研讨式教学光纤通信论文

2022-04-20

摘要:本文就如何推进光传输原理课程教学改革、提高教学质量进行了深入的研究和探讨,主要解决了如何有效地组织课程的实施、如何构建完整的课程体系、如何培养高素质技能型人才等问题,形成了具体措施和可操作方案,为高职高专光传输原理与设备课程教学改革和建设提供了经验和范例。下面是小编整理的《研讨式教学光纤通信论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

研讨式教学光纤通信论文 篇1:

《通信原理》理论课教学改革中研讨式教学模式的探索与实施

摘要:《通信原理》课程是信息类专业的必修课,课程对理论基础要求较高,学生学习过程中若以传统教学方法开展教学,学生往往觉得枯燥,学习难度较大。本文提出采用讨论式教学模式,以问题为导向,让学生始终处于教学的主体位置。并从讨论课题的选择、学生讨论的引导、讨论课程考核评价等方面对课程改革进行了探讨。讨论课模式已在本课程教学中部分开展,学生反映良好,为学生应用知识能力提升起到了一定作用。

关键词:讨论课;应用能力;教学模式

一、引言

《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程等相关专业的专业必修课,也是重要的专业基础课和研究生入学考试课程。课程学习过程中要求学生掌握通信的基本概念、原理,重点掌握系统的概念和系统的分析方法,为移动通信、光纤通信、通信网络安全、信息论与编码等后续课程提供了重要的理论支撑,在本科阶段教学过程中占有重要地位。该课程教学内容较多,且理论性、系统性、物理性强,抽象概念多,对数学要求也较高,在以往教学过程中,采用传统教授方式,学生往往觉得枯燥,学习难度较大。为了满足我校应用型人才培养的要求,在《通信原理》理论课程中引入研讨式教学方法,对教学方法、教学手段、考核方式均适当进行改革。让学生从实际的应用出发,结合理论知识来理解,提高学生分析问题、解决问题的能力,并在一定程度上使学生创新能力、团队合作精神得到提高。

“研讨式”教学模式起源于18世纪德国,作为德国大学一种重要的教学和研究制度,对于近代德国大学的发展有着重要影响。并且该模式已经在美国、英国、加拿大等西方国家大学本科和研究生教学中普遍使用。该模式中,在有限的课堂教学课时内,由老师进行引导,学生组成专题研究小组,定期集中討论,丰富学术观点,追踪本学科领域最新技术发展。同时通过“研讨”过程,提升学生的自信心与表达能力,锻炼其团队合作能力及创新思维,既然是研讨,则没有准确的答案,学生可以在“研讨”过程中,对所研究的对象提出质疑,在老师和同学共同探讨下解决质疑。

“研讨式”教学模式在国内也被广泛使用。对于《通信原理》等工科类理论性较强的课程来说,采用“研讨式”教学模式更加有利于将理论知识与实际应用相结合,有利于应用型人才培养,提升学生创新及实践能力。

二、《通信原理》理论教学中存在的问题

(一)教学内容较为陈旧,理论与实践相分离

目前国内大多数学校该课程内容参照了樊昌信等编著的《通信原理》和由曹志刚等编著的《现代通信原理》这些经典优秀教材。在教授时,为了适应社会需求,学生培养方案不断改进,课程设置也进行调整,教学学时不断缩减。而课程中对理论基础要求高,又涉及多门前序课程知识,所以造成要补充通信领域新技术内容较为困难。教学内容都还停留在传统的通信系统原理基础上,更谈不上学生创新性的引导。

通信原理课程理论性、实践性都比较强。必须通过较好的实践,才能让学生掌握的理论知识转化成实践创新能力。而传统的教学模式中,理论教学与实践教学分离严重。一般都是先理论,后进行实验。或开展集中的课程设计等环节来培养学生的实践能力。这样的做法虽保障学生能有较为集中的实践时间,但也造成学生在理论知识学习过程中对知识点缺乏感性认识。最后在实践环节中,学生感到茫然,只能是形式上完成实践环节,却未能较好的锻炼其实践创新能力。

(二)教学方法单一,教学手段落后

在理论教学过程中,为了在规定课时内完成教学任务,使得课堂上不可能有多余时间让学生思考,只能以教师为中心,填鸭式的将知识灌输给学生。学生被动接受知识,导致听课积极性不高。通信原理课程与高等数学概率论、信号与系统等前期课程密切相关,且对数学要求高。部分学生由于前序课程掌握不理想,导致在该课程学习中困难重重,失去信心和兴趣。

课堂上虽辅助使用PPT等多媒体手段,但只有简单图形,对于通信过程中信号的传输,受信道的影响,很难让学生有直观的理解。教授的效率也比较低。往往一个知识点,如随机过程中平稳过程、各态历经性等概念只能单一使用数学形式来描述。

(三)考核方式落后

现阶段绝大部分的高校该课程考核均采用闭卷考试来进行成绩评定。虽然在成绩中一般要求平时成绩和实验成绩占有一定比例,但还是以实际卷面成绩为主。试卷客观题比例过大,未能与实际应用相结合进行主观考核,导致学生对所学知识点必须死记硬背,无法贯通理解,并与实际应用相结合,也不利于学生创新思维发展。

