新工科背景下光纤通信课程教学改革的思考与探索

四川文化产业职业学院 梁 芮 吴香林

教育部于2017年召开新工科建设研讨会，全国共60余所高校参会，共同探讨新工科建设行动，旨在培养满足现代社会要求的新型工程科技人才。会上确立了新工科建设2020年、2030年、2050年需完成的“三步走”目标，即到2020年，探索形成新工科建设模式，主动适应新技术、新产业、新经济发展；到2030年，形成中国特色、世界一流工程教育体系，有力支撑国家创新发展；到2050年，形成领跑全球工程教育的中国模式，建成工程教育强国，成为世界工程创新中心和人才高地，为实现中华民族伟大复兴的中国梦奠定坚实基础。因此，在这一背景下，各高校都要积极开展新工科建设行动，对现有工科专业课程从顶层设计上进行教学改革和创新，以适应时代要求。

光纤通信是通信类专业的专业核心课程，在人才培养中占据着非常重要的地位。在新工科的背景要求下，光纤通信课程如何进行课程设计和改革，才能培养出符合时代需求、专业要求的通信技术人才，是很多高校目前面临的问题，也是目前教育工作者需要去探索和实践的问题。

一、光纤通信课程教学现状

（一）学生学习动力不足

光纤通信课程作为一门工科专业课程，课程的综合性很强，涉及高等数学、物理学、光学、数字电子技术、模拟电子技术等多门基础学科，课程内容繁多而复杂，学习难度大，因此需要学生具备比较扎实的理论基础。虽然这些先导课程大多是学生在进入大学后已经学习过的课程，但是由于课程学习时间已较为久远，每个学生个体对所学内容的掌握程度也存在差异，在学习光纤通信课程时常存在基础知识储备不足、学习吃力的情况。

此外，在课程的学习过程中，由于没有工程实践经验，学生大多只是对知识原理有一定的抽象认识，很难将所学内容与实际工程联系在一起，导致很多学生认为学习这门课程对日后的工作并没有实质性的作用，也不清楚如何将所学知识应用到实际工作中。

以上这些原因都导致学生在课程学习过程中学习动力不足，缺乏积极主动的学习精神，缺乏探索钻研精神，仅将通过课程考核作为学习的目标。

（二）教师教学难度大

光纤通信课程不仅对于学生来说学习难度大，对于教师来说教学难度也较大。课程的特点决定了课程中知识点繁多，涉及大量的公式推导和讲解。如果在讲解的过程中过分强调数学公式的推导，将会带来课程进度缓慢、学生接受度低、课堂枯燥乏味等问题。但是如果完全忽略数学公式的讲解，则会导致学生对学习内容无法深入理解，仅学习到皮毛内容。理想的课堂效果是既要生动有趣、能够吸引学生的注意力，又要让学生对学习内容有较为深刻的理解。这就需要教师根据学生学情，合理安排课程内容的分配，并掌握一定的教学技巧和方法。

此外，光纤通信是一门偏工程性质的课程，但是受到教学条件和环境等因素的限制，实际课程教学模式单一，并不能与实际的工程项目相结合。传统的教学内容通常分为理论讲解和实验验证两部分，大多是基于现有教材完成。由于缺少实际工程项目，也给教师加大了教学难度，很难将理论和实践在授课过程中有效结合。

（三）实践操作环节缺乏

光纤通信课程在传统的教学模式中，往往更加重视理论知识的教学，对于实践内容比较容易忽视。且在目前的实践教学中，大部分高校课堂中安排的实践教学也仅是开展验证性实验，如半导体激光器P-I特性测试实验、光发射机数字调制实验、系统线路码型编译码实验、光纤性能测试实验等，多用光纤通信实验箱或相关仿真软件来完成。实验过程中，学生按照实验手册按部就班地完成实验，脱离实际工程应用，缺乏创新性和综合性。课程现状多是为了加入实验环节而做实验，学生的实践能力并没有得到实质性的提升。

二、光纤通信课程改革探索

上述课程现状中的种种弊端，已经不能满足新工科背景下对于课程的要求，光纤通信课程的改革势在必行，而课程的改革方向直接影响了专业人才培养的质量。提升教学效果、培养学生专业认可度、激发学生学习动力和潜能、增强学生工程实践能力是课程教学改革的主要目标和方向，围绕这些目标对改革措施进行探讨。

（一）丰富校企合作方式

对于大部分应用型高校来说，培养能够为行业所用、企业好用的应用型人才是其主要目标之一。如果学生在学校学习时，对于所学专业在行业中的作用和发展有清晰的认识，就能够更好地规划自己的大学学习和今后的职业生涯，提高学生的学习积极性和自主性。同时，毕业生进入企业后，如果能快速胜任工作，对学生、企业、学校而言都有益处。深度开展校企合作，丰富校企合作方式，是实现这些的基础。针对不同年级的学生，校企合作应有不同的开展模式，始终贯穿学生整个学习生涯。

对于大学一年级的新生，建立学生对专业的认识和认可是关键，树立专业在学生心中的形象，让学生认识到所学专业的用途和发展，建立专业自信，避免出现即将毕业的学生也不清楚所学专业可以做何种工作的情况。因此，在新生的入学教育中，加入带学生进企业的环节，让学生初识企业的工作类型、专业的价值、行业的发展现状等，可以帮助学生增强对专业的直观认识，建立专业自豪感，同时，也能够帮助其了解大学学习模式和内容，快速地从中学的学习模式向大学学习模式转变。

