光電類研究生實驗課程教學(xué)體會

于旭東，譚中奇，毛宏軍，汪之國

摘要：研究生實驗課程是研究生階段教學(xué)的重要組成部分，對培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力和動手能力具有重要作用。結(jié)合學(xué)校重點建設(shè)課程——《高等光電技術(shù)實驗》的教學(xué)體會，認(rèn)為光電類研究生實驗課程的設(shè)置應(yīng)緊密結(jié)合本科階段理論知識，提倡研究性學(xué)習(xí)，努力提高創(chuàng)新能力，結(jié)合學(xué)科特色，完善光電類實驗的考核評價體系。

關(guān)鍵詞：研究生實驗課程；教學(xué)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.4？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0177-02

自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來是我黨提出的建設(shè)創(chuàng)新型國家的指導(dǎo)方針。建設(shè)創(chuàng)新型國家需要技術(shù)創(chuàng)新作為核心驅(qū)動力，需要培養(yǎng)高水平的創(chuàng)新型人才做支撐。研究生是教育體系中最為重要的一環(huán)，已經(jīng)掌握了本學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識，思維活躍，精力充沛，創(chuàng)造力強，是形成高水平成果的黃金時期。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅需要深入扎實的理論功底，而且需要具備較強的工程實踐能力。因此，研究生實驗課程的設(shè)置，對提高研究生的動手能力、創(chuàng)新能力具有舉足輕重的作用。光電類研究生實驗課程可以進(jìn)一步深化書本上所學(xué)的理論知識，提高和深化自身對物理本質(zhì)的認(rèn)識，提高研究生的實驗技能，增強實驗?zāi)芰Α?/p>

文獻(xiàn)指出[1]：美國麻省理工學(xué)院（MIT）的電氣工程與計算機科學(xué)系（全美同類學(xué)科排名中名列第一）和伊利諾斯大學(xué)香檳分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）開設(shè)了非常豐富的光電類實驗課程，并建立了非常完善的考核評價體系。國內(nèi)浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)和天津大學(xué)等多所光電學(xué)科排名靠前的大學(xué)在研究生階段都開設(shè)了光電類實驗課程。國防科技大學(xué)光學(xué)工程一級學(xué)科是“十一五”國家重點建設(shè)學(xué)科，在2012年全國光學(xué)工程學(xué)科評估中綜合排名第四，學(xué)院以光電技術(shù)在國防現(xiàn)代化中的重要作用為牽引，主要從事國防現(xiàn)代化建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究和光電學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)研究、工程技術(shù)應(yīng)用以及高素質(zhì)人才的培養(yǎng)工作。鑒于光電類研究生實驗的重要性，2010年，學(xué)校與學(xué)院投入了大量的人力、物力、財力，重點建設(shè)了學(xué)?！笆晃濉敝攸c建設(shè)課程《高等光電技術(shù)實驗》，結(jié)合幾年的實驗教學(xué)，淺談自己的幾點體會與思考。

一、研究生實驗設(shè)置應(yīng)與所學(xué)基礎(chǔ)理論知識相結(jié)合

結(jié)合我院人才培養(yǎng)的目標(biāo)和光電類學(xué)員的特點，學(xué)院于2012年修訂了新的培養(yǎng)方案[2]，方案中強調(diào)了加強基礎(chǔ)理論知識的培養(yǎng)，更加注重實踐能力的培養(yǎng)，大力提倡和鼓勵光電創(chuàng)新實踐活動。結(jié)合學(xué)院專業(yè)設(shè)置，本科階段開設(shè)了《激光原理》、《激光技術(shù)》、《應(yīng)用光學(xué)》、《光纖傳感技術(shù)》、《光電技術(shù)》等一系列專業(yè)基礎(chǔ)課程?！陡叩裙怆娂夹g(shù)實驗》結(jié)合本科所學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論課程，優(yōu)選和設(shè)計實驗，開設(shè)了“光學(xué)技術(shù)”、“激光技術(shù)”和“光纖技術(shù)”3個單元共9類實驗[3，4]?！肮鈱W(xué)技術(shù)”單元主要側(cè)重成像光學(xué)系統(tǒng)、非成像光學(xué)系統(tǒng)與各種類型的工程干涉儀；“激光技術(shù)”單元主要側(cè)重典型的三種激光器：氣體激光器、半導(dǎo)體激光器和固體激光器，以及氣體激光器的一個典型應(yīng)用，也是學(xué)院一個特色學(xué)科——激光陀螺。“光纖技術(shù)”單元主要側(cè)重于光纖的性能測試，單模光纖特性與干涉儀實驗以及光纖通信技術(shù)。以“激光技術(shù)”單元為例，4個子實驗分別讓學(xué)員熟悉和掌握了典型的激光器，實驗中對法珀腔的參數(shù)調(diào)節(jié)、測量、性能分析，半導(dǎo)體激光器參數(shù)的測量，激光二極管泵浦的Nd：YAG固體激光器調(diào)諧及工作參數(shù)測量等均涉及到本科課程《激光原理》的知識，氦氖激光器橫模、縱模的選擇、KTP晶體倍頻、主動調(diào)Q、被動調(diào)Q等均涉及到本科課程《激光技術(shù)》的知識。激光陀螺實驗可以使學(xué)員具備運用激光技術(shù)的基本概念和方法解決工程實際問題的能力。由此可以看出，研究生實驗與本科基礎(chǔ)課程的緊密結(jié)合，有利于加深學(xué)員對激光的理解，提高和深化學(xué)員對光電類基礎(chǔ)知識的掌握，對研究生學(xué)員后續(xù)開展科研工作、提高創(chuàng)新能力具有重要作用。

