（三）高度重视实践环节
“纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行”，凡事都要通过实践才能有所提高。我们的学生常常有这样的体会：在课堂上老师讲解、演示的编程方法和过程非常容易理解，感觉自己已经掌握了，可是一到上机实际操作时，就会出现许多这样那样的问题。针对这种情况，我们对上机实践环节高度重视，在非常有限的学时中安排了46个上机学时，让学生有机会亲手实践。
为了让学生在上机实践过程中真正有所收获，我们采取的方法是预先布置上机实验的具体程序设计任务，并要求学生提前做好必要的准备工作：结合相关教学内容确定编程思路和具体实现方法。这样就能充分利用好上机学时，及时发现问题，并采取“普遍问题集体辅导、个别问题单独辅导”的方式解决问题。另外，我们还要求学生在上机实验报告中重点描述程序设计思路和实现方案的确定过程、实验中遇到的问题和解决方法及自己的心得体会，通过这样的“反刍”过程帮助学生真正消化并吸收所学知识。
四、改进考核方式，科学公正地评价学生成绩
结合课程特点选择合适的考核方式，不仅能够客观、公正地评价学生的学习成绩，检验课程的教学效果，而且可以在很大程度上激发学生的学习热情和兴趣，也有助于教师及时发现教学中存在的问题并加以改正，从而不断提高课程的教学质量。
“Visual C＋＋程序设计”课程具有很强的实践性，传统的闭卷考试中填空、选择、问答等命题形式无法考查学生对“可视化”编程技术的理解、掌握情况和实际的编程能力，而上机考试的形式受时间、场地、设备等条件的限制也不太可行，因此我们采取了开放式的考核方式：要求学生以“大作业”的形式，综合运用所学知识设计完成一个功能相对完善的Visual C＋＋程序，提交程序源代码并写出完整的程序设计报告。
为了充分发挥学生的想象力和创造性，我们没有限定具体的程序设计任务，而是允许学生根据自己的兴趣爱好和所学专业设定程序功能，这不仅能够最大限度地给予学生自由发挥的空间，而且可以避免部分学生照搬他人成果，不劳而获的问题。
程序设计报告是我们评定学生成绩的主要依据，其内容应包括程序功能描述与分析、编程思路的确定、编程方案的设计及具体实施过程、程序运行结果的分析及对程序的改进方案等。这些内容可以比较准确地反映出学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，从而对学生的学习成果做出科学、公正的评价。
另外，我们还鼓励学生在报告中写出自己在课程学习过程中的心得体会及对课程教学各环节的意见和建议，为进一步完善后续的教学工作起到重要的参考作用。
五、结束语
在面向通信工程专业学生开设的“Visual C＋＋程序设计”课程教学中，我们对如何切实提高课程的教学质量进行了有益的探索和实践。俗话说“台上一分钟，台下十年功”，要想打造一门高质量的课程，教师既要发自内心地热爱并投入教学工作，又要深入研究教育教学的规律和艺术，同时不断提高自身的专业水平和综合素质。“质量工程”任重而道远，我们将继续努力进行更加深入的探索和研究，不断提高课程的教学质量，让我们的课程越来越精彩，越来越受学生的欢迎。
参考文献
［1］教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求（试行）．北京：高等教育出版社，2006.
［2］黄维通畅Visual C＋＋面向对象与可视化程序设计（第2版）．北京：清华大学出版社，2003.
