新工科背景下光纖通信課程教學改革的思考與探索

四川文化產業職業學院 梁 芮 吳香林

教育部于2017年召開新工科建設研討會，全國共60余所高校參會，共同探討新工科建設行動，旨在培養滿足現代社會要求的新型工程科技人才。會上確立了新工科建設2020年、2030年、2050年需完成的“三步走”目標，即到2020年，探索形成新工科建設模式，主動適應新技術、新產業、新經濟發展；到2030年，形成中國特色、世界一流工程教育體系，有力支撐國家創新發展；到2050年，形成領跑全球工程教育的中國模式，建成工程教育強國，成為世界工程創新中心和人才高地，為實現中華民族偉大復興的中國夢奠定堅實基礎。因此，在這一背景下，各高校都要積極開展新工科建設行動，對現有工科專業課程從頂層設計上進行教學改革和創新，以適應時代要求。

光纖通信是通信類專業的專業核心課程，在人才培養中占據著非常重要的地位。在新工科的背景要求下，光纖通信課程如何進行課程設計和改革，才能培養出符合時代需求、專業要求的通信技術人才，是很多高校目前面臨的問題，也是目前教育工作者需要去探索和實踐的問題。

一、光纖通信課程教學現狀

（一）學生學習動力不足

光纖通信課程作為一門工科專業課程，課程的綜合性很強，涉及高等數學、物理學、光學、數字電子技術、模擬電子技術等多門基礎學科，課程內容繁多而復雜，學習難度大，因此需要學生具備比較扎實的理論基礎。雖然這些先導課程大多是學生在進入大學后已經學習過的課程，但是由于課程學習時間已較為久遠，每個學生個體對所學內容的掌握程度也存在差異，在學習光纖通信課程時常存在基礎知識儲備不足、學習吃力的情況。

此外，在課程的學習過程中，由于沒有工程實踐經驗，學生大多只是對知識原理有一定的抽象認識，很難將所學內容與實際工程聯系在一起，導致很多學生認為學習這門課程對日后的工作并沒有實質性的作用，也不清楚如何將所學知識應用到實際工作中。

以上這些原因都導致學生在課程學習過程中學習動力不足，缺乏積極主動的學習精神，缺乏探索鉆研精神，僅將通過課程考核作為學習的目標。

（二）教師教學難度大

光纖通信課程不僅對于學生來說學習難度大，對于教師來說教學難度也較大。課程的特點決定了課程中知識點繁多，涉及大量的公式推導和講解。如果在講解的過程中過分強調數學公式的推導，將會帶來課程進度緩慢、學生接受度低、課堂枯燥乏味等問題。但是如果完全忽略數學公式的講解，則會導致學生對學習內容無法深入理解，僅學習到皮毛內容。理想的課堂效果是既要生動有趣、能夠吸引學生的注意力，又要讓學生對學習內容有較為深刻的理解。這就需要教師根據學生學情，合理安排課程內容的分配，并掌握一定的教學技巧和方法。

此外，光纖通信是一門偏工程性質的課程，但是受到教學條件和環境等因素的限制，實際課程教學模式單一，并不能與實際的工程項目相結合。傳統的教學內容通常分為理論講解和實驗驗證兩部分，大多是基于現有教材完成。由于缺少實際工程項目，也給教師加大了教學難度，很難將理論和實踐在授課過程中有效結合。

（三）實踐操作環節缺乏

光纖通信課程在傳統的教學模式中，往往更加重視理論知識的教學，對于實踐內容比較容易忽視。且在目前的實踐教學中，大部分高校課堂中安排的實踐教學也僅是開展驗證性實驗，如半導體激光器P-I特性測試實驗、光發射機數字調制實驗、系統線路碼型編譯碼實驗、光纖性能測試實驗等，多用光纖通信實驗箱或相關仿真軟件來完成。實驗過程中，學生按照實驗手冊按部就班地完成實驗，脫離實際工程應用，缺乏創新性和綜合性。課程現狀多是為了加入實驗環節而做實驗，學生的實踐能力并沒有得到實質性的提升。

二、光纖通信課程改革探索

上述課程現狀中的種種弊端，已經不能滿足新工科背景下對于課程的要求，光纖通信課程的改革勢在必行，而課程的改革方向直接影響了專業人才培養的質量。提升教學效果、培養學生專業認可度、激發學生學習動力和潛能、增強學生工程實踐能力是課程教學改革的主要目標和方向，圍繞這些目標對改革措施進行探討。

（一）豐富校企合作方式

對于大部分應用型高校來說，培養能夠為行業所用、企業好用的應用型人才是其主要目標之一。如果學生在學校學習時，對于所學專業在行業中的作用和發展有清晰的認識，就能夠更好地規劃自己的大學學習和今后的職業生涯，提高學生的學習積極性和自主性。同時，畢業生進入企業后，如果能快速勝任工作，對學生、企業、學校而言都有益處。深度開展校企合作，豐富校企合作方式，是實現這些的基礎。針對不同年級的學生，校企合作應有不同的開展模式，始終貫穿學生整個學習生涯。

對于大學一年級的新生，建立學生對專業的認識和認可是關鍵，樹立專業在學生心中的形象，讓學生認識到所學專業的用途和發展，建立專業自信，避免出現即將畢業的學生也不清楚所學專業可以做何種工作的情況。因此，在新生的入學教育中，加入帶學生進企業的環節，讓學生初識企業的工作類型、專業的價值、行業的發展現狀等，可以幫助學生增強對專業的直觀認識，建立專業自豪感，同時，也能夠幫助其了解大學學習模式和內容，快速地從中學的學習模式向大學學習模式轉變。

