依托实践基地的光纤通信课程教学改革与实践

摘要：根据光纤通信课程的特点及黑龙江科技大学通信工程实践基地的实践环境，提出光纤通信课程的教学改革模式，采用“教、学、做”一体的思想，将课堂讲授与实践相结合，教学实践与实践基地相结合，加大实验、实践和课程设计的力度，使课程的教学内容更有利于全面发展和培养学生创新能力、工程实践能力。

关键词：实践基地；光纤通信；教学改革；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0132-01

光纤是通信网中的主流传输介质，光纤通信早已成为现代通信网的主要支柱，我国在光传输线路的投资占整个通信网投资的比重越来越大，每年各种大大小小的光纤线路工程无计其数，这就需要大批光纤通信人才。针对通信人才需求，光纤通信课程应在注重理论教学的基础上，加强学生创新能力和工程实践能力的培养。只有同时具备扎实理论基础和较强实践能力的学生才能在人才竞争中脱颖而出，因此，在光纤通信课程教学中，必须加强课堂讲授与实践的结合，重视实践环节。由于光纤通信设备昂贵、实验内容广及大多数实验是验证性实验，所以很多高校开设的光纤通信实验不能很好地锻炼学生的动手能力，这与市场对高素质通信专业人才的需求相距甚远。本文提出充分利用光纤通信工程实践基地和光传输网络工程实践基地的设备，依托实践基地将光纤通信的课堂讲授与实践相结合的教学改革模式。在“教、学、做”一体的理论思想指导下，有意识加强实践环节，培养学生对知识的全面掌握，加强学生实践能力、创新能力和设计能力，以满足光纤通信发展需求和人才需求，并对电子与信息工程学院（以下简称“我院”）实践基地的光纤通信工程实践及光传输网络工程实践在教学改革中所起的作用进行了探讨。

一、教学模式的设计与创新

“光纤通信”是通信工程专业的重要专业课程，其基本任务是综合运用数学、物理及光学知识，系统学习光纤通信系统的原理、结构、组成、设计及测试，在掌握光纤通信系统的基本知识的基础上，学习光通信网中的SDH光传送网和WDM光传送网以及全光传送网。在当今信息社会中，在新技术层出不穷的时代中，光导纤维及其应用技术，特别是光纤通信所处地位的重要性是显而易见的。该课程的理论性和实践性很强，要培养学生具有较高的理论基础和实际动手能力，就必须改变教学理念，依托实践平台将理论教学与实践教学有机结合起来。

1.课程教学的理念

“光纤通信”课程应以人才需求为导向，培养实践能力为目的，本着“教、学、做”一体的思想，在教学上加大实验和实践学时，强化学生的参与意识，使学生积极思考，提高动手操作能力，较好地解决学生在学习该课程中理论和实践相脱节的问题。在实践教学中以提高学生综合素质为目的，打破各门课程孤立教学的传统，将多门课程的知识融合起来。

2.教学内容组织安排

本着理论教学与实践教学相结合的原则，“光纤通信”课程作为专业必修课开设了40学时的理论教学，6学时的实验，1周的光纤通信工程实践，1周的光传输网络工程实践及1周的课程设计。光纤通信课程的后续课为光缆通信工程，是一门18学时的选修课，以光缆线路工程的施工、维护及故障排除为主的工程实用性较强的课程。

理论教学内容主要包括课堂讲授、实验、及课程设计。光纤通信的技术在现代电信系统中起着关键性的作用，因此光纤通信的理论教学内容除了介绍光纤通信系统各个组成部分的基本知识外，还要侧重SDH传输原理的讲授。实验课程主要是配合课堂讲授的知识点来安排实验内容，其目的是巩固知识点及加深对课程内容的理解。实验课程可开设光纤通信原理实验系统信号发生器实验、光发送系统实验及光接收系统实验。课程设计是在理论教学的最后一周开设的，首先让学生学习Optisystem软件的使用，选择一个自己感兴趣的设计题目，然后根据设计题目查阅资料，提出设计方案，最后利用Optisystem软件完成课程设计任务。课程设计给学生提供了一个展示创新精神和创新能力的平台，培养了学生自主学习的能力，使其更好地理解和掌握基本理论知识。

实践教学内容分为光纤通信工程实践和光传输网络工程实践2个部分，利用我院的实践基地设备开设课程。本着理论教学服务于实践教学，实践教学巩固和加强理论基础知识的掌握，让学生在学中做，做中学，边学边做中掌握技能并巩固知识的教学理念，通过实践基地开设的工程实践课程来深化光纤通信课程的教学改革。

