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《光纤导光原理》课堂教学设计

　　本文作者： 赵丽花
　　教学内容与教材简析本节课的教学内容以及在整个教材中的地位、作用、前后联系本节课的教学内容为校编教材《光纤与光缆》第二章第二节(光纤导光原理)。
　　《光纤光缆》是我们光纤通信专业的一门比较重要的专业课，既要求学生具有很强的动手能力(光纤光缆1，又必须具备一定深度的光纤理论知识．而本次课的内容则是光纤传光理论的重要内容之一，主要运用光学中的射线理论来解释光在光纤中的传光过程，既是对本章第一节内容的深化，也是为后续的第三章(光纤的特赵丽花(南京铁道职业技术学院江苏南京210015)摘要：教学设计是对教学目的、教学内容与学生认识水平的联结点科学、合理、巧妙的筹划与安排，并确定具体的教学过程与教学方法、教学手段的教学方案和计划。教学设计注重对教学对象学习情况的分析，并进而有针对性地对学生进行学法指导，充分体现“以学生为主体”的教学原则，提高课堂教学质量。本文以《光纤导光原理》课堂教学为例，给出教学设计的具体方案。性)打下一定的基础，所以本次课内容在光纤传光理论和光纤特性教学中起着承前启后的作用。教学重点、难点和关键本次课的教学重点是：突变和渐变光纤的导光原理。
　　因为射线理论是把光看作射线，用折射和全反射原理来分析在光纤中的传光过程，突变和渐变光纤的导光过程就是折射和反射在光纤中的应用，其他各部分的内容都是以此展开的。
　　本次课的教学难点是：突变和渐变光纤的传光路径。
　　其依据是：光在光纤中的传播是个相当复杂的过程，并非像我们想象的这么简单，其各种典型的传播路径也只能依靠同学们的空间想像能力，需用到空间几何等方面的知识，学生可能感到很抽象。
　　本次课的关键是：突变和渐变光纤的折射率分布结构。对于光纤导光原理来说，最重要的是了解它的折射率分布情况，因为不同折射率分布的光纤其传光原理是不尽相同的，其导光机理的根源在于光纤折射率的分布结构。教学目标根据本部分教学内容及特点，结合教材、大纲的要求以及学生的具体情况，制定如下的教学目标：知识目标：通过多媒体教学和学生对已有知识的掌握，在教师的启发和指导下充分调动学生学习的主动性、积极性，使他们在理解的基础上掌握三个层次的知识点：(1)突变、渐变光纤的折射率分布结构及特点(2)突变、渐变光纤的传光原理、传播路径(3)突变、渐变光纤的模式色散及色散对光纤通信系统的影响。能力目标：应用多媒体课件演示使学生对光纤传光具有形象、直观的了解，激发学生的空间想象力和学习兴趣通过课堂分析培养学生理解、分析问题的能力采用讲授与提问、讨论相结合的教学方法促使学生勤于思考、刻苦钻研。思想目标：培养学生勤于动脑的良好习惯，激发学生学习专业课的热情，使学生树立牢固的专业思想。教法分析课堂教学是多因素相互作用、相互制约的过程，只有恰到好处的方法组合，才能发挥1+1>2的效果。在本次教学过程中，针对学生的现状，根据不同内容，采用不同的教学方法，从而抓住了重点，同时加强了教与学的双边交流活动。对于光的折射、全反射理论，学生在前述课中已基本掌握，在本讲中它们是预备知识，采用“复习法”教学法，以使学生加深理解、融会贯通。对于重点内容、抽象的概念，如突变光纤全反射过程、渐光光纤的折射和全反射过程、突变和渐变光纤的子午光线路径、光纤的模式色散等则借助于多媒体课件，进行“形象化”教学，使复杂问题形象、直观，既便于同学理解，又激发学生的学习兴趣，增加空间想象力。对于学生通过认真思考能分析问题，则采用“点评式”的教学方法。
