《光纖通信》教學方法的思考和探討

馮進玫 王艷營 郭繼坤

黑龍江科技學院電氣與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027

《光纖通信》教學方法的思考和探討

馮進玫 王艷營 郭繼坤

黑龍江科技學院電氣與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱 150027

根據光纖通信課程的特點 ,結合多年的教學與科研工作經驗對教學方法進行了思考和探討，提出在光纖通信課程教學中要激發學生學習的興趣，注重學思結合,采用“教、學、做”一體的思想,將課堂講授與實踐相結合，加大實驗和實踐教學的力度，使課程教學內容更加貼近學生全面發展的需要，更加反映學科前沿和科技發展的新成果。

光纖通信；實踐；學科前沿

在面對新技術革命性挑戰的時代，通信技術的發展日新月異，光纖通信早已遍及世界各地，成為現代通信網的主要支柱。在當今的信息社會中，除了光纖通信系統，沒有其它途徑能夠滿足人們對帶寬日益增長的需求。光纖通信是通信工程專業的一門專業課程，教好這門課程可以為學生畢業后從事電信業打下扎實的專業基礎。要教好這門課應堅持以學生為根本，從當前的本科教學實際出發，由淺入深、循序漸進地講授光纖通信的基礎理論和先進技術。在理論教學中，采用實物展示、借助多媒體及視頻等現代化教學手段來鞏固和加深學生對知識的認識和理解。同時要注重課堂教學與實驗、實踐環節相配合，做到理論與實踐相結合的教學統一，培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生動手能力和綜合素質。由于光纖通信課程的獨特性，在教學中首先要激發學生對光纖通信課程的濃厚興趣，引導學生關注學科前沿和科技發展的新成果；豐富教學手段，注重講授與實踐相結合，貫徹“教、學、做”一體的思想，在實踐環節有意識的培養學生對相關科目的全面發展。

1、激發學生對光纖通信課程的濃厚興趣

偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師”。 興趣可以激發人的創造熱情、好奇心和求知欲。讓學生對光纖通信產生濃厚的興趣是教學的關鍵，一旦學生有了興趣就會主動去求知、去探索、去實踐，并在求知、探索、實踐中產生愉快的情緒和體驗。在課程安排上，我會在第一次課中強調課程的重要性，讓同學們了解光纖與我們的生活息息相關，每當人們打電話，看電視，用傳真機發送文件，在商場里刷卡購物，用提款機取錢或在萬維網上沖浪，都是在使用光纖通信技術。從生活中找到光纖的各種應用，使學生覺得光纖通信并不陌生，我們隨時隨地都在使用光纖，光纖的重要性是顯而易見的，并帶光纖及裸光纖的實物，讓同學們看到傳說中的只有頭發絲細的光纖，以此增加學生對光纖通信的濃厚興趣，有學好這門課的愿望。在講解光纖通信系統的鏈路結構時，借助多媒體顯示系統結構圖，使同學們看到光纖是光發送機和光接收機之間的強大鏈路，具有強大的運載信息能力，并強調目前除了光纖通信系統，沒有其它途徑能夠滿足人們對帶寬日益增長的需求，光纖通信技術決定了接入、傳輸、信令、交換和聯網等技術，在現代電信系統中的每個方面都起著關鍵性的作用，可以說沒有光纖就沒有現代電信。

2、豐富教學手段

軟件等教學方式有機地結合起來。

2.1 實物展示

為了提高學生對光纖器件的認識、掌握、熟悉器件的類型、特性、參數及用途，盡量給學生展示器件的實物，沒有實物的也要通過網絡下載器件的實物圖，讓同學們對器件有直觀的認識。

2.2 FLASH動畫和圖片

教學中大量使用FLASH動畫和圖片可以增加描述的生動形象性，使教學圖文并茂，吸引學生的注意力，加深學習印象。FLASH動畫演示能夠使原來教材中的一些圖片由靜態變動態 ，把枯燥的知識和生動的情景有機結合起來。教師可以自己制作FLASH動畫，也可以從網上下載其他老師制作的優質的FLASH動畫。 在每講授完一個器件后，都要要求學生課后上網了解市場上所賣的器件的型號、特性及報價，了解該器件的市場動向。

光纖的設備比較昂貴，學校的資源有限，有些實驗條件不具備，可以共享其它學校的資源，將其他學校錄制的實驗過程放給同學們看，通過放錄像演示實驗的整個過程，演示的同時教師配以講解，同學們雖然沒有親身做實驗，但卻有身臨其境的感覺。

2.3 例題、案例、典型應用

在理論教學中，通過例題、案例、典型應用等方法突出重點內容，加深對理論的理解，鍛煉學生的思維能力及運用概念解決問題的能力；通過綜合實例，全面提升學生解決實際應用問題的能力。

2.4 知識結構圖

對每一章的總結要運用知識結構圖對內容進行梳理，使重點內容及知識點之間的相互關系更加清晰，這樣有利于學生知識系統的形成。

2.5 雙語教學

光纖通信技術的發展很快，要跟上發展的速度就要具有一定的外語能力，以便及時跟蹤該學科專業領域的最新研究成果和學術前沿，所以在教學中要加強雙語教學，對涉及的專業詞匯要滲透給學生。通過雙語教學，可使學生初步具備閱讀專業英文版教材、外文期刊等資料的能力，為進一步深造或走向社會打下一個良好的基礎。

