應用型本科光電檢測技術課程教學改革的探討

溫宏愿 竇如鳳

[摘 要]應用型本科高校的定位使得人才培養需要重新審視，本文研究了光電檢測技術作為一門應用性較強的課程的主要內容、特點和應用前景，在對應用型人才培養目標定位進行思索的基礎上，對理論教學和實踐教學環節中存在的一些問題分別進行了有針對性的探討，提出了改進的方法和對策。

[關鍵詞]應用型；光電檢測技術；課程教學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）07-0036-03

隨著教育部出臺引導部分地方本科高校向應用技術型高校轉型試點的指導意見，“應用型”便成為許多地方本科高校今后的一個主要發展方向。在高校轉型的時期，如何使工科學生工程應用能力提升顯得尤為重要，這就要通過課程體系的設置，尤其是要在每門課程教學方式方法的改革上下功夫。

光電檢測技術作為一門應用性較強的課程，將光學、光電子學、計算機技術、機電等學科內容融為一體，涵蓋了光源、光學系統、光電器件、信號處理、控制等具體知識內容，該課程銜接了工程光學、單片機原理及應用、傳感器與檢測技術等課程，不僅能夠使學生了解光電領域新技術的發展和應用，更有利于培養學生的綜合實踐能力和創新能力。但是目前在該課程的本科教學過程中，不少教師并沒有很好地抓好該課程應用性的特質，學生在學習過程中普遍存在著興趣不高、不能很好地學以致用等現象，因而，我們有必要對該課程的特點、教學中所存在的問題進行分析，找到改進的方法和手段，以在今后更好地進行教與學的互動、促進，讓學生的理論知識和實際動手能力都得到真正提升。

一、光電檢測技術課程的特點

光電檢測技術以光電子、光輻射、光探測、光電效應等理論為基礎，通過被檢目標的主動或被動發光，光輻射通過大氣系統或傳輸介質后，由光學系統接收，經光學調制器處理，各類光電探測器件把光信號轉換成相應的電信號，再利用前置放大、濾波、偏置、反饋等各類電子電路，把處理后的電信號經過A/D轉換輸入計算機系統處理，并最終顯示出相應待檢測物理量。光電檢測技術作為一門新興的現代檢測技術，涉及光、機、電、計算機、傳感器等，應用極為廣泛，可檢測一切能夠影響光電或光特性的非電量，具有測速快、精度高、非接觸、自動化程度高等特點。

光電檢測技術課程主要涉及檢測用光源和照明系統、各種類型光電器件、電路處理系統以及檢測方法和系統等四大部分內容。其所涉及的主要應用范圍是：輻射度量和光度量的測量、光電元器件及光電成像系統特性的檢測、光學材料元件及系統特性的檢測、非光物理量的光電檢測，等等。

光電檢測技術課程對學生的要求分為基礎、提高、綜合三種層次的能力。基礎是指掌握光源和光電器件的原理和特性，熟悉光電檢測的基本方法和系統；提高是指掌握光電檢測系統的主要參數，掌握光電檢測電路的設計思想；綜合是指利用所學知識，能設計出符合實際要求的光電檢測系統。學生在系統學習光電檢測技術知識和方法的同時，也可以在日常生活中接觸到非常多的與光電檢測技術相關的應用，如光電開關、指紋門禁系統、自動門、電動扶梯自動啟停、X光、紅外探測等。這就使得本課程的學習非常接地氣，比較能調動學生學習積極性。

二、當前教學中存在的主要問題

雖然光電檢測技術課程應用性的屬性強，但是在傳統本科教育教學過程中，不少學生卻提不起學習的興趣，這不僅僅有學生的原因，在很大程度上也有教師自身的原因，經分析我們認為目前教學中主要存著以下一些問題。

（一）課堂教學的問題

1.重理論，輕實踐

地方本科高校在進行課堂教學過程中，受制于傳統觀念的束縛、授課教師自身教育經歷、配套教材及教師自身能力的限制，普遍存在著重理論、輕實踐，重學術、輕應用的現象。有些教師認為，書中的理論知識容易講解，教師可以不用費更多的力氣，即使學生就問題進行咨詢，也完全可以進行理論指導；但是實踐教學不一樣，是以實驗、實踐的真實結果為最終驗證目標的，比如光電計數器系統的設計，教師若能力有限的話，是不能真正指導學生的。

