光纖通信基礎(chǔ)

光纖通信基礎(chǔ)上海大學(xué)物理系面向?qū)I(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)（主要）微電子應(yīng)用物理教學(xué)改革與課程建設(shè)上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目05-07教學(xué)理念與本課程的建設(shè)思路

《光纖通信基礎(chǔ)》是我校物理系電子信息科學(xué)與技術(shù)（原光電子）專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，由當(dāng)初的《光通信技術(shù)》課程演變而來，為了順應(yīng)光纖通信領(lǐng)域特別是光纖通信技術(shù)的高速發(fā)展，在現(xiàn)今60個學(xué)時內(nèi)我們著重于光纖通信的物理基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)的講授（包括光纖傳輸模式的基本理論，一般有源及無源光纖通信器件，光纖通信中的關(guān)鍵方法和技術(shù)如波分復(fù)用和摻鉺光纖放大器等），是對原課程內(nèi)容的重大修改和重新編排。我們認(rèn)為，為適應(yīng)社會新的人才觀，我們要求應(yīng)用學(xué)科的本科畢業(yè)生具備“廣泛而基本”的和“交叉與綜合”的專業(yè)知識，對物理系的學(xué)生而言，是讓已經(jīng)先修完“廣泛而基本”的課程（如四大力學(xué)和另一些專業(yè)基礎(chǔ)課及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等）的學(xué)生再加入到“交叉與綜合”的（就光纖通信的知識面而言）技術(shù)類課程的學(xué)習(xí)中去的過程，這個過程將大大增加他們獲知的深度和廣度，因?yàn)閺纳疃壬现v，物理系高年級學(xué)生的電磁理論和光學(xué)知識可以幫助他們精確地理解光纖的傳輸場特性及光與光纖媒質(zhì)作用的本質(zhì)；從廣度上講，一個集當(dāng)今應(yīng)用光學(xué)以及光通信領(lǐng)域之大成的光纖光學(xué)的知識框架使他們能夠高屋建瓴地認(rèn)識各種應(yīng)用學(xué)科的交匯、各種基本理論的融合和各種科學(xué)技術(shù)的滲透；能夠有充分跨度的空間供其劃定作為將來欲從事的理論研究或技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域.

課程建設(shè)的目標(biāo)內(nèi)容1）參選國外光纖光學(xué)及光纖通信領(lǐng)域名著，凝練課堂理論教學(xué)內(nèi)涵并規(guī)劃和制訂層次演進(jìn)及即時更新措施，強(qiáng)化雙語教學(xué)，進(jìn)一步豐富多媒體教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺化管理和教學(xué)。2）以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐性環(huán)節(jié)建設(shè)作為突破口，編譯、編著在國內(nèi)具有鮮明特色的實(shí)驗(yàn)教材，充實(shí)原有實(shí)驗(yàn)并大力開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，特別是具有研究和實(shí)用技術(shù)水平的新實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)輔助軟件系統(tǒng)，嘗試網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)機(jī)制，努力將本課程建設(shè)成為未來光學(xué)工程師的敲門磚。3）一方面聯(lián)系社會，拓寬專業(yè)知識交流和實(shí)踐渠道，另一方面建立新的知識與學(xué)科交叉模式，開拓本專業(yè)外延結(jié)構(gòu)，加深與通信、信息系統(tǒng)、微電子、電子工程、材料和精密與微光機(jī)械等領(lǐng)域的契合程度。考慮到本專業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，我們將實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)作為當(dāng)務(wù)之急，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和手段的改進(jìn)放到一個優(yōu)先位置開放的實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)和

專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式(總的標(biāo)準(zhǔn))：1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)應(yīng)是綜合性和層次化的結(jié)合2）儀器安裝與調(diào)整應(yīng)是細(xì)分化與整體性的統(tǒng)一3）實(shí)驗(yàn)過程的進(jìn)行應(yīng)是重復(fù)性與延伸性的并列