三、《通信原理》理论教学中研讨式教学模式的开展

结合应用型人才培养过程中对创新意识、动手能力、合作精神的要求,在我校通信工程专业,《通信原理》理论教学开展研讨式教学分为以下四个环节。

(一)研讨课题选择

由于《通信原理》课程理论性强,数学要求高,以往理论教学中大部分时间用于数学过程推导,难以将理论与实践相结合。而我校从事该课程教学师资有限,在科研水平上也受到限制,若单独以教师科研课题来用于教学实践,使得学生对科技发展的理解也受到限制,改革效果不明显。在研讨式教学过程中,对研讨的对象选择,从国内外各类学术期刊出发,由教师根据理论课程教学内容,选取合适的学术论文作为研讨的对象,让学生根据自身兴趣选择研讨课题。教师可以根据学生理论学习情况来给出相应难度的课题。将课题分为较难、适中、简单三个层次,每个层次选取2~3篇不同方向的学术论文。学生理论知识掌握较好的选择较难的课题;知识掌握一般的,选择难度适中的课题;基础理论掌握不太好的,则选择较简单的课题进行研讨。这样进行层次和方向的划分,满足不同层次学生的学习需求。整个课程学习过程中可以根据教学重点难点,选取适量的学术论文进行研讨。也可以兼顾课程教学任务完成进度决定研讨的次数。一般来说,整个课程学习过程为期一学期,期间进行2~3次研讨较为合适。研讨次数过少,达不到研讨促进理论学习的效果。研讨次数过多,加重学生学习负担,学生也难以完成相应研讨任务,或是勉强能理解部分学术论文的意思,不能深入进行研究,对其进行改进创新。

(二)引导学生对研讨课题进行探索

学生在选择了研讨的学术论文后,根据教师传授的学习和查找资料的方法,对课题进行独立探索。《通信原理》课程要求学生掌握通信系统的概念、系统的仿真和分析方法。这些知识在理论教学中很难以灌输的方式让学生理解掌握。而以学术论文作为研讨对象,其作者大部分是有一定理论研究基础的,在论文中往往涵盖了整个信号传输的过程,多次同类型文献的阅读,能帮助学生更快的建立系统的概念。而每次研讨内容会跟理論学习内容挂钩,学生独立探索具备一定的理论基础,能在现有层次上有一定水平提升。

学生独立探索过程中遇到问题,可以与老师讨论,或与选择了同类课题的同学进行小组讨论。研讨式过程学生根据所选课题难度和类型进行分组,定期在小组内开展讨论,一般以一周时间进行讨论。小组讨论时,组内成员轮流进行发言,对自己本周内的探索学习知识进行总结分享,并对研讨过程进行总结。

(三)研讨内容总结提高

小组讨论中总结的经验由教师负责筛选,选取其中表现优秀的学生,或是研讨内容能帮助学生对课程中理论知识理解的,分阶段在大班课程教学过程中,与其他学生分享其学习经验。由理论掌握好的学生精炼理论知识理解的内容,传授给全部学生,提高学习质量。由研讨过程中学习能力强的学生给其他学生传授其学习方法,并且在这些总结过程中,学生起主导作用,决定讲什么、怎么讲。教师则负责提供协助,遇到较模糊的知识点,教师协助学生讲解,或提供查询、学习知识的方法,以此来提高学生整体学习能力,也给部分学生提供了锻炼其表达能力的机会。

(四)课内研讨与课程考核相结合

理论课程中所有研讨内容由教师进行归总,以备后续研讨教学中作为参考。以往《通信原理》理论课考试存在客观题占比例大,造成学生死记硬背等问题。引入研讨式教学后,在理论考试中,增大主观题比例,且主观题的来源于课程学习中的研讨内容。将研讨内容中较新的科学技术作为主观题,考察学生对研讨内容的掌握情况,既与通信专业知识结合,又变相地出现学生可以自定考试题的情况,使得学生学习和研讨过程积极性大大提高,也在一定程度上促进了理论课考试改革。

四、结论

研讨式教学模式在国外高校已开展多年,取得了较好的教学效果。在国内高校中,研讨式教学模式也被认为是培养应用型人才的有效途径。本文主要研究在《通信原理》理论课程中开展研讨式教学,从研讨课题选择、引导学生独立探索、团队协作总结,最终将研讨环节延伸至课程考核等几个环节进行了探讨。通过研讨式教学的开展,解决了《通信原理》理论课中出现的教学内容较为陈旧、理论与实践相分离、教学方法单一、教学手段落后、考核方式落后等问题。研讨式教学的开展,使得课堂由教师为主体,变为学生为主体,有利于提高学生学习的积极性、主动性。并且每个人都有机会走上讲台,甚至决定考试的内容,这是在以往填鸭式教学、死记硬背的考试过程中不曾有的。通过研讨式教学,有利于提高学生学习能力、创新能力及团队协作能力。研讨式教学方法是对《通信原理》课程教学方法、考核方法的改革与尝试,也为应用型人才培养中理论课程的开展提供了新的思路。

参考文献:

[1]杨建华.德国高等院校研讨式教学模式及其启示[J].中国电力教育,2013,25(9).

[2]郭汉民.探索研讨式教学的若干思考[J].湖南师范大学社会科学学报,1999,(2).

[3]朱培栋、郑倩冰等,开展研讨式教学,培养创新型人才[J].教育教学论坛,2012,(12).

[4]韩芳.浅析研讨式教学在高校教育中的应用[J].科教文汇(上旬刊).2010,(01).

作者:冯璐 陈威兵

研讨式教学光纤通信论文 篇2:

提高光传输原理与设备教学质量的探索与实践

摘要:本文就如何推进光传输原理课程教学改革、提高教学质量进行了深入的研究和探讨,主要解决了如何有效地组织课程的实施、如何构建完整的课程体系、如何培养高素质技能型人才等问题,形成了具体措施和可操作方案,为高职高专光传输原理与设备课程教学改革和建设提供了经验和范例。

关键词:教学质量 工学结合 课程改革 教学模式

电子信息产业是一项新兴的高科技产业,“十二五”期间是我国电子信息产业改造升级的重点时期,预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展,产业前景十分广阔。“十二五”期间,我国将加快光纤宽带网络、下一代互联网和新一代移动通信基础设施建设,基本建成宽带、融合、泛在、安全的新一代通信基础设施。“十二五”期间,我国将着力推动通信产业科技的整体性突破和跨越式发展,在重要的技术领域拥有大量自主知识产权的核心技术,基本建立较为完善的科技创新体系。到2020年,我国信息化发展的战略目标是:综合信息基础设施基本普及,信息技术自主创新能力显著增强,信息产业结构全面优化,国家信息安全保障水平大幅提高,国民经济和社会信息化取得明显成效,新型工业化发展模式初步确立,国家信息化发展的制度环境和政策体系基本完善,国民信息技术应用能力显著提高,为迈向信息社会奠定坚实基础。

