《光纤通信技术》课程教学探讨
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摘要：本文从如何构建学生主动学习模式，如何将软件仿真与理论教学相结合、将科研成果与课堂教学相结合，以及多样化考核方式的运用这几方面对课程教学方法进行了探讨。
关键词：光纤通信；教学模式；考核方式
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）08-0083-02
伴随着激光器和光纤的发明，解决了光源和传输媒质两大问题，“以激光为载波、光纤为传输介质”的新型通信技术——光纤通信在全球迅猛发展。基于此背景，各高校的光电专业本科生均开设了《光纤通信技术》课程[1-2]，我校光电信息科学与工程专业也在第六学期开设了该专业课，为学生今后的考研或是就业进一步扩宽知识面。本文将从以下几方面对课程教学方法进行探讨。
一、“老师引导—学生主动思考学习”教学模式的构建
再给出几个思考题示例：
1.给出P-I曲线图，对应电信号波形画出输出光信号波形图，并判断该图是LD还是LED的P-I曲线图。
2.教材中P92的图4.20的四条曲线中，为何两条标注APD的曲线恒在两条标注PIN的曲线下方？
3.在时分复用系统中，不同用户数据在时域上是否可以重叠？为什么？在波分复用系统中，不同用户数据在时域上是否可以重叠？为什么？
无论是在课前预习、课堂讲授还是课后复习，学生均可依照该思考题库为提纲，自主学习。
二、软件仿真与理论教学相结合
该课程教学内容工程应用性较强，仅靠理论性的讲解，学生对知识缺乏直观的理解和运用，借助于仿真软件可以很好的解决这一问题。在教学过程中，利用Optisystem软件丰富的元件库，设置了多个工程应用综合性实验类习题，课堂学时有限，要求学生课下完成，题目示例如下：
1.接收机性能分析。主要研究信号传输速率、光电探测器种类、探测器噪声对接收机灵敏度的影响。
2.EDFA性能分析。主要研究泵浦光功率、信号光功率、信号光波长、铒光纤长度和掺杂浓度对器件增益性能的影响。
3.利用脉冲时延法测量光纤色散系数（测量系统如图2所示）。
4.利用半导体光放大器（SOA）实现全光波长变换。并研究信号光功率、连续光功率、SOA驱动电流这三个因素对变换波形的影响。
作业仅给出题目和研究方向，学生自主选择元件搭建系统，完成作业的过程也是对理论知识一个很好的实际运用过程。不同同学搭建的系统会有差异，测量结果也会有差异，不同的答案拿到课堂来讨论，每次讨论的气氛很活跃，加深了对理论知识的理解，学生收获颇丰。
三、科研成果与课堂教学相结合
笔者有多年该方向的科研经历，积累了丰富的科研素材，讲课过程中会将与教材知识点相关的各类实验数据融入教学内容，不仅丰富了课堂教学，而且能使学生对知识点有更深刻的理解。如在讲光源直接调制时，会给出驱动电流、管壳温度、调制速率对激光器输出信号波长影响的实验数据，很好地验证了教材给出的各项结论。针对“激光器动态谱线展宽”这一调制特性，图3给出了对同一台半导体激光器进行直接强度调制时，驱动电信号分别为直流和17MHz正弦波时采集的激光器输出光谱图，从采集的光谱图中可明显观察到当电信号由直流变为交流时，谱线也由单纵模振荡变为多纵模振荡。借助于实验数据，使学生对“动态谱线展宽”有了更准确的理解。
讲“光开关”这一无源器件时，学生往往较难把握此处“开-关”的准确含义，笔者会给出“基于SOA的全光开关”和“基于SOA的电开关”实验波形图，让同学明白光开关仅仅是实现光信号空间传输路径的切换，而非“光能量意义上的通和断”。而对“光交换技术”这一节内容，需让学生深入理解“进行光交换的目的和实现光交换的手段”这两个知识点，笔者此时会结合实验室搭建的全光包交换网络系统进行讲解，展示网络各节点采集的数据包波形图，让学生直观的来感受光交换的目的和方法，较为抽象的理论知识和实际运用快速结合，有效激发了学生的学习热情。
四、考核方式多样化
在课程考核方式上，将期末集总的单次试卷考核改为与教学过程紧密联系的分散考核，考核内容由三个模块构成：小测试+仿真实验+知识讲解。针对教学内容的不同特点采用不同的考核模块。其中小测试主要是围绕量化计算的知识点来考查学生的掌握程度，如“光纤导光原理和传输特性、系统的预算设计”等这类知识点；仿真实验则注重学生对知识的综合运用能力，如前面提到的利用Optisystem软件来完成的多个工程应用综合性实验类习题；而知识讲解则是针对难度系数相对较低的知识点，如第一章概论、2.4光缆以及7.2光波分复用技术等，可以采用课下预习、教师提问、学生分组讲解的形式来进行。
五、结束语
通过对《光纤通信技术》课程多年的教学实践和总结，从以上四个方面对课程教学方法进行了探讨。随着通信技术的不断发展和更新，课堂教学的內容和方法仍需不断提炼和改进，以便取得更好的教学效果。
参考文献：
[1]黄永，清陈雪.“光纤通信”课程的教学改革[J].电气电子教学学报，2010，32（6）：12-13
[2]骆文，张庆堂.《光纤通信》课程教学改革与实践[J].长江大学学报，2010，7（2）：368-369
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