“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)探索研究

曾振武，魏茂金，肖榮輝

（三明學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，福建 三明365004）

引言

“光電信息科學(xué)與工程“專業(yè)從最早期的“光學(xué)儀器”專業(yè)起步歷時(shí)近60 年的發(fā)展已形成一套以光學(xué)、 電子學(xué)、信息科學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉、融合的完善的高新技術(shù)學(xué)科體系。 在學(xué)科專業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展帶動(dòng)下，全球的光電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展， 當(dāng)前以光電信息科學(xué)為主導(dǎo)的光電信息產(chǎn)業(yè)極其制造業(yè)已成為世界經(jīng)濟(jì)的龍頭產(chǎn)業(yè)。[1][2][3]我國(guó)也從2000 年后，迎來(lái)國(guó)內(nèi)光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最好時(shí)期，目前國(guó)內(nèi)的光電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，同時(shí)造成企業(yè)大量的人才缺口，為了適應(yīng)光電人才的市場(chǎng)需求，以海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)十二五發(fā)展規(guī)劃中的光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展為方向，學(xué)院從2010 年開(kāi)設(shè)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)，目的是為企業(yè)培養(yǎng)一批能夠系統(tǒng)掌握光電信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能；具有獨(dú)立獲取知識(shí)、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本能力以及具有獨(dú)立研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、集成及應(yīng)用光電信息系統(tǒng)能力的工程技術(shù)型人才。[4]工程技術(shù)型人才的培養(yǎng)，對(duì)于不同層次的高校，在培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案和辦學(xué)定位上相差甚多，對(duì)于新建地方本科院校的工程類應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，即“基礎(chǔ)適度、口徑適中、重視實(shí)踐、提高素質(zhì)。 ”[5]其中學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的強(qiáng)弱是衡量工程技術(shù)型人才是否合格的最重要指標(biāo)，而與學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力息息相關(guān)的是相關(guān)專業(yè)實(shí)踐課程體系的建設(shè)。 如何科學(xué)合理的布局和建設(shè)光電信息科學(xué)與工程的專業(yè)專業(yè)實(shí)踐課程直接影響到學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的強(qiáng)弱及專業(yè)素養(yǎng)的高低。 針對(duì)我院的辦學(xué)定位和光電信息科學(xué)與工程培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)， 對(duì)光電信息專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)進(jìn)行了初步的探索和實(shí)踐。

一、“光電信息科學(xué)與工程” 專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)整體布局

“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)的專業(yè)課程為三個(gè)方向分別為：光電信息工程方向、信息顯示與光電技術(shù)、任選專業(yè)方向，如圖1 所示。 每個(gè)方向都有各自的核心課程，與這些核心專業(yè)課程相呼應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐項(xiàng)目的建設(shè)，構(gòu)成了“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)整體的實(shí)踐課程體系建設(shè)布局。與實(shí)踐課程體系相配套的光電子實(shí)驗(yàn)室、光電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)設(shè)計(jì)與光電光纖光纜實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室、光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)室、光電顯示實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)幾年的建設(shè)，儀器設(shè)備已經(jīng)非常完善， 可以為學(xué)生開(kāi)設(shè)156 個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及35 個(gè)專業(yè)性、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，能夠?yàn)楣怆娦畔⒖茖W(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)提供硬件支撐，為培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力方面發(fā)揮著重要作用， 專業(yè)實(shí)踐課程體系從剛開(kāi)始建設(shè)實(shí)施，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)和企業(yè)、用人單位共同出謀劃策改良修訂， 廣受學(xué)生的認(rèn)可和贊同。

圖1 光電信息科學(xué)與工程實(shí)踐課程分布

二、分層次建設(shè)光電信息專業(yè)實(shí)踐課程體系

在建設(shè)光電信息專業(yè)實(shí)踐課程體系的過(guò)程中， 我們還探索了針對(duì)某一門專業(yè)實(shí)踐課程進(jìn)行分層次建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，以“光電子器件”課程為例，將實(shí)踐課程建設(shè)分為三個(gè)等級(jí)，分別為光電器件基礎(chǔ)實(shí)踐課程、光電器件提升實(shí)踐課程、光電器件開(kāi)放式創(chuàng)新實(shí)踐課程。

1、光電器件基礎(chǔ)實(shí)踐課程建設(shè)

我們將在光電子器件課程中所涉及的運(yùn)用比較廣泛的基本光電元器件：光敏電阻、各類型光電二極管，三極管、硅光電池、熱釋電探測(cè)器、光電耦合器件、光電倍增管等,通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)踐課程，測(cè)試器件不同的光電特性,使學(xué)生全面掌握這些基本器件的基本性能，基本用法。

2、光電器件綜合運(yùn)用實(shí)踐課程建設(shè)

在基礎(chǔ)實(shí)踐課程建設(shè)的基礎(chǔ)上， 為了提升學(xué)生對(duì)常用光電子器件運(yùn)用的能力，建立光電子器件綜合運(yùn)用實(shí)踐課程。 該課程將以學(xué)生自主建設(shè)為主， 通過(guò)布置給學(xué)生一些綜合性設(shè)計(jì)作業(yè)，例如“基于硅光電池的太陽(yáng)能草坪燈設(shè)計(jì)”、“小型光照度計(jì)設(shè)計(jì)”等，要求學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀、原理解讀、設(shè)計(jì)電路、購(gòu)買元器件、做出實(shí)物產(chǎn)品并調(diào)試成功，使學(xué)生獲得初步的成就感，在基礎(chǔ)實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升學(xué)生的動(dòng)手能力。