環(huán)境與取向1（學(xué)生，教師，教室，實(shí)驗(yàn)室）重點(diǎn)建設(shè)通道，包括教材編寫，新實(shí)驗(yàn)的開發(fā)等。環(huán)境與取向2（教師引導(dǎo)為主，教室，實(shí)驗(yàn)室，研究與其它教學(xué)環(huán)節(jié)子通道）主要解決教學(xué)整體性問題，包括教學(xué)與研究相互促進(jìn)，課程建設(shè)幫助專業(yè)發(fā)展等。環(huán)境與取向3（學(xué)生參與為主，教室，實(shí)驗(yàn)室，生產(chǎn)及社會實(shí)踐活動子通道）主要建立目前薄弱的本科生社會實(shí)踐機(jī)制，向社會獲取課程建設(shè)的著眼點(diǎn)和資源。環(huán)境與取向4（取向2和3的結(jié)合）

新世紀(jì)之初，實(shí)驗(yàn)室從美國Newport公司購置了“光學(xué)實(shí)驗(yàn)組合儀”，該儀器原名為“OpticsEducationkits”，應(yīng)是光學(xué)教學(xué)工具之意，使用該儀器可進(jìn)行近四十項(xiàng)光學(xué)及光纖光學(xué)實(shí)驗(yàn)。該組合儀的特點(diǎn)在于可以將所有光學(xué)、機(jī)械、電子儀器或設(shè)備在實(shí)驗(yàn)過程中隨時進(jìn)行工具化的組合.教學(xué)實(shí)踐活動

1.雙語教學(xué)：原版的教材，原版技術(shù)資料，課堂雙語互動等.2.理論課多媒體教學(xué)：視頻平面技術(shù)（Word，Powerpoint，F(xiàn)lash，3DS，Avi等）.3.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)：引進(jìn)Newport公司生產(chǎn)的大型光學(xué)、光纖實(shí)驗(yàn)平臺；開發(fā)光學(xué)及光纖光學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)輔助平臺軟件（含多媒體數(shù)據(jù)庫）；計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集及處理（部分為自行開發(fā)，基于多種接口，基于c，c++原創(chuàng)編程及基于Matlab等工具的數(shù)據(jù)采集和處理）.4.實(shí)踐教學(xué)：組織學(xué)生加入產(chǎn)、學(xué)、研等，以走出去、請進(jìn)來的方式，將以教師為主導(dǎo)變?yōu)橐詫W(xué)生為主導(dǎo)，改變一些傳統(tǒng)的教學(xué)模式，收到良好效果。

5.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)：公共校園網(wǎng)平臺（《光纖通信基礎(chǔ)》精品課程，包括課程介紹，虛擬課堂，電子教案，教學(xué)錄象，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，課程信息等欄目）.

理論課及雙語教學(xué)多媒體輔助實(shí)驗(yàn)軟件

學(xué)生實(shí)驗(yàn)智源公司CEO童朝陽先生參觀實(shí)驗(yàn)室

在亨通光電技術(shù)公司與五位在職的畢業(yè)生座談與英國同行交流年級與本課程建設(shè)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目2001年光纖電流傳感器(硬件)光纖電流傳感器(軟件)光纖干涉儀單模和多模光纖的應(yīng)用單模光纖傳感器光纖參數(shù)測量光纖光柵傳感器02－03年（春季）光纖光學(xué)應(yīng)用技術(shù)強(qiáng)度調(diào)制型光纖位移傳感器研究計(jì)算寬帶光纖耦合器光纖傳感器調(diào)研光纖溫度傳感器進(jìn)展光纖壓力傳感器的研究及應(yīng)用光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)研究03－04年（春季）光纖偏振器件及其應(yīng)用階躍光纖中波動方程的矢量求解保偏光纖及光纖應(yīng)變傳感器光纖基本實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)庫02－03年（冬季）光纖光柵及其應(yīng)用04－05年（春季）