职业教育是现代国民教育体系的重要组成部分,在实施科教兴国战略和人才强国战略中具有特殊的重要地位。党中央、国务院高度重视发展职业教育,提出要全面贯彻党的教育方针,以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合的发展道路,为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才。因此,如何提高教学质量,培养创新人才,成为我们教学改革建设的工作重心和核心任务。

针对如何提高教学质量、促进可持续发展的具体教学改革和建设工作,本文在组织实施、课程建设、人才培养等方面,主要解决了如何有效地组织课程的实施、如何构建完整的课程体系、如何培养高素质技能型人才等问题,形成了具体措施和可操作方案。

1 构建“工学结合”人才培养模式,合理规划教学内容,促进教学质量发展

1.1 以企业生产实践和岗位职业能力分析为基础,以职业能力培养为重点,以行业标准为实施依据,合理选择教学内容。在教学内容规划上,我们遵循高职学生的认知规律,针对高职学生动手能力比理论接受起来较快的特点,在授课时摈弃传统的以学科体系为主线的章节安排方式,改为以工程项目为载体,根据工作岗位的要求,组织序化教学内容,科学设计了四大学习模块,包括传输网的搭建、传输网的业务配置、传输网保护的配置以及传输网的运行维护。每个学习模块又包含了相应的子模块,各个学习模块之间是递推的关系。在具体的讲课中,以工作过程为导向,采用项目课程的形式,以中兴S320设备组建网络架构为载体,以实际工作过程为主线,利用E300网管软件模拟实际的工作情景,学做一体,使学生能在各个工作项目中完成对本课程的学习,以及相关技能的掌握。

1.2 建设高职特色教材,突出工学结合特色,提高教材的实用性、针对性。教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,教材建设是教育教学改革的重要内容。为了能够准确定位通信人才培养目标和制定相应的基于工作过程的课程体系,专家教授通过多年来的走访调研各大网络营运公司、设备供应商、各大高职院校,分析出通信技术专业学生从事的具体工作主要是通信系统开局和代维服务行业、通信设备的生产安装,维护维修工作。

为此,本课程教材主要是由主讲教师和行内专家一起的共同参与编订,以培养学生职业综合能力为中心,理论部分以够用必需,实践部分以实际应用为指导思想,以工程项目为特征,在课程内容上主要针对通信行业以及相关企业的需要和课程对应职业岗位实际工作任务所需的知识、能力、素质要求来选取的。经过多年的课程教学和光纤通信工程实践方面积累的经验,专业教学团队在该课程的设计上做到了理论实践一体化、学做结合,课程中的技能训练与职业认证相结合。同时,通过深度的校企合作,职业认证与顶岗、就业进行很好对接。该课程的建设中,充分考虑了项目化教学、学生自主学习的需要,具有丰富的网络资源。并且重要的是该课程与行业企业深度融合,充分利用中兴通讯企业人力、技术等方面的优势资源,合作开发实训项目、课程资源,并引入现场工程师指导授课。以典型的工作任务组织教学内容,充分体现实践性、实用性。

1.3 利用丰富教学资源,拓宽学习途径。加大教学信息化建设力度,推进优质教学资源共享。本课程提供了丰富的教学辅助资源,为学生课外学习、技术拓展、资料下载提供便捷方式,具有大量的电子书库、电子课件、电子教案、试题库、行业信息等。任课教师根据课程特点收集了一些相关的案例、视频信息、参考教材和图片等,积累了一定的相关行业知识,及时和学生以及相关专家进行交流。

教学设施完备学院拥有与相关专业配套的各类实验实习设备:电子技术实训室、计算机实训室等基础课实训室;现代通信技术实验室、现代通信系统实训室、数字信号处理及EDA实训室、单片机实训室;已购置电子通信类、信息技术类、管理类、社会科学类等图书50万余册。

2 深化教学改革,优化学习过程,提高教学质量

2.1 创新教学模式,加强感性教学研究,促进教学方法和手段的改革。学院依托中兴通讯学院的资源平台,携手清华大学教育学专家,通过研究行业人才培养规律,运用最先进的“I CARE”教学理念设计出一套适合通讯专业实际教学的MIMPS教学法。

MIMPS教学法针对通讯知识的模块化、域化的特点,强调以任务驱动为导向的模块化教学,是完全符合行业需求与高校需求的最新专业教学法。MIMPS代表了五个核心思想,即M-Modularization、I-Interlacement、M-Mission-driven、P-Practical research、S

-Self-evaluation。

教学过程中引入MIMPS教学法,运用丰富多彩的教学方式,激发学生的学习热情,在快乐、高效中实现能力的飞跃与价值的提升。在MIMPS教学法指导下的整个教学过程由多个教学模块构成,每个模块的知识对应一个职业领域,在每个模块中又设置了多个任务,在完成任务的过程中采用理论和实践分层—交织的教学组织形式,通过这样一种“学习实践评价提高”的过程,学生不仅可以更快、更深地理解和掌握课程的内容,而且自己独立解决实际问题的能力也得到迅速的提高。

2.2 不断探索科学的教学理念,让学生从繁杂的SDH理论进入到实在的应用环境中。在教学过程中强调以人为本,以培养学生创新能力为根本,不是简单灌输教学内容,而是从光传输技术最新动态和发展趋势角度去引導和启发学生思考;教师从“教”学为主转变为以“导”学为主;教学方式也从课堂填鸭式转向课堂内外结合式、探究式、研究式,不要求学生死记硬背,而是充分利用图片、多媒体CAI动画、实物、实验平台和工程现场等多个层次的展示和训练,让学生从繁琐的SDH理论中进入到实实在在的应用环境中,灵活、高效地达到预定的学习目标。

