導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光纖通信教程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

Matlab是一種廣泛應(yīng)用于工程計算和系統(tǒng)仿真的新型高級語言，將數(shù)值計算和可視化集成在一起，具有優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，其編程方式自由，簡單易學(xué)，可以通過編寫腳本或者函數(shù)文件實現(xiàn)用戶自己的算法，有利于算法開發(fā)和建模仿真等．而Optisystem進行仿真主要偏重系統(tǒng)方面，可以按照具體的物理概念直接建立仿真模型，可以根據(jù)需要對每個模塊設(shè)定具體參數(shù)，并且能夠?qū)λ⒌臄?shù)學(xué)模型進行直觀地分析和仿真，并且仿真界面簡明生動，非常適合作為光纖通信系統(tǒng)的綜合實驗平臺．

仿真軟件輔助光纖通信教學(xué)

1Matlab編程應(yīng)用于光纖通信教學(xué)

在本門課程的學(xué)習(xí)過程中，由于涉及到的數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍感到困難，如果恰當(dāng)?shù)厥褂每梢暬慕缑嬉哉宫F(xiàn)數(shù)學(xué)公式的物理圖像，使其變得直觀、形象，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識，縮小理論與實際的差距，縮短學(xué)生的認(rèn)識過程，則提高課堂教學(xué)質(zhì)量．而Matlab編程仿真可以有效的彌補這一缺陷．

例如在光纖的模式理論一節(jié)，涉及到光纖模式的大量數(shù)學(xué)推導(dǎo)，教材中一般是通過麥克斯韋方程，經(jīng)過復(fù)雜的推導(dǎo)過程，最后給出光纖中傳導(dǎo)模式的特性方程、場分布等結(jié)果，公式推導(dǎo)過程繁瑣、結(jié)果抽象，理解起來復(fù)雜．為解決這一問題，我們在課程教學(xué)中引入Matlab軟件，自寫程序繪制典型的模場分布圖，達(dá)到了抽象的問題形象化，如圖1所示，給出了不同形式的線性偏振模(LP模)三維立體圖像和橫截面模場分布形式．將Matlab與光纖通信的公式推導(dǎo)相結(jié)合，通過編程和仿真，使學(xué)生更好地理解了公式的實際意義，也使得公式的推導(dǎo)不再變得枯燥無味．將Matlab數(shù)學(xué)建模引入光纖通信教學(xué)，可以讓學(xué)生參與編程，讓學(xué)生進一步搞清數(shù)學(xué)公式與物理概念的內(nèi)在聯(lián)系，把Matlab程序設(shè)計語言的學(xué)習(xí)，變成了對問題求解所采取的探究行動，使教材中枯燥繁瑣的理論分析結(jié)果可視化．相對于繁瑣的公式推導(dǎo)來說，可視化的圖形更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，更能吸引學(xué)生的注意力，增強學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)主動性，從而使學(xué)生輕松地理解掌握教材中的理論知識，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的．同時在Matlab編程過程中，學(xué)生需要查詢資料、互相探討，無形中也提高學(xué)生實際動手能力，培養(yǎng)其合作和創(chuàng)新的能力．

2Optisystem系統(tǒng)仿真應(yīng)用于光纖通信教學(xué)

利用Matlab語言編程來進行實驗，要求學(xué)生有較強的數(shù)學(xué)思維能力，能夠?qū)胶蛷?fù)雜的理論知識進行建模．相比而言，Optisystem則適合于對整個光纖通信系統(tǒng)鏈路的仿真設(shè)計，系統(tǒng)模型的搭建操作簡單，界面完整形象，有利于引導(dǎo)學(xué)生進行更復(fù)雜的系統(tǒng)探索和分析．例如色散是光纖的一種重要的光學(xué)特性，在高速光纖通信系統(tǒng)中，光纖色散是不可忽視的因素，色散使得輸出光信號脈沖被展寬，這樣就限制了通信容量和傳輸距離，解決色散問題的辦法之一是利用色散補償光纖進行色散補償，則通過Optisystem軟件可以構(gòu)建這一通信鏈路，如圖2所示．

