《光纖通信技術(shù)》課程思政教學(xué)案例（一等獎）

1、光纖通信技術(shù)課程思政教學(xué)案例（一等獎）一、課程及案例簡介包括課程學(xué)時(shí)學(xué)分、適用專業(yè)，課程思政設(shè)計(jì)理念、總體思路及實(shí)施效果， 字?jǐn)?shù)300字左右。光纖通信技術(shù)課程是光電信息類專業(yè)的課程（50學(xué)時(shí)，3學(xué)分）。本課程不 僅要求學(xué)生學(xué)習(xí)與光纖通信技術(shù)有關(guān)的理論、知識和方法，還要學(xué)習(xí)課程中表達(dá) 出的科學(xué)精神、科學(xué)方法、家國情懷、工匠精神、責(zé)任憂患意識、辯證唯物主義 思想等思政元素。在課程教學(xué)過程中將光纖通信技術(shù)的知識與思政元素有機(jī)融合, 實(shí)現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一，引導(dǎo)學(xué)生將個(gè)人理想與國家科 技開展相結(jié)合,與國家前途命運(yùn)相結(jié)合,倡導(dǎo)學(xué)生到祖國最需要的領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱， 落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。

2、二、結(jié)合章節(jié)第11章第4節(jié)量子光通信三、教學(xué)目標(biāo)通過光纖通信技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握光纖通信系統(tǒng)的基本組成， 掌握光纖傳光原理，光源、光檢測器的工作原理和工作特性，掌握光發(fā)射機(jī)、光 接收機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握光纖通信基本實(shí)驗(yàn)技能。培養(yǎng)學(xué)生分析問 題與解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維能力，切實(shí)提高學(xué)生的辯 證思維能力、獨(dú)立思考的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力，切實(shí)提高具有工匠精神的 工科人才的培養(yǎng)質(zhì)量，培育兼具家國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、科學(xué)精神的學(xué)科專長的電 子信息類人才，為畢業(yè)后從事與光纖通信技術(shù)有關(guān)的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。四、案例意義本案例實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)內(nèi)容與思政元素的融合。量子保密光

3、通信是未來保障 網(wǎng)絡(luò)信息平安的重要高尖端技術(shù)，通過量子光通信的講解使學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì), 堅(jiān)持真理，質(zhì)疑權(quán)威。通過講解我國科學(xué)家的故事，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，創(chuàng)新 精神和增強(qiáng)民族自豪感。通過給出潘建偉院士回國組建團(tuán)隊(duì)在量子保密通信方面取得的巨大成就，鼓勵(lì)學(xué)生勇攀科學(xué)高峰、敢于突破國外技術(shù)封鎖的瓶頸，增強(qiáng) 學(xué)生報(bào)效國家的意識，為民族復(fù)興和國家富強(qiáng)貢獻(xiàn)自己的一份力量。五、教學(xué)過程實(shí)施教學(xué)過程教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)意圖課程導(dǎo)入量子保密通信是未來保障網(wǎng)絡(luò)信息平安的重 要高尖端技術(shù)。在潘建偉院士的帶著下，2017 年我國建成了世界首個(gè)千公里級高可信、可 擴(kuò)展的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)”京滬干線 “，發(fā)射了

4、世界上首個(gè)量子通信實(shí)臉衛(wèi)星墨 子號，并被寫入了黨的19大報(bào)告，成功實(shí)現(xiàn) 了北京到維也納7600公里的洲際量子保密通 信。潘建偉團(tuán)隊(duì)在量子通信領(lǐng)域已經(jīng)代表中 國實(shí)現(xiàn)了由“跟跑”向“領(lǐng)跑”的跨越，確 保了我國在量子保密通信的優(yōu)勢地位。引入思政元素：潘建偉院士學(xué)成回國，放棄國外優(yōu)越條件， 回到中科大，組建量子信息研究團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過 刻苦攻堅(jiān)、打破卡脖子技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了量 子通信的主導(dǎo)權(quán)。潘建偉院士團(tuán)仄的科學(xué)成 就為我國的戰(zhàn)喀平安提供了重要屏障。通過給出潘建偉 院士回國組建團(tuán) 隊(duì)在量子保密通 信方面取得的巨 大成就，鼓勵(lì)學(xué) 生勇攀科學(xué)高 峰、敢于突破國 外技術(shù)封鎖的瓶 頸，增強(qiáng)學(xué)生報(bào) 效國家的意識， 為民

