应用型本科光电检测技术课程教学改革的探讨

温宏愿 窦如凤

[摘 要]应用型本科高校的定位使得人才培养需要重新审视，本文研究了光电检测技术作为一门应用性较强的课程的主要内容、特点和应用前景，在对应用型人才培养目标定位进行思索的基础上，对理论教学和实践教学环节中存在的一些问题分别进行了有针对性的探讨，提出了改进的方法和对策。

[关键词]应用型；光电检测技术；课程教学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）07-0036-03

随着教育部出台引导部分地方本科高校向应用技术型高校转型试点的指导意见，“应用型”便成为许多地方本科高校今后的一个主要发展方向。在高校转型的时期，如何使工科学生工程应用能力提升显得尤为重要，这就要通过课程体系的设置，尤其是要在每门课程教学方式方法的改革上下功夫。

光电检测技术作为一门应用性较强的课程，将光学、光电子学、计算机技术、机电等学科内容融为一体，涵盖了光源、光学系统、光电器件、信号处理、控制等具体知识内容，该课程衔接了工程光学、单片机原理及应用、传感器与检测技术等课程，不仅能够使学生了解光电领域新技术的发展和应用，更有利于培养学生的综合实践能力和创新能力。但是目前在该课程的本科教学过程中，不少教师并没有很好地抓好该课程应用性的特质，学生在学习过程中普遍存在着兴趣不高、不能很好地学以致用等现象，因而，我们有必要对该课程的特点、教学中所存在的问题进行分析，找到改进的方法和手段，以在今后更好地进行教与学的互动、促进，让学生的理论知识和实际动手能力都得到真正提升。

一、光电检测技术课程的特点

光电检测技术以光电子、光辐射、光探测、光电效应等理论为基础，通过被检目标的主动或被动发光，光辐射通过大气系统或传输介质后，由光学系统接收，经光学调制器处理，各类光电探测器件把光信号转换成相应的电信号，再利用前置放大、滤波、偏置、反馈等各类电子电路，把处理后的电信号经过A/D转换输入计算机系统处理，并最终显示出相应待检测物理量。光电检测技术作为一门新兴的现代检测技术，涉及光、机、电、计算机、传感器等，应用极为广泛，可检测一切能够影响光电或光特性的非电量，具有测速快、精度高、非接触、自动化程度高等特点。

光电检测技术课程主要涉及检测用光源和照明系统、各种类型光电器件、电路处理系统以及检测方法和系统等四大部分内容。其所涉及的主要应用范围是：辐射度量和光度量的测量、光电元器件及光电成像系统特性的检测、光学材料元件及系统特性的检测、非光物理量的光电检测，等等。

光电检测技术课程对学生的要求分为基础、提高、综合三种层次的能力。基础是指掌握光源和光电器件的原理和特性，熟悉光电检测的基本方法和系统；提高是指掌握光电检测系统的主要参数，掌握光电检测电路的设计思想；综合是指利用所学知识，能设计出符合实际要求的光电检测系统。学生在系统学习光电检测技术知识和方法的同时，也可以在日常生活中接触到非常多的与光电检测技术相关的应用，如光电开关、指纹门禁系统、自动门、电动扶梯自动启停、X光、红外探测等。这就使得本课程的学习非常接地气，比较能调动学生学习积极性。

二、当前教学中存在的主要问题

虽然光电检测技术课程应用性的属性强，但是在传统本科教育教学过程中，不少学生却提不起学习的兴趣，这不仅仅有学生的原因，在很大程度上也有教师自身的原因，经分析我们认为目前教学中主要存着以下一些问题。

（一）課堂教学的问题

1.重理论，轻实践

地方本科高校在进行课堂教学过程中，受制于传统观念的束缚、授课教师自身教育经历、配套教材及教师自身能力的限制，普遍存在着重理论、轻实践，重学术、轻应用的现象。有些教师认为，书中的理论知识容易讲解，教师可以不用费更多的力气，即使学生就问题进行咨询，也完全可以进行理论指导；但是实践教学不一样，是以实验、实践的真实结果为最终验证目标的，比如光电计数器系统的设计，教师若能力有限的话，是不能真正指导学生的。