學(xué)生在仿真的過程中，可以自由設(shè)定各個通信模塊的參數(shù)，從而對整個通信系統(tǒng)有一個直觀的印象．通過點擊圖中的示波器和頻譜儀，了解到各個通信節(jié)點處的波形和頻譜特點，如圖3所示．從輸出波形中可以看到輸入的初始脈沖在通過10km的常規(guī)光纖后，脈沖展寬，中心功率降低，發(fā)生色散現(xiàn)象，然后通過1km的色散補償光纖后，最終的輸出脈沖回到原來的狀態(tài)，色散被完全補償．另外通過各個節(jié)點的頻譜儀可以看出，色散僅僅影響脈沖時域波形，不會引入新的頻率成分，頻譜在傳輸過程中保持不變．又例如波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)，它是現(xiàn)行光纖通信系統(tǒng)的主要架構(gòu)形式，由于硬件平臺的限制，傳統(tǒng)的實驗箱教學(xué)不易對整個系統(tǒng)進行構(gòu)建．而通過Optisystem仿真軟件可以很方便地搭建密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)的仿真模型，并通過運行模擬，對系統(tǒng)中各個通信節(jié)點處的傳輸性能實施實時監(jiān)測，模擬中各通信模塊所采用的參數(shù)可以為實際規(guī)劃WDM系統(tǒng)提供可靠的參考依據(jù)．

如圖4所示，用Optisystem軟件設(shè)計的一個4通道的DWDM長距離傳輸系統(tǒng)，復(fù)用器的左側(cè)是各個通道的間接調(diào)制發(fā)射系統(tǒng)，采用了馬赫曾德調(diào)制器．解復(fù)用器的右側(cè)是通信的光接收系統(tǒng)，可以用眼圖分析儀來分析通道的性能指標(biāo)，而中間部分設(shè)置了在線放大器———摻鉺光纖放大器(EDFA)，其目的是為了減少光纖傳輸損耗的影響．學(xué)生通過這個模型的搭建和仿真，理解和鞏固了比如間接調(diào)制、眼圖、EDFA等有關(guān)DWDM方面的知識，綜合能力得到提高．波分復(fù)用技術(shù)，是以光波為載波，在同一根光纖內(nèi)同時傳輸多個不同波長的光載波信號的技術(shù)，每個波長的光波可以單獨攜帶語音、數(shù)據(jù)和圖像信號．如圖5所示，學(xué)生通過點擊波復(fù)用器后的光譜分析儀，就可以了解到4路光信號傳輸時的波長復(fù)用情況．

結(jié)論

篇2

關(guān)鍵詞：光纖通信；課程教學(xué)；教學(xué)改革

作者簡介：翟鳳瀟（1979-），男，河南永城人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理電子工程學(xué)院，講師；郝蘊琦（1985-），女，河南扶溝人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，講師。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州輕工業(yè)學(xué)院第十批教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0144-02

