“大工程觀”背景下《光電子材料與器件》課程實踐教學改革的探索

唐斌

摘要：在實踐探索的基礎上，建立一種完整的、切實可行的《光電子材料與器件》課程實踐教學模式，通過優化實踐教學體系和教學內容，開辟了實踐教學形式多元化的途徑，以期解決專業技術人才短缺難題，切實落實“大工程觀”的教育理念。

關鍵詞：大工程觀；人才培養；實踐教學；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）46-0120-02

一、引言

所謂“大工程觀”是上世紀90年代以來美國工程教育界提出和掀起的“回歸工程”的教育理念，該理念在本質上就是將科學、技術和非技術要素、工程實踐融為一體，形成具有創新性的“工程模式”教育體系，得到了全世界眾多從事工程教育工作人員的高度認可和廣泛實踐。近年來，我國的工程教育改革對課程的架構體系也提出了“大工程觀、大系統觀”的指導意見。常州大學作為一所中央與地方共建的高等院校，依托石油化工行業和地方支柱產業，秉承“大工程觀”的高等工程教育理念，為社會培養了大量的工程應用型人才。本文將結合常州大學辦學特色，對我校電子科學與技術、光電信息等專業開設的《光電子材料與器件》課程實踐教學進行以下幾方面的改革探索。

二、實踐教學模式改革

實踐教學是高等院校教學體系的重要組成部分，對于大學生各項能力的培養起關鍵作用，在整個高等教育體系中占有十分重要的地位，是其他教學環節無法替代的。近年來興起的光電子技術產業，作為一項新興的高科技產業發展前景廣闊。在當前背景下，企業對光電子專業技術人才的需求凸顯急迫。近年來，中國光電技術產品市場始終保持在兩位數的高速增長，各類光電應用如光通信、光照明、光顯示、太陽能光伏等形成了一個巨大光電產業。基于此，國內許多高校針對光電信息類的課程教學也作了大量的探索和實踐。《光電子材料與器件》是電子科學與技術和光電信息類等專業必修的一門專業課程，該課程在培養學生熟悉光電子技術、光電子材料與器件、電子信息技術等方面發揮著重要的作用。因此，在教學活動中有必要增加一些綜合設計性的實驗和課程設計等試驗環節，在此教學過程中，學校應盡量保證試驗教學內容和教學時間的開放，鼓勵學生利用大學生科技與藝術創新中心，以全開放的教學模式讓學生自主完成試驗，這樣能夠極大增強學生的動手能力。同時，《光電子材料與器件》也是一門理論嚴謹、技術性和實踐性非常強的專業課程，在課程教學過程中，應突破傳統以課堂為中心的教學模式，將教學與科研相結合，強調學習間接知識與企業實踐操作并重，將科研訓練、社會實踐等引入教學過程，充分發揮師生的積極性和創造性，加大實踐教學的力度。

為加強學生創新能力培養，教學實踐基地平臺的建設至關重要。為創造良好的實踐教學條件，學院現在已經建成多種光學與光電子技術實驗室，包括光電材料實驗室、光電成像技術實驗室等，并已準備籌建顯示器件特性測試實驗室、紅外圖像處理實驗室等。除此之外，利用我校的地緣優勢，目前常州大學數理學院已經與長三角地區多家光電企業和研究所建立了良好的合作關系，共建了多個教學實踐基地，如常州銀河電器有限公司、常州華誠常半微電子有限公司（原常州半導體廠）等，將他們的實驗室、生產車間、工藝現場作為畢業生的實習基地。通過教學實習和生產實習，學生可以了解企業，企業也可以了解學生，為學生畢業后的自主擇業和就業打造良好的基礎。另外，考慮到我校從事光電子技術類教育的大部分教師由于不是來自生產第一線，因而缺乏一定的實際經驗，因此通過建立校外教學基地，讓學生在實驗室、生產車間的生產實踐中真刀實槍地學習，真正做到理論聯系實際，在實踐中將所學的知識應用于實際的科學問題。

