“光電技術”課程教學及考核方式改革與實踐

魏勇 李宏民 錢坤 田芃

關鍵詞 光電技術課程 教學 考核方式 改革與實踐 應用型人才

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.09.059

Keywords photoelectric technology course; teaching; assessment method; reform and practice; applied talents

0 引言

隨著光電子技術的飛速發展，光電技術課程教學近年來受到越來越多國內外高等院校重視，[1]他們開展了大量有關“光電技術”課程教學的改革與實踐。如東莞理工學院把光電技術實驗作為一個必修實踐環節，加強學生工程訓練，培養學生的創新精神和實踐能力，面向光電信息科學與工程專業學生，專門開設了光電技術實驗課。[2]在光電技術實踐教學改革方面，嘉應學院的陳書漢等老師指出傳統實踐教學的不足，并提出在新工科背景下光電專業的實踐教學改革意見。[3]華南師范大學則引入CDIO 教學法，對光電技術課程的實驗教學進行了相應改革，探索光電子專業人才的工程技術素養的培養方式。[4]自我院面向社會需求，2011年設置光電信息科學與工程專業以來，光電技術一直作為重點課程建設，經過相關老師多年的講解，理論教學已經非常成熟，但是該課程面向創新精神和應用開發能力培養的教學環節仍然存在一些不足，有必要就此開展進一步研究與探索。

1 課程現狀及存在的問題

“光電技術”是我院光電信息科學與工程專業的核心專業課程，也是我院電子科學與技術專業重點開設的選修專業，具有較強理論性和應用性，其專業地位突出，授課學生涉及面廣。采用的教材是江文杰主編的《光電技術（第二版）》，該書屬于教指委推薦用書，專業基礎性強，通俗易懂，自2009年第一版出版以來，被全國很多所高校選為本科或研究生專業教材，深受光電類專業師生歡迎，但由于光電技術發展突飛猛進，新的光電產品不斷推出，新的光電技術不斷應用，全書內容在前沿性和時代性方面有些滯后，還有待與時俱進。

此外，該課程“光電技術”以往授課由兩部分構成：理論課方面，“光電技術”大三下學期開課，54個課時，3.5個學分，考核期評成績構成為：30%平時成績（含出勤、作業） +70%期末考試成績;實驗課方面，專門開設了 “光電技術實驗”，共計安排9個實驗項目，36個課時， 2個學分，于“光電技術”講授的下一個學期即大四上學期開設，實驗成績由9個實驗項目的平均成績構成。這種排課方式，理論教學和實驗教學脫節，一方面，理論教學的學期沒有開設相關實驗讓學生理論知識及時得到實驗的驗證和鞏固;另一方面，實驗教學的延后又造成了學生對理論知識的遺忘和忽視，尤其是大四學生對實驗課不夠重視，只是為了實驗而做實驗，導致單獨開設實驗課的效果不佳。

目前的教學內容安排和考核評價方式不利于高素質應用型人才的培養，有必要針對 “光電技術”課程教學及考核方式進行相應改革與實踐，才能培養出滿足企業需求的具有創新精神和應用開發能力的光電人才。

2 改革與實踐

“光電技術”作為我校重點建設課程立項后，我們教學教研團隊切實以高素質應用型人才培養為目標，對該課程進行深入研究，主要從教學內容、課堂教學、實驗教學和考核方式等四個方面開展有益的改革和實踐探索，具體建設內容與措施如下：

2.1 梳理課程內容，修訂教學大綱

全面梳理課程內容，修訂教學大綱，修改課堂教學教案突出專業需求特點和重點，側重于讓學生掌握相關的理論和應用。（1）第一章中1.4節典型光輻射源部分，只需重點講解光源的基本特性參數和與現實生活密切相關的激光二極管和發光二極管。（2）第四章中4.2典型光伏探測器和4.4光伏探測器組合器件部分，介紹的類型器件很多，由于課時有限，著重選擇一兩種作為應用實例介紹。（3）要轉換教學思路。如第11章中11.2節光譜測量系統和11.4節CCD尺寸測量系統的分析與設計應放到前面介紹PMT和CCD的章節后面，趁熱打鐵直接分析和設計，有力加深學生的印象、鞏固學習的效果。（4）校企合作共同設置光電技術課程應用實例，打造校企專業課程合作品牌。與廣州粵嵌通信科技股份有限公司合作，共同開發了光電探測器設計應用實例，并作為重點內容講解，提高學生的應用開發能力。

2.2 改進課堂教學，提升教學效果

課堂教學是學生學習知識的重要環節，我們改革以前的教師單向授課為主的課堂教學方式，堅持以學生為主體、教師為主導，師生互動，將知識講授與能力培養相結合。（1）在課堂教學中適當結合應用實例，以后續課程如光電圖像處理、光電測試技術、光電子技術進展、光纖通信原理及應用、光電技術實訓等為導向，強調理論知識與工程應用相結合，比如在光電信號變換部分，可以與“光纖通信原理”中的光纖通信的技術原理和框架組成相結合，講解光纖通信過程中光信號變換、電信號變換以及光電信號的變換，不僅讓學生了解理論內容的工程意義，又為后續課程做好鋪墊。（2）設置專題研討課，學生參與主講。通過教師的引導和安排讓學生在講臺上講解日常生活中光電探測器的應用實例或者技術專題，這樣可有效調動學生的積極性，提高光電技術的理解能力和表達能力，達到好的教學效果。（3）關注光電器件國內外的最新研究進展以及應用的前沿技術，下載一些相關的圖片和講座視頻用于課堂講解給學生，為光電類專業學生日后跟蹤光電技術的發展動態，提升創新實踐能力奠定良好基礎。

