光電檢測技術雙語課程教學探索與實踐

摘要：光電檢測技術是一門典型的交叉學科，相關研發人員需要具備物理學、數學以及電子學等多學科理論知識及實踐經驗。全球及安徽省光電產業的快速發展，對具有國際視野、緊跟學科前沿的高水平應用型人才提出了迫切需求，因此迫切需要開展光電檢測技術課程的雙語教學工作。針對這一迫切需求，合肥大學面向電子信息專業碩士及電子信息類本科專業開展了光電檢測技術雙語課程教學。課程團隊在教學內容及課程體系、國際化教學隊伍、教材與教學方法以及產業項目支撐理論教學方面開展了探索與實踐，有效促進學生構建光電檢測知識框架，掌握了光譜檢測和機器視覺技術以及光電信息處理基本方法，開拓了國際視野，訓練了科研方法，培養了創新思維。

關鍵詞：光電檢測雙語教學探索與實踐

一、引言

光電檢測技術是光學與電子學相結合而產生的一門交叉學科，主要包括光譜檢測技術、光學成像技術、光學測量技術以及光電子技術等研究與應用方向，具有高精度、高速度、遠距離大量程、非接觸以及壽命長等優點，在軍事、工業、交通以及生物醫學等多個領域具有廣泛應用。

2021年以來，全球光電產業市場穩步增長，預計2023-2028年，全球光電產業市場的年均復合增長率將達到8%。在國內，安徽省合肥市提出“芯屏汽合”“集終生智”，發展集成電路、新型顯示、新能源汽車、智能制造等產業集群，光電檢測技術在相關產業的產品品質檢測、精密測量等環節發展中發揮了重要作用。隨著國內外光電產業的穩步快速發展，光電檢測技術已經是當前最為前沿的高新技術之一，培養具有國際視野、掌握國際學科前沿的應用型高水平光電檢測領域人才成為了迫切任務。

二、雙語課程建設需求

合肥大學作為一所地方性應用型高校，注重服務地方產業發展，針對光電產業發展需求開展了光電檢測技術相關的技術攻關和人才培養。學校建設了安徽省現代電子控制與檢測應用技術協同創新中心、安徽省虛擬現實與增強技術（VR和AR）及應用工程實驗室、合肥大學工業產品質量光譜分析技術與裝備重點實驗室等科研平臺，科研團隊在光譜檢測與分析、機器視覺等領域開展了應用研發。人才培養方面，在電子信息專業碩士培養方案中設置了光電信息工程方向，但是鑒于電子信息專業碩士的本科專業背景，絕大部分學生對光電檢測領域缺乏認識，不了解相關概念與前沿技術發展，不利于進一步在該方向開展應用研究。目前合肥大學尚未開設較全面介紹光電檢測技術的相關課程，因此，有必要開設光電檢測技術課程。

同時，國際化是合肥大學鮮明的辦學特色。作為中德教育合作示范基地、首批安徽省國際交流合作基地之一，合肥大學積極推動國際教育、文化、人才交流和經濟合作，鼓勵支持開展雙語課程教學。雙語課程教學的開展，能夠促進學校的國際化人才培養，進一步推進學校的國際化發展；可以借鑒國際上優秀的教學模式與高水平原版外文教材，及時跟蹤國內外最新的研究成果，助力提高教師的教學水平，最終有效提升學生的專業能力和英語水平，拓寬學生的視野，為學生就業或深造打下堅實的專業和語言基礎。

因此，為進一步加強學生對光電檢測技術知識體系、前沿理論、交叉學科等的深入了解，培養學生的創新思維、研究方法和實驗操作能力，提升學生的國際學術交流水平，教學團隊開展了光電檢測技術雙語課程建設，課程面向電子信息及相關理工科專業碩士研究生，并逐漸延伸至集成電路設計與集成系統、電子信息工程等專業本科生。

三、課程建設目標

光電檢測技術雙語課程的目標是使學生理解光電檢測領域中的光譜檢測技術、機器視覺技術及光電信息處理方法，建立相關基本概念；使學生了解光電交叉學科發展前沿及其在智能制造領域的典型應用；訓練學生創新思維，使其掌握光電檢測技術研究方法，具備光電應用需求分析及系統設計能力；鍛煉學生的英語閱讀、翻譯、寫作與交流能力，為后續進一步深入研究打下基礎。

四、課程建設舉措

（1）重視教學內容及課程體系改革。為了體現教學內容的先進性，及時反映本學科領域的前沿及最新科技成果，光電檢測技術雙語課程廣泛吸收先進教學經驗，積極整合優秀科研成果和教改成果。在注重專業知識架構構建的同時，突出視野拓展、思維創新、方法訓練和能力提升。課程面向智能制造領域需求，結合電子信息專業碩士專業基礎，突出光電檢測學科交叉，緊跟科技前沿發展，建立光電檢測知識框架。重點講授光譜檢測技術和機器視覺兩個重要的光電檢測技術方向，利用有限的32個課時，一方面介紹光電檢測與信息處理的基本概念及整體框架，另一方面注重依托學科最新的外文文獻等資料介紹學科前沿技術發展及應用，拓寬學生視野，培養研究生在光電檢測領域的創新思維，使其掌握相關研究方法和開發能力，并注重國際學術交流能力的培養。

