关键词：卓越计划光电信息教学方法人才培养
中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）01（c）-0204-01
光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合技术，广泛应用于国防、科研、工业、农业的各行各业，随着光电信息产业的迅速发展，光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的研究领域已成为现代高科技产业的重要支柱。“卓越计划”是是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2022年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2022年）》的重大改革项目，促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。光电信息工程专业作为首批入选专业，为了贯彻卓越工程师“面向工程、宽基础、强能力、重应用”的培养方针，对相关专业实验实践教学体系、教学方法、教学内容的改革与创新研究具有十分重要的意义。
1光电信息工程专业“卓越计划”实验实践教学理念与体系改革
根据学校“培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新精神和社会责任感的信息科技及其他相关领域的高素质专门人才”的人才培养目标定位，光电信息工程卓越工程师本科实验分为三层次，即基础型（演示、验证性实验）、强化型（综合、设计性实验）、创新型（研究设计性实验）的多层次结构，实验内容涵盖物理光学，激光原理，光电检测技术，光通信原理与基础，半导体光电子器件，光电传感技术等课程，实践实训包括认识实习，专业实习，生产实习，课程设计，光电综合设计，毕业设计等环节。学生需要掌握扎实的基础知识，掌握相关的基础工程技术，并具备一定的专业市场洞察力与创新意识。因此实验实践教学体系与内容必须强化专业方向特色与优势，密切配合专业社会需求，整合专业实验教学内容，分模块分层次，学生可以根据社会需求和自身爱好选取设计性内容。首先，大量整合实验教学内容，将原分散在各理论课程中的全部光电信息类实验进行优化整合，独立设课，以扩展综合性设计性实验内容，加强学生对相关多门理论课程的联系与理解，培养学生的综合实验能力。例如学院现执行的《光学与光电子基础实验》教学内容原涵盖三门理论课内实验，选取最有代表性的实验项目优化组合，形成含光源特性、光电探测、激光原理和激光调制等一套完整含原理和应用的实验教学课程。其次，依托光电检测技术实验室、光信息传输实验室、光信息处理实验室，开设了光纤通信光发送机、光传输和光接收机系列实验，光电传感设计性实验等实验模块，供学生自由组合选择，密切结合社会对光电类学生专业需求。再次，丰富创新性实验课题研究方向和内容，学生自由选择组队搭挡，强调合作，培养学生的团队意识和项目管理意识，着重培养学生独立思考能力和解决实际问题的能力。最后，建立了认知实习、专业实训和企业实训相衔接的三位一体的实习实训体系，开设工程应用，管理类实验实践课程，专门训练学生对工程类仪器仪表操作，光纤切割，熔接，端面处理，连接器的制作等，安排学生去相关厂家实训，使用学生具备光电信息工程专业的基本知识及解决工程技术问题的初步技能，促进学生创新意识的加强和创新能力的培养。
2光电信息工程专业“卓越计划”实验实践教学方法
在北京理工大学光电信息工程专业卓越工程师培养目标中明确提出，着力培养具有良好的思想品质与职业道德、掌握光电信息工程坚实的基础理论、系统的专门知识，必要的生产实践及试验方面的知识和技能，具备较强的工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神、社会交往能力、组织管理能力和国际视野的光电信息工程专业高素质人才。因此，在“卓越计划”中进行实验实践教学活动必须具备独特的教学方法。（1）着重培养学生“卓越工程师”意识。为了加强卓越工程师意识的培养，设立专人管理并完善网络信息，内容包括即时更新专业最新技术，即时通报专业最新研究方向，通报光电信息相关企业用人需求，相关企业的生产方向等，从学生入校初期就要求学生规定时间浏览，相关信息的潜移默化可以使学生不知不觉中培养起对专业的热爱和对卓越工程师的向往，明确努力方向。（2）利用网络实现实验实训立体化教学。掌握扎实的理论基础必须以课堂教学为主要手段，同时利用多种教学手段如多媒体课件与仿真软件，实现多媒体实验教学，建设立体化实验教学平台，制作课程网站等立体化教材，实现配合学生多层次多角度任意时间的学习。（3）实习环节中增加市场调研内容。作为21世纪的主导技术产业，光电信息技术正以迅猛的速度不断发展与更新，学生学校网上查阅相关行业动态和市场信息之外，还应具用独立搜索信息情报的能力，高年级的学生可以通过实习环节进行国内外产品市场网络信息的检索以及深入企业进行考察与研究，要求学生撰写调查研究报告，此环节可以拓展学生视野，提高学生市场洞察力。