特性参数测试，实验目的是理解半导体激光器的重要特性参数，掌握半导体激光器的P-I特性曲线的测试方法，掌握数字光发射机的消光比的测试方法，掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。实验二是光接收机的特性参数测试，实验目的是了解光接收机的灵敏度和动态范围指标要求，掌握光接收机的灵敏度测试方法，掌握光接收机眼图的观测方法。综合性实验一个，四路数据信号+两路电话光纤综合传输系统实验，实验目的掌握时分复用、PCM编码和波分复用的原理及实现方法。通过开设光纤通信的开放性实验，把设备利用起来，给学生更多的时间认识、研究、开发实验箱，会取得意向不到的结果。

4.优化实验考核方法。实验课程的考核是对学生们学习效果的检查和督促，对激发学生们的学习兴趣，端正整个班级同学的学习风气都有不可或缺的作用，因此，真实公正地对学生的学习情况进行考核至关重要。在具体的操作过程中从预习、实验操作、实验报告的撰写，需要把握好每一个环节。我们具体操作是这样是规定的，实验预习占实验总成绩的20%，要求写预习报告，写出实验目的、实验内容、实验仪器、实验原理以及实验步骤；实验操作过程占实验总成绩的50%，主要考察学生做实验过程的实验态度、操作规范以及得到的实验结果；实验报告占实验总成绩的30%，考查实验报告书写的规范程度、实验数据的处理是否正确，实验数据的分析是否充分合理，作图是否规范等。通过对实验前预习、实验过程中操作过程和实验结果的处理三个方面的综合考查，来端正和规范学生对实验课的态度，改变以前不重视预习、不重视实验操作，只交实验报告的应付态度，最终达到同学们都能对实验内容的掌握的目的。

四、结论

通过近几年对光纤通信实验课程的改革与探索，光纤通信实验条件得到了一定的改善，同学们学习光纤通信的学习积极性和对光纤通信课程的重视程度有了很大的提高，改变了过去实验课不预习、不动手、只交实验报告的应付状态，光纤通信实验教学的效果和质量明显提高，当然，要做好光纤通信实验教学的改革和发展，还需要我们付出长久的努力，有些方面还需要加强，比如，利用目前的实验条件，开设光纤通信课程设计，让学生自己查资料，设计实验内容，独立的发现问题并解决问题；还可以多开设光纤通信方面毕业设计，让学生进入实验室，利用现有的实验设备，开发新的实验模块和功能。

参考文献：

[1]孙捷，杨佳，任德昊，谭毅.光纤通信实验教学的改革实践[J].实验技术与管理，2009，26（7）：122

[2]陈琳，施正一，朱武，杨俊杰.光纤通信课程实验教学改革和研究[J].电气电子教学学报，34，（4）：73-77.

[3]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。

[4]曹雪，李新营.光纤通信实验教学的优化探讨[J].实验科学与技术，2013，11（1）：97-99.

[5]周建华，邱琪，周晓军.光纤通信实验教学改革探讨[J].2003，5（2）：89-92

[6]李永倩，张淑娥.光纤通信原理课程实验教学内容研究[J].中国电力教育，2010，157（6）：129-130.