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基干Optisystem光纤通信双语课程教学实践探究 　　摘 要：光纤通信课程是通信与光电信息类专业的重要专业课程。针对光纤通信课程中的概念抽象，实验难度大等几个主要问题，笔者利用OptiSystem软件的特点，以OptiSystem与课本相结合为主线，以知识构建和应用能力培养为重点，提出概念器件化的课程体系与先虚后实，先模拟后器件的分层次教学实验体系，并通过一个具体实例增强学生对光纤通信系统的正确认知与创新能力 关键词：光纤通信 实验 OptiSystem 中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0006-04 光纤通信系统作为国家级电信网的骨干系统，光纤通信技术以其独特的优势成为我国发展最快的技术之一，因此“光纤通信”课程近年来一直作为我国理工科院校的重点专业课程。该课程开设的目的是使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法，了解光纤通信技术的实际应用和必威体育精装版发展方向，为今后从事通信领域的工作打好必要的专业基础[1-2] 由于课程涉及面广以及物理概念繁杂深奥，使学生理解起来非常困难。而且，由于光纤通信的设备器件都很昂贵，限制了国内大部分院校的实验仅通过简单的光纤实验箱完成，对实验过程中的每个器件的输出结果无法观察分析，导致学生对光纤传输系统并没有一个全局的认识。目前，针对“光纤通信”的教学实践中存在以下几个问题：（1）概念抽象难懂，器件构造原理复杂，不适合学生融会贯通掌握知识。（2）课堂教学模式单一，不能很好地调动学生的积极性与创造性[3]。（3）实验设备简单，实验内容涉及面窄 目前国内研究光纤通信的主流软件包括VPI和OptiSystem。由于VPI软件昂贵，多用于科学研究，用于本科教学不现实。而OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都可使用。OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件与系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示，巨大的有源和无源器件库包括实际波长相关的参数[4] 笔者将OptiSystem引入“光纤通信”教学中，以OptiSystem与课本相结合为主线，以知识构建和应用能力培养为重点，选择与专业核心要素有关的基础理论知识，用OptiSystem中的光器件理解抽象概念，用课本中的概念去指导实践中器件的选择。在此基础上进行光纤通信课程的实践教学体系的构建，将OptiSystem模拟仿真与实验相结合，增强学生对光纤通信系统的正确认知能力与创新能力 1 建立基于OptiSystem的概念器件化的教学方法 突出基本理论基本分析方法和知识的应用，让学生在首次接触该课程时，从了解生动的发展历史入手，接?|到一个开阔的视野，对所有相关课程的融会贯通，以突出“光纤通信”课程的理论性和完整的系统性，而不是让其产生理论堆积的错觉。所谓“概念器件化”就是将光器件引入基本概念的讲解中，每个光器件都对应着相关参数，而这些参数对光通信系统的影响，可以通过设置OptiSystem中相关光器件参数改变系统传输，从而让学生对抽象的概念有更加形象的认识 以光纤通信课程中光纤一章为例，此章占全课程的课时最多，重要程度可见一斑。以光纤相关概念为例，课程涉及到光纤及光波导的基础知识，光波导中模式、色散、损耗和偏振等基本概念，以及光纤的类型。这些理论是相当抽象的，传统的教学无非是将一些动画Flash与PPT相结合，观察光线在光纤中的传播路径，而对于光纤的线性与非线性效应还是不能透彻理解。而OptiSystem中光纤的种类很多，引入光纤通信中的一些难懂的概念并对其进行模拟，就能将抽象的概念形象化，有助于学生的理解。以标准光纤为例，在OptiSystem中标准光纤的参数设定参数如图1所示 图1（a）为标准光纤的主参数设置，其中主要包括光纤的参考波长，传输长度和衰减系数等。图1（b）中为标准光纤的色散参数相关设置，主要包括群速度色散，三阶色散和色散参数等。当然关于光纤的参数还有其他选项卡可以设置，常用的有偏振模选项卡和非线性选项卡等如图1（b）所示，这里就不一一介绍了。这些参数均在“光纤通信”课程中有理论讲解，但是概念非常抽象难懂。如果在OptiSystem中对这些参数进行设置与仿真，通过改变相关参数用频谱仪观察波形变化，可以使学生对这些概念的理解更加深入 针对课程，笔者对所有章节所需要的相关光器件进行分类，在讲授相关章节时重点进行介绍。对于第三、四章，主要介绍标准单模光纤与非线性光纤。第五