2.3 改革考核模式,重视学生学习的全过程。改革课程考核模式,实现了从单一课程考试定成绩向学习全过程考核的转变,注重学生的学习过程,而不是单一的学习结果。作业采取多种形式,有纸质作业、网上习题、实践作业,充分让学生掌握各个知识点提升各方面的能力。成绩考核分理论考试和实践考试:

①理论考试

理论考试采用试题库命题,客观公正,试题质量高。主要分为判断题、选择题、填空题、简答题和论述题五大部分。既要考查学生掌握基础知识的程度,又要考查学生应用理论知识,解决实际问题的能力。

②实践的考核与成绩考核

实践考核中包含课前预习(10%)、实践操作(30%)、实验报告(40%)、综合分析(20%),并且根据实践方案的设计、检查的效果和实践报告综合进行评定。

③考核与成绩考核

实验成绩占40%,期末考试为闭卷笔试,成绩占60%。

2.4 丰富的现代技术,一流的产学研一体化实践基地,实现理论与实践的完美结合。学院投资数百万元建设了中兴通讯NC助理工程师认证实训中心,包括移动通信实训室、程控交换实训室、光纤通信实训室、数据网络和宽带接入实训室、通信工程施工实训室。校内外专家普遍认为,该实训中心在重庆市开设通信类的高职院校中设备最齐全、功能最完善,而且实训设备均为目前电信运营商使用的主流设备,学生实训内容与实际工程项目一致。实训中心能满足学生职业技能训练的要求,同时能完成学生职业技能证书的考核。学院除与中兴公司达成校企合作协议外,还与重庆电信沙坪坝分公司、重庆华伟(集团)有限公司、重庆讯通有限公司、重庆精美通信有限公司、重庆无线绿洲通信技术有限公司、重庆绿波通信设备有限公司、重庆普天通信设备有限公司等共建了校外实训基地,满足学生顶岗实习的需求。同时通过把课程内容关联的理论研究、工程研究和教学研究与课程教学相结合,形成教、学、研一体化的教学模式,积极支持团队老师和优秀学生参加各种学术交流活动,培养学生综合分析、解决问题以及科技创新的能力。

2.5 不断更新教学内容,保证教学内容的前沿性、科学性和系统性。课程是人才培养的基本元素,课程内容体系优化是课程建设的关键之一。信息技术的发展可以说是风驰电掣,这种形势对信息技术教材的时效性提出了更高的要求,应跟随现代科技的发展而不断更新变化。教学团队在原有教材内容的基础上不断更新,想办法使教学内容跟上信息技术的发展,构建了教学内容新体系。

2.6 科学设计多層次实践环节,提高学生实际操作技能。结合社会需要和科研优势,根据信息类工科大学生人才培养体系,加强学生熟练利用“光传输原理”相关知识的综合实践和应用能力的培养,完善以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实验教学体系。科学合理设置实验项目,保留基础性的精华内容,增加系统性、综合性、设计性实验,强调工程应用型实验与实训,拓展先进性前沿技术,激发学生自主创新意识,引导学生积极参与自主创新实验。实践课程设计充分体现了光传输技术的先进性,同时兼顾了用人单位要求工程技术人员工程技术的实用性,能够帮助学生掌握光纤传输的基本理论,掌握光纤通信的传输原理及特征,并结合工程实际掌握有线传输及IP技术。不断加强实践教学设施建设和完善,优化整合相关实践教学资源,使实验课程的硬件建设与现代通信传输技术完全接轨。

3 实施名师工程,加大高素质“双师型”专业带头人、骨干教师培养与引进力度

3.1 以跨学科教师组建高水平、年轻化的教学团队。课程建设的主体是教师,教师队伍的素质是提高教学质量、建设好精品课程的关键。课程组始终把打造一支高素质的师资团队作为核心内容,努力建设一支具有专业知识强、教学效果好,注重教研相长、教书育人、能够全身心投入到教学改革中去的结构合理的教师队伍。

“光传输原理与设备”课程的教学队伍由4名副教授、1名高级工程师和3名讲师,共8人组成,其中硕士4(含在读硕士1人)人、学士4人。课程组教师主要教研方向是光纤通信系统、通信工程、微波卫星传输技术、通信信息网、程控交换原理、三代/四代移动通信、无线接入技术等领域,教学队伍有较合理的知识结构分布,多学科的知识背景交汇融合于光传输原理课程的建设过程中。他们多年来从事教学和科研工作,具有从事通信传输及通信系统相关技术和产品的设计开发、技术应用、系统维护、光传输新设备培训、学生创新能力培养和教学改革的丰富经验,并取得了一定的创新研究成果。

3.2 强化教师专业技能培养,加强职业道德教育,培养职业教育教学能力。通过加强专业教师在能力标准开发、课程设计、行业联系、教材开发、现场教学方法、评估鉴定标准制订、职场健康与安全、职业指导与创业教育等方面的培训,全面提升教师的职业教育教学能力。通过对新进大学生进行半年以上顶岗实践、专业教师每年到企业进行2~3个月的工作实践、参加短期技术培训、参加专业进修等途径,积累实际工作经验,强化实践技能,提高教学能力和综合业务能力。

3.3 建立健全兼职教师管理机制,构建兼职教师资源库,优化“双师”结构。聘请50名左右企业行业技术骨干与能工巧匠为兼职教师,使兼职教师的比例逐步提高,逐步实现实践技能课程主要由具有相应高技能水平的兼职教师讲授的目标,为专业建设提供师资保障。

