光纖傳感技術課程教學改革初探

李敏

摘要：針對光纖傳感技術課程的研究現狀和特點，結合應用型本科院校的人才培養目標，對本課程的教學內容、教學方法和考核方式進行了初步的改革探索.通過把實踐和科研融入課堂教學，做到產學研相結合的培養模式.同時，設計實踐環節，鍛煉學生運用所學專業知識解決實際問題的能力.此外，建立課程的多元化考核方式，將傳統的理論考核與實踐考核相結合，從多角度考查學生對課程知識的掌握，使得這門課程更符合應用型本科高校的培養目標.

關鍵詞：光纖傳感技術;教學改革;多元化考核;應用型本科院校

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）06-0158-02

傳感技術是21世紀信息產業的三大支柱之一，是衡量一個國家信息化程度的重要標志.傳感器通過將感受到的信息按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，通過信號解調實現環境參數的高靈敏傳感探測.傳感器主要包含電子傳感器和光纖傳感器兩大類，其中，光纖傳感器因體積小、重量輕、抗電磁干擾和可以實現遠程傳輸等特點備受人們的關注[1-3].目前光纖傳感器件已經在生物醫療、航空航天、海洋探測、環境工程、農業及工業等領域被廣泛應用[4-6].我國每年都需要大量的光纖傳感技術人才，因此，多所應用型本科院校針對該需求設計培養方案，開設光纖傳感技術課程，培養光纖傳感技術方向的專業性人才.光纖傳感技術課程將學生前期所掌握的基礎理論知識進一步深化的同時，又將相關理論知識加以應用，因此，該課程是理論和應用并重的一門承上啟下的核心課程.通過該課程的學習，使得學生具備該技術領域相關理論知識的同時，也具備對相關技術的應用與創新實踐能力.

對于應用型本科院校的學生來講普遍存在的一個現象就是知識的儲備量相對薄弱，這使得學生對于課程中老師所講授的理論知識不能得以充分理解和掌握，對老師講授的專業知識接受程度比較.因此，對光纖傳感技術這門課程進行調整和改革是非常必要的，通過改革使得該課程的教學更適應于應用型本科院校的培養目標.

1 教學內容改革

光纖傳感技術課程的課堂教學內容主要根據應用型本科高校的人才培養目標和具體教學對象而設定.應用型本科院校更側重于應用型技術人才的培養，適于為地方區域經濟的發展服務.因此，教學內容主要圍繞應用型、創新創業型及復合型的人才培養目標進行設定.考慮到應用型本科院校學生自身的知識儲備量以及我院的人才培養目標，我們將光纖傳感器件的應用作為主要講授內容，并適當講授一些理論知識，加深學生對器件應用的理解.調整后的光纖傳感技術課程主要包括：光纖傳感技術的原理，光纖傳感器件的制備、測試、封裝及應用.目前，光纖傳感技術作為科學技術領域研究的熱點，其研究內容不斷更新，因此，教學過程中需要及時去除陳舊的內容，增加最新的、具有一定前沿性的知識和應用前景更好的光纖傳感器件作為學習的主要內容，使學生們更好地了解該方向的研究動態和發展水平，掌握最先進的光纖傳感技術.

2 教學方法改革

2.1 理論講授

光纖傳感技術課程的基礎主要是光學、光波導等專業基礎課程，是該類課程的延伸.因此，該課程除了介紹光學和光波導的理論知識外，重點對光纖傳感器件的基本原理、主要功能參數、制備過程、性能測試和封裝工藝進行詳細介紹.光纖傳感器件具有體積小、重量輕、靈敏度高和抗電磁干擾等特點，目前已被廣泛應用于建筑、軍事和能源等領域[7-9]，備受人們的關注.這里提出，在講授光纖傳感技術理論知識的同時，將授課教師本人在該方向所做的工作融入課堂教學中，從而讓學生更好地了解科學前沿動態.比如，在干涉型光纖傳感器件章節，講解完干涉理論后，重點介紹我們實驗室目前正在制備的干涉型光纖傳感器件，將已取得的研究成果展示給學生.學生通過老師目前的研究工作更好的了解到所學課程的一些科研進展.該方法在提高學生學習興趣的同時，也拓寬了學生的視野.這種教學模式更符合應用型院校的辦學宗旨.另外，在理論講授過程中，利用少量的時間為學生講解如何檢索科技論文，以及如何提煉論文的創新點，為學生后續的學習做好充足準備.

