課題討論法在“光纖通信系統(tǒng)與原理”教改中的創(chuàng)新與實(shí)踐

汪靜麗

摘 要 基于“興趣是最好的老師”這一原理，本文提出將課題討論法運(yùn)用于課堂，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。按照分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)改革思路，構(gòu)建光纖通信系統(tǒng)課程的一系列子課題，創(chuàng)新課程的教學(xué)和實(shí)踐方案。實(shí)踐表明：課題討論法在課程中的靈活運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、探索精神和自學(xué)能力，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞 課題討論法 光纖通信原理與系統(tǒng) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.01.022

The Practice and Innovation of Topic Discussion Method in Principle and System of Optical Fiber Communication Teaching Reform

WANG Jingli

（College of Optoelectronic Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing， Jiangsu 210003）

Abstract As everyone knows， interest is the best teacher. A topic discussion method is proposed in the paper for stimulating students' interest in learning. According to the staged and progressive teaching reform ideas， a series of sub topics are designed and teaching and practice are changed. The practice of topic discussion method is helpful to train students' comprehensive quality， creative spirit and self-learning ability， which also improves teaching efficiency.

Key words topic discussion method; principle and system of optical fiber communication; teaching reform

1960年梅曼發(fā)明了世界上第一臺(tái)激光器，隨后科學(xué)家高錕提出光纖，伴隨兩者發(fā)展促進(jìn)了光纖通信的不斷進(jìn)步。目前國家級(jí)的電信網(wǎng)骨干大部分采用光纖通信系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)也已深入社會(huì)各層面，是現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵。近年來，“光纖通信原理與系統(tǒng)”課程作為國內(nèi)外高校電子信息、通信工程、光電子等專業(yè)的重要課程，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、前沿性和探索性，在整個(gè)學(xué)科建設(shè)中占有重要地位。

“光纖通信原理與系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)是理論部分難度較大、知識(shí)點(diǎn)更新快、具有一定的工程性，還涉及若干現(xiàn)代通信設(shè)備?，F(xiàn)實(shí)狀況是教材更新慢、實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后行業(yè)發(fā)展，課時(shí)不斷減少。因此，如何高效利用有限課時(shí)，將課程的理論知識(shí)、光纖通信系統(tǒng)的最新技術(shù)以及相關(guān)光器件介紹給學(xué)生，是教師面臨的巨大挑戰(zhàn)?；诖?，我們提出將課題討論法運(yùn)用于課堂，改變過去單一的課堂講授方法，激發(fā)學(xué)生的主體性，提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。

1 課題討論法的定義

課題討論法是指教師在課堂教學(xué)活動(dòng)中，利用師生以及學(xué)生間平等、民主、和諧的時(shí)空環(huán)境，就與課堂教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的某一子課題，以小組或者班級(jí)為單位開展積極的討論、爭論甚至辯論，拓寬思路，各抒己見，交換看法，互相啟發(fā)，取長補(bǔ)短，從而理解知識(shí)、掌握真理、受到教育、培養(yǎng)素質(zhì)與能力的一種教學(xué)方法與教學(xué)模式。①②

2 課題討論法的運(yùn)用

課題討論法的實(shí)施需要按照兩步走：（1）基礎(chǔ)層次：子課題相關(guān)的理論教學(xué)，以教師講授為主，輔以相關(guān)的教學(xué)方法的創(chuàng)新和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化;（2）提高層次：子課題相關(guān)的拓寬及應(yīng)用，以學(xué)生為主，進(jìn)行匯報(bào)和討論。

2.1 基礎(chǔ)層次

2.1.1 教學(xué)方法創(chuàng)新

摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法的某些弊端，在課程教授過程中基于不同教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法。例如：（1）可以充分發(fā)揮多媒體技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的作用，播放與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的圖片、動(dòng)畫以及視頻，增強(qiáng)學(xué)生的感官印象，使其更容易接受。（2）為了加深學(xué)生對(duì)光纖器件的理解，掌握器件的類型、特性、參數(shù)及用途，盡可能給學(xué)生展示器件實(shí)物。（3）在課堂中穿插一些合適的例題和隨堂練習(xí)，提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，提高聽課效率。