3.4 坚持教学研讨活动,坚持观摩听课制度。除正常的教学研究以外,还开展平均每学期至少6次的教学方法、学术研讨活动,内容包括对通信问题的专题报告和讨论、教学方法的讨论、学科发展及前沿的介绍、实验课程的改革、在研教改项目的讨论等等。每一位中青年教师都按计划进行专题报告,相互交流,提高学术水平和教学水平。同时,组织青年教师到指导教师课堂现场学习,并组织青年教师之间相互观摩听课,指导教师向青年教师传授讲课经验与技巧,并提供有关讲稿、多媒体课件等教学资料,使青年教师尽快适应教学。指导教师还要指导青年教师开展习题讲评,检查督促教案编写,传授讲课经验。

3.5 树立团结协作意识,实施多元化评价,完善奖励机制。以教育教学第一线的教师为优先评选奖励的重点,在工资升级、职称评定中,对在教学中有突出贡献的人员,如精品课程组成员、教学成果奖获得者、骨干教师、先进工作者等可以优先考虑。对各种竞赛获奖、教学成果获奖、教材出版、精品课程建设和教学研究论文等都有明确的激励制度。同时加强精神鼓励和物质奖励相结合,不断提高教师和教育工作者的政治业务素质,充分发挥评选奖励的激励和导向作用,加快培养优秀中青年骨干教师,促进教师队伍建设。坚持教学督学及听课制度和学生评教制度;定期召开学生座谈会,听取学生反馈意见。教学团队的教师被评为学校优秀教师6人次,实验室先进工作者4人次,学院优秀骨干5人次。

4 总结

本课程坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,全面贯彻党的教育方针,全面落实教育规划纲要,紧紧围绕人才培养这一根本任务,以全面实施素质教育为战略主题,以提高教学质量为核心,着力加强质量标准建设,着力优化专业结构,着力创新人才培养模式,着力提高学生实践创新能力,着力改革体制机制,大力提升人才培养水平,力争在解决影响和制约高等教育教学质量的关键领域和薄弱环节上取得新突破。同时对现有的资源进行整合,发现问题,找出差距,明确不足,把握方向,集中力量,形成优势,通过调研、分析,明确进一步的发展目标和方向。本课程还对多媒体课件、网络课件、教学录像等进行编辑、修改、充实和完善,使其能够更好地适应教学需要,提高教学质量。同时加强教学队伍建设,在教学梯队人员学历水平、职称结构等方面全面加强,强化青年教师培养,以具体措施和可操作方案,建立了长效机制。在组织实施、应用示范、专业建设等方面,特色鲜明,创新性强,成效显著,对于推进光传输原理课程教学改革、提高教学质量有很好的示范作用和推广价值。

参考文献:

[1]王国才.计算机通信网络教学中的创新创业素质教育方法探讨.实践教学改革与创新.2009(12):37-39.

[2]缪瑞.选取适当手段和方法优化教学效果.北京教育(高教版).2005.9:45.

[3]任宇.高等教育学选讲.[M].北京:高等教育出版社.1997.5.

[4]郭山红.《CDMA通信技术》课程教学改革的探索与实践.军工高教研究.2003.3:26-28.

[5]傅全英.高等教育质量标准的价值取向与维度分析.现代教育科学.2005.1.

[6]赵明仁.教学反思与教师专业发展—新课程改革中的案例研究[M].北京:北京师范大学出版社.2009.

[7]蒋晓峰.创新教育理念下的教学探微.教育天地:理论版.2007.

作者:林稳章

研讨式教学光纤通信论文 篇3:

紧密结合军队人才需求建设多层次光纤传感技术系列课程

摘要:按照部队在现代化信息战争中对光纤传感技术领域人才的实际需求,2006年起我院在原有研究生课程《光纤传感技术》的基础上,对光学工程专业学员的光纤传感技术课程进行了深度改革。针对技术类本科生、军事指挥类本科生、硕士研究生和博士研究生的不同特点和未来适应部队工作的不同要求,建立了光纤传感系列课程,通过深入教学研究,在多层次一体化课程体系建设、教学方法与手段改革、创新人才培养、教师队伍建设等方面取得了较大成绩。

关键词:光纤传感;军队人才培养;课程建设与改革

一、引言

光纤传感技术是一门基础理论与工程应用紧密结合、理论与实践能力并重的系统学科,既要求学员有扎实的光学、电学基础,又要求学员能够摆脱课本的束缚、根据实际工程应用灵活运用已学到的知识。为适应这一形势,2006年以来,我们针对技术类本科生、军事指挥类本科生、硕士研究生和博士研究生的不同特点和未来适应部队工作的不同要求,建立了光纤传感技术系列课程。

作为一门应用学科,“学以致用”是光纤传感技术系列课程的特色之一。为此,课程建设非常注重学员对课程知识的实践应用能力培养,在教学实践中,结合课程特点和授课对象的学习特点,大力推进教学方法与手段的研究改革,在多层次一体化课程体系建设、教学方法与手段改革、创新人才培养、教师队伍建设等方面取得了较大成绩,下面分别进行介绍。

二、光纤传感技术多层次一体化课程建设

我校早在上世纪90年代就开设了《光纤传感技术》课程,并作为光纤传感专业研究生的必修专业基础课,为培养光纤传感技术人才起到了不可替代的作用。然而随着光纤传感技术在现代化信息战争中的应用越来越广泛,部队对光纤传感专业的人才数量和质量要求越来越高。我校原有的只针对研究生展开的《光纤传感技术》课程已经远远不能适应培养部队所需人才的紧迫要求。从2004年开始我院开始酝酿对光纤传感技术课程进行深入改革,将授课对象拓展到全校本科生和本院研究生,并从2006年开始实行。经过6年多的系统建设,最终建立起了完备的多层次光纤传感系列课程。

由于本科生和研究生、本专业和非本专业学员、技术类和军事指挥类学员的知识基础和应用方向差异太大,如何科学划分课程层次、清晰明确课程内容、准确定位课程目标是光纤传感系列课程建设的重点和难点。

