光電專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程體系建設(shè)研究

摘 要：時(shí)逢黑龍江大學(xué)本科教學(xué)計(jì)劃修訂，光電子專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)課程得以修訂與建設(shè)。以強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)知識(shí)與技能水平為核心，以服務(wù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)為目標(biāo)，精簡(jiǎn)了原有專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，增設(shè)了多項(xiàng)實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程內(nèi)容，仿真設(shè)計(jì)與工程實(shí)訓(xùn)緊密結(jié)合，互為支撐。在不增加學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的前提下，實(shí)現(xiàn)了理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的連接與統(tǒng)一，對(duì)于相關(guān)本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：光電子；課程體系；實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)；課程設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-2589（2015）12-0207-02

引言

光電子技術(shù)專業(yè)具有“理”“工”結(jié)合的特色，理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的設(shè)置亦通常遵循“理論”與“應(yīng)用”并重的原則。然而，隨著近年來(lái)本科生就業(yè)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，以“工程應(yīng)用”為目標(biāo)的實(shí)訓(xùn)類實(shí)驗(yàn)課程受到追捧，并在各高校尤其是地方高校得到廣泛開展。時(shí)逢黑龍江大學(xué)本科教學(xué)計(jì)劃修訂，我們抓住此契機(jī)，對(duì)本專業(yè)的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程體系進(jìn)行了修訂與建設(shè)。通過(guò)增設(shè)“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)”，實(shí)現(xiàn)了“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”與本科“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的有效連接。修訂后的實(shí)驗(yàn)課程具有如下特色，（1）“并”——將“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”中的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了合并與精簡(jiǎn)，為“實(shí)訓(xùn)類”課程的開設(shè)在時(shí)間和空間上提供必要保證；（2）“增”——增設(shè)6門實(shí)訓(xùn)類課程設(shè)計(jì)，覆蓋光學(xué)設(shè)計(jì)、光纖應(yīng)用和光電設(shè)計(jì)三大領(lǐng)域；（3）“精”——采用“分組集中”模式，在短期內(nèi)對(duì)學(xué)生所參與的實(shí)訓(xùn)類課程進(jìn)行高強(qiáng)度培訓(xùn)，強(qiáng)化其對(duì)應(yīng)的專業(yè)設(shè)計(jì)技能水平；（4）“連”——形成“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”，“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)”，“本科畢業(yè)設(shè)計(jì)”三者的有效銜接，互為支撐；（5）“活”——課程設(shè)置靈活，必修與選修結(jié)合，不增加學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)。

一、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程體系建設(shè)方案

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程體系建設(shè)的核心是增設(shè)“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)”，實(shí)現(xiàn)“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”與“畢業(yè)設(shè)計(jì)”間有效過(guò)渡。建設(shè)的宗旨是“總學(xué)時(shí)不變”。為此，一方面精簡(jiǎn)了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”，另一方面則采用必修課程與選修課程相結(jié)合的方式，限定“課程設(shè)計(jì)”的學(xué)時(shí)數(shù)，整體上不增加學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)。建設(shè)的目標(biāo)是“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”“課程設(shè)計(jì)”與“畢業(yè)設(shè)計(jì)”三者遞進(jìn)式結(jié)合，“一體兩翼”，提升學(xué)生專業(yè)知識(shí)與技能水平。

1.專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)修訂

原有專業(yè)實(shí)驗(yàn)包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（物理光學(xué)、激光原理和激光技術(shù)實(shí)驗(yàn)）、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（光電器件和光纖通信實(shí)驗(yàn)）、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（半導(dǎo)體光源驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)、光學(xué)高反射金屬膜的獲取實(shí)驗(yàn)），共計(jì)20小項(xiàng)，66學(xué)時(shí)。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已執(zhí)行10余年，面臨內(nèi)容陳舊、儀器設(shè)備老化、可操行性低等問(wèn)題，且占用了大量課程資源，已無(wú)法滿足新時(shí)期本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

基于此，我們對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)與合并（見圖1），具體操作方法如下：（1）合并激光原理與激光器件實(shí)驗(yàn)，將設(shè)備老舊、無(wú)法保證開設(shè)的“氦氖激光器模式的測(cè)量分析”“激光器諧振腔調(diào)整實(shí)驗(yàn)”刪除，實(shí)驗(yàn)數(shù)目降為4，學(xué)時(shí)數(shù)減少為8；（2）由于原有光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已損壞，無(wú)法維修，遂將“光纖通信實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容調(diào)整為“光纖測(cè)試實(shí)驗(yàn)”，側(cè)重于普通單模/多模光纖的切割、熔接、損耗和斷點(diǎn)測(cè)試等，實(shí)驗(yàn)數(shù)目為4，學(xué)時(shí)數(shù)為8；（3）保留“物理光學(xué)”和“光電器件實(shí)驗(yàn)”，增設(shè)“應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn)”，為后續(xù)實(shí)訓(xùn)課程奠定基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)數(shù)目為8，學(xué)時(shí)調(diào)整為16學(xué)時(shí)；（4）刪除“綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”，將原有內(nèi)容轉(zhuǎn)至實(shí)訓(xùn)實(shí)踐類課程設(shè)計(jì)中。綜上，修訂后的“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”共含16小項(xiàng)，總計(jì)32學(xué)時(shí)，節(jié)省課程資源共計(jì)34學(xué)時(shí)。

2.實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐類課程設(shè)計(jì)

