時間:2022-05-07 23:39:52
序論:在您撰寫光纖通信課程論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
本課程內容分為:光通信基本理論、光纖通信基本原理、光纖通信新技術特征等三大部分.主要內容為:緒論、光纖發展、光波導理論與光纖特性、光纜及工程應用、光發送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統與設計等.采用的教學方法以課堂教學為主,輔以實習實訓等.授課對象為我校本科專業自動化、通信工程、電子信息工程等專業,授課理論學時54,實習實訓18,各教學環節學時分配從近4年的教學看,大家普遍認為該課程理論較難、實訓操作難、而且理論與實訓結合較少.導致大學生們對該課程缺乏學習的主動性、積極性,不利于專業技能人才的培養.作者根據近4年的經驗和學生獲取該課程的知識、技能的效果,從課程的教學內容、教學方法、手段及見習實訓等幾個方面提出教研教改的意見.
2光纖通信課程理論教學
針對同學們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補充了一些基礎知識.比如光波導理論、高等數學、光電子技術、電磁學等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學有余力的同學選讀,比如楊祥林編著的《光纖通信系統》,北京郵電大學出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統》教材.我們采用多種方法分析一些抽象概念,逐步闡述.例如,光纖傳輸的波動理論是光纖通信理論中的一個重要內容,通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達式求解,其過程繁雜,同學們很難將推導出的理論結果和實際上的物理意義對應.因此在該部分的教學中采用先引入并重點講解波導、導波等概念的方法,然后解釋傳輸模式,不同的模式對應不同的傳播角,產生不同的離散模式是由于光波在芯區和包層分界面上發生反射時產生相位移動引起的,在理解概念的基礎上,再運用特征方程理論推導出結論.充分利用多媒體的優勢,多媒體PPT教學與傳統教學模式相結合,以便提高教學質量.結合該學科的實際,作者制作了適合實際情況的PPT課件,課件的教學效果良好,比如在講解數字光纖通信系統組成的時候,結合PPT課件圖,直觀、形象生動的看出了系統由光發射機、光纖光纜、中繼器與光接收機等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件,如光纖連接器、隔離器、調制器、濾波器、光開關及路由器、分插復用器ADM等.
3光纖通信實訓教學環節
本課程的實訓環節除了安排常規的8個實驗,模擬信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、數字信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、光發送、接收模塊實驗、光纖無源器件特性測試實驗、數字光發送接口指標測試實驗、光纖傳輸特性測量實驗波分復用(WDM)光纖通信系統實驗等.另外,筆者引入了OpticSimu仿真實訓軟件,該軟件恰好可以克服以上硬件實驗平臺的不足,可以方便地配置各種光纖通信系統和網絡,形象地得到仿真實驗結果,配置各種光纖通信系統和光網絡,仿真其傳輸性能,方便、形象地獲得系統和網絡中各點的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復用器(OADM)和光交叉連接(OXC)結構.運用OADM和OXC,構建WDM光網絡,并對其進行傳輸性能仿真,為光網絡的設計和規劃提供參考.