2.2 小組討論

將光纖傳感器件的設計、制備、傳感特性研究及封裝等內容作為小組討論的主要內容.把學生分成若干個小組，讓學生自己收集并整理相關素材，并根據實驗室現有條件提出自己的觀點和實驗方案等.老師對學生制定的實驗方案進行評價和修改，學生根據老師的意見對實驗方案進行修改，從而制定出更加合理的實驗方案.通過小組討論的方式，既加深了學生對光纖傳感技術相關內容的了解，也培養了學生的創新實踐能力.同時，小組討論過程是通過大家共同參與和協作完成的，這也培養了學生的溝通能力和團隊合作意識，進一步提高了學生自主學習的能力，這些能力的提升都是應用型高校教學目標的具體體現.

2.3 實踐教學

實踐教學在應用型高校的教學中占有很高的地位，是實現應用型高校培養目標的主要手段.該環節通過將學生在學校所學習的理論知識與社會企業實踐緊密連接，使得學生將所學到的抽象理論知識加以運用，從而進一步加深對理論知識的理解和鞏固.同時，光纖傳感技術課程將實驗教學作為主要的實踐教學內容，該內容主要包含各類光纖傳感結構的設計、制備、封裝、特性研究及作品展示等環節.這些具體操作環節不僅可以將學生學到的理論知識加以運用，還可以培養學生的實踐動手能力.另外，該環節為學生提供了一些設計性實驗和綜合型實驗，來提高學生對光纖傳感技術課程的理解和領悟，進而提高學生發現問題和解決問題的能力.

3 考核方式改革

目前，我院大多數課程的考核方式均由三部分成績構成，包括平時成績、期中成績和期末成績，并按照平時成績20%，期中期末成績各40%的比例來計算課程的綜合成績，這種考核方式更適用于理論性較強的課程.這里，我們提出光纖傳感技術課程更加注重過程化考核，把考核貫穿于整個教學活動之中.通過每章節考核一次的方式給出成績，具體考核方式由章節的實驗設計、實驗操作、數據處理、實驗作品展示和期末考試構成.其中，章節的實驗設計占20%，實驗操作和數據處理占30%，實驗作品展示占10%，期末考試占總成績的40%.通過這種考核方式來提高學生在整個學習過程中的積極性，同時提高學生們的自學能力、發現問題解決問題的能力、動手能力以及實踐創新能力.

4 結語

從光纖傳感技術課程的特點以及我院物理學專業學生的實際情況出發，我們對光纖傳感技術課程從三方面進行了調整和改革探索，包含教學內容、教學方法和考核方式.教學內容的調整使得本課程更適用于應用型本科高校的人才培養目標，培養出的學生可以熟練掌握本課程的基本理論知識，同時，教學內容的及時更新也使得學生更好的學習該方向最先進的技術和最新成果.教學方法的改革使學生將學習的理論知識與實際更好的結合，提高了學生的創新實踐能力.考核方式的改革提高了學生實踐創新能力的同時，也提高了學生在學習過程中的積極性和主動性.在教學過程中，作為教師我們還需要不斷的探索和學習，進而來提高教學質量.

參考文獻：

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〔2〕Q. Yao， H. Meng， W. Wang， H. Xue， R. Xiong， B. Huang， C. Tan， and X. Huang， “Simultaneous measurement of refractive index and temperature based on a core-offset Mach–Zehnder interferometer combined with a fiber Bragg grating，” Sens. Actuators A： Phys. 209， 73–77 （2014）.

〔3〕S. Gao， W. Zhang， H. Zhang， P. Geng， W. Lin， B. Liu， Z. Bai， and X. Xue， “Fiber modal interferometer with embedded fiber Bragg grating for simultaneous measurements of refractive index and temperature，” Sens. Actuators B： Chem. 188， 931-936 （2013）.

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〔5〕張國順.光纖傳感技術[M].北京：水利電力出版社，1988.

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