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電子科學(xué)與技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱“電科”)專業(yè)是以培養(yǎng)具備微電子、光電子、集成電路等領(lǐng)域?qū)捄窭碚摶A(chǔ)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯I(yè)知識(shí),能在電子科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、集成電路、電子系統(tǒng)、光電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、科技開(kāi)發(fā),以及科學(xué)研究、教學(xué)和生產(chǎn)管理工作的復(fù)合型專業(yè)人才為目標(biāo)的工程專業(yè)。作為電科專業(yè)教育中重要內(nèi)容的光電子技術(shù),不僅是當(dāng)代信息技術(shù)兩大支柱之一,而且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展持續(xù)煥發(fā)著生命活力。而讓光電子技術(shù)保持如此強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭的主要原因之一,正是光電子材料與器件的廣泛應(yīng)用,例如激光器與新型光電探測(cè)器的應(yīng)用的人你還。另外,諸如納米光電材料與器件、光子晶體及相關(guān)器件、超材料及相關(guān)器件與表面等離子體激元及器件等新型光電子材料與器件的研究與應(yīng)用,是目前國(guó)際上光學(xué)與光電子學(xué)研究領(lǐng)域的前沿?zé)衢T方向。由此可見(jiàn),學(xué)習(xí)光電子材料與器件的相關(guān)知識(shí),不僅對(duì)電科學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建與就業(yè)方向的確定具有積極的影響,也為那些將來(lái)希望從事新型光電子材料與器件科研工作的學(xué)生,提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)與知識(shí)儲(chǔ)備。然而,根據(jù)筆者的調(diào)研,雖然國(guó)內(nèi)許多重點(diǎn)大學(xué)的電科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了光電子技術(shù)課程,但很少有大學(xué)專門開(kāi)設(shè)光電子材料與器件這門課程。而由于光電子技術(shù)的內(nèi)容多、涉及知識(shí)面廣,教學(xué)課時(shí)又往往有限(一般為32或48個(gè)學(xué)時(shí)),因此在光電子技術(shù)的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,講授教師往往重視光電子技術(shù)基本概念與理論知識(shí)的教學(xué),而輕視光電子材料與器件的教學(xué)。該文從光電子材料與器件的研究?jī)?nèi)容、應(yīng)用及發(fā)展等方面說(shuō)明其在電科專業(yè)教育中的重要性,并結(jié)合自身光電子材料與器件課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),研討電科專業(yè)中光電子材料與器件的教學(xué)方法。
1 光電子材料與器件簡(jiǎn)介
光電子材料是指能產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理、存儲(chǔ)光電子信號(hào)的材料。光電子器件是指能實(shí)現(xiàn)光輻射能量與信號(hào)之間轉(zhuǎn)換功能或光電信號(hào)傳輸、處理和存儲(chǔ)等功能的器件。自1960年美國(guó)科學(xué)家梅曼發(fā)明世界上第一臺(tái)紅寶石激光器以來(lái),光電子材料與器件如雨后春筍般發(fā)展迅速。在短短的50多年里,光電子材料與器件經(jīng)歷了從紅寶石激光器的發(fā)明,到半導(dǎo)體激光器、CCD器件及低損耗光纖的相繼問(wèn)世;從各種光無(wú)源器件、光調(diào)制器件、探測(cè)與顯示器件的小規(guī)模應(yīng)用到系統(tǒng)級(jí)集成制造實(shí)用化階段;從大功率量子阱陣列激光器的出現(xiàn)再到光纖激光器、光纖放大器和光纖傳感器的誕生。光電子材料與器件從未停止過(guò)發(fā)展的腳步,并正在不斷深刻影響著人類社會(huì)的方方面面。在實(shí)際需求的引導(dǎo)下,各種新型光電子材料與器件層出不窮,性能也不斷提高。尤其是近年來(lái),隨著微米及納米級(jí)加工技術(shù)的成熟,新型的微納光電子材料與器件的研究異?;钴S。納米光電材料、光子晶體、超材料、表面等離子體器件等領(lǐng)域的研究成果豐碩,為未來(lái)光電子器件的微型化、集成化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
綜上所述,光電子材料與器件在當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)與科學(xué)技術(shù)中具有極其重要的地位,因此,光電子材料與器件這門課程不僅應(yīng)當(dāng)單獨(dú)作為一門課程獨(dú)立教學(xué),而且應(yīng)該作為重視工程教育的電科專業(yè)的核心課程。