自從英（美）籍華人科學(xué)家高錕提出光纖用于通信領(lǐng)域之后，光纖通信技術(shù)以其獨特的特點和優(yōu)勢得到了前所未有的快速發(fā)展。[1]我國光通信設(shè)備產(chǎn)業(yè)近年來—直保持較高增長速度，成為中國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)在國家級的電信網(wǎng)骨干主要采用光纖通信系統(tǒng)，而光纖通信技術(shù)已深入到社會生活的各個層面，成為現(xiàn)代社會重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。特別是2013年8月17日，國務(wù)院印發(fā)了“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案的通知，必將對我國光纖通信技術(shù)發(fā)展起到了巨大的推動作用，也會對光纖通信人才培養(yǎng)產(chǎn)生影響。由于光纖通信技術(shù)在社會生活中占據(jù)的重要地位，因此“光纖通信”課程近年來一直作為國內(nèi)外高校通信、電子學(xué)科的重點專業(yè)課程及相關(guān)專業(yè)的選修課程。這門課程系統(tǒng)主要介紹了光纖通信理論和技術(shù)。課程要求是通過這門課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握光纖通信技術(shù)的基本原理、光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成以及系統(tǒng)設(shè)計方法，了解光纖通信技術(shù)的實際應(yīng)用和最新發(fā)展方向，為學(xué)生畢業(yè)后能夠從事光纖數(shù)字通信設(shè)備的操作、維護、設(shè)計、施工或繼續(xù)深造打下良好的基礎(chǔ)。“光纖通信”作為一門應(yīng)用性很強的課程，在實際課程教學(xué)中存在諸多問題。關(guān)于“光纖通信”課程理論與實踐教學(xué)改革成為各高校研究的問題。[2-5]本文將從教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題出發(fā)，對該課程的教學(xué)改革進行探討。

一、“光纖通信”課程存在的問題

作為電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)一門主要專業(yè)課，其特點是光纖通信科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，新理論和新技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展。這需要及時更新教學(xué)實驗內(nèi)容、改革教學(xué)方法。由于種種原因，“光纖通信”這門課程在實際教學(xué)過程中存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下方面：

第一，從授課方面來看在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，一般都是按照教材的自然順序按部就班地進行講解，由于本課程公式多、表格多、圖形多，并且在課堂授課中，教師需在黑板上做大量的數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)，課堂教學(xué)中過多的公式推導(dǎo)、證明導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果不佳。另外，課程成績考核方式比較單一。目前“光纖通信”原理課程的考核多采取傳統(tǒng)閉卷考試方式，考試內(nèi)容以理論知識為主，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)方法呆板，習(xí)慣死記硬背，表現(xiàn)出綜合應(yīng)用知識能力比較欠缺，不能充分反映出學(xué)生對課程知識進行融會貫通、創(chuàng)新思維解決實際問題的能力。以上原因都極大打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

第二，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)欠缺。在工科院?！肮饫w通信”教學(xué)實踐的過程中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)向來是一個短板。隨著光纖通信的新理論和新技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展，實驗硬件更新升級落后、實驗設(shè)備陳舊、實驗項目單一、實驗內(nèi)容老化等原因，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)落后于光纖通信技術(shù)的發(fā)展。另外，采用封裝性強、集成化程度實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學(xué)生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實踐教學(xué)很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動手能力的目的，導(dǎo)致學(xué)生普遍對實驗教學(xué)認(rèn)識不足，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)質(zhì)量和效果。

第三，由于光纖通信技術(shù)涉及的物理基礎(chǔ)知識較多如場論、光學(xué)原理、通信技術(shù)、激光技術(shù)等。故在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生應(yīng)先修這些課程。但是由于這些課程本身都有比較深的難度，所以不少學(xué)生很難全面掌握。例如研究光纖中的模式分布通常是在圓柱坐標(biāo)系下用分離變量法解給定邊界條件下的亥姆霍茲方程來完成，要求學(xué)生有較好的數(shù)學(xué)功底和電磁波方面的知識，如果基礎(chǔ)知識不夠扎實這部分的學(xué)習(xí)就會出現(xiàn)困難。學(xué)生對知識的掌握僅僅限于簡單地背結(jié)論、公式，做計算題。學(xué)生不了解理論的工程應(yīng)用意義，不具體分析問題，導(dǎo)致學(xué)生對課程認(rèn)識不足，出現(xiàn)不知道學(xué)了有什么用的現(xiàn)象，這些問題會使得學(xué)生逐步失去對這門課程的興趣。

二、“光纖通信”課程的教學(xué)改革思路

鑒于教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，對“光纖通信”課程的教學(xué)內(nèi)容和體系改革非常重要。下面將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實驗領(lǐng)域進行改革探索，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生圓滿完成學(xué)業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

