“光电技术”课程教学及考核方式改革与实践

魏勇 李宏民 钱坤 田芃

关键词 光电技术课程 教学 考核方式 改革与实践 应用型人才

中图分类号：G424                                    文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.09.059

Keywords photoelectric technology course; teaching; assessment method; reform and practice; applied talents

0 引言

随着光电子技术的飞速发展，光电技术课程教学近年来受到越来越多国内外高等院校重视，[1]他们开展了大量有关“光电技术”课程教学的改革与实践。如东莞理工学院把光电技术实验作为一个必修实践环节，加强学生工程训练，培养学生的创新精神和实践能力，面向光电信息科学与工程专业学生，专门开设了光电技术实验课。[2]在光电技术实践教学改革方面，嘉应学院的陈书汉等老师指出传统实践教学的不足，并提出在新工科背景下光电专业的实践教学改革意见。[3]华南师范大学则引入CDIO 教学法，对光电技术课程的实验教学进行了相应改革，探索光电子专业人才的工程技术素养的培养方式。[4]自我院面向社会需求，2011年设置光电信息科学与工程专业以来，光电技术一直作为重点课程建设，经过相关老师多年的讲解，理论教学已经非常成熟，但是该课程面向创新精神和应用开发能力培养的教学环节仍然存在一些不足，有必要就此开展进一步研究与探索。

1 课程现状及存在的问题

“光电技术”是我院光电信息科学与工程专业的核心专业课程，也是我院电子科学与技术专业重点开设的选修专业，具有较强理论性和应用性，其专业地位突出，授课学生涉及面广。采用的教材是江文杰主编的《光电技术（第二版）》，该书属于教指委推荐用书，专业基础性强，通俗易懂，自2009年第一版出版以来，被全国很多所高校选为本科或研究生专业教材，深受光电类专业师生欢迎，但由于光电技术发展突飞猛进，新的光电产品不断推出，新的光电技术不断应用，全书内容在前沿性和时代性方面有些滞后，还有待与时俱进。

此外，该课程“光电技术”以往授课由两部分构成：理论课方面，“光电技术”大三下学期开课，54个课时，3.5个学分，考核期评成绩构成为：30%平时成绩（含出勤、作业） +70%期末考试成绩;实验课方面，专门开设了 “光电技术实验”，共计安排9个实验项目，36个课时， 2个学分，于“光电技术”讲授的下一个学期即大四上学期开设，实验成绩由9个实验项目的平均成绩构成。这种排课方式，理论教学和实验教学脱节，一方面，理論教学的学期没有开设相关实验让学生理论知识及时得到实验的验证和巩固;另一方面，实验教学的延后又造成了学生对理论知识的遗忘和忽视，尤其是大四学生对实验课不够重视，只是为了实验而做实验，导致单独开设实验课的效果不佳。

目前的教学内容安排和考核评价方式不利于高素质应用型人才的培养，有必要针对 “光电技术”课程教学及考核方式进行相应改革与实践，才能培养出满足企业需求的具有创新精神和应用开发能力的光电人才。

2 改革与实践

“光电技术”作为我校重点建设课程立项后，我们教学教研团队切实以高素质应用型人才培养为目标，对该课程进行深入研究，主要从教学内容、课堂教学、实验教学和考核方式等四个方面开展有益的改革和实践探索，具体建设内容与措施如下：

2.1 梳理课程内容，修订教学大纲

全面梳理课程内容，修订教学大纲，修改课堂教学教案突出专业需求特点和重点，侧重于让学生掌握相关的理论和应用。（1）第一章中1.4节典型光辐射源部分，只需重点讲解光源的基本特性参数和与现实生活密切相关的激光二极管和发光二极管。（2）第四章中4.2典型光伏探测器和4.4光伏探测器组合器件部分，介绍的类型器件很多，由于课时有限，着重选择一两种作为应用实例介绍。（3）要转换教学思路。如第11章中11.2节光谱测量系统和11.4节CCD尺寸测量系统的分析与设计应放到前面介绍PMT和CCD的章节后面，趁热打铁直接分析和设计，有力加深学生的印象、巩固学习的效果。（4）校企合作共同设置光电技术课程应用实例，打造校企专业课程合作品牌。与广州粤嵌通信科技股份有限公司合作，共同开发了光电探测器设计应用实例，并作为重点内容讲解，提高学生的应用开发能力。

2.2 改进课堂教学，提升教学效果

课堂教学是学生学习知识的重要环节，我们改革以前的教师单向授课为主的课堂教学方式，坚持以学生为主体、教师为主导，师生互动，将知识讲授与能力培养相结合。（1）在课堂教学中适当结合应用实例，以后续课程如光电图像处理、光电测试技术、光电子技术进展、光纤通信原理及应用、光电技术实训等为导向，强调理论知识与工程应用相结合，比如在光电信号变换部分，可以與“光纤通信原理”中的光纤通信的技术原理和框架组成相结合，讲解光纤通信过程中光信号变换、电信号变换以及光电信号的变换，不仅让学生了解理论内容的工程意义，又为后续课程做好铺垫。（2）设置专题研讨课，学生参与主讲。通过教师的引导和安排让学生在讲台上讲解日常生活中光电探测器的应用实例或者技术专题，这样可有效调动学生的积极性，提高光电技术的理解能力和表达能力，达到好的教学效果。（3）关注光电器件国内外的最新研究进展以及应用的前沿技术，下载一些相关的图片和讲座视频用于课堂讲解给学生，为光电类专业学生日后跟踪光电技术的发展动态，提升创新实践能力奠定良好基础。

