《高等光电技术实验》教学研究及探讨

于旭东

·研究生实验教学·

《高等光电技术实验》教学研究及探讨

于旭东

（国防科技大学 光电科学与工程学院，长沙 410073）

为了提高光电类研究生的创新能力和动手能力，突出本专业特色，结合近几年的高等光电技术实验的教学经验，介绍了国防科技大学光电类研究生实验教学的主要内容，对实验教学中采用的教学方法、教学模式及考核方式进行了阐述，对如何提高教学效果提出了几点看法。

研究生实验；教学；创新能力；探讨

实验教学是培养高等学校学生创新能力、动手能力、分析问题和解决问题的重要环节，与课程教学在学历教育中具有同等重要的作用［1－2］。为了更好地获得实验教学的效果，需要重视实验教学的各个环节。研究生相对于本科生具备一定的专业知识，如何提高其创新能力和动手实践能力成为研究生实验教学的重点。

《高等光电技术实验》是国防科技大学光学工程专业的必修实验课程，以培养光学工程专业综合实践能力为核心，培养创新能力和创新精神为宗旨，经过几年的有效运转，较好地完成了研究生实验教学任务，形成了一个特色鲜明、综合性强、开放性高的先进实验平台。

1 《高等光电技术实验》内容简介

根据“国防科技大学研究生培养方案”对光学工程类研究生的要求，以我院本科阶段教授的《激光原理》《激光技术》《应用光学》《光纤传感技术》《光纤通信技术》等核心课程为基础，结合多年来实验教学的经验，对《高等光电技术实验》的实验内容进行了精心挑选和设计［3］。本实验平台涉及光、机、电多个学科领域，主要包含“激光技术”“光学系统设计与分析”和“光纤传感与通信”三个大模块共九个子实验系统［4］，各子实验内容、学时安排及实验目的具体如表1所示。

通过实验可以提高学生的动手能力，扩展学生的视野，培养学生独立思考问题的能力和思维方式，引导学生根据现有的实验条件进行创新，深化本科阶段及研究生阶段所学的知识及物理概念。

2 实验课程教学分析

2.1 实验中采用的教学方法

《高等光电技术实验》充分调动学院现有的教学资源，选用多名具有博士学位的年轻教员，每名教员单独负责一个子实验，教员对每一个子实验进行精心备课，紧密结合实验内容及本科教学中讲授的内容，深入挖掘实验中蕴含的物理现象及物理意义，达到巩固所学知识的目的。实验根据学员人数分为若干小组，采用每个大模块集中授课、分组试验的方法。每个大模块开始时，负责各个试验的教员将实验的目的、实验设计的基本原理及基础知识进行简要的介绍，对实验的内容和实验的注意事项进行说明，让学员对所作实验有一个清晰的认识。

表1 《高等光电技术实验》各实验简介

2.2 启发式教学

研究生实验与本科生实验有本质的区别，我们设计实验时定位于提高学员的自我创新能力和动手能力［5］，因此实验中所有教员都坚持“以学员为主、教师为辅”的启发式教学原则。在实验设计环节，个别实验设计得非常灵活，可以让学员自己设计光学实验，搭建实验平台，观察实验效果。在实验教学环节，精心设计实验步骤，对实验中遇到的难点、疑点，采用启发式讨论，让每个学员都充分发表自己的意见，让学员充分理解实验背后的物理本质，激发学员的学习兴趣，提高实验教学的效果。

2.3 考核机制

《高等光电技术实验》的重点是培养研究生的实验动手能力和创新能力，采取综合全面的考核方式是检验实验效果的重要手段。以单一的实验报告为考核的方法容易让学员陷入只注重实验结果不注重实验过程的误区，不利于提高学员的创新能力。因此，采用平时考核与实验报告相结合的方式，加大平时成绩的比重，平时成绩占60，实验报告占40。平时成绩主要考核学员的实验操作能力，实验过程中的创造能力和理解能力。重点鼓励学员进行创新，在实验中有创新想法、创新实验方案的给予额外的加分，鼓励学员进行创新实验活动。

