新工科背景下光电信息技术实践教学模式的研究与探索

修俊山 谭树刚 秦华 魏功祥

摘 要：光电信息技术实验是光电信息科学与工程专业非常重要的一个实践环节，本论文的研究是依据新工科的建设标准，将光电信息技术实验重新整合，结合人才培养目标，按实验项目的课程目标进行分类，对专业实验室进行模块化建设，单独开课，构建新的实验教学模式。通过研究与探索，既克服了光电信息技术实验完全依附理论教学的不利因素，又有利于实验教学的个性化、创新化，提升了学生的实验学习的积极性;而且整合的专业实验涉及了多学科知识，增开了综合设计型、创新研究型和自主开发型专业实验，重点培养了学生利用实验教学细致观察、团队合作、发现问题、联系实际、解决实际问题的能力。

关键词：光电信息技术实验;新工科;模块化

光电信息科学与工程专业是战略性新兴产业相关本科专业，具有新工科专业的典型特征，在2017年发布的新工科专业排名中名列首位。新工科是工程类专业教育的一种改革，实际操作动手能力是工程类专业教育的重要特征之一，因此专业的实践教学在工程类专业教育中起着举足轻重的作用。光电信息技术是以光电子学为基础，通过应用光学、物理光学、激光技术、计算机语言编程、光学信息处理及光电检测技术等多种技术交叉融合解决各种实际应用课题，是研究光学信息收集、传输、转化及电信号处理的综合性学科。现在，光电信息类专业已在各个高校设立[1]，其中光电类的主干课程包括光电技术、应用光学、物理光学、光电检测技术、激光原理与技术以及信号与系统等。这类课程专业性非常强、与其他基础类专业课程不同，不仅涉及众多的工程应用问题，而且也是多门技术学科的交叉应用。光电信息技术实验就是将这多个学科知识融合在一块，综合设计实践教学，创新实践教学，对培养学生深入理解课程知识点、提高实践操作能力、提升发现问题、分析问题和解决问题的能力等方面具有重要的作用。本文以我校的光电信息科学与工程专业的实践教学为例，通过对标新工科的建设标准，改革实践教学模式，并对取得的教学成效进行简要表述。

一、本校光电信息技术实践教学模式的现状

目前许多高校已经在新工科背景的指引下，开始对光电信息科学与工程专业进行改革，探索新工科背景下光电信息科学与工程专业的人才培养模式，也取得了一些相应的成效[23]，但是在实践教学对专业人才培养的重要性方面研究的较为粗浅。光电科学与工程专业是非常有发展前景的专业，虽然我校光电信息科学与工程专业授予理学学位，但是为了切合本专业的培养应用型人才的目标，光电信息技术的实践教学一直以工科的標准培养学生的创新实践动手能力，学生在国家省级等各项竞赛中，也展现了优秀的创新实践能力，获得各种奖项，但是与新工科的建设标准比较，我校在本专业实践教学方面存在一些不足和需改进的方面：

（1）工程人才培养的创新意识不强。目前本校的实践教学主要是采用传统的教师讲授和演示为主，教学方法陈旧，对学生的创新意识的培养有待加强，跟新工科中的“理念新、要求新、途径新”培养要求不太相符。

（2）实践教学内容分散，与理论知识衔接不够。目前实践教学内容陈旧，更新不及时，分分散散的添加或删除实验内容，造成与理论专业知识的脱钩，而且实验项目各种各样，无法给学生形成一个整体的概念。

（3）实践教学评价体系不够完整。目前实践教学最终评价依然是根据实验报告及预习报告的成绩进行评价，无法评价学生的实验操作、创新动手能力以及综合设计能力，与现在要求的成果导向教育理念不相符。

二、光电信息技术实践教学模式的改革内容

根据新工科的建设标准要求，适应是新时代的发展，本论文根据我校光电专业实践教学的不足，提出在新工科背景下光电信息科学与工程专业在实践教学方面的改革方案，适应新工科的发展，着力提升光电专业人才培养质量和培养人才的创新能力。通过提出与新工科工程教育适应的多项改革措施，以新理念、新标准、新要求加快我校光电信息科学与工程专业工程教育改革的推进。我们本着以上目标，对光电类实践教学模式的改革思路从教学方法、教学内容、教学条件、教学评价四个方面进行改革。