2.主体地位存在误区

传统教学过程中，“填鸭式教学”是最常见的一种现象，甚至存在着“教师在讲台上津津有味地讲，学生在座位上昏昏沉沉地睡”的现象。究其原因，就在于教学的主体地位存在着问题，到底是老师把书上的内容完整的讲完重要，还是学生通过教学过程后真正学到本领重要？大学教育不同于高中，高中是以高考最终成绩为目标的，大学教育的目的是培养一个对社会有用的专业人才。因而课堂教学中的教师应该更多的起到一个引路者和导师的作用，真正的主体是学生。这不仅仅是教师要认真思考的，同时也要学生的意识从传统教育模式中脱离出来。

3.教学方式方法单一

光电检测技术的传统课堂教学方式较为单一，绝大多数高校依旧主要采用教师通过课堂讲授，辅之以PPT和板书的模式，把需要教学的内容灌输给学生。这种方式忽视了学生的接收能力和主动性，学生也会常因感觉教学内容过于抽象和杂乱，而最终失去上课之初的那种求知欲和兴趣点。

（二）实践教学的问题

1.验证性实验多，综合性实验少

光电检测技术的实验环节是对课堂教学的补充、巩固和提高，是对课堂所学理论知识与实际应用相结合的性价比最高的一个互动环节，会使整个课程的教学体系更为完整。但是由于受制于实验设备的限制、教师实验开发能力的限制、教师积极性的调动等多种原因，实验环节中的实验内容陈旧、验证性实验多、综合性实验少，实践教学存在着不完善的问题，与光电检测技术的飞速发展形成强烈的反差。

2.传统考核方式难以充分调动学生学习的积极性

传统的实验考核方式，以学生的实验结果和实验报告为最终评判依据，但是由于平时实验开设的内容和方式同时受制于有限数量的实验设备，教师很难客观地判定各组中每个组员在实验中起到的实际作用，因而存在着部分同学蹭实验的现象，学生学习的积极性不能很好调动起来。另一方面，教学的最终目标是使学生学以致用，分立的实验环节即使学会了，综合性实际问题还是不能解决，也没有达到教学效果，比如设计多功能的红外防盗报警系统，这需要通过实验环节的最后考核来调动学生积极性。

三、理论课程改革探讨

课程是教和学相互作用的中介和纽带，理论课堂是教师系统讲授、学生系统学习知识的重要阵地，教师要对教学内容的梳理、教学过程中的师生交往互动、教学方法和手段的设计等各个方面都要下功夫去研究和探讨。

（一）明确应用技术型人才培养目标

应用技术型大学的人才培养目标不同于研究型大学，应该以学生今后人生发展为根本，以市场和社会需求为导向，突出应用能力的培养，强化主体性，注重差异性，突出个性发展和创新创业能力的培养。

（二）课程教学体系优化

1.明确教学主线，强化知识应用

光电检测技术涉及知识面广且散，为了避免学生学起来感觉“乱”，我们应对整个教学主线进行梳理，比如按照“光源-被测信号及光信号的形成-光匹配处理-光电变换（探测器）-电信号放大与处理-输出及控制”的线条教学，便于学生从宏观上把握该课程的整体内容。另外，把对某种具体的器件和方法的典型应用作为该知识点的最好的验金石，以应用引导学生再反思所学知识。

2.梳理、选择科学的教学内容

光电检测技术课程教学时，应遵循注重基础和突出应用的原则，争取在有限的课时内完成教学任务，这就要求教师要做到对教材内容进行合理取舍和有所侧重，并及时补充反映光电检测技术最新发展的内容，如目前条形码技术已由一维码向二维码转变。对经典理论和原理性内容应该讲清讲透，如对光电检测技术所涉及的器件的构成、原理、参数等应详细讲解；对基于光电检测器件的偏置电路、前置放大电路等前期课程中已经涉及的内容进行略讲。

（三）教学方法改进

1.引入多元化教学方式，增强教学效果

积极探索启发式、参与式和探究式教学，突破传统教学模式的限制，在教学活动中通过引导学生的活动来提升学生的主观能动性，培养学生的创造性。在讲解热发光和热效应时，应启发学生多举出典型案例来加强抽象概念的理解；在学习非相干光检测中的基本差动系统方法时，可引导学生对该方法的优缺点进行深入探究，看看是否有其他可替代的更好的方法。在教学中要培养学生的创造性，就要引导学生发现问题和提出问题，鼓励学生探索和解决问题，支持学生的独立见解，宽容学生的失误。

