創(chuàng)新能力培養(yǎng)引導(dǎo)的光纖通信課程教學(xué)改革探討

畢美華， 周雪芳， 李齊良， 楊國(guó)偉， 盧 旸， 曾 然

（1．杭州電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院，杭州310018；2．上海交通大學(xué)光纖區(qū)域網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200240）

0 引 言

近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能以及高速率的5G甚至B5G／6G移動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，大容量、高速率的光纖傳輸技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，并且該技術(shù)已儼然成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)方向［1-3］。為此，將光纖通信作為通信電子類(lèi)本科教學(xué)中的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課來(lái)教學(xué)就顯得尤其重要。與此同時(shí)，隨著各種新型技術(shù)不斷涌入以及當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)＋”“中國(guó)制造2025”等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的不斷興起［4］，工科體系下的理工科教育尤其是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)工作受到了科學(xué)技術(shù)水平的高速發(fā)展和不斷推陳出新的技術(shù)革命的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)［5-6］。此外，當(dāng)前高速發(fā)展的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，需要高校能夠培養(yǎng)出全面的、能夠適應(yīng)和滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求的高等人才［7-8］。與此同時(shí)，從國(guó)家教育發(fā)展的戰(zhàn)略［9］可知，當(dāng)前一些高校仍存在教育教學(xué)理念相對(duì)滯后、機(jī)制不夠完善、內(nèi)容方法陳舊單一、實(shí)踐教學(xué)比較薄弱等問(wèn)題。為了有效解決這些問(wèn)題，教育部發(fā)布了相關(guān)文件［10］，要求：① 高等教育要貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》，堅(jiān)持把深入推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革作為中央高校教育教學(xué)改革的突破口和重中之重；②牢固樹(shù)立科學(xué)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為全面提高高等教育質(zhì)量的內(nèi)在要求和應(yīng)有之義，將創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)；③改革教學(xué)方式方法。

1 傳統(tǒng)光纖通信課程教學(xué)分析

光纖通信課程作為通信電子類(lèi)本科生的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程，主要介紹光纖通信的基本知識(shí)和基本原理、光纖通信系統(tǒng)的組成、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光纖通信的新技術(shù)等相關(guān)知識(shí)。在課程體系上，該課程起到承上啟下的作用，在了解光纖通信之前需要知道通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、信號(hào)系統(tǒng)等基礎(chǔ)課程知識(shí)，這樣才能更好地理解光纖收發(fā)端的調(diào)制和解調(diào)，學(xué)生才能更好地在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性的思考，設(shè)計(jì)新型的適合未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展需要的新型技術(shù)。然而，該課程當(dāng)前的教學(xué)方式依然是老師講授學(xué)生被動(dòng)接收為主，沒(méi)有充分地調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。此外，該課程的目標(biāo)依然是培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程應(yīng)用和工程問(wèn)題處理能力，為本科畢業(yè)后的工作或繼續(xù)深造奠定堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，而如何培養(yǎng)學(xué)生積極的創(chuàng)新能力卻沒(méi)有涉及。與此同時(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要了解一些光學(xué)器件以及光學(xué)知識(shí)，但是在面對(duì)眾多的光學(xué)器件和光傳輸概念時(shí)，往往會(huì)讓學(xué)生無(wú)所適從［11］。為了有效處理上述問(wèn)題，部分教師提出在課堂上適當(dāng)引入案例分析或者進(jìn)行案例分組討論的教學(xué)改革方案［12］。這些方法雖然一定程度上提升了部分學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，但是并沒(méi)有差異化對(duì)待不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生，比如沒(méi)有充分考慮考研與就業(yè)同學(xué)的不同要求，而且簡(jiǎn)單的分組討論易出現(xiàn)僅有少部分同學(xué)真正參與討論，而另一些同學(xué)則樂(lè)于充當(dāng)觀眾與聽(tīng)眾的情況。

