光電檢測技術及應用課程實踐教學改革探索

張戈 胡冬梅 黃大勇 郭建昌 孫樹平 尉喬南

摘要：通過對光電檢測技術及應用課程實踐教學過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行分析研究，探索在實踐和實驗教學環(huán)節(jié)挖掘創(chuàng)新點，重視實踐教學過程中對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促使學生主動學習和探索未知領域。通過構建開放性實驗項目，拓寬學生專業(yè)知識領域，提升解決問題能力。經過近兩年實踐表明，采取這種教學模式效果良好。

關鍵詞：光電檢測;實踐教學;創(chuàng)新能力;開放性

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）11-0160-02

一、引言

新時代背景下，我國的科技、管理等方面都在力爭創(chuàng)新。同樣的，高校也應該培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才，不僅具有系統(tǒng)思維能力以及綜合分析、判斷推理能力，更要具備實踐和科研能力。作為一門專業(yè)課，“光電檢測技術及應用”如何創(chuàng)新？

“光電檢測技術及應用”涉及光學變換、光電變換和電路處理，以光學變換和光電變換為核心，是一門實踐性較強的課程。在教學過程中，強調實踐和理論知識的融合，以實踐實驗環(huán)節(jié)為抓手，推動課程教學模式和內容的創(chuàng)新，讓學生做到“基本原理能掌握，實踐技巧會運用”，從而發(fā)掘學生的創(chuàng)新能力，真正做到教師教學質量和學生學習效果雙提升，滿足新時代的需求，構建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式。

二、實踐實驗教學環(huán)節(jié)的創(chuàng)新點挖掘

課程設置的實踐實驗內容可以幫助學生更好地理解光電檢測技術與系統(tǒng)。實踐實驗環(huán)節(jié)的主要目的是提高學生的動手能力，培養(yǎng)學生綜合運用所學分析、解決問題的能力。學生操作實驗儀器進行實驗，獲取實驗結果，既鍛煉了動手的能力，又提高了對實驗原理、儀器設備等知識的有效認知，最后，以實驗報告的形式完成理論驗證和數(shù)據(jù)處理，進行歸納和總結。

通過以上所述，在本課程實踐實驗環(huán)節(jié)設計中做到了以下兩個創(chuàng)新。

1.課程教學與實踐環(huán)節(jié)相融合。光電檢測技術具有跨學科、綜合性、實用性等特點，適用領域寬、應用范圍廣。為了更好地促進學生對光電檢測系統(tǒng)的認知，在課程學習過程中，由任課教師提供難度不等的一系列設計題目，班級同學組成多個興趣小組，根據(jù)實際情況分別選題，利用課余時間完成課題的調研、檢索，在老師的指導下進行光電檢測功能電路的設計與制作。過程貫徹整個課程周期，做到了實踐操作緊密配合理論知識，邊學邊做，在學中做，在做中學。整個流程包括：學生自主選題—成員高低搭配—自主設計方案—自主搭建實驗系統(tǒng)—完成任務，這種模式可以幫助不同層次的學生實現(xiàn)創(chuàng)新和實踐的機會。

2.實踐環(huán)節(jié)具有開放性和延續(xù)性。實踐環(huán)節(jié)中，項目組成員分工明確，責任到人，以課題的完成為目標，以課題任務為主線，把任務分解為若干模塊，按照模塊之間的關系對應課程中的相關知識點，引導學生針對各個知識點進行學習，并展開與其他知識點之間的關聯(lián)，形成完整的知識體系，最終完成由模塊建立系統(tǒng)的工作。同時，各類課題可以在本屆學生設計基礎之上，交給下屆學生繼續(xù)完善和擴展，避免學生對于課題淺嘗輒止，既能夠繼承往屆學生的經驗教訓，又可以發(fā)揚創(chuàng)新，使得同一課題在教學中具有更長的生命周期。

三、實踐教學過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

實踐教學的理想狀態(tài)是在學生感興趣的前提下，通過認真思考和細致操作，掌握實驗裝置的使用方法，獲得真實的實驗數(shù)據(jù)，提高實驗教學的效果。基于以上思路，實驗平臺應具有以下特征：循序漸進的實驗體系、創(chuàng)新性的實驗項目、模塊化的設計內容。

1.創(chuàng)新源于實踐—熟悉基本操作，增強基礎實驗動手能力。課程實驗是對理論知識進行驗證的一種方式。圍繞光路設計、光電轉換、電信號處理等構成光電檢測系統(tǒng)的核心內容，以鍛煉提高學生實際操作能力為目的，精心設計實驗項目和實驗內容，并在一定條件下，可以讓學生親自設計實驗，由“要我學”向“我要學”轉變。通過課程實驗，學生自力更生完成實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進行處理，鍛煉學生的創(chuàng)新能力。