（一）教学方法

对新工科建设标准，结合应用型人才培养目标，在实践教学方法改革探索过程中，利用理论教学与实验教学并重、基本技能培养与创新应用能力培养并重、课内教学与课外教学并重的教学模式，采用分组，每节课选取一组学生对该教学内容进行讲解，从原理到动手等环节进行展示，教师对此进行补充，加强基础训练、强化专业特色、注重综合应用、鼓励创新。

（二）教学内容

改革实验教学体系，将实验类型分验证型、综合设计型和研究创新型三类，在时间和空间上全方位对学生开放，以此来提高学生的实验操作技能和动手能力。通过增加综合设计实验项目和研究创新型实验项目，删减验证性的实验项目，培养学生的动手能力和创新能力的同时，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

（三）教学条件

根据本专业理论知识的结构框架，结合新工科的建设标准，对实践教学的条件进行优化，首先对实验室进行模块化分类，分为光电信息处理综合实验模块、光电技术综合实验模块和、现代光学及激光综合实验模块和光电材料综合实验模块，将不同的实践教学内容归结到相应的实验模块，让学生有一个整体的认识，更好地使理论知识和实践知识相融合。

（四）教学评价

采用全方位的评价方式，综合考虑实验预习、课堂互动、问答与讨论和实验操作，通过预习报告完整度、课前提问或抽查纪律、实验记录的完整性和规范性、实验操作的规范性等预习操作成绩和书写的规范性和完整性、数据处理的正确性和真实性、结果讨论的充分性等实验报告成绩进行成绩评价。

三、光电信息技术实践教学模式改革成效

目前，通过光电信息技术实践教学模式的改革，已经形成了具有一定创新意识的教学团队，年龄、职称结构合理，在教与学的过程中，积极进行实验教学改革，获批了多项校级和省级的实践教学改革项目，提高了实践课程教学质量;通过教学内容的更新，实验讲义每一年进行更新，提高了学生们的兴趣，增加的综合设计实验项目和研究创新实验项目受到学生们的广泛关注，引导他们积极参与其中，极大促进了学生学习的积极性，培养了学生的动手能力和创新能力，近几年，学生的竞赛成绩显著提高，获得省级比赛奖励的数量和质量都有大幅提高;通过实践教学的模块化建设，将实验仪器和实验项目进行规整，更方便用于实验室管理和实验室示范中心

的申请，为以后的示范教学中心的获批奠定了基础;通过更全方位的教学评价，提高了学生的参与性，实验成绩更具客观性，这两年的学生的实践教学成绩都在70分以上，学生对成绩评价的满意度较高。

四、结语

根据新工科的建设标准，结合本校的光电信息技术的实践教学模式，我们对该教学模式进行了全面的探索和改进。通过教学方法的改进、教学内容的完善、教学条件的改善和教学评价的优化，完成了光电信息技术实践教学模式的改革。通过改革，不仅提高了教师们的积极参与性，而且学生的学习积极性大大提高，培养了他们的兴趣，在学科竞赛中取得了越来越好的成绩，达到了工程培养人才的目标，而且通过一些应用性的实验内容，与现在企业的要求相适应，拓宽了学生的知识面，为他们以后走向社会、走向工作岗位提供了理论和实践支持。

参考文献：

[1]教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，1998.

[2]洪瑞金.新工科建设背景下光电信息工程专业人才培养探究[J].西部素质教育，2019，5（02）：216.

[3]周远，陈英，孙利平，胡放荣，张竹娴，刘安玲.新工科背景下新建本科院校光电信息科学与工程专业建设探索[J].长沙大学学报，2019，33（2）：131134.

作者简介：修俊山（1986—），男，汉族，山东潍坊人，博士研究生，副教授，研究方向：主要从事光电检测器件及光谱分析。