電子信息工程專業光纖通信實驗教學現狀及優化研究

管愛紅

摘要：光纖通信技術是一門實用技術，隨著光纖通信技術的實用和發展，大多數通信類專業都開設有光纖通信這門課程，這門課程都設有一定比例的實驗學時，根據目前學生的學習現狀，多數同學對實驗內容重視度不高，論文首先分析了光纖通信實驗課程的發展現狀，進而討論了光纖通信實驗課程改革優化的思路，通過重視實驗教學、優化實驗設備、優化實驗教學內容、優化實驗考核方法對課程進行優化，最后得出結論。

關鍵詞：光纖通信；實驗教學；優化研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）13-0259-02

一、引言

近年來光纖通信技術日新月異，光纖的損耗越來越小，長距離光纖通信終于走向實用，而且成本大大降低。我們國家也在九十年代中期開始建設光纖通信系統，各個城市出現了大大小小的生產光纖通信方面設備的公司。目前90%以上的信息都是通過光纖傳輸，光纖通信技術是一項迅速得到應用的新技術，大部分高校信息類專業都開設的有光纖通信這門課程，我校通信系電子信息工程專業在大三開設光纖通信這門課程，是一門專業選修課，近幾年選修的比例非常大，大部分同學都選修這門課程，因為和他們將來的就業息息相關。該課程共44學時，其中理論學時36學時，實驗學時8學時，主要內容包括光纖、光發射機、光接收機、光放大器工作原理，光纖通信系統，光纖通信網絡等內容，這些內容對學生專業知識的提升和專業技能的培養起到相當重要的作用，為他們以后走上工作崗位從事光纖通信系統的設計、施工以及維護打下良好的基礎。

二、實驗教學的現狀

2007年開設光纖通信這門選修課之初，實驗室里購買了8套武漢凌特電子技術有限公司生產的光纖通信原理實驗箱（型號：LTE-GX-03A），該實驗箱驗證性實驗二十七個，綜合性實驗三個，另外還進行二次開發實現各種編碼程序設計以及時分復用程序設計，該實驗箱除了能夠滿足光纖通信課程的實驗外，還可以進行設計性實驗以及開設光纖通信方面的課程設計，甚至讓學生在實驗箱上進行光纖通信方面的畢業設計課題。目前課內實驗我校電子信息工程專業開設有四個實驗：光纖損耗特性測量，光發射機指標測試，光接收機指標測試，電話語音光纖傳輸系統測試。前三個實驗是光器件的原理及特性測試，第四個實驗是搭建電話語音光纖傳輸系統。

在選用實驗教材方面，選用的是LTE-GX-03A光纖通信實驗箱配備的實驗指導書，指導書對相關原理的介紹不夠詳細，實驗操作步驟過于詳細，學生在做實驗的時候可能根本不明白其中的工作過程，但是只要按照實驗步驟操作照樣能得出正確的實驗結果。這更加造成學生對實驗課的不重視，課前不預習，做實驗時不需要思考，上課不認真聽講，甚至有的同學上實驗課時玩手機，下課抄襲實驗報告，實驗數據羅列到報告上，根本沒有數據分析，達不到通過實驗更好的理解相關理論知識的目的。

由于實驗套數的限制，每次做實驗只能進一個班，3～4人共用一個光纖通信實驗箱，大部分同學做實驗時應付，4個人中只有一個人做實驗，其他同學等著抄抄數據，四個人的實驗報告一模一樣。從2007年到2014年連續8屆學生的使用，實驗箱一些模塊（比如光發射機），做每個實驗都要用到這個模塊，學生在做實驗是有時候操作不當，容易造成設備的損壞，實驗箱配備的光功率計也是容易損壞的配件，光纖活動連接器由于連接時用力過大也容易造成損壞。這些器件的損壞使原來都很緊張的實驗設備更加短缺，甚至影響實驗課程的正常開設。

三、改革優化的思路

1.重視實驗教學。光纖通信是一門實用性很強的課程，做好實驗一方面可以加深對理論部分的理解，更為重要的是，通過做實驗可以鍛煉學生的動手能力，建立學生對光纖、對光發射機、光接收機、一些簡單光器件的初步認識，培養學生學習的興趣，光纖通信中介紹的很多內容可能同學們走上工作崗位馬上就要用到。通信行業需要大量的人才從事通信系統的設計、建設、維護工作，如果學生從來沒有接觸過光纖通信的一些基本的原件、設備，應聘這方面工作的時候就處于劣勢，所以為了提高畢業生的就業競爭力，拓寬就業途徑，培養高素質的技術型人才，不僅老師同學們都有改變對待實驗課的態度，老師要更新自己的知識，結合自己的科研成果，開發一些新的實驗內容，引導學生認認真真的做好光纖通信實驗。