4結束語
本課程安排在大學三年級第二學期進行,而這個階段學生大部分時間和精力主要放在準備考研或者開始聯系實習單位上,學習時間和精力得不到保證。同時考慮該學期時所有專業課幾乎基本學完,光通信原理課程中部分專業知識已在之前開設的不同專業課程中有所涉及,盡管在不同專業課中強調的學習重點不同,但畢竟和其他課程還是存在一定的交集。因此在這種狀態下,只依靠課堂將光通信的知識全面而系統地講授給學生是比較困難的,學生聽到學過的內容就會自然而然開小差,這對未學習的知識也會產生消極的影響,從而影響整天的教學效果。
2教材選用方面
目前,該課程的上課講義主要是根據清華大學袁國良老師編寫的《光通信原理》,再結合其他通信類的參考書編寫而成。該書對光通信原理的介紹雖比較系統,但是書中很多章節存在混亂的現象。如第三章介紹光纖的基本特性,但在第五章中再次介紹光纖溫度特性和機械特性。光電檢測器件也存在類似的現象,在第四章中介紹光電檢測器的工作原理和主要要求以及光電檢測器的工作特性,而第五章再次介紹光電檢測器件,雖然兩章節中介紹內容并不重復,但是這樣授課過程中學生會覺得有些亂。雖然在實際課堂上已將內容調整并對其內容進行了擴充,但是畢竟沒有配套的講義,學生學起來還是有些不方便。與此同時,光纖通信領域科技發展日新月異,這本書缺少該學科最新的研究方向和前沿熱點問題的介紹,如藍光信息存儲技術和白光照明等目前的熱點問題。這顯然很難引起學生的學習興趣和熱情。
3課程改革舉措
結合學校2012版培養計劃,根據我校光信息科學與技術專業學生的特點和人才培養目標,該課程的現行教學體系和內容應做必要調整,教學方法和教學手段上也要進行必要的改革,從而保證課程教學質量的有效提高。
3.1整合課程內容,調整課程結構
首先以形象的圖像介紹整個光通信系統的組成部分,讓學生了解光通信的系統結構。其次簡單介紹光通信系統組成的每個部分,先講解光通信中的主要有源和無源的光器件,光纖的組成和傳輸原理,然后把通信的光端機、光調制等基本內容盡可能地縮小課時快速介紹完畢,這樣可以盡量避免與其他課程的重復,從而讓學生產生新鮮感。然后重點集中討論數字光通信系統,闡述如何設計光纜線路損耗預算和怎樣考慮光纜線路中的各種類型的噪聲源,多向學生介紹電信、數據通信方面的新發展、新思路,以開闊學生的眼界。這些改革為我們完成基本的教學任務提供了保障。同時鑒于袁老師課本中存在的章節混亂的情況,我們擬調整課程結構。課程的新結構首先從光通信的整體出發,從宏觀上使學生了解光通信整體的基本知識和要求,把握零件和整體的關系。從簡易的連接入手,到復雜網絡為課程重點,把握各種光通信的特點,為培養學生應用能力奠定良好基礎。
3.2分層實踐教學,構建實踐平臺
光纖通信原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程,隨著光纖通信與實際應用的結合越來越密切,僅僅在課堂上講授基本的理論知識遠遠不能滿足實際需求,必須加強和改進光纖通信課程的實踐環境教學內容,突出本課程重實踐、強能力的培養特色。實驗建設和實驗教學的重視和完善,有利于培養和提高通信工程類大學本科生的應用能力、創新能力和科研能力。首先,實踐教學過程中采用了分層次的實踐教學模式,根據學生理論知識學習情況及動手能力分組分層進行教學。動手能力一般的學生完成基礎實驗訓練,動手能力較強的學生增加綜合設計型、創新型實驗教學內容,逐步構建了“基礎型、綜合設計型、創新型”的三級式分層次實踐教學體系。其次在學校的相應經費支持下,鼓勵學生根據所學內容搭建小型的光通信系統,讓學生自己動手操作整個光通信系統的組成并了解實現通信需要注意的事項,如光纖損耗對中繼距離的影響設計,色散對中繼距離的影響等主要影響光通信性能的因素,讓學生在動手操作中尋找評價光通信性能的指標等內容。這樣充分調動了學生的積極性,不僅鞏固了所學知識,還培養了學生的動手操作能力、觀察能力及分析解決問題的能力,有效地提高光纖通信原理課程的教學效果。
3.3探索新的評價體系,改革考試模式