2 光電子材料與器件課程教學(xué)研究
2.1 光電子材料與器件課程的教學(xué)形式、課時(shí)安排與教材選擇
光電子材料與器件課程不僅包含豐富的理論知識(shí),例如光電子材料的物理特性以及光電子器件的工作原理等,而且與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合精密,因此,本課程宜采取理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)形式。
在課時(shí)安排方面,作為電科專業(yè)的一門核心專業(yè)課程,光電子材料與器件課程的總課時(shí)應(yīng)不低于32學(xué)時(shí)(2學(xué)分),理論課學(xué)時(shí)不低于26學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課不低于6學(xué)時(shí)。
另外,在教材選擇方面,由于光電子材料與器件是光電子技術(shù)中的一部分內(nèi)容,而目前國(guó)內(nèi)關(guān)于光電子技術(shù)方向的參考書(shū)籍很多,其中亦不乏一些光電子技術(shù)課程的經(jīng)典教材,例如西安電子科技大學(xué)安毓英主編的《光電子技術(shù)》[1],西安交通大學(xué)朱京平主編的《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》[2]等。雖然這些光電子技術(shù)參考書(shū)中或多或少都會(huì)介紹與光電子技術(shù)相關(guān)的材料與器件,但是,目前專門介紹光電子材料與器件方向的教科書(shū)卻是少之又少,市面上僅有國(guó)防工業(yè)出版社2012年出版的侯宏錄主編的《光電子材料與器件》[3]一書(shū)。加之,該書(shū)中所涉及的理論知識(shí)較深,基礎(chǔ)淺薄的本科生很難駕馭。由此可見(jiàn),對(duì)于光電子材料與器件這門新興課程而言,設(shè)立統(tǒng)一的教材并不合適。因此,筆者建議該課程的講授教師根據(jù)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,自行編寫該課程的講義與課件。
2.2 光電子材料與器件課程的理論教學(xué)
按照電科專業(yè)的專業(yè)定位以及培養(yǎng)目標(biāo),光電子材料與器件課程的理論教學(xué)也應(yīng)該突出“工程”內(nèi)容。傳統(tǒng)的光電子技術(shù)教學(xué)中所重視的原理、定律與規(guī)律等內(nèi)容,在光電子材料與器件教學(xué)中要弱化;而傳統(tǒng)光電子技術(shù)教學(xué)中往往被弱化乃至忽視的光電子材料與光電子器件的相關(guān)知識(shí),要在光電子材料與器件課程教學(xué)中占主體地位。如此才能保證在有限理論課時(shí)的前提下,讓學(xué)生對(duì)光電子材料與器件有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。
在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置方面,由于光電子材料與器件主要應(yīng)用于光電子技術(shù)之中,因此,為了便于學(xué)生的理解與知識(shí)體系的構(gòu)建,筆者建議光電子材料與器件課程理論教學(xué)的章節(jié)設(shè)置按照光電子技術(shù)的章節(jié)設(shè)置進(jìn)行。以筆者講授光電子材料與器件理論課程(共26學(xué)時(shí))為例,該理論課程共被分成了緒論(2學(xué)時(shí))、激光原理與典型激光器(5學(xué)時(shí))、太陽(yáng)能電池(4學(xué)時(shí))、光通信器件與材料(5學(xué)時(shí))、光探測(cè)器件(5學(xué)時(shí))、光電顯示器件(3學(xué)時(shí))與光存儲(chǔ)器件(2學(xué)時(shí))等七個(gè)章節(jié),這七章內(nèi)容基本囊括了光電子技術(shù)中光產(chǎn)生、光轉(zhuǎn)化、光傳輸、光探測(cè)、光顯示以及光存儲(chǔ)等各個(gè)重要環(huán)節(jié)中最為典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章內(nèi)容的設(shè)置上,也盡可能突出“工程”內(nèi)容,弱化“理論”知識(shí)。下面,筆者將詳細(xì)介紹筆者在光電子材料與器件教學(xué)中各章的教學(xué)內(nèi)容。
第一章緒論主要包括光電子材料與器件課程簡(jiǎn)介以及光電子技術(shù)的基本知識(shí)簡(jiǎn)介。在光電子材料與器件課程簡(jiǎn)介中,向?qū)W生介紹課程設(shè)置的目的和意義、課程的主要內(nèi)容、教學(xué)與考試方式與參考資料等。通過(guò)這部分內(nèi)容的介紹,讓學(xué)生對(duì)本課程的意義、內(nèi)容、側(cè)重點(diǎn)有一定的認(rèn)識(shí)。在光電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介中,重點(diǎn)向?qū)W生介紹光電子材料與器件與光電子技術(shù)的關(guān)系,并通過(guò)對(duì)光電子技術(shù)的概念、特征、發(fā)展等方面的介紹,讓學(xué)生對(duì)光電子技術(shù)以及光電子材料與器件有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。