　　如在讲解突变光纤子午线路径后，各模式为什么不能同时到达光纤的另一端时，由学生回答，教师对学生的回答作相应的点评，这样不仅加强了教与学的双边交流活动，而且使教与学得到了紧密结合，学生能主动参与，调动了学生的主动性、积极性。对于难点，如突变、渐变光纤的斜射光线、螺旋光线路径问题，不是直接给出，而是留给学生讨论。用“讨论评论结论”教学法，使学生在课堂上有更多的时间去思考、分析、总结，这无形中提高了学生分析问题、解决问题的能力，既能活跃课堂气氛，又能加深学生对问题的理解。在整个教学过程中，充分利用了多媒体课件，既使重点得以讲清、难点得以突破，又使学生积极参与教学过程，调动了学生的思维，激发了学生的求知和欲望。教学对象分析对策本次教学的对象是光纤通信专业三年级学生，虽然学了较多的专业基础课，但整体基础不如以前学生，特别是对于专业课来讲，还是第一次接触，因此在专业课学习方法、学习技巧方面及综合分析、知识运用能力上相对薄弱。
　　针对这种情况，本次课在教学过程中设计如下对策(见表)教学现状对策对象学习缺乏主动性，采用多种教学手段，巩固专业思想，以激发学生学习积极性，引导学生在教学过程中的主动态度积极性。
　　性，把“要你学”变为“我要学”。学习基础普遍较因材施教，内容适当增减，重点使学生掌握基差，反应较础知识和基本技能，课堂上注意学生的学习反程度慢。应，及时捕捉学生的疑惑并加以解决。学习自学能力不引导学生在课堂学会要用耳、用眼，会听、会够，喜欢死记看，动手、动脑，会记、会思，做到知其然还要知方法硬背。其所以然，以达到知识的融会贯通和记忆。分析分析能力一根据多媒体课件演示，通过“点评法”让学生分析渐变光纤中的各种模式在光纤中传播时间能力般。为什么几乎相同。知识不善于运用、在理解了突变和渐变光纤的模式色散以后，提出归纳、整理所了“单模和多模光纤的特性”问题，让学生运用已运用学知识。学知识做出回答，来锻炼学生综合归纳的能力。《电子线路》课的分层教学初探全面实施素质教育，是我国迎接21世纪挑战，培养适应知识经济时代跨世纪人才的策略，特别是在职业学校实施素质教育尤为重要。
　　经过多年的实践探索，笔者在《电子线路》课的教学中，尝试了分层教学的教学策略，收到良好的效果。“分层教学”的可行性及其意义分层教学的理论依据分层教学的精髓是“因材施教”。
　　早在两千多年前，我国古代的教育家孔子就提出了育人要“深其深，浅其浅，益其益，尊其尊”即“因材施教，因人而异”的教学原则美国教育家目标理论创始人布鲁诺也认为，学生是具有独立人格、巨大潜能和个性差异的人，只要善于培养和提高学生的非智力因素，改善学生的兴趣、动机、情感、张英(鹤壁机电中专河南鹤壁458000)摘要：分层教学使职业学校实施素质教育成为现实。
　　本文阐述了“分层教学”的可行性、意义及在《电子线路》课的教学中实施“分层教学”的关键环节。注意力等，智力因素相对落后的学生同样可以取得好的成绩。这些都为我们实施分层教学提供了理论依据，也说明了在学科教学中实施分层教学的必要性。我们只要能把成绩和个性指标相近的学生分在一个层内，把教学目标分层化解为教学内容的安排、作业量的布置、思想情感的教育和学习方法的指导之中，好与差，快与慢这些学习特性是可以改变，学生的身心健康会有很大的改善，所以说“分层教学”是目标教学的重要手段。“分层教学”的理念“分层教学”的理念是教会全体学生，这也正体现了“以学生为本、以学定教”的原则，面向每个学生，面向学生的每个方面，让学生生动、活泼、轻松地学习，这也正是我们追求的教育理想境界。