3、光電器件開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)踐課程建設(shè)

在前面兩個(gè)實(shí)踐課程模塊的訓(xùn)練之后， 發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生并不滿足，他們渴望能夠有更加系統(tǒng)的訓(xùn)練和更高的挑戰(zhàn)， 為此我們建立了光電器件開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)踐課程。 該課程專門用于培養(yǎng)和選拔拔尖光電人才，為學(xué)院參加省級(jí)和國(guó)家級(jí)的光電競(jìng)賽做鋪墊。

我們將為該課程設(shè)立專門的實(shí)驗(yàn)室并配備相應(yīng)的指導(dǎo)教師，以歷年光電競(jìng)賽的題目為實(shí)踐課題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)的光電產(chǎn)品并引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計(jì)的理念、電路布局、產(chǎn)品功能擴(kuò)展甚至成本、市場(chǎng)應(yīng)用前景等方面進(jìn)行總結(jié)反思、改進(jìn)，以此培養(yǎng)學(xué)生對(duì)光電產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，把專業(yè)素養(yǎng)提到一個(gè)新的高度。

分層次實(shí)踐課程的建設(shè)勢(shì)必極大地開(kāi)拓學(xué)生的眼界，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，激發(fā)他們的創(chuàng)造力、鍛煉和夯實(shí)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐設(shè)計(jì)能力，全面提高學(xué)生的各方面素質(zhì)及在就業(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。[6]

三、以“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合建設(shè)特色的光電專業(yè)信息實(shí)踐課程體系

產(chǎn)、學(xué)、研合作教育是一種新型的人才培養(yǎng)模式，在這種模式下，高校、企業(yè)、科研院所各自發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)進(jìn)行劣勢(shì)互補(bǔ)， 最后取得共贏。 目前地方新建本科院校的光電專業(yè)的產(chǎn)、學(xué)、研合作辦學(xué)教育模式還處于前期的摸索階段，成功的經(jīng)驗(yàn)不多，因此光電專業(yè)在未來(lái)也急需快速地開(kāi)辟一套產(chǎn)、學(xué)、研合作教育路徑，積極爭(zhēng)取與當(dāng)?shù)氐墓怆娖髽I(yè)進(jìn)行深入合作交流，定期外派負(fù)責(zé)專業(yè)實(shí)驗(yàn)、 實(shí)踐課程的教師到地方光電公司、 企業(yè)參觀學(xué)習(xí)、提升鍛煉，開(kāi)展光電技術(shù)合作攻關(guān)，共同解決光電企業(yè)在生產(chǎn)中遇到的技術(shù)問(wèn)題并以光電企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、改良為切入點(diǎn)，依托當(dāng)?shù)氐墓怆娖髽I(yè)優(yōu)勢(shì)的、技術(shù)領(lǐng)先的光電產(chǎn)品以及聘請(qǐng)行業(yè)中工程實(shí)踐能力強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的專家、技術(shù)骨干參與制定具有企業(yè)特色實(shí)踐課程體系，著重考慮培養(yǎng)光學(xué)設(shè)計(jì)、LED 光源與照明、光電檢測(cè)與控制、光電顯示技術(shù)與成像等應(yīng)用型人才，形成辦學(xué)特色。 例如： 福建嘉能光電科技有限公司在功率型LED 照明研發(fā)方面有企業(yè)自己的核心技術(shù)，因此我們可以同嘉能光電合作辦學(xué)開(kāi)設(shè) “大功率LED 照明研發(fā)”實(shí)踐課程，給光電專業(yè)的學(xué)生生提供個(gè)廣闊的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的條件為光電企業(yè)輸送對(duì)口人才，促進(jìn)學(xué)院立足地方，做好科技成果的輻射和示范作用，服務(wù)地方企業(yè)職能，為地方光電產(chǎn)業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。

四、結(jié)論

目前國(guó)內(nèi)的光電信息產(chǎn)業(yè)快速崛起并迎來(lái)歷史發(fā)展的最好時(shí)機(jī)， 大量高素質(zhì)光電人才急缺極大促進(jìn)了我院乃至全國(guó)高校的光電信息專業(yè)的發(fā)展，在這樣的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，探索以強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的鍛煉，符合光電企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)；以強(qiáng)調(diào)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，符合應(yīng)用型本科高校建設(shè)目標(biāo)的光電實(shí)踐課程體系建設(shè)方案，并在實(shí)踐中得到良好的教學(xué)效果，極大地促進(jìn)了“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。

[1]牟海維,孫鑒.“光電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010,10(5):97-98.

[2]郁道銀, 蔡懷宇.光電信息工程專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].光學(xué)技術(shù),2007,33(33):293-294.

[3]蔣行國(guó),王彩燕, 雷芝崢.光電信息技術(shù)課程教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2008,28(4):359-361.

[4]狄紅衛(wèi),張永林.光電子技術(shù)人才培養(yǎng)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高等物理教育,2003(6):36-38.

[5]夏建國(guó).技術(shù)應(yīng)用型本科院校辦學(xué)定位思考[J].高等工程教育研究,2006,6:80-82.

[6]周金鵬, 施建華, 秦石喬.專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].光學(xué)技術(shù),2007,33(33):313-316.