光纖通信應用型課程建設

李 強 廖穆鋒 徐學博

1.中國人民解放軍31401部隊 吉林 梅河口 135000；2.中國人民解放軍31401部隊 吉林 白城 137000

引言

“光纖通信技術”課程是通信工程專業的一門主干專業課,本課程應用性較強,而現在恰逢我校向“地方性應用型高校”轉型的關鍵期,“光纖通信技術”則在一定程度上承擔了通信工程專業向應用型專業轉型的責任。從國家層面看,光纖通信技術又是“寬帶中國”、“互聯網+”及“中國智造2025”等國家戰略實施的重要技術保障,這些國家戰略的實施,對通信技術人才特別是具有扎實的光通信理論與技術的通信人才的需求勢必會猛增,由此可見,“光纖通信技術”課程在通信專業人才培養中占有舉足輕重的地位,其作用不容忽視。

1 應用型課程教學大綱與內容優化

光纖通信是長距離、大容量通信的主體,在現代有線通信領域具有舉足輕重的地位,而全光通信也是有線通信發展的趨勢。掌握一定的光纖通信系統基礎知識,具備一定的實踐動手能力,對學生就業發展和國家通信事業建設都具有重要的意義。本課程的目的在于讓學生了解光纖通信系統的構成,知曉光信號發射、光信號接收、光信號在光纖中傳輸的基本原理；掌握時分復用、波分復用光纖傳輸系統的原理與設計；了解光纖局域網、相干光通信系統和全光光纖通信網的結構等理論知識。在課程教學過程中根據實際教學效果逐年修訂教學大綱,為了保證課程內容的先進性,突出對學生實踐動手能力的培養,在此基礎上培育課程特色,主要從以下幾方面對教學大綱進行修改:1)緊盯行業一線,結合企業對相關領域人才的需求,使學生學的都是以后真的要用且用得上的知識,提高學生分析問題、解決問題的能力。2)結合學科發展趨勢,緊跟科技前沿,研究熱點問題,拓展學生的知識面；同時結合教師的科研課題,將之延伸到課堂和實踐教學中,培養學生的科研意識。3)合理組織教學內容,壓縮理論推導,突顯工程實際,以提高學生的學習興趣。4)增加實驗實踐課時,以練代學,以學促練,培養學生的實踐動手能力。“光纖通信技術”的課程教學主要通過課堂講解與實踐訓練兩個環節配合完成:(1)任課教師在課堂上充分利用MATLAB、Multisim 及Optisystem 等軟件功能,結合制作高質量的課件和flash動畫,生動、形象地講解課程的重點與難點。(2)在實踐教學過程中,結合光傳輸實訓室,使學生充分了解各光器件模塊的功能與作用,在此基礎上進行相關內容的驗證與設計,以培養學生分析問題與解決實際問題的能力,從而為學生今后從事光通信行業打下基礎。

2 應用型課程教學方法與手段優化

2.1 多媒體教學與傳統板書教學相結合 多媒體教學充分利用計算機的強大信號處理和信息存儲能力,將文字、聲音、圖形及視頻等多種媒體整合在一起。多媒體教學可提高授課質量和教學效率,使學生輕松、愉快地學習,有利于加深其對基本概念、基本原理的理解。但對于一些重要的、思路嚴密的推導過程,仍需通過傳統板書的形式講授,這樣容易控制節奏,便于學生接受,充分發揮學生的主觀能動性。

2.2 充分利用網絡為學生提供更多的學習資源 校園網已經普及到了我校各教學樓、實驗樓以及宿舍樓,因此可充分利用網絡資源進行信息發布,同時借助QQ、微信等即時通信工具與學生進行實時溝通,這樣可以有效提高學生的參與度,進而提升其學習興趣。

2.3 理論教學與實踐教學相輔相成 針對本課程的特點,在實際實施過程中將教學內容與實踐內容相結合,課堂上重在理論研究,實踐過程中將課堂上的理論知識具體化,使兩者相互印證,以提高學生對知識的理解與把握程度,進一步提升教學效果。

3 應用型課程建設措施

3.1 關注課程關聯,建立教學新體系 由于光纖通信技術涉及的知識面廣,如高等數學、大學物理、英語、電子線路、信號與系統、通信原理等內容都會在光纖通信教學中有所涉及,故在學習本課程之前,學生應先充分學習這些課程,從而為本課程的學習打下基礎。這就要求我們整個教研室協調起來,從根源抓起這些基礎專業課程,全員參與搞改革,從而為“光纖通信技術”課程的應用型建設提供支持。

3.2 引進仿真技術,構建虛擬光通信 由于光纖通信設備價格昂貴,且技術更新換代快,加上一般地方性本科院校在資金方面難以匹配,導致光纖通信實驗設備陳舊,從而產生學生實踐環境和實踐技術與現有商用內容差距較大的問題,而引入仿真技術可在一定程度上解決此問題。為此,可加強光纖通信應用軟件的理論學習和應用的力度,如MATLAB、Multisim 及Optisystem 等工程軟件,以此增強學生的開發和實踐能力。首先可引導學生學習使用MATLAB工程軟件,以對光纖通信中的各種光信號進行相關分析,隨后可使學生系統學習Multisim,以對光纖通信硬件模塊進行仿真,而Optisystem 的引入可使學生從工程實踐角度更深入、細致地學習光纖通信體系的各個方面。三者合力可以使學生在不接觸真實光纖通信系統的前提下全面理解光纖通信系統各層面的內容,而這在一定程度上也可節約實踐成本。

3.3 教學科研結合,提升實踐教學效果 常規的光纖通信實踐項目基本都依托于試驗箱,項目單一且內容簡單,且以驗證性實驗為主,實驗過程較難觀測,最終只能通過示波器或功率計做一些簡單的測試,實驗效果差,對于學生實踐動手能力的提升有限,且阻礙了應用型課程的發展。為此對于簡單的實踐項目,可以借助光纖通信試驗箱進行驗證性的實驗,將對于設計性的實驗,可以借助實驗箱的二次開發模塊,將綜合性和創新性的實踐內容與相關科研項目結合,在實際實施過程中將河北省高等學校科學技術研究項目“無線光纖通信系統中光載毫米波信號產生及傳輸所性能研究”的相關研究內容融入光纖通信實踐教學中,既能鍛煉學生的實踐動手能力,又能提升學生的科研意識,同時也有助于科研項目的順利實施。

結語

總之,應用型課程建設本身就是一個整合教學大綱與教學內容、改進教學方法與手段、精選實驗項目及體現應用型的過程。通過幾年來的建設,在以上幾個方面取得了較好的效果,形成了自己的課程特色。但目前在應用型課程建設過程中還存在一些問題,如教師隊伍年輕,在經驗與閱歷上需要進一步培養和磨煉,科研能力也有待進一步提高。