2.明确学生主体地位，发挥学生优势潜能

在教学中，教师的讲解和演示是必要的，但目的在于引导和示范，教师的活动不能代替学生自主的思维操作和行动操作，只有经过自己能动地、自主地思考和实践，学生才能灵活掌握知识，养成良好的思维方式和行动方式，并将其内化为个性素质。师生交往中如果学生的个性得到充分尊重，每一个进步都得到赞扬，每一个独立见解都得到呵护，每一次积极发展倾向都得到鼓励，每一个可能转化为进步的因素都得到珍惜，学生的主体性才能得到充分的发挥。应鼓励学生对日常生活中常见的光电检测系统进行深入剖析和思考，看看是通过何种参数设计和测量手段来实现的，以激发学生的潜能，培养学生的综合设计能力。

3.以考核改革促进学生，提升学习积极性

强化过程性考核，弱化一卷定终身的现象，严把标准，加大动手环节得分的比重和权重，可以多给学生更多的机会，重点在于考查他是否通过自己的努力真正掌握了知识点，而不仅仅是通过背诵记住了。对平时成绩考核进行严格管理，不断完善期末试卷考核，增强多样化，增加综合性题目，题量难度合理，评分标准客观，把考试内容融入平时的课堂中。

四、实践教学改革探讨

应用型本科在培养人的过程中，要格外重视实践教学和实验环节对人才培养培养的支撑。脱离了实验环节，教给学生的理论知识就不能转化为应用。

（一）转变重理论轻实践思想，强化实践作用

大到学校小到每位教师，各个层面都要认识到实践教学在应用型本科人才培养中所起到的积极的、不可替代的作用。这不仅仅是嘴上说说，而且要在年终考核、职称评定等各个环节凸显教师实践水平，否则这就成了一句空话。在学校相关政策的引领下，教师要加强自身工程实践能力的训练，应充分利用周末及寒暑假时间，利用一切有可能的机会，赴企业一线参与技术研发、生产管理、产品测试，等等，只有经过这样的积累，教师的眼界才能开阔，能力才能提升，对学生的指导才能游刃有余，从而达到工程训练反哺教学的目的。

（二）加强实验硬件建设，提供学生发展平台

实践教学体系在应用型人才培养中起到了极为重要的作用，因而加强实验硬件的建设是非常必要且必需的。实验硬件的投入一要注重性价比，这不仅是指价格，还包括可靠性、耐用度等；二是要注意自身开发实验设备；三是要积极引入先进技术设备，有计划、有步骤地加大如CCD、三维扫描等学生今后毕业将使用的主流技术的设备，同时也避免教学和实际生产之间的脱节，使学生通过实验实践的结果反馈及思考，充分理解和认识所学知识的应用性。

（三）以科技项目为基础，增加综合性实验环节

从教师平时所做的各类科技课题中，提炼和设计出有针对性的项目，如光电小车防撞系统、光立方设计等作为实验教学内容的补充和扩展，可对传统实验中较薄弱的综合性实验的数量和质量进行有效的提升，既能使实验教学跟上光电新技术的发展，又有利于启发学生的科学思维，激发学习兴趣，提高学生的科研素质和能力。

（四）力推学生实践创新，增设课外创新实验

以目前国内外主流的学科竞赛如全国大学生光电设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛等为抓手，加大学生实践创新的力度，可在教学计划中增加专门的学分设置，开放实验室，增设课外创新实验，积极鼓励学生参加各种科技创新活动，让学生自己发现、思考、解决一些实际问题，并促使他们通过查找资料、方案设计、分析比较、数学建模、实验测试、撰写报告等一系列过程，提高他们的设计和综合分析能力。

五、总结

应用技术型大学对人才的培养更加突出应用性，而光电检测技术这门课程应用性强，需要学生在掌握较多的专业基础知识的基础上，强调学生的动手能力，达到学以致用。学生要转变从理论性较强课程到应用性较强课程的学习方式和思维方式，教师更要对课程内容、环节、手段等进行设计，以学生为学习的主体，以学生最终学会知识并能应用于实践作为教学的最终目标，而不单单是讲完授课内容，同时，还要加强实践教学环节的投入和内涵扩展，以提升学生解决实际问题的能力。

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[责任编辑：钟 岚]