光電子學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革初探

閆海濤++趙曉艷++甄志強(qiáng)++李立本

摘要：光電子學(xué)基礎(chǔ)課程是光信息科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置的一門專業(yè)課，也是光電子相關(guān)碩士專業(yè)研究生的必需基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備。筆者結(jié)合課程教學(xué)特點(diǎn)，以及該專業(yè)的本科、碩士生的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)光電子學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)和課程評(píng)價(jià)方法等做了改革探索，獲得了較多的有益經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：光電子學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革；實(shí)踐環(huán)節(jié)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介紹

光電子技術(shù)是由光信息技術(shù)和電子技術(shù)的相互結(jié)合而形成的新的光電子技術(shù)，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術(shù)等領(lǐng)域，是未來(lái)社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的核心技術(shù)。光電子技術(shù)不僅研究?jī)?nèi)容非常廣泛，而且也是未來(lái)信息技術(shù)中的重要推動(dòng)力量，它包含光信號(hào)的產(chǎn)生、光信息的傳遞、光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理和光電功能材料相關(guān)的內(nèi)容，如：光電功能材料的發(fā)光機(jī)理、制備方法和工藝應(yīng)用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統(tǒng)的集成等一系列從基礎(chǔ)理論到實(shí)際工程應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域的研究。涉及光子學(xué)、光信息科學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，它是由多個(gè)學(xué)科之間的交叉而形成的一門高新技術(shù)學(xué)科。

光電子技術(shù)在經(jīng)歷上述學(xué)科之間的交叉滲透后，其技術(shù)水平和工程應(yīng)用技術(shù)取得了很多突破，在社會(huì)發(fā)展中以及社會(huì)信息化中起著越來(lái)越重要的作用，光電子技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品也越來(lái)越多地影響我們的生活。目前，國(guó)內(nèi)外正掀起一股光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展的熱潮。一些國(guó)家把大量資金投入光電子學(xué)和光電子技術(shù)的研究和開發(fā)中，許多以光電子技術(shù)為研究方向的研究中心、實(shí)驗(yàn)室和公司越來(lái)越多的建立起來(lái)。光電子技術(shù)的發(fā)展決定了未來(lái)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，將給工業(yè)和社會(huì)帶來(lái)比電子技術(shù)更大的技術(shù)沖擊。光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)持續(xù)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。

因此，光電子學(xué)基礎(chǔ)是光電子專業(yè)學(xué)生必備的基礎(chǔ)知識(shí)，也是未來(lái)光電子產(chǎn)業(yè)需求的人才中需要掌握的重要基礎(chǔ)知識(shí)。

二、課程特點(diǎn)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

光電子學(xué)基礎(chǔ)是整個(gè)專業(yè)中的基礎(chǔ)專業(yè)課程，在學(xué)生專業(yè)思想和未來(lái)培養(yǎng)目標(biāo)及要求的實(shí)現(xiàn)上發(fā)揮重要的作用，也是未來(lái)該專業(yè)研究生必需的基礎(chǔ)課程儲(chǔ)備。該課程注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重對(duì)學(xué)習(xí)者能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決問(wèn)題能力，為將來(lái)從事光電技術(shù)領(lǐng)域的科研、開發(fā)和應(yīng)用工作奠定基礎(chǔ)。

我們的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域具有深厚的理論基礎(chǔ)、扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)技能，德、智、體全面發(fā)展的高級(jí)光電子技術(shù)科學(xué)人才，使學(xué)生具有在光學(xué)、光電子學(xué)、光通信技術(shù)、激光科學(xué)、光波導(dǎo)與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究以及從事設(shè)計(jì)、開發(fā)應(yīng)用和管理等工作應(yīng)具備的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。因此，基于我們的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和光電子學(xué)基礎(chǔ)課程的自身特點(diǎn)，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中進(jìn)行了改革探索。

