工程教育認證背景下《光纖通信》課程思政的教學改革與實踐

陳 琳 王計元 賈振堂 李高芳 薛 亮 初鳳紅 朱 武

（上海電力大學電子與信息工程學院 上海 200090）

工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，秉承“學生中心”“目標導向”“持續改進”三個基本理念。以學生為中心，要求圍繞學生培養設立教育目標，聚焦學生能力的培養；以目標為導向，要求以大學生學習成果來設計教學方案、課程體系和評價體系；必須有針對性地對專業課程進行持續改進，滿足國際工程教育認證要求，獲得行業的國際通行資格[1]。

課程思政要求高校挖掘思政元素，緊抓立德樹人、鑄魂育人這一根本任務，打破思想政治教育與專業課之間的壁壘，將中國特色社會主義和中國夢、社會主義核心價值觀等貫徹到高校課堂教學中，引導大學生樹立正確的理想信念、家國情懷、文化素養[2]。

《光纖通信》是通信工程專業、光電信息工程專業的一門專業必修課。該課程蘊含了豐富的思政元素，學生可對光纖通信的基本原理、數字光纖通信系統、光纖通信的基本技術和最新發展有較為全面的了解，為學習后續課程和從事本專業的工作打下堅實的理論和實踐基礎，并且還可培養他們的愛國精神、工匠意識，有助于提高大學生的綜合素養。

1 《光纖通信》教學現狀和改革思路

我校《光纖通信》課程歷經市重點課程、校重點核心課程、校思政課程建設，已開設了15屆。此次課程思政建設，擬充分挖掘思政素材，圍繞德育頂層內容體系，結合光纖通信的基礎知識、專業特點、創新意識、職業素養等培養要求進行改革和探索。

《光纖通信》運用數學、物理及光學的知識，融入典型思政元素：科學思維、探索精神、責任意識、工匠精神，介紹光纖通信系統的原理、結構、組成和設計。要求學生了解光纖通信的發展歷程，熟悉光纖的射線和波動理論、分析方法，掌握光纖通信關鍵器件的原理和技術要求，熟悉光纖通信系統的各部分構成，了解波分復用技術、光放大器、全光系統、光OFDM等新技術，幫助學生建立起光纖通信的系統概念，有利于培養學生的綜合應用能力。該課程總學時48學時，其中理論學時38學時，實驗學時10學時，共設5個基礎實驗，包括“半導體激光器P-I特性測試實驗”“多模光纖衰減測試實驗”“模擬信號光纖傳輸實驗”“數字光纖通信系統綜合實驗”和“光纖通信網中的時分復用技術實驗”[3-4]。

2 思政教學改革方法和措施

2.1 修訂課程標準，明確教學目標

深入挖掘《光纖通信》課程中的德育素材和內涵，將德育與專業知識傳授相結合，在教學過程中引起學生的情感共鳴和價值觀的同時，激發學生對專業知識的內在學習動力，提升社會責任感和職業認同感。將思政教育中三觀教育、中國夢、社會主義核心價值觀與《光纖通信》專業課程內容相關聯[5]，使學生在潛移默化中接受主流價值觀的熏陶，在體現應用型人才培養特點的同時，具有“全球視野、家國情懷、創新精神、專業素養”。

2.2 挖掘思政元素，以學生為中心，優化課堂教學

結合《光纖通信》課程標準，立足學生的興趣點，圍繞社會主義核心價值觀、科研精神、職業道德等內容，找到思政元素與課程的“觸點”，深入挖掘和提煉思想性強、充滿正能量、有教育啟發意義的思政元素，將其“無痕”融入《光纖通信》知識點的教學中。