二、在實驗教學(xué)中提高研究生的創(chuàng)新能力

美國教育家杜威早就指出：“任何知識的學(xué)習(xí)，既是為某一理論提供依據(jù)，又是創(chuàng)建和形成新理論的素材。”這種思想就更加促進(jìn)我們對光電類研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時也要求教員投入更多的精力在實驗教學(xué)中加強對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5，6]?！陡叩裙怆娂夹g(shù)實驗》教學(xué)中充分體現(xiàn)了這一點，教學(xué)中每一個教員負(fù)責(zé)一個實驗，實驗中首先介紹基本原理和理論知識，促使學(xué)員回憶和鞏固以前學(xué)過的基礎(chǔ)知識，結(jié)合特定的實驗方法，引導(dǎo)學(xué)員從多個角度和多個層面對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析，認(rèn)識實驗中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，體會其中的物理奧妙和物理本質(zhì)。完成每一個子實驗后，對實驗結(jié)果進(jìn)行研究性、啟發(fā)性探討，提出優(yōu)化的實驗方案，倡導(dǎo)結(jié)合實驗進(jìn)行創(chuàng)新性實驗，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力和動手能力。將光電技術(shù)綜合實驗中心設(shè)置為開放性實驗室，鼓勵學(xué)員到實驗室來完成自己新的想法、新的思路和新的創(chuàng)意。利用光電技術(shù)綜合實驗中心這一優(yōu)良的平臺，搭建實驗系統(tǒng)，積極參加各種創(chuàng)新競賽。為將來進(jìn)入各個教研室從事科研工作提供便利。

三、建立完善的考核機制

根據(jù)《高等光電技術(shù)實驗》這一實驗課的特質(zhì)，不像其他教學(xué)課程，評定學(xué)員成績不能完全依賴于期末考試和實驗報告，借鑒國外高水平院校的經(jīng)驗，實驗課程的考核由平時成績和實驗報告兩部分構(gòu)成，加大平時成績的比重，平時成績占60%，實驗報告占40%。平時成績包括實驗操作規(guī)范、實驗操作記錄情況和實驗完成情況。其中實驗操作規(guī)范、實驗操作記錄情況占平時成績的15%，實驗完成情況占平時成績的45%。若在實驗過程中，對實驗建設(shè)和實驗安排及新的創(chuàng)意等提出合理的建議的，可適當(dāng)加分。由于實驗系統(tǒng)有限，故在《高等光電技術(shù)實驗》中需要將學(xué)員分配為固定的若干組，這樣在實驗中往往發(fā)現(xiàn)有個別學(xué)員很少參與討論，并且自己動手的機會都少了，不主動與其他學(xué)員合作，由于與其他學(xué)員一組，最后完成的實驗報告也與其他學(xué)員一致，這樣就會產(chǎn)生弊端。需要教員在實驗過程中及時提醒學(xué)員，合理安排實驗順序，請每個學(xué)員對物理現(xiàn)象等進(jìn)行闡述，并強調(diào)實驗報告需要獨立完成。學(xué)員通過這樣的學(xué)習(xí)過程，提高了實際解決問題的能力和團(tuán)隊合作能力。

四、結(jié)論

研究生的實驗教學(xué)是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的重要手段，在實驗教學(xué)中如何提高研究生的創(chuàng)新能力，需要不斷的摸索和嘗試。本文作者結(jié)合近幾年《高等光電技術(shù)實驗》的教學(xué)經(jīng)驗，淺談了幾點自己的教學(xué)體會，但還有很多問題需要解決和探索，需要我們所有教員共同努力，共同搭建一個優(yōu)秀的研究生實驗創(chuàng)新平臺。

（致謝：本文作者們誠摯感謝光電技術(shù)綜合實驗中心和梁永輝教授等為課程《高等光電技術(shù)實驗》所付出的艱辛勞動，感謝他們?yōu)樽髡邆兲峁┝擞幸粋€很好的研究生實驗課程的教學(xué)平臺和實踐機會。）

參考文獻(xiàn)：

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