07年全硅光纖的制備半導(dǎo)體激光頻率啁啾的干涉方法測量光纖通信仿真軟件及虛擬實(shí)驗(yàn)摻鉺光纖放大器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)超大容量光纖通信中的飛秒激光技術(shù)光瑪分多址的研究光纖弱磁傳感研究光通信實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)光信號在色散介質(zhì)中的傳輸實(shí)驗(yàn)教材與新實(shí)驗(yàn)的開發(fā)《光纖通信基礎(chǔ)》面向本科學(xué)生開設(shè)的光纖實(shí)驗(yàn)如下：1.光纖的操作，光纖數(shù)值孔徑測量（Handlingfibers,numericalaperture）2.半導(dǎo)體光源與光纖耦合（Couplingfiberstosemiconductorsources）3.半導(dǎo)體激光器特性測量（Semiconductorlaserdiodecharacterization）4.單模光纖模場測量（MeasurementofFiber-mode）5.光纖連接器（Fiberconnector）6.3分貝光纖耦合器（3dBFibercoupler）7.保偏光纖拍長測量（Beat-lengthmeasurementofpolarization-preservingfibers）8.強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器（Fiber-opticintensitysensors）a）光纖位移傳感器b）光纖液位傳感器c）光纖應(yīng)變傳感器d）光纖微彎傳感器9.光纖馬赫-曾德爾干涉儀及其應(yīng)用（FiberMach-Zehnder

interometer）與其他老師合作的實(shí)驗(yàn)平臺上完成的實(shí)驗(yàn)1.WDM器件研究2.通信信號光纖傳輸實(shí)驗(yàn)本課程建設(shè)的設(shè)計(jì)性新實(shí)驗(yàn)2項(xiàng)：1.光纖信號傳輸及其數(shù)據(jù)的MATLAB采集處理，2.自制光纖位移傳感器及實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新新實(shí)驗(yàn)1項(xiàng)：光纖干涉溫度傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（溫度控制、數(shù)據(jù)采集與干涉條紋識別）。教學(xué)研究論文統(tǒng)計(jì),學(xué)術(shù)會議及

校刊對本課程建設(shè)的報(bào)道

近年來學(xué)科組發(fā)表的教學(xué)研究論文：

1.李春芳，另類全反射及光學(xué)隧穿中的電磁波（大學(xué)物理，2003年2期）2.余昺鯤等,《光纖通信基礎(chǔ)》課程建設(shè)中的新思考和突破口,（上海大學(xué)學(xué)報(bào)高教管理版，05.6）3.王葉等，論《光纖通信基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

（上海大學(xué)學(xué)報(bào)高教管理版，05.6）4.王葉，干涉法測量半導(dǎo)體激光頻率漂移實(shí)驗(yàn)（大學(xué)物理，2003年12期）5.王葉，光學(xué)平移裝置橫向漂移的干涉法測量（大學(xué)物理，2005年5期）6.王葉，Newport光學(xué)實(shí)驗(yàn)多媒體輔助平臺（上海大學(xué)學(xué)報(bào)高教管理版，2002年2期）。

7.閻曉娜等，實(shí)施雙語教學(xué)的思考與體會

（上海大學(xué)學(xué)報(bào)高教管理版，在?。?.王燕等，關(guān)于光纖通信教學(xué)的幾點(diǎn)體會（上海大學(xué)學(xué)報(bào)高教管理版,05.6）9.王葉等,適合自主探究式學(xué)習(xí)的光纖傳感器組合演示裝置（物理實(shí)驗(yàn),2007年9期）

