淺議《光電測試技術》課程的教學內容

【摘 要】結合學校的辦學定位與培養目標，對《光電測試技術》課程的教學內容的選取和安排進行了研究，要適應科技發展關注新興技術，又要根據本校定位突出行業特色，還需精心組織安排，以提高學生的學習興趣，可以取得較好的教學效果。

【關鍵詞】光電測試技術 教學內容研究 電力特色

《光電測試技術》是上海電力學院測控技術及儀器專業的重要專業選修課。它是一門綜合性很強的課程，涉及了光學、電子和計算機等多門學科，也是現代檢測技術重要的發展方向，對培養學生綜合運用專業知識及創新能力起著非常重要的作用。如何在有限的學時內，通過該課程的學習，培養學生達到教學目標，這對教師提出了挑戰。筆者從教學內容的選取和組織安排等方面進行了一定的探索和研究。

一、優選教學內容

光電測試技術課程包涵的知識點很多，并且隨著科技的進步，新的測試技術不斷地出現，需要進一步擴充教學內容。而不同的院校有又不同的背景，在不同的領域上有所側重，需要量體裁衣，合理選擇教學內容。

（一）突出電力特色

上海電力學院的辦學定位與培養目標是主要為社會培養和輸出所需要的應用型技術人才，特別要為電力行業的科技進步服務，培養電力行業所需的第一線的應用型技術人才。為了突出本校的電力特色，尤其考慮到測控技術與儀器專業的部分學生在畢業后會進入電廠等相關電力領域工作，所以在教授內容中加入最新的電力知識是很有必要的。

近年來，光電測試技術的發展可以說是日新月異，新的科技成果不斷涌現，在電力系統中的應用，主要體現在以下幾個方面。

1.火焰圖像檢測器

光學成像技術在燃煤火電廠煤粉爐爐膛火焰視頻監視上的應用，可以直接地反映爐膛內的燃燒情況，給運行人員提供相對直觀的判斷依據，對鍋爐的安全運行和操作起到及時的指導作用。安裝好、調試好、使用好爐膛火焰電視設備，對鍋爐的安全和節能經濟運行都有著非常重要的意義。這部分內容可以和書本教材中的固體成像器件配合起來教學。

2.激光盤煤技術

傳統的煤場存煤量測量方法不僅需要耗費大量的人力和物力，其測量結果也極不準確，嚴重制約了電廠現代化管理水平的提高。目前新型的自動盤煤方法為激光盤煤儀，采用二維高頻率激光掃描儀對料場的表面進行高頻率斷面掃描獲得高密度的斷面數據，結合行程測量器獲得的料場長度和回程測量器獲得的掃描儀偏轉角度數據，實現料場體積的計算、料場三維模型的顯示。在盤煤的實時性和準確性方面都有顯著的改善，取得了比較滿意的結果。[1]該部分內容可以和書本教材中紅外輻射與紅外探測器配合起來教學，還可結合數字信號處理、數字圖像處理等課程對圖像恢復重建等展開探討。

3.光纖傳感技術

光纖傳感技術具有細而柔軟、抗電磁干擾、絕緣性能好、防爆性能好、 耐腐蝕、導光性能好、信號衰減小等特點，可以解決常規檢測技術難以完全勝任的測量問題。分布式光纖傳感技術是隨著“智能結構和智能材料”的需要而發展起來的一項新技術，集傳感與信息傳輸于一體，廣泛應用在電力行業中：電纜狀態監測，如電力電纜的表面溫度檢測監控、事故點定位、電纜隧道、夾層的火情監測等；變電站監測，如母排、橋袈、變壓器、電動機、發電機、配電盤的溫度分布、測量及故障點檢測等；水電站、發電廠監測，如加熱系統、蒸汽、輸油管道；送煤系統的溫度監測和故障點的檢測等等。

光纖傳感技術正好和書本教材的光導纖維與光纖傳感器匹配，在了解光導纖維與光纖傳感器的基本原理后，引入大量的光纖傳感技術在電力系統中應用的工程實例，更好地貫徹了理論聯系實際這一原則，可以使學生思考如何學以致用。