1.創(chuàng)新教學(xué)方法

在授課的過程中應(yīng)摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法缺點，充分利用計算機多媒體技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢。從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)選擇教學(xué)內(nèi)容，把握理論上的度，對課程進行準(zhǔn)確定位，突出技術(shù)實質(zhì)。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容精心制作教學(xué)課件，在講課程前言和緒論部分宜采用聲情并茂的圖文、視頻展示，突出基本理論基本分析方法和知識的應(yīng)用，讓學(xué)生在首次接觸該課程時，接觸到一個開闊的視野，有生動的發(fā)展歷史和鮮活的應(yīng)用基礎(chǔ)，而不是讓其產(chǎn)生理論堆積的錯覺。在講授光源時，采用flas來演示受激輻射機理。在講授光纖無源（有源）器件時，可以現(xiàn)場演示一些器件。根據(jù)課程內(nèi)容，把課程涉及的知識分成若干主題，如“低損耗光纖研究現(xiàn)狀及進展”、“摻Er光纖放大器”、“光無源器件及市場調(diào)查”、“基于光纖傳感器的研究進展”、“光纖通信的發(fā)展趨勢”等。把班級學(xué)生分成若干小組，每組負(fù)責(zé)一個主題，查閱相關(guān)文獻資料。當(dāng)講授先關(guān)內(nèi)容時，小組負(fù)責(zé)人把寫出的調(diào)查研究報告，以ppt的形式進行報告。這不僅可以拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生獲取資料的能力，也極大的調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性。讓學(xué)生參與到教學(xué)中來，充分發(fā)揮以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的作用。這些教學(xué)方法學(xué)生參與度高，為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計以及研究生學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。這些教學(xué)手段改變了以往課堂教學(xué)氣氛沉悶的現(xiàn)象，刺激了學(xué)生求知、探索的興趣和激情。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容上既要重視課程的理論性，也要強調(diào)課程的工程實用性。光纖課程的理論較多，在理論課講授時，面面俱到，都講深入也是不切實際的。這就要求對課程教學(xué)過程中抓住重點、突破難點，做到詳略得當(dāng)、主次分明。對于學(xué)生反映掌握比較困難的理論，可以適當(dāng)?shù)卦谡n前進行一些知識的補充。比如在理論推導(dǎo)中用到的一些高等數(shù)學(xué)知識、電磁場理論中的麥克斯韋方程、導(dǎo)波光學(xué)等。這些可以讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)，在課堂上教師進行回顧復(fù)習(xí)來達(dá)到鞏固知識的目的，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)新的課程內(nèi)容就顯得容易接受了。在教學(xué)中，既注重理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，又在一些理論分析難度較大的內(nèi)容上，結(jié)合物理意義以簡化分析，以突出“光纖通信”課程理論性和系統(tǒng)性強的特點。適當(dāng)增加新技術(shù)、新理論的課時，使學(xué)生更多了解最新技術(shù)發(fā)展動態(tài)。比如在分析光纖中傳輸模式時候，可以不必要去細(xì)致分析每一步的公式推導(dǎo)，只需把結(jié)論及其物理含義進行解釋。由于公式中用到了貝塞爾函數(shù)，函數(shù)的解比較復(fù)雜，對于方程的解可以利用計算機完成，尤其是相關(guān)計算機軟件比如matlab具有可視化功能，[6]由學(xué)生自己動手編程解方程和繪圖，既可以降低教師在教學(xué)中的勞動量還可以加深學(xué)生對知識的掌握和理解。

3.加強實驗教學(xué)項目及硬件建設(shè)

“光纖通信”原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程，因此必須加強和改進“光纖通信”課程的實踐環(huán)境教學(xué)內(nèi)容，突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實驗建設(shè)和實驗教學(xué)的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學(xué)本科生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。

