高职高专《光纤通信》教学的思考

2022-09-11

光纤通信是通信系统中的重要组成部分, 具有通信容量大、传输距离长、抗电磁和抗噪声干扰、保密性好、适应多变恶劣的环境、重量轻、安全、易敷设等特点。光纤技术在长途传输网络中已经成为最主要的信息传输体系, 无论陆地还是海底, 都形成了拥有巨大传输容量的光纤链路。因此《光纤通信》作为通信专业的一门专业课程, 是组成通信技术体系的一个重要分支。但该课程涉及的知识面广, 通用教材理论性强, 传统教学枯燥刻板, 使高职高专学生在学习该门课程时感觉难度大。结合近几年对该课程的教学经验, 就进一步改进教学方法提出一些个人观点, 以供探讨。

1 通信技术专业的专业分析

随着19世纪美国人发明电报之日起, 现代通信技术就已经产生。为了适应日益发展的技术需要, 通信技术发展为了一门独立的学科, 并成为经济发展的支撑体系, 是现代信息社会的基础并为当今社会提供着时效的通信方法, 也为未来社会寻找更先进可靠的通信手段, 因此它已渗透到国民经济的各个领域。

通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础, 辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末, 多媒体和互联网的广泛应用极大地推动了通信技术专业的发展。回顾本世纪初期, 宽带技术、光通信等新兴通信技术崭露头角。通信技术专业所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。在美国发展速度最快的公司中, 像Cisco (思科) 、3Com等都是以通信技术作为其发展的主体, Cisco的总裁更是成为全球财富增长最快的人之一。在我国, 不仅有老牌的IT厂商——联想提供大量的网络服务, 其他通信产业企业 (如:中兴、华为) 业绩的增长也非常惊人。

通信技术跨电子、计算机两大专业, 所修课程兼有两者的特点, 需要较好的数学、物理基础以及较强的动手应用能力。课程体系大体分为三大类:一部份课程属于计算机类, 如计算机网络、C语言、微机原理及应用等, 另一部份属于电子类, 如信号处理、高频电路、电路原理等, 还有部分极具专业特色的基础课程, 如通信原理、信号与系统等。

通信技术专业具体培养从事通信工程及计算机网络系统相关研究、制造、开发和应用的高级人才。除了要求学生掌握电子技术和计算机技术的基本理论与设计方法外, 还要学习通信技术中的程控交换技术、光纤通信、移动通信和计算机网络通信等课程, 主要理解和分析信号的产生、信息的传输、交换和处理, 掌握计算机通信、数字通信、光纤通信、蜂窝通信、个人通信、平流层通信、多媒体技术、信息高速公路、数字程控交换等方面的工程应用问题。

信息高速公路的迅速兴起, 使通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要, 国家也加大了这方面的投资, 各个高校都有此专业设置或者相近的专业课程, 一大批实验室也纷纷走进了大学校园。由于社会对人才的需求非常广泛, 这一专业每年的招生量都很大。每个学校平均每年都以200～300人的数量招生, 有的学校甚至更多。学历层次从专科、本科到硕士、博士不等, 有的学校还设有博士后流动站, 形成了人才梯级培养的方式。尽管如此, 该专业每年的毕业生还是供不应求, 炙手可热。

面向新的世纪, 通信技术将会迎来其发展的广阔天地。随着通信技术应用的日趋广泛, 上至太空, 下至海底, 无不活跃着通信专业的技术人才。中国已加入WTO, 这势必会给中国信息产业带来更大的发展空间, 2008年北京奥运会的举办也将提供大量的就业岗位。而通信专业优秀人才的短缺成为我国参与国际间竞争的一个十分不利的因素。因此, 在未来若干年, 我国势必会更加重视本专业人才的培养, 更加重视通信专业的教育, 提高教育水平。

2 目前《光纤通信》教学中存在的问题

传统的课堂教学枯燥无味, 必然会产生学生上课情绪低落, 课堂气氛沉闷的现象。而这些问题的根源在于以下几个方面:

2.1 高职学生生源复杂, 传统的教学为结合学生实际情况

众所周知, 高职的学生成分比较复杂。他们不单单是高考中成绩较差的高中学生 (如图2.1b所示) , 并且有相当一部分是三校 (职高、中专、技校) 的学生 (如图2.1a所示) 。由于三校生在其高中期间已经学过一部分的专业课程, 因此, 在上专业课的时候往往会有重复学习的感觉, 部分学生上课很容易开小差;对于高中为起点的学生来说原有的教学计划又相对简单。何况大多数学校中像《光纤通信》这门专业课的教学计划难免教条。没有结合现实社会发展和就业需求;没有具体的制定明确的教学目标, 用以针对培养能适应职业岗位群的综合能力。这使得两类学生的学习水平都得不到充分的发挥。