（二）適應科技發展

光電測試技術內容多，知識面廣，又是多學科交互融合、互相滲透的前沿科學。通常情況下，教材對基礎知識、基本原理和基礎效應介紹較多，對具體應用和設計方面則較少；對經典的光電器件介紹較多，新型光電器件較少；傳統技術敘述較多，尖端技術和綜合應用較少。由于種種限制，不可能找到一本非常完美、各方面都滿意的書本教材，我們只能選擇較合適的，在講授基本內容的同時，一定要補充最新的相關內容，將新型的光電檢測器件、新型的光電測試技術和手段、各種光電檢測器件的最新進展和應用等最新相關科研成果融合在教學過程之中，不斷進行教學內容的完善和改進，有效的引導學生了解最新的、最先進的科學內容。比如在中國第一個目標飛行器和空間實驗室——天宮一號與神舟十號飛船實現對接時，激勵學生關注其中所采用的最新光電測試技術。

以上的內容是書本教材所無法包括的，所以我們要結合時代科技的進步，與時俱進，不斷深化教學內容，注意學校的行業特色，關注火電廠及電力設備等的光電測試技術，對于教材上沒有提到的但是有益的內容，一定要在課堂上提出，或者給出相關概念引導學生自己查找所需資料，不斷的通過自制多媒體課件、課外資料等來添加教學內容，給《光電測試技術》注入新的血液，來激發學生的學習興趣。

二、 精心組織教學內容

上海電力學院將該課程核定為32學時，在短課時內，面對如此多的教學內容，需要根據本專業的特點精心組織安排，否則會使得內容雜亂無章，缺少完整性和系統性，讓學生無所適從。

（一）課程認識和章節聯系

首先講解課程的主要內容、結構和各章節的之間的聯系，讓學生對該課程有一個整體性的認識，然后具體到每一個章節。在開始學習前都列出教學要求，學完一章后都有復習總結，讓學生清楚自己應該達到的標準，也方便期末考試。第一部分光電測試技術的理論基礎是最基礎的內容，尤其是我校未開設《物理光學》《應用光學》等相關課程，學生只是在《大學物理》中接觸過有關光的知識，這部分必須詳細講解。第二部分是常用的光輻射光源，只有這一章是講如何產生光信號的，其中光電測試用主要的光源發光二極管和半導體激光器都是從電信號轉換成光信號，正好與第三部分光電檢測器件是如何進行將光信號轉換成電信號相對應，可以讓學生更換地理解光電轉換。第三部分是各種光電檢測器件的結構原理及應用，要結合它們各自典型的應用系統的分析和設計，使學生對整個知識體系有個更全面、更深刻的理解。

（二）注意知識點的聯會貫通

光電測試技術涉及光、機、電、自動控制等許多領域。如在講到光電器件和集成運算放大器連接時，模擬電子技術中運算放大器的三大特點：“虛短”“虛斷”和“虛地”，如何運用它們來完成電壓放大、電流放大和阻抗變換，而這牽涉深度負反饋的概念，又與自動控制相關。所以在教授新課程的時候，不斷地回顧先前學習過的課程，可以較好地調動學生的參與積極性，不會覺得什么都是新的，都要從頭開始學，能夠溫故知新。

（三）重視實踐教學

《光電測試技術》又是一門實踐性很強的學科，我們積極鼓勵學生參加大學生科技創新活動，堅持課堂教學與課外創新實踐活動相結合，提高學生的設計與綜合分析能力。

例如講解光敏電阻后，先采用浙江英聯科技開發有限公司的YL系列傳感器實驗儀及系統實驗臺開設光敏電阻的特性測試實驗，讓學生先了解光敏電阻的光電特性、伏安特性和光譜響應特性，對書本知識深入掌握后，再鼓勵學生從光敏電阻特點出發自己設計路燈自動點熄電路，通過查找閱讀資料并與實際應用電路比較，能否進一步改進，使其更加智能化、自動化等，最后以小論文的形式提交。這樣不僅加深了學生對基礎知識的理解，拓寬了知識面，更是鍛煉了學生獨立思考和自主創新的能力。

在教學過程中，注意提出在日常生活中的一些光電檢測系統應用實例，可以提高學生學習的熱情。如講到光電開關，就會提到在洗手時，是如何實現手到水出的？除了光電開關外，還有什么器件能夠達到這種效果的？熱釋電器件可不可以？

三、結論

對《光電測試技術》的教學內容進行了探討，通過合理選擇教學內容、注重結合我校電力特色、重視實踐教學，將學生獨立思考能力、動手能力和創新能力的培養融合到專業課教學中，培養適應21世紀全面發展的高素質人才。

【參考文獻】

[1]劉艷玲，劉海燁，秦健露.天煤場自動盤煤方法的研究[J].制造業自動化，2011，33（7）：93-96.

[2]魏鵬，張志強，厲秉強，杜強.光纖傳感技術及其在電力系統中的應用前景[J].山東電力高等專科學校學報，2010，13（1）：38-42.