2.1.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本課程中，有些內(nèi)容在先修課程中已經(jīng)學(xué)過，例如第三章《光發(fā)送機(jī)》，其中關(guān)于光源的物理基礎(chǔ)、半導(dǎo)體激光器和LED 的介紹，以及第四章《光接收機(jī)》中的檢測器的介紹，均是對(duì)之前課程（“光電子學(xué)”和“激光原理”）中知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)。進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革，可以削減已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)課時(shí)，適當(dāng)增加光纖通信領(lǐng)域最新的技術(shù)和器件的講解。

教材的選用對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生動(dòng)手能力有著重要作用，故而應(yīng)該盡量選擇和教學(xué)大綱一致的教材。然而，現(xiàn)實(shí)情況是找到這樣教材的機(jī)會(huì)不多，教學(xué)時(shí)總要增加或者刪除部分內(nèi)容，不能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。一方面，在教學(xué)中盡量采用新教材，注重新技術(shù)和新理論的介紹。另一方面，補(bǔ)充和修訂現(xiàn)有教材，希望能夠通過團(tuán)隊(duì)的努力，編寫出合適的教材。

2.2 提高層次

通過基礎(chǔ)層次的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)掌握了與子課題相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)的理論基礎(chǔ)。提高層次中，要求學(xué)生帶著教師設(shè)計(jì)的子課題任務(wù)，進(jìn)行文獻(xiàn)的查閱、資料的概括、方案制定、可行性分析、設(shè)計(jì)、仿真以及某些元器件的采購等工作。這個(gè)階段應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，分析解決實(shí)際問題，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力。具體實(shí)施如下：

2.2.1 學(xué)生分組

分組之前，需要教師做好功課。各組學(xué)生由學(xué)習(xí)好、一般和基礎(chǔ)較差的同學(xué)搭配組合。課程內(nèi)容，除緒論部分，其余章節(jié)都會(huì)安排子課題任務(wù)，任務(wù)會(huì)提前下達(dá)到各組。每組需要自己選舉組長，在組長的組織安排下進(jìn)行資料的搜集和概括、任務(wù)的分解和執(zhí)行等工作。課堂會(huì)安排時(shí)間，讓各組匯報(bào)、討論各個(gè)子課題，老師和各組選派的代表進(jìn)行打分，分?jǐn)?shù)最終記入期末成績中。在這個(gè)過程中，也有一些需要注意的地方：（1）各組的匯報(bào)，教師可以要求每次選舉不同的代表上臺(tái)進(jìn)行陳述，這樣就可以使得每個(gè)同學(xué)都參與其中，每個(gè)個(gè)體都能得到鍛煉。（2）各組匯報(bào)完畢，安排自由討論。在討論過程中，教師要注意把握現(xiàn)場，適當(dāng)引導(dǎo)，切忌部分討論慢慢偏離主題，或者個(gè)別討論太過激烈。有時(shí)如果問題較少，需要教師適當(dāng)提示，將討論進(jìn)一步深化、細(xì)化。（3）各組匯報(bào)和討論結(jié)束后，教師進(jìn)行總結(jié)。教師應(yīng)該提前對(duì)子課題進(jìn)行最新前沿的資料調(diào)研總結(jié)，如果學(xué)生在課堂涉及、討論過的部分可以簡略，部分學(xué)生未能查閱的內(nèi)容，可以進(jìn)行詳細(xì)的補(bǔ)充。這樣，經(jīng)過師生合力，可以將每個(gè)子課題討論充分、將其發(fā)展了解清楚。（4）各組匯報(bào)時(shí)，教師和各組代表進(jìn)行打分，教師可以提前制定打分標(biāo)準(zhǔn)，其中包括：匯報(bào)內(nèi)容的準(zhǔn)備情況、PPT的制作精美程度、代表上臺(tái)發(fā)言的表現(xiàn)（聲音是否洪亮、表達(dá)是否清晰、思路是否敏捷等）、各組參與討論的積極程度等，盡量劃分全面細(xì)致，有所偏重，體現(xiàn)公平公正。

其次，各個(gè)分組也是相應(yīng)的學(xué)習(xí)小組，大家除去共同準(zhǔn)備完成子課題任務(wù)，還增加了相互接觸的機(jī)會(huì)。利用這樣的機(jī)會(huì)，小組中基礎(chǔ)差的同學(xué)可在學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生幫助下，克服學(xué)習(xí)中遇到的困難。大家一起學(xué)習(xí)，一起進(jìn)步。