（4）强化实验实训效果，将教师从实验实训中的角色从“指导者”变为“参与者”。一般在实验实践课程中，教师基于实验教学人数，教学效果考虑一般以传授为主，指导学生进行实验，对于卓越工程师教学可根据实验实训条件独立设置一门课程，课题内容上应更侧重于工程技术的应用与工程实践能力，强调学生主体地位，由学生自我管理，自由组合，教师仅以团员身份加入组合，实训过程中更注重学生的的自主性，协作性，探索性，科学性和创新性。在实训中遇见实际问题也应婉转暗示或和学生一起探讨解决方法，有利于培养学生创新性思维和提高学生社会交往能力、组织管理能力。（5）改革实验实训考核方法，在实训中教师不能仅以学生的完成情况作为唯一的评判标准，而因更多地考虑学生的合作能力，管理能力，出现问题发现的速度，解决问题的手段等做出综合评定，从而鼓励学生在实训中发现问题，解决问题，激发学生研究兴趣，最终达到提高综合能力的目的。
关键词：光纤通信；实验教学；优化研究
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）13-0259-02
一、引言
近年来光纤通信技术日新月异，光纤的损耗越来越小，长距离光纤通信终于走向实用，而且成本大大降低。我们国家也在九十年代中期开始建设光纤通信系统，各个城市出现了大大小小的生产光纤通信方面设备的公司。目前90%以上的信息都是通过光纤传输，光纤通信技术是一项迅速得到应用的新技术，大部分高校信息类专业都开设的有光纤通信这门课程，我校通信系电子信息工程专业在大三开设光纤通信这门课程，是一门专业选修课，近几年选修的比例非常大，大部分同学都选修这门课程，因为和他们将来的就业息息相关。该课程共44学时，其中理论学时36学时，实验学时8学时，主要内容包括光纤、光发射机、光接收机、光放大器工作原理，光纤通信系统，光纤通信网络等内容，这些内容对学生专业知识的提升和专业技能的培养起到相当重要的作用，为他们以后走上工作岗位从事光纤通信系统的设计、施工以及维护打下良好的基础。
二、实验教学的现状
2007年开设光纤通信这门选修课之初，实验室里购买了8套武汉凌特电子技术有限公司生产的光纤通信原理实验箱（型号：LTE-GX-03A），该实验箱验证性实验二十七个，综合性实验三个，另外还进行二次开发实现各种编码程序设计以及时分复用程序设计，该实验箱除了能够满足光纤通信课程的实验外，还可以进行设计性实验以及开设光纤通信方面的课程设计，甚至让学生在实验箱上进行光纤通信方面的毕业设计课题。目前课内实验我校电子信息工程专业开设有四个实验：光纤损耗特性测量，光发射机指标测试，光接收机指标测试，电话语音光纤传输系统测试。前三个实验是光器件的原理及特性测试，第四个实验是搭建电话语音光纤传输系统。
在选用实验教材方面，选用的是LTE-GX-03A光纤通信实验箱配备的实验指导书，指导书对相关原理的介绍不够详细，实验操作步骤过于详细，学生在做实验的时候可能根本不明白其中的工作过程，但是只要按照实验步骤操作照样能得出正确的实验结果。这更加造成学生对实验课的不重视，课前不预习，做实验时不需要思考，上课不认真听讲，甚至有的同学上实验课时玩手机，下课抄袭实验报告，实验数据罗列到报告上，根本没有数据分析，达不到通过实验更好的理解相关理论知识的目的。
由于实验套数的限制，每次做实验只能进一个班，3～4人共用一个光纤通信实验箱，大部分同学做实验时应付，4个人中只有一个人做实验，其他同学等着抄抄数据，四个人的实验报告一模一样。从2007年到2014年连续8届学生的使用，实验箱一些模块（比如光发射机），做每个实验都要用到这个模块，学生在做实验是有时候操作不当，容易造成设备的损坏，实验箱配备的光功率计也是容易损坏的配件，光纤活动连接器由于连接时用力过大也容易造成损坏。这些器件的损坏使原来都很紧张的实验设备更加短缺，甚至影响实验课程的正常开设。
三、改革优化的思路
1.重视实验教学。光纤通信是一门实用性很强的课程，做好实验一方面可以加深对理论部分的理解，更为重要的是，通过做实验可以锻炼学生的动手能力，建立学生对光纤、对光发射机、光接收机、一些简单光器件的初步认识，培养学生学习的兴趣，光纤通信中介绍的很多内容可能同学们走上工作岗位马上就要用到。通信行业需要大量的人才从事通信系统的设计、建设、维护工作，如果学生从来没有接触过光纤通信的一些基本的原件、设备，应聘这方面工作的时候就处于劣势，所以为了提高毕业生的就业竞争力，拓宽就业途径，培养高素质的技术型人才，不仅老师同学们都有改变对待实验课的态度，老师要更新自己的知识，结合自己的科研成果，开发一些新的实验内容，引导学生认认真真的做好光纤通信实验。