三、教學(xué)改革探索

1.教學(xué)內(nèi)容改革。①授課體系和講授重點(diǎn)。該課程根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)需要，從光電子器件和光電子技術(shù)在未來(lái)工程應(yīng)用的需要的角度出發(fā)，研究原理及系統(tǒng)構(gòu)成在光電檢測(cè)技術(shù)、光纖通訊領(lǐng)域中的常用光電器件的技術(shù)。重點(diǎn)講述光學(xué)基礎(chǔ)、光纖通訊的構(gòu)成、半導(dǎo)體物理、光纖器件、光電子現(xiàn)象和光電轉(zhuǎn)換器件，重點(diǎn)講解光電子器件的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理、工作特性和在工程技術(shù)上的具體應(yīng)用。為了更好地將所學(xué)應(yīng)用到未來(lái)的技術(shù)發(fā)展上，對(duì)各類光電器件的外圍系統(tǒng)集成、信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)也作了詳細(xì)的講解，同時(shí)給出在工程中的實(shí)際例子。②課堂教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)發(fā)展的步伐。光電子課程的教材對(duì)于快速發(fā)展的光電子技術(shù)來(lái)說(shuō)，既是基本的原理內(nèi)容，但又是滯后的技術(shù)，若授課時(shí)只是按照教材內(nèi)容講解，往往會(huì)帶來(lái)知識(shí)不新、內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)的后果，易使學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)積極性和興趣下降。因此，在教學(xué)過(guò)程中補(bǔ)充和及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，增加一部分現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展前沿、新出現(xiàn)的技術(shù)及需求，從而能給學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)探索和求真的空間。③加強(qiáng)該課程與應(yīng)用技術(shù)之間的聯(lián)系。專業(yè)基礎(chǔ)課程的基本功能是讓學(xué)生了解和掌握所學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向，培養(yǎng)的學(xué)生能在以后的學(xué)習(xí)中、工作中涉及光電子技術(shù)方面上進(jìn)行繼續(xù)學(xué)習(xí)和鉆研。因此在給同學(xué)們講解課程中的內(nèi)容時(shí)，要與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合。針對(duì)在光電檢測(cè)技術(shù)、激光應(yīng)用技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)已有的需求的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行講解，使該專業(yè)的學(xué)生明確所學(xué)課程內(nèi)容在技術(shù)應(yīng)用、研究發(fā)展及市場(chǎng)前景，對(duì)未來(lái)的從事的專業(yè)充滿信心。④為了更加與國(guó)際接軌，嘗試了雙語(yǔ)教學(xué)。在平時(shí)提供給學(xué)生光電子相關(guān)的外文讀物和論文，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)詞匯，在課堂中進(jìn)行講解，開闊同學(xué)們的視野，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步科研潛力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)他們進(jìn)行文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解國(guó)外光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)興趣。⑤教學(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用及需求的結(jié)合。結(jié)合本校本地區(qū)特點(diǎn)，系統(tǒng)規(guī)劃、組織，實(shí)施產(chǎn)、學(xué)、研一體化模式。針對(duì)光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)密切聯(lián)系的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容上跟上市場(chǎng)技術(shù)需求，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，培養(yǎng)既有專業(yè)知識(shí)和跨學(xué)科知識(shí)，又有極強(qiáng)的實(shí)際操作能力、適應(yīng)性強(qiáng)的學(xué)生，全面提升學(xué)生的理論素養(yǎng)和實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生在未來(lái)光電子產(chǎn)業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.教學(xué)方法探索。①充分利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，利用多媒體課件在表達(dá)上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節(jié)約課程上的時(shí)間，從而能在課堂教學(xué)中講解更多的課程內(nèi)容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認(rèn)真積極地制作教學(xué)課件，充分利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學(xué)交流，共享多媒體課件。極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣。②采用課堂教學(xué)和專題講座結(jié)合的教學(xué)方法。在進(jìn)行課堂理論教學(xué)的同時(shí)，利用其他時(shí)間安排、組織團(tuán)隊(duì)教師舉辦《光電子技術(shù)專題講座》，開展光電子技術(shù)專題研究，如液晶顯示、光電轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)集成、光纖傳感及應(yīng)用和近場(chǎng)光學(xué)中的探測(cè)技術(shù)等，既能強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論，又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。吸引學(xué)生參與到大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學(xué)研究基礎(chǔ)。③在方法改革中，在富有開放性的問(wèn)題情境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。對(duì)參與到老師研究的課題或參加大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃的老師，幫助學(xué)生制定合理的研究計(jì)劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發(fā)動(dòng)研究光電子技術(shù)的老師，為這些同學(xué)們提供必要的實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己動(dòng)手去實(shí)驗(yàn)，考證研究方法和方案，來(lái)尋求實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的答案。這時(shí)，教師起到的是一個(gè)組織者的角色，指導(dǎo)、規(guī)范學(xué)生的探索過(guò)程。這樣的過(guò)程，不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)大量的知識(shí)，更重要的是要學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過(guò)程或方法。endprint

