淺析光纖技術(shù)課程與專業(yè)實驗教學(xué)的結(jié)合

林繼平，楊 名，于 一

(安徽大學(xué)，安徽 合肥 230601)

淺析光纖技術(shù)課程與專業(yè)實驗教學(xué)的結(jié)合

林繼平，楊 名，于 一

(安徽大學(xué)，安徽 合肥 230601)

針對創(chuàng)新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，本文提出了將光纖技術(shù)課程與專業(yè)實驗教學(xué)相結(jié)合。采用模塊化、專題化的教學(xué)模式，利用學(xué)習(xí)小組發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，改革教學(xué)內(nèi)容安排、學(xué)時分配、實驗?zāi)Ｊ胶驼n程考核方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實驗實踐操作能力，提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

光纖技術(shù)；應(yīng)用型；模塊化；專題性

光纖技術(shù)和激光技術(shù)被譽為上世紀(jì)光學(xué)工程領(lǐng)域的兩個最偉大成就。隨著光纖技術(shù)在通信和傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍的不斷擴大，出現(xiàn)了很多新的光纖、光纖器件和光纖系統(tǒng)及新的光纖技術(shù)應(yīng)用[1-3]。如何把這些新的技術(shù)進展介紹給廣大學(xué)生，就顯得十分必要和重要。近年來，眾多高校將“光纖技術(shù)”作為物理、電子電氣、光電工程等專業(yè)的專業(yè)選修課程。作為一個應(yīng)用性強同時又是目前研究和技術(shù)開發(fā)活躍的領(lǐng)域，如何將光纖技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合，理論與實驗結(jié)合，學(xué)校教學(xué)與工業(yè)應(yīng)用結(jié)合是提高該門課程教學(xué)效果和提高應(yīng)用性的重要方面。本文立足光纖技術(shù)的課堂教學(xué)和實驗教學(xué)，探討光纖技術(shù)課程面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革。

1 課堂教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變

作為應(yīng)用性人才培養(yǎng)的一門課程，光纖技術(shù)面臨著學(xué)科本身日新月異的發(fā)展，其工程應(yīng)用范圍也愈加廣泛，與其它學(xué)科交叉融合的越來越密切。因此，僅僅在課堂上講授基本理論知識遠遠不能滿足實際需求，而且課堂教學(xué)也無法盡述光纖技術(shù)的各方面應(yīng)用。必須改變傳統(tǒng)的過于注重知識傳授的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)而強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科興趣和探索研究問題的主動性，引導(dǎo)學(xué)生解決問題的科學(xué)思路和基于問題拓展知識面的方法。教師在此過程中，除了引導(dǎo)問題和解決思路外，同時給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膲毫凸膭睿Ｕ铣渥愕慕虒W(xué)輔導(dǎo)與幫助，提供部分相關(guān)的資料和科研訓(xùn)練條件。

教學(xué)內(nèi)容方面，增加課程背景及發(fā)展脈絡(luò)等緒論知識的介紹，方便學(xué)生做全面的了解和尋找自己的興趣點，引導(dǎo)學(xué)生依托自己的興趣點深入了解相關(guān)知識點，以點帶面地實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和提高探究問題的能力。根據(jù)學(xué)生興趣結(jié)構(gòu)和光纖技術(shù)發(fā)展動態(tài)，針對性的開展光纖技術(shù)科研熱點報告和各專題講座等內(nèi)容，將課程分為光波導(dǎo)理論、光纖技術(shù)、光纖通信和光纖傳感等專題模塊，根據(jù)模塊特點針對性的開展教學(xué)活動。同時發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源共享優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生利用圖書館各種數(shù)據(jù)庫，提高文獻檢索和分析能力。

教學(xué)方法方面，根據(jù)模塊化的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生興趣點，將教學(xué)內(nèi)容分解給各學(xué)生小組，引導(dǎo)學(xué)生采取書本閱讀、文獻查閱和實驗驗證等形式，對內(nèi)容做深入分析和論證，經(jīng)過小組內(nèi)部討論和整理，以ppt等形式匯報相關(guān)內(nèi)容[4]。教師結(jié)合學(xué)生小組匯報內(nèi)容，展開論述，特別是將學(xué)生興趣點接軌學(xué)術(shù)熱點問題和應(yīng)用熱點，提高課題的水準(zhǔn)，擴展學(xué)生的知識面和研究深度，并保證問題闡述的正確性。