2.3 創新實驗教學，拓展開發實驗

實驗教學應突出對學生技術研發工作的方法、規律以及手段訓練。為了提高學生光電技術方面的動手實踐應用和創新能力，針對本課程的實驗教學，引進了武漢光馳公司的光電子課程綜合實訓平臺，該平臺可以開展19類不同光電探測器的應用驗證實驗，另外還可開展若干拓展設計開發實驗，新的教學計劃根據課程的重要原理和重點知識點安排相應的應用驗證實驗和設計開發實驗。應用驗證實驗著重于對課程的重要原理和重點知識點進行驗證，鞏固所學知識點，了解所學知識點的程序實現過程;設計開發實驗涵蓋課程的重要知識點，并將這些知識點靈活運用解決實際問題，學生通過實驗對所學知識進行融會貫通，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，培養其對知識進行探索的興趣。針對這些新的實訓平臺，我們老師也在創新實驗教學方法，光電技術實驗室實行開放政策，對感興趣的同學不定時開放，鼓勵學生充分利用光電實訓平臺開展若干拓展設計開發實驗，切實有效提高學生光電技術的動手實踐能力和應用開發能力。

2.4 改革課程設置，完善考核方式

將大三下學期開設的專業理論課“光電技術”和大四上學期開設的實驗課“光電技術實驗”合二為一，統一成一門專業課開設，具體為“光電技術”，第六學期授課， 54個理論課時加16個實驗課時，總計70個學時，4個學分。

原來的考核方式：期評成績（100%）=30%平時成績（含出勤、作業） +70%期末考試成績，該考核方式以期末成績為主，無法客觀反映學生的學習效果。增加光電子課程綜合實訓平臺開展相關光電技術實驗后，采用新的考核方式：期評成績（100%）=20%平時成績（含出勤、作業） +20%光電實驗成績+60%期末考試成績。其中開設4個光電技術實驗，實驗成績為4次實驗成績的平均值。單次實驗成績考核方法及所占比例如下：單次實驗成績=實驗方案€？0%+實驗操作€？0%+實驗結果€？0%。改革考核方式，多元化考核，全方位評價學習成績，這樣增加對平時過程成績和實驗實踐環節的考核，降低期末成績的比重，起到了良好的導向作用。

3 成效

光電技術改革和實踐是光電類專業培養方案改革的一部分，隸屬于我院“638”為核心的光電類創新創業訓練體系，[5]有力促進了高素質應用型人才的培養，成果顯著。近幾年來，我院電子科學與技術、光電信息科學與工程專業學生主持大學生創新國家級項目1項、省級項目5項，校級項目30多項;學生參加電子設計、挑戰杯等學科競賽，獲國家級、省部級獎20多項;學生發表創新論文20多篇、獲國家專利2項;學生考研積極，考研報考率高達50%，錄取率20%以上;畢業生初次就業率達90%和年終就業率達95%;學生創新精神和應用開發能力得到明顯提高，畢業生就業形勢良好，深受用人單位好評。

4 總結

本文根據湖南理工學院物理與電子科學學院修訂的2016版光電類專業培養方案，以培養高素質應用型人才為目標，對光電技術課程進行了改革和近幾年來的實踐進行了總結。通過改革和實踐表明，光電技術理論教學和實驗教學緊密結合，使學生能夠注重平時學習的過程，從基本概念、基本原理到具體實驗驗證、知識的綜合應用，理論聯系實際，有助于學生對專業理論知識的理解和消化，提升理論教學和實驗教學的效果，培養了學生動手實踐能力和應用開發能力，從而促進了學生從理論應試型到應用能力型的轉變。通過三年多的實施，該課程的改革和實踐教學取得了很好的成效。

課題項目：2017年湖南理工學院精品類課程建設項目（校政通〔2017〕77號）;教育部2017年第二批產學合作協同育人項目（編號：201702071089）;2018年湖南省普通高等學校教學改革研究項目（湘教通〔2018〕436號）

參考文獻

[1] 張慧穎.光電技術課程教學改革研究與探討[J].吉林化工學院學報，2018.35（4）：29-32.

[2] 張紹強，王紅成，葉海東，等.光電技術實驗考核方法的改革與實踐[J].東莞理工學院學報，2016.23（5）：114-117，126.

[3] 陳書漢，萬國香.新工科背景下光電技術實踐教學研究與實踐[J].嘉應學院學報（哲學社會科學），2018.36（10）：89-91.

[4] 張準，鐘麗云.基于 CDIO理念的光電技術實驗課程設計與實踐[J].實驗室研究與探索，2012.31（8）：367-370.

[5] 梅孝安，李科敏，易立華，等.地方高校光電類“638”創新創業實踐教學體系的構建與實踐[J].電子技術，2018.11：12-14.