在原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中，實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐是弱項(xiàng)（僅有“光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”和“光網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證工程師”），遠(yuǎn)不能體現(xiàn)專業(yè)特色。為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)及學(xué)生技能水平強(qiáng)化的需求。在新的教學(xué)計(jì)劃中，增設(shè)了“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐”課程模塊，共計(jì)40學(xué)時(shí)。如圖2所示，該模塊共包含“光學(xué)設(shè)計(jì)模塊”、“光纖應(yīng)用模塊”和“光電設(shè)計(jì)模塊”三部分。

具體地，在“光學(xué)設(shè)計(jì)模塊”中，保留了原有的“光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，將原有實(shí)驗(yàn)中的“鍍膜工藝”擴(kuò)充為“光學(xué)設(shè)計(jì)與鍍膜”，增設(shè)了“高等光學(xué)仿真”課程，與“光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程互為補(bǔ)充，強(qiáng)化學(xué)生的仿真設(shè)計(jì)能力。將原有“半導(dǎo)體光源驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)”擴(kuò)充為“光電系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)”模塊，系統(tǒng)地開設(shè)從光源、光放大器、到光接收器的電路設(shè)計(jì)課程。

強(qiáng)化專業(yè)特色，增設(shè)“光纖應(yīng)用模塊”。首先，利用專業(yè)先進(jìn)的磨拋光纖設(shè)備、光纖拉錐設(shè)備開設(shè)“光纖制備與加工”課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)備使用能力。進(jìn)而，升級(jí)原有“光纖傳感實(shí)驗(yàn)”為“光纖傳感實(shí)訓(xùn)”，結(jié)合專業(yè)現(xiàn)有光纖工程應(yīng)用中心，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐的結(jié)合。最后，考慮光通信領(lǐng)域的快速更新與高成本，將原有光通信實(shí)驗(yàn)改為以仿真為基礎(chǔ)的“光通信專業(yè)仿真設(shè)計(jì)”課程，令學(xué)生可在短期內(nèi)快速地掌握光通信系統(tǒng)的基本組成，熟悉關(guān)鍵光通信設(shè)備的性能，了解分析及優(yōu)化系統(tǒng)性能的基本方法。

上述三個(gè)模塊分別覆蓋了仿真設(shè)計(jì)、光學(xué)加工、工程實(shí)訓(xùn)三大方面，學(xué)生通過(guò)“進(jìn)階式”學(xué)習(xí)，可完成從理論到實(shí)踐的知識(shí)積累與轉(zhuǎn)變。“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐”課程在實(shí)施方法上，實(shí)行必修與選修相結(jié)合的方式。為取得相關(guān)課程學(xué)分，學(xué)生需至少完成1門必修課程（“光通信仿真設(shè)計(jì)”或“光電系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)”，均20學(xué)時(shí)），并完成1-2門選修課程（10-20學(xué)時(shí)）。可見，“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐”類課程為學(xué)生提供了大量課程設(shè)計(jì)與工程實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)，其專業(yè)技能水平必可得到一定程度地增強(qiáng)。同時(shí)，所增加的40學(xué)時(shí)與專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)所節(jié)省的34學(xué)時(shí)基本相當(dāng)，學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)沒有增加。

二、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的支撐

畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)理工類本科生學(xué)業(yè)綜合水平的有效體現(xiàn)方式。本專業(yè)依據(jù)自身專業(yè)特點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)室建制情況，多年來(lái)已形成四個(gè)較穩(wěn)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究方向，即光纖傳感與通信，超快激光，表面等離子體共振傳感器和光電檢測(cè)。因此，“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程”在建設(shè)上亦需服務(wù)于上述研究方向。具體如圖3所示，針對(duì)“光纖傳感與通信”方向，以“光纖測(cè)試實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，以“光纖制備加工”“光纖傳感實(shí)訓(xùn)”“光纖通信仿真”為進(jìn)階，為開展較為深入的“光纖傳感”和“光纖通信”的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究奠定深厚理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。類似地，在其他三個(gè)研究方向中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐”課程設(shè)計(jì)均稱為相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的前期基礎(chǔ)。

通過(guò)“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”三者前后有序的配合，使得光電子專業(yè)本科生可以從二年級(jí)至四年級(jí)不間斷地得到實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)課程的訓(xùn)練，理論與實(shí)踐的融合能力得到提升，專業(yè)的技能水平得到強(qiáng)化，畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的深度和廣度得到不斷拓展，真正成為滿足光電行業(yè)需求，有理論、有技能的合格本科畢業(yè)生。

三、結(jié)論

通過(guò)精簡(jiǎn)原有“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”，節(jié)省了大量課程資源；通過(guò)引入“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)”，有效改善了當(dāng)前高等教育中理論與實(shí)踐知識(shí)脫節(jié)的難題。“實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)”的開設(shè)保證了本科生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的三年連貫性學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”與“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的有效連接，可顯著提升本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)知識(shí)與技能水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲偉，邱成軍，劉明亮，等.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（7）：216-218，224.

[2]呂霞付，王平，羅萍，等.創(chuàng)新教育理念，加強(qiáng)電子信息類人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)[J]，大學(xué)教育，2014（3）：66-67.

[3]方琳.構(gòu)建實(shí)踐型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（1）：145-147.

[4]周玉松，曹慧.整合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心培養(yǎng)技能創(chuàng)新型人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（1）：199-202.

[5]劉明亮，曲偉，楊九如，等.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革初探[J].黑龍江科技信息，2011（9）：210-211.