［3］周明儒.谈谈如何搞好课堂教学.中国大学教学，2007（3）．
［4］毕志伟.教学手段升级谈.中国大学教学，2007（4）．
关于光波导模式理论内容体系与教学要点的思考
陈根祥
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：本文在总结多年教学实践和对当前光纤和光波导理论教学现状进行分析的基础上，根据现代光纤和光电子器件技术发展的需要，对光波导模式理论所应当包含的内容体系与教学要点进行了分析和探讨。同时介绍了作者结合当前光纤与光子器件领域的研究前沿实施案例教学过程中的一些典型案例及其在模式理论教学中的意义和作用。
关键词：模式理论 光纤技术 案例教学
一、引言
光波导模式理论是针对具体的波导折射率分布结构求解电磁场波动方程得到一系列线性独立的电磁场分布形态，并对这些电磁场形态的传输特性、时空属性和技术应用等问题进行分析的理论体系。每一种电磁场分布形态称为光波导的一个模式。
光波导模式理论是光纤及一切光导波器件技术的重要理论基础，也是“光纤技术基础”和“光波导理论”等专业基础课程的教学难点。对光波导内电磁场模式及其基本性质的深刻理解和掌握对于进一步学习光纤传输理论、光波导的各种近似分析方法、波导间光耦合问题、非线性传输问题和其他各种光导波器件具有非常重要的作用。因此，模式理论也是光纤和光波导理论教学的核心内容之一。
光纤通信技术是一门发展十分迅速且正在经历以密集波分复用和网络全光化为标志的深刻变革，因此与传统的基础理论课程不同，“光纤技术基础”课程具有鲜明的基础性、时代性和前沿性特点，其课程内容体系需要根据光纤技术的发展趋势不断加以发展与完善。本文根据目前光波导模式理论教学的现状及现代光纤和光电子器件技术的发展和培养创新型人才的需要，对光波导模式理论所应包含的内容体系和教学要点进行了分析和思考。在此基础上，对结合光纤技术前沿研究热点进行案例教学的一些典型案例进行了介绍。
二、模式理论的教学要点
在绝大多数教科书与实际教学当中，关于光波导模式理论的论述与教学都把如何针对具体的波导结构求解电磁场波动方程、导出模式特征方程与场型结构并进行模式截止特性分析作为整个模式理论的核心和教学的重点。根据作者多年的教学与科研实践，为了促进学生对光波导模式理论基本科学思想和理论体系的深刻理解，提高学生的学术素养和创新性思维能力，除上述基本内容外，光波导模式理论的教学要点还应当包括下述5个基本的方面。
（一）对称性与模式分类原则
光波导结构的对称性及其与模式分类方法的关系问题在通常的教材和教学过程中常常被忽略，而事实上对波导结构对称性的分析及与此相应的模式分类最简单性原则正是模式理论最基本的物理思想与出发点，对于培养学生应用分析手段解决复杂科学问题的能力具有重要的启迪作用。因此，光波导的对称性及相应的模式分类方法应当作为模式理论教学的一个重点进行启发式讲授，例如，可以针对一维波导和圆对称光纤的情况，让学生自行尝试教材和课堂教学以外的其他模式分类方案对问题重新进行开放式的思考与分析。
（二）光波导本征值问题及其数值化
本征值问题是物理学和工程技术领域常常遇到的一大类科学问题，也是现代数学理论的一个重要组成部分。学生在学习光波导模式理论之前可能并未深刻接触这类问题的本质及其技术应用，而光波导模式理论则是一个典型的本征值问题。因此，在光波导模式理论的教学过程中应当对本征值问题的普遍性质适时进行归纳，注重知识的提炼与升华，使学生对模式特性的认识上升至一个较高的层次。
随着微型计算机功能的日益强大，数值方法已经成为解决工程实际问题与科学研究中必不可少的重要手段。光波导本征值方程的数值化方法及其具体应用的教学既是技术发展的需要，也是模式理论实践性教学与研究式教学的重要组成部分。另一方面，通过本征值方程数值化还可以使学生认识到算符本征值问题与矩阵本征值问题在本质上的一致性，在提高其应用数值方法解决实际工程技术问题的能力的同时，实现对知识的贯通与融合。
