应用型高校光电子学课程教学研究

赵宁 代倩 陈鹏 张玲玲 沈令斌 朱荣刚 田锦

[摘           要]  光电子学课程是电子信息类专业的必修课程，也是一门承上启下的核心课程。根据应用型本科院校的培养目标，结合光电子学课程自身特点，分析金陵科技学院网络与通信工程学院目前开设的光电子学课程中存在的问题，并从教材和课件的选择、教学内容的编排、教学方式的改进以及考核方式的多样化等方面，对光电子学课程的教学进行有效的改革和探索，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力，为培养应用型本科人才服务。

[关    键   词]  应用型高校;光电子学;教学改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志碼]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）31-0076-02

光电子学是一门涉及多学科交叉的课程，在当今电子信息领域发挥了举足轻重的作用，受到科研院所和企业的极大重视，因此很多高校开设了光电子学这门课程。为了满足地方经济发展的需要，金陵科技学院网络与通信工程学院光电信息科学与工程专业特开设光电子学本科课程，以实际应用为主要目的，培养光电领域的创新型、应用型人才。

结合目前教学中存在的一些问题，基于应用型人才培养的定位，光电子学课程应将理论知识与实践应用结合起来，培养学生解决实际问题的能力，因此需要在课程内容、教学方式、实践安排和考核评价等方面进行改革[1-3]。

一、教材的选择，教学大纲和教学内容的编排

光电子学目前被确立为我院光电信息科学与工程专业的核心课程，面向本科三年级学生开设，这为教学目标、教学大纲和教学内容的制定明确了方向。结合本校的办学特色和学生的实际情况，首先对国内的教材进行广泛调研，最终选择了刘旭等人编辑的《光电子学》作为教材，并将安毓英等人编辑的《光电子技术》作为主要参考用书，这样安排的目的就是要做到理论知识与实际应用结合，避免学生陷入过多的理论公式推导当中。同时，《光电子学》教材提供了配套的英文电子课件，有助于为学生普及名词术语和有关概念的英语表达方式，提高学生的综合能力。

在教学大纲和教学内容的指定方面，结合地方经济发展的需要，突出特色，删旧增新，有针对性地选择并重点强化某些知识点，并在掌握理论知识的基础上，设定配套的实验课程，有助于学生加深理解，强化理论知识，同时有助于提高学生的动手能力[4]。比如为了突出本专业光通信方面的学科特点，我们提高了导波光学和激光器原理的教学课时安排，有助于学生更深入地学习光纤的相关知识，为接下来其他相关课程的学习打下基础。同时，由于专业特点，我们目前没有开设量子力学和半导体物理课程，因此在讲述半导体的光电特性和器件时，需要相应地增加课时，帮助学生建立半导体材料的基本概念和物理模型。另外，为了适应地方经济发展需要，我们压缩了一些老旧知识点，如阴极射线管和PDP等离子体显示器等，而相应地增加关于LED和OLED的相关知识以及最新的量子点发光器件等。

在实验安排方面，适当增加了基础实验内容，例如新加入了晶体电光、声光、磁光效应实验，有助于学生了解光的调制。同时，还新增加了设计性的实验，提高学生解决实际问题的能力。我院为此购入了10套光电设计平台，该平台提供了多种测量模块，包括激光原理与技术、光电检测、光通信、光电子技术以及光电显示与照明实验等模块，可以满足学生根据实际情况设计和开展实验的需求，大大提高了学生动脑、动手的能力及创新意识，学生在解决实际问题的过程中获得更多学习机会，最终达到培养应用型人才的目标[5]。

二、教学方式的改进

（一）调动学生学习的积极性

由于应用型本科院校学生的基础与“985”等高校学生的基础存在一定差距，对理论性较强部分的学习存在一定难度。然而，光电子学课程自身具有很强的理论性，这容易造成学生学习的畏惧心理，因此首先要调动学生的学习积极性。其中一个方法就是将枯燥的理论公式和概念与现实生活中接触到的光电子技术以及各种光电器件相互联系，将其中的简单原理介绍给学生，增加学生学习的兴趣。比如，在光电子学课程正式教学前可以进行一些导论性讲述，介绍基于光电子学相关理论所产生的技术和产品在人们的日常生活中应用，让学生直观感受到光电子学课程的重要性，激发学习兴趣。在导论性质的课程教学中也可以适当加入光电子学发展历程的介绍，如将激光器的发明、光纤的产生等具有里程碑意义的事件向学生介绍。再比如将光电子学领域中相关科学家的研究趣事向学生介绍，其中最典型的例子就是邓青云是如何意外发现OLED显示器件的。这些例子可以让学生感受到科研工作者不畏困难，敢于尝试，勇于创新的精神，同时让学生感受到科研的艰辛与美妙，激发学习兴趣，也能培养他们积极向上、钻研攻关的意志品质。

（二）提高学习的趣味性

在前期的课堂教学中，我们虽然采用了普遍的“板书+电子课件”的模式，但是针对光电子学课程而言，抽象的概念和繁杂的公式容易导致学生在学习过程中产生畏惧心理;在电子课件的制作方面，前期的工作还是以比较机械的简单复制教材内容为主，缺乏图片和动画视频资料的演示，而多媒体教学的效果主要就取决于课件的内容和表现形式。针对此问题，在电子课件的内容方面，为了避免理论知识枯燥，我们加入了大量的动画和演示，帮助学生理解相关知识;同时，充分利用互联网资源，通过相关的科技视频等帮助学生直观形象地掌握必要的知识点[6]。例如，在半导体光电器件的教学中通过引入动画和经我们整理的网络视频资源，极大地帮助学生了解诸如各种光电效应、光电探测器件以及光伏器件等的原理和工作过程。此外，在教学中加大了课堂提问的比重，由教师提出问题，一步步引导学生了解问题并解决。增加师生间的互动交流，提高课堂效率。