2.2 只注重书本中的理论知识教学, 实践教学不足

由于被传统教学观念的误导, 以及条件的限制, 许多老师在《光纤通信》的教学方式上采取的都是单一的书本教学法, 上课的时候教师只把书本上的知识讲授给学生, 不管书本上的知识是否适应时代的要求, 也不管它是否适合高职学生的学习要求。而课堂教学均以传统的“师问生答, 师讲生练”的模式为主, 学习过程表现为“接受—理解—练习”这种注入式的教学方法, 使学生完全处于一种接受前人研究成果, 学生的创新能力、个性发展、自主意识等受到了很大的遏止。这种教学方式根本不能适应学生对于知识的需求, 并且不能够发挥他们的特长, 就更没有足够的空间去展示自己的兴趣和爱好所在。

然而, 该门课程的特点要求理论知识与工程实际相结合, 既要保证严密的理论体系, 又要结合工程与专业的特点介绍相关内容, 使得两者相互促进, 相互补充。但由于很多具体原因导致理论课程和实践课程完全脱节, 而理论课程的难度又很大最终导致学生厌学情绪的滋生和蔓延。长此以往, 也将破坏学生的学习兴趣和学习热情, 不仅该门课程学不好也将影响后需课程的学习。

2.3 专业教学师资不足、投入不够

老师的待遇差、缺少进修和提高的机会, 学校对教师进修的政策不宽松、资金帮助少, 众多原因造成教师队伍不稳定、教学热情不高、缺乏敬业精神, 把大部分精力投入到兼职工作方面, 部分教师还寻机跳槽。老师积极性不高, 妨碍了专业教师进行科研活动, 从而对教师提高科研, 教学水平不利。这使得许多教师成为“教书匠”, 对新的教学理论和教学方法研究不利。因而观念陈旧, 教学方法落后, 不能适应学生入学后对专业教学的要求。

3 对该门课程教法的改进措施

3.1 明确课程在专业中的地位, 制定了详尽的教学目标

信息时代的基本特征是在生产、生活等社会活动中, 人们离不开对信息的获取、处理、传输和识别。光纤通信以它自身的优越性以及其他相关学科的支持, 近年来得到了飞速发展, 与卫星通信、无线通信成为长途通信的三大支柱。光纤通信是“信息高速公路”的主要基石, 它是信息社会的重要支柱, 它发展速度惊人, 所以它是通信类专业必不可少的课程。

加强必备的光纤通信技术基础知识, 使学生了解掌握光纤通信的基本特点, 学习光纤通信系统的三个重要组成部分:光源 (光发射机) 、光纤 (光缆) 和光检测器 (光接收机) 及SDH技术、宽带接入和全光网络等最新的技术知识。

结合相关的光纤通信系统实验、SDH技术实验及光传输测试仪表使用等方面的基本训练, 使学生具有从事现代通信系统和网络的设计、开发、调试和工程应用能力。

同时又力求充分反映国内外光纤通信技术的最新发展, 拓展学生的知识面。以培养学生实际操作能力为主线, 注重课程工程观点的训练, 加强理论与实际相结合, 为今后的工程应用和相关课程的学习打下基础, 这是高职高专学校通信技术专业教学的必然要求。

3.2 使用先进的教学方法

3.2.1 多媒体教学的应用

课堂教学通过灵活运用多媒体课件对基础理论进行生动的讲解或演示, 且不仅仅局限于P P T幻灯片的播放, 还应添加Flash动画模拟光线在光纤中的传输过程, 用Flash动画演示光信号在不同的光纤中传播的样式 (如图3.1所示) 等等。这不仅生动的向学生演示物理过程, 而且激发了学生的学习积极性。

3.2.2 网络互动

在资源教学的网络中为学生提供相关课件的下载, 这样学生可以利用网络资源预习、自学和复习, 在课堂上则可以专心听讲, 特别是更加注意在预习中不懂或不理解的内容, 从而重点更突出, 针对性更强的学习。

为了巩固学生在课堂上学到的基础知识, 课后给同学布置相关的一些习题。学生通过和老师建立的信息平台上的“作业提交”栏目提交作业, 几天后便可在网上下载作业批改的结果。对于大多数学生容易出现的“共性”问题, 教师将在课堂上进行更深入的讲解, 避免同学再犯类似的错误。同时, 学生若有什么问题, 可以通过网络留言板请教老师, 老师能及时的做出回答, 解决学生课后找不到老师或者需要老师固定时间答疑等问题。同时, 我们还在信息平台里提供了许多光纤通信相关的网络资源, 它们能对学生的自学有所帮助。 (如图3.2所示)

3.3 改进陈旧的教学手法

教师运用激励性语言, 评价学生好的学习习惯, 好的学习行为, 在实事求是的基础上适当加以夸张, 使学生不断增强学习的责任感和成功感。老师要善于运用自己的微笑、眼神、手势和亲切的语言对学生进行鼓励。