第二章激光原理與激光器重點(diǎn)介紹幾種典型激光器的材料、結(jié)構(gòu)與工作特性,其主要內(nèi)容包括三個(gè)部分:激光原理簡(jiǎn)述、典型激光器與激光器的應(yīng)用。在激光原理簡(jiǎn)述部分,由于多數(shù)電科專業(yè)在學(xué)習(xí)光電子材料與器件課程之前已經(jīng)修過(guò)激光原理等類似課程,所以該部分內(nèi)容為簡(jiǎn)略介紹的內(nèi)容,主要幫助學(xué)生回顧激光的特征、歷史與光輻射理論等知識(shí)點(diǎn)。而第二部分內(nèi)容典型激光器是本章內(nèi)容的重中之重,在該部分內(nèi)容中,將依次向?qū)W生介紹固體、氣體、液體與半導(dǎo)體這四大類激光器中的典型激光器的結(jié)構(gòu)、特征與工作特性等知識(shí)。由于發(fā)光二極管與半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)與工作原理上的相似,在介紹完半導(dǎo)體激光器后,可以順理成章地介紹發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與特征。另外,本章最后還簡(jiǎn)單介紹了激光器的幾種常見(jiàn)應(yīng)用。
太陽(yáng)能電池雖然是光電探測(cè)器中光伏效應(yīng)的一種特殊應(yīng)用,但是由于它在現(xiàn)如今光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及光電子器件中的重要地位以及良好的發(fā)展趨勢(shì),該部分內(nèi)容被獨(dú)立成一章。在第三章太陽(yáng)能電池中,主要分兩小節(jié)給學(xué)生介紹,第一小節(jié)介紹當(dāng)今能源與環(huán)境問(wèn)題以及太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用,讓學(xué)生了解當(dāng)今能源資源的現(xiàn)狀以及新能源研究與應(yīng)用的迫切需求,然后介紹太陽(yáng)能利用的歷史以及發(fā)展趨勢(shì);第二小節(jié)正式介紹太陽(yáng)能電池的工作原理、結(jié)構(gòu)以及特性等知識(shí)。
第四章光通信器件與材料主要介紹的是光通信系統(tǒng)中所用到的有源與無(wú)源光器件。本章內(nèi)容共分為兩小節(jié):第一小節(jié)介紹光纖通信的基礎(chǔ)知識(shí),包括光纖通信的定義,光纖的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)光原理、發(fā)展歷史,以及光纖通信系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)。第二小節(jié)正式介紹光纖通信系統(tǒng)中所用到的各類光電子器件以及構(gòu)成這些器件的核心材料。在光纖通信中,最重要的器件當(dāng)屬光纖,所以,本節(jié)開(kāi)始就著重介紹光纖的相關(guān)知識(shí),包括它的結(jié)構(gòu)、原理、分類、特征參數(shù)與傳輸特性。然后,又將光纖通信系統(tǒng)中的其它光電子器件分為有源與無(wú)源器件兩類,并分別介紹了這兩類光器件中的代表器件:摻鉺光纖放大器與波分復(fù)用與解復(fù)用器。最后,在本章結(jié)尾還介紹了光纖通信系統(tǒng)中其它幾種常用光器件,例如光耦合器、光衰減器、光環(huán)行器等。
第五章光探測(cè)器首先介紹了光電探測(cè)器的物理效應(yīng)、性能參數(shù)、噪聲;其次,按照光電探測(cè)器物理效應(yīng)的不同一一介紹了幾種典型的外光電效應(yīng)探測(cè)器(光電管與光電倍增管)與內(nèi)光電效應(yīng)探測(cè)器(光電導(dǎo)、光電池與光電二極管)。教學(xué)的重心仍然放在對(duì)探測(cè)器結(jié)構(gòu)、工作原理以及特性等方面。
第六章光顯示器件重點(diǎn)介紹四種光顯示器:陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯示器與電致發(fā)光顯示器。
第七章光存儲(chǔ)器件主要介紹了現(xiàn)如今最常用的一種光存儲(chǔ)系統(tǒng)―― 光盤系統(tǒng)以及其中最總要的器件光盤。
2.3 光電子材料與器件課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
光電子材料與器件實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)要與理論教學(xué)緊密相連,并重點(diǎn)介紹理論課上講解過(guò)的光電子材料與器件,實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)應(yīng)不低于6學(xué)時(shí),開(kāi)設(shè)的時(shí)間最好在理論教學(xué)完成之后,以保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前已對(duì)實(shí)驗(yàn)器件與實(shí)驗(yàn)原理有一定的了解。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定方面,既要保證與理論課程內(nèi)容的相輔相成,又要盡量避免與其它課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重復(fù),造成資源的浪費(fèi)。例如,許多大學(xué)的電科專業(yè)都已經(jīng)將激光原理一課作為該專業(yè)的核心專業(yè)課程,并配備了相應(yīng)的激光器實(shí)驗(yàn)。在這種情況下,如果在光電子材料與器件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中再次引入激光器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不僅消耗了寶貴的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,實(shí)驗(yàn)效果也會(huì)大大降低。