3.教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程中，本來(lái)并沒有設(shè)置時(shí)間環(huán)節(jié)，而且多數(shù)放置在大三或大四學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)很少開始。我們?yōu)榱四軌蚋玫靥嵘龑W(xué)生實(shí)踐技能和掌握技術(shù)設(shè)備的結(jié)合，先在原有課程體系中安排三分之一的時(shí)間來(lái)安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，開設(shè)具體的、有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓同學(xué)們能更有效地了解、認(rèn)識(shí)和掌握知識(shí)和技能。在普通物理實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開設(shè)如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發(fā)光器件及光子器件。對(duì)光通訊系統(tǒng)的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認(rèn)識(shí)和理解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地方實(shí)際，聯(lián)系相關(guān)光電子產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)，組織學(xué)生進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，從而讓學(xué)生自己體會(huì)從書本上理論到實(shí)驗(yàn)實(shí)際，再?gòu)膶?shí)驗(yàn)實(shí)際再到光電子技術(shù)，從光電子技術(shù)再到光電子商品的過(guò)程，能一下子把整個(gè)知識(shí)到技術(shù)到效益的過(guò)程展現(xiàn)在同學(xué)們的內(nèi)心中，從而更能培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生興趣，也能將培養(yǎng)目標(biāo)中的產(chǎn)業(yè)式人才完成，彌補(bǔ)普通高等教育中最缺失的人才與市場(chǎng)的不對(duì)接的不足。

4.教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程改革中，把教學(xué)目標(biāo)從以知識(shí)教育為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和科學(xué)人才需求的融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新、探索精神的新時(shí)代新型人才。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程和專業(yè)培養(yǎng)中，存在著理論與實(shí)際技術(shù)需求的相脫離的現(xiàn)象，造成理工科學(xué)生對(duì)于市場(chǎng)技術(shù)需求常識(shí)缺乏。我們把教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)都做了有意義的初步探索。進(jìn)一步增強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐環(huán)節(jié)、實(shí)踐環(huán)節(jié)到市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展的學(xué)習(xí)過(guò)程，極大地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為將來(lái)從事該專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和牢固的信心。在近三年中，我們培養(yǎng)的本科畢業(yè)生就業(yè)率95%以上，該專業(yè)畢業(yè)生考研成功率30%以上，使光信息科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，形成了爭(zhēng)趕超的局面。同時(shí)，針對(duì)光信息科學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生，我們注意在進(jìn)行科學(xué)知識(shí)教育的同時(shí)注重培養(yǎng)市場(chǎng)技術(shù)需求方面的培養(yǎng)，增加了企業(yè)參觀及動(dòng)手實(shí)踐等環(huán)節(jié)，同時(shí)講授在科學(xué)研究中人文素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性，從而使之潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行自然的而不是勉強(qiáng)的人文教育。

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