关于光电检测与信号处理课程教学方法的探讨

汪丽春，樊 莉，陈海涛

（扬州大学物理科学与技术学院 江苏 扬州 250002）

1 光电检测与信号处理课程教学现状

光电检测与信号处理是我院光电信息科学与工程专业学生的必修课。该课的前期课程为几何光学、光电子学和半导体物理等课程。这门课程的特点是将光学技术和电子技术结合起来，在拓展知识和学科交叉应用等方面具有重要的意义。目前，国内众多高等院校的光电信息科学与工程、测控技术与仪器等专业开设了光电检测与信号处理课程。光电检测与信号处理课程具有知识点交叉、应用性强等特点，如何在有限的学时内，使学生熟练掌握各种光电检测系统的原理与设计，是本门课程任课教师所面临的重大难题。

1.1 教学内容存在的问题

（1）光电检测与信号处理课程涉及的知识面较广，包括光学、光电子学、电子学、半导体物理等众多学科内容的交叉，而该门课程的学时却相对较少。如何在有限的学时内处理好教学深度和广度的关系是一个关键的问题[1]。

（2）应用性强是光电检测与信号处理课程的另一个特点。大多数的教材过于注重光电子学的理论知识，关于光电检测元件的介绍比较多，应用设计方面介绍的比较少，即使有一些也只是很简单的应用，有关该领域最新的综合应用方面介绍的很少。

（3）我们学院光电科学与工程专业学生学习的课程比较多，学习任务比较繁重，教学内容的理论性比较强，本专业学生普遍学习兴趣不浓。

1.2 教学方法和考核方式存在的问题

目前，光电检测与信号处理课程的教学方法单一。主要还停留在教师课堂上通过讲授和板书的形式，把教学的内容灌输给学生。由于这种教学方法忽视了学生的自主性和创造性，学生通常会感觉教学内容过于抽象和杂乱，从而对学习失去了兴趣。此外，大多数高校对该门课程的考核沿用传统的方法，一般采用平时成绩占30%，期末考试成绩占70%的方式，而且考虑到及格率的问题，任课教师期末考试之前一般会划重点，出题难度也比较小，平时成绩给的比较高，大多数学生只要考前背一背都能及格甚至考得不错。

1.3 实验教学存在的问题

光电检测与信号处理实验内容一成不变，落后于技术的发展，与实际应用严重脱节，一般是以简单的验证性实验为主，设计性、综合性的实验很少。另外实验设备比较陈旧，设备的台套数比较少，一般学生要分2～3人为一组进行实验。

2 光电检测与信号处理课程教学方法的探索

2.1 调整教学内容

光电检测与信号处理是多门学科的交叉，涉及的知识面广、知识点多，因此课堂教学内容应该精心组织，各知识点之间的关系要理清楚，要形成一个相对完整的知识体系。在各个理论知识点的讲解上，要注重介绍它在整个检测系统中所起的作用，与其他知识点之间的区别和联系。例如在讲解各类光电检测器件时，应先介绍其作用，再讲解各类光电检测器件的原理、结构、特性及其应用，并与其他检测器件进行对比，最后讲解它们的输入电路。

光电检测与信号处理课程内容多，学时短。在有限的学时内完成教学任务，应对教材内容进行合理的取舍和偏重，保留教材中经典内容，删除与其他课程重复内容，并突出重点内容。例如光电检测系统是该课程的重点，各类光电检测器件的原理、结构、特性及应用，光电检测电路的静态和动态设计、噪声与抑制、前置放大电路等，可以结合具体的案例详细讲述，但光纤传感检测以及光电信号的数据采集，由于已在其他相关课程中已经涉及，可以略讲或者不讲。

此外，考虑到应用性强是该课程的最大特点之一，所以在课堂讲解的过程中，应大量列举它们的日常应用和最新应用案例，以提高学生的学习兴趣和主动性。

2.2 结合专业特点

目前，开设光电检测与信号处理课程的专业众多，有光信息科学与技术、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等。不同专业的特点和课程设置情况不尽相同。在教学上，应充分考虑本专业的特点适当突出与本专业密切相关的内容。如有的专业的学生前期已修单片机等课程，对单片机有初步了解，鉴于此，可以补充一些用于温度、速度等参数的光电检测案例。

2.3 改进教学方法

开展启发式教学能够激发学生的学习兴趣，充分调动他们的主观能动性。例如在讲解授光电耦合器时，可以先提供一些光电耦合器用于智能汽车导航的具体案例，让学生思考其工作原理，然后引导他们掌握相关的知识。

为使学生了解光电检测技术的最新研究进展，可结合本专业特点和学生的兴趣，设置若干专题，让学生利用课余时间进行调研和撰写报告，并在课堂上展开讨论。这种方法有利于提高学生表达能力，挖掘学生学习潜力。

此外，可以充分利用网络教学的便利条件，将电子版讲义、习题答案以及补充的内容发布到网上，多让学生自主学习，同时教师多发起网上讨论和答疑，及时了解学生学习动态。这种方法可以引导学生由被动学习方式向主动学习方式的转变。

3 光电检测与信号处理课程实验教学方法探索

3.1 保留重要的验证性实验，如光敏电阻的特性参数测量、光电二极管的时间响应特性等。

3.2 增设综合性设计实验。补充一些设计性的综合实验，扩展实验教学内容，使实验教学跟上最新技术的发展，同时有利于启发学生的创新思维，激发他们的学习兴趣，提高他们的动手能力。

3.3 此外，多鼓励学生积极参加各种光电子类设计大赛和科技创新活动，发现和解决实际应用中存在的问题，提高他们的设计与分析解决问题的能力。

本文分析了光电检测与信号处理课程目前的教学现状，探讨了提高教学效果的一些可行性教学方法和措施。对于光电检测与信号处理课程的教学，应结合本专业的特点和学生兴趣，紧跟光电检测技术的最新发展，与时俱进，不断对教学内容和方法进行改进，以激发学生自主学习的动力，引导他们由被动学习方式向主动学习方式的转变，培养他们的综合应用和设计创新能力。

[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)：43-45.