學生學習評價的目的是促進學生知識、技能以及情感、態度、價值觀等方面的發展。發掘學生多方面的潛能,了解學生發展的需要和發展優勢,增強學習的自信心。評價還要客觀、全面地反映教學的實際情況,為改進教學提供真實、可靠依據的作用。結合學校2012版培養計劃,根據我校光信息科學與技術專業學生的特點和人才培養目標,主要從以下幾個方面,探索新的有利于學生個性發展的評價體系:(1)豐富評價內容。改變過去只重視知識,忽視綜合素質和個性發展的評價。應從知識、能力、過程、方法、情感、態度、價值觀等方面進行綜合評價。在考試試題的內容上減少死記硬背的題目,增加實際操作技能、實驗技能的考察。(2)改變評價方法。改變過去那種考試、測驗的單一評價方法??刹捎糜^察法、調查法、報告法(提供相關學習參考資料,讓學生撰寫筆記或學習報告)。(3)增加操作性和實驗性評價比重。在“光纖通信”的實驗課評價體系中我們要注重學生操作過程和規范性的評定。測驗考試評價應增加考核學生的應用知識分析、解決實際問題的能力和創造性思維能力的權重。
4結語
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雖然“光纖通信”課程是一門理論與實踐相結合的課程[4],但是基礎理論的掌握對以后實踐起著極其重要的作用??梢哉f基礎理論的廣度和深度直接影響以后從事實用型工作還是創造型研究。“光纖通信”總學時為92學時,其中基礎理論占56學時,實驗教學為36學時,最后設置了兩周課程設計內容。理論教學內容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機、數字光纖通信系統、模擬光纖通信系統、光纖通信新技術和光纖通信網絡等。實驗教學主要包括以光纖端面處理與熔接實驗、單模光纖結構設計光纖光纜的識別與使用、光纖損耗系數和事件點參數測量、光發送機的參數測試、光纖電話傳輸實驗、光纖視頻傳輸實驗、波分復用光纖傳輸實驗和摻鉺光纖放大器實驗為代表的十二個題目。本課程最后一個教學環節為課程設計,主要是針對所學內容進行選擇性深入學習和研究,并獨立設計完成指定題目。
二、“光纖通信”課程理論教學方法與實踐
1.理論教學過程中的理論分析應從簡單遞進難度。例如,我們在教學實踐過程中學習光纖中的光傳輸理論時,先討論學生較熟悉的幾何光學法的全反射傳輸理論,再分析光在光纖中遵循的電磁理論,提出麥克斯韋方程組,并進行嚴格推導和詳細討論。
2.教學中應適當展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復性的內容,可以采取課堂討論的教學模式。由于,光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂,制造過程和方法有很多種。因此,對以上內容進行課堂討論形式教學。預先把學生分成幾組,每組選擇2~3個題目,之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學生,上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進行講解,講完后其他成員可以提問,相互討論。通過以上教學環節,本是一些繁雜的內容從不同講解者的不同風格再現出來,課堂氣氛積極活躍,講授內容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程,這對即將畢業的學生是一個展現自己、鍛煉自己的好機會。
3.教學過程中適當展示實際器件或相關案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結合的課程。除了規定的實驗課外,在理論教學過程中應該注意理論與實際相結合。在理論教學過程中,涉及一些實際光學元件和設備時,比如,連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等,課堂上盡量展示實物及說明書,并說明其在通信網絡中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛,還可以鞏固教學內容,留下深刻印象。