光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析

王文珍 侯金

【摘要】 針對(duì)光纖通信技術(shù)高速發(fā)展給人才培養(yǎng)及其課程教學(xué)提出的適應(yīng)性要求，結(jié)合中南民族大學(xué)通信與電子信息類專業(yè)光通信方向的教改實(shí)踐，對(duì)課程的實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了探索。在現(xiàn)有光纖通信實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，作好基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)基本概念的理解，增設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，開拓學(xué)生視野和知識(shí)面。實(shí)踐證明，這種改進(jìn)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式可以使學(xué)生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生之后從事相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工作與學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 實(shí)踐教學(xué) 軟件仿真

《光纖通信》是通信與電子信息類專業(yè)最重要的專業(yè)主干課程之一[1]，主要講述了光纖通信的基本概念、傳輸理論、系統(tǒng)組成、新技術(shù)等內(nèi)容[2]。該門課程具有理論性強(qiáng)、知識(shí)面廣、抽象概念多的特點(diǎn)[3]。為了提高教學(xué)質(zhì)量，很多高校開設(shè)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，使得學(xué)生能夠進(jìn)一步消化課堂上所學(xué)的理論知識(shí)。

經(jīng)過多年對(duì)光纖通信課程的講授，我們對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了一定的探索與研究，通過設(shè)計(jì)不同層次的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)光纖通信相關(guān)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，并取得了滿意的教學(xué)效果。

一、以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，加深學(xué)生對(duì)基本概念的理解

光纖通信實(shí)驗(yàn)箱是學(xué)生從理論走向?qū)嵺`的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生了解光纖通信系統(tǒng)提供了保障。在教學(xué)中，以光纖通信的基礎(chǔ)理論為重心，按照由淺入深、由簡單到綜合的原則精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是以模塊化的實(shí)驗(yàn)箱為平臺(tái)，學(xué)生利用相關(guān)測試點(diǎn)完成數(shù)據(jù)記錄與波形觀測并結(jié)合原理進(jìn)行分析驗(yàn)證相關(guān)內(nèi)容。我們學(xué)校的實(shí)驗(yàn)箱平臺(tái)主要由光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、光終端機(jī)、OTDR功能等幾大部分組成。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的組成、功能電路、信息流程與實(shí)際光纖通信系統(tǒng)在技術(shù)上保持一致，并在此基礎(chǔ)上增設(shè)特殊的測試環(huán)境。

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^全面地掌握光纖通信的系統(tǒng)組成、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)以及主要技術(shù)指標(biāo)的測量方法。這對(duì)學(xué)生理解與掌握光纖通信理論和技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

二、引入仿真性實(shí)驗(yàn)，開闊學(xué)生的視野和知識(shí)面

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，由于實(shí)驗(yàn)箱封裝性強(qiáng)、集成化程度高，在方便操作的同時(shí)，卻無法讓學(xué)生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實(shí)驗(yàn)盡管可以獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生并沒有真正理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。且對(duì)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果有限。

隨著科技的進(jìn)步，新的理論和技術(shù)迅速產(chǎn)生與發(fā)展，需要不斷更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備。考慮到實(shí)驗(yàn)建設(shè)資金限制和光通信器件成本較高等因素，對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足的實(shí)驗(yàn)，我們可以利用軟件仿真的方式，比較直觀形象地掌握各個(gè)參數(shù)對(duì)光纖線路或通信系統(tǒng)的性能影響，彌補(bǔ)試驗(yàn)設(shè)備的局限性，開闊學(xué)生的視野和知識(shí)面。

因此，實(shí)踐教學(xué)部分我們還可利用仿真軟件構(gòu)建光纖通信系統(tǒng)模型，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率，有效地節(jié)省實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本。

實(shí)驗(yàn)中我們引入了加拿大OptiWave生產(chǎn)的OptiSystem軟件。利用OptiSystem軟件，在硬件資源不足的情況下，使學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)和現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)的理論、傳輸體制、系統(tǒng)組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)等知識(shí)有一個(gè)全面的了解。包括光網(wǎng)絡(luò)的組成，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌饨尤刖W(wǎng)技術(shù)，光傳送網(wǎng)技術(shù)，光交換網(wǎng)技術(shù)，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。同時(shí)學(xué)生也可系統(tǒng)學(xué)習(xí)光交換，全光網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)光通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)及發(fā)展趨勢等。利用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)性能分析，有利于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行探索，提高學(xué)生對(duì)系統(tǒng)性能的全面認(rèn)識(shí)。

三、總結(jié)

通過不斷的探索與研究，我們逐步建立了一套完整的包含驗(yàn)證、仿真以及設(shè)計(jì)等多種不同層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的光纖通信課程實(shí)踐教學(xué)體系。在實(shí)踐教學(xué)中，我們針對(duì)學(xué)生接受知識(shí)的能力因材施教；堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合、仿真平臺(tái)與硬件平臺(tái)相結(jié)合、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與開放性設(shè)計(jì)相結(jié)合；培養(yǎng)學(xué)生整體思考問題、分析問題、解決問題的能力。實(shí)踐證明，通過這些教學(xué)活動(dòng)的開展，學(xué)生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，對(duì)光纖通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深，學(xué)生的視野和知識(shí)面得到了拓展；同時(shí)學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到了很好的發(fā)揮，動(dòng)手能力得到了鍛煉，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力以及創(chuàng)新意識(shí)得到了有效提高，為學(xué)生之后從事相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工作與學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鄧大鵬.光纖通信原理 [M].北京 ： 人民郵電出版社 ，2006：5-6.

[2] 李萍，鄒念育，楊軼.光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐 [J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2010，（6）：35-36.

[3] 李書旗 ，朱昌平 ，陳小剛.光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索 [J].中國電力教育 ，2010，（36）：132-133.