下面跟大家簡(jiǎn)單介紹筆者在光電子材料與器件實(shí)驗(yàn)教學(xué)(6學(xué)時(shí))中的實(shí)驗(yàn)安排。
(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:共包含六個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,它們分別是:光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)、光照度計(jì)實(shí)驗(yàn)、紅外遙控實(shí)驗(yàn)、PSD位移測(cè)試實(shí)驗(yàn)、太陽(yáng)能充電實(shí)驗(yàn)與光纖位移測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(每個(gè)實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí))。各實(shí)驗(yàn)中都應(yīng)用到了一個(gè)或幾個(gè)核心光電子器件,這些光電子器件基本涵蓋了學(xué)生在理論課程中所學(xué)到的最為重要的幾類器件,例如光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到了光電探測(cè)器中的光敏電阻作為核心元器件;而紅外遙控實(shí)驗(yàn)中用到了發(fā)光二極管光源與紅外探測(cè)器等光電子器件。
(2)實(shí)驗(yàn)要求:以往的光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)往往重視現(xiàn)象的觀察與定性分析,但經(jīng)筆者調(diào)研,這種實(shí)驗(yàn)方法很難最大限度激發(fā)學(xué)生的求知欲與動(dòng)手能力,因此,在對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行改良后,筆者自行編寫了實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)書(shū),并在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中加入了一些測(cè)量與定量分析的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如太陽(yáng)能充電實(shí)驗(yàn),原來(lái)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)只是觀察太陽(yáng)能充電的效果,但是,在新改良的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中,要求同學(xué)測(cè)量不同光源照射下太陽(yáng)能電池的輸出電壓與輸出電流,并要求學(xué)生分析比較其差別。通過(guò)這種方式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也取得了很好的效果。
(3)實(shí)驗(yàn)方式:分組實(shí)驗(yàn),共同撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣,不僅提高實(shí)驗(yàn)效率,還能夠鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。
(4)考核方式:根據(jù)每位學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成的情況與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的情況綜合評(píng)分。
(安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)
【摘 要】光電子產(chǎn)業(yè)作為21世紀(jì)具有代表性的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一,對(duì)當(dāng)今世界科技發(fā)展起到巨大驅(qū)動(dòng)力的作用。而《光電子技術(shù)》則是電子信息科學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科,本文從分析該課程在本科教學(xué)階段的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題出發(fā),通過(guò)剖析學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)及《光電子技術(shù)》在教學(xué)模式中存在的問(wèn)題,把科學(xué)研究引入課堂,采用誘導(dǎo)式教學(xué)方法和多元化的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)《光電子技術(shù)》的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新性探索。實(shí)踐表明這些教學(xué)探索極大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了《光電子技術(shù)》的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞 光電子技術(shù);教學(xué)方法;誘導(dǎo)式教學(xué)