2 實驗教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變

光纖技術(shù)不能停留在理論和課本上，無論是在通信應(yīng)用方面還是在傳感應(yīng)用方面，光纖技術(shù)都需要直接面對工程技術(shù)的諸多問題，要培養(yǎng)應(yīng)用型人才，實驗教學(xué)和課程實訓(xùn)與課堂教學(xué)具有同等重要的地位。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)形式比較單一，根據(jù)書本知識完成實驗，在整個實驗過程中缺乏對學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng)[5]。要培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才，必須發(fā)揮實驗教學(xué)的重要作用。光纖技術(shù)實驗可分為觀測性實驗、認知性實驗和設(shè)計性實驗等，實驗教學(xué)過程中要結(jié)合理論基礎(chǔ)和工程應(yīng)用需求調(diào)整安排。

發(fā)揮觀測性實驗的基礎(chǔ)作用，利用觀測性實驗使學(xué)生切身感受到光纖技術(shù)的基本原理，同時掌握基本的光纖技術(shù)實驗規(guī)范和基本要求。如顯微鏡觀察光纖端面的結(jié)構(gòu)時，掌握光纖端面的基本處理方法。集成部分認知性實驗，保證學(xué)生掌握光纖實驗系統(tǒng)的搭建能力，使學(xué)生逐步建立起對光纖、光纖器件和光纖系統(tǒng)的直觀印象，為今后處理實際系統(tǒng)提供豐富的操作經(jīng)驗和基礎(chǔ)。適當(dāng)加入課堂演示性實驗，加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解。

鼓勵設(shè)計性實驗，發(fā)揮其在實驗過程中的創(chuàng)造性作用。設(shè)計性實驗不是一味追求新穎，而是超越實驗講義的安排，擺脫機械地重復(fù)實驗步驟，以原理論證或工程應(yīng)用等為目標(biāo)，自主設(shè)計實驗項目、實驗方法和實驗路線，將實驗過程的主體真正的交給學(xué)生小組，通過全程參，強化學(xué)生對實驗原理、技術(shù)難點、數(shù)據(jù)分析和工程應(yīng)用等方面的深入理解和掌握。

3 課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的結(jié)合，學(xué)時安排的轉(zhuǎn)變

由于課程安排的原因，很多高校課堂教學(xué)和實驗教學(xué)分屬不同的體系，這樣就導(dǎo)致了不同教師間教學(xué)理念的協(xié)調(diào)、教材選擇不一致、課程安排的學(xué)期難以保持銜接等問題。因而學(xué)生難以將理論知識和應(yīng)用融會貫通，甚至割裂了知識體系的系統(tǒng)性。為適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，有必要把課堂理論教學(xué)與實驗教學(xué)融合，實現(xiàn)理論認知——感性認知——實驗理解——工程應(yīng)用的一體化。

結(jié)合課堂教學(xué)和實驗教學(xué)的改革，設(shè)立任務(wù)專題，教師在基礎(chǔ)理論講授基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容作引導(dǎo)性介紹，激發(fā)學(xué)生對光纖相關(guān)問題的興趣，鼓勵學(xué)生更多地參與到教學(xué)設(shè)計的過程中，將教學(xué)內(nèi)容作專題分解，學(xué)生以小組為單位，結(jié)合小組同學(xué)的興趣愛好，申請相關(guān)專題。各小組采用參考書閱讀、文獻調(diào)研、內(nèi)部討論等形式分工協(xié)作完成所申請專題的調(diào)研報告，并根據(jù)專題特點設(shè)計相關(guān)實驗，學(xué)生小組設(shè)計的實驗可以是驗證性的，也可以是探索性的。在專題匯報時，學(xué)生小組與任課老師及其他同學(xué)討論實驗方案的必要性、可行性和意義，完善實驗方案。教師不對實驗內(nèi)容做限制而只做技術(shù)性指導(dǎo)和實驗條件的支持。充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和發(fā)揮學(xué)生的主體地位。使學(xué)生所學(xué)所做能為今后的應(yīng)用提供真正的操作基礎(chǔ)。

