《光纤通信》课程教学与教法研究

柳春郁 张卫华 布音嘎日迪

摘 要：分析了光纤通信的现状和课程教学中存在的问题，提出了四点改革思路：实时更新讲授内容，与最新的理论发展和应用前沿相结合;利用多媒体动态展示光纤通信原理;结合记忆心理学尝试教法改革;同步实验教学与实验教学。其中前三点已在近年的教学中实验、实施，其中结合记忆心理学的教法改革成果最为明显。

关键词：《光纤通信》;教学;教法

中图分类号：G640   文献标志码：A   文章编号：1002-2589（2015）33-0179-02

光纤通信正在日益改变着人们的生活，是国家“十二五”期间的重点工程，未来社会对光纤通信专业技术人才会有非常大的需求。住建部已要求住宅建设、电信运营、工程设计、施工图审查、施工、监理等单位执行光纤到户的国家标准[1-2]。

在光纤通信方向的通信工程人才培养中，要求学生具备扎实的理论基础，满足专业应用需要，又要具有与现场实际应用相适应的动手力，使学生在校期间就具有现场操作实践的能达到光纤通信工程师的理论和操作水平。当前，电子科技大学精品课“光纤通信”，华北电力大学电子与通信工程省级精品课程“光纤通信原理”，山东理工大学精品课程“光纤通信”，燕山大学精品课程“光纤通信”也都非常重视理论与实验的结合[3-5]。

结合本校情况，《光纤通信》课程是通信工程专业的一门专业必修课，电子科学与技术专业、物理学专业的选修课，同时也是全校的公共通识选修课程。该课程的具体培养要求是：通过本课程对光纤通信基本原理、光收发信机、通信网络进行阐述和讲解，使学生掌握光纤通信的基本概念，熟悉光发信机、中继器、光收信机及光器件的工作原理，掌握光纤通信网络工作原理和通信网设计基本方法。另外，光纤通信技术涉及的知识面广，如数字通信、电磁场和物理光学等概念较多，故在学习本课程之前，学生应先修物理、电磁场与电磁波和数字通信等课程，为本课程的学习打下基础。

由此可见，《光纤通信》课程既需要非常注重理论课程的讲授，又需要注重实验教学。采用精准有效的理论教学和实验教学相结合的教学方式，进一步系统地设计《光纤通信》课程教学与教法研究，对提高本校学生的相关知识储备，跟上光纤通信技术的发展步伐，具有重要意义。本论文正是基于这一思想，在教学与教法研究上提出了四点新的方法和建议，为我校的精品课程建设打好基础。

一、讲授内容的实时更新，与最新的理论发展和应用前沿相结合

光纤通信技术承载的信息量巨大，传输的业务种类繁多。无论是其相关理论，还是使用设备，都发展迅速、更新很快。《光纤通信》课程也要在理论和与现场应用方面进行不断跟进前沿。这个可以从三个方面进行提高跟进：第一，在理论方面，及时跟进当前的发展状况，针对当前国内的光纤通信相关的专业学术会议，例如参加亚洲光纤通信与光电国际会议及博览会以及中国电子学会通信学分会、中国通信学会光通信专业委员会和中国光学学会联合主办的全国第四次光纤通信学术会议，进行学术交流，对较为前沿的理论突破进行了解，并适当让学生收集和了解这方面的信息。第二，在实践方面，紧跟形势，掌握当前进行的较为典型的工程动态，了解光纤通信国际/国家行业标准的修订及更新。要求学生能了解光纤通信网络现状、光缆路由和逻辑拓扑结构，建立初步的感性认识。第三，尤为重要的是，让学生定期查阅光纤通信有源器件、无源器件以及光网络的相关文献;培养学生能够自己动手查阅相关书籍和自主学习科研方面的能力，以期学生在以后的生涯中能够自我前行。

二、内容的表达方法的改进：用多媒体表达原理的动态过程

《光纤通信》课程的学习中首先要求学生对光纤通信链路有全面的认识，如图1所示。

光纤通信链路中各个组成部分信息量大，并与实际结合紧密，经常需要大量的细节图片来显示现场情况和课程内容的内在逻辑，甚至要提供通信运行中的动态过程。也因此，在传统的教学中，也必须更多地利用多媒体手段。并且表现形式也不能仅仅将多媒体的工具简单罗列，还必须针对课程的内容采取恰当的表达方式，究竟是图片，还是音频或者视频，而是根据具体的内容，采用合适的方法表达内容的本质。比如光纤通信链路中，光波能够作为高频信号的载波这一特性的讲解，首先要了解光波是一种高频振荡的电磁波，需要借助动画来描述，然后再讨论载波的调制，需要画图解释，这些均是传统板书教学难以完成或者说需要花费过多时间叙述、描写的，借助多媒体动画可以生动、形象、快速地完成讲解，并且学生可以获得直观的感受;再如构成光纤通信链路的中继器其中必不可少的掺铒光纤放大器，其工作原理涉及激光原理、掺铒光纤最佳长度的计算，这时如果仍然采用传统的方式，或者简单的多媒体罗列教学，对学生而言视觉冲击效果太弱，因此在教学中可以采用板书教学，对公式讲解、结合多媒体动画，展现掺铒光纤放大器工作的原理。板书时给学生一定的思考空间，多媒体给出具体直观的动态工作过程，起到强化记忆、增强理解的作用。

