《光电技术及应用》课程教学改革的探索与实践

摘要：近年来，随着微电子技术的发展，光电技术的应用范围越来越广泛，日益成为现代工科大学生必须掌握的一门知识，国内已有近百所高校开设了《光电技术及应用》相关的课程。本文分析了《光电技术及应用》课程教学中存在的问题，探讨了该课程的教学改革方法，结合自身的教学、科研实践经验，给出了相关的建议。如：合理取舍和侧重教学内容，构建合适的知识体系；适当增加实验课的学时比例；做到教学和科研有机结合，相互促进等。

关键词：光电技术及应用；教学改革；因材施教；科研与教学相结合；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0115-02

一、课程改革背景及意义

1960年激光器的诞生，推动了光电子技术的飞速发展，使得光电子技术逐渐成为高新科学技术领域的先导和核心，在科学技术、国防建设、工农业生产、交通、邮电、天文、地质、医疗、卫生等国民经济领域获得了日益重要的应用[1]。作为光学与电子学的交叉学科，《光电技术及应用》的教学和研究工作也逐渐被国内外高校和科研机构所重视，以光电技术为基础的新课题、新理论、新方法、新技术、新材料、新应用正在并将不断涌现。为满足这种不断涌现的发展需求，國内高校纷纷在通信类、电子类、物理类等相关专业中开设《光电技术及应用》课程，该课程能有机地衔接《光学原理》、《激光技术及应用》、《传感器原理》、《电子测量技术》、《电子线路基础》等课程，拓展学生的思维宽度，培养学生在分析和解决问题时的发散思维能力[2-4]。为响应我校关于工科类专业课程教学改革的号召，在西华大学电气信息学院相关领导的支持下，课题组对《光电技术及应用》课程的教材、课时、教学模式等展开了深入研究，取得了一定成绩。下面就目前教学中存在的问题，教学改革建议等进行介绍和分析：

二、教学中存在的问题

结合课题组多年讲授《光电技术及应用》的实践经验和兄弟院校授课教师的交流，发现在目前的教学过程中，普遍存在以下几个问题：

1.很难选择到一本合适的教材。近年来出现了不少《光电技术及应用》方面的优秀教材和著作，为推动我国光电子技术专业的教学和科研以及光电产业的发展做出了重要的贡献。然而要选取一本非常合适的教材却并不是一件容易的事。原因在于：目前很多教材缺乏系统性、完整性，不能给学生一个全面、简单的认识；教材的更新速度跟不上光电子技术的高速发展速度，教学内容陈旧，缺乏新颖性，提不起学生的学习兴趣；大多数教材过于注重光学理论知识和公式推导，对于实际应用介绍过少显得空洞，导致学生不知道学完这门课程以后能有什么具体工程应用。

2.有限的课时量和丰富的教学内容之间很难平衡。《光电技术及应用》课程的教学内容多、知识面广，涉及到光学、电子学、传感器、微电子学、半导体学、计算机学等学科，具体包括基本光学原理、光电探测器件、光电成像器件、光电发射器件、激光器及应用、光纤通信技术、光电检测技术、光电信号处理等内容[5-6]，而该课程在大多数高校都是作为专业课或专业选修课的形式开设的，学时量十分有限，甚至有的学校仅32个学时。如何在有限的学时内，处理好“广度”和“深度”之间的关系是一个必须解决的问题。

3.教学模式过于陈旧。目前，被广泛采用的教学模式就是PPT或黑板板书，缺乏教师和学生之间的互动环节，学生的积极性得不到很好的调动。如何引导学生由被动学习转变成主动学习，是另一个重要问题[7]。