綜上所述，在當(dāng)前光纖通信課程的教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題主要有：①不能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，簡(jiǎn)單的分組形式易使部分同學(xué)產(chǎn)生惰性心理，從而達(dá)不到原本教改的目的；②教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有差異化對(duì)待不同需求層次的學(xué)生，從而不能較好地適應(yīng)畢業(yè)要求的差異性（工作，繼續(xù)深造和自主創(chuàng)業(yè)等）；③ 教師授課模式被固化，不能夠被靈活地調(diào)動(dòng)等缺點(diǎn)。正是由于這些問(wèn)題的存在，現(xiàn)行課程的教學(xué)不能較好地適應(yīng)當(dāng)下國(guó)家層面、技術(shù)發(fā)展層面對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力教育的要求。

為了有效解決當(dāng)前光纖通信課程存在的問(wèn)題，以差異化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，積極響應(yīng)當(dāng)前創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的要求，與時(shí)代同行，在習(xí)總書(shū)記關(guān)于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略這一重要講話精神的理論指導(dǎo)下，以光纖通信課程教學(xué)改革為著力點(diǎn)，將學(xué)生作為主體，從如何設(shè)計(jì)適合不同層次要求的課程內(nèi)容為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)新型的教學(xué)方式和方法。對(duì)于積極就業(yè)的同學(xué)，首先分析其就業(yè)去向和職業(yè)崗位特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并設(shè)計(jì)相應(yīng)的以培養(yǎng)動(dòng)手能力為主的小課題；對(duì)于計(jì)劃繼續(xù)深造考研的同學(xué)，設(shè)計(jì)相應(yīng)科研為導(dǎo)向的小課題；另外，為了便于學(xué)生積極、隨時(shí)隨地地參與課程學(xué)習(xí)，對(duì)光纖通信課程進(jìn)行信息化網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，并定時(shí)追蹤最新的技術(shù)導(dǎo)向，不斷地更新和更改課件。通過(guò)前期的探索和部分方法實(shí)施，近兩年來(lái)，通過(guò)該課程參與到老師光纖通信方面相關(guān)科研項(xiàng)目的學(xué)生達(dá)到20名，并且都取得豐碩的成果，比如，申請(qǐng)并順利完成浙江省大學(xué)生“新苗計(jì)劃”，在SCI、一級(jí)期刊、核心期刊，EI收錄的國(guó)際會(huì)議以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文；參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和挑戰(zhàn)杯項(xiàng)目等。這些結(jié)果表明，當(dāng)前針對(duì)光纖通信課程制定的層次化對(duì)待方案是可行的。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)而制定并建成一個(gè)全新的符合培養(yǎng)通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求的完整“光通信”課堂教學(xué)體系，通過(guò)這一教學(xué)體系，使通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生具有自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展，達(dá)到社會(huì)對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需求。

2 創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的教改方案

2.1 學(xué)生就業(yè)去向和職業(yè)崗位群分析

由表1可知，我校通信工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生去向主要分為兩類(lèi)：就業(yè)類(lèi)和繼續(xù)深造類(lèi)。對(duì)于就業(yè)類(lèi)同學(xué)來(lái)說(shuō)，大部分同學(xué)選擇了通信相關(guān)的企業(yè)。通過(guò)對(duì)這些企業(yè)以及相應(yīng)的就業(yè)崗位進(jìn)一步調(diào)研可知，大部分同學(xué)主要就職的崗位為軟硬件技術(shù)支持類(lèi)、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)類(lèi)。鑒于此狀況，核心專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容和教學(xué)方案的設(shè)計(jì)就要盡可能地與企業(yè)的需求接軌，要求學(xué)生能夠一定程度上具備較好的動(dòng)手能力、認(rèn)知能力和設(shè)計(jì)能力。而光纖通信課程作為一門(mén)重要的通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)課，其培養(yǎng)方向應(yīng)當(dāng)滿足能夠從事光纖網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃建設(shè)、同步數(shù)字體系［13］（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）系統(tǒng)的調(diào)測(cè)維護(hù)、電信核心網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)的工程維護(hù)等工作的應(yīng)用型人才的需求。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該理論實(shí)踐相結(jié)合，并引入一些當(dāng)前技術(shù)發(fā)展相關(guān)內(nèi)容。比如，老師在課堂上展示一些實(shí)物光纖轉(zhuǎn)接頭、法蘭盤(pán)、光纖跳線等，通過(guò)講授各個(gè)器件不同的標(biāo)準(zhǔn)，讓同學(xué)對(duì)于以后工作上的光器件有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)；還可以增加一些新穎的實(shí)際工程上比較重要的光通信技術(shù)，例如智能光網(wǎng)絡(luò)（Automatically Switched Optical Network，ASON）［14］、光纖到戶（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）［15］、彈性分組網(wǎng)（Resilient Packet Ring，RPR）［16］等，從而使有志于繼續(xù)從事科研的同學(xué)對(duì)光纖通信方向有一定的認(rèn)識(shí)。