2.3 创新实验教学，拓展开发实验

实验教学应突出对学生技术研发工作的方法、规律以及手段训练。为了提高学生光电技术方面的动手实践应用和创新能力，针对本课程的实验教学，引进了武汉光驰公司的光电子课程综合实训平台，该平台可以开展19类不同光电探测器的应用验证实验，另外还可开展若干拓展设计开发实验，新的教学计划根据课程的重要原理和重点知识点安排相应的应用验证实验和设计开发实验。应用验证实验着重于对课程的重要原理和重点知识点进行验证，巩固所学知识点，了解所学知识点的程序实现过程;设计开发实验涵盖课程的重要知识点，并将这些知识点灵活运用解决实际问题，学生通过实验对所学知识进行融会贯通，提高他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养其对知识进行探索的兴趣。针对这些新的实训平台，我们老师也在创新实验教学方法，光电技术实验室实行开放政策，对感兴趣的同学不定时开放，鼓励学生充分利用光电实训平台开展若干拓展设计开发实验，切实有效提高学生光电技术的动手实践能力和应用开发能力。

2.4 改革课程设置，完善考核方式

将大三下学期开设的专业理论课“光电技术”和大四上学期开设的实验课“光电技术实验”合二为一，统一成一门专业课开设，具体为“光电技术”，第六学期授课， 54个理论课时加16个实验课时，总计70个学时，4个学分。

原来的考核方式：期评成绩（100%）=30%平时成绩（含出勤、作业） +70%期末考试成绩，该考核方式以期末成绩为主，无法客观反映学生的学习效果。增加光电子课程综合实训平台开展相关光电技术实验后，采用新的考核方式：期评成绩（100%）=20%平时成绩（含出勤、作业） +20%光电实验成绩+60%期末考试成绩。其中开设4个光电技术实验，实验成绩为4次实验成绩的平均值。单次实验成绩考核方法及所占比例如下：单次实验成绩=实验方案€？0%+实验操作€？0%+实验结果€？0%。改革考核方式，多元化考核，全方位评价学习成绩，这样增加对平时过程成绩和实验实践环节的考核，降低期末成绩的比重，起到了良好的导向作用。

3 成效

光电技术改革和实践是光电类专业培养方案改革的一部分，隶属于我院“638”为核心的光电类创新创业训练体系，[5]有力促进了高素质应用型人才的培养，成果显著。近几年来，我院电子科学与技术、光电信息科学与工程专业学生主持大学生创新国家级项目1项、省级项目5项，校级项目30多项;学生参加电子设计、挑战杯等学科竞赛，获国家级、省部级奖20多项;学生发表创新论文20多篇、获国家专利2项;学生考研积极，考研报考率高达50%，录取率20%以上;毕业生初次就业率达90%和年终就业率达95%;学生创新精神和应用开发能力得到明显提高，毕业生就业形势良好，深受用人单位好评。

4 总结

本文根据湖南理工学院物理与电子科学学院修订的2016版光电类专业培养方案，以培养高素质应用型人才为目标，对光电技术课程进行了改革和近几年来的实践进行了总结。通过改革和实践表明，光电技术理论教学和实验教学紧密结合，使学生能够注重平时学习的过程，从基本概念、基本原理到具体实验验证、知识的综合应用，理论联系实际，有助于学生对专业理论知识的理解和消化，提升理论教学和实验教学的效果，培养了学生动手实践能力和应用开发能力，从而促进了学生从理论应试型到应用能力型的转变。通过三年多的实施，该课程的改革和实践教学取得了很好的成效。

课题项目：2017年湖南理工学院精品类课程建设项目（校政通〔2017〕77号）;教育部2017年第二批产学合作协同育人项目（编号：201702071089）;2018年湖南省普通高等学校教学改革研究项目（湘教通〔2018〕436号）

参考文献

[1] 张慧颖.光电技术课程教学改革研究与探讨[J].吉林化工学院学报，2018.35（4）：29-32.

[2] 张绍强，王红成，叶海东，等.光电技术实验考核方法的改革与实践[J].东莞理工学院学报，2016.23（5）：114-117，126.

[3] 陈书汉，万国香.新工科背景下光电技术实践教学研究与实践[J].嘉应学院学报（哲学社会科学），2018.36（10）：89-91.

[4] 张准，钟丽云.基于 CDIO理念的光电技术实验课程设计与实践[J].实验室研究与探索，2012.31（8）：367-370.

[5] 梅孝安，李科敏，易立华，等.地方高校光电类“638”创新创业实践教学体系的构建与实践[J].电子技术，2018.11：12-14.