　　原苏联教育家维果斯基的“最近发展区”理论认为：每个学生都存在两种发展水平，一是现有水平，二是潜在水平，它们之间的区域被称为“最近发展区”。教学只有从这两种水平的个体差异出发，把“最近发展区”转化为现有水平，并不断地创造出更高水平新的“最近发展区”，才能促进学生的发展，所以只要找出不同类型学生学习的“最课堂教学程序复习提问(5分钟)光入射到两种介质的界面时会发生什么现象?产生的全反射的条件?将学生的答案再用多媒体课件动态的演示，增强学生对知识的感性认识。新课引入(5分钟)提出设问：光在光纤中如何传播?从而引入光纤传光的两种理论：射线理论和模式理论，并简单解释这两种理论的依据和各自在分析光纤传光原理时的优势和缺陷，而后明确本次课的主题。新课讲授突变光纤的光纤折射率分布结构(5分钟)。从“突变”角度切人突变光纤的折射率分布特点，包括折射率表达式、折射率分布图、折射率大小范围，同时也涉及到了突变光纤的制造工艺，以拓宽学生的视野渐变光纤的折射率分布结构(5分钟)。有了突变光纤的概念，同学们自然而然就会想到其他折射率分布的光纤，因此,变态，当教师画出了它的折射率分布图后，交由学生分析其特点，充分发挥学生在课堂教学中的主体地位。并通过两种折射率分布结构的比较，使学生抓住了关键突变光纤的导光过程(运用课件)l、突变光纤的传光原理和子午光线的传播路径(20分钟)教法分析：从光纤端面进来的光是以各种角度入射的，有的进入到纤芯中传输，成为传输模有的进入到包层中传输，成为包层模有的辐射到光纤之外，成为辐射模，通过课件的一步步演示，很清楚地看到了在光纤纤芯传输的光在芯包界面必然满足全反射条件，则突变光纤是依靠全反射传光的原理一目了然，锯齿形子午光线路径非常直观、形象。因此课件的作用不仅方便了教师的讲解，还使学生在短时间里掌握重点内容。这里需要学生思考一下入射端面的和入射角与全反射之间在内的联系，为后面的内容作铺垫。2、突变光纤的模式色散(5分钟)教法分析：利用刚才的铺垫，提示学生注意观看多媒体的动画，然后提出问题：不同模式在光纤中的传播时间为什么不相同。在学生思考的同时逐步启发，找出结果。这部分内容在教材上没有，这里介绍主要是为了把抽象的“模式”概念形象化，使学生对后续内容有个感性认识。3、突变光纤中斜射光线(10分钟)这是本次课的一个难点，需充分发挥学生的空间想象力，以最简单的螺旋光线(斜射光线的特例)为例，交由学生以讨论的方式处理，鼓励同学勤动脑筋、刻苦钻研。渐变光纤的导光过程(运用课件)(25分钟)该部分的教学过程与突变光纤基本相同。
　　只是在分析传光原理时，渐变光纤的折射率分布可看成梯度型，采用的是数学上的一种无限近似法，这一点有必要跟学生讲明白。
　　知识归纳(5分钟)采用归纳对比方法，总结突变和渐变两种光纤的传光原理、传光路径、模式色散异同点。布置作业及思考题(5分钟)思考题：单模和多模光纤的特性?(提高学生归纳、运用知识的能力)(1)简述突变光纤和渐变光纤的传光原理并画图分析?(2)突变和渐变光纤的折射率分布有何特点?附：板书设计二、突变光纤的导光过程一、突变和渐变光纤的折射率分布1、突变光纤的传光原理和1、突变光纤的折射率分布结构子午光线路径讯一睁{：耋。2、突变光纤的模式色散3、突变光纤的斜射光线三、渐变光纤的导光过程2、渐变负1、渐变光纤的传光原理和7，L。r子午光线路径2、渐变光纤的模式色散3、渐变光纤的斜射光线n。思考题及作业n(Ln’卜2赳乒a”2：。a为纤芯半径：d为折射率分布系数(本文责任编辑：戴红)一传№做惮衙烷一旧旧忙一怛挫做一情一懦一院l墨。
　　本文《《光纤导光原理》课堂教学设计》 --- 作者： 赵丽花