如在講解光纖通信發展歷程時，通過介紹光纖通信之父──高錕，以激發學生努力學習、刻苦鉆研、戰勝困難、矢志不渝的科學精神。高錕在1966年發表的題為《光頻率介質纖維表面波導》論文中，開創性地提出利用石英基玻璃纖維進行長距離信息傳送的思路。高錕的理論當時并未獲認同，但他并未放棄，直到1971年世界上第一條1公里長的光纖問世，1981年第一代光纖通信系統啟用。利用石英玻璃制成的光纖應用越來越廣泛，全世界掀起了一場光纖通信的革命。通過對高錕生平的介紹，引導學生走近科學家，了解科學研究的曲折性和未盡性，激發學生對科技創新的興趣，培養學生的科學思維和科學精神。

如在講解光孤子通信時，引導學生要有敏銳的觀察力。孤立子現象，源于1834年英國海軍工程師Scott Russell沿運河行走時偶然觀察到的一種奇特水波：在快速行進過程中，水波的形狀、幅度和速度都基本保持不變。直到1973年，光孤子的存在由貝爾實驗室的A.Hasegawa博士提出了光孤子的概念，從理論上證明了光孤子的形成是光纖中的群速度色散和非線性效應相互平衡的結果。通過介紹光孤子的發現過程，使學生了解到：科學研究作為創造性的活動，其過程往往具有戲劇性，奇異的現象有時會出乎意料地出現，我們應當具有一雙好奇敏銳的眼睛，在偶然的事件中，發現科學規律。

如在講解通信用光器件時，讓學生了解中國光通信行業的現狀，激發學生的愛國主義熱情。中國擁有大量的光器件企業，但大部分是中小型企業，自主研發和投入實力比較弱，產品也比較單一。光電芯片實現電信號和光信號之間的相互轉換，是光電技術產業的核心，處于光通信領域的金字塔尖，這是技術制高點。國內能夠生產光電芯片的企業并不多，能力相對比較薄弱，高端光電芯片嚴重依賴歐美進口。通過對光芯片現狀的介紹，激發愛國熱情，自主投入到課程的學習當中。

2.3 改進教學方法，改革評價體系，融入育人目標

傳統課堂以老師為中心，教學是單向培養活動，學生的學習的主動性被忽視。課程組依托智慧樹教學平臺系統，建設課程資源庫，分享名校名師的優質教學資源，讓手機變為教具，形成交互式的教學氛圍，提高教學效果，逐步培養學生分析解決問題、溝通交流協作等系列能力。課后，引導學生積極總結，運用智慧樹平臺和QQ在線答疑，進行知識點鞏固和消化，做好課后鞏固及拓展，以此提升學生綜合運用專業知識的能力。

理論教學中融入基于OptiSystem仿真平臺設計光傳輸系統實驗，豐富實驗教學內容，提高教學效果。以強度調制直接檢測單模光纖系統為例，采用的是常規的單模光纖，傳輸損耗是0.2dB/km，傳輸長度是50km。該系統由隨機序列產生器、非歸零脈沖發生器、激光器、馬赫曾德爾調制器、PIN光電檢測器、低通貝塞爾濾波器等組成。為了觀測時域波形和信號頻譜，設置了光譜儀、光時域信號觀察儀及誤碼率分析儀等。要求學生在器件庫中選取相應的器件，設計搭建光纖通信系統，并利用虛擬頻譜分析儀來觀察輸出結果。利用OptiSystem軟件，學生可以直觀地了解光通信系統各個節點的波形特點，加深了印象。

傳統的考核方式通常以作業、考勤和期末考試三者按一定比例組成，不能全面評價學生的學習效果，無法滿足工程教育對人才培養的評價。課程組采用過程化考核，依托智慧樹教學平臺系統，充分運用隨堂測試、團隊合作、小組討論、分組競賽等方法，制定過程化全方位的評價體系。

3 結語

綜上所述，在工程教育認證理念下，課題組教師將愛國精神、工匠意識和先進理念等思政元素融入《光纖通信》專業課程中，不僅能提高大學生的理論學習和專業素養，還能培養其正確的三觀和良好的道德修養，從而有效提升高校育人質量，為社會主義建設培養有用人才。