基于新一代信息技术的光通信技术课程改革

摘  要：新一代信息技术为国务院确定的七个战略性新兴产业之一，而光通信技术作为全球新一代信息技术革命的重要标志，已成为现代化通信中非常重要的支柱。新一代信息技术，不只是指信息领域的一些分支技术，如光通信、集成电路、计算机等的纵向升级，更主要的是指信息技术的整体平台和产业的代际变迁。为适应这一挑战，光通信技术课程正在经历一场新时代的改革，课程改革是适应通信技术领域快速发展的必要措施，也是培养高水平专业人才的重要手段。结合上海理工大学的实际授课情况，该文讨论在新一代信息技术革命背景下，如何提高光通信技术课程的质量和实践教学。

关键词：新一代信息技术；光通信技术；课程改革；教育创新；科技引领教学

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）10-0144-04

Abstract： The new generation of information technology is one of the seven strategic emerging industries identified by the State Council， and optical communication technology， as an important symbol of the global new generation of information technology revolution， has become a very important pillar of modern communication. The new generation of information technology not only refers to the vertical upgrade of some branch technologies in the field of information such as optical communication， integrated circuits， computers， etc.， but more importantly refers to the overall platform of information technology and the intergenerational change of the industry. In order to adapt to this challenge， the course of Optical Communication Technology is undergoing a new era of reform， which is a necessary measure to adapt to the rapid development of the field of communication technology， and an important means to train high-level professionals. Combined with the actual teaching situation of the university of Shanghai for Science and Technology， this paper discusses how to improve the quality and practical teaching of the Optical Communication Technology course under the background of the new generation of information technology revolution.

Keywords： the new generation of information technology; the Optical Communication Technology; curriculum reform; education innovation; technology-driven teaching

“十四五”时期，是信息化进入加快数字化发展、建设数字中国的新阶段。习近平总书记指出：“信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇。我们必须敏锐抓住信息化发展的历史机遇。”党中央、国务院高度重视新一代信息技术产业发展，2022年9月份在以“大力发展新一代信息技术产业”为主题的“新时代工业和信息化发展”系列主题新闻发布会中指出新一代信息技术产业是国民经济的战略性、基础性和先导性产业。此外，在世界范围内新一轮信息技术革命和产业变革的加速进行，将同我国加快转变经济发展形成历史性交汇，我国经济发展进入新常态[1]。大力发展新一代信息技术，不断催生出新技术、新产业、新模式和新业态，这些对工程学科的发展和工程科技人才的培养提出了更新更高的要求。

新一代信息技术赋能下的新工科建设是我国高等工程教育对未来发展的崭新思维和深度思考，是对科技革命和产业革命的积极回应，是深化高等工程教育改革的必然路径[2]。党的十八大以来，高等工程教育改革加速发展，目前已建成了世界最大规模的工程教育体系，在校总人数占全球所有本科生的34%，全球工程教育总规模的35%。2023年2月教育部等五部门关于印发《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方案》的通知中指出：主动适应产业发展趋势，主动服务制造强国战略，围绕“新的工科专业，工科专业的新要求，交叉融合再出新”，深化新工科建设，加快学科专业结构调整。对现有工科专业全要素改造升级，将相关学科专业发展前沿成果、最新要求融入人才培养方案和教学过程。

新一代信息技术赋能下新工科光通信技术是信息传输领域的重要组成部分，在互联网、云计算、物联网和5G（第五代移动通信技术）等领域，光通信技术都发挥着关键作用。在新工科改革的背景下，为适应新一代信息技术发展，服务并合理利用新一代信息技术产业，包括光通信技术等工科课程的学习都应当进行新时代改革，应尽可能把理论技术和实践结合起来，通过项目实践学习原理和技术，进一步让原理和技术反哺于社会实践产业，从而培养学生的创新思维和创新能力。教育部高等教育司2023年工作要点中就提出推动高等教育体制机制创新和高质量发展，加强基础学科人才培养并着力造就拔尖创新人才。因此，具备光通信知识和技能的专业人才成为了各行各业都争相追求的目标。

一  课程新时代下的现状与改革必然性

为了更好地应对我国在高速发展和快速变化的世界科技与经济格局中的角色变换，国家及时调整战略并提出一条全新的具有中国特色的工业化道路，为建设一个创新型、创造型的科技强国和人才强国的目标提出了一系列战略规划：2010年6月，教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”，主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来，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，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力。2016年我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》，标志着我国的工程教育质量标准得到了国际许可，使我国的工程教育进入全球工程教育的“第一方阵”。2017年国家开始全面推进新工科建设工作，建设目标是建设发展新兴工科，持续深化工程教育改革，培养德学兼修、德才兼备的高素质工程人才，并以“五个更”，即更加注重理念引领、更加注重结构优化、更加注重模式创新、更加注重质量保障和更加注重分类发展的思想进行更为深层次的工程人才培养和学科专业建设，使我国的高等工程教育能够实现变轨超车直至领跑，打造世界工程创新中心和人才高地。其中认为学与教、实践与创新创业、本土化与国际化是三个关键任务。提出新工科必须突破现有的工科界定，重视经济、法律、新闻和医学等其他非工科门类学科对工科的介入渗透，通过预测未来人才市场需求，进行现有专业的改造升级建设[3]，从而实现现有学科专业的调整和完善的策略。