在广泛调研军队需求、不同类别学员的知识积累和兴趣及国内外学校同专业的课程设置基础上,我们建立起了分别面向本科生和研究生、技术类和军事指挥类、本院专业和全校学员的光纤传感系列课程。新增了技术类《光纤传感技术》、军事指挥类《光纤传感技术》,面向全校本科生专题研讨课《基于虚拟仪器的光纤传感技术》三门课程,原有针对研究生的《光纤传感技术》则改为《光纤传感系统》[1,2]。

(一)建立起针对本院技术类本科生的《光纤传感技术》课程内容体系,以“扎实广泛的技术基础为核心,典型的系统应用为亮点”

考虑到授课学员在学习本课程之前已经在《光纤通信》、《光电检测技术》等课程中对光纤和光纤器件等有初步了解,在本课程中首先介绍光纤传感技术的概念和内涵,然后针对光纤传感系统的特点,介绍光纤、光纤器件、光纤传感原理和光纤传感信号解调原理。这四部分内容涵盖了强度型、偏振型、波长型、相位型和分布式光纤传感的系统构成、传感原理和关键技术,为光纤传感基础知识,具有信息量大、知识点多、覆盖范围广泛的特点;最后以2-3种典型的光纤传感系统为例,向学员示范在系统中如何对基础知识进行灵活应用,启发学员根据学到的基础知识来分析理解新型光纤传感系统。

(二)研究生的《光纤传感系统》课程以“系统应用技术为核心,系统设计为亮点”

与原有的研究生《光纤传感技术》相比,新的课程内容和标准进行了大幅度的改革,突出“系统应用”,大幅度削减了光纤传感基础知识,而是以四大类典型光纤传感系统为授课重点。课程中的四大类典型光纤传感系统选取了目前应用最为广泛或技术难度较高的光纤水听器系统、光纤陀螺系统、分布式光纤传感系统和光纤光栅传感系统,针对每一类对其应用背景、系统组成、系统指标和关键技术进行详细分析,构建课本知识到实际工程应用的技术桥梁。在讲解完每一类典型光纤传感系统后,特别设计了光纤传感系统设计环节,要求学员以分组的形式,根据特定应用背景设计出光纤传感系统,阐明系统特色和关键技术。

课程调整所面临的最大难题在于:学习本课程的研究生既包括本校本专业的学员,也包括来自于外院和外校的本科非光信息专业的学员。对于前者,通过本科生阶段的《光纤传感技术》学习已经具备了良好的基础,在新课程学习中应尽量避免内容重复;对于后者,直接学习典型光纤传感系统中的关键技术存在一定难度,需要对光纤传感基础知识进行介绍。为此,在研究生的《光纤传感系统》课程中,首先设定了3个课时对光纤传感基础知识进行回顾和总结,并点明各部分基础知识所涉及的参考书。同时由于使用了与本科生《光纤传感技术》课程同一系列的教材,为解决学员基础参差不齐的难题提供了有效的解决办法,而面向全校的《基于虚拟仪器的光纤传感技术》则为毕业于本校其他专业的研究生学员提供了学习本课程的基础。

(三)军事指挥类本科生的《光纤传感技术》课程以“完善学员知识结构为重点,突出军事应用特色为亮点”,为学员提供装备相关知识基础

课程针对军事指挥类本科学员培训的主要目标,将军事指挥类本科生《光纤传感技术》课程的主要任务确定为拓展军事指挥类学员的知识面,完善知识结构,了解最新军用传感器技术,一方面可以充分发挥我军现有装备的作战效能,另一方面可以掌握外军作战手段,有效克敌制胜。课程简化了基础知识部分内容,扩充了典型光纤传感部分,特别是注重光纤水听器、光纤陀螺和分布式光纤传感器在军事中的应用,并拓展光纤水听器在声纳系统应用中的相关知识,让学员在进行工作岗位后可以更快的掌握相关装备的使用和维护。

(四)面向研究生的《虚拟光纤传感技术》以“引导学员自主学习为核心,激发学员独立思考为亮点”

课程以光纤传感技术中相干检测技术为背景,以虚拟仪器技术为手段,通过一个具体实例为研讨对象,让学员一边学习新知识,一边动手做实验,一边学会自主学习。课程首先在学员高中已经具备的光学知识基础上讲解干涉型光纤传感的基本内容,然后引导学员自习LabVIEW虚拟仪器语言,通过研讨学习心得让学员掌握LabVIEW基本知识,最后要求学员利用所学知识和工具完成光纤传感中一个典型信号处理问题。整个课程以学员自己动手动脑为主,精选了一门易学好用的虚拟仪器语言LabVIEW,使学员可以在四到五次课的时间内学会,并结合光纤传感技术系列课程的建设成果,让学员可以在课程上针对典型的干涉型光纤传感系统进行信号处理实验,一方面提升了学员的学习的积极性,另一方面加强了学员的自信心,并为学员以后的创新实践奠定了基础。

三、教学方法与手段改革

在教学过程中,在教学方法和教学手段上也进行了一系列的改革,使用了大量的新技术、新手段、和新的教学方式。主要体现在以下几个方面:

(一)充分运用科研成果和虚拟仪器技术的特点,增加了大量的课堂演示实验环节

在光纤传感技术系列课程中引入堂演示实验,对于加深学员对知识的理解效果最为明显。在课程建设中,充分利用所在实验室在光纤传感技术研究上的优势,在每门课程讲授中都加入了1~2个课堂演示实验。

