電子信息工程專業(yè)光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及優(yōu)化研究

管愛(ài)紅

摘要：光纖通信技術(shù)是一門實(shí)用技術(shù)，隨著光纖通信技術(shù)的實(shí)用和發(fā)展，大多數(shù)通信類專業(yè)都開設(shè)有光纖通信這門課程，這門課程都設(shè)有一定比例的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，根據(jù)目前學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，多數(shù)同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重視度不高，論文首先分析了光纖通信實(shí)驗(yàn)課程的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而討論了光纖通信實(shí)驗(yàn)課程改革優(yōu)化的思路，通過(guò)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)考核方法對(duì)課程進(jìn)行優(yōu)化，最后得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：光纖通信；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；優(yōu)化研究

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）13-0259-02

一、引言

近年來(lái)光纖通信技術(shù)日新月異，光纖的損耗越來(lái)越小，長(zhǎng)距離光纖通信終于走向?qū)嵱茫页杀敬蟠蠼档汀Ｎ覀儑?guó)家也在九十年代中期開始建設(shè)光纖通信系統(tǒng)，各個(gè)城市出現(xiàn)了大大小小的生產(chǎn)光纖通信方面設(shè)備的公司。目前90%以上的信息都是通過(guò)光纖傳輸，光纖通信技術(shù)是一項(xiàng)迅速得到應(yīng)用的新技術(shù)，大部分高校信息類專業(yè)都開設(shè)的有光纖通信這門課程，我校通信系電子信息工程專業(yè)在大三開設(shè)光纖通信這門課程，是一門專業(yè)選修課，近幾年選修的比例非常大，大部分同學(xué)都選修這門課程，因?yàn)楹退麄儗?lái)的就業(yè)息息相關(guān)。該課程共44學(xué)時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)，主要內(nèi)容包括光纖、光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光放大器工作原理，光纖通信系統(tǒng)，光纖通信網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，這些內(nèi)容對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的提升和專業(yè)技能的培養(yǎng)起到相當(dāng)重要的作用，為他們以后走上工作崗位從事光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工以及維護(hù)打下良好的基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2007年開設(shè)光纖通信這門選修課之初，實(shí)驗(yàn)室里購(gòu)買了8套武漢凌特電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱（型號(hào)：LTE-GX-03A），該實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二十七個(gè)，綜合性實(shí)驗(yàn)三個(gè)，另外還進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)各種編碼程序設(shè)計(jì)以及時(shí)分復(fù)用程序設(shè)計(jì)，該實(shí)驗(yàn)箱除了能夠滿足光纖通信課程的實(shí)驗(yàn)外，還可以進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及開設(shè)光纖通信方面的課程設(shè)計(jì)，甚至讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行光纖通信方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。目前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)我校電子信息工程專業(yè)開設(shè)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)：光纖損耗特性測(cè)量，光發(fā)射機(jī)指標(biāo)測(cè)試，光接收機(jī)指標(biāo)測(cè)試，電話語(yǔ)音光纖傳輸系統(tǒng)測(cè)試。前三個(gè)實(shí)驗(yàn)是光器件的原理及特性測(cè)試，第四個(gè)實(shí)驗(yàn)是搭建電話語(yǔ)音光纖傳輸系統(tǒng)。

在選用實(shí)驗(yàn)教材方面，選用的是LTE-GX-03A光纖通信實(shí)驗(yàn)箱配備的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，指導(dǎo)書對(duì)相關(guān)原理的介紹不夠詳細(xì)，實(shí)驗(yàn)操作步驟過(guò)于詳細(xì)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可能根本不明白其中的工作過(guò)程，但是只要按照實(shí)驗(yàn)步驟操作照樣能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這更加造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的不重視，課前不預(yù)習(xí)，做實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要思考，上課不認(rèn)真聽講，甚至有的同學(xué)上實(shí)驗(yàn)課時(shí)玩手機(jī)，下課抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)羅列到報(bào)告上，根本沒(méi)有數(shù)據(jù)分析，達(dá)不到通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好的理解相關(guān)理論知識(shí)的目的。