5、族復(fù)興和國 家富強(qiáng)貢獻(xiàn)自己 的一份力量。課程講授1 量子光通信的的理論基礎(chǔ)是量子力學(xué)，先 概述量子力學(xué).量子力學(xué)是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動規(guī)律 的學(xué)科. 19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動力 學(xué)在描述微觀系統(tǒng)時(shí)的缺乏越來越明顯，在 20世紀(jì)初普朗克、玻爾、海森堡、薛定謂、 泡利、德布羅意、玻恩、費(fèi)米、狄拉克、愛 因斯坦、康普頓等一大批物理學(xué)家突破經(jīng)典 物理學(xué)的枷鉞，以天才的智慧共同創(chuàng)立了量 子力學(xué)。在量子力學(xué)的創(chuàng)立過程中，中國科學(xué)家 也做出過杰出貢獻(xiàn)，是程開甲、黃昆、彭 恒武、楊立銘。黃昆院士在2001年年獲得 了我國最高科技獎。彭恒武院士和程開甲院 士均是我國的“兩彈一星”功勛獎?wù)芦@得 者，且程

6、開甲院士獲得了我國2013年最高 科技獎。楊立銘院士是原子?；脭?shù)統(tǒng)計(jì)解釋 的提出者。引入思政元素：量子力學(xué)的建立實(shí)際上是一個(gè)創(chuàng)造性思 維發(fā)揮作用的過程。沒有勇于挑戰(zhàn)權(quán)威，突 破傳統(tǒng)的科學(xué)創(chuàng)新精神，沒有理論聯(lián)系實(shí)際 的科學(xué)方法和唯物辯證地認(rèn)識世界的科學(xué)思 想指引，量子力學(xué)是無法建立起來的。我們 不能固守舊的觀念,必須有所突破，也要善于光電信息類專業(yè) 的學(xué)生對量子力 學(xué)了解較少，通 過講述量子力 學(xué)，引起學(xué)生對 量子現(xiàn)象的興 趣。量子力學(xué)也 是一個(gè)敢于打破 傳統(tǒng)守舊思想的 枷鎖，建立新思 想的過程。把這 些科學(xué)素養(yǎng)元素 融入到課程教學(xué) 中，對學(xué)生熱愛 科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué) 研究和創(chuàng)新性思 維方式的形成的

7、 培養(yǎng)具有重要意 義。通過講述中 國學(xué)者在量子力 學(xué)建立過程中的 貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生 的愛國情懷，增 強(qiáng)民族自豪感。突破和創(chuàng)新，才能正確認(rèn)識客觀的物質(zhì)世界。 盡管量子力學(xué)的建立絕大多數(shù)是外國人，我 國科學(xué)家也做出過實(shí)際貢獻(xiàn)。,什么是量子光通信？量子光通信以量子態(tài)作為信息我體，信 息的傳送和處理遵從量子力學(xué)規(guī)律。由于每 個(gè)光子都攜帶信息，因此量子光通信系統(tǒng)具 有十分高的通信容量。此外，它還具有高速、 平安的特點(diǎn)。量子通信是指把量子態(tài)從一個(gè) 地方傳送到另一個(gè)地方，它的內(nèi)容包含量子 隱身傳態(tài)，量子糾纏交換和量子密鑰分配。量子光通信的基本原理通過量子糾的講 解引人思政元 素：透過現(xiàn)象看 本質(zhì)。堅(jiān)持真理,