表1 2016-2018年杭州電子科技大學(xué)通信專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)去向分析表

此外，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的小課題讓學(xué)生分組完成，以此提升學(xué)生在光通信領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)性。例如在光通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用的光分插復(fù)用器（Optical Add-Drop Multiplexer，OADM），它是一種能夠在光域上實(shí)現(xiàn)支路信號(hào)分插和復(fù)用的設(shè)備，在骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及本地接入中有著重要作用，并且OADM可以應(yīng)用到波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）、光纖碼分多址（Optical Code-Division Multiple Access，OCDMA）、光時(shí)分復(fù)用（Optical Time Division Multiplexing，OTDM）全光網(wǎng)絡(luò)中。所以可以設(shè)計(jì)一個(gè)利用OADM搭建的光波分復(fù)用系統(tǒng)的課題，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的器材親手搭建并且測(cè)試性能，這樣不僅提升了學(xué)生的動(dòng)手能力，而且為以后學(xué)生工作和學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。此外，還可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)新型的OADM，這樣學(xué)生就需要去查詢了解相關(guān)的最新技術(shù)才能很好地完成課題，其創(chuàng)新能力就能得到很好的鍛煉，從而為以后的科研和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)案例設(shè)計(jì)分析

教學(xué)案例設(shè)計(jì)分析的結(jié)構(gòu)如圖1所示，分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研教學(xué)兩部分。其中在給學(xué)生講授課程實(shí)驗(yàn)時(shí)，更要注重其對(duì)所理解知識(shí)的拓展，要激發(fā)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣，把學(xué)生被動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與實(shí)驗(yàn)。比如，在開(kāi)展光纖色散補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以先介紹光纖色散的定義、產(chǎn)生的原因以及造成的影響等，這樣不僅可以引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)于色散的理解，還可以進(jìn)一步幫助實(shí)現(xiàn)知識(shí)拓展，例如色散所造成的碼間干擾。之后引入目前解決光纖色散的主要技術(shù)：電域色散補(bǔ)償和光域色散補(bǔ)償，電域色散補(bǔ)償是通過(guò)某些算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行離線處理，光域色散補(bǔ)償是通過(guò)色散補(bǔ)償光纖直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償處理。

為了更好地使輔助光纖色散補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)展開(kāi)，可引入光仿真軟件Optisystem來(lái)進(jìn)行光纖通信系統(tǒng)的搭建，見(jiàn)圖2。通過(guò)該仿真軟件，利用光域色散補(bǔ)償技術(shù)，學(xué)生可靈活地修改光纖色散補(bǔ)償參數(shù)以及色散補(bǔ)償光纖長(zhǎng)度來(lái)對(duì)色散補(bǔ)償，之后可直接調(diào)用仿真軟件上的眼圖分析儀來(lái)觀察眼圖的好壞以此判斷色散補(bǔ)償能力，見(jiàn)圖3。分別為10 Gb／s的信號(hào)經(jīng)過(guò)80 km長(zhǎng)度光纖后有無(wú)色散補(bǔ)償?shù)难蹐D，通過(guò)兩個(gè)眼圖的清晰度對(duì)比，可以直觀地顯示出色散補(bǔ)償能力，避免了一味枯燥的數(shù)據(jù)處理，進(jìn)一步提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣。

