“大工程观”背景下《光电子材料与器件》课程实践教学改革的探索

唐斌

摘要：在实践探索的基础上，建立一种完整的、切实可行的《光电子材料与器件》课程实践教学模式，通过优化实践教学体系和教学内容，开辟了实践教学形式多元化的途径，以期解决专业技术人才短缺难题，切实落实“大工程观”的教育理念。

关键词：大工程观；人才培养；实践教学；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）46-0120-02

一、引言

所谓“大工程观”是上世纪90年代以来美国工程教育界提出和掀起的“回归工程”的教育理念，该理念在本质上就是将科学、技术和非技术要素、工程实践融为一体，形成具有创新性的“工程模式”教育体系，得到了全世界众多从事工程教育工作人员的高度认可和广泛实践。近年来，我国的工程教育改革对课程的架构体系也提出了“大工程观、大系统观”的指导意见。常州大学作为一所中央与地方共建的高等院校，依托石油化工行业和地方支柱产业，秉承“大工程观”的高等工程教育理念，为社会培养了大量的工程应用型人才。本文将结合常州大学办学特色，对我校电子科学与技术、光电信息等专业开设的《光电子材料与器件》课程实践教学进行以下几方面的改革探索。

二、实践教学模式改革

实践教学是高等院校教学体系的重要组成部分，对于大学生各项能力的培养起关键作用，在整个高等教育体系中占有十分重要的地位，是其他教学环节无法替代的。近年来兴起的光电子技术产业，作为一项新兴的高科技产业发展前景广阔。在当前背景下，企业对光电子专业技术人才的需求凸显急迫。近年来，中国光电技术产品市场始终保持在两位数的高速增长，各类光电应用如光通信、光照明、光显示、太阳能光伏等形成了一个巨大光电产业。基于此，国内许多高校针对光电信息类的课程教学也作了大量的探索和实践。《光电子材料与器件》是电子科学与技术和光电信息类等专业必修的一门专业课程，该课程在培养学生熟悉光电子技术、光电子材料与器件、电子信息技术等方面发挥着重要的作用。因此，在教学活动中有必要增加一些综合设计性的实验和课程设计等试验环节，在此教学过程中，学校应尽量保证试验教学内容和教学时间的开放，鼓励学生利用大学生科技与艺术创新中心，以全开放的教学模式让学生自主完成试验，这样能够极大增强学生的动手能力。同时，《光电子材料与器件》也是一门理论严谨、技术性和实践性非常强的专业课程，在课程教学过程中，应突破传统以课堂为中心的教学模式，将教学与科研相结合，强调学习间接知识与企业实践操作并重，将科研训练、社会实践等引入教学过程，充分发挥师生的积极性和创造性，加大实践教学的力度。

为加强学生创新能力培养，教学实践基地平台的建设至关重要。为创造良好的实践教学条件，学院现在已经建成多种光学与光电子技术实验室，包括光电材料实验室、光电成像技术实验室等，并已准备筹建显示器件特性测试实验室、红外图像处理实验室等。除此之外，利用我校的地缘优势，目前常州大学数理学院已经与长三角地区多家光电企业和研究所建立了良好的合作关系，共建了多个教学实践基地，如常州银河电器有限公司、常州华诚常半微电子有限公司（原常州半导体厂）等，将他们的实验室、生产车间、工艺现场作为毕业生的实习基地。通过教学实习和生产实习，学生可以了解企业，企业也可以了解学生，为学生毕业后的自主择业和就业打造良好的基礎。另外，考虑到我校从事光电子技术类教育的大部分教师由于不是来自生产第一线，因而缺乏一定的实际经验，因此通过建立校外教学基地，让学生在实验室、生产车间的生产实践中真刀实枪地学习，真正做到理论联系实际，在实践中将所学的知识应用于实际的科学问题。

三、实践教学内容的改革

光电子材料和器件是光电子技术的关键和核心内容。为了跟上时代发展的步伐，应对教学内容进行科学合理的安排，做到基础性和先进性二者兼顾。因此，有必要在《光电子材料与器件》课程中，适当加入一些相关领域近年来的最新研究进展和应用成果的内容。