2.优化实验设备。随着课程建设的发展，实验设备的数量不能满足学生的使用需求，2014年我院又从武汉凌特电子技术有限公司购进24套型号为LTE-GX-03E的光纤通信实验箱，该实验箱是在LTE-GX-03A光纤通信实验箱上改进而来，主要的变化是在03A光纤通信原理实验箱主板的架构上增加了光功率计和误码测试仪两大模块。光纤通信原理实验箱LTE-GX-03E包含以下模块：光功率计模块、误码测试仪模块、1310nm和1550nm光发模块、1310nm和1550nm光收模块、数字信号源模块、固定速率时分复用模块和解复用模块、变速率时分复用模块和解复用模块，2M接口模块、加扰和解扰模块、CMI编译码模块、PCM编译码模块、PCM时分复用及解复用模块、模拟信号源模块、眼图模块、电话接口模块、RS232模块、视频接口模块、液晶显示模块。可以做的实验共四十五个，包括：光器件认知实验八个、光发射机与光接收机实验十一个、模拟信号光纤传输系统实验三个、数字信号光纤传输系统实验四个、光纤综合传输实验十个、二次开发实验九个。这批设备大大满足了电子信息工程专业学生进行光纤通信实验，目前基本可以保证1～2人一台设备，让学生人人都有机会动手实验。这批设备可以做的实验数量也比较多，满足有兴趣的学生进行自我的开发设计，二次开发实验学生可以自己编写程序，写入实验箱，进行一些编码、扰码、复用等方面的软件设计和硬件操作，在近2年的毕业设计中我们安排了一些这方面的题目，取得了一些好的效果，学生也得到了很好的锻炼，做出了自己的一些作品。
3.优化实验教学内容。按照培养计划，光纤通信课程有8个学时的实验，开设有认知性、验证型和综合性共四个实验。认知型实验一个，实验题目是光纤活动连接器，实验目的是了解光纤活动连接器在光纤通信系统中的作用和了解光纤的各种性能参数。验证型实验两个，实验一是光发射机的特性参数测试，实验目的是理解半导体激光器的重要特性参数，掌握半导体激光器的P-I特性曲线的测试方法，掌握数字光发射机的消光比的测试方法，掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。实验二是光接收机的特性参数测试，实验目的是了解光接收机的灵敏度和动态范围指标要求，掌握光接收机的灵敏度测试方法，掌握光接收机眼图的观测方法。综合性实验一个，四路数据信号+两路电话光纤综合传输系统实验，实验目的掌握时分复用、PCM编码和波分复用的原理及实现方法。通过开设光纤通信的开放性实验，把设备利用起来，给学生更多的时间认识、研究、开发实验箱，会取得意向不到的结果。
4.优化实验考核方法。实验课程的考核是对学生们学习效果的检查和督促，对激发学生们的学习兴趣，端正整个班级同学的学习风气都有不可或缺的作用，因此，真实公正地对学生的学习情况进行考核至关重要。在具体的操作过程中从预习、实验操作、实验报告的撰写，需要把握好每一个环节。我们具体操作是这样是规定的，实验预习占实验总成绩的20%，要求写预习报告，写出实验目的、实验内容、实验仪器、实验原理以及实验步骤；实验操作过程占实验总成绩的50%，主要考察学生做实验过程的实验态度、操作规范以及得到的实验结果；实验报告占实验总成绩的30%，考查实验报告书写的规范程度、实验数据的处理是否正确，实验数据的分析是否充分合理，作图是否规范等。通过对实验前预习、实验过程中操作过程和实验结果的处理三个方面的综合考查，来端正和规范学生对实验课的态度，改变以前不重视预习、不重视实验操作，只交实验报告的应付态度，最终达到同学们都能对实验内容的掌握的目的。
四、结论
通过近几年对光纤通信实验课程的改革与探索，光纤通信实验条件得到了一定的改善，同学们学习光纤通信的学习积极性和对光纤通信课程的重视程度有了很大的提高，改变了过去实验课不预习、不动手、只交实验报告的应付状态，光纤通信实验教学的效果和质量明显提高，当然，要做好光纤通信实验教学的改革和发展，还需要我们付出长久的努力，有些方面还需要加强，比如，利用目前的实验条件，开设光纤通信课程设计，让学生自己查资料，设计实验内容，独立的发现问题并解决问题；还可以多开设光纤通信方面毕业设计，让学生进入实验室，利用现有的实验设备，开发新的实验模块和功能。
参考文献：
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关键词：电力通讯；自动化设备；工作模式
电力通讯包含的内容非常多，涉及到的专业也非常复杂。由于电网规模越来越大，电站的容量也越来越大，人们对电能质量要求也越来越高，这就需要电网能够迅速的调度，也就是通讯必须达到要求。为此，电力通讯设备必须实现自动化，以使各个设备能够进行更快度的通讯，这既能够达到上述要求，又有利于我国电网系统的建设的顺利完成，因此电力工作者必须关注电力通讯自动化设备应用与发展。
1电力通讯自动化设备
1.1载波通讯设备
载波通讯设备比较常见的就是载波机。目前电力系统中，所应用的载波机的类型有很多，每种类型的载波机不仅构成原理有很大的差异，各自的实现方式也有很大的区别。除了载波机外，音频架、高频架也是比较常见的载波通讯设备。运用载波通讯的过程中，若调度所与变电站之间相差非常远的距离，为了确保通讯质量，变电所与调度所会分别安装高频架、音频架，高频架与音频架需要使用音频电缆。两架安装完成之后，用户线会变得非常短，通信质量自然能够保证，而且也便于调整电平，对业务通讯网的构成也提供了方便。
