龔樹鳳 覃亞麗 徐春燕
[摘 要] 通過分析光纖通信實驗教學的改革背景,從教學內容、教學方法、實驗平臺以及考核等角度出發(fā),探索了光纖通信原理“多方位、多層次”的實驗教學模式。實踐表明,多層次的實驗教學內容,軟/硬件和網絡教學平臺的融合,以及借助課程視頻、課堂互動、全程實驗考核等方式,提高了學生的積極性、創(chuàng)新能力和實踐動手能力,有效改善了實驗課程的教學效果。
[關鍵詞] 光纖通信;實驗教學;教學方法;實驗平臺
[基金項目] 浙江工業(yè)大學2017年度創(chuàng)新性實驗項目(PX-44171047)
[作者簡介] 龔樹鳳(1985—),女,河北唐山人,博士,浙江工業(yè)大學講師,主要從事陣列信號處理、信號檢測、光纖通信研究。
[中圖分類號] TN929.11-4;G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324(2020)34-0371-02 ? ?[收稿日期] 2020-03-15
光纖通信作為通信和電子類專業(yè)的主干必修課,是一門融合了通信原理、電磁場與電磁波、模擬/數字電子技術等理論的多學科交叉課程。近幾年,隨著光纖通信的快速發(fā)展,光纖通信行業(yè)對同時具備理論知識和實用技術的人才需求日益增長,對高校的本科教學質量提出了更高的要求。為了進一步提高浙江工業(yè)大學學生的實踐動手能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,激勵學生的自主探索興趣,開發(fā)學生的探索研究潛能[1],我校對“光纖通信”課程的實驗教學內容、方法、手段、實驗考核與管理等進行了“多方位、多層次”的改革與探索。
一、“光纖通信”實驗教學現狀
我?!肮饫w通信”實驗課程以RZ8644型實驗箱為平臺,一方面結合“光纖通信”理論課程的教學,一方面讓學生動手實驗,對實驗平臺的模塊進行二次開發(fā),來增強學生對理論知識的理解及應用能力。從近幾年的教學效果來看,學生基本掌握一定的操作技能,具備一定的應用能力,但仍舊存在不足。實驗箱作為主要實驗設備存在封裝性強,不利學生深入理解光纖通信系統組成與設計的弊病;目前安排8學時實驗,學生僅能完成2個基礎型、3個綜合型和1個設計型實驗,未能充分利用實驗箱資源;教學手段單一化,以教師先講原理為主,然后學生按照實驗指導書“插跳線,看波形”“照本宣科”地來進行操作,缺乏互動思考。學生處于被動地位,難以充分調動學生積極創(chuàng)造性,阻礙了實踐應用能力的提高。
二、教學改革方法和措施
(一)多層次實驗內容的建設
“光纖通信”是一門理論性和實踐性都較強的課程,尤其實踐教學對于學生的動手能力、創(chuàng)新能力和開拓能力等培養(yǎng)具有極重要的作用[2]。為了能夠綜合運用所學知識解決、分析問題,突出課程實踐特色,最初設置8學時課內實驗,如表1所示。
考慮到對人才的需求,我校在原有實驗內容基礎上,遵循“基礎型、基礎綜合型、綜合設計型、探索創(chuàng)新型”的多層次實踐教學設計思想[3-5],使學生能夠綜合運用所學理論和方法,對實驗內容進行了改進,增設了表2中的選做實驗。學生可根據自身能力來選擇相應實驗。從而,必做和選做實驗的結合,加強構建了“基礎型、基礎綜合型、綜合設計型、探索創(chuàng)新型”的多層次實踐教學體系。
(二)教學方法的研究與改革
針對原實驗的教學僅采用PPT和板書講解,學生在實驗過程中反映有些問題不夠形象,導致實驗效率低的問題,改進了原有教學方法。通過拍攝短視頻,將實驗箱的具體介紹、實驗儀器的使用以及選做的內容、注意事項、重/難點等提前發(fā)布到網絡教學平臺,讓學生提前了解實驗及儀器設備,加強預習,以提高學生的實驗效率。同時,為了進一步提高學生的實踐能動性,課堂積極性,積極做到“用理論指導實踐,用實踐檢驗理論”[6],要求學生在預習實驗時要提出若干問題,同學和教師在實驗過程中互相解答。
(三)多方位平臺的建設與改革
考慮到硬件資源內容有限,引入光通信仿真軟件Optisystem[7],利用其豐富的組件庫和良好的圖形界面,實現器件級到系統級的仿真,開設了一系列現有硬件資源難以實現或者成本過高的光纖通信實驗,比如光纖非線性、8波分的DWDM系統、EDFA增益的優(yōu)化等仿真實驗,利用軟件內的各觀察儀器對各模塊或器件進行測試演示,深化學生對通信系統及各組件的理解。
同時,為了實現硬件資源和軟件資源的共享,利用網絡教學平臺建設了光纖通信網絡課程,將實驗的軟/硬件平臺實驗相關內容等各PPT、視頻資源均發(fā)布在該網絡平臺上,供學生查詢、學習。從而形成一套集硬件平臺、軟件平臺和網絡平臺相融合的多方位平臺體系,服務指導學生實驗,提高學生積極性和實驗效率,增強學生的實驗興趣和實踐動手能力。
(四)全程實驗考核
為了檢驗學生的預習效果,實驗過程中,實驗教師會針對每一個學生進行相關問題的提問,對學生當場的實驗操作進行打分,實驗結束后再根據學生提交的實驗報告,并考慮選做實驗情況,給出最終的實驗考核成績。通過實驗前、實驗中和實驗后考核的結合,較好地做到全程性考核,充分體現過程評價與目標考核相結合的原則,可以比較客觀、全面地評價學生成績,同時可督導學生平時的學習。
三、結語
課題組教師從課程實驗內容、教學方法、實驗平臺以及考核模式的建設等幾方面入手,遵循“多方位、多層次”的實驗體系建設思想,注重實驗內容與教學內容的科學化,注重實驗內容與學生能力的匹配度,加大實驗教學多媒體視頻、課件的制作力度,加強軟件、硬件平臺和網絡平臺的建設,積極改進實驗考核模式,突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實踐表明,通過實驗課程的一系列改革,提高了學生的實驗質量和學習興趣,增強了學生對光纖通信系統的理解,取得了較好的教學效果。
參考文獻
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