对于中间年级的学生，开设光纤通信课程，此阶段也是学生在校期间学习专业知识的主要阶段。在课程的学习过程中，学校邀请合作企业的工程师到校和师生交流，交流形式分为开展讲座、带案例进课堂、实训指导三种，充分利用企业工程师资源，为师生带来行业新技术和新认知，使课堂教学内容与时俱进。

对于毕业班的学生，学校应搭建与企业合作的平台，输送学生到企业中实习，让学生对在学校中所学知识进行实际场景应用，增强工程实战经验，为毕业后顺利进入企业做准备。同时，对于企业而言，也可提前签订优秀毕业生，吸纳人才，解决目前企业中普遍存在的用人难的状况，形成互惠互利的多赢局面。

（二）加强师资力量培训，丰富教学模式

教师是课程教学模式的直接设计者，在课程的教学过程中起主导方向的作用，教师的专业水平直接影响教学效果。因此，提升教师本身的业务能力也至关重要。在对教师的培训中，除了日常普通培训外，应多给教师提供对外交流机会，包括与国内外兄弟院校的相关专业交流，以及与行业中大型企业的交流，必要时可派骨干教师到相关院校或企业进行脱产学习和交流。

在教学模式上，教师也要由传统的单一“填鸭式”教学模式向多种教学模式转变。在课前、课中和课后环节，采用线上线下课程相结合的方式授课。课前，通过在职教云或学堂在线等平台发布预习任务，让学生通过自学微课视频了解本堂课的内容，并记录不理解的问题，带着问题进课堂。课中，在传统的课堂教授过程中加入小组讨论、翻转课堂、学生讲演等多种形式，加强学生在课堂上的主动探索和思考的能力。需要注意的是，在这一环节教师应提前准备大量的资料，如图文、视频、讨论案例等，供学生选择和学习。课后，合理布置课后作业，丰富作业形式，例如让学生绘制本节课主要内容的思维导图、形成课程汇报等方式，帮助其巩固和思考所学内容。

（三）创建实训教学基地，加强实训教学

光纤通信作为一门工程性应用课程，如果将实训教学仅停留在实验验证阶段，则并不能真正提升学生的实践能力。为此，我校建立了光传输通信实训教学基地，让学生在校期间就能够接触到通信现网中所用到的设备和网络。

在该实训基地中，不同于传统实训基地的是，通过用真实的设备搭建出SDH、MSTP、PTN、OTN、EPON等典型的光传输网络，完全模拟我国各通信运营商的现网环境。针对该实训环境，将实训内容分为7大实训项目，分别为光器件识别和使用实训、光纤熔接实训、SDH组网配置实训、MSTP组网配置实训、PTN组网配置实训、OTN组网配置实训、PON接入网组网配置实训，基本涵盖了现网中光传输的主流应用技术。针对每一项实训内容，配套编制了相关实训教材，实训教材中除了体现常规的实训内容，如网络硬件连接方法、设备单板介绍、网管配置数据方法、数据连通验证等，还针对相应网络，加入企业工作中网络真实案例，如现网中网络性能优化案例、故障维护案例等。这些实训项目的运用，可以锻炼学生在真实网络环境下的硬件设备识别和组网能力、网管软件业务开通配置能力、故障排查能力、网络性能指标优化能力等，真正做到课堂教学与产业实际应用相融合。

（四）以赛促教，形成良性循环

高校学生在校期间，教师应积极鼓励学生参加各种类型的大学生竞赛，例如全国“互联网+”大学生创新创业大赛、电子产品设计及制作大赛等软件以及信息技术相关的比赛，校内也可利用光传输通信实训教学基地组织相关比赛。

备赛和比赛的过程可以激发学生的学习热情和荣誉感，也能锻炼和提升学生独立分析问题、解决问题的能力。教师也可以根据历年竞赛题目，把竞赛内容融汇到课堂实训教学中来，既可以丰富实训教学内容，对课程内容进行升级改造，也能够为学生今后参与竞赛打下一定的基础。

（五）优化考核模式

在改革的过程中，由于课程教学模式、实训内容等都有了全新的改变，对于课程的考核方式也应做进一步的优化。不能再采用单调的“一考定分数”的考核方式，不再以期末考试为学习导向，改变“临时抱佛脚”的现状，新的考核方式要充分体现过程性学习。优化后的考核方式采用“日常课堂表现+课前预习完成度+课后作业+实训测试+期末笔试”的多维度考核，各环节所占比例分别为20%、10%、10%、30%以及30%。考核方式贯穿整个课程学习阶段的各个环节，充分发掘了学生的学习潜力，激发了学生的学习积极性，对于教师也可以更好地全方位了解学生的学习成果。

光纤通信课程是通信类专业的核心课程，传统的授课模式存在授课模式落后、重理论轻实训、考核方式单一等弊端，不符合新工科的背景要求，不利于应用型专业人才的培养，对于教师和学生都不能充分发挥其潜能，课程教学效果不显著。

笔者结合自身的教学经验和光纤通信课程固有属性，立足行业发展和人才培养，总结了在新工科背景下光纤通信课程的改革方式和方向，提出了丰富校企合作的方式、丰富课程教学模式、以实训教学替代实验教学、以赛促教和优化课程考核方式的方法。通过这些新举措在课程教学中的实际应用，授课过程中课堂气氛更加活跃，学生的学习内驱力得到显著提高，加深了学生对专业和课程的理解，学生的实践动手能力也得到大幅提升，为其在毕业后从事专业相关工作打下了基础。同时，将该课程的改革作为示范，也为学校培养符合时代要求的应用型人才提供了新思路。