（三）传导模、辐射模与泄漏模
传导模是指能够被波导约束并在波导中传输的横向局域化电磁场形态，辐射模则是指那些不能被波导约束的弥散性电磁场形态。传导模和辐射模分别对应于本征值问题的束缚态分立谱解和非束缚态连续谱解，二者共同构成波导内电磁场的一个完备集。
泄漏模本身并不是波导内电磁场完备集的正式成员，因此模式理论教学中一般并不涉及。但泄漏模在某些特殊结构波导中真实存在，其传输特性介于传导模和辐射模之间，是分析和解决特殊光波导结构中电磁场传输特性问题的一个有力工具，也是光波导模式理论灵活应用的一个典型案例。近年来，泄漏模在各种光波导和光电子器件中的应用正受到国际光子技术领域愈来愈多的重视。因此，在光波导模式理论的教学过程中应当包含泄漏模与传导模和辐射模的关系及其具体技术应用的内容。
（四）模式的正交性、完备性与稳定性问题
模式的正交性与完备性是光波导内模式的最基本空间性质，但在以往的模式理论教学中也没有受到应有的重视。而事实上，模式的上述性质是应用模式理论解决实际问题的根本出发点，应当作为模式理论的重点内容进行教学。但是对模式正交性、完备性与稳定性问题的学习需要具备一些较为艰深的数理基础知识，其教学存在一定的难度，尤其是模式的完备性问题。在学生不具备相关数理基础的情况下，如何进行这一部分内容的教学是一个值得认真加以研究的问题。
（五）微扰理论
微扰理论是解决复杂系统本征值问题的通用性重要技术手段，在光波导模式理论中占有重要地位，是分析复杂波导结构传输特性、耦合模理论和非线性波导传输问题的重要基础。
事实上，微扰理论是在实际研究工作中应用最为广泛的技术手段之一，是连接基本理论与实际应用的桥梁和纽带。通过光波导微扰理论的学习，可以使学生深刻体会微扰论中所蕴涵的科学思想与研究方法，对于增强学生自主解决科学技术问题的能力具有重要意义。
三、模式理论的案例教学
如何应用所学知识去解决实际中碰到的各种科学研究与工程实际问题应当是教学过程中必不可少的重要组成部分。这对于学生深入领会相关问题的含义与实质，激发学生的学习兴趣，培养创新性思维能力，适应当前技术发展的需要和学以致用等方面都是十分必要的。
“光纤技术基础”作为一门具有鲜明时代性与前沿性的专业基础课程，在光波导模式理论的教学过程中，结合当前研究热点问题实施案例教学是实施研究性教学方法的重要环节。
下面是模式理论教学中一些较为典型的案例。
（一）耦合波导结构与光交换技术
耦合波导结构虽然是最简单的光导波器件之一，但随着近年来通信网全光化进程的加快，对各种可动态调谐耦合波导结构的研究成为光交换技术研究的一个重要方向。因此，对耦合波导结构的基本理论和实施技术进行教学不仅有助于学生进一步体会学习模式理论的重要意义，而且能够使学生了解当前光子技术的研究前沿。
（二）波导端面的光耦合问题
波导端面光耦合问题是对模式正交性和完备性最为全面的应用，是使学生深入和全面地理解光波导模式正交性和完备性的最佳教学案例。同时，端面光耦合技术也是当前光子集成和光纤到户（FTTH）等热点技术领域的重要研究课题。
（三）布拉格光栅技术与光学滤波
布拉格光栅技术在分布反馈激光器（DFB）、分布布拉格反射激光器（DBR）和光纤光栅器件等光电子器件研究领域中有着重要的应用。尤其是近年来以取样光栅技术为基础的多波长激光器和多波长光学滤波器在密集波分复用通信系统和网络中的应用受到了广泛关注。
四、结语
本文根据光纤技术发展的现状与趋势及研究性教学的需要，对如何完善光波导模式理论的内容体系和教学要点进行了探讨。同时，对结合当前光纤技术领域的研究热点问题实施案例教学的重要性进行了分析，给出了对于模式理论教学有重要意义的一些典型案例。
EDA课程教学的思考
袁小龙
（北京交通大学电子信息工程学院电子工程系，100044）
摘要：根据本人几年来从事EDA 教学的实践，从教材、学生、教与学和社会需求方面论述了EDA 教学中目前存在的问题和自己的认识。在教学过程中正在尝试解决某些问题，其他问题的解决还需要进一步探索。
