辩证法在《光纤通信》教学中的运用

彭小平　李刚　 罗倩倩

摘要：本文首先强调了辩证法在教学工作中的重要性。然后运用辩证法的基本理论和基本方法重点探讨了辩证法在《光纤通信》教学中的指导作用，并揭示了辩证法在实践活动中的重要意义。

关键词：辩证法;光纤通信;教学

一、引言

当今社会是一个高度信息化的社会，“通信”无所不在，那么，作为一名高校通信专业教师，如何提高教学质量，培养符合时代要求、具有创新精神和创新能力的通信专业人才是摆在我们面前迫切需要解决的问题。其中，最重要的是要求教师学习和掌握马克思主义世界观和方法论，并融于教学体系之中用来指导教学，把辩证法的理论贯穿整个教学的始终，对大学生进行科学的世界观和方法论教育，培養他们学会运用马克思主义的立场、观点、方法分析和解决通信专业课程学习中的实际问题。因此，通信专业教师研究和掌握马克思主义辩证方法在通信课程教学中的应用，是非常必要的;同时，培养学生的辩证思维能力，掌握唯物辩证法的分析方法也是通信课程教学的目标和任务之一[1]。

各门具体科学研究各个物质运动领域的特殊规律，唯物辩证法研究事物联系和发展的最普遍的本质，揭示支配自然、社会和人类思维的最一般的发展规律[2]。唯物辩证法的理论内容极为丰富，其体系是由一系列基本规律和基本范畴构成的，本文主要讨论质量互变规律、对立统一规律及其在《光纤通信》教学中的具体运用。

二、辩证法在《光纤通信》教学中的具体运用

《光纤通信》教学中的辩证法是《光纤通信》教学的方法论基础，是马克思主义世界观和方法论在《光纤通信》教学中的具体运用，是辩证唯物主义基本原理与《光纤通信》教学具体实践相结合。下面运用质量互变规律、对立统一规律探讨辩证法在《光纤通信》教学中的指导作用。

光的吸收是光波与物质的相互作用过程。光波通过传输介质后光强I减弱，其变化规律为 ，式中 为吸收系数，它由传输介质的特性决定。一般情况下，此式为光的吸收的线性规律，当光的强度I不大时，光的吸收的线性规律是相当精确的， 不随光强而变化;但是当光的强度很大时，出现了光与物质的非线性相互作用过程，此时吸收系数 依赖于光的强度， 是光强的函数[3]。这个教学实例中蕴涵着质量互变规律的唯物辩证法思想，当光的强度I不是很大时，光强的增大， 为定数，线性规律相当精确;但是当光强I变化到很大时，量变达到临界点超出了“度”，由量变发展到质变，光与物质的相互作用变成了非线性过程了， 将发生变化，不再是常数了，而是光强的函数。

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。因此，要求光源应有“合适”的光功率输出[3]。所以，在光纤通信系统中，光发送机要有合适的输出光功率，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。

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。事物发展的源泉和动力在于事物内部的矛盾性，矛盾对立面的同一和斗争推动着事物的发展。通信理论与技术发展的内在原因是通信系统的内部矛盾，推动了通信理论与技术的不断发展，该实例也是辩证法在《光纤通信》教学中的具体运用。

光在光纤中传输的过程中，由于光纤的吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗等原因，造成了光功率的损耗，严重地限制了光纤传输系统中的中继距离，为此，需要对减弱的光信号进行放大。在某种意义上说，光放大器解决了损耗问题，增加了通信距离，但在增加通信距离的同时又加重了色散，因为与光电中继相比，光放大器不能把它的输出信号恢复成原来的形状。其结果是输入信号经多个放大器放大后，它引入的色散累积使输出信号波形在时间上展宽，产生码间干扰，增加误码率，对系统传输速率和距离产生了严重的限制。因此就需要色散补偿使输出的光信号恢复成原来的形状[3]。由该实例可以看出，通过光放大，增加了通信距离;但在增加通信距离的同时又加剧了色散，需要进行色散补偿。辩证法认为，任何事物内部都存在着矛盾，事物内部矛盾是事物自我运动的源泉，同时任何事物又都与周围其他事物发生联系与交互影响，促进事物自身的变化发展。在光纤通信过程中，由于光放大技术的发展，光纤放大器的实用化，光纤损耗已不再是光纤通信的主要限制因素。色散是影响通信质量的主要原因，为了消除或减少光纤通信系统中色散的影响，必须发展新的色散补偿技术。正是由于这些困难反而促进了新的光纤通信理论和技术不断出现，这充分说明了通信系统的内部矛盾、通信系统与周围其他系统的联系与交互影响促进了通信理论与技术的发展。

三、结束语

通过上面几个典型事例教学，使学生认识到《光纤通信》课程内部处处蕴涵着哲学思想，光纤通信理论和技术的发展充满了辩证法思想。辩证法只有与具体的自然学科相结合才能发挥其生命力和战斗力;只有从具体自然科学内部找出辩证法的规律并从自然学科里加以阐述和发展，才是辩证法与自然科学的完美结合[1]。以辩证法的观点来分析光纤通信理论与技术，有助于我们更加深入地认识光纤通信理论与技术的历史、现状和趋势，正确地选择光纤通信理论与技术发展的方向，更好地学习、利用和发展光纤通信理论与技术。

参考文献：

[1]彭小平.通信专业课程教学中的辩证法[J].科技信息，2009，（34）：103-104.

[2]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.

[3]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.

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。