三、结合记忆心理学，改进教法

一直以来，尤其是最近一段时间，我们都在思考一个问题，是什么导致学生对知识点完成了记忆、理解、掌握、能够运用的呢？教师能帮助学生记忆什么吗？答案是不能，很无奈但是很真实！我们能做的是讲一堂课、若干知识点呈现在学生面前！针对这种呈现我们与一本书、一段视频的作用类似，那么我们真的无能为力吗（在帮助学生记忆方面）？当然不是，我们在呈现课程过程中与学生是有交流、有互动的，那么正是这种互动，可以加深学生的记忆，能够将被动的听或者看，转换成积极的思考，这才是教与学中的关键！根据记忆的类型[6]，针对知识传授记忆有形象记忆型、抽象记忆型、情绪记忆型，课堂教学以抽象记忆为主，但是形象记忆，情绪记忆是不容忽视的，而且是非常重要的辅助手段，因此生动的例子、新鲜的实事都是与学生互动，帮助抽象记忆的好方法。如何能夠将学生的思路不着痕迹地带着进入思考，这里给出了一种教法的尝试——重点提问，团队讨论。

所有课堂内容，围绕提问为重点，进行提现。具体做法是每节课提前5分钟将上一节讲授的需掌握的重点内容在黑板上列出，上课铃声响起，学生自由选择问题回答，板书作答，其余同学共同批改每道题。学生在短时间内（上课之前的5分钟）对上一节课讲授内容有所回顾，板书作答加强抽象记忆，同时在批改其他同学的回答时纠正自己的理解错误（形象记忆）。全班同学对其进行批改（全班同学在共同纠错的同时完成了团队讨论），作答的学生感受情绪记忆，知识内化过程加强，能够将转化过程中可能出现的理解错误加以纠正。每节课之前板书提问，直接解决学生理解过程中的偏差，及时发现，及时解决，发动学生参与批改问题，从多角度鼓励学生思考，加深知识的理解。课前提问与平时成绩挂钩，学生参与非常积极，其强化记忆的效果在试卷考题中有明显的体现！

四、实际动手应用与理论教学相结合

当前针对实际动手应用存在三方面的不足，一是设备价格高，更新快，没有足够的设备;二是实际动手的内容太简单，不能反映或者提高水平。三是实际操作时间较长，进程把控较难，且容易出现问题。也正是因此，很多专业学生存在理论的夸夸其谈，实践侏儒的现象。即便现有的通信工程专业、电子科学与技术专业已开设专业实验，但是存在的问题是理论课与实验课脱节，有的同学是没上理论课，先做完了实验，有的同学是理论课学习完成很长时间才上实验课。

这里给出以下三个改进意见：一是改进时间安排，当前的实验课与理论课是独立的两门课程，因此在时间的安排上出现了脱节现象，这里建议，将两门课程在不减少学时的情况下合并为一门课程，统一安排时间，将实验课的时间安排，配合理论课的时间。而现有的物理学专业与通识选修课程未设置实验课，建议加开设1～2个实验，或者采用模拟实验进行教学。二是增加和改进实验器材的投入或者和其他的教学单位和工程单位相结合，让学生能够及时熟悉前沿的设备和相关的操作。三是实验内容的设计和改进，针对理论内容和最新设备经实验内容进行及时的更新。甚至由同学自主提出需要增加的部分。这也可以通过第二点，通过和其他单位的合作来实现。

综上所述，本项目在教学教法上提出了几点改革想法，将继续在教学内容实施，紧跟时代的发展，更新教学内容，改革教学方法为我校的精品课程建设打好基础。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006（14）：1-33.

[2]何淑贞，王晓梅.光通信技術的新飞跃[J].网络电信，2004（6）：35-106.

[3]钱胜，王天枢，周雪芳.“光纤通信”课程实践教学环节探索[J].中国电力教育，2011 （14）：118-119.

[4]张淑娥，李永倩，杨再旺.“光纤通信原理”精品课程实验建设探究[J].实验技术与管理，2010，27（5）：165-166，169.

[5]陈莉，黄荣怀，李松，曾兰芳.从精品课程看我国高校的实践教学[J].开放教育研究， 2008，14（1）：28-33

[6]王.汪安圣认知心理学[M].北京：北京大学出版社，2006.