關于光電檢測與信號處理課程教學方法的探討

汪麗春，樊 莉，陳海濤

（揚州大學物理科學與技術學院 江蘇 揚州 250002）

1 光電檢測與信號處理課程教學現狀

光電檢測與信號處理是我院光電信息科學與工程專業學生的必修課。該課的前期課程為幾何光學、光電子學和半導體物理等課程。這門課程的特點是將光學技術和電子技術結合起來，在拓展知識和學科交叉應用等方面具有重要的意義。目前，國內眾多高等院校的光電信息科學與工程、測控技術與儀器等專業開設了光電檢測與信號處理課程。光電檢測與信號處理課程具有知識點交叉、應用性強等特點，如何在有限的學時內，使學生熟練掌握各種光電檢測系統的原理與設計，是本門課程任課教師所面臨的重大難題。

1.1 教學內容存在的問題

（1）光電檢測與信號處理課程涉及的知識面較廣，包括光學、光電子學、電子學、半導體物理等眾多學科內容的交叉，而該門課程的學時卻相對較少。如何在有限的學時內處理好教學深度和廣度的關系是一個關鍵的問題[1]。

（2）應用性強是光電檢測與信號處理課程的另一個特點。大多數的教材過于注重光電子學的理論知識，關于光電檢測元件的介紹比較多，應用設計方面介紹的比較少，即使有一些也只是很簡單的應用，有關該領域最新的綜合應用方面介紹的很少。

（3）我們學院光電科學與工程專業學生學習的課程比較多，學習任務比較繁重，教學內容的理論性比較強，本專業學生普遍學習興趣不濃。

1.2 教學方法和考核方式存在的問題

目前，光電檢測與信號處理課程的教學方法單一。主要還停留在教師課堂上通過講授和板書的形式，把教學的內容灌輸給學生。由于這種教學方法忽視了學生的自主性和創造性，學生通常會感覺教學內容過于抽象和雜亂，從而對學習失去了興趣。此外，大多數高校對該門課程的考核沿用傳統的方法，一般采用平時成績占30%，期末考試成績占70%的方式，而且考慮到及格率的問題，任課教師期末考試之前一般會劃重點，出題難度也比較小，平時成績給的比較高，大多數學生只要考前背一背都能及格甚至考得不錯。

1.3 實驗教學存在的問題

光電檢測與信號處理實驗內容一成不變，落后于技術的發展，與實際應用嚴重脫節，一般是以簡單的驗證性實驗為主，設計性、綜合性的實驗很少。另外實驗設備比較陳舊，設備的臺套數比較少，一般學生要分2～3人為一組進行實驗。

2 光電檢測與信號處理課程教學方法的探索

2.1 調整教學內容

光電檢測與信號處理是多門學科的交叉，涉及的知識面廣、知識點多，因此課堂教學內容應該精心組織，各知識點之間的關系要理清楚，要形成一個相對完整的知識體系。在各個理論知識點的講解上，要注重介紹它在整個檢測系統中所起的作用，與其他知識點之間的區別和聯系。例如在講解各類光電檢測器件時，應先介紹其作用，再講解各類光電檢測器件的原理、結構、特性及其應用，并與其他檢測器件進行對比，最后講解它們的輸入電路。

光電檢測與信號處理課程內容多，學時短。在有限的學時內完成教學任務，應對教材內容進行合理的取舍和偏重，保留教材中經典內容，刪除與其他課程重復內容，并突出重點內容。例如光電檢測系統是該課程的重點，各類光電檢測器件的原理、結構、特性及應用，光電檢測電路的靜態和動態設計、噪聲與抑制、前置放大電路等，可以結合具體的案例詳細講述，但光纖傳感檢測以及光電信號的數據采集，由于已在其他相關課程中已經涉及，可以略講或者不講。

此外，考慮到應用性強是該課程的最大特點之一，所以在課堂講解的過程中，應大量列舉它們的日常應用和最新應用案例，以提高學生的學習興趣和主動性。

2.2 結合專業特點

目前，開設光電檢測與信號處理課程的專業眾多，有光信息科學與技術、電子信息工程、通信工程、測控技術與儀器等。不同專業的特點和課程設置情況不盡相同。在教學上，應充分考慮本專業的特點適當突出與本專業密切相關的內容。如有的專業的學生前期已修單片機等課程，對單片機有初步了解，鑒于此，可以補充一些用于溫度、速度等參數的光電檢測案例。

2.3 改進教學方法

開展啟發式教學能夠激發學生的學習興趣，充分調動他們的主觀能動性。例如在講解授光電耦合器時，可以先提供一些光電耦合器用于智能汽車導航的具體案例，讓學生思考其工作原理，然后引導他們掌握相關的知識。

為使學生了解光電檢測技術的最新研究進展，可結合本專業特點和學生的興趣，設置若干專題，讓學生利用課余時間進行調研和撰寫報告，并在課堂上展開討論。這種方法有利于提高學生表達能力，挖掘學生學習潛力。

此外，可以充分利用網絡教學的便利條件，將電子版講義、習題答案以及補充的內容發布到網上，多讓學生自主學習，同時教師多發起網上討論和答疑，及時了解學生學習動態。這種方法可以引導學生由被動學習方式向主動學習方式的轉變。

3 光電檢測與信號處理課程實驗教學方法探索

3.1 保留重要的驗證性實驗，如光敏電阻的特性參數測量、光電二極管的時間響應特性等。

3.2 增設綜合性設計實驗。補充一些設計性的綜合實驗，擴展實驗教學內容，使實驗教學跟上最新技術的發展，同時有利于啟發學生的創新思維，激發他們的學習興趣，提高他們的動手能力。

3.3 此外，多鼓勵學生積極參加各種光電子類設計大賽和科技創新活動，發現和解決實際應用中存在的問題，提高他們的設計與分析解決問題的能力。

本文分析了光電檢測與信號處理課程目前的教學現狀，探討了提高教學效果的一些可行性教學方法和措施。對于光電檢測與信號處理課程的教學，應結合本專業的特點和學生興趣，緊跟光電檢測技術的最新發展，與時俱進，不斷對教學內容和方法進行改進，以激發學生自主學習的動力，引導他們由被動學習方式向主動學習方式的轉變，培養他們的綜合應用和設計創新能力。

[1]李剛，曹浪舟.光電檢測技術課程教學改革的探討[J].高等函授學報（自然科學版），2010(23)：43-45.