基金項(xiàng)目:安徽工程大學(xué)引進(jìn)人才項(xiàng)目(2013YQ002)
作者簡(jiǎn)介:張艷(1983—),女,漢族,博士,安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院,講師。
0 引言
隨著國(guó)家信息化建設(shè)的逐步深入,我國(guó)采取了一系列積極、穩(wěn)妥、有效的措施促進(jìn)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速、持續(xù)、健康的發(fā)展。從2002年開(kāi)始國(guó)家計(jì)委組織實(shí)施光電產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)計(jì)劃,光電專項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)[1]是:(1)根據(jù)我國(guó)在光電子研究開(kāi)發(fā)方面所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和資源特點(diǎn),重點(diǎn)支持一批技術(shù)水平高、市場(chǎng)前景好的光電產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí),并盡快形成規(guī)模生產(chǎn)。(2)“十五”期間初步形成具有一定自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的光電產(chǎn)業(yè)體系。通過(guò)對(duì)我國(guó)已有技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)并在國(guó)際市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)力的光電子產(chǎn)品的重點(diǎn)支持,力爭(zhēng)在“十五”期間使國(guó)內(nèi)光電產(chǎn)業(yè)能夠滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)的需要,并進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。(3)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和項(xiàng)目建設(shè)的帶動(dòng),扶持光電產(chǎn)業(yè)基地的形成。光電信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,使得具有光電信息技術(shù)知識(shí)背景的從業(yè)人員的需求逐年增加。作為培養(yǎng)專業(yè)人才的搖籃,近年來(lái),很多高校相繼開(kāi)設(shè)了光電信息工程專業(yè)。它以培養(yǎng)可從事光學(xué)工程、光通信、圖象與信息處理等技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用等工作的應(yīng)用型人才為目的。
而《光電子技術(shù)》作為光電信息工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,從了解光電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用開(kāi)始,通過(guò)學(xué)習(xí)光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),以光學(xué)系統(tǒng)的源、傳輸通道、信息加載、探測(cè)、信號(hào)處理、顯示和存儲(chǔ)為主線,引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)、全面的學(xué)習(xí)光電子技術(shù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生對(duì)光電子技術(shù)中的基本概念、基本技術(shù)和基本器件有比較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。
本文從分析《光電子技術(shù)》課程在本科教學(xué)階段的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題出發(fā),通過(guò)剖析學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)及《光電子技術(shù)》在教學(xué)模式中存在的問(wèn)題,把書(shū)本上的內(nèi)容與當(dāng)前光電信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)合,采用誘導(dǎo)式教學(xué)把科學(xué)研究引入課堂,對(duì)《光電子技術(shù)》的教學(xué)思路進(jìn)行創(chuàng)新性探索。實(shí)踐表明這些教學(xué)探測(cè)極大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了《光電子技術(shù)》的教學(xué)效果。