比如,設計光纖分類和工藝等內容時,我們盡量引入許多國內外的著名企業并展示其相關光纖產品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業及特發、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業。2006年,國內市場光纜總量達2000萬芯公里,出口光纜470萬芯公里,總產銷2470萬芯公里以上。2000~2012年,我國光纖需求量增加了整整24倍,年增長率達30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右,至2012年,這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術水平已達國際先進水平,主要企業的主要產品指標領先國際先進水平,產品種類規格基本齊全(海底越洋光纜尚差)[5]。
4.概念與其背景相聯系。每一學科與每一門課程都具有相應的概念和理論。其中一些現象的發現、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信,特別是光孤子通信屬于這一類,孤子這個名詞首先是在流體力學中提出的,其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運河上的一次經歷。講授該內容時,我們抓住其獨特的歷史,回顧一下當年的發現,活躍課堂氣氛,形象準確地理解概念。
5.理論分析與科研成果相聯系。在教學實踐中應用科技論文,可以使學生對教學內容掌握得更好,同時對科技論文的查閱、內容格式和寫作等進一步了解,對以后畢業論文,乃至科研工作有一定的引導作用。對科技論文的選取要注意以下幾點:文章的主題符合課程相關內容;科技論文的難度要適當;科技論文作者及其單位在行業有一定的影響力;最后,科技論文內容為該領域研究熱點[2]。比如,講授完光纖結構、制造工藝和傳輸理論之后,組織學生學進延(烽火通信科技有限公司)的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》[3]。通過分析科技論文鞏固所學知識,進一步理解提出問題、解決問題,并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程,提升學生的科學素養,培養學生綜合能力。
6.實驗、課程設計和仿真模擬。在實踐教學環節,我們針對性地開設了12個典型實驗。除此之外,結合理論與實踐,設置了計算機仿真的課程設計內容。仿真是利用模型復現實際系統中發生的本質過程,并通過對系統模型的實驗研究存在的或設計中的系統[6]。很多情況下,因受到實驗條件限制,光纖通信中經實際操作,用實驗結果證實和分析的內容有限。此時,我們可以學習和利用仿真技術,主要是利用一些光纖通信領域功能較強的模擬軟件設計光纖通信器件和光纖通信系統。對光纖通信網絡的模擬,參數調整和結果分析加深對實際通信網絡的了解,分析其存在的問題,提出解決方案。
三、結語
關鍵詞: 光纖通信;實踐教學;OptiSystem;SDH
TN929.11-4
一、“光纖通信”實踐教學現狀與問題
光纖通信課程[1-4]是適應當代通信技術發展應用所開設的,是通信工程專業的專業必修課程,具有很強的專業實用性和實踐性。隨著社會技術發展和企業對從業人員的專業能力提出了更高的要求,傳統的實踐教學[5-7]內容和方法已經不能滿足現代企業對學生專業能力培養的要求。結合我?!凹夹g立校,應用為本”的辦學方針,本文結合在光纖通信課程中的教學和科研以及當前學生的就業現狀,進行一系列的實踐教學改革和探索,從實踐教學內容、教學方法、成績考核等方面進行相關探討和研究。
二、“光纖通信”實踐教學改革思路與舉措
(一)改革思路
光纖通信實踐教學主要由光纖通信實驗、光纖通信課程設計、光纖通信設備應用實踐三大模塊構成。每個模塊側重點各有不同,三大塊模塊一起構成了與理論知識緊密聯系,貼合光纖通信實際應用,以應用為基礎,提高學生實踐能力的實踐教學體系。