參加國內(nèi)教學(xué)研討會議1.華東六省一市物理學(xué)會聯(lián)合年會第十三次會議(2005,南昌),論文在《江西科學(xué)》上發(fā)表。在大會分會場作口頭報(bào)告.2.全國高校第八屆物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會2007,北京),論文在《物理實(shí)驗(yàn)》上發(fā)表,自制儀器展評獲三等獎.部分論文與獲獎證書關(guān)于課程建設(shè)效果的評價和思考本著在理論與實(shí)踐上力求統(tǒng)一，在教學(xué)方法上力求創(chuàng)新，在工作方式上力求開放與透明的態(tài)度，這一切的最終目的是培養(yǎng)出高水平的學(xué)生，單純從一門課的效果看是比較難判斷的，雖然有的學(xué)生考取了研究生，有的學(xué)生畢業(yè)進(jìn)了跨國公司，但是還是有不少學(xué)生找不到工作，一個富有凝聚力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，他的教學(xué)效果的最好、最大化體現(xiàn)在哪里？以什么樣的指標(biāo)描述？經(jīng)過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在獲取知識的環(huán)境、方式手段上將有一個飛躍，在獲取知識的能力上也會有很大提高，包括實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)技能、開拓思路與分析綜合能力的提高等。本課程建設(shè)將使教學(xué)質(zhì)量得到提高，在建設(shè)中探索出了一些新思路、新方法，支持和優(yōu)化了本專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)架構(gòu)并拓寬了其發(fā)展空間。該課程在國內(nèi)率先引入光纖實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，與當(dāng)今高科技前沿密切結(jié)合，建設(shè)伊始即得到復(fù)旦、交大、同濟(jì)及永鼎，亨通公司同行們的首肯（評價及學(xué)生錄音見上海大學(xué)精品課網(wǎng)站）；其開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中，有的內(nèi)容和技術(shù)都是國內(nèi)同等教學(xué)中首創(chuàng)的，我們已在論文，會議及儀器參評中和國內(nèi)外同行作了廣泛交流。在師資隊(duì)伍建設(shè)方面有兩位同志晉升副高級職稱（王燕，王葉），閻曉娜博士于06.9-07.3間赴美參加國家留學(xué)基金委高校基礎(chǔ)課教師英語培訓(xùn)；施解龍老師被評為07年度上海大學(xué)優(yōu)秀教師。

總之,本課程建設(shè)的基本任務(wù)是提高教學(xué)質(zhì)量，探索教學(xué)過程中的新思路、新方法，支持和優(yōu)化本專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)并拓寬其發(fā)展空間(包括師資隊(duì)伍)，這是一個長期的任務(wù)和過程。展望和所面臨的問題1.現(xiàn)階段與未來專業(yè)課程開設(shè)的要求是什么？2.社會需要如何以正確的方式反映到課程設(shè)置和內(nèi)容的講授上來？3.學(xué)校辦學(xué)思想與特定專業(yè)教師自我教學(xué)理念之間的關(guān)系？4.國家,學(xué)校的教學(xué)體制與自行營造的教學(xué)模式的關(guān)系問題5.教學(xué)模式在多大程度上可以貫徹實(shí)施？6.專業(yè)實(shí)驗(yàn)的類別和評價體系如何建立？

教與學(xué)的相互作用:

專業(yè)化教學(xué)模式的特定應(yīng)用歸結(jié)為對實(shí)驗(yàn)原理的充分理解，對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的精巧安排和對實(shí)驗(yàn)過程的詳細(xì)分解，這里“教”是占主導(dǎo)地位的并且?guī)в薪處煆?qiáng)烈的個性化色彩。工具的意義在于實(shí)用和適用，這需要作為主體的實(shí)驗(yàn)者去拿捏直到熟練的程度，這樣才能賦予儀器設(shè)備活的一面，所謂用活，這也屬于模式應(yīng)用的個性化表現(xiàn)范疇，應(yīng)該在這方面讓“學(xué)”占主導(dǎo)地位。普遍的教學(xué)理念是長期存在的共識，在專業(yè)訓(xùn)練方面，現(xiàn)在要重視研究與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，這在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（比如普物實(shí)驗(yàn)）中是很難做到的，但是如果在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中也做不到這一點(diǎn)，再好的模式也是虛設(shè)的，當(dāng)前和過去在實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域始終困繞著我們的是“教”與“學(xué)”的關(guān)系問題，