圖2 基于光學(xué)仿真軟件（Optisystem）的光傳輸系統(tǒng)搭建

圖3 有無(wú)色散補(bǔ)償?shù)慕邮斩搜蹐D比較

電域色散補(bǔ)償技術(shù)，則是在接收端通過(guò)Matlab對(duì)信號(hào)進(jìn)行離線處理來(lái)完成色散補(bǔ)償，由于色散造成的直接影響是碼間干擾，所以離線處理主要是解決碼間干擾的問(wèn)題。這樣就可以讓學(xué)生嘗試用信道均衡方法來(lái)解決色散所帶來(lái)的碼間干擾問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生感受到利用知識(shí)解決問(wèn)題的樂(lè)趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。而且基于Optisystem的教學(xué)不僅可以提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系和整體知識(shí)框架的把握，并且在教學(xué)過(guò)程中利用Optisystem仿真軟件進(jìn)行仿真演示，輔助課堂教學(xué)，可將抽象的內(nèi)容予以直觀展示，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，在面對(duì)繼續(xù)深造且有志于投身科學(xué)研究的學(xué)生，可以引導(dǎo)學(xué)生參加老師的科研，一定程度上實(shí)現(xiàn)科研反哺教學(xué)。例如目前光接入網(wǎng)中使用的正交頻分復(fù)用-無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Passive Optical Network，OFDMPON）系統(tǒng)，由于PON網(wǎng)絡(luò)的巨大帶寬，目前已經(jīng)是光接入網(wǎng)的主流技術(shù)。但是OFDM采用的是多載波正交調(diào)制技術(shù)，在具有較高頻譜效率的同時(shí)也很容易產(chǎn)生高峰均功率比，導(dǎo)致信號(hào)非線性失真，因此高峰均功率比是目前制約OFDM-PON系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)主要因素，也是目前研究的熱點(diǎn)。所以可以通過(guò)目前的研究熱點(diǎn)吸引學(xué)生參與科研，在參與科研的過(guò)程中，學(xué)生可通過(guò)線下查找資料、與老師討論等提出可行的方案，這些過(guò)程在讓學(xué)生了解目前最新技術(shù)的同時(shí)也提升了自我思考能力，為以后的科研奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，PON帶來(lái)巨大網(wǎng)絡(luò)帶寬的同時(shí)也帶來(lái)了安全問(wèn)題。由于PON采用的是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用戶信息極易被入侵者竊聽(tīng)，所以在OFDM-PON系統(tǒng)中的安全問(wèn)題也是一個(gè)目前研究的熱點(diǎn)。這樣在參與過(guò)上一個(gè)科研項(xiàng)目的學(xué)生就能很容易在下一個(gè)項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，在學(xué)生對(duì)于OFDM-PON系統(tǒng)有清晰認(rèn)識(shí)的前提下，可以很好地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性來(lái)提出相應(yīng)的物理層加密方法實(shí)現(xiàn)用戶信息的加密。所以吸引學(xué)生參與老師的科研項(xiàng)目，不僅可以幫助學(xué)生拓寬知識(shí)面，還加深了學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，很好地彌補(bǔ)了課堂上時(shí)間短，學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)理解不透徹的問(wèn)題。

2.3 課程信息化網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)

創(chuàng)新教育模式下要求廣泛開(kāi)展啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)，這就要求教師隊(duì)伍加強(qiáng)本課程的信息化建設(shè)，便于學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行線下學(xué)習(xí)與線上學(xué)習(xí)互補(bǔ)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。近年來(lái)，MOOC等新型授課方式在世界范圍內(nèi)迅速興起，正在促使教學(xué)內(nèi)容、方法、模式和教學(xué)管理體制發(fā)生變革，給高等教育教學(xué)改革發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。所以在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，可以適當(dāng)推進(jìn)在線開(kāi)放課程學(xué)習(xí)視頻和相應(yīng)的線上學(xué)習(xí)考核制度。

在面對(duì)課堂教學(xué)時(shí)間不足以及學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解程度欠缺等情況下，教師團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳詳細(xì)教學(xué)視頻以及課堂PPT文件以便于學(xué)生課下對(duì)知識(shí)進(jìn)行回顧總結(jié)；同時(shí)，老師還可以上傳一些目前與光通信相關(guān)的最新前沿技術(shù)視頻，讓學(xué)生感受到信息技術(shù)快速發(fā)展的魅力，從而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于知識(shí)、學(xué)習(xí)、探索產(chǎn)生興趣；此外，老師可以制作一些具體問(wèn)題的案例分析上傳到網(wǎng)上，讓學(xué)生利用書(shū)上的知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)案例，以助學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通。最后為了保障學(xué)生線上學(xué)習(xí)的施行，線上的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)可以采取分組形式，要求在一定時(shí)間內(nèi)2人1組共同完成1個(gè)小課題，以保證學(xué)生可以真正地理解和掌握知識(shí)，避免了部分學(xué)生完不成任務(wù)，在組內(nèi)濫竽充數(shù)的情況。