1.光纖通信實驗與理論內容緊密聯系,進一步鞏固了理論內容。
光纖通信實驗課程是結合理論課程《光纖通信》安排的實踐課程,教學目標是通過本課程的教學和實踐,進一步鞏固和加深光纖通信原理理論知識的理解,提高綜合運用所學知識來驗證光纖通信原理的能力,理論與實踐密切結合,相輔相成。實驗著眼于提高學生的動手能力,要求學生通過實驗環節,能正確使用儀器設備,掌握測試原理;掌握光纖器件和光纖系統的工作原理;提高學生分析問題和解決問題的能力。
目前,光纖通信實驗課程課時是16課時,主要在光纖通信實驗箱上來完成。在實驗內容設置中,側重對光纖通信及光器件的基本原理、光纖傳輸系統構成及性能指標等進行實踐操作。實驗內容從光源P-I曲線,到光纖通信傳輸系統構建,由局部到系統,層次分明,重點突出,注重培養學生對理論知識的鞏固和理解。
2.光纖通信課程設計著重培養光纖通信的軟件設計能力
光纖通信課程設計是在完成光纖通信實驗課程的基礎上開展的,是進一步實踐后續課程,主要訓練學生在一種通用光纖通信軟件設計平臺(如OptiSystem)上進行光纖通信系統設計的能力,培養學生光器件設計和各類光網絡構建及分析能力,培養利用設計軟件工具對設計任務進行總體設計和分析、完成的能力,進一步提高和深化學生對光纖通信的實踐能力。
課程設計提供8個以上設計題目,設計課題有光纖器件的分析、系統構建、系統優化,內容分布廣泛,層次分明。整個設計流程按照課題分析、設計方案論證、設計調試、撰寫課程設計報告、答辯五個環節進行。
3.光纖通信設備實踐與通信行業緊密貼合,增強對光纖通信設備的實踐操作應用能力
隨著光纖通信的發展,光同步網(SDH)網絡在寬帶網絡的建設中發揮著重要的作用。光纖通信課程引進中興通信的光纖傳輸平臺,開設專門的光纖通信工程實踐訓練課程,通過中興工程師和專業教師共同授課的方法,在光纖通信實驗和課程設計基礎上,進一步深層次加強學生的實踐能力培養。
光纖通信工程實踐訓練內容包括SDH光傳輸設備實踐,實踐設置貼合通信行業實際應用,加深學生對光通信設備的構成和原理的理解和認識,培養學生對光通信設備的連接、設置、調試、運行、維護能力,提高學生對大型光通信設備實踐操作能力。
(二)具體實施舉措
在光纖通信三大模塊的實踐教學中,要求學生通過每個模塊的實踐過程,進行詳細的學習、觀察、體驗、思考,使得理論和實踐能夠緊密結合。在O置實踐項目過程中,突出重點,結合課程內容,盡量充實安排實踐內容。在學生的實踐過程中,要求學生能夠綜合運用了所學的理論知識,提高實踐技能,熟悉完整的系統設計和實現過程,掌握大型設備的配置和調試過程,對于今后從事相關領域的系統設計、開發和維護提供了寶貴的經驗。
1.光纖通信實驗內容和課程內容緊密結合,并且從基礎驗證、綜合性、設計性三方面進行了設置,完成實驗內容的優化。實驗設備包括微機、光功率計、光纖、光無源器件、示波器、數字萬用表、圖像顯示器、電源模塊、信號源模塊、光發送模塊、光接收模塊、電話接口模塊、誤碼模塊、圖像接口模塊、PCM 編譯碼模塊、CMI編譯碼模塊、HDB3編譯碼模塊、CPLD下載模塊等組成,可以應用不同的模塊來組成不同的光纖通信系統,如:模擬光纖通信系統、數字光纖通信系統、光波分復用傳輸系統、圖像光纖傳輸系統等。
在實驗講授教學過程中,采取結合課程內容,回顧相關理論知識的教學方法,介紹實驗原理,講解實驗步驟,分析實驗結果。如:在實驗“半導體光源P-I特性曲線測試”中,首先帶領學生回顧理論課中講解的公式兩種光源LED和LD的工作原理及其區別,回顧P-I曲線的表現有何區別,并介紹兩種光源的特性,進一步回顧半導體光源閾值電流Ith的概念和物理意義。并指導學生完成相應的測試工作。這樣講解之后,學生既鞏固了理論知識又明確了實驗內容,通過對比加深了對理論知識和實驗原理的掌握。
2.光纖通信課程設計主要充分通過光纖通信系統仿真軟件,如Optisystem,使得學生能夠模擬仿真光纖元器件及系統的設計和整個過程。在系統仿真實驗中,學生可以隨意調整波形參數等,對一個光學元器件甚至整個通信系統進行優化設計和性能仿真,直觀地模擬信息在光纖通信系統中的整個傳輸過程。要求學生能夠分析原理,設計軟件流程,能夠搭建整個過程,并通過光譜儀等儀器器件對結果進行觀察和分析。