例如：在“線陣CCD測徑實驗”中，按照實驗要求搭建光電檢測系統(tǒng)，利用線陣CCD器件對被測物體的尺寸進行非接觸測量，在該實驗中需要用到平行光束，可以鼓勵學生參與實驗設計，在完成基本實驗內容的基礎上自主設計實驗中需要的平行光。在已有實驗器材和裝置的基礎上，通過對現(xiàn)有光源的光路進行調整和測試，重新搭建由光源、被測物件、調整機構等組成的光學系統(tǒng)，利用已學習掌握的光學原理，實現(xiàn)實驗功能要求，并對不同的設計方案進行對比，通過比較進一步理解光學系統(tǒng)在光電檢測系統(tǒng)中的功能。

2.創(chuàng)新需要改變—促進內容提升，重視綜合應用性實驗的鍛煉。通過日常教學中和學生進行交流發(fā)現(xiàn)，教科書上的某些實驗項目對于學生缺乏吸引力，原因在于這些實驗內容比較單一，它們給學生帶來的僅僅是對于理論知識的驗證，并不能深入理解實驗的本質和真正意義所在，所以無法激發(fā)學生的實驗興趣。只有改變，才能進步。在求變的指導思想下，教研室相關教師對這些實驗內容進行完善、充實和創(chuàng)新，把實驗內容和日常生活聯(lián)系起來，增加代入感，增強實驗的趣味性，就能夠改變課程實驗在學生心目中枯燥無味的印象，提高對學生的吸引力。

例如：在“光電傳感器特性實驗”中，實驗平臺提供了各種不同特性光電器件的應用模塊?？梢岳貌煌K搭建不同功能、難度不等的各種光電檢測系統(tǒng)，在具體實驗內容中還可以加入紅外報警、紅外遙控、光電計數(shù)、智能LED燈控制、小車循跡等各方面的內容，從而實現(xiàn)了學習內容和生活實際相聯(lián)系，增加了實驗的趣味性，同時也培養(yǎng)了學生的主動性和探索未知世界的精神。

以上措施凸顯了綜合性實驗的宗旨，進一步提升了實驗的工程性應用特征，同時轉換了實驗教學思維模式和理念，能夠很好地對接應用型本科OBE理念，讓學生具有更強的實用技能和創(chuàng)新能力，增加競爭力，為日后走上工作崗位打下堅實基礎。

3.創(chuàng)新需要開放—搭建自由開放性實驗。校園文化缺乏崇尚創(chuàng)新的氛圍，是目前高校普遍存在的現(xiàn)狀，這與中國應試教育三千年的歷史是分不開的，課堂教學墨守陳規(guī)，以教師為主體的“填鴨式”教學在高校內部占據(jù)主導地位，學生沒有主動性，被動地接受知識，不敢質疑，不敢批判，不會獨立思考，導致大多數(shù)學生缺乏創(chuàng)新精神和探究意識、不善于提問題，研究能力薄弱。開放學生思維，提高創(chuàng)新意識，是逐步建立以學生為主體的現(xiàn)代高等教育模式的前提條件。

具體到光電檢測技術及應用課程實踐教學中，就是要鼓勵學生開動腦筋，放開手腳，以光電實驗平臺為基礎，以實踐項目課題為依托，充分發(fā)揮主觀能動性。利用實驗平臺的各種功能模塊，細心思考，認真設計，爭取實現(xiàn)即有趣味性又有實用性，既符合實踐教學要求又涵蓋較廣泛知識點的開放式實驗教學模式，使學生在學習過程中獲得充分發(fā)展，同時激發(fā)學生的探究精神。

通過以上三方面的改進措施，極大地激發(fā)了學生的探索精神和創(chuàng)新精神，使學生的綜合素質得到有效提升。

四、結束語

新時代對于高校應用型人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力不斷提出新的要求，作為應用型本科院校，在教學過程中要緊扣這個主題，力爭實現(xiàn)從基本實驗技能培養(yǎng)到綜合設計能力培養(yǎng)，再到創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的多層次培養(yǎng)目標。并在此基礎上，把創(chuàng)新作為推動社會進步和發(fā)展的源動力，培養(yǎng)符合社會和時代要求的創(chuàng)新型人才。

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Education Reformation and Exploration for Practice Course of Photoelectric Detecting Technology and Application

ZHANG Ge，HU Dong-mei，HUANG Da-yong，GUO Jiang-chang，SUN Shu-ping，YU Qiao-nan

（School of Electronics and Electric Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang，Henan 473004，China）

Abstract：Aiming at the problems found in the course of practical teaching of photoelectric detecting technology and application，the problems are analyzed and studied.Explores the innovation points in practice experiment teaching，pays attention to the cultivation of students' innovative ability in the process of practice teaching，and encourages students to study and explore the unknown field.By constructing an open experiment project，broaden the field of students' professional knowledge，and enhance students' ability to solve practical problems.After nearly two years of practice，it shows that this mode is effective.

Key words：Photoelectric detecting;practice course;innovation ability;openness