光纖通信技術(shù)發(fā)展十分迅速，這使得教學(xué)內(nèi)容更新周期越來越短，結(jié)合工程實際越來越密切。光纖通信的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)隨著學(xué)科的發(fā)展顯得越來越重要。由于實驗硬件建設(shè)需要投入的資金較多，許多院校在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)嚴(yán)重落后于光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展。因此在實驗硬件建設(shè)方面，亟待改善實驗教學(xué)條件，加大經(jīng)費投入。逐步開設(shè)多層次實驗教學(xué)項目如基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗等?；A(chǔ)性實驗以驗證內(nèi)容為主，例如采用大恒光電GCS-FIB光纖技術(shù)基礎(chǔ)綜合實驗平臺進行“數(shù)值孔徑測量”、“光纖準(zhǔn)直”等實驗。綜合性實驗對學(xué)生綜合知識提出更高要求，例如“自組光纖馬赫-曾德干涉儀”要求學(xué)生對馬赫-曾德干涉儀有深入的理解，同時要有較強的動手能力。創(chuàng)新性實驗主要結(jié)合教師的科研項目以及大學(xué)生創(chuàng)新項目，有興趣的學(xué)生可以進行此類研究性實驗?？紤]到實驗建設(shè)資金限制，對于一些實驗可以用軟件模擬的方式進行驗證，例如“光纖中模式的傳輸”、“光的偏振狀態(tài)”可以采用matlab可視化模擬的方法驗證，這些實驗可以由學(xué)生參與程序的編寫，提高學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。學(xué)生參加實驗建設(shè)活動，可以在其課程成績中給予體現(xiàn)，以提高學(xué)生參加的熱情和積極性。

4.建立全面的評價體系

重理論，輕實踐，重結(jié)果，輕過程是傳統(tǒng)評價方式的特點。因此建立能夠反映學(xué)習(xí)本課程情況的全面評價體系十分必要。建議提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程的成績比重，提高學(xué)生實驗部分的成績比重。在理論課成績部分可以采用期末考試、主題報告、課堂討論幾項成績的綜合方法，這充分體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果。實驗成績采用包括基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗以及模擬實驗建設(shè)部分組成。對于設(shè)計性實驗要有更高的要求，實驗結(jié)果按照科技論文的形式撰寫，為學(xué)生后期的畢業(yè)論文和研究生學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。總而言之，建立全面的考核評價體系有助于全面考查學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三、結(jié)束語

“光纖通信”是一門多學(xué)科交叉的理論性和實踐性都很強的課程，在教學(xué)過程中，做到理論教學(xué)和實踐教學(xué)并重。通過這門課的學(xué)習(xí)使學(xué)生成為知識面寬，實踐能力強和具有創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，這需要在“光纖通信”課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)等方面進行改革和探索。

參考文獻：

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[4]耿濤，冉天綱.基于項目式的光纖通信實驗教學(xué)改革[J].實驗室科學(xué)，2011，（5）.

篇3

關(guān)鍵詞: 《光纖通信》多媒體教學(xué)教學(xué)研究

一、引言

目前,隨著信息技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的進步,以多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化技術(shù)正極大地改變著我們的思維方式與教學(xué)方式,促使教育越來越走向網(wǎng)絡(luò)化、國際化和個性化。與傳統(tǒng)的教學(xué)相比,多媒體信息具有圖、文、聲并茂及動畫效果的特點,將其引入教學(xué)過程,作為輔助教學(xué)手段,可使抽象的內(nèi)容形象化,彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式在直觀性、立體感及動態(tài)效果方面的不足,能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時還能增大課堂教學(xué)容量,提高教學(xué)質(zhì)量。其中,Flash在多媒體教學(xué)課件的制作中扮演著重要的角色。與其它軟件相比,用Flash制作動畫,效果多樣,形象逼真,圖像可任意放大或縮小,不易失真,圖像和聲音配合緊密[1]。