与专门的实验课不同,课堂演示实验的侧重点在实验效果上,通常都是完整的光纤系统,包括光源、光传输链路、光接收模块、显示模块等等,并注重演示效果。以往的光纤系统虽然功能性明显,但结构复杂。近年来,课题组所在的实验室在光纤传感系统的工程可靠性研究上投入了大量精力,一些便携式高可靠性的光纤传感集成模块在科研项目中得到广泛应用;这些科研成果的突破使得在课堂上演示一些复杂的光纤传感系统实验成为可能[5]。另一方面,由于虚拟仪器技术在光纤传感技术中的广泛应用,复杂的信号解调可以通过电脑直观的显示在课堂多媒体系统中,“所见即所得”的方式使得课堂演示实验的效果非常直观和可信。以研究生的《光纤传感系统》课程为例,我们选取了光纤光栅应变系统作为课堂演示实验内容。在硬件上,这套系统的光收发模块为集成化的便携式光纤光栅解调仪,采用法兰盘对接可串接起多个光纤传感阵列;而复杂的信号解调系统则全部通过虚拟仪器技术在电脑上软件实现,解调结果直接显示在电脑程序界面中。通过这套系统,我们完整地演示了光纤传感器设计、光纤传输链路构成、复用光纤传感网络、和光纤传感信号解调等多项知识内容,学员普遍反映通过这一演示实验对光纤传感系统有了清晰深刻的了解。

(二)借鉴国外大学相关专业的教学模式,在考核中引入小型综合设计环节,充分考察学员的综合素质

课题组的两位教员具有国外留学的经历,在课程建设中充分参考国外大学在光纤传感技术课程的教学方法,在作业环节引入小型光纤传感综合设计内容,并将其作为课程考核评价标准的一部分,实现对学员综合素质的培养和考核评价。

光纤传感综合设计参考了香港理工大学和英国南安普顿大学的教学经验,以对知识的综合运用为主要考察目标。本科生光纤传感技术采用适当的综合设计题目难度,重视对知识融会贯通和综合应用能力的考察,一般在授课过程中只进行1次;研究生除了要求基础知识综合应用能力,更注重对实际工程应用系统的完整性和前沿问题的拓展性考察[6],一般则开设2~3次。综合设计作业由学员分组完成,小组内成员根据资料调研、方案设计、报告撰写等工作内容的不同进行明确分工,并推选一位组员参加课堂专门设置答辩环节。

(三)针对授课内容的层次划分和授课对象的学习特点,科学合理设置研讨专题

研讨式教学我校近年来大力推广的教学方式之一。由于光纤传感技术具有经典与前沿相结合、理论与工程应用相结合的特点,在系列课程建设中,课题组在原有研究生《光纤传感技术》的研讨式专题内容基础上,进行了深入的思考和大胆的拓展,将课程中的研讨专题划分为三大类:经典理论知识的研讨、前沿研究的研讨和学位论文研究方法的研讨。

经典理论知识的研讨要求学员在授课之前对相关内容进行预习,并在课堂上对全体学员讲解自己对该问题的理解。如在进行“光纤干涉仪传感系统”的授课时,要求学员预习时弄明白两个问题:什么是随机相位衰落?什么是偏振诱导信号衰落?进行研讨时不要求学员对这两个问题进行深入剖析,但要求学员用精炼的语言阐明问题的物理含义。学员普遍认为这种研讨专题不是特别复杂,通过预习教材即可,但大部分学员会准备PPT课件,且自愿上讲台讲述的学员一般在以往的学习过程中接触过与该专题相关的研究工作,因此在其课件上还会加入自己以往的工作、自己对该问题的扩展认知及自己尚未弄明白的问题等。这种教学效果是在深入了解学员的知识积累基础上,通过巧妙设置研讨专题取得的。

前沿研究的研讨要求学员进行大量的资料查阅,特别是光纤传感前沿研究课题的查阅。对于某一个问题,由于课堂讲授的时间受限或者教材中没有系统的描述,对该问题的课堂讲授可能不够全面,在这种情况下,教师会提供相关信息,要求学员查阅该文献并进行精读,然后在课堂上进行研讨。这种研讨专题分为两种:一种是教师提供明确的检索信息,由学员查阅到该文献后精度文献,分析文献的精华及不足;另一种则是教师提供所要解决的问题,由学员对该问题进行解读,提炼关键检索信息,进行检索后,对检索文献进行初步分析,总结该问题的研究现状。学员反映这种研讨专题的难度稍大于第一种,但一般稍花时间都能解决。

学位论文研究方法的研讨目的在于:无论是本科生还是研究生,在学习完相应的光纤传感技术课程后马上就要投入到学位论文工作中。通过对这类问题的研讨,学员逐渐掌握了在未来从事学位论文研究中必须具备的研究方法,这类的研讨主要培养学员的仿真计算能力和光纤传感系统的设计能力。例如在讲授完光纤光栅的基本理论之后,学员反映耦合模理论的公式很繁琐,难以一眼看出其中的物理特性,为此,我们安排了相关理论的仿真计算研讨,要求学员根据课堂讲授的公式进行理论仿真,计算光纤光栅反射光谱,并绘制带宽、反射率等关键参数随着光栅参数的变化曲线。学员在课堂研讨时要讲述自己的关键参数设置和仿真结果。通过这种研讨方式,学员对光纤光栅的反射谱特性建立了深入的了解,效果远远好于课堂直接讲授相关结论。

根据光纤传感课程层次划分,不同的光纤传感技术课程对三种研讨专题的应用程度也不相同,本科生的光纤传感技术课程以经典理论知识的研讨为主,并设置1~2次前沿研究的研讨;研究生的光纤传感技术课程则以前沿研究的研讨专题和学位论文研究方法的研讨专题为主,对特别重要的概念设置少量经典理论知识的研讨专题。

四、以光纤传感技术课程为支撑的创新型人才培养

光纤传感技术的应用范围极广,一套实用的光纤传感系统可以很庞大很复杂,也可以很小巧灵活。针对这一特点,课题组教师在学院本科生和研究生的各项教学活动中,积极开展与光纤传感技术相关的各项活动。