3.3.1 注重启发式、互动式教学

课堂上教师注重展开互动式教学, 不时地提出一些有一定深度的问题, 让学生思考, 进行讨论, 打开思维。虽然这些问题有一定的深度和难度, 但大多密切结合实际应用, 因而学生对这类问题有浓厚的兴趣。通过类似问题的讨论、思考, 不仅可以使学生对相关理论有更深刻的认识, 而且可以使学生在分析问题、解决问题的能力方面受到训练、得到提高。例如:多模和单模半导体激光器的光谱特性, 给学生提出“如果分别采用测量精度为5nm和测量精度为0.1nm的光谱分析仪测量半导体激光器的光谱, 其结果将是什么样的?”这个问题让学生进行思考讨论, 使他们对光源光谱特性有更加深刻的认识, 并且了解到测量仪器的条件对测量结果具有非常重要的影响。

在实验教学中, 也采用这种启发式教学方式, 如在光纤切割与焊接实验中, 学生用刀片剥光纤表面的涂覆层时, 向学生提问“你们在剥光纤的时候, 会不会将光纤的包层剥掉, 如果剥掉了实验结果将会是什么样子的?”有的同学可能会把光纤的“涂覆层”与“包层”弄混淆了, 而马上回答道“我们当然要把包层给剥了呀”, 这当然是错的。在剥光纤的时候, 要注意不能把光纤的包层给损坏了, 否则将影响焊接结果, 有可能光纤焊接不上, 也有可能光纤焊接上了, 但是焊接损耗特别大, 以致不能使用等等。通过提问, 分析学生的理解并加以引导和归纳, 可以使学生在做实验时更加细心, 认真观察现象, 并对实验结果进行认真的思考。

3.3.2 注重基础理论与相关科技前沿进展的密切结合

注意在讲授基础理论时, 融入相关领域的最新研究动态和课题组相关的成果, 这样可以使学生的学习兴趣更浓, 对一些基础理论的理解更深。同时, 信息平台上设置专门的栏目介绍最新的科研成果, 同学们可以依据自己的兴趣浏览相关网页, 并为更深入的研究提供了相关文献和网站。

3.3.3 注重创新能力的培养

开设综合型设计性实验, 学生通过查阅相关文献资料, 可以开阔学生视野, 使其对现有的光纤通信器件的应用有更加全面的认识, 提高学生综合分析和运用知识的能力, 并且能培养学生独立思考和解决问题的能力。

3.4 加强实践教学, 培养学生综合素质

单纯的理论学习不能适应光纤通信的学习要求, 高职高专需要培养学生的实际技能, 在课堂上过多的进行理论研究, 学生难以接受, 也不符合职业教育的特点。因此, 高职高专通信技术专业课程体系中光纤通信必须要在实践方面有所加强, 多注重职业技能的培养, 在实践实习上下功夫, 让学生在实践中学习理论。根据教学内容的进度和要求, 安排同学到实验室, 由老师指导实验, 加深同学们对课堂教学内容的理解。每一个实验完成后, 学生需要对实验过程及结果进行一定的总结, 并提交实验报告。为提高学生综合应用所学知识和独立设计的能力, 结合课程组加强对学生工程素质的培养, 开展设计性综合性实验, 培养高职生具有从事现代光纤通信系统和网络的设计、开发、调试和工程应用能力。 (如图3.3所示)

3.5 加强专业教师队伍建设

伴随着《光纤通信》教学的改革, 老师的教学任务将越来越重, 师资力量短缺也就十分突出, 同时现有的专业教师的实践能力与教学任务的要求严重失调, 具体表现在创新意识差、科研能力弱。很多教师是大学毕业直接进入高职院校, 缺乏实际的工作经验和实践教学能力, 对学生专业技能水平的提高产生很大的制约, 所以高职高专学校要对专业师资队伍建设进行规划, 加大财力物力投入, 放宽教师进修学习的政策, 加大双师型教师的培养, 让教师进入企业进行中长期生产锻炼, 培养教师实践能力, 使技术与应用紧密相联, 并加强教师终身学习的意识和能力。同时由于通信技术专业人员收入较高, 要稳定教师队伍, 提高教师的教学动力, 还必须采取积极措施, 提高教师物质待遇, 改善工作、生活环境。

4 结语

《光纤通信》是一门新兴学科, 缺少现成的教学经验供我们借鉴;《光纤通信》理论与实践性均很强, 要让学生理论中思考实践方法, 在操作实践中不断发现问题、分析问题、解决问题。这是目前高职高专《光纤通信》课程教学必须尽快解决的问题。在组织教学形式时, 将自己当作学生的学习伙伴, 引导他们参与学习, 通过合作反思的形式总结课堂教学中的经验教训, 在反思中认真分析课堂上的得与失, 分析得失的原因, 思考解决的方法, 从而利用反思来更新自己教学的方法, 不断提高自己教学的能力。

摘要：光纤通信技术已经成为当今有线通信的主干技术, 广泛的应用在通信工程中。本文结合高职高专通信技术专业的特点, 探讨高职高专《光纤通信》课程教学中存在的问题, 并结合实际教学经验提出改进措施。

关键词：光纤通信,改进,课程体系,教学经验