為適應(yīng)課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的充分融合，必須打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與實驗教學(xué)學(xué)時安排的界限，給教師對課時安排的更大自主性，方便教師采用模塊化的專題教學(xué)。如將一學(xué)期課程分為三階段，一階段以基礎(chǔ)理論和緒論性綜述向?qū)W生介紹課程的各專題，同時開展基礎(chǔ)型實驗，培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗規(guī)范和操作能力，啟發(fā)學(xué)生的興趣，鼓勵學(xué)生發(fā)掘自己的興趣點。第二階段以學(xué)生小組為課程主體，如三次課程為一周期，分別為專題匯報、實驗實踐和實驗及專題總結(jié)及專題擴展。使整個周期中既有基礎(chǔ)性原理性的知識積累，又有實驗型論證或應(yīng)用，同時還能擴展到科研動態(tài)和工程現(xiàn)狀。第三階段做好課程的總結(jié)和課程考核，引導(dǎo)學(xué)生向?qū)嵱眯浴⒖茖W(xué)性思考，完成各小組特色的調(diào)研總結(jié)報告，教師亦能從中獲取更多的教學(xué)和科研靈感。

最后，基于課程的專題化、模塊化及小組任務(wù)特性，課程的考核也嘗試學(xué)生更多的參與性，如小組內(nèi)工作量和工作能力的自評和小組間工作成績的互評等，教師的成績評定與學(xué)生的測評共同組成學(xué)生的總評成績。

4 結(jié) 論

課堂與實驗的結(jié)合是一項難度較大的嘗試，既要教學(xué)安排、實驗室等的支持，又要教師具備更全面的知識背景和更熟悉學(xué)科前沿的動態(tài)，同時還考驗著教師的課堂駕馭能力。若能做好課程運行中的各環(huán)節(jié)，將顯著提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

[1] 饒云江,朱濤.纖維光學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢[J].國際學(xué)術(shù)動態(tài),2005(5):33-35.

[2] 許嘉文,程湘愛,鐘海榮.“應(yīng)用光學(xué)”課程教學(xué)模式的思考與建議[J].高等教育研究學(xué)報,2016(1).

[3] 黃文奇,楊虹.光敏傳感器實驗課程改革探索[J].大學(xué)物理實驗,2016(1).

[4] 肖光宗,盧廣鋒,汪之國,等.研究型教學(xué)在研究生光電技術(shù)實驗課程中的實踐[J].實驗室研究與探索,2015,34(6):217-219.

[5] 田慶國,崔宇明,張紅霞.光纖技術(shù)理論教學(xué)與實驗教學(xué)改革初探[J].實驗室科學(xué),2011,14(6):59-61.

Analysis on the Combination of Optical Fiber Technology Courses and Profession Experimental Courses

LIN Ji-ping,YANG Ming,YU Yi

(Anhui University,Hefei Anhui 230601)

It presents the combination of the optical fiber technology courses and profession experiment courses,which is according to the demand of the applied and innovative talents training.The students play subject position in the learning process such as study groups and adopt the mode of modular and specialized.Reform teaching content arrangement and class hours and experimental models and assessment method in the course,which will stimulate the study motivation and potential,enhance learning ability and the ability to operate in practice.Then,the quality of the cultivation of applied talents will improve.

optical fiber technology；applied talents；modular；specialized

2016-06-16

安徽大學(xué)光電信息獲取與控制教育部重點實驗室開放基金項目(OEIAM201407)；安徽省級質(zhì)量工程項目(2014jyxm046)(2014jyxm042)(2014tszy004)；安徽大學(xué)本科教育質(zhì)量提升計劃項目 (xjjyxm14002)(xjjyxm14003)(xjtszy1401)

1007-2934(2016)06-0138-03

G 40-057

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.006.038