如設計“PIN光電二極管的噪聲分析”,要求學生首先分析影響光接收機性能的主要因素,即接收機內的各種噪聲源。并能分析計算接收機中的放大器本身電阻產生的熱噪聲和放大器的晶體管引入的散粒噪聲。要求學生完成設計整個軟件流程,并搭建實現,如圖1所示。要求學生根據數據模擬得到定量的分析和計算,觀察熱噪聲和散粒噪聲對最終傳輸的信號質量的影響,觀測不同噪聲對整個系統性能的影響程度的大小。
3.光纖設備實踐要求在SDH課程知識基礎上,在行業大型設備中能夠根據理論知識進行配置、調試,進行數據通信。這就要求學生對SDH的基礎知識、SDH網絡的自愈能力、SDH環型組網、通道層或者復用段層的自愈環等要理解透徹。我們以中興通信公司的SDH光傳輸設備為實驗平臺,使學生可以接觸到包括光傳輸、數據網絡和智能業務平臺等方面先進的光通信技術。要求學生熟悉ZXMPS325傳輸設備的整機和單板硬件,并掌握SDH 的部分測試方法; 要求學生能夠基于網管E300軟件,自主完成對網元業務的設置、數據修改和監視,實現SDH通道保護鏈和復用段保護等配置及性能測試。
如,對“二纖雙向通道保護的配置原理和實踐”,首先要求學生理解掌握SDH的復用結構和過程,掌握二纖雙向通道保護的工作原理,要求學生能夠根據業務,分析網絡拓撲結構,分析I務傳輸過程,掌握通道保護配置方法。如圖2所示:
三、“光纖通信”實踐教學考核與評價
目前,光纖通信實踐課程的三大模塊采用不同的考評機制,主要側重學生的實踐操作能力和過程,強調學生對實踐結果的分析能力,注重學生的創新能力。
在光纖通信實驗的實踐環節中,實驗成績考評是由平時實踐操作和實驗報告組成。在實驗報告中,注重學生對實驗及設計結果的分析及現象總結、實驗中產生問題的解決辦法、對實驗的新設想等。
課程設計實踐環節的成績考評由課程設計過程、測試(獨立演示)課程設計結果、課程設計報告和答辯成績組成。教師根據學生實際操作情況給出過程成績,根據演示過程和結果,給出相應的設計結果成績;根據設計報告的內容和格式規范,要求課程設計報告格式按照科技論文要求撰寫,為學生將來做好畢業論文打下一定的基礎,并給出相應的設計報告成績;在答辯過程中,側重考查學生的思考和創新能力,以及對整體系統的設計能力,并給出相應的答辯成績。
光纖通信設備實踐訓練的成績考評由實踐操作,答辯環節和實踐報告構成。注重學生的實踐操作能力,對原理的理解能力,報告撰寫的規范性。提高學生在實踐中理解理論知識的能力。
四、“光纖通信”實踐教學改革成效
通過對光纖通信的實踐體系的結構、教學內容、教學手段、考核方式進行了一系列的改革,學生的實踐效果和質量明顯得到了提升。在今后光纖通信的實踐教學過程中,只有進一步突出工程應用實踐操作能力、強化創新培養特色,不斷提高學生的學習興趣,激發學生的學習主動性,提高相關領域從業的綜合職業能力,才能達到培養高素質通信專業人才的目的。
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1目前《光纖通信技術》課程教學中存在的問題
1.1課時不足,理論性知識不能較好地結合實際工程,且實驗設備更新較慢,實驗教學效果有待提高
由于光纖通信技術是一門多學科交叉滲透的課程,涉及的內容相當廣泛。就我校的情況來說,本門課程總學時48個學時,實驗10個學時,由于教學學時的限制,不可能面面俱到地把所有光纖通信的內容都講到,因此教師選擇教學內容的隨意性較大,容易導致教學內容的片面性和不連續性,對于學生來說,也感覺課程的知識點過多,沒有連續性,不好掌握。而且本門課程涉及的物理知識較多,對一些基礎薄弱的學生來說,很難掌握,因此就會出現學習困難。學生對知識的掌握僅限于一些基本知識點,不清楚理論的實際工程意義,導致學生學完以后不知學了什么,不知學了有什么用的情況。在實驗內容方面,也存在著實驗硬件更新升級落后、實驗的設備陳舊、實驗項目單一、實驗內容老化等問題,教學內容已經嚴重落后于光纖通信技術的發展現狀。另外,采用實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學生深入了解光纖通信系統全貌。實踐教學很難達到培養學生動手能力的目的,導致學生普遍對實驗教學認識不足,嚴重影響了實驗教學質量和效果。