针对本科生的光纤传感技术系列课程,在授课结束后,在光电设计大赛、毕业设计等教学活动中开设了大量关于光纤传感技术应用的课题,引起学员浓厚的兴趣和广泛的参与热情。一方面,参与光纤传感技术相关的本科毕业设计学员数量大幅度提高。以技术类本科毕业设计为例,2013、2014年参与光纤传感技术相关课题的学生均达到光信息专业学员总数的50%以上。另一方面,学员完成课题的质量也得到大幅度提升,近年来有8名本科生获得学校创新资助,从侧面反映出光纤传感技术课程教学效果的日渐提高。这些竞赛成果也作为评价授课效果的标准之一,并将学员在课外延拓活动中的效果和意见及时反馈到教学过程中[3,4]。

针对研究生的光纤传感技术系列课程,一方面鼓励学员在课程学习的基础上努力拓展研究深度,在光纤传感研究领域不断创新。在课题组所在实验室所培养的研究生中,有3名研究生获得学校创新资助,1名研究生获得湖南省创新资助,其课题都是光纤传感领域的研究重点和难点。此外还有5项研究生参与申请的光纤传感技术相关专利;另一方面,鼓励学员积极参与到与光纤传感技术相关的科研项目中,在实际工程环境中对课程知识进行融会贯通。目前在光纤信息专业的毕业研究生中,参加过光纤传感相关的湖上或海上试验的学员达到95%以上,为其真正走向工作岗位后充分适应部队对光纤传感技术人才的需要积累了宝贵的经验。

五、高素质教师队伍建设

作为教育的重要媒介,教师是活动中的主要因素。教员整体素质的高低,直接影响着教学质量的高低。因此,建立一支教学水平高、结构合理的高素质师资队伍显得尤为重要。

(一)从教学和科研两个方面锤炼教师队伍,使教师的教学水平和科研能力相互促进共同提高

科学研究是教师工作的重要组成部分,是提高教学水平的重要手段,也是提高自身素质的重要途径。对于光纤传感技术系列课程而言,学即能致用是其重要特点之一,教学和科研的相互促进作用尤为明显。课题组全部教员均参加了多个重大科研项目。通过重大科研项目的历练,教员的学术水平得到很大的提高,一方面教员接触了学术前沿,开拓了学术视野,经历了科研实践,在课堂教学中自然会将科研最新成果、专业发展动向带进课堂,另一方面,教员在参与重大科研项目时对光纤传感的技术内容有了更加深刻的认知,对于在课堂上清楚明白的讲好各个知识点至关重要。同时,通过教学活动中对课程内容的反复推敲及与学员之间展开的研讨交流,可以加深教员对技术环节的领悟,甚至激发教员的灵感。通过在科研和教学两个方面同时锤炼,促进教师知识更新和自身进步,提高教师的创新能力和教学质量,将真正做到科研教学一体化。

(二)鼓励教员进行对外交流,充分借鉴国内外同类专业课程的教学经验

课题组有两名教员具有国(境)外留学经历,其他教员也多次参加国内外的学术活动和教学活动交流,在课程建设过程中充分利用了这一优势。在教员已经带回的国外大学教学经验的基础上,鼓励教员在回到学校后仍然定期与留学单位交流,及时获取留学单位最新的课程设置和教学安排信息,并通过交流,不断补充自身的不足,更新课程内容,丰富教学手段,提高自身教学水平。在对外学术活动交流中,有意识的了解其他院校同类专业课程的教学情况,对于感兴趣的单位积极主动与对方联系进行实际考察。活跃的对外交流活动极大地激发了教师的教学热情,并不断提高其教学水平。

(三)加强青年教师的教学技能培训

目前,课题组教员是一支相对年轻化的队伍,很多才刚刚博士毕业,青年教师充满热情,思想活跃,比较了解学员的思想,与学员进行交流方面具有优势。但是,他们大多没有经过系统的教学技能训练,普遍缺乏教学经验。为了使青年教师尽快掌握教学技能,提高业务能力与水平,课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师担当青年教师的导师,对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导,指导青年教师备课、编写教案;采取措施督促教员投入足够的精力。教员上岗前,必须经过教研室、系所、学院三级试讲,每次授课必须重新编写教案、编写课件、编制教学日历;在教学过程中,教学指导委员会、督导组、院系领导经常性听查课,督促教学水平的提高。

通过从科研和教学两方面锤炼教学队伍,课题组教员自身水平得到了大大提高,多次在全军和全校获得教学优秀奖,其中获军队院校育才奖1人次,优秀研究生导师奖3次,校本科“研究型”教学比赛三等奖1人次,校研究生教学优秀三等奖1人次,教员在国内教学期刊上发表高水平教学论文10篇,课题组已经成为了一支能独立承担授课任务的高水平教师队伍。

参考文献:

[1]孟洲,胡永明,姚琼,宋章启.《光纤传感技术》研究生课程改革探讨[J].中北大学学报(社会科学版),2007,23(2):98-100.

[2]孟洲,姚琼,曹春燕,梁迅,张学亮.光纤信息技术本硕博系列课程体系研究与实践探索[J].高等教育研究学报,2012,35(1):50-53.

[3]周建华,邱琪,周晓军,光纤通信实验教学改革探讨[J].电子科技大学学报社科版,2003,5(2):89-91.

[4]胡昌奎,杨应平,黎敏,刘辛,易迎彦,光电信息类专业光纤系列课程教学内容与课程体系的改革[J].高等理科教育,2008,(2):16-18.

[5]时书丽,曾子铭,计算机辅助教学在光纤通信专业课程中的应用[J].辽宁大学学报自然科学版,2006,33(4):374-377.

[6]王占新,开放式教学在《光纤通信》课程中的实践与探索[J].科教导刊,2011,(9上):84-85.

作者:梁迅 马丽娜 姚琼 张学亮 熊水东

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