建立光纖通信線上學(xué)習(xí)資料和考核制度，不僅可以幫助學(xué)生在課下對(duì)課程進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，還在一定程度上督促了學(xué)生的學(xué)習(xí)。因?yàn)榻滩牡恼鹿?jié)看似零散，不便于記憶，其實(shí)各知識(shí)點(diǎn)是串接在一起的，如若能夠?qū)⒅R(shí)條理化，將知識(shí)編織成網(wǎng)，那么對(duì)于學(xué)生的記憶和理解是有很大幫助的。但課堂上的時(shí)間是有限的，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的講解和梳理并不能很詳細(xì)，所以可將課堂上詳細(xì)教學(xué)的視頻放到網(wǎng)上供學(xué)生學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，有利于創(chuàng)新教育的實(shí)施。

2.4 教學(xué)改革的效果分析

目前，在創(chuàng)新能力培養(yǎng)下的部分學(xué)生已參加學(xué)院的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目以及浙江省大學(xué)生“新苗計(jì)劃”等若干項(xiàng)科研項(xiàng)目，并且都取得了豐碩成果。在這些項(xiàng)目的支撐下已發(fā)表專(zhuān)利、一級(jí)期刊以及SCI論文多篇，見(jiàn)表2。其中，在參與老師科研項(xiàng)目OFDM-PON系統(tǒng)的物理層加密中，陳同學(xué)利用混沌映射和恒包絡(luò)零自相關(guān)（Constant Amplitude Zero Auto Correlation，CAZAC）序列實(shí)現(xiàn)了OFDM-PON系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密與高峰均功率比的降低，并通過(guò)拉格朗日插值法對(duì)系統(tǒng)的密鑰進(jìn)行加密，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的安全性；并巧妙地利用混沌映射對(duì)導(dǎo)頻的間隔和排列順序進(jìn)行加密，在沒(méi)有任何冗余邊帶信息的條件下完成了對(duì)傳輸系統(tǒng)的加密；趙同學(xué)利用混沌映射所具有的隨機(jī)特性來(lái)充分置亂OFDM信號(hào)時(shí)頻域位置信息，在加密傳輸系統(tǒng)的同時(shí)獲得了較大的密鑰空間等。這些參與科研項(xiàng)目的同學(xué)，大部分人進(jìn)入了國(guó)內(nèi)985學(xué)校讀研繼續(xù)從事科學(xué)研究工作。目前，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)在課堂和實(shí)驗(yàn)上對(duì)學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣進(jìn)行引導(dǎo)，并輔以學(xué)校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，再通過(guò)課下輔導(dǎo)和學(xué)習(xí)討論提高學(xué)生自主解決問(wèn)題和可持續(xù)發(fā)展的能力，從而為今后學(xué)習(xí)深造奠定了一定基礎(chǔ)。

表2 教學(xué)設(shè)計(jì)案例下的部分學(xué)生成果

3 結(jié) 語(yǔ)

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革是深化我國(guó)高校教育改革的必然趨勢(shì)。本文以光纖通信課程為主體，從具體的教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，提出差異化培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的觀點(diǎn)。對(duì)于積極就業(yè)的學(xué)生，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)將理論與實(shí)踐相結(jié)合，將當(dāng)前的工程技術(shù)發(fā)展內(nèi)容引入課堂上并通過(guò)在課堂上展示一些光器件實(shí)物，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的以培養(yǎng)動(dòng)手能力為主的小課題或者實(shí)驗(yàn)，可以充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性。對(duì)于繼續(xù)深造的學(xué)生，以興趣為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)相應(yīng)的以科研為主的課題，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，同時(shí)可以吸引學(xué)生參加老師的科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)科研反哺教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力科研素養(yǎng)。此外，進(jìn)行光纖通信的信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，便于學(xué)生充分運(yùn)用課外的時(shí)間鞏固知識(shí)點(diǎn)。實(shí)踐表明，該教學(xué)方法可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免了傳統(tǒng)枯燥的授課模式，且在完成教學(xué)要求的條件下，還進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。