工程教育认证背景下《光纤通信》课程思政的教学改革与实践

陈 琳 王计元 贾振堂 李高芳 薛 亮 初凤红 朱 武

（上海电力大学电子与信息工程学院 上海 200090）

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，秉承“学生中心”“目标导向”“持续改进”三个基本理念。以学生为中心，要求围绕学生培养设立教育目标，聚焦学生能力的培养；以目标为导向，要求以大学生学习成果来设计教学方案、课程体系和评价体系；必须有针对性地对专业课程进行持续改进，满足国际工程教育认证要求，获得行业的国际通行资格[1]。

课程思政要求高校挖掘思政元素，紧抓立德树人、铸魂育人这一根本任务，打破思想政治教育与专业课之间的壁垒，将中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观等贯彻到高校课堂教学中，引导大学生树立正确的理想信念、家国情怀、文化素养[2]。

《光纤通信》是通信工程专业、光电信息工程专业的一门专业必修课。该课程蕴含了丰富的思政元素，学生可对光纤通信的基本原理、数字光纤通信系统、光纤通信的基本技术和最新发展有较为全面的了解，为学习后续课程和从事本专业的工作打下坚实的理论和实践基础，并且还可培养他们的爱国精神、工匠意识，有助于提高大学生的综合素养。

1 《光纤通信》教学现状和改革思路

我校《光纤通信》课程历经市重点课程、校重点核心课程、校思政课程建设，已开设了15届。此次课程思政建设，拟充分挖掘思政素材，围绕德育顶层内容体系，结合光纤通信的基础知识、专业特点、创新意识、职业素养等培养要求进行改革和探索。

《光纤通信》运用数学、物理及光学的知识，融入典型思政元素：科学思维、探索精神、责任意识、工匠精神，介绍光纤通信系统的原理、结构、组成和设计。要求学生了解光纤通信的发展历程，熟悉光纤的射线和波动理论、分析方法，掌握光纤通信关键器件的原理和技术要求，熟悉光纤通信系统的各部分构成，了解波分复用技术、光放大器、全光系统、光OFDM等新技术，帮助学生建立起光纤通信的系统概念，有利于培养学生的综合应用能力。该课程总学时48学时，其中理论学时38学时，实验学时10学时，共设5个基础实验，包括“半导体激光器P-I特性测试实验”“多模光纤衰减测试实验”“模拟信号光纤传输实验”“数字光纤通信系统综合实验”和“光纤通信网中的时分复用技术实验”[3-4]。

2 思政教学改革方法和措施

2.1 修订课程标准，明确教学目标

深入挖掘《光纤通信》课程中的德育素材和内涵，将德育与专业知识传授相结合，在教学过程中引起学生的情感共鸣和价值观的同时，激发学生对专业知识的内在学习动力，提升社会责任感和职业认同感。将思政教育中三观教育、中国梦、社会主义核心价值观与《光纤通信》专业课程内容相关联[5]，使学生在潜移默化中接受主流价值观的熏陶，在体现应用型人才培养特点的同时，具有“全球视野、家国情怀、创新精神、专业素养”。

2.2 挖掘思政元素，以学生为中心，优化课堂教学

结合《光纤通信》课程标准，立足学生的兴趣点，围绕社会主义核心价值观、科研精神、职业道德等内容，找到思政元素与课程的“触点”，深入挖掘和提炼思想性强、充满正能量、有教育启发意义的思政元素，将其“无痕”融入《光纤通信》知识点的教学中。

如在讲解光纤通信发展历程时，通过介绍光纤通信之父──高锟，以激发学生努力学习、刻苦钻研、战胜困难、矢志不渝的科学精神。高锟在1966年发表的题为《光频率介质纤维表面波导》论文中，开创性地提出利用石英基玻璃纤维进行长距离信息传送的思路。高锟的理论当时并未获认同，但他并未放弃，直到1971年世界上第一条1公里长的光纤问世，1981年第一代光纤通信系统启用。利用石英玻璃制成的光纤应用越来越广泛，全世界掀起了一场光纤通信的革命。通过对高锟生平的介绍，引导学生走近科学家，了解科学研究的曲折性和未尽性，激发学生对科技创新的兴趣，培养学生的科学思维和科学精神。

如在讲解光孤子通信时，引导学生要有敏锐的观察力。孤立子现象，源于1834年英国海军工程师Scott Russell沿运河行走时偶然观察到的一种奇特水波：在快速行进过程中，水波的形状、幅度和速度都基本保持不变。直到1973年，光孤子的存在由贝尔实验室的A.Hasegawa博士提出了光孤子的概念，从理论上证明了光孤子的形成是光纤中的群速度色散和非线性效应相互平衡的结果。通过介绍光孤子的发现过程，使学生了解到：科学研究作为创造性的活动，其过程往往具有戏剧性，奇异的现象有时会出乎意料地出现，我们应当具有一双好奇敏锐的眼睛，在偶然的事件中，发现科学规律。

如在讲解通信用光器件时，让学生了解中国光通信行业的现状，激发学生的爱国主义热情。中国拥有大量的光器件企业，但大部分是中小型企业，自主研发和投入实力比较弱，产品也比较单一。光电芯片实现电信号和光信号之间的相互转换，是光电技术产业的核心，处于光通信领域的金字塔尖，这是技术制高点。国内能够生产光电芯片的企业并不多，能力相对比较薄弱，高端光电芯片严重依赖欧美进口。通过对光芯片现状的介绍，激发爱国热情，自主投入到课程的学习当中。

2.3 改进教学方法，改革评价体系，融入育人目标

传统课堂以老师为中心，教学是单向培养活动，学生的学习的主动性被忽视。课程组依托智慧树教学平台系统，建设课程资源库，分享名校名师的优质教学资源，让手机变为教具，形成交互式的教学氛围，提高教学效果，逐步培养学生分析解决问题、沟通交流协作等系列能力。课后，引导学生积极总结，运用智慧树平台和QQ在线答疑，进行知识点巩固和消化，做好课后巩固及拓展，以此提升学生综合运用专业知识的能力。

理论教学中融入基于OptiSystem仿真平台设计光传输系统实验，丰富实验教学内容，提高教学效果。以强度调制直接检测单模光纤系统为例，采用的是常规的单模光纤，传输损耗是0.2dB/km，传输长度是50km。该系统由随机序列产生器、非归零脉冲发生器、激光器、马赫曾德尔调制器、PIN光电检测器、低通贝塞尔滤波器等组成。为了观测时域波形和信号频谱，设置了光谱仪、光时域信号观察仪及误码率分析仪等。要求学生在器件库中选取相应的器件，设计搭建光纤通信系统，并利用虚拟频谱分析仪来观察输出结果。利用OptiSystem软件，学生可以直观地了解光通信系统各个节点的波形特点，加深了印象。

传统的考核方式通常以作业、考勤和期末考试三者按一定比例组成，不能全面评价学生的学习效果，无法满足工程教育对人才培养的评价。课程组采用过程化考核，依托智慧树教学平台系统，充分运用随堂测试、团队合作、小组讨论、分组竞赛等方法，制定过程化全方位的评价体系。

3 结语

综上所述，在工程教育认证理念下，课题组教师将爱国精神、工匠意识和先进理念等思政元素融入《光纤通信》专业课程中，不仅能提高大学生的理论学习和专业素养，还能培养其正确的三观和良好的道德修养，从而有效提升高校育人质量，为社会主义建设培养有用人才。