《光纖通信》課程教學與教法研究

柳春郁 張衛華 布音嘎日迪

摘 要：分析了光纖通信的現狀和課程教學中存在的問題，提出了四點改革思路：實時更新講授內容，與最新的理論發展和應用前沿相結合;利用多媒體動態展示光纖通信原理;結合記憶心理學嘗試教法改革;同步實驗教學與實驗教學。其中前三點已在近年的教學中實驗、實施，其中結合記憶心理學的教法改革成果最為明顯。

關鍵詞：《光纖通信》;教學;教法

中圖分類號：G640 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1002-2589（2015）33-0179-02

光纖通信正在日益改變著人們的生活，是國家“十二五”期間的重點工程，未來社會對光纖通信專業技術人才會有非常大的需求。住建部已要求住宅建設、電信運營、工程設計、施工圖審查、施工、監理等單位執行光纖到戶的國家標準[1-2]。

在光纖通信方向的通信工程人才培養中，要求學生具備扎實的理論基礎，滿足專業應用需要，又要具有與現場實際應用相適應的動手力，使學生在校期間就具有現場操作實踐的能達到光纖通信工程師的理論和操作水平。當前，電子科技大學精品課“光纖通信”，華北電力大學電子與通信工程省級精品課程“光纖通信原理”，山東理工大學精品課程“光纖通信”，燕山大學精品課程“光纖通信”也都非常重視理論與實驗的結合[3-5]。

結合本校情況，《光纖通信》課程是通信工程專業的一門專業必修課，電子科學與技術專業、物理學專業的選修課，同時也是全校的公共通識選修課程。該課程的具體培養要求是：通過本課程對光纖通信基本原理、光收發信機、通信網絡進行闡述和講解，使學生掌握光纖通信的基本概念，熟悉光發信機、中繼器、光收信機及光器件的工作原理，掌握光纖通信網絡工作原理和通信網設計基本方法。另外，光纖通信技術涉及的知識面廣，如數字通信、電磁場和物理光學等概念較多，故在學習本課程之前，學生應先修物理、電磁場與電磁波和數字通信等課程，為本課程的學習打下基礎。

由此可見，《光纖通信》課程既需要非常注重理論課程的講授，又需要注重實驗教學。采用精準有效的理論教學和實驗教學相結合的教學方式，進一步系統地設計《光纖通信》課程教學與教法研究，對提高本校學生的相關知識儲備，跟上光纖通信技術的發展步伐，具有重要意義。本論文正是基于這一思想，在教學與教法研究上提出了四點新的方法和建議，為我校的精品課程建設打好基礎。

一、講授內容的實時更新，與最新的理論發展和應用前沿相結合

光纖通信技術承載的信息量巨大，傳輸的業務種類繁多。無論是其相關理論，還是使用設備，都發展迅速、更新很快。《光纖通信》課程也要在理論和與現場應用方面進行不斷跟進前沿。這個可以從三個方面進行提高跟進：第一，在理論方面，及時跟進當前的發展狀況，針對當前國內的光纖通信相關的專業學術會議，例如參加亞洲光纖通信與光電國際會議及博覽會以及中國電子學會通信學分會、中國通信學會光通信專業委員會和中國光學學會聯合主辦的全國第四次光纖通信學術會議，進行學術交流，對較為前沿的理論突破進行了解，并適當讓學生收集和了解這方面的信息。第二，在實踐方面，緊跟形勢，掌握當前進行的較為典型的工程動態，了解光纖通信國際/國家行業標準的修訂及更新。要求學生能了解光纖通信網絡現狀、光纜路由和邏輯拓撲結構，建立初步的感性認識。第三，尤為重要的是，讓學生定期查閱光纖通信有源器件、無源器件以及光網絡的相關文獻;培養學生能夠自己動手查閱相關書籍和自主學習科研方面的能力，以期學生在以后的生涯中能夠自我前行。

二、內容的表達方法的改進：用多媒體表達原理的動態過程

《光纖通信》課程的學習中首先要求學生對光纖通信鏈路有全面的認識，如圖1所示。

光纖通信鏈路中各個組成部分信息量大，并與實際結合緊密，經常需要大量的細節圖片來顯示現場情況和課程內容的內在邏輯，甚至要提供通信運行中的動態過程。也因此，在傳統的教學中，也必須更多地利用多媒體手段。并且表現形式也不能僅僅將多媒體的工具簡單羅列，還必須針對課程的內容采取恰當的表達方式，究竟是圖片，還是音頻或者視頻，而是根據具體的內容，采用合適的方法表達內容的本質。比如光纖通信鏈路中，光波能夠作為高頻信號的載波這一特性的講解，首先要了解光波是一種高頻振蕩的電磁波，需要借助動畫來描述，然后再討論載波的調制，需要畫圖解釋，這些均是傳統板書教學難以完成或者說需要花費過多時間敘述、描寫的，借助多媒體動畫可以生動、形象、快速地完成講解，并且學生可以獲得直觀的感受;再如構成光纖通信鏈路的中繼器其中必不可少的摻鉺光纖放大器，其工作原理涉及激光原理、摻鉺光纖最佳長度的計算，這時如果仍然采用傳統的方式，或者簡單的多媒體羅列教學，對學生而言視覺沖擊效果太弱，因此在教學中可以采用板書教學，對公式講解、結合多媒體動畫，展現摻鉺光纖放大器工作的原理。板書時給學生一定的思考空間，多媒體給出具體直觀的動態工作過程，起到強化記憶、增強理解的作用。