1.2微波通讯设备
1.2.1收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道，频率变换过程是将信号的频率往高处变（群路信号变为微波信号），即上变频。在收信通道，频率变换过程是将信号的频率往低处变（微波信号变为群路信号），即下变频。
1.2.2终端机。微波通讯系统中，必须有复用设备作为终端机，其作用是：在发信端，将各用户的话路信号，按一定的规律组合成群频话路信号；在收信端，将群频话路信号，按相应规律解出各个话路信号。
1.3光纤通讯设备
1.3.1光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机各主要组成部分作用如下：输入接口：将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换：简称码型变换，将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号，并进行放大，均衡改善脉冲波形，清除码间干扰。定时再生电路：由定时提出和再生两部分组成，从均衡以后的信号流中抽取定时器，再经定时判决，产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构，单元框方式。不同速率下工作的光端机，单元框的组成情况也不同。
1.3.2光中继机。在进行长距离光传输时，由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50～60km的范围，155Mbit/s光端机的传输距离一般在40～55km的范围，若传输距离超过这些范围，则通常须考虑加中继机，相当于光纤传输的接力站，这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知，光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。
1.3.3数字通讯设备。一般来说，数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制，变成数字信号，再通过数字复接技术，将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送，以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程，还原成模拟的话音信号的一种设备。
2电力通讯自动化设备的工作模式
电力通讯设备存在的价值就是为了能够有效的传送与交换信息。尽管现代社会信息形式非常多，比如语音、文字等。但是无论那一类型的信息，所应用的通信系统都主要是由信源、信道、信号等构成，如果划分更加详细，则主要是由输入设备、交换设备、发送设备、接收设备等。
信源简单的说就是信息产生的来源，信息在未产生之前，实际上是非电信息，要将非电信息转化为电信息，这一过程需要相应的设备来完成，也就是输入设备。而信息转换的过程中，还需要交换设备，信息通过交换设备全部的进入到发送设备中，因此交换设备的性能与信息是否能够正常的传送直接相关。发送设备存在的价值就是将接收到信息进行有效的处理，比如滤波、放大等，以此保证信息能够符合信号传输条件，对信道进行经济合理的利用。上述提及的载波机发信部分，实际上就是发送设备。
信道简单的说，就是信息传输的媒介，信道主要有两类，分别为有线信道、无线信道。而信息传输的过程中，信号不可缺少，如果信号受到干扰，信息传输的质量将大受质量。信号的干扰源主要有两种，分别为内部噪音、无用信号，传输学者将两者集中一起，称之为噪声源。接收设备与发送设备、输出设备与输入设备，前两者与后两者有非常大的区别，作用截然相反，接收设备与输出设备主要是起到接收信息的作用，同时将这些信息完全的恢复到原始状态，最终实现通讯。
现阶段，我国的电力系统中，省局、网局已经具备了专用的通讯网，另外，我国各大城市跨省通讯干线已经开通，因此信息通信十分方便。光纤通讯是现阶段我国应用的最为广泛的通信网络。由于大电站、大机组等越来越多，而且电网规模也随之增加，对通讯技术要求也越来越高，因此电力通讯自动化设备更新换代的速度越来越快，更换周期也越来越短，一些比较高级的电力通讯自动化设备已经开始推广使用，比如数字程控交换机、卫星通讯、特高频通讯等。
结束语
综上所述，可知电力通讯系统是电力系统重要的构成部分，因此对电力通讯自动化设备展开研究，实际上，促进了电力系统的发展。通讯自动化设备有很多种，每种设备虽然起到的作用并不相同，但是工作模式基本上相同，即使存在着差异，也不明显，因此笔者在本文对此进行了集中的讨论。
参考文献
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