2.優化實驗設備。隨著課程建設的發展，實驗設備的數量不能滿足學生的使用需求，2014年我院又從武漢凌特電子技術有限公司購進24套型號為LTE-GX-03E的光纖通信實驗箱，該實驗箱是在LTE-GX-03A光纖通信實驗箱上改進而來，主要的變化是在03A光纖通信原理實驗箱主板的架構上增加了光功率計和誤碼測試儀兩大模塊。光纖通信原理實驗箱LTE-GX-03E包含以下模塊：光功率計模塊、誤碼測試儀模塊、1310nm和1550nm光發模塊、1310nm和1550nm光收模塊、數字信號源模塊、固定速率時分復用模塊和解復用模塊、變速率時分復用模塊和解復用模塊，2M接口模塊、加擾和解擾模塊、CMI編譯碼模塊、PCM編譯碼模塊、PCM時分復用及解復用模塊、模擬信號源模塊、眼圖模塊、電話接口模塊、RS232模塊、視頻接口模塊、液晶顯示模塊。可以做的實驗共四十五個，包括：光器件認知實驗八個、光發射機與光接收機實驗十一個、模擬信號光纖傳輸系統實驗三個、數字信號光纖傳輸系統實驗四個、光纖綜合傳輸實驗十個、二次開發實驗九個。這批設備大大滿足了電子信息工程專業學生進行光纖通信實驗，目前基本可以保證1～2人一臺設備，讓學生人人都有機會動手實驗。這批設備可以做的實驗數量也比較多，滿足有興趣的學生進行自我的開發設計，二次開發實驗學生可以自己編寫程序，寫入實驗箱，進行一些編碼、擾碼、復用等方面的軟件設計和硬件操作，在近2年的畢業設計中我們安排了一些這方面的題目，取得了一些好的效果，學生也得到了很好的鍛煉，做出了自己的一些作品。

3.優化實驗教學內容。按照培養計劃，光纖通信課程有8個學時的實驗，開設有認知性、驗證型和綜合性共四個實驗。認知型實驗一個，實驗題目是光纖活動連接器，實驗目的是了解光纖活動連接器在光纖通信系統中的作用和了解光纖的各種性能參數。驗證型實驗兩個，實驗一是光發射機的特性參數測試，實驗目的是理解半導體激光器的重要特性參數，掌握半導體激光器的P-I特性曲線的測試方法，掌握數字光發射機的消光比的測試方法，掌握數字光發射機平均光功率的測試方法。實驗二是光接收機的特性參數測試，實驗目的是了解光接收機的靈敏度和動態范圍指標要求，掌握光接收機的靈敏度測試方法，掌握光接收機眼圖的觀測方法。綜合性實驗一個，四路數據信號+兩路電話光纖綜合傳輸系統實驗，實驗目的掌握時分復用、PCM編碼和波分復用的原理及實現方法。通過開設光纖通信的開放性實驗，把設備利用起來，給學生更多的時間認識、研究、開發實驗箱，會取得意向不到的結果。

4.優化實驗考核方法。實驗課程的考核是對學生們學習效果的檢查和督促，對激發學生們的學習興趣，端正整個班級同學的學習風氣都有不可或缺的作用，因此，真實公正地對學生的學習情況進行考核至關重要。在具體的操作過程中從預習、實驗操作、實驗報告的撰寫，需要把握好每一個環節。我們具體操作是這樣是規定的，實驗預習占實驗總成績的20%，要求寫預習報告，寫出實驗目的、實驗內容、實驗儀器、實驗原理以及實驗步驟；實驗操作過程占實驗總成績的50%，主要考察學生做實驗過程的實驗態度、操作規范以及得到的實驗結果；實驗報告占實驗總成績的30%，考查實驗報告書寫的規范程度、實驗數據的處理是否正確，實驗數據的分析是否充分合理，作圖是否規范等。通過對實驗前預習、實驗過程中操作過程和實驗結果的處理三個方面的綜合考查，來端正和規范學生對實驗課的態度，改變以前不重視預習、不重視實驗操作，只交實驗報告的應付態度，最終達到同學們都能對實驗內容的掌握的目的。

四、結論

通過近幾年對光纖通信實驗課程的改革與探索，光纖通信實驗條件得到了一定的改善，同學們學習光纖通信的學習積極性和對光纖通信課程的重視程度有了很大的提高，改變了過去實驗課不預習、不動手、只交實驗報告的應付狀態，光纖通信實驗教學的效果和質量明顯提高，當然，要做好光纖通信實驗教學的改革和發展，還需要我們付出長久的努力，有些方面還需要加強，比如，利用目前的實驗條件，開設光纖通信課程設計，讓學生自己查資料，設計實驗內容，獨立的發現問題并解決問題；還可以多開設光纖通信方面畢業設計，讓學生進入實驗室，利用現有的實驗設備，開發新的實驗模塊和功能。

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