《光纖通信》教學(xué)中專業(yè)知識(shí)與中華傳統(tǒng)文化融合的研究

彭小平　李剛　羅倩倩

摘要：《光纖通信》課程中含有豐富的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化素材，在《光纖通信》教學(xué)中融合中華傳統(tǒng)文化教育，既能提高學(xué)生的文化素質(zhì)和道德修養(yǎng)，又能促進(jìn)《光纖通信》專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：光纖通信;專業(yè)知識(shí);中華傳統(tǒng)文化;融合

一、引言

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是中華民族智慧的結(jié)晶，是中華民族的重要凝聚力和生命力之所在。而大學(xué)生肩負(fù)著實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要使命。因此，高校不僅要重視專業(yè)教學(xué)，還應(yīng)該重視中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，不斷地提高大學(xué)生的文化素質(zhì)和道德修養(yǎng)。再說，關(guān)注大學(xué)生特別是理工科學(xué)生的人文情懷，本來就是高校教育中的重要內(nèi)容。因此，中華傳統(tǒng)文化教育應(yīng)當(dāng)成為大學(xué)生素質(zhì)教育不可缺少的環(huán)節(jié)，在專業(yè)教學(xué)中融合中華傳統(tǒng)文化教育，既能提高學(xué)生的文化素質(zhì)和道德修養(yǎng)，又能促進(jìn)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，使大學(xué)生成為德才兼?zhèn)涞摹⑷姘l(fā)展的、人格健全的真正意義的人。

二、《光纖通信》專業(yè)知識(shí)與中華傳統(tǒng)文化融合的實(shí)例分析

《光纖通信》課程中蘊(yùn)含了豐富的人文知識(shí)、哲學(xué)思想和辯證思維方法，教師要充分發(fā)掘其所蘊(yùn)涵的豐富的思想觀念、人文精神、道德規(guī)范等中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化素材。下面探討利用《光纖通信》的相關(guān)知識(shí)對(duì)學(xué)生開展傳統(tǒng)文化教育，提高學(xué)生的人文素質(zhì)和道德修養(yǎng)。

在光纖通信系統(tǒng)中，光發(fā)送機(jī)耦合進(jìn)光纖的功率越大，可通信的距離就越長;但光功率太大也會(huì)使系統(tǒng)工作在非線性狀態(tài)，對(duì)通信將產(chǎn)生不良影響[1]。因此，在光纖通信中，要求光源應(yīng)有“合適”的輸出光功率。這個(gè)教學(xué)實(shí)例中蘊(yùn)涵著中華傳統(tǒng)文化中的中庸思想，輸出光功率太小，通信的中繼距離太短，需要增加通信成本，所以說，功率太小是“不及”;為了增加通信的距離，希望功率大一些，但功率太大，通信系統(tǒng)進(jìn)入非線性工作狀態(tài)，反過來影響通信質(zhì)量，因此功率太大是“過”。“合適”的功率無過無不及，恰到好處。當(dāng)然，這個(gè)教學(xué)案例也包含了哲學(xué)中量變質(zhì)變規(guī)律的辯證思想，這個(gè)“合適”的功率就是保持系統(tǒng)線性工作狀態(tài)的數(shù)量界限—“度”;如果功率的量變突破了“度”的數(shù)量界限，就導(dǎo)致質(zhì)變，系統(tǒng)進(jìn)入非線性工作狀態(tài)。不到這個(gè)“度”不好，超過這個(gè)“度”，也會(huì)變質(zhì)[2]。“度”的辯證原理要求我們?cè)谝磺袑?shí)踐活動(dòng)中要掌握“適度”的原則[3]。

G.652光纖在1550nm工作窗口衰減系數(shù)最低，而存在色散太大的問題。光纖色散使輸入的光信號(hào)在光纖傳輸過程中，波形在時(shí)間上展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率，從而限制了通信容量。因此，人們通過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀，力求加大波導(dǎo)色散，從而將最小零色散點(diǎn)從1310nm位移到1550nm，同時(shí)到達(dá)1550nm波長處衰減最小和色散為零的最佳性能，這種色散位移單模光纖即G.653光纖。

而G.653光纖的工作窗口1550nm恰好位于摻鉺光纖放大器1530nm——1565nm工作波長區(qū)域內(nèi)。在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中，由于摻鉺光纖放大器的使用，使進(jìn)入光纖中的光功率大大提高，進(jìn)而導(dǎo)致G.653光纖中產(chǎn)生四波混頻等非線性效應(yīng)，產(chǎn)生非線性效應(yīng)的原因就是因?yàn)镚.653光纖在1550nm窗口的色散太小（為零）[1]。