1.2課程內容選取理論性較強,工學結合教學體系尚未真正構建
傳統的教學方法是按照所選教材的順序按章講解,由于課程本身特點,公式多,表格多,圖形多,有些還需要教師在課堂上進行公式的推導,導致了學生感覺學習難度大,不易聽懂,課程氣氛沉悶,認為對實踐指導沒有意義。課堂講授理論性強,但不知道這些理論應該如何應用,工學結合課程教學體系尚未真正的構建。
1.3側重理論知識考核,過程與能力考核尚未得到足夠的重視
我校傳統的考核辦法是期末考試成績占70%,平時成績占30%。期末考試時,學生把大量的精力花費在記憶知識點,背公式上,而且不能反映學生的實際應用水平,由于期末考試所占比重最大,不能改變一考定終身的問題。雖然有平時成績,但不能全面反映學生的實際掌握知識的能力及水平。由于平時成績所占比重小,因此對平時成績里所含的實驗成績不重視,大部分學生對待實驗不重視,實驗報告也有抄襲現象。所以這種考核辦法不能反映學生的真實水平,也需要進一步改進。因此,本文針對教學中出現的以上問題進行了深入的研究。
2教學內容改革
結合本校的人才培養定位,為了培養應用型人才,在教學內容方面,既重視課程的理論性,更要強調課程的實用性。
2.1結合工程實際,重組課程內容
光纖課程的理論知識點較多,在理論課講授時,由于學時的限制,不可能面面俱到,都講深入也是不切實際的。因此在課程教學過程中要抓住重點、突破難點,做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論,可以適當地在課前進行一些知識的補充,也可以在上次課結束時,留一些預習任務。比如在講光源這一部分內容時,可以讓學生提前預習物理中光學這部分內容以及模擬電路里的相關內容,在課堂上再輔以補充,使學生接受新知識時就容易得多。還有在講解光纖導光原理這部分內容時,由于模式理論方法其中存在非常難懂的電磁理論知識,因此結合人才培養目標,果斷刪除這種分析方法,改用相對簡單的射線分析方法。
2.2及時將光纖通信新知識、新技術補充到教學內容中
由于光纖通信技術發展速度極快,現有的光纖通信教材中提到的新技術,比如光放大技術、光波分復用技術、光孤子通信和相干光通信等在實際中已經應用的比較成熟。而新出現的新技術并沒有提及,因此適當增加新技術、新理論的課時,使學生更多的最新技術發展的動態。
2.3重視實際工程案例、實際工程操作的講解
比如光纜敷設、光纖熔接、光纖通信系統設計等教學內容都安排了適當的課時,通過實驗或視頻的形式給學生展示出來。既與實際聯系緊密,又增加學生的興趣,為將來的工作打下一個良好的基礎。
3教學方法的改革
現在的教學方法主要有這么幾種,課堂的板書講授法、多媒體授課、實驗演示法等。板書講授法是傳統的教學方法,優點是思路清晰、框架清楚、重點突出,學生容易筆記,思路清楚,精神集中;缺點是形式單一、信息量小、不生動直觀。多媒體教學可彌補板書里存在的問題,多媒體教學方法信息量大,能動態的顯示一些復雜不易理解的內容,一些動態軟件的引入,更是可以使抽象的知識和理論形象生動化,學生學起來更容易懂,更加感興趣。但由于信息量太大,講授速度偏快,如果只使用多媒體教學學生很容易疲勞。實驗演示方法最直觀,最容易接受,也能激發學生的學習熱情。但由于實驗條件的限制,不能全程采用。這幾種教學方法各有優缺點,我們不能只是單一地采用某一種教學方法,而是應該把它們結合起來。針對不同的教學內容采用不同的教學形式,目的能達到使學生對學習充滿興趣,學習更加輕松,容易接受,更能很好地掌握所學知識并運用到實際工作中。目前《光纖通信技術》課程內容主要有這么幾部分:光纖傳輸原理及特性、光纖器件、光纖通信系統、光纖通信網絡及新技術。這幾部分內容各有特點,因此在教學時應該根據不同教學的內容采用不同的教學方法。(1)光纖傳輸原理及特性這部分內容理論性很強,涉及到很多物理知識、數學知識,內容抽象,還存在很多公式推導,學生學起來很困難,不感興趣。