探究“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的改革與創(chuàng)新策略

肖朝

摘?要：有關(guān)光電系統(tǒng)的設(shè)計理論和工程實踐方法等均是學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容，由于課程內(nèi)容復(fù)雜，且涵蓋了能量光電系統(tǒng)和信息光電系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容，學(xué)生的總體學(xué)習(xí)難度較大，如果老師一味因循守舊，應(yīng)用落后、單一方法教學(xué)，就會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。本篇文章在此基礎(chǔ)上，主要對光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)的改革作用以及創(chuàng)新教學(xué)策略等進行研究與分析。

關(guān)鍵詞：光電系統(tǒng)?基礎(chǔ)理論?設(shè)計?工程方法?微電子技術(shù)

經(jīng)濟發(fā)展水平的提高促進科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展[1]，隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用和激光器的產(chǎn)生，光電子技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用和飛速的發(fā)展。高等教育發(fā)展中，全國已經(jīng)有超過50所的院校開設(shè)光電專業(yè)，通過光電系統(tǒng)設(shè)計課程的教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)光電檢測、光電儀器和測控技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容。在光電系統(tǒng)設(shè)計的課程教學(xué)中，傳感器原理、光學(xué)知識和電子測量技術(shù)等內(nèi)容之間具有相互銜接的特點，如果老師課上講解方式落后，學(xué)生理解難度大，因此，通過光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革和創(chuàng)新能夠進一步的推動學(xué)生學(xué)習(xí)進步。

一、“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)改革的原因和作用

光電系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)中能夠幫助學(xué)生了解光電系統(tǒng)的基本分類、應(yīng)用基礎(chǔ)以及控制程序等，學(xué)生掌握光電系統(tǒng)設(shè)計理論知識后，可以進一步的掌握光學(xué)儀器和工程實踐方面的內(nèi)容。光電系統(tǒng)設(shè)計課程是儀器專業(yè)和測控專業(yè)學(xué)生要重點掌握的基礎(chǔ)課[2]。在講解光電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容時，老師對光電效應(yīng)、光輻射度量、光度量和光譜輻射度量概念進行解析，但是老師僅僅是對學(xué)生進行書本文字解析，學(xué)生仍舊難以理解其真正含義。光電系統(tǒng)設(shè)計覆蓋的知識面范圍廣，知識系統(tǒng)化、內(nèi)容復(fù)雜度高，老師對一些較為零散的知識點沒有整理，學(xué)生學(xué)習(xí)困難，且難以抓住重點。隨著光電技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，教材中一些理論內(nèi)容過于陳舊，已經(jīng)不再適用于教學(xué)中，因而，只有加大對光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)的改革力度，才能夠縮小專業(yè)教學(xué)和人才培養(yǎng)的目標差距，提高課程教學(xué)的實效性。

二、“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)創(chuàng)新的有效策略

（一）優(yōu)化和更新課程內(nèi)容

隨著光電子技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，有關(guān)光電子技術(shù)的課程也逐步受到各高校的關(guān)注，為了進一步完善課程教育體系，國內(nèi)外各大高校開始設(shè)置光電技術(shù)課程，旨在通過對學(xué)生的光電子技術(shù)教學(xué)，促進學(xué)生的與時俱進學(xué)習(xí)。考慮到光電系統(tǒng)設(shè)計課程內(nèi)容的滯后性，在實施教學(xué)創(chuàng)新的過程中，需要立足于前沿技術(shù)，對課程講解內(nèi)容不斷進行補充、更新、優(yōu)化和完善[3]。教材中對于一些公式的推導(dǎo)和基礎(chǔ)知識的講解時，可以應(yīng)用工程實例分析，光電系統(tǒng)設(shè)計中所包含的交叉學(xué)科知識多，理論授課的課時少，無法滿足教學(xué)需求，只有在教材中補充相應(yīng)的案例內(nèi)容，才能夠提高課程教學(xué)的深度和廣度。此外，高校老師在教授光電系統(tǒng)設(shè)計知識時，要整體把握教學(xué)大綱和授課計劃的內(nèi)容，根據(jù)光電系統(tǒng)設(shè)計的系統(tǒng)化知識體系，細化講解，并根據(jù)國內(nèi)外一些名校授課經(jīng)驗，廣泛搜集課程資料，實現(xiàn)對光電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容講解的前后延伸和課外拓展。

