虛擬實驗對光纖通信技術(shù)實踐教學的應用論文
1前言
高職教育就是要培養(yǎng)過硬的實踐技能，培養(yǎng)一技之長，實現(xiàn)就業(yè)零過渡。通信事業(yè)日新月異，《光纖通信》作為通信專業(yè)主干課程，近年來也得到了長足發(fā)展，培養(yǎng)學生操作能力，掌握光纖技能對于培養(yǎng)高級應用型通信人才有十分重要的意義。光纖通信實踐教學中使用的光纖熔接機和OTDR（光是域反射計）等儀器設(shè)備都比較昂貴，技術(shù)又更新很快。一般院校不會配置很多，這些設(shè)備相對學生數(shù)量而言是遠遠不夠的，那么人均學生實踐時間就更少了。使用虛擬實驗輔助實踐教學可以提高設(shè)備使用效率，實現(xiàn)更好的教學效果。
2虛擬實驗
虛擬實驗是通過利用計算機輸入操作，在計算機上用各種設(shè)備模擬虛擬的儀器代替實際操作中的實驗儀器設(shè)備，再按照實驗目的，原理和所需實驗儀器組裝成一套虛擬的完整的實驗系統(tǒng)，并在此系統(tǒng)上進行實驗操作和完成實驗[1]。我們選用了Flash制作矢量圖和動畫、用Javascript腳本實現(xiàn)交互，dw編輯網(wǎng)頁。制作好的課件安裝在服務器，學生在機房里可以通過網(wǎng)頁進入虛擬實驗操作虛擬儀器，完成實驗[2][3]。建立基于網(wǎng)絡(luò)的.虛擬實驗室，用虛擬實驗配合實驗教學不僅可以降低實驗成本，還可以提高學生的動手能力和教學效果。以下以光纖的熔接課程為例，具體過程如下：所需設(shè)備，工具，材料：光纜熔接機，光纖切割刀，光纖剝線鉗，酒精泵，脫脂棉（或無塵紙）第一步：去涂覆層——光纖開剝?nèi)サ敉扛矊影ㄈサ舳瓮扛矊?尼龍)和一次涂覆層(硅樹脂)。去掉二次涂覆層可使用光纖剝線鉗等工具。一次涂覆層和光纖結(jié)合得較牢固，采用機械方法剝離很困難，也容易損壞光纖，所以采用浸透無水酒精或丙酮的紗布（棉球）多次擦拭的方法，如果涂覆層去除不干凈會影響光纖切割時端面效果。剝除光纖涂敷層長度大約35mm—50mm。圖1光纖熔接課程主界面圖2光纖熔接過程第二步：光纖切割光纖的接續(xù)，其關(guān)鍵在于光纖端面的制備。光纖端面平滑，沒有毛刺或缺陷，熔接機很容易接受確認，并能做出合格的接頭，若光纖端面不合格，熔接機會拒絕工作，或者接頭損耗很大。切割光纖時，使用端面切割刀要做到切割長度準、動作快、用力巧，確保光纖是被拉斷的；取出光纖時，確保端面不碰傷，要避免光纖碰到任何物體。使用切割刀切割光纖時，約保留16mm左右。切割機價格昂貴，要嚴格按照規(guī)程來操作。第三步：光纖接續(xù)熔接前光纖的處理對熔接損失值有直接影響，因此熔接前必須留意光纖端面是否切割良好、V型槽是否干凈。纖熔接機能自動推定光纖端面位置，自動對芯熔接，通過垂直和水平攝像機畫面，可以從兩個方向觀察光纖的對芯和熔接情況。熔接完成后，熔接機通過圖像根據(jù)芯軸偏差和傾斜角度估算出熔接損耗，然后在屏幕上顯示出來。
光纖接續(xù)虛擬實驗的三種模式：
演示模式：按操作步驟演示，并配有語音和文字講解和操作注意事項；2.手把手教學：學生按步驟操作，點擊提示時可以單步演示；
3.操作模式：學生按步驟操作，沒有講解提示，如果操作錯誤或操作位置不正確則會提示錯誤信息。比如光纖切割時長度不規(guī)范時會提示：“切割長度不規(guī)范應該是16mm左右，請注意V型槽上的刻度！”直到光纖放置到正確位置。
3結(jié)論
學生在虛擬平臺上練習，掌握后再使用設(shè)備操作，虛擬實驗與真實實驗相結(jié)合，可以提高實驗教學的效果，提高效率。光纖虛擬實驗不僅每年輔助完成學院通信及相關(guān)專業(yè)的實驗、實訓和光纖技能鑒定，同時也是我院省級精品課《光纖通信精品課程》中的一部分。經(jīng)過多年的使用感受如下：
1．變相增加設(shè)備數(shù)量，節(jié)省資金
2．有助于培養(yǎng)學生的實驗技能，提高學生興趣
3．有利于學生快速熟悉操作步驟和注意事項，規(guī)范動作。
4．可以減少學生分組實驗等待的時間，更有效地利用設(shè)備
5．減少設(shè)備使用損耗，節(jié)省維護費用
6．光纜現(xiàn)場的施工教學場景如果用Vr（虛擬現(xiàn)實）實現(xiàn)，效果更佳。
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