《光纖通信》是我校工程學(xué)院電子系電子信息工程、通信工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)選修課,總學(xué)時為32學(xué)時,26學(xué)時課堂理論教學(xué),6學(xué)時實驗教學(xué)。主要講授光纖通信基本概念;幾何光學(xué)方法和波動理論分析光纖的傳輸原理;光纖色散、光纖損耗及光纖非線性光學(xué)效應(yīng);通信用的光器件;光發(fā)射機、光接收機;數(shù)字光纖通信系統(tǒng);光纖通信新技術(shù)(光纖放大器、光波分復(fù)用)。筆者結(jié)合《光纖通信》Flash多媒體課件,介紹在教學(xué)過程中的一些體會。

二、利用多媒體課件增大教學(xué)信息量

多媒體課件的載體,除文字外,還有聲音、圖像與圖形、動畫與視頻等多種媒體。在課件的制作中充分運用這些媒體,可有效彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式中的信息量不足、內(nèi)容陳舊、手段落后等缺陷。例如,本課程第一章在介紹光纖發(fā)展史的時候,我們充分利用美國康寧公司網(wǎng)站[2]等網(wǎng)上資源制作flash課件,使以往教學(xué)過程中枯燥無味的光纖發(fā)展史生動清晰地展示在學(xué)生面前,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)光纖通信技術(shù)的興趣。圖1展示了本課件中介紹光纖發(fā)展史的一頁,該頁來自美國康寧公司網(wǎng)站。又如,在第二章介紹光纖的結(jié)構(gòu)之前,給學(xué)生展示光纖的照片,讓學(xué)生對光纖有一個感性認(rèn)識。圖2就是課件中的光纖照片。

圖1光纖的發(fā)展史

圖2光纖的照片

三、發(fā)揮多媒體的視聽優(yōu)勢提高教學(xué)效果

教育心理學(xué)研究表明:在人獲取的外界信息中,83%來自視覺,11%來自聽覺,35%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺[3]。顯然,視覺、聽覺是獲取信息最可取的方法。因此在課件的設(shè)計中,教師發(fā)揮多媒體的視覺優(yōu)勢,通過動靜的配合、色彩的和諧調(diào)配、突出概念的特征等方法,可使枯燥的內(nèi)容變得生動、活潑、吸引學(xué)生的注意力,從而提高教學(xué)效果。

例如,光源發(fā)光機理中能級躍遷這一小節(jié)有自發(fā)輻射、受激輻射和光吸收這三個概念。處于低能級E1上的粒子,在一個能量為hv=E2-E1的外來光子作用下,粒子吸收外來光子的能量,從低能級E1躍遷到高能級E2,這個過程稱為光吸收。處于激發(fā)態(tài)的粒子是不穩(wěn)定的,在沒有外界刺激的條件下,也會自發(fā)的從高能級E2躍遷到低能級E1,同時發(fā)射出一個能量為hv=E2-E1的光子,這個過程稱為自發(fā)輻射。處于高能級E2上的粒子,在一個能量為hv=E2-E1的外來光子刺激下,粒子吸收外來光子的能量,從高能級E2躍遷到低能級E1,同時輻射出一個能量為hv=E2-E1的光子,這個過程是在外界條件刺激下產(chǎn)生的,因而稱為受激輻射。這三個概念分別定義了光與物質(zhì)相互作用的三個過程,是光源發(fā)光的物理基礎(chǔ)。用傳統(tǒng)的方法來講授這些內(nèi)容時,學(xué)生可能只得到抽象的概念,如果將這三個過程做成多媒體動畫,在課堂上演示,則既能讓學(xué)生易于理解,又能減輕教師講授的難度,可謂一舉兩得。圖3是其中“受激輻射”動畫演示過程的截圖。