2.主體地位存在誤區

傳統教學過程中，“填鴨式教學”是最常見的一種現象，甚至存在著“教師在講臺上津津有味地講，學生在座位上昏昏沉沉地睡”的現象。究其原因，就在于教學的主體地位存在著問題，到底是老師把書上的內容完整的講完重要，還是學生通過教學過程后真正學到本領重要？大學教育不同于高中，高中是以高考最終成績為目標的，大學教育的目的是培養一個對社會有用的專業人才。因而課堂教學中的教師應該更多的起到一個引路者和導師的作用，真正的主體是學生。這不僅僅是教師要認真思考的，同時也要學生的意識從傳統教育模式中脫離出來。

3.教學方式方法單一

光電檢測技術的傳統課堂教學方式較為單一，絕大多數高校依舊主要采用教師通過課堂講授，輔之以PPT和板書的模式，把需要教學的內容灌輸給學生。這種方式忽視了學生的接收能力和主動性，學生也會常因感覺教學內容過于抽象和雜亂，而最終失去上課之初的那種求知欲和興趣點。

（二）實踐教學的問題

1.驗證性實驗多，綜合性實驗少

光電檢測技術的實驗環節是對課堂教學的補充、鞏固和提高，是對課堂所學理論知識與實際應用相結合的性價比最高的一個互動環節，會使整個課程的教學體系更為完整。但是由于受制于實驗設備的限制、教師實驗開發能力的限制、教師積極性的調動等多種原因，實驗環節中的實驗內容陳舊、驗證性實驗多、綜合性實驗少，實踐教學存在著不完善的問題，與光電檢測技術的飛速發展形成強烈的反差。

2.傳統考核方式難以充分調動學生學習的積極性

傳統的實驗考核方式，以學生的實驗結果和實驗報告為最終評判依據，但是由于平時實驗開設的內容和方式同時受制于有限數量的實驗設備，教師很難客觀地判定各組中每個組員在實驗中起到的實際作用，因而存在著部分同學蹭實驗的現象，學生學習的積極性不能很好調動起來。另一方面，教學的最終目標是使學生學以致用，分立的實驗環節即使學會了，綜合性實際問題還是不能解決，也沒有達到教學效果，比如設計多功能的紅外防盜報警系統，這需要通過實驗環節的最后考核來調動學生積極性。

三、理論課程改革探討

課程是教和學相互作用的中介和紐帶，理論課堂是教師系統講授、學生系統學習知識的重要陣地，教師要對教學內容的梳理、教學過程中的師生交往互動、教學方法和手段的設計等各個方面都要下功夫去研究和探討。

（一）明確應用技術型人才培養目標

應用技術型大學的人才培養目標不同于研究型大學，應該以學生今后人生發展為根本，以市場和社會需求為導向，突出應用能力的培養，強化主體性，注重差異性，突出個性發展和創新創業能力的培養。

（二）課程教學體系優化

1.明確教學主線，強化知識應用

光電檢測技術涉及知識面廣且散，為了避免學生學起來感覺“亂”，我們應對整個教學主線進行梳理，比如按照“光源-被測信號及光信號的形成-光匹配處理-光電變換（探測器）-電信號放大與處理-輸出及控制”的線條教學，便于學生從宏觀上把握該課程的整體內容。另外，把對某種具體的器件和方法的典型應用作為該知識點的最好的驗金石，以應用引導學生再反思所學知識。

2.梳理、選擇科學的教學內容

光電檢測技術課程教學時，應遵循注重基礎和突出應用的原則，爭取在有限的課時內完成教學任務，這就要求教師要做到對教材內容進行合理取舍和有所側重，并及時補充反映光電檢測技術最新發展的內容，如目前條形碼技術已由一維碼向二維碼轉變。對經典理論和原理性內容應該講清講透，如對光電檢測技術所涉及的器件的構成、原理、參數等應詳細講解；對基于光電檢測器件的偏置電路、前置放大電路等前期課程中已經涉及的內容進行略講。

（三）教學方法改進

1.引入多元化教學方式，增強教學效果

積極探索啟發式、參與式和探究式教學，突破傳統教學模式的限制，在教學活動中通過引導學生的活動來提升學生的主觀能動性，培養學生的創造性。在講解熱發光和熱效應時，應啟發學生多舉出典型案例來加強抽象概念的理解；在學習非相干光檢測中的基本差動系統方法時，可引導學生對該方法的優缺點進行深入探究，看看是否有其他可替代的更好的方法。在教學中要培養學生的創造性，就要引導學生發現問題和提出問題，鼓勵學生探索和解決問題，支持學生的獨立見解，寬容學生的失誤。