三、結合記憶心理學，改進教法

一直以來，尤其是最近一段時間，我們都在思考一個問題，是什么導致學生對知識點完成了記憶、理解、掌握、能夠運用的呢？教師能幫助學生記憶什么嗎？答案是不能，很無奈但是很真實！我們能做的是講一堂課、若干知識點呈現在學生面前！針對這種呈現我們與一本書、一段視頻的作用類似，那么我們真的無能為力嗎（在幫助學生記憶方面）？當然不是，我們在呈現課程過程中與學生是有交流、有互動的，那么正是這種互動，可以加深學生的記憶，能夠將被動的聽或者看，轉換成積極的思考，這才是教與學中的關鍵！根據記憶的類型[6]，針對知識傳授記憶有形象記憶型、抽象記憶型、情緒記憶型，課堂教學以抽象記憶為主，但是形象記憶，情緒記憶是不容忽視的，而且是非常重要的輔助手段，因此生動的例子、新鮮的實事都是與學生互動，幫助抽象記憶的好方法。如何能夠將學生的思路不著痕跡地帶著進入思考，這里給出了一種教法的嘗試——重點提問，團隊討論。

所有課堂內容，圍繞提問為重點，進行提現。具體做法是每節課提前5分鐘將上一節講授的需掌握的重點內容在黑板上列出，上課鈴聲響起，學生自由選擇問題回答，板書作答，其余同學共同批改每道題。學生在短時間內（上課之前的5分鐘）對上一節課講授內容有所回顧，板書作答加強抽象記憶，同時在批改其他同學的回答時糾正自己的理解錯誤（形象記憶）。全班同學對其進行批改（全班同學在共同糾錯的同時完成了團隊討論），作答的學生感受情緒記憶，知識內化過程加強，能夠將轉化過程中可能出現的理解錯誤加以糾正。每節課之前板書提問，直接解決學生理解過程中的偏差，及時發現，及時解決，發動學生參與批改問題，從多角度鼓勵學生思考，加深知識的理解。課前提問與平時成績掛鉤，學生參與非常積極，其強化記憶的效果在試卷考題中有明顯的體現！

四、實際動手應用與理論教學相結合

當前針對實際動手應用存在三方面的不足，一是設備價格高，更新快，沒有足夠的設備;二是實際動手的內容太簡單，不能反映或者提高水平。三是實際操作時間較長，進程把控較難，且容易出現問題。也正是因此，很多專業學生存在理論的夸夸其談，實踐侏儒的現象。即便現有的通信工程專業、電子科學與技術專業已開設專業實驗，但是存在的問題是理論課與實驗課脫節，有的同學是沒上理論課，先做完了實驗，有的同學是理論課學習完成很長時間才上實驗課。

這里給出以下三個改進意見：一是改進時間安排，當前的實驗課與理論課是獨立的兩門課程，因此在時間的安排上出現了脫節現象，這里建議，將兩門課程在不減少學時的情況下合并為一門課程，統一安排時間，將實驗課的時間安排，配合理論課的時間。而現有的物理學專業與通識選修課程未設置實驗課，建議加開設1～2個實驗，或者采用模擬實驗進行教學。二是增加和改進實驗器材的投入或者和其他的教學單位和工程單位相結合，讓學生能夠及時熟悉前沿的設備和相關的操作。三是實驗內容的設計和改進，針對理論內容和最新設備經實驗內容進行及時的更新。甚至由同學自主提出需要增加的部分。這也可以通過第二點，通過和其他單位的合作來實現。

綜上所述，本項目在教學教法上提出了幾點改革想法，將繼續在教學內容實施，緊跟時代的發展，更新教學內容，改革教學方法為我校的精品課程建設打好基礎。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息，2006（14）：1-33.

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信，2004（6）：35-106.

[3]錢勝，王天樞，周雪芳.“光纖通信”課程實踐教學環節探索[J].中國電力教育，2011 （14）：118-119.

[4]張淑娥，李永倩，楊再旺.“光纖通信原理”精品課程實驗建設探究[J].實驗技術與管理，2010，27（5）：165-166，169.

[5]陳莉，黃榮懷，李松，曾蘭芳.從精品課程看我國高校的實踐教學[J].開放教育研究， 2008，14（1）：28-33

[6]王.汪安圣認知心理學[M].北京：北京大學出版社，2006.