由于實(shí)驗(yàn)套數(shù)的限制，每次做實(shí)驗(yàn)只能進(jìn)一個(gè)班，3～4人共用一個(gè)光纖通信實(shí)驗(yàn)箱，大部分同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)付，4個(gè)人中只有一個(gè)人做實(shí)驗(yàn)，其他同學(xué)等著抄抄數(shù)據(jù)，四個(gè)人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告一模一樣。從2007年到2014年連續(xù)8屆學(xué)生的使用，實(shí)驗(yàn)箱一些模塊（比如光發(fā)射機(jī)），做每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要用到這個(gè)模塊，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)是有時(shí)候操作不當(dāng)，容易造成設(shè)備的損壞，實(shí)驗(yàn)箱配備的光功率計(jì)也是容易損壞的配件，光纖活動(dòng)連接器由于連接時(shí)用力過(guò)大也容易造成損壞。這些器件的損壞使原來(lái)都很緊張的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更加短缺，甚至影響實(shí)驗(yàn)課程的正常開設(shè)。

三、改革優(yōu)化的思路

1.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。光纖通信是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，做好實(shí)驗(yàn)一方面可以加深對(duì)理論部分的理解，更為重要的是，通過(guò)做實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，建立學(xué)生對(duì)光纖、對(duì)光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、一些簡(jiǎn)單光器件的初步認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，光纖通信中介紹的很多內(nèi)容可能同學(xué)們走上工作崗位馬上就要用到。通信行業(yè)需要大量的人才從事通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)工作，如果學(xué)生從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)光纖通信的一些基本的原件、設(shè)備，應(yīng)聘這方面工作的時(shí)候就處于劣勢(shì)，所以為了提高畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，拓寬就業(yè)途徑，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)型人才，不僅老師同學(xué)們都有改變對(duì)待實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度，老師要更新自己的知識(shí)，結(jié)合自己的科研成果，開發(fā)一些新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)認(rèn)真真的做好光纖通信實(shí)驗(yàn)。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備。隨著課程建設(shè)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)量不能滿足學(xué)生的使用需求，2014年我院又從武漢凌特電子技術(shù)有限公司購(gòu)進(jìn)24套型號(hào)為L(zhǎng)TE-GX-03E的光纖通信實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱是在LTE-GX-03A光纖通信實(shí)驗(yàn)箱上改進(jìn)而來(lái)，主要的變化是在03A光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱主板的架構(gòu)上增加了光功率計(jì)和誤碼測(cè)試儀兩大模塊。光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱LTE-GX-03E包含以下模塊：光功率計(jì)模塊、誤碼測(cè)試儀模塊、1310nm和1550nm光發(fā)模塊、1310nm和1550nm光收模塊、數(shù)字信號(hào)源模塊、固定速率時(shí)分復(fù)用模塊和解復(fù)用模塊、變速率時(shí)分復(fù)用模塊和解復(fù)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(shí)分復(fù)用及解復(fù)用模塊、模擬信號(hào)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(shí)驗(yàn)共四十五個(gè)，包括：光器件認(rèn)知實(shí)驗(yàn)八個(gè)、光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)實(shí)驗(yàn)十一個(gè)、模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)三個(gè)、數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四個(gè)、光纖綜合傳輸實(shí)驗(yàn)十個(gè)、二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)九個(gè)。這批設(shè)備大大滿足了電子信息工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行光纖通信實(shí)驗(yàn)，目前基本可以保證1～2人一臺(tái)設(shè)備，讓學(xué)生人人都有機(jī)會(huì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。這批設(shè)備可以做的實(shí)驗(yàn)數(shù)量也比較多，滿足有興趣的學(xué)生進(jìn)行自我的開發(fā)設(shè)計(jì)，二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以自己編寫程序，寫入實(shí)驗(yàn)箱，進(jìn)行一些編碼、擾碼、復(fù)用等方面的軟件設(shè)計(jì)和硬件操作，在近2年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們安排了一些這方面的題目，取得了一些好的效果，學(xué)生也得到了很好的鍛煉，做出了自己的一些作品。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。按照培養(yǎng)計(jì)劃，光纖通信課程有8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，開設(shè)有認(rèn)知性、驗(yàn)證型和綜合性共四個(gè)實(shí)驗(yàn)。認(rèn)知型實(shí)驗(yàn)一個(gè)，實(shí)驗(yàn)題目是光纖活動(dòng)連接器，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖橇私夤饫w活動(dòng)連接器在光纖通信系統(tǒng)中的作用和了解光纖的各種性能參數(shù)。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)兩個(gè)，實(shí)驗(yàn)一是光發(fā)射機(jī)的特性參數(shù)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢斫獍雽?dǎo)體激光器的重要特性參數(shù)，掌握半導(dǎo)體激光器的P-I特性曲線的測(cè)試方法，掌握數(shù)字光發(fā)射機(jī)的消光比的測(cè)試方法，掌握數(shù)字光發(fā)射機(jī)平均光功率的測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)二是光接收機(jī)的特性參數(shù)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖橇私夤饨邮諜C(jī)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)要求，掌握光接收機(jī)的靈敏度測(cè)試方法，掌握光接收機(jī)眼圖的觀測(cè)方法。綜合性實(shí)驗(yàn)一個(gè)，四路數(shù)據(jù)信號(hào)+兩路電話光纖綜合傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諘r(shí)分復(fù)用、PCM編碼和波分復(fù)用的原理及實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)開設(shè)光纖通信的開放性實(shí)驗(yàn)，把設(shè)備利用起來(lái)，給學(xué)生更多的時(shí)間認(rèn)識(shí)、研究、開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱，會(huì)取得意向不到的結(jié)果。