3 教学改革及探索

3.1 优化实验设置

为了更加全面地训练学员的工程实践能力和原始创新能力，参加实验教学的所有老师在课程负责人的组织下，对前几年的实验教学进行了分析和总结，优化了课程设置，突出专业特色，将“激光技术”“光学系统设计与分析”和“光纤传感与通信”三个大模块的各个试验进行了优化组合，依托现有内容、突出训练重点、把握操作环节、充分调动学员的积极性。对个别实验进行丰富，删减个别实验，提高实验效果，对个别操作极为复杂的实验进行了删减。将实验设置改为“必修实验+选修实验”模式，必修实验5个；选修实验6个，学员任选1个，必修实验的考核方式参照原有方式执行，但实验报告只包含实验数据、结果分析和问题回答三部分内容，略去实验目的、实验原理等重复性的文字工作；选修实验的实验报告采用20页左右的项目技术报告形式，课程结束时对所选修的实验进行答辩。

3.2 加大仿真软件的实验环节

我校研究生实验设置一般以具体的实验平台为主，很少有专业仿真软件实验设置。随着软件设计的进步，仿真软件成为科研人员分析问题、解决问题必不可少的工具和手段。因此，在光电技术实验中设置软件仿真实验，可以开拓学员的视野，提高学员掌握软件的能力。结合光学工程专业特色，在选修实验中开设仿真软件的实验教学内容，例如，光电子器件设计与仿真软件（OPTIWAVE），虚拟仪器仿真软件（LABVIEW），有限元仿真软件（ANSYS），光学CAD设计软件（ZE2MAX）等，学员根据自己的学科方向和兴趣自主选择。

4 结束语

对近几年研究生《高等光电技术实验》教学进行了问卷调查，学员对实验课程的设置、课程的运行方式和教学效果普遍反映满意，取得了很好的教学效果，锻炼了学员的动手能力和创新能力。经过全体教员的共同努力，将教学改革和课程优化设计提高到一个更高的台阶，为学员今后开展科研实践提供更好的平台。

致谢：本文作者诚挚感谢光电技术综合实验中心和梁永辉教授及教学团队为课程《高等光电技术实验》所付出的艰辛劳动，感谢他们为作者们提供了有一个很好的研究生实验课程的教学平台和实践机会。

［1］李刚，曹浪舟.光电检测技术课程教学改革的探讨［J］.高等函授学报：自然科学版，2010，23（4）：43－45.

［2］胡浩军，梁永辉，马浩统，等.关于改进光电工程类本科专业实践能力培养环节设置的思考［J］.高等教育研究学报，2012，35（1）：57－59.

［3］国防科学技术大学研究生院.国防科学技术大学研究生2012年培养方案［Z］.长沙：国防科技大学，2012.

［4］谭中奇，姜广文，谢文科，等.浅谈研究生课程《高等光电技术实验》的教学体会［J］.高等教育研究学报，2012，35（1）：68－70.

［5］高朋，黄涛，薛艳霞.光电信息技术实验与实践教学体系的建设［J］.沈阳师范大学学报：自然科学版，2010，28（1）：41－44.

Teaching Research and Discussion for Higher Optoelectronics Technology Experiment

YU Xudong
（College of Opto－electronic Science and Engineering，National University of Defense Technology，Changsha 410073，China）

In order to improve innovation ability and practice ability of graduate student，highlight themajor characteristics，themain content of the graduate optoelectronic experiment teaching is introduced combining with the experiment teaching experience in recent years.The teachingmethod，teachingmode and assessmentmethod of experimental teaching are given.Some opinions are listed to improve the experiment teaching effect.

graduate student experiment；teaching；innovation ability；discussion

G642.423；TN201

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.048

2013－10－29

于旭东（1982－），男，博士，讲师，从事机械抖动激光陀螺及激光捷联惯导系统的研究。