為了確保光纖在1550nm波長區(qū)域具有合理的低色散，可以支持高速率信號(hào)長距離傳輸而無須色散補(bǔ)償，或只需較少的色散補(bǔ)償，這樣既可以降低通信成本，又可以獲得較好的通信質(zhì)量。同時(shí)，又使光纖保持一個(gè)最小的非零的合理色散值來抑制四波混頻、交叉相位調(diào)制等非線性效應(yīng)的影響，設(shè)計(jì)了一種新型的非零色散位移單模光纖，既G.655光纖。該光纖能夠更好地適應(yīng)光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展。

這個(gè)教學(xué)實(shí)例中也蘊(yùn)涵著中庸思想，色散太大，引起波形畸變、碼間串?dāng)_，誤碼率增加，所以說，色散太大是“不及”;為了降低誤碼率，需要降低色散，但色散太小，又不能抵消非線性效應(yīng)的影響，仍然影響通信質(zhì)量，因此色散太小（為零）是“過”。一個(gè)最小的非零的“合理”色散值無過無不及，恰到好處。

當(dāng)然，這個(gè)教學(xué)案例也包含了哲學(xué)中量變質(zhì)變規(guī)律的辯證思想，這個(gè)最小的非零的“合理”色散值就是通信系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)的“度”。

在光纖通信系統(tǒng)中，雪崩光電二極管不僅具有光電轉(zhuǎn)換作用，而且具有內(nèi)部放大作用，其放大作用是通過雪崩光電二極管內(nèi)部的雪崩倍增效應(yīng)來完成的，這是雪崩倍增效應(yīng)的有利方面;但是由于雪崩倍增效應(yīng)的隨機(jī)性，將會(huì)引入噪聲，這是雪崩倍增效應(yīng)的不利的方面。如果不用雪崩光電二極管，則必然要采用多級(jí)電放大器，也要引入噪聲[1]。在這個(gè)教學(xué)案例中，使用雪崩光電二極管和采用多級(jí)電放大器，均會(huì)引入噪聲，都不符合中庸之道。但多級(jí)電放大器引入噪聲更大，兩害相權(quán)取其輕，還是采用雪崩光電二極管較為有利[4]。

三、結(jié)束語

專業(yè)課程教學(xué)占據(jù)了學(xué)生大部分學(xué)習(xí)時(shí)間，專業(yè)課教師也占學(xué)校教學(xué)人員的絕大多數(shù)，通過教師的主導(dǎo)地位和課堂教學(xué)的主渠道，根據(jù)專業(yè)課程特點(diǎn)，將中華傳統(tǒng)文化教育滲透專業(yè)課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過專業(yè)課程教學(xué)促進(jìn)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，提高學(xué)生的文化素質(zhì)和道德修養(yǎng)。

傳統(tǒng)文化不是孤立的，它與專業(yè)知識(shí)相互聯(lián)系、相輔相成。通過學(xué)習(xí)中華傳統(tǒng)文化知識(shí)，能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、創(chuàng)新精神、獨(dú)立探究與協(xié)作能力、指導(dǎo)并促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

文化育人不可能脫離其他教育形式而孤立地進(jìn)行，專業(yè)課程中含有極為豐富的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化素材。傳統(tǒng)文化知識(shí)和專業(yè)內(nèi)容互相滲透，彼此融合，相輔相成。因此，專業(yè)課程教學(xué)與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化能夠有機(jī)融合，教師應(yīng)該寓中華傳統(tǒng)文化于專業(yè)課程教學(xué)中。當(dāng)然，傳統(tǒng)文化知識(shí)不是生硬地加到專業(yè)課教學(xué)中去的，而是與專業(yè)內(nèi)容融合在一起，浸潤在專業(yè)知識(shí)中的;同時(shí)，它使專業(yè)課更豐滿，顯得更富有生機(jī)和人性。總之，在專業(yè)課教學(xué)中滲透中華傳統(tǒng)文化，既是傳統(tǒng)文化教育的必由之路，也是專業(yè)課的應(yīng)有之義，從而實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程教學(xué)和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育同向同行。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁國良.光纖通信簡(jiǎn)明教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[2]鮑鵬山.論語導(dǎo)讀[M].復(fù)旦大學(xué)出版社，2012.

[3]李秀林等.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理（第四版）[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，1995.

[4]思履.論語·中庸·大學(xué)詳解[M].汕頭大學(xué)出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介：

彭小平，男，湖北文理學(xué)院物電學(xué)院副教授，碩士，研究方向?yàn)闊o線通信;

李剛，男，湖北文理學(xué)院物電學(xué)院副教授，博士，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì);

羅倩倩，女，湖北文理學(xué)院物電學(xué)院副教授，碩士，研究方向?yàn)闊o線通信。