《光纤通信》教学中专业知识与中华传统文化融合的研究

彭小平　李刚　罗倩倩

摘要：《光纤通信》课程中含有丰富的中华优秀传统文化素材，在《光纤通信》教学中融合中华传统文化教育，既能提高学生的文化素质和道德修养，又能促进《光纤通信》专业课程的学习。

关键词：光纤通信;专业知识;中华传统文化;融合

一、引言

中华优秀传统文化是中华民族智慧的结晶，是中华民族的重要凝聚力和生命力之所在。而大学生肩负着实现中华民族伟大复兴的重要使命。因此，高校不仅要重视专业教学，还应该重视中华优秀传统文化教育，不断地提高大学生的文化素质和道德修养。再说，关注大学生特别是理工科学生的人文情怀，本来就是高校教育中的重要内容。因此，中华传统文化教育应当成为大学生素质教育不可缺少的环节，在专业教学中融合中华传统文化教育，既能提高学生的文化素质和道德修养，又能促进专业课程的学习，使大学生成为德才兼备的、全面发展的、人格健全的真正意义的人。

二、《光纤通信》专业知识与中华传统文化融合的实例分析

《光纤通信》课程中蕴含了丰富的人文知识、哲学思想和辩证思维方法，教师要充分发掘其所蕴涵的丰富的思想观念、人文精神、道德规范等中华优秀传统文化素材。下面探讨利用《光纤通信》的相关知识对学生开展传统文化教育，提高学生的人文素质和道德修养。

在光纤通信系统中，光发送机耦合进光纤的功率越大，可通信的距离就越长;但光功率太大也会使系统工作在非线性状态，对通信将产生不良影响[1]。因此，在光纤通信中，要求光源应有“合适”的输出光功率。这个教学实例中蕴涵着中华传统文化中的中庸思想，输出光功率太小，通信的中继距离太短，需要增加通信成本，所以说，功率太小是“不及”;为了增加通信的距离，希望功率大一些，但功率太大，通信系统进入非线性工作状态，反过来影响通信质量，因此功率太大是“过”。“合适”的功率无过无不及，恰到好处。当然，这个教学案例也包含了哲学中量变质变规律的辩证思想，这个“合适”的功率就是保持系统线性工作状态的数量界限—“度”;如果功率的量变突破了“度”的数量界限，就导致质变，系统进入非线性工作状态。不到这个“度”不好，超过这个“度”，也会变质[2]。“度”的辩证原理要求我们在一切实践活动中要掌握“适度”的原则[3]。

G.652光纤在1550nm工作窗口衰减系数最低，而存在色散太大的问题。光纤色散使输入的光信号在光纤传输过程中，波形在时间上展宽，产生码间干扰，增加误码率，从而限制了通信容量。因此，人们通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状，力求加大波导色散，从而将最小零色散点从1310nm位移到1550nm，同时到达1550nm波长处衰减最小和色散为零的最佳性能，这种色散位移单模光纤即G.653光纤。

而G.653光纤的工作窗口1550nm恰好位于掺铒光纤放大器1530nm——1565nm工作波长区域内。在密集波分复用系统中，由于掺铒光纤放大器的使用，使进入光纤中的光功率大大提高，进而导致G.653光纤中产生四波混频等非线性效应，产生非线性效应的原因就是因为G.653光纤在1550nm窗口的色散太小（为零）[1]。

为了确保光纤在1550nm波长区域具有合理的低色散，可以支持高速率信号长距离传输而无须色散补偿，或只需较少的色散补偿，这样既可以降低通信成本，又可以获得较好的通信质量。同时，又使光纤保持一个最小的非零的合理色散值来抑制四波混频、交叉相位调制等非线性效应的影响，设计了一种新型的非零色散位移单模光纤，既G.655光纤。该光纤能够更好地适应光纤通信系统的发展。

这个教学实例中也蕴涵着中庸思想，色散太大，引起波形畸变、码间串扰，误码率增加，所以说，色散太大是“不及”;为了降低误码率，需要降低色散，但色散太小，又不能抵消非线性效应的影响，仍然影响通信质量，因此色散太小（为零）是“过”。一个最小的非零的“合理”色散值无过无不及，恰到好处。

当然，这个教学案例也包含了哲学中量变质变规律的辩证思想，这个最小的非零的“合理”色散值就是通信系统保持最佳工作状态的“度”。

在光纤通信系统中，雪崩光电二极管不仅具有光电转换作用，而且具有内部放大作用，其放大作用是通过雪崩光电二极管内部的雪崩倍增效应来完成的，这是雪崩倍增效应的有利方面;但是由于雪崩倍增效应的随机性，将会引入噪声，这是雪崩倍增效应的不利的方面。如果不用雪崩光电二极管，则必然要采用多级电放大器，也要引入噪声[1]。在这个教学案例中，使用雪崩光电二极管和采用多级电放大器，均会引入噪声，都不符合中庸之道。但多级电放大器引入噪声更大，两害相权取其轻，还是采用雪崩光电二极管较为有利[4]。

三、结束语

专业课程教学占据了学生大部分学习时间，专业课教师也占学校教学人员的绝大多数，通过教师的主导地位和课堂教学的主渠道，根据专业课程特点，将中华传统文化教育渗透专业课程教学的各个环节中，通过专业课程教学促进中华优秀传统文化教育，提高学生的文化素质和道德修养。

传统文化不是孤立的，它与专业知识相互联系、相辅相成。通过学习中华传统文化知识，能够扩大学生的知识面、训练和培养学生的批判思维、创新精神、独立探究与协作能力、指导并促进学生的专业课程学习，提高学生的学习能力，提高学生专业课程的学习兴趣和学习效果。

文化育人不可能脱离其他教育形式而孤立地进行，专业课程中含有极为丰富的中华优秀传统文化素材。传统文化知识和专业内容互相渗透，彼此融合，相辅相成。因此，专业课程教学与中华优秀传统文化能够有机融合，教师应该寓中华传统文化于专业课程教学中。当然，传统文化知识不是生硬地加到专业课教学中去的，而是与专业内容融合在一起，浸润在专业知识中的;同时，它使专业課更丰满，显得更富有生机和人性。总之，在专业课教学中渗透中华传统文化，既是传统文化教育的必由之路，也是专业课的应有之义，从而实现专业课程教学和中华优秀传统文化教育同向同行。

参考文献：

[1]袁国良.光纤通信简明教程（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2016.

[2]鲍鹏山.论语导读[M].复旦大学出版社，2012.

[3]李秀林等.辩证唯物主义和历史唯物主义原理（第四版）[M].北京：中国人民大学出版社，1995.

[4]思履.论语·中庸·大学详解[M].汕头大学出版社，2016.

作者简介：

彭小平，男，湖北文理学院物电学院副教授，硕士，研究方向为无线通信;

李刚，男，湖北文理学院物电学院副教授，博士，研究方向为嵌入式系统设计;

罗倩倩，女，湖北文理学院物电学院副教授，硕士，研究方向为无线通信。