（二）完善單元結(jié)構(gòu)

光電系統(tǒng)設(shè)計主要涉及到電子學(xué)和光學(xué)等學(xué)科內(nèi)容，因而是一門交叉型學(xué)科，了解光電子技術(shù)的工作原理以及光電系統(tǒng)設(shè)計方法是當代大學(xué)生需要重點掌握的知識部分[4]。創(chuàng)新光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)，需要對各知識單元結(jié)構(gòu)進行整體的完善，這是因為光電系統(tǒng)設(shè)計課程內(nèi)容豐富，只有先設(shè)計好內(nèi)容講解的“結(jié)構(gòu)塔”，才能夠使講課更加清晰和條理化。在光電系統(tǒng)設(shè)計課程單元結(jié)構(gòu)中，光電信號轉(zhuǎn)換、電路檢測和數(shù)據(jù)采集為主體結(jié)構(gòu)層，設(shè)計和應(yīng)用光電檢測電路為教學(xué)實踐的結(jié)構(gòu)層，課外實踐教學(xué)屬于提升層。對光電系統(tǒng)設(shè)計課程內(nèi)容進行不同結(jié)構(gòu)的劃分，并設(shè)計成教學(xué)“結(jié)構(gòu)塔”的形式，可以實現(xiàn)理論和實踐的結(jié)合，幫助學(xué)生充分掌握光電系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理論、基本方法，學(xué)生的邏輯思維更加嚴謹，自主探究能力也進一步提升。

（三）應(yīng)用CDIO指導(dǎo)理念

光電技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，對于推動現(xiàn)代社會的信息化發(fā)展具有重要的意義，光電技術(shù)是綜合性的技術(shù)，為提高技術(shù)研究的競爭實力，各高校實施光電系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)課程的教學(xué)，壯大人才隊伍對光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)的理念和方法等實施整體的改革，建立課程分析的結(jié)構(gòu)體系，并在課堂上設(shè)計不同的項目小課題，對于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新思維能力均具有重要的效用。在創(chuàng)新光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)的過程中，還可以在CDIO理念指導(dǎo)下，重點培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用與實踐能力[5]。CDIO理念是一種工程教育理念，主要包含了構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作幾個方面的意思，是讓學(xué)生在主動性學(xué)習(xí)中，實踐研究技術(shù)理論和技術(shù)方法，與工程實際有機聯(lián)合，最終實現(xiàn)學(xué)習(xí)運用能力的提升。創(chuàng)新運用CDIO理念指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)光電系統(tǒng)設(shè)計課程內(nèi)容，是讓老師從檢測器件、電路設(shè)計方面設(shè)計相關(guān)的項目課題，學(xué)生掌握不同光電器件后，分組完成各項設(shè)計，鍛煉其知識綜合應(yīng)用能力。

結(jié)語

由于傳統(tǒng)教學(xué)中，老師對光電系統(tǒng)設(shè)計課程中的基礎(chǔ)理論講解不夠深入，分析光電技術(shù)實驗時也沒有適當?shù)囊隒DIO理念，導(dǎo)致課程講解中沒有形成理論和實踐的統(tǒng)一。針對光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)中存在的各種難題，需要高校加強教學(xué)改革，對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化，在CDIO工程理念指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生的自主性探究。在課堂上，老師可以對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行創(chuàng)新，運用互動式教學(xué)和糾錯式教學(xué)的方法，充分發(fā)揮出學(xué)生的課堂主體作用，從而更好的完成教學(xué)工作。改革和創(chuàng)新光電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)模式，還能夠活躍教學(xué)氣氛，引發(fā)學(xué)生的課程興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

參考文獻

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[3]熊鐵軍，酈文忠，黃凱.光電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實驗教學(xué)與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2017（34）：270-271.

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[5]李樹發(fā)，陳春雷.“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的改革與探索[J].科技資訊，2017，15（13）：154-157.