三、教学改革建议

针对教学过程中存在的几个突出问题，结合课题组多年的教学实践经验和历届学生的反馈意见，提出以下建议：

1.因材施教，并以讲座形式更新教学内容。学生是整个教学活动的主体，在选取教材的时候，必须充分考虑学生的实际情况，如先修课程是否充足？学生的专业构成？物理类、光学类专业学生的光学基础较好，在实际应用方面有所欠缺。测控类、通信类专业学生的工程实践能力较强，在光学原理方面有所欠缺。每个学校的实际情况又不尽相同，如何正确引导和平衡他们的优缺点是值得研究的。建议教师结合自己学校学生的功底和先修课程，参考历届学生毕业设计及就业状况，编写合适的教材，做到因材施教。为解决教材更新慢的不足，建议结合自身的科研经验，以讲座的形式更新教学内容，使学生了解光电技术领域的前沿知识，如MEMS器件及应用、DSP与光电检测系统的交叉结合、微光学与微电子的交叉结合等。

2.保留经典理论，侧重工程应用，培养学生分析和解决问题的能力。在有限的课时内，要做到面面俱到是不可能的.在教学过程中必须对教材进行合理的取舍，建议教师要根据专业特点及学生基本情况，构建合适的知识体系，既要注重经典的理论，如黑体辐射三大定律、光电发射第一定律、光电发射第二定律等，又要突出应用性强的特点，如光电技术在机械（表面粗糙度检测、CT探伤）、环境保护（大气质量监测、水质污染监测）、生物医学（生物芯片、光电式血糖分析仪）、军事（光电制导、激光雷达）等领域的应用。适当地删除教材中过于陈旧的知识点和与先修课程中重复的知识点，同时要注意各个知识点之间的衔接关系，形成一个相对完整的知识结构。对于实验课学时应适当增加，针对那些对光电技术感兴趣的学生，建议他们提前进入实验室参加相关的科研工作，选择相关课题作为自己的毕业设计题目，这样既能满足他们的兴趣，培养动手能力，又能作出高质量本科毕业设计。

3.充分利用多媒体技术和网络技术，丰富教学模式。在传统的教学模式中，教师占据主导地位，以PPT和板书的方式进行授课，忽略了学生的主动性，不利于调动学生的思考积极性。经调查发现在PPT制作过程中，多使用Flash技术，直观简单，会使学生注意力更集中[8]。与此同时充分利用网络技术和学生展开互动，将电子版的讲义、教材、教案以及补充的相关知识发布到网上。定期在网上设定讨论主题，一般为近年来光电技术领域的研究热点，小组讨论，最后形成报告，可作为平时成绩的参考依据。通过这种教学模式，可锻炼学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，对准备进一步深造硕士或博士学位的学生十分有利。

三、结论

《光电技术与应用》课程的教学改革是一个系统、持续的工作。作为一门应用性极强的课程，它的更新速度极快，近年来随着光电子和半导体技术，尤其是微电子的飞速发展，光电技术也在不断发展和进步，新理论、新技术、新应用不断出现，这就要求教师不断更新自己的知识结构，跟踪光电技术领域的前沿知识，更新自己的授课内容。通过优化教学内容，删去陈旧的知识点；结合科研的实践经验，做到教学和科研相互促进，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习；改进教学手段，将课堂教学和实际应用相结合，从而达到《光电技术与应用》课程教学改革的目的。

参考文献：

[1]石顺祥，过已吉.光电子技术及其应用[M].成都：电子科技大学出版社，2000.

[2]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报，2007，13（5）：425-427.

[3]崔岩.光电子技术课程的教学体会[J].科技教育创新，2009，（6）：259-260.

[4]张婷.《光电技术》教学改革的探索与实践[J].教育理论与实践，2011，（6C）：39-40.

[5]郭培源，付扬.光电检测技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[6]王庆有.光电技术[M].北京：电子工业出版社，2005.

[7]王建军.信息时代教学创新模式的探索[J].教育理论与实践，2009，（11C）：3-4.

[8]蒋励.谈现代教育技术背景下构成课堂教学模式的转变[J].教育理论与实践，2010，（9B）：50-51.

基金项目：四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目（05-253-87）和西华大学校级精品课程基金资助

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