3.丰富教学方法

丰富教学方法是提高教学效果的关键。在本课程教学中，充分利用学校现有的实践基地及实践设备优势，以工程实践的项目课程为主体，理论教学为实践教学打好理论基础为中心，针对光纤通信课程的不同教学内容和教学阶段，采用多种教学方法。将传统的板书教学与光学器件的实物展示、工作原理的FLASH演示、多媒体、现场实际操作的录像、Optisystem软件仿真等教学方式结合起来。通过加大工程实践课程的学时，丰富工程实践课程的实践内容，在提高动手能力的基础上，加强理论与实践的结合，并注重多门课程的融合。[1]

二、光纤通信工程实践

光纤通信工程实践是针对光纤通信系统的工作原理及各个组成部分的基本知识，采用南京捷辉科技有限公司与南京邮电大学联合研制的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”进行电终端和光终端的实践项目，使学生熟悉光纤系统中的各个模块工作原理、光纤通信的基本技术，巩固理论知识并强化动手能力。[1]

光纤通信的理论教学重点是光纤通信的工作原理，工程实践对此知识点安排了两个综合实践内容，分别是电话交换呼叫处理通信系统综合实践和光纤通信图像传输实践。这两个实践让同学们更好地掌握光纤通信的传输原理，了解光信号发送与接收的基本过程。除了两个综合实践外还有一些针对系统中的各个模块进行的实践，如：E1帧成形及其传输实践、AMI/HDB3终端接口实践、加扰和解扰码实践、接收定时恢复电路实践及同步数据接口实践等。对于各个模块的实践内容，要让同学们在巩固、复习各个模块的工作原理的基础上强化动手能力，并通过实践平台扩展知识面，引导学生通过实践学到更多的知识。实践设备里的几个硬件模块均采用了FPGA技术，使用的是Altera 公司生产的芯片。对于动手能力较强的同学，不仅仅让他们完成实践内容，还要掌握各个模块的设计思想，根据各个模块的功能设计硬件电路，用VHDL语言编程实现其功能，这也要求学生能较好地掌握硬件编程语言——VHDL语言。虽然JH5002型设备提供的一些针对模块的实践内容是验证性的，但通过指导学生设计一个类似功能的模块，借鉴原有设备的设计思想，鼓励学生创新思维，发挥潜能。通过实践增强学生对硬件设计的兴趣，扩宽知识面，达到对多门课程融会贯通的目的。

三、光传输网络工程实践

学校为加强通信专业的发展，投资200多万元引进了两套大容量的综合网络交换系统，中兴通信的ZXJ10系统和华为公司的C&C08系统。[2]利用华为公司的SDH设备Optix155/622（Metro 2050）和Optix155/622H（Metro 1000），为光纤通信课程建立了光传输网络工程实践基地。针对SDH传输原理进行实践项目训练，使学生了解SDH设备，熟练掌握SDH设备管理软件及如何应用此设备进行SDH的各种组网配置。

SDH传输机制目前在线使用量已经超过90%，是主要的光网络传输模式。光传输网络工程实践采用3台华为公司的SDH Opitx 155/622H光网络设备。实践内容首先对SDH设备硬件及SDH设备管理软件进行总体介绍，然后在光传输实践平台上开设实践项目。实践项目有：SDH光电口测试实践；SDH点对点组网配置实践；SDH链形组网配置实践；SDH环形组网配置实践；SDH组网ET1配置实践；HDB3码形观察实践；ODF配线架设置实践；E1接口/电话机信号双向传输实践；二纤单向和二纤双向通道保护环实践。

实践能激发学生的学习兴趣、参与意识，提高动手和设计能力，对理论教学起到事半功倍的效果。

四、总结

光纤通信已经遍及世界各地，其应用领域越来越广，对光纤通信人才的需要也越来越大，这就要求高校能够培养出具有扎实理论基础和较强实践能力的光纤通信人才。本文根据光纤通信课程的特点、学校现有资源，提出理论教学与实践相结合，加大实践力度，注重培养实践能力和综合能力的教学改革方法，并依托实践基地对光纤通信课程的教学方法进行了探讨。

参考文献：

[1]冯进玫，王艳营，郭继坤.“光纤通信”教学方法的思考和探讨[J].中国科技信息，2012，（8）.

[2]李志军，马鸣霄，陈丽娟.依托实训基地的程控交换课程教学改革[J].实验室研究与探索，2011，（8）.

（责任编辑：王意琴）

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