根据电子科学与光电信息类专业培养目标及社会发展对新型光电技术类人才的需求，为增强学生的动手能力，很多高校都开设了实践教学环节，实践教学分为基本实验、综合设计实验、课程设计等多个层次。基于此，在试验教学中，可采用基础性实验和设计性、综合性实验相结合、研究性实验与创新实验相结合的方式，着重培养学生的基本实验技能和实践能力。同时，还要使学生掌握基本的实验方法，培养学生的创新思维和学习兴趣，对实验内容的选择应循序渐进，对教学中传统的理论知识进行简化，突出难点和重点，并通过研究与创新实验使学生获得科学完整的系统训练。此外，为适应企业的技术发展，还需不断将新技术、新方法引入到《光电子材料与器件》课程的教学内容中来。通过校企合作、工学结合等形式，及时调整教学内容和课程设置，突出本专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法，剔除专业教学内容中陈旧过时、与培养目标无关或关系不大的实验内容，同时，为了激发学生的学习兴趣和求知欲，满足实验教学内容的统一性和多样性要求，可在新的实验教学内容体系中设立必开实验项目和选开实验项目，实现实验教学内容体系的整体优化，进而培养学生的创新能力和实践能力。

四、实践教学方法手段的创新

实践教学方法改革。在“大工程观”背景下，为确保《光电子材料与器件》课程教学改革顺利进行，除了更新课程教学内容之外，建立与实践教学内容改革相适应的实践教学方法和手段体系也显得尤为重要。在实践中，实验教学方法可由以教师为中心的教学模式向以学生为主体、师生共同探索的模式转变。在实际教学过程中，以学生为主体，体现教学组织的科学性和灵活性。充分考虑学生的认知水平和已有知识和兴趣，力求在学习内容、教学组织等方面给教师和学生提供选择和创新的空间，构建开放式的课程体系，适应学生个性化发展的需要。比如，在实验教学课程中，教师的任务是提出要求，给学生提出可供选择的方案及拟定方案的原则，而实验方案和实验步骤的拟定等工作则由学生自主选择决定。教师在实验前需对学生拟定方案存在的问题作必要的评价，方案的修改仍由学生自行完成。通过一段时间的学习与实践，学生逐渐掌握了主动权从而成为学习的主体，有助于培养学生主动参与和思考的习惯；同时，还有助于教师在实践教学中引入探究式教学、问题教学法等多种教学方法，实现由以实验室为中心、以实验项目为中心向以问题为中心的转变。

实践教学手段改革。根据《光电子材料与器件》课程教学特点及我院的历史和现状，需要在以下两个方面进行改革。其一，鼓励教师在实验教学中，根据实验课程的特点和实验材料的性质，引入现代教育技术，把传统实践教学与现代化的多媒体教学结合起来，利用幻灯、图片、投影、多媒体等先进的教学手段，加深学生对实践教学内容的理解和掌握，可以大大提高教学效率。其二，及时补充和更新实验仪器，使实践教学内容具有先进的时代特色，以更好地适应新世纪创新光电技术人才培养需要。

五、结语

在“大工程观”的背景下，通过实践探索建立了一种完整的、切实可行的《光电子材料与器件》课程实践教学模式，通过实践教学体系和内容的优化，开辟了实践教学形式的多元化。科学系统地培养了学生独立分析问题和解决问题能力，学生创新意识明显增强，适应社会的能力显著提高，毕业后能胜任电子科学和光电信息技术专业领域的研究、设计和制造及相关工作。

参考文献：

[1]谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究，2008，（3）：35-38.

[2]候宏录.光电子材料与器件[M].北京：国防工业出版社，2012.

[3]薛巧巧，吴援明.光电信息类专业实践教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2008，27（8）：101-10.

[4]林逸群.光电信息工程专业实习新模式探索和实践[J].光学技术，2008，34（Z1）：307-308.

[5]刘志敏，于运飞，徐雪萌.“大交通”背景下光电信息科学与工程专业建设改革探索[J].教育教学论坛，2016，（22）：108-109.