4.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)考核方法。實(shí)驗(yàn)課程的考核是對(duì)學(xué)生們學(xué)習(xí)效果的檢查和督促，對(duì)激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，端正整個(gè)班級(jí)同學(xué)的學(xué)習(xí)風(fēng)氣都有不可或缺的作用，因此，真實(shí)公正地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核至關(guān)重要。在具體的操作過(guò)程中從預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，需要把握好每一個(gè)環(huán)節(jié)。我們具體操作是這樣是規(guī)定的，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的20%，要求寫預(yù)習(xí)報(bào)告，寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)步驟；實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的50%，主要考察學(xué)生做實(shí)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作規(guī)范以及得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)報(bào)告占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的30%，考查實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的規(guī)范程度、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是否正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析是否充分合理，作圖是否規(guī)范等。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理三個(gè)方面的綜合考查，來(lái)端正和規(guī)范學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度，改變以前不重視預(yù)習(xí)、不重視實(shí)驗(yàn)操作，只交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的應(yīng)付態(tài)度，最終達(dá)到同學(xué)們都能對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握的目的。

四、結(jié)論

通過(guò)近幾年對(duì)光纖通信實(shí)驗(yàn)課程的改革與探索，光纖通信實(shí)驗(yàn)條件得到了一定的改善，同學(xué)們學(xué)習(xí)光纖通信的學(xué)習(xí)積極性和對(duì)光纖通信課程的重視程度有了很大的提高，改變了過(guò)去實(shí)驗(yàn)課不預(yù)習(xí)、不動(dòng)手、只交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的應(yīng)付狀態(tài)，光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量明顯提高，當(dāng)然，要做好光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和發(fā)展，還需要我們付出長(zhǎng)久的努力，有些方面還需要加強(qiáng)，比如，利用目前的實(shí)驗(yàn)條件，開設(shè)光纖通信課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自己查資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題；還可以多開設(shè)光纖通信方面畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)K和功能。

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