課程主要內容包括：①光源、光電轉換器件、光的特性等光電器件及光學特性；②光譜基本原理、前沿發展及應用；③機器視覺技術基本概念、前沿發展及應用；④光電信息處理相關機器學習基本概念及方法。具體課時安排與教學內容如表1所示。

（2）加強國際化課程教學隊伍建設。針對“光電檢測技術”雙語課程建設，組建了具有豐富的理論和實踐教學經驗的教學團隊，主講教師長期從事光電領域科研與教學工作，跟蹤學科發展前沿，在應用研究、應用基礎研究方面具備了深厚的積累，在人才培養方面積累了豐富的經驗和有效的方法，同時具備良好的英語交流能力。目前校內教學團隊有教授1人、副教授1人、講師1人、實驗師1人，均具有海外留學、訪學或學術交流經歷。教學團隊擁有全國模范教師1名，是安徽省研究生優秀導師團隊，承擔了安徽省研究生雙語示范課程項目、教育部產學合作協同育人項目、供需對接就業育人項目等多項教學研究項目，并聯合企業共建了安徽省研究生聯合培養示范基地。團隊在人才培養方面的探索與實踐，獲得安徽省教學成果特等獎1項、一等獎2項。

團隊與德國馬克思-玻恩非線性光學與短脈沖光譜學研究所、法國濱海大學、中國科學院合肥物質科學研究院、中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所等開展了國際國內學術交流與合作，與國內主板上市企業開展應用項目研發合作，獲得安徽省科技進步三等獎2項。團隊邀請合作單位高水平研究人員或者經驗豐富的工程師作為校外教學團隊，目前校外教學團隊成員包括研究員2名、高級工程師1名、工程師2名。結合最新研究成果或產業進展進行授課，充分利用國內外、學術界與產業界資源，開闊學生眼界，提高認知水平。

（3）優化教材與教學方法。教材作為教學內容和教學要求的集中體現，是教育教學的關鍵支撐，是培養一流人才、引領創新發展的重要基礎。本課程瞄準世界科教形勢發展并契合我國實際需求，選取國外經典教材作為參考教材，并且在授課中，持續跟蹤學科最新發展，采用前沿應用案例及高水平英文文獻作為授課材料，在講授專業知識、跟蹤學科前沿的同時，開展學術英語訓練。同時，充分利用網絡資源，篩選高質量知識點英文講解視頻輔助教學，豐富教學形式，提高學生興趣，營造英語氣息濃厚的英語教學環境。

授課過程中，采用全英文PPT，中英結合進行專業知識的講解，按照“詞匯→句型→段落→結構”進行專業英語詞匯及英文學術論文寫作分析講解。在講解專業知識時，重點講解相關專業詞匯，使學生建立基本的專業詞匯庫；進一步講解英文學術文獻的表達句式、論文總體架構以及各章節之間的關系。通過課程的學習，學生在掌握光電領域的專業知識的同時，熟悉相關專業詞匯，提高對英語文獻資料的閱讀理解、翻譯和寫作能力以及運用英語進行學術交流和獲取專業知識的能力，將英語學習與專業知識的獲取和處理有效結合。

（4）依托產業項目支撐理論教學。專業學位研究生教育是培養高層次創新型人才的重要途徑。專業學位研究生以實踐能力培養為重點，以產教融合為途徑，針對行業需求開展人才培養，目前已形成國家主導、行業指導、社會參與、高校主體的發展路徑。針對專業碩士培養要求與特點，光電檢測技術教學團隊積極開展項目驅動式教學，依托合肥大學工業產品質量光譜分析技術與裝備重點實驗室、安徽省現代電子控制與檢測應用技術協同創新中心、安徽省虛擬現實與增強技術（VR和AR）及應用工程實驗室3個科研平臺，深入開展產教融合，以承擔的產業項目支撐專業知識研討，促進知識結構與產業需求的有效銜接。

如表2所示，對于每一個知識模塊，均引入相應的實際項目作為支撐。實際授課時，先概述實際項目的基本情況，引入課堂知識模塊相關內容，以實際需求、實際應用驅動相關知識介紹。該方法通過給學生介紹實際應用場景，幫助學生構建了感性的應用認知，形成了一個基本的應用架構，由此幫助學生高效理解課堂內容，增強授課效果。以專題4“光譜/Spectroscopy”為例，首先介紹基于近紅外關鍵波段特征的塑料材質在線識別技術的基本原理和系統組成，通過介紹如何采用光譜技術區分不同該類別的塑料材質，引入光譜的基本概念，使學生對光譜及其應用形成基本的整體認知；在此基礎上，具體講解光譜的物理化學原理，并進一步介紹光譜技術的應用原理。

五、結語

相較于國內外同類課程，本課程更注重知識框架的構建，結合應用型產業項目，整體介紹光譜檢測技術和機器視覺技術以及光電信息處理基本方法，使學生對光電檢測技術這一交叉學科建立整體認識，掌握相關基本概念，訓練研究方法，促進思維創新。同時，通過雙語授課，提高學生的英文應用能力。該課程能夠幫助光電檢測知識儲備缺乏的研究生建立光電檢測技術的知識框架，有助于其迅速理解課題需求及獲取國內外前沿進展，快速進入研究角色并開展深入研究。該課程的開設，對于培養掌握光電領域關鍵技術并具有廣闊國際視野的高水平應用型人才具有重要的促進作用。

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