對于中間年級的學生，開設光纖通信課程，此階段也是學生在校期間學習專業知識的主要階段。在課程的學習過程中，學校邀請合作企業的工程師到校和師生交流，交流形式分為開展講座、帶案例進課堂、實訓指導三種，充分利用企業工程師資源，為師生帶來行業新技術和新認知，使課堂教學內容與時俱進。

對于畢業班的學生，學校應搭建與企業合作的平臺，輸送學生到企業中實習，讓學生對在學校中所學知識進行實際場景應用，增強工程實戰經驗，為畢業后順利進入企業做準備。同時，對于企業而言，也可提前簽訂優秀畢業生，吸納人才，解決目前企業中普遍存在的用人難的狀況，形成互惠互利的多贏局面。

（二）加強師資力量培訓，豐富教學模式

教師是課程教學模式的直接設計者，在課程的教學過程中起主導方向的作用，教師的專業水平直接影響教學效果。因此，提升教師本身的業務能力也至關重要。在對教師的培訓中，除了日常普通培訓外，應多給教師提供對外交流機會，包括與國內外兄弟院校的相關專業交流，以及與行業中大型企業的交流，必要時可派骨干教師到相關院?；蚱髽I進行脫產學習和交流。

在教學模式上，教師也要由傳統的單一“填鴨式”教學模式向多種教學模式轉變。在課前、課中和課后環節，采用線上線下課程相結合的方式授課。課前，通過在職教云或學堂在線等平臺發布預習任務，讓學生通過自學微課視頻了解本堂課的內容，并記錄不理解的問題，帶著問題進課堂。課中，在傳統的課堂教授過程中加入小組討論、翻轉課堂、學生講演等多種形式，加強學生在課堂上的主動探索和思考的能力。需要注意的是，在這一環節教師應提前準備大量的資料，如圖文、視頻、討論案例等，供學生選擇和學習。課后，合理布置課后作業，豐富作業形式，例如讓學生繪制本節課主要內容的思維導圖、形成課程匯報等方式，幫助其鞏固和思考所學內容。

（三）創建實訓教學基地，加強實訓教學

光纖通信作為一門工程性應用課程，如果將實訓教學僅停留在實驗驗證階段，則并不能真正提升學生的實踐能力。為此，我校建立了光傳輸通信實訓教學基地，讓學生在校期間就能夠接觸到通信現網中所用到的設備和網絡。

在該實訓基地中，不同于傳統實訓基地的是，通過用真實的設備搭建出SDH、MSTP、PTN、OTN、EPON等典型的光傳輸網絡，完全模擬我國各通信運營商的現網環境。針對該實訓環境，將實訓內容分為7大實訓項目，分別為光器件識別和使用實訓、光纖熔接實訓、SDH組網配置實訓、MSTP組網配置實訓、PTN組網配置實訓、OTN組網配置實訓、PON接入網組網配置實訓，基本涵蓋了現網中光傳輸的主流應用技術。針對每一項實訓內容，配套編制了相關實訓教材，實訓教材中除了體現常規的實訓內容，如網絡硬件連接方法、設備單板介紹、網管配置數據方法、數據連通驗證等，還針對相應網絡，加入企業工作中網絡真實案例，如現網中網絡性能優化案例、故障維護案例等。這些實訓項目的運用，可以鍛煉學生在真實網絡環境下的硬件設備識別和組網能力、網管軟件業務開通配置能力、故障排查能力、網絡性能指標優化能力等，真正做到課堂教學與產業實際應用相融合。

（四）以賽促教，形成良性循環

高校學生在校期間，教師應積極鼓勵學生參加各種類型的大學生競賽，例如全國“互聯網+”大學生創新創業大賽、電子產品設計及制作大賽等軟件以及信息技術相關的比賽，校內也可利用光傳輸通信實訓教學基地組織相關比賽。

備賽和比賽的過程可以激發學生的學習熱情和榮譽感，也能鍛煉和提升學生獨立分析問題、解決問題的能力。教師也可以根據歷年競賽題目，把競賽內容融匯到課堂實訓教學中來，既可以豐富實訓教學內容，對課程內容進行升級改造，也能夠為學生今后參與競賽打下一定的基礎。

（五）優化考核模式

在改革的過程中，由于課程教學模式、實訓內容等都有了全新的改變，對于課程的考核方式也應做進一步的優化。不能再采用單調的“一考定分數”的考核方式，不再以期末考試為學習導向，改變“臨時抱佛腳”的現狀，新的考核方式要充分體現過程性學習。優化后的考核方式采用“日常課堂表現+課前預習完成度+課后作業+實訓測試+期末筆試”的多維度考核，各環節所占比例分別為20%、10%、10%、30%以及30%。考核方式貫穿整個課程學習階段的各個環節，充分發掘了學生的學習潛力，激發了學生的學習積極性，對于教師也可以更好地全方位了解學生的學習成果。

光纖通信課程是通信類專業的核心課程，傳統的授課模式存在授課模式落后、重理論輕實訓、考核方式單一等弊端，不符合新工科的背景要求，不利于應用型專業人才的培養，對于教師和學生都不能充分發揮其潛能，課程教學效果不顯著。

筆者結合自身的教學經驗和光纖通信課程固有屬性，立足行業發展和人才培養，總結了在新工科背景下光纖通信課程的改革方式和方向，提出了豐富校企合作的方式、豐富課程教學模式、以實訓教學替代實驗教學、以賽促教和優化課程考核方式的方法。通過這些新舉措在課程教學中的實際應用，授課過程中課堂氣氛更加活躍，學生的學習內驅力得到顯著提高，加深了學生對專業和課程的理解，學生的實踐動手能力也得到大幅提升，為其在畢業后從事專業相關工作打下了基礎。同時，將該課程的改革作為示范，也為學校培養符合時代要求的應用型人才提供了新思路。