光电检测技术及应用课程实践教学改革探索

张戈 胡冬梅 黄大勇 郭建昌 孙树平 尉乔南

摘要：通过对光电检测技术及应用课程实践教学过程中发现的问题进行分析研究，探索在实践和实验教学环节挖掘创新点，重视实践教学过程中对学生创新能力的培养，促使学生主动学习和探索未知领域。通过构建开放性实验项目，拓宽学生专业知识领域，提升解决问题能力。经过近两年实践表明，采取这种教学模式效果良好。

关键词：光电检测;实践教学;创新能力;开放性

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）11-0160-02

一、引言

新时代背景下，我国的科技、管理等方面都在力争创新。同样的，高校也应该培养出更多的创新型人才，不仅具有系统思维能力以及综合分析、判断推理能力，更要具备实践和科研能力。作为一门专业课，“光电检测技术及应用”如何创新？

“光电检测技术及应用”涉及光学变换、光电变换和电路处理，以光学变换和光电变换为核心，是一门实践性较强的课程。在教学过程中，强调实践和理论知识的融合，以实践实验环节为抓手，推动课程教学模式和内容的创新，让学生做到“基本原理能掌握，实践技巧会运用”，从而发掘学生的创新能力，真正做到教师教学质量和学生学习效果双提升，满足新时代的需求，构建创新型人才培养新模式。

二、实践实验教学环节的创新点挖掘

课程设置的实践实验内容可以帮助学生更好地理解光电检测技术与系统。实践实验环节的主要目的是提高学生的动手能力，培养学生综合运用所学分析、解决问题的能力。学生操作实验仪器进行实验，获取实验结果，既锻炼了动手的能力，又提高了对实验原理、仪器设备等知识的有效认知，最后，以实验报告的形式完成理论验证和数据处理，进行归纳和总结。

通过以上所述，在本课程实践实验环节设计中做到了以下两个创新。

1.课程教学与实践环节相融合。光电检测技术具有跨学科、综合性、实用性等特点，适用领域宽、应用范围广。为了更好地促进学生对光电检测系统的认知，在课程学习过程中，由任课教师提供难度不等的一系列设计题目，班级同学组成多个兴趣小组，根据实际情况分别选题，利用课余时间完成课题的调研、检索，在老师的指导下进行光电检测功能电路的设计与制作。过程贯彻整个课程周期，做到了实践操作紧密配合理论知识，边学边做，在学中做，在做中学。整个流程包括：学生自主选题—成员高低搭配—自主设计方案—自主搭建实验系统—完成任务，这种模式可以帮助不同层次的学生实现创新和实践的机会。

2.实践环节具有开放性和延续性。实践环节中，项目组成员分工明确，责任到人，以课题的完成为目标，以课题任务为主线，把任务分解为若干模块，按照模块之间的关系对应课程中的相关知识点，引导学生针对各个知识点进行学习，并展开与其他知识点之间的关联，形成完整的知识体系，最终完成由模块建立系统的工作。同时，各类课题可以在本届学生设计基础之上，交给下届学生继续完善和扩展，避免学生对于课题浅尝辄止，既能够继承往届学生的经验教训，又可以发扬创新，使得同一课题在教学中具有更长的生命周期。

三、实践教学过程中创新能力的培养

实践教学的理想状态是在学生感兴趣的前提下，通过认真思考和细致操作，掌握实验装置的使用方法，获得真实的实验数据，提高实验教学的效果。基于以上思路，实验平台应具有以下特征：循序渐进的实验体系、创新性的实验项目、模块化的设计内容。

1.创新源于实践—熟悉基本操作，增强基础实验动手能力。课程实验是对理论知识进行验证的一种方式。围绕光路设计、光电转换、电信号处理等构成光电检测系统的核心内容，以锻炼提高学生实际操作能力为目的，精心设计实验项目和实验内容，并在一定条件下，可以让学生亲自设计实验，由“要我学”向“我要学”转变。通过课程实验，学生自力更生完成实验，并对实验数据进行处理，锻炼学生的创新能力。

例如：在“线阵CCD测径实验”中，按照实验要求搭建光电检测系统，利用线阵CCD器件对被测物体的尺寸进行非接触测量，在该实验中需要用到平行光束，可以鼓励学生参与实验设计，在完成基本实验内容的基础上自主设计实验中需要的平行光。在已有实验器材和装置的基础上，通过对现有光源的光路进行调整和测试，重新搭建由光源、被测物件、调整机构等组成的光学系统，利用已学习掌握的光学原理，实现实验功能要求，并对不同的设计方案进行对比，通过比较进一步理解光学系统在光电检测系统中的功能。

2.创新需要改变—促进内容提升，重视综合应用性实验的锻炼。通过日常教学中和学生进行交流发现，教科书上的某些实验项目对于学生缺乏吸引力，原因在于这些实验内容比较单一，它们给学生带来的仅仅是對于理论知识的验证，并不能深入理解实验的本质和真正意义所在，所以无法激发学生的实验兴趣。只有改变，才能进步。在求变的指导思想下，教研室相关教师对这些实验内容进行完善、充实和创新，把实验内容和日常生活联系起来，增加代入感，增强实验的趣味性，就能够改变课程实验在学生心目中枯燥无味的印象，提高对学生的吸引力。

例如：在“光电传感器特性实验”中，实验平台提供了各种不同特性光电器件的应用模块。可以利用不同模块搭建不同功能、难度不等的各种光电检测系统，在具体实验内容中还可以加入红外报警、红外遥控、光电计数、智能LED灯控制、小车循迹等各方面的内容，从而实现了学习内容和生活实际相联系，增加了实验的趣味性，同时也培养了学生的主动性和探索未知世界的精神。

以上措施凸显了综合性实验的宗旨，进一步提升了实验的工程性应用特征，同时转换了实验教学思维模式和理念，能够很好地对接应用型本科OBE理念，让学生具有更强的实用技能和创新能力，增加竞争力，为日后走上工作岗位打下坚实基础。

3.创新需要开放—搭建自由开放性实验。校园文化缺乏崇尚创新的氛围，是目前高校普遍存在的现状，这与中国应试教育三千年的历史是分不开的，课堂教学墨守陈规，以教师为主体的“填鸭式”教学在高校内部占据主导地位，学生没有主动性，被动地接受知识，不敢质疑，不敢批判，不会独立思考，导致大多数学生缺乏创新精神和探究意识、不善于提问题，研究能力薄弱。开放学生思维，提高创新意识，是逐步建立以学生为主体的现代高等教育模式的前提条件。

具体到光电检测技术及应用课程实践教学中，就是要鼓励学生开动脑筋，放开手脚，以光电实验平台为基础，以实践项目课题为依托，充分发挥主观能动性。利用实验平台的各种功能模块，细心思考，认真设计，争取实现即有趣味性又有实用性，既符合实践教学要求又涵盖较广泛知识点的开放式实验教学模式，使学生在学习过程中获得充分发展，同时激发学生的探究精神。

通过以上三方面的改进措施，极大地激发了学生的探索精神和创新精神，使学生的综合素质得到有效提升。

四、结束语

新时代对于高校应用型人才的创新创业能力不断提出新的要求，作为应用型本科院校，在教学过程中要紧扣这个主题，力争实现从基本实验技能培养到综合设计能力培养，再到创新设计能力培养的多层次培养目标。并在此基础上，把创新作为推动社会进步和发展的源动力，培养符合社会和时代要求的创新型人才。

参考文献：

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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