随着科技和时代的发展，光学工程相关知识和技术正在不断开发并应用到各种领域上，光通信技术已然成为信息社会的重要支柱和基础设施之一，支撑着互联网、手机通信、有线电视、数据中心和云计算等各个领域的运作，并对全球的未来科技发展起到了越来越关键的作用。而近年科技的突飞猛进，更使光通信及其相关知识不断渗透到多个领域，形成大量新的交叉学科产生许多全新的应用，使光通信及其相关技术成为科技和教育普遍关注的重要专业内容。近年来国家在高等教育改革推进方面的一系列举措，快速有力地扭转了高等教育教学中的盲目性和单一性，不同层次的高校根据自身的特色卓有成效地开展了人才教育与培养的改革，使我国的本科教育在培养适量基础型人才、学术型人才的同时，着力培养多规格、多样化的工程应用型人才[4]。而多规格、多样化的新型、复合型、工程应用型人才是我国高等教育面临的重点和难点。作为一门重要的专业基础性课程，目前电子信息大类下辖多个专业都在本科阶段就开设了光通信技术类课程，并顺序延伸到了硕士和博士阶段，成为多个专业的核心课程。由此，积极配合和响应国家对高等工程教育的长远规划是高校未来教育改革和发展的重心。上海理工大学（以下简称“我校”）光电信息科学与工程专业正是在这样思路的引领下，不断对专业的培养方案和课程实施等方面进行大幅度改革，并于2013年成为全校率先通过德国ASIIN认证的专业，2015年加入了“卓越工程师教育培养计划”，又于2017年顺利通过了《华盛顿协议》认证。在整个发展历程中，通过向国内外高水平学校的取经和学习，不断对专业培养计划、培养方案、课程体系、课程授课、课程考核和学生情况跟踪等多个方面进行了大力改革。尤其是课程体系通过对国内外高水平学校的学习和参考，对以往的课程体系进行认真的梳理和较大幅度的改革。

为了更好地将光电相关专业与现代科技发展、现代信息相关产业的发展相适应，各高校普遍将光通信技术课程列为电子信息大类下辖多个相关专业的专业核心或专业基础课程。该课程的基本目标要求掌握光通信技术的基本知识、基本原理、基本应用技能等，对学生深入学习、应用各种光通信技术、器件，以及在相关领域进行拓展和应用至关重要。以往该课程教学内容主要以课堂上书本理论教学为主，教学手段也主要采用课件和板书投影配合现场讲解开展。存在教学手段上不够丰富，教学内容的新颖性上相对滞后等明显问题，已经不能满足高速发展的科研或产业领域需求，特别是在面对新一代信息技术的高速发展时显得尤为不足够。鉴于以上原因，需要对光通信技术课程进行全面改革，明确新的教学目标，优化课程内容，实施新的教学手段，以增强教学效果，适应现代通信技术的发展[5]。

光通信技术是我校光学工程专业的核心课程之一。学生在学习光通信技术课程之前已经接受过光学和电子通信相关的基础教学，但光通信技术同时还会涉及很多其他领域知识和一些精密的光电器件，是一门相互交叉融合的课程，对于学生来说陌生且抽象[6]。对于学生而言，前期的学习可能存在对于前导课程相关知识的侧重不同，在课程教学中出现认知水平层次不一。另外受限于部分前导课程的实验条件，如半导体工艺制备课程，其涉及到的半导体加工设备较为昂贵，很难让学生系统地在相关的仪器上实验操作，并接触到现在先进的实验成果和实验理论。针对当前的主流技术，学生仍停留在简单认知状态，缺乏对前沿知识的了解，从而会影响光通信技术部分教学内容的开展，例如先进光波和光通信技术系统、全光信号处理和数字光通信技术系统等的关键技术的深入了解及研究[7]。

此外，光通信技术自身也是一项发展迅猛的技术，新的光学器件、协议和通信标准不断涌现。光通信技术课程的内容也应该与时俱进，紧跟前沿技术进行拓展[8]。尤其要结合新一代信息技术，特别是应解决专业课程之间知识点重复、内容陈旧、没有引入最新知识前沿和最新技术讲解等问题，切合现有的技术发展去剖析相关的知识，为学生提供创新的想法。当前，前沿技术发展迅速，最新科研成果迅速迭代，学生自我学习很难把握领域内的发展进度，无法获取最新的科研方向，需要在课程中灵活增加相关内容。