【华科大金课】柯昌剑:光纤通信技术
发布时间:2024.11.13

来源:光电信息学院 编辑:刘雪茹 浏览次数:

一、课程简介


《光纤通信技术》是华中科技大学光电信息科学与工程专业的核心课程。目前授课对象主要是大三学生,每年修读人数在200人以上。《光纤通信技术》已开设有30多年的历史,经过几代教师的传、帮、带,分别于2009年和2013年入选为国家级精品课程和国家级精品资源共享课。


《光纤通信技术》主要研究如何使用光波在光纤中传输信息。课程旨在让学生熟悉光纤通信系统的基本组成和各部分工作原理,掌握提升系统传输容量的方法,具备使用先进仿真软件进行系统设计与开发的能力。在此基础上,培养学生的系统观、工程意识和创新思维,同时对学生的价值观进行积极引导。


二、课程负责人及团队


课程负责人柯昌剑,现为华中科技大学光电信息学院二级教授,国家级高层次人才。柯昌剑长期从事光网络与光通信相关的教学和科研工作,是国家级一流本科课程“光纤通信技术”负责人、国家教学成果二等奖主要完成人(排名第2)、宝钢奖优秀教师、“挑战杯”国赛一等奖作品指导教师,获国家技术发明二等奖(排名第2)、庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章、日内瓦国际发明展金奖(排名第1)等荣誉与奖励,担任有中国高教学会教学研究分会常务理事、中国光学学会光学教育专委会副主任委员等学术兼职,是国家优秀教材奖、国家教学成果奖、国家教师教学创新大赛等重要奖励和科技部、教育部相关人才计划的评审专家。


课程负责人柯昌剑在授课


课程教学团队由张新亮、崔晟、余宇、徐竞、张驰等任课教师组成,全部具有高级职称、博士学位和海外学习交流经历。团队成员长期从事光纤通信相关的科研和教学工作,具有良好的学术影响力和较丰富的教学经验,其中有国家级人才3人(张新亮、柯昌剑、余宇)、教育部电子信息类光电分教指委副主任委员1人(张新亮)。


课程教学团队在集体备课

三、课程建设理念与举措


在知识体系构建上,《光纤通信技术》突出“如何提升光纤通信系统传输容量”这条逻辑主线,重点从光信号的产生、光信号在光纤中的传输、光信号的探测与恢复等三大部分来编排相关章节。在此基础上,各部分再以系统需求、核心器件、关键技术等不同层次来逐一展开知识点。


在教学内容组织上,《光纤通信技术》兼顾基础知识和学科前沿。团队成员结合自身科研工作,近年来陆续新增了高级调制格式与多维复用方式、多芯光纤、高非线性光纤、相干探测与数字信号处理等反映最新研究进展的教学内容。


在教学方法选择上,《光纤通信技术》着力促进教师课堂讲授和学生课外自主学习的紧密结合。在课外设计实践环节,学生使用具有世界领先水平的光纤通信仿真软件VPI,通过团队(3到4人)合作,自主完成无标准答案的开放式课题。


 

部分学生课外自主学习作品


在教学资源建设上,《光纤通信技术》使用Fiber-optic Communication Systems、Optical Fiber Telecommunications等英文原版教材作为主要参考书。课程教学团队还自编有《光纤通信原理与技术》《VPI光纤通信仿真基础性实验指导书》等多本中文讲义以及中英文课件。针对学生课外自主学习的需要,同时还建成了包含有50余个短视频、总时长近500分钟的慕课。


《光纤通信技术》慕课


在教学目标达成上,《光纤通信技术》重视育人功能的充分发挥。结合典型案例,积极开展课程思政建设,努力培育学生锲而不舍、勇攀高峰的科学精神,积极引导学生树立科技报国的远大志向。


四、课程建设成效及推广应用情况


《光纤通信技术》实现了知识、能力与育人目标的有机融合。课程从知识体系构建、解决问题能力提升以价值观引领等三个层次进行全局性设计,确保了课程教学效果;推动了高水平科学研究向高质量课程教学的有力转化。课程从课堂教学内容调整、课外设计实践课题设置以及教学环境和资源建设等方面着手,将科学研究动态、研究成果和研究条件深度融入到课程教学中;探索了“教师中心”向“学生中心”的逐步转变。引入课外设计实践环节后,增加了课程的挑战度。学生通过开展自主性学习、探究性学习和合作学习,锻炼了解决复杂问题的能力,同时也培养了系统观、创新思维和团队合作精神。


《光纤通信技术》作为光学与电子信息学院暑期学校的重要课程之一,近年来已面向来自华南理工大学、北京邮电大学、武汉理工大学、长春理工大学、中国科学院光电技术研究所、长飞光纤光缆股份有限公司等70余家高校、科研院所和企业的学习者进行了授课,取得了良好的社会反响。


课程教学团队部分成员作为主要完成人获国家教学成果一等奖


2018年,“融合产业学科优势,基于‘一课三化‘举措,推进光电专业创新人才的培养”获国家级教学成果一等奖。《光纤通信技术》的教改成果是其重要组成部分之一,多位课程团队成员是该获奖项目的主要完成人。2023年,《光纤通信技术》入选国家级一流本科课程。

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