關(guān)于光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程教學(xué)方法的探討

汪麗春，樊 莉，陳海濤

（揚(yáng)州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 揚(yáng)州 250002）

1 光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程教學(xué)現(xiàn)狀

光電檢測(cè)與信號(hào)處理是我院光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的必修課。該課的前期課程為幾何光學(xué)、光電子學(xué)和半導(dǎo)體物理等課程。這門課程的特點(diǎn)是將光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合起來，在拓展知識(shí)和學(xué)科交叉應(yīng)用等方面具有重要的意義。目前，國內(nèi)眾多高等院校的光電信息科學(xué)與工程、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)開設(shè)了光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程。光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程具有知識(shí)點(diǎn)交叉、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，使學(xué)生熟練掌握各種光電檢測(cè)系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)，是本門課程任課教師所面臨的重大難題。

1.1 教學(xué)內(nèi)容存在的問題

（1）光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程涉及的知識(shí)面較廣，包括光學(xué)、光電子學(xué)、電子學(xué)、半導(dǎo)體物理等眾多學(xué)科內(nèi)容的交叉，而該門課程的學(xué)時(shí)卻相對(duì)較少。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)處理好教學(xué)深度和廣度的關(guān)系是一個(gè)關(guān)鍵的問題[1]。

（2）應(yīng)用性強(qiáng)是光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程的另一個(gè)特點(diǎn)。大多數(shù)的教材過于注重光電子學(xué)的理論知識(shí)，關(guān)于光電檢測(cè)元件的介紹比較多，應(yīng)用設(shè)計(jì)方面介紹的比較少，即使有一些也只是很簡(jiǎn)單的應(yīng)用，有關(guān)該領(lǐng)域最新的綜合應(yīng)用方面介紹的很少。

（3）我們學(xué)院光電科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的課程比較多，學(xué)習(xí)任務(wù)比較繁重，教學(xué)內(nèi)容的理論性比較強(qiáng)，本專業(yè)學(xué)生普遍學(xué)習(xí)興趣不濃。

1.2 教學(xué)方法和考核方式存在的問題

目前，光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程的教學(xué)方法單一。主要還停留在教師課堂上通過講授和板書的形式，把教學(xué)的內(nèi)容灌輸給學(xué)生。由于這種教學(xué)方法忽視了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，學(xué)生通常會(huì)感覺教學(xué)內(nèi)容過于抽象和雜亂，從而對(duì)學(xué)習(xí)失去了興趣。此外，大多數(shù)高校對(duì)該門課程的考核沿用傳統(tǒng)的方法，一般采用平時(shí)成績(jī)占30%，期末考試成績(jī)占70%的方式，而且考慮到及格率的問題，任課教師期末考試之前一般會(huì)劃重點(diǎn)，出題難度也比較小，平時(shí)成績(jī)給的比較高，大多數(shù)學(xué)生只要考前背一背都能及格甚至考得不錯(cuò)。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

光電檢測(cè)與信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一成不變，落后于技術(shù)的發(fā)展，與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，一般是以簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)很少。另外實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較陳舊，設(shè)備的臺(tái)套數(shù)比較少，一般學(xué)生要分2～3人為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程教學(xué)方法的探索

2.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

光電檢測(cè)與信號(hào)處理是多門學(xué)科的交叉，涉及的知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)多，因此課堂教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該精心組織，各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系要理清楚，要形成一個(gè)相對(duì)完整的知識(shí)體系。在各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)的講解上，要注重介紹它在整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中所起的作用，與其他知識(shí)點(diǎn)之間的區(qū)別和聯(lián)系。例如在講解各類光電檢測(cè)器件時(shí)，應(yīng)先介紹其作用，再講解各類光電檢測(cè)器件的原理、結(jié)構(gòu)、特性及其應(yīng)用，并與其他檢測(cè)器件進(jìn)行對(duì)比，最后講解它們的輸入電路。

光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程內(nèi)容多，學(xué)時(shí)短。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，應(yīng)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍和偏重，保留教材中經(jīng)典內(nèi)容，刪除與其他課程重復(fù)內(nèi)容，并突出重點(diǎn)內(nèi)容。例如光電檢測(cè)系統(tǒng)是該課程的重點(diǎn)，各類光電檢測(cè)器件的原理、結(jié)構(gòu)、特性及應(yīng)用，光電檢測(cè)電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、噪聲與抑制、前置放大電路等，可以結(jié)合具體的案例詳細(xì)講述，但光纖傳感檢測(cè)以及光電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，由于已在其他相關(guān)課程中已經(jīng)涉及，可以略講或者不講。

此外，考慮到應(yīng)用性強(qiáng)是該課程的最大特點(diǎn)之一，所以在課堂講解的過程中，應(yīng)大量列舉它們的日常應(yīng)用和最新應(yīng)用案例，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.2 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)

目前，開設(shè)光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程的專業(yè)眾多，有光信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、通信工程、測(cè)控技術(shù)與儀器等。不同專業(yè)的特點(diǎn)和課程設(shè)置情況不盡相同。在教學(xué)上，應(yīng)充分考慮本專業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)突出與本專業(yè)密切相關(guān)的內(nèi)容。如有的專業(yè)的學(xué)生前期已修單片機(jī)等課程，對(duì)單片機(jī)有初步了解，鑒于此，可以補(bǔ)充一些用于溫度、速度等參數(shù)的光電檢測(cè)案例。

2.3 改進(jìn)教學(xué)方法

開展啟發(fā)式教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性。例如在講解授光電耦合器時(shí)，可以先提供一些光電耦合器用于智能汽車導(dǎo)航的具體案例，讓學(xué)生思考其工作原理，然后引導(dǎo)他們掌握相關(guān)的知識(shí)。

為使學(xué)生了解光電檢測(cè)技術(shù)的最新研究進(jìn)展，可結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生的興趣，設(shè)置若干專題，讓學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行調(diào)研和撰寫報(bào)告，并在課堂上展開討論。這種方法有利于提高學(xué)生表達(dá)能力，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力。

此外，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的便利條件，將電子版講義、習(xí)題答案以及補(bǔ)充的內(nèi)容發(fā)布到網(wǎng)上，多讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，同時(shí)教師多發(fā)起網(wǎng)上討論和答疑，及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。這種方法可以引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)方式向主動(dòng)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

3 光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索

3.1 保留重要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如光敏電阻的特性參數(shù)測(cè)量、光電二極管的時(shí)間響應(yīng)特性等。

3.2 增設(shè)綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。補(bǔ)充一些設(shè)計(jì)性的綜合實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟上最新技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的動(dòng)手能力。

3.3 此外，多鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種光電子類設(shè)計(jì)大賽和科技創(chuàng)新活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，提高他們的設(shè)計(jì)與分析解決問題的能力。

本文分析了光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程目前的教學(xué)現(xiàn)狀，探討了提高教學(xué)效果的一些可行性教學(xué)方法和措施。對(duì)于光電檢測(cè)與信號(hào)處理課程的教學(xué)，應(yīng)結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生興趣，緊跟光電檢測(cè)技術(shù)的最新發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)，不斷對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改進(jìn)，以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，引導(dǎo)他們由被動(dòng)學(xué)習(xí)方式向主動(dòng)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的綜合應(yīng)用和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

[1]李剛，曹浪舟.光電檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革的探討[J].高等函授學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010(23)：43-45.