1 《光電子技術(shù)》的教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題
就《光電子技術(shù)》這門課程而言,由于教學(xué)內(nèi)容的邏輯推導(dǎo)內(nèi)容較多,要求以大學(xué)數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),具備物理學(xué),材料學(xué),電路電子等多學(xué)科的知識(shí)和理論體系,導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)其缺乏興趣,進(jìn)而 影響到教學(xué)的效果。
盡管近年來(lái),隨著的電子設(shè)備走進(jìn)課堂,授課方法也日趨多樣,如、“現(xiàn)代化多媒體與傳統(tǒng)板書(shū)”相結(jié)合的教學(xué)方法、“圖片演示與實(shí)物展示”相結(jié)合的教學(xué)方法、“課堂講授與小組討論”相結(jié)合的教學(xué)方法等[2]。對(duì)傳統(tǒng)意義上的教學(xué)模式進(jìn)行了改革,如,講解到激光原理與技術(shù)這一章節(jié)的時(shí)候,在課件中放上激光器以及激光光束的圖片,把文字描述的內(nèi)容以實(shí)實(shí)在在的實(shí)物圖片展現(xiàn)在學(xué)生的眼前,加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和接受。這些教育教學(xué)方法的改革在很長(zhǎng)的一段時(shí)間的確取得了很好的教學(xué)效果。
然而,隨著的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的大學(xué)生可以從互聯(lián)網(wǎng)上獲取海量信息,僅僅是一副圖,一個(gè)裝置器件已經(jīng)無(wú)法引起學(xué)生過(guò)多的關(guān)注。那么,如何吸引到學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,把《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門光電信息工程專業(yè)基礎(chǔ)課講解的生動(dòng),打開(kāi)學(xué)生通往光電子技術(shù)領(lǐng)域的大門,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課打下基礎(chǔ)是我們亟需解決的問(wèn)題。
2 誘導(dǎo)式教學(xué)方法
傳統(tǒng)意義上的誘導(dǎo)式教學(xué)方法早在20世紀(jì)80年代被提出,其理論依據(jù)出自《論語(yǔ)-述而》:“不憤不啟,不悱不發(fā),舉一隅不以三隅反,則不復(fù)也?!币馑际侵挥挟?dāng)學(xué)生百思而不得其解時(shí),教師才可以有選擇的啟發(fā)他,當(dāng)學(xué)生心里明白但不知如何表達(dá)時(shí)再去開(kāi)導(dǎo)他,如果學(xué)生不能舉一反三,就先不要往下進(jìn)行了。因而誘導(dǎo)式教學(xué)應(yīng)當(dāng)是“啟發(fā)”和“引導(dǎo)”相結(jié)合,通過(guò)“啟發(fā)”和“引導(dǎo)”學(xué)生,使得學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)做到觸類旁通,提高教學(xué)效率。
而大學(xué)教育賦予了“誘導(dǎo)式教學(xué)”新的含義,除具有傳統(tǒng)意義上的誘導(dǎo)式教學(xué)的思想以外,還包含了用發(fā)展的眼光看待書(shū)本上的知識(shí)體系,把科學(xué)研究、最新的科技發(fā)明、科技產(chǎn)品引入課堂。就《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程而言,可以從光電產(chǎn)業(yè)的最新科研成果中提煉出與課本知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的的內(nèi)容,通過(guò)光電產(chǎn)業(yè)的新發(fā)明,新應(yīng)用吸引學(xué)生的注意力,在講解這些發(fā)明或應(yīng)用的過(guò)程中傳授教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)《光電子技術(shù)》的興趣。以《光電子技術(shù)》[3]中“偏振——起偏——檢偏”這一知識(shí)點(diǎn)為例,如果僅僅從書(shū)本上給出的概念出發(fā)講解:(1)偏振指的是振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚?duì)稱性;(2)自然光得到偏振光的過(guò)程稱之為起偏,所用器件為起偏器;(3)檢測(cè)某一光束是否為偏振光的過(guò)程稱之為檢偏,所用器件為檢偏器。抑或在多媒體課件上放置光束起偏/檢偏的圖片,都不能起到很好的教學(xué)效果。為了吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生對(duì)“光的傳播”這一教課內(nèi)容的興趣和求知欲,同時(shí)擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面,可以從近階段的熱門話題個(gè)人全息手機(jī)(takee手機(jī))引入,takee手機(jī)的亮點(diǎn)之一是可以使用戶從各個(gè)角度都能感受到浮在屏幕上的全息立體3D效果,進(jìn)而聯(lián)系到學(xué)生身邊的光電信息技術(shù)——3D電影,觀眾要戴上一副特制的眼鏡,而這副眼鏡就是一對(duì)透振方向互相垂直的偏振片,由此把重點(diǎn)落到“偏振”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上,讓學(xué)生在一個(gè)輕松的教學(xué)氛圍中不僅學(xué)到了新知識(shí),(下轉(zhuǎn)第82頁(yè))(上接第86頁(yè))而且知道新知識(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域和當(dāng)前發(fā)展的現(xiàn)狀,擴(kuò)寬了學(xué)生的知識(shí)面和眼界。