2.明確學生主體地位，發揮學生優勢潛能

在教學中，教師的講解和演示是必要的，但目的在于引導和示范，教師的活動不能代替學生自主的思維操作和行動操作，只有經過自己能動地、自主地思考和實踐，學生才能靈活掌握知識，養成良好的思維方式和行動方式，并將其內化為個性素質。師生交往中如果學生的個性得到充分尊重，每一個進步都得到贊揚，每一個獨立見解都得到呵護，每一次積極發展傾向都得到鼓勵，每一個可能轉化為進步的因素都得到珍惜，學生的主體性才能得到充分的發揮。應鼓勵學生對日常生活中常見的光電檢測系統進行深入剖析和思考，看看是通過何種參數設計和測量手段來實現的，以激發學生的潛能，培養學生的綜合設計能力。

3.以考核改革促進學生，提升學習積極性

強化過程性考核，弱化一卷定終身的現象，嚴把標準，加大動手環節得分的比重和權重，可以多給學生更多的機會，重點在于考查他是否通過自己的努力真正掌握了知識點，而不僅僅是通過背誦記住了。對平時成績考核進行嚴格管理，不斷完善期末試卷考核，增強多樣化，增加綜合性題目，題量難度合理，評分標準客觀，把考試內容融入平時的課堂中。

四、實踐教學改革探討

應用型本科在培養人的過程中，要格外重視實踐教學和實驗環節對人才培養培養的支撐。脫離了實驗環節，教給學生的理論知識就不能轉化為應用。

（一）轉變重理論輕實踐思想，強化實踐作用

大到學校小到每位教師，各個層面都要認識到實踐教學在應用型本科人才培養中所起到的積極的、不可替代的作用。這不僅僅是嘴上說說，而且要在年終考核、職稱評定等各個環節凸顯教師實踐水平，否則這就成了一句空話。在學校相關政策的引領下，教師要加強自身工程實踐能力的訓練，應充分利用周末及寒暑假時間，利用一切有可能的機會，赴企業一線參與技術研發、生產管理、產品測試，等等，只有經過這樣的積累，教師的眼界才能開闊，能力才能提升，對學生的指導才能游刃有余，從而達到工程訓練反哺教學的目的。

（二）加強實驗硬件建設，提供學生發展平臺

實踐教學體系在應用型人才培養中起到了極為重要的作用，因而加強實驗硬件的建設是非常必要且必需的。實驗硬件的投入一要注重性價比，這不僅是指價格，還包括可靠性、耐用度等；二是要注意自身開發實驗設備；三是要積極引入先進技術設備，有計劃、有步驟地加大如CCD、三維掃描等學生今后畢業將使用的主流技術的設備，同時也避免教學和實際生產之間的脫節，使學生通過實驗實踐的結果反饋及思考，充分理解和認識所學知識的應用性。

（三）以科技項目為基礎，增加綜合性實驗環節

從教師平時所做的各類科技課題中，提煉和設計出有針對性的項目，如光電小車防撞系統、光立方設計等作為實驗教學內容的補充和擴展，可對傳統實驗中較薄弱的綜合性實驗的數量和質量進行有效的提升，既能使實驗教學跟上光電新技術的發展，又有利于啟發學生的科學思維，激發學習興趣，提高學生的科研素質和能力。

（四）力推學生實踐創新，增設課外創新實驗

以目前國內外主流的學科競賽如全國大學生光電設計競賽、全國大學生智能汽車競賽等為抓手，加大學生實踐創新的力度，可在教學計劃中增加專門的學分設置，開放實驗室，增設課外創新實驗，積極鼓勵學生參加各種科技創新活動，讓學生自己發現、思考、解決一些實際問題，并促使他們通過查找資料、方案設計、分析比較、數學建模、實驗測試、撰寫報告等一系列過程，提高他們的設計和綜合分析能力。

五、總結

應用技術型大學對人才的培養更加突出應用性，而光電檢測技術這門課程應用性強，需要學生在掌握較多的專業基礎知識的基礎上，強調學生的動手能力，達到學以致用。學生要轉變從理論性較強課程到應用性較強課程的學習方式和思維方式，教師更要對課程內容、環節、手段等進行設計，以學生為學習的主體，以學生最終學會知識并能應用于實踐作為教學的最終目標，而不單單是講完授課內容，同時，還要加強實踐教學環節的投入和內涵擴展，以提升學生解決實際問題的能力。

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[責任編輯：鐘 嵐]