辯證法在《光纖通信》教學中的運用

彭小平　李剛　 羅倩倩

摘要：本文首先強調了辯證法在教學工作中的重要性。然后運用辯證法的基本理論和基本方法重點探討了辯證法在《光纖通信》教學中的指導作用，并揭示了辯證法在實踐活動中的重要意義。

關鍵詞：辯證法;光纖通信;教學

一、引言

當今社會是一個高度信息化的社會，“通信”無所不在，那么，作為一名高校通信專業教師，如何提高教學質量，培養符合時代要求、具有創新精神和創新能力的通信專業人才是擺在我們面前迫切需要解決的問題。其中，最重要的是要求教師學習和掌握馬克思主義世界觀和方法論，并融于教學體系之中用來指導教學，把辯證法的理論貫穿整個教學的始終，對大學生進行科學的世界觀和方法論教育，培養他們學會運用馬克思主義的立場、觀點、方法分析和解決通信專業課程學習中的實際問題。因此，通信專業教師研究和掌握馬克思主義辯證方法在通信課程教學中的應用，是非常必要的;同時，培養學生的辯證思維能力，掌握唯物辯證法的分析方法也是通信課程教學的目標和任務之一[1]。

各門具體科學研究各個物質運動領域的特殊規律，唯物辯證法研究事物聯系和發展的最普遍的本質，揭示支配自然、社會和人類思維的最一般的發展規律[2]。唯物辯證法的理論內容極為豐富，其體系是由一系列基本規律和基本范疇構成的，本文主要討論質量互變規律、對立統一規律及其在《光纖通信》教學中的具體運用。

二、辯證法在《光纖通信》教學中的具體運用

《光纖通信》教學中的辯證法是《光纖通信》教學的方法論基礎，是馬克思主義世界觀和方法論在《光纖通信》教學中的具體運用，是辯證唯物主義基本原理與《光纖通信》教學具體實踐相結合。下面運用質量互變規律、對立統一規律探討辯證法在《光纖通信》教學中的指導作用。

光的吸收是光波與物質的相互作用過程。光波通過傳輸介質后光強I減弱，其變化規律為 ，式中 為吸收系數，它由傳輸介質的特性決定。一般情況下，此式為光的吸收的線性規律，當光的強度I不大時，光的吸收的線性規律是相當精確的， 不隨光強而變化;但是當光的強度很大時，出現了光與物質的非線性相互作用過程，此時吸收系數 依賴于光的強度， 是光強的函數[3]。這個教學實例中蘊涵著質量互變規律的唯物辯證法思想，當光的強度I不是很大時，光強的增大， 為定數，線性規律相當精確;但是當光強I變化到很大時，量變達到臨界點超出了“度”，由量變發展到質變，光與物質的相互作用變成了非線性過程了， 將發生變化，不再是常數了，而是光強的函數。

在光纖通信系統中，光發送機耦合進光纖的功率越大，可通信的距離就越長;但光功率太大也會使系統工作在非線性狀態，對通信將產生不良影響。因此，要求光源應有“合適”的光功率輸出[3]。所以，在光纖通信系統中，光發送機要有合適的輸出光功率，這個“合適”的功率就是保持系統線性工作狀態的數量界限—“度”;如果功率的量變突破了“度”的數量界限，就導致質變，系統進入非線性工作狀態。

在光纖通信系統中，雪崩光電二極管不僅具有光電轉換作用，而且具有內部放大作用，其放大作用是通過雪崩光電二極管內部的雪崩倍增效應來完成的，這是雪崩倍增效應的有利方面;但是由于雪崩倍增效應的隨機性，將會引入噪聲，這是雪崩倍增效應的不利的方面。事物發展的源泉和動力在于事物內部的矛盾性，矛盾對立面的同一和斗爭推動著事物的發展。通信理論與技術發展的內在原因是通信系統的內部矛盾，推動了通信理論與技術的不斷發展，該實例也是辯證法在《光纖通信》教學中的具體運用。

光在光纖中傳輸的過程中，由于光纖的吸收損耗、散射損耗和彎曲損耗等原因，造成了光功率的損耗，嚴重地限制了光纖傳輸系統中的中繼距離，為此，需要對減弱的光信號進行放大。在某種意義上說，光放大器解決了損耗問題，增加了通信距離，但在增加通信距離的同時又加重了色散，因為與光電中繼相比，光放大器不能把它的輸出信號恢復成原來的形狀。其結果是輸入信號經多個放大器放大后，它引入的色散累積使輸出信號波形在時間上展寬，產生碼間干擾，增加誤碼率，對系統傳輸速率和距離產生了嚴重的限制。因此就需要色散補償使輸出的光信號恢復成原來的形狀[3]。由該實例可以看出，通過光放大，增加了通信距離;但在增加通信距離的同時又加劇了色散，需要進行色散補償。辯證法認為，任何事物內部都存在著矛盾，事物內部矛盾是事物自我運動的源泉，同時任何事物又都與周圍其他事物發生聯系與交互影響，促進事物自身的變化發展。在光纖通信過程中，由于光放大技術的發展，光纖放大器的實用化，光纖損耗已不再是光纖通信的主要限制因素。色散是影響通信質量的主要原因，為了消除或減少光纖通信系統中色散的影響，必須發展新的色散補償技術。正是由于這些困難反而促進了新的光纖通信理論和技術不斷出現，這充分說明了通信系統的內部矛盾、通信系統與周圍其他系統的聯系與交互影響促進了通信理論與技術的發展。

三、結束語

通過上面幾個典型事例教學，使學生認識到《光纖通信》課程內部處處蘊涵著哲學思想，光纖通信理論和技術的發展充滿了辯證法思想。辯證法只有與具體的自然學科相結合才能發揮其生命力和戰斗力;只有從具體自然科學內部找出辯證法的規律并從自然學科里加以闡述和發展，才是辯證法與自然科學的完美結合[1]。以辯證法的觀點來分析光纖通信理論與技術，有助于我們更加深入地認識光纖通信理論與技術的歷史、現狀和趨勢，正確地選擇光纖通信理論與技術發展的方向，更好地學習、利用和發展光纖通信理論與技術。

參考文獻：

[1]彭小平.通信專業課程教學中的辯證法[J].科技信息，2009，（34）：103-104.

[2]李秀林等.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理（第四版）[M].北京：中國人民大學出版社，1995.

[3]袁國良.光纖通信簡明教程（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2016.

作者簡介：

彭小平，男，湖北文理學院物電學院副教授，碩士，研究方向為無線通信;

李剛，男，湖北文理學院物電學院副教授，博士，研究方向為嵌入式系統設計;

羅倩倩，女，湖北文理學院物電學院副教授，碩士，研究方向為無線通信。