2.6 仿真軟件

Optisystem軟件是光通信系統與放大器設計軟件，該軟件可以幫助用戶規劃、測試和模擬幾乎傳輸層所有的光纖系統，包括局域網、城域網和廣域網，也提供了從組件到系統各個層面的傳輸層光通信系統設計和規劃，并仿真出分析結果和應用[1]。

由于學時有限，可以引導學生自學該軟件，運用該軟件完成一些課程設計任務，如WDM/TDM或 CATV網絡設計；SONET/ SDH設計；發送端、通道、放大器和接收器設計；誤碼率估算以及對不同接收模式的系統性能估算；放大器系統的誤碼率以及鏈路預算估計等。在教學中將現代化手段與傳統教學有機地結合起來，優勢互補、互相滲透有利于更好地幫助學生理解掌握基本知識，培養和提高學生的創新精神和綜合實踐能力。

充分利用學?，F有的資源及其他學校共享的資源，采用豐富的教學手段，將黑板板書形式、多媒體、FLASH演示、播放錄像、仿真

3、課堂講授與實踐相結合

本著“教、學、做”一體的思想，我院對通信工程專業的學生加大了實驗和實踐的學時，開設了6學時的實驗、一周的光纖通信工程實踐及一周的通信網工程實踐課程，這些課程與課堂講授相結合，理論聯系實踐，強化學生的參與意識，使學生積極思維，提高動手操作能力。

3.1 實驗

實驗課程安排了3個實驗，分別是光纖通信原理實驗系統信號發生器實驗、光發送系統實驗及光接收系統實驗。通過這3個實驗使學生學習了光纖通信原理的電路組成、發送端的產生方法、光源的發光特性、光發送所完成的電光變換原理、模擬光發送和數字光發送的區別、光檢測器的光電變換原理、光接收機電路的功能及光接收機的動態范圍。

3.2 光纖通信工程實踐

光纖通信的前續課程是通信原理和電磁場與電磁波。在光纖通信實踐課程中，帶領學生復習通信的工作原理，通過電話交換呼叫處理通信系統綜合實踐和光纖通信圖像傳輸實踐來引入光纖通信系統，讓同學們對光纖通信有直觀的認識，掌握發送方向信號的基本流程和接收方向的基本流程。實踐使用的設備是南京捷輝科技有限公司與南京郵電大學聯合研制的“JH5002型光纖通信原理綜合實驗系統”，除了兩個綜合實踐外還有一些針對系統中的各個模塊進行的實踐，對于各個模塊的實踐內容，要狠抓基本功，強化動手能力。讓同學不僅僅是完成實踐內容，更要擴展知識面，引導學生通過實踐學到更多的知識，比如實驗箱上使用的芯片主要是是Altera 公司生產的，利用了FPGA技術。前續課程學習了FPGA課程，引導學生用VHDL語言編程實現各個通信模塊的功能，并設計電路外圍電路。試驗箱雖然是驗證性的，但可以引導學生思考要是自己制作一個這樣的試驗箱，要如何設計，鼓勵學生創造性思維，引導學生潛能發揮。使對硬件感興趣的同學從中獲得收益，拓寬知識面。每門課程并不是孤立的，借助實踐的橋梁使同學們對多門課程融會貫通，達到提高能力的目的。

3.3 通信工程實踐

我院的通信工程實踐基地投資 200多萬元，引進了中興通信的ZXJ10和華為公司的 C＆C08 系統，兩種設備是大容量的綜合網絡交換系統。針對光纖通信課程的工程實踐主要是利用華為公司的SDH 155/622光傳輸設備，實踐內容是作SDH光傳輸設備組網配置。采用多ADM技術，根據不同的配置需求，可以同時提供E1、Ethernet等多種接口，讓學生自主完成對網元業務的設置、數據修改、監視等來達到用戶管理的目的。實現 SDH單向通道保護環、雙向通道保護環、二纖復用段環保護、以太網互聯等配置及性能測試，通過實踐，學生綜合應用了光纖通信的組網配置及誤碼、功率測試技術[2]。

實驗和實踐課程能激發學生的參與意識，提高學生對光纖通信的興趣，發展動手和設計能力，對理論教學起到了事半功倍的成效。在學生大四的時候可以組織、安排學生參加校外實習，參與到現場工程中，擴展學生的眼界，了解工程實踐。

4 總結

隨著光纖通信技術的飛速發展，應用領域的不斷擴大，對光纖通信人才的需要也越來越大，這就要求高校能夠培養出具有良好光纖通信技術基礎的應用型人才。本文根據光纖通信課程的特點，社會的需求，結合教學及實踐經驗對課程的教學方法進行了探討。

[1] 許志軍,韋軍,冉彥中.基于DWDM技術的仿真系統實驗設計[J].實驗技術與管理 ,2010.8：88～90

[2] 錢勝,王天樞,周雪芳. “光纖通信”課程實踐教學環節探[J].中國電力教育 ,2011.14:118～119

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.149