APD雪崩光電二極管的雪崩現(xiàn)象是一個教學(xué)重點。雪崩現(xiàn)象可以這樣給學(xué)生解釋:當(dāng)PN結(jié)上加較高的反向電壓時,耗盡層電壓很強,其中的載流子得到加速,獲得很大的動能。它們與半導(dǎo)體晶格碰撞,將束縛在價帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶,這樣就產(chǎn)生了新的電子-空穴對,這種現(xiàn)象叫碰撞電離。碰撞電離的反復(fù)循環(huán)使得耗盡層中的載流子數(shù)急劇增加,電流也增大,這就是雪崩現(xiàn)象。如果這樣平鋪直述地講給學(xué)生聽,恐怕大多數(shù)學(xué)生無法理解雪崩現(xiàn)象。其主要原因有兩個,其一,雪崩光電二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,各個部分的功能和作用不易掌握;其二,碰撞電離這個物理概念不易理解。我們采用Flas的形式,將整個雪崩現(xiàn)象的過程在課堂上演示,使雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)內(nèi)部電場強度分布狀況,以及碰撞電離的過程等知識點易于被學(xué)生理解和掌握。

四、多媒體課件設(shè)計與應(yīng)用中注意的問題

多媒體課件作為教學(xué)輔助手段引入課堂教學(xué),使教學(xué)模式、內(nèi)容和形式、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)以至教育思想和觀念都發(fā)生了重大的變化。但如若設(shè)計、使用不合理,就不能收到預(yù)期的效果,甚至有可能適得其反。因此,多媒體課件的設(shè)計和應(yīng)用時應(yīng)注意以下幾個問題。

1.多媒體課件要緊扣教學(xué)大綱。課件制作的目的主要用于教學(xué)。因此,課件的設(shè)計應(yīng)該緊扣教學(xué)大綱,選題恰當(dāng),做到突出重點、分散難點、深入淺出,使學(xué)生易于接受。我們的選題基本是按照目前運用的電子信息工程和通信工程專業(yè)光纖通信教學(xué)大綱進行的,主要包括光纖結(jié)構(gòu)和特性,光源和光發(fā)射機,光檢測器和光接收機,以及光纖通信系統(tǒng)及新技術(shù)等幾個部分。因此,在制作課件前要找出每一部分的重點,進行解析,針對學(xué)生的實際情況,把難點進行分散,啟發(fā)學(xué)生積極思維,使學(xué)生易于理解。

2.多媒體課件設(shè)計要科學(xué)規(guī)范。首先應(yīng)該內(nèi)容正確,術(shù)語標(biāo)準(zhǔn),概念清楚。語言文字運用要簡潔、規(guī)范。對問題的闡述,應(yīng)該準(zhǔn)確,邏輯嚴(yán)謹(jǐn),具有科學(xué)性。

3.多媒體課件的版面設(shè)計要簡潔大方[4]。表現(xiàn)形式在突出主要特征的前提下,要富有特色,力求避免使用過于新奇的背景或陪襯轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力,導(dǎo)致喧賓奪主。

4.課件的界面持續(xù)與轉(zhuǎn)換時間要適當(dāng)。課件的設(shè)計與應(yīng)用,基本上代替了板書,要使學(xué)生在課堂上邊看、邊聽、邊記,就要求課件的界面持續(xù)與轉(zhuǎn)換時間要適當(dāng)。倘若節(jié)奏太快,會導(dǎo)致學(xué)生的思路跟不上、不連續(xù),久而久之,則會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,影響教學(xué)效果。

五、結(jié)語

《光纖通信》多媒體課件已經(jīng)應(yīng)用于教學(xué)實踐中,取得了較好的教學(xué)效果。我們認(rèn)為,注重課件制作期腳本內(nèi)容的選材,設(shè)計思想與學(xué)習(xí)心理相結(jié)合,界面與動畫的構(gòu)思創(chuàng)意與認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合,方可使課件的內(nèi)容與形式達(dá)到完善的結(jié)合。應(yīng)用課件需注意根據(jù)課堂環(huán)境,因地制宜地發(fā)揮其作用。

參考文獻:

[1]畢靖,張琨,成曉靜.Flash CS3中文版從入門到精通[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[2]省略/index.aspx.