此外，多人共同完成一個(gè)任務(wù)有助于發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這個(gè)過程可以培養(yǎng)學(xué)生與人相處的能力、遇到問題如何有效溝通、接到任務(wù)如何利用團(tuán)隊(duì)的力量完成、學(xué)會(huì)進(jìn)行任務(wù)的分解和落實(shí)到個(gè)人以及體驗(yàn)到集體的榮譽(yù)感等。這些能力和品質(zhì)的培養(yǎng)，比在這過程中學(xué)會(huì)的一些書本知識(shí)更為重要。

2.2.2 設(shè)計(jì)子課題

課程內(nèi)容涉及到光纖光纜、光源與光發(fā)送機(jī)、光檢測器與光接收機(jī)、光放大器、光無源器件和光波通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。教師需要在子課題任務(wù)的設(shè)計(jì)方面花費(fèi)心思，下達(dá)既有新意又有實(shí)際意義的任務(wù)。

由于整個(gè)課程的授課順序是先介紹構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)的各個(gè)部分，后講解系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？梢栽诟鳂?gòu)成部件的講解章節(jié)中，下達(dá)查閱最新光器件發(fā)展的任務(wù)，例如：新型光纖光纜結(jié)構(gòu)、光源（LD和LED）的發(fā)展情況、檢測器件的性能、最新光器件的種類。原本這些知識(shí)點(diǎn)，如果采用教師查閱課堂講授的方式，一是無法查閱全面，其次講解只能蜻蜓點(diǎn)水，學(xué)生聽得稀里糊涂?，F(xiàn)在通過子課題任務(wù)的方式，學(xué)生在上課之前，已經(jīng)利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)了最新的技術(shù)和器件，對(duì)其已經(jīng)有所了解，課堂的匯報(bào)討論又將這一子課題的內(nèi)容擴(kuò)充完善，印象加深。另外，進(jìn)行這類光器件的介紹與討論時(shí)，可從實(shí)驗(yàn)室借來一些真實(shí)的器件，并在子課題中設(shè)置一些器件使用方面的任務(wù);也可以采購若干常用的光器件分發(fā)到各組，布置與其相關(guān)的小任務(wù)。這能夠在一定程度上解決理論和實(shí)踐脫節(jié)的問題，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，幫助其學(xué)以致用。最后一章光波系統(tǒng)設(shè)計(jì)的講解時(shí)，受到實(shí)際條件的限制，也許無法搭建一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)，但是此處可以巧用仿真軟件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此時(shí)子課題就可以布置用軟件仿真進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模擬，該任務(wù)需要占用較長的課后時(shí)間，在具體考核時(shí)可以適當(dāng)增加這部分內(nèi)容的分?jǐn)?shù)。

2.3 建立全面的評(píng)價(jià)體系

借助提高層次中課題分組討論環(huán)節(jié)，打破以往單一的期末閉卷考試方式。建立起既重理論，又重實(shí)踐;既重結(jié)果，也重過程的考核方式。此外，為了提高學(xué)生積極性，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，適當(dāng)提高分組討論環(huán)節(jié)得分在期末總成績中占的比例。通過這樣的方式，可以增加學(xué)生課后學(xué)習(xí)的積極性，接觸到更多該領(lǐng)域的前沿知識(shí)。

3 總結(jié)

“光纖通信原理與系統(tǒng)”是一門非常重要的專業(yè)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解光纖通信發(fā)展的歷史;知道光纖通信技術(shù)及光器件的最新發(fā)展動(dòng)態(tài);掌握光纖、光源、光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)、光放大器等的工作原理和特性;理解光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路、方法及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)前的職業(yè)準(zhǔn)備，使學(xué)生在畢業(yè)后能夠順利地、獨(dú)立地從事光纖通信方面的工作。

通過本項(xiàng)目的開展，一方面有利于提高教學(xué)水平、促進(jìn)課程建設(shè);另一方面可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地掌握光纖通信方面的專業(yè)知識(shí)，為人才培養(yǎng)提供有力的支持。同時(shí)可供我校其他院系及國內(nèi)普通工科高校開設(shè)和建設(shè)“光纖通信原理與系統(tǒng)”課程的同行們作一個(gè)參考。

注釋

① 楊玉琪.創(chuàng)新教育的一種重要方法——討論式教學(xué)法.懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2004.23（1）..

② 何金旗，喻麗，唐匯龍.討論教學(xué)法的組織和運(yùn)用.保險(xiǎn)職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（5）.