三、實踐教學內容的改革

光電子材料和器件是光電子技術的關鍵和核心內容。為了跟上時代發展的步伐，應對教學內容進行科學合理的安排，做到基礎性和先進性二者兼顧。因此，有必要在《光電子材料與器件》課程中，適當加入一些相關領域近年來的最新研究進展和應用成果的內容。

根據電子科學與光電信息類專業培養目標及社會發展對新型光電技術類人才的需求，為增強學生的動手能力，很多高校都開設了實踐教學環節，實踐教學分為基本實驗、綜合設計實驗、課程設計等多個層次。基于此，在試驗教學中，可采用基礎性實驗和設計性、綜合性實驗相結合、研究性實驗與創新實驗相結合的方式，著重培養學生的基本實驗技能和實踐能力。同時，還要使學生掌握基本的實驗方法，培養學生的創新思維和學習興趣，對實驗內容的選擇應循序漸進，對教學中傳統的理論知識進行簡化，突出難點和重點，并通過研究與創新實驗使學生獲得科學完整的系統訓練。此外，為適應企業的技術發展，還需不斷將新技術、新方法引入到《光電子材料與器件》課程的教學內容中來。通過校企合作、工學結合等形式，及時調整教學內容和課程設置，突出本專業領域的新知識、新技術、新工藝和新方法，剔除專業教學內容中陳舊過時、與培養目標無關或關系不大的實驗內容，同時，為了激發學生的學習興趣和求知欲，滿足實驗教學內容的統一性和多樣性要求，可在新的實驗教學內容體系中設立必開實驗項目和選開實驗項目，實現實驗教學內容體系的整體優化，進而培養學生的創新能力和實踐能力。

四、實踐教學方法手段的創新

實踐教學方法改革。在“大工程觀”背景下，為確保《光電子材料與器件》課程教學改革順利進行，除了更新課程教學內容之外，建立與實踐教學內容改革相適應的實踐教學方法和手段體系也顯得尤為重要。在實踐中，實驗教學方法可由以教師為中心的教學模式向以學生為主體、師生共同探索的模式轉變。在實際教學過程中，以學生為主體，體現教學組織的科學性和靈活性。充分考慮學生的認知水平和已有知識和興趣，力求在學習內容、教學組織等方面給教師和學生提供選擇和創新的空間，構建開放式的課程體系，適應學生個性化發展的需要。比如，在實驗教學課程中，教師的任務是提出要求，給學生提出可供選擇的方案及擬定方案的原則，而實驗方案和實驗步驟的擬定等工作則由學生自主選擇決定。教師在實驗前需對學生擬定方案存在的問題作必要的評價，方案的修改仍由學生自行完成。通過一段時間的學習與實踐，學生逐漸掌握了主動權從而成為學習的主體，有助于培養學生主動參與和思考的習慣；同時，還有助于教師在實踐教學中引入探究式教學、問題教學法等多種教學方法，實現由以實驗室為中心、以實驗項目為中心向以問題為中心的轉變。

實踐教學手段改革。根據《光電子材料與器件》課程教學特點及我院的歷史和現狀，需要在以下兩個方面進行改革。其一，鼓勵教師在實驗教學中，根據實驗課程的特點和實驗材料的性質，引入現代教育技術，把傳統實踐教學與現代化的多媒體教學結合起來，利用幻燈、圖片、投影、多媒體等先進的教學手段，加深學生對實踐教學內容的理解和掌握，可以大大提高教學效率。其二，及時補充和更新實驗儀器，使實踐教學內容具有先進的時代特色，以更好地適應新世紀創新光電技術人才培養需要。

五、結語

在“大工程觀”的背景下，通過實踐探索建立了一種完整的、切實可行的《光電子材料與器件》課程實踐教學模式，通過實踐教學體系和內容的優化，開辟了實踐教學形式的多元化。科學系統地培養了學生獨立分析問題和解決問題能力，學生創新意識明顯增強，適應社會的能力顯著提高，畢業后能勝任電子科學和光電信息技術專業領域的研究、設計和制造及相關工作。

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