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虛擬實驗對光纖通信技術實踐教學的應用論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

  1前言

  高職教育就是要培養過硬的實踐技能,培養一技之長,實現就業零過渡。通信事業日新月異,《光纖通信》作為通信專業主干課程,近年來也得到了長足發展,培養學生操作能力,掌握光纖技能對于培養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)等儀器設備都比較昂貴,技術又更新很快。一般院校不會配置很多,這些設備相對學生數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備使用效率,實現更好的教學效果。

  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備模擬虛擬的儀器代替實際操作中的`實驗儀器設備,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,并在此系統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腳本實現交互,dw編輯網頁。制作好的課件安裝在服務器,學生在機房里可以通過網頁進入虛擬實驗操作虛擬儀器,完成實驗[2][3]。建立基于網絡的虛擬實驗室,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——光纖開剝去掉涂覆層包括去掉二次涂覆層(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,其關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,要嚴格按照規程來操作。第三步:光纖接續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范時會提示:“切割長度不規范應該是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結論

  學生在虛擬平臺上練習,掌握后再使用設備操作,虛擬實驗與真實實驗相結合,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專業的實驗、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。經過多年的使用感受如下:

  1.變相增加設備數量,節省資金

  2.有助于培養學生的實驗技能,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,更有效地利用設備

  5.減少設備使用損耗,節省維護費用

  6.光纜現場的施工教學場景如果用Vr(虛擬現實)實現,效果更佳。

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本文來源http://www.nvnqwx.com/shiyongwen/2452085.htm
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