8、質(zhì)疑權(quán)威。量子糾纏指的是兩個(gè)或多個(gè)量子系統(tǒng)之 間存在非定域、非經(jīng)典的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。在量子力 學(xué)里，當(dāng)幾個(gè)粒子在彼此相互作用后，由于 各個(gè)粒子所擁有的特性已綜合成為整體性 質(zhì)，無法單獨(dú)描述各個(gè)粒子的性質(zhì)，只能描 述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，這種現(xiàn)象為量子糾纏。 鬼隹般的超距作用：兩個(gè)粒子糾纏到一起后， 它們之間就有了某種關(guān)聯(lián)。將兩個(gè)粒子移到 相距很遠(yuǎn)的距離，對其中的一個(gè)粒子進(jìn)行測 量，另一個(gè)粒子也會同時(shí)發(fā)生相應(yīng)的變化， 不管相距多遠(yuǎn)講述薛定請的貓，電子雙縫實(shí)臉，此處 播放量子糾纏現(xiàn)象的視頻。引入思政元素：量子糾纏現(xiàn)象十分詭異，與我們?nèi)粘Ｉ罱?jīng) 臉相違背，諸如愛因斯坦等著名科學(xué)家對此 也提出了質(zhì)疑和反.駁，但又是

9、被越來越多的 科學(xué)實(shí)險(xiǎn)證明是正確的客觀現(xiàn)象，我們要透 過現(xiàn)象看本質(zhì)，不能被外表現(xiàn)象所迷惑，更 要堅(jiān)持真理，不能因?yàn)闄?quán)威科學(xué)家的反對而 輕易放棄自己的觀點(diǎn)。.量子密鑰分配協(xié)議量子密鑰主要傳輸經(jīng)典信息，量子密碼術(shù)用 量子態(tài)來實(shí)現(xiàn)信息的加密和解密，其基本原 理是量子糾纏。根據(jù)量子力學(xué)原理，處于糾 纏態(tài)的一對光子偏振方向不確定，只有當(dāng)其 中一個(gè)光子被測量或受到干擾時(shí)，它才有明 硝的偏振方向：一旦它的方向被確定，另外 一個(gè)光子的方向就被確定?？梢杂靡淮幱诩~纏態(tài)的光子作為“一次性 密鑰，這串光子的儡振方向代表一組數(shù)字化 加密和機(jī)密信息。當(dāng)通信雙方的檢測器參數(shù)六、教學(xué)考核評價(jià)設(shè)定相同時(shí)，雙方就可以受到相同

10、的偏振信 息，即雙方共享了同一個(gè)密鑰。如果有第三 方試圖竊聽密碼，那么通信的雙方便會發(fā)覺。 任何對量子系統(tǒng)的測量都會對系統(tǒng)產(chǎn)生干 擾本課程的考核評價(jià)方式如下：通過考勤，培養(yǎng)學(xué)生的遵守課堂紀(jì) 律的規(guī)那么意識。通過布置作業(yè)和講授，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題 的能力，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。通過隨堂測試培養(yǎng)學(xué)生的學(xué) 習(xí)效果和對知識的掌握情況。通過期末考試，培養(yǎng)學(xué)生對知識的掌握 情況和獨(dú)立思考的能力，通過引入思政元素將學(xué)生培育為兼具家國情 懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、科學(xué)精神的社會主義接班人。七、案例反思.實(shí)施效果及成果明確了課程的育人目標(biāo)和育人效果，基本能夠滿足學(xué)生對有難度 的知識內(nèi)容的需求。培養(yǎng)了學(xué)生的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)意識，堅(jiān)定 社會主義核心價(jià)值觀信仰。培養(yǎng)了學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，堅(jiān)持真理, 質(zhì)疑權(quán)威的科學(xué)精神。.存在的問題思政元素融入課堂教學(xué)時(shí)還不夠自然和有機(jī)統(tǒng)一，課程思政元素 有待進(jìn)一步增加，思政元素的深度還需要深入挖掘，思政素材的選取 和學(xué)生的生活不夠貼近，教學(xué)過程中課堂的活