在講授這部分內容時以板書形式為主,清晰明了,輔以多媒體課件,把書中一些圖片由靜止變動態,把枯燥的知識變得生動形象。(2)光纖器件這部分內容比較直觀,更接近于實際應用,因此教學方法不采用板書講授。這部分內容以多媒體講授為主,輔以實物展示。把不同的光纖器件帶進課堂,給同學們展示,學生非常感興趣。在多媒體課件上向學生展示它們的應用情況,效果很好。由于實踐條件的限制,這部分內容的操作要靠校外實訓基地提供的幫助,把合作單位的器件拿到課堂,并請工程師來講解,收到很好地效果。(3)光纖通信系統這部分內容主要是設計思想和實際應用,采用的辦法是采用仿真軟件和實驗箱操作結合的方式,這部分內容可以安排在實驗室。采用仿真軟件,可以使學生對整個系統的應用有更深刻的認識,可以提高學生的綜合應用能力。通過實驗,可以增強學生的動手操作能力,加深印象。(4)光纖通信網絡及新技術這部分內容也是有一定難度的,在講授這部分內容時,一是理論性強,不好理解,講授方法采用多媒體為主,輔以形象舉例法。比如SDH的同步復用和映射方法這一節,內容非常抽象,不好理解,在講授時通過多媒體的動態演示使學生思路清晰,并且通過舉大家日常非常熟悉的貨車拉貨的例子,引導學生理解,由淺入深。二是這部分內容更新非??欤覀儾扇〉姆椒ㄊ牵豪蠋煂δ壳暗男录夹g、新成果進行大量的材料收集,以多媒體的形式向學生展示;另外為了激勵學生的學習熱情,讓學生通過網絡自己收集這部分內容的材料,課上和同學們一起分享并說出自己的見解。通過這種形式,既可以讓學生獨立思考,增加獨立解決問題的能力,又能形成很好的教學互動。
4考核方式的改革
針對傳統考核辦法存在的不足,我們采取了這樣的嘗試辦法。成績的組成由這幾部分構成:平時成績20%(包括平時出勤情況、課堂參與情況)、實驗成績30%(實驗報告+實驗論文)、小論文10%、期末考試成績40%。在這幾部分中降低期末考試的比重,提高實驗成績的比重。其中實驗成績這部分內容,學生不能只交一個實驗報告了事,還要有仿真作業成績,并且通過實驗論文讓學生寫出對實驗結果的分析及現象總結,實驗過程中出現了什么問題,是如何解決的,有沒有改進的辦法。我們設置的小論文是開放性的題目,比如可以寫對整個光纖通信技術某項新技術的認識、發展動態,也可以設計一個小型實際項目的光纖通信系統。通過這些措施,希望能全面的反映學生的綜合水平,激發學生的學習熱情。
5總結
論文摘要: 介紹了光纖通信實驗教學存在的主要問題,提出了一些改革措施:實行實驗室定時定期開放;開發綜合型、系統型實驗;構建課前、課堂、課后三位一體的實驗教學平臺;改革實驗考核方法等。
《光纖通信》課程是我院通信專業學生的必修課和其他專業的選修課,光纖通信實驗是該課程的重要實踐性教學環節。搞好實驗教學,可以鞏固學生的光纖通信理論知識,提高學生的實踐動手能力、創新意識和工程設計能力。
光纖通信實驗教學存在的主要問題
學生重視不夠、實驗教學地位不突出實驗課時少,一般只有10學時,在大四的上學期進行,此時正是學生考研前的復習沖刺階段,很多學生不重視實驗教學,缺課現象比較嚴重,實驗教學組織起來困難,教學質量較差。
實驗項目偏少由于實驗課時所限,實驗項目偏少。
缺少綜合型、系統型實驗現開設的實驗以驗證型實驗為主,現有實驗箱的實驗方法與實際工程的測試方法有一些區別,通過已開設的實驗學生難以真正掌握實際工程的測試方法。缺少綜合型、系統型實驗,不利于學生對知識的綜合運用和建立系統工程的概念。
學生的實驗熱情不高由于實驗成績在課程總成績中僅占10%,學生普遍不重視實驗教學,實驗熱情不高,抄襲實驗報告的現象比較嚴重。
實驗教學效率較低由于指導教師在實驗前詳細講解實驗指導書上的內容,并且實驗指導書上的實驗步驟很具體,學生據此可順利完成實驗。這種做法使學生產生了依賴心理,不利于發揮學生的主觀能動性,不利于提高學生的動手能力。
我們希望通過改革解決上述問題,激發學生的學習熱情和實驗興趣,變學生被動操作為主動思考,使學生掌握系統工程的設計、測試方法,提高實驗教學質量。
光纖通信實驗教學改革的措施