因此,大學(xué)課堂中的誘導(dǎo)式教學(xué)方法應(yīng)該:(1)培養(yǎng)學(xué)生具有批判性思維;(2)具有科學(xué)的想象力;(3)具備自我塑造和發(fā)展能力。在此基礎(chǔ)上,“以點(diǎn)帶面”提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。
3 多元化的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
北京航空航天大學(xué)校長(zhǎng)前校長(zhǎng)曹傳鈞教授在本科教學(xué)上,提出“講一、練二、考三”的教學(xué)模式。指出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果體現(xiàn)在:(1)知識(shí)面的寬窄;(2)學(xué)習(xí),實(shí)踐的經(jīng)歷;(3)自學(xué)的能力;(4)是否具備創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性能力,具有獨(dú)立的見(jiàn)解等幾個(gè)方面[4]。那么單純的一張?jiān)嚲恚淮慰荚嚲筒荒軌蜃鳛閷W(xué)生掌握知識(shí)的依據(jù)。
而《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門課程,這就要求其課程的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該具備多元化,多樣性的要求。整個(gè)課程的考試分為三部分:(1)理論部分的考核:可以采取閉卷考試了解學(xué)生對(duì)基本概念,基本理論的掌握程度,或者把基本理論深入剖析,采用開(kāi)卷考試的方式,考察學(xué)生運(yùn)用書(shū)本知識(shí)分析問(wèn)題的能力;(2)實(shí)驗(yàn)部分的考核:通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握,實(shí)驗(yàn)本身更是對(duì)整個(gè)章節(jié),甚至整個(gè)課程內(nèi)容的一個(gè)體現(xiàn),如電光調(diào)制實(shí)驗(yàn),旨在讓學(xué)生掌握晶體電光調(diào)制的原理和實(shí)驗(yàn)方法,但是該實(shí)驗(yàn)從激光發(fā)射出的光波經(jīng)由起偏器,電光晶體,1/4波片,檢偏器之后被光電探測(cè)器接收,通過(guò)信號(hào)處理,學(xué)生可以在示波器上觀察到作用到電光晶體上的調(diào)制信號(hào)曲線和光電探測(cè)器解調(diào)后的信號(hào)曲線。而這么一套設(shè)備展現(xiàn)出來(lái)的就是一個(gè)完整的光電系統(tǒng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可以運(yùn)用光電系統(tǒng)的知識(shí)搭建好實(shí)驗(yàn)線路,確定光路信號(hào)的走向,通過(guò)示波器顯示的信號(hào)曲線分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,思考該問(wèn)題出現(xiàn)的原因以及采用何種解決這些問(wèn)題,從而考察了學(xué)生對(duì)于光電調(diào)制內(nèi)容的掌握程度,促使學(xué)生從實(shí)踐中意識(shí)到理論知識(shí)的重要性,提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力;(3)課程設(shè)計(jì)部分:課程設(shè)計(jì)旨在學(xué)生根據(jù)授課內(nèi)容,通過(guò)自學(xué)擴(kuò)大自己的知識(shí)面,結(jié)合日常生活中使用的光電子產(chǎn)品,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的想象力和創(chuàng)新能力。整個(gè)成績(jī)采用百分制的標(biāo)準(zhǔn),三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式評(píng)判學(xué)生對(duì)《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)掌握程度。
通過(guò)對(duì)兩屆學(xué)生的采用誘導(dǎo)式教學(xué)和多元化考核評(píng)價(jià)的教學(xué),其實(shí)踐表明這些教學(xué)探索極大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,達(dá)到了《光電子技術(shù)》的教學(xué)效果。
4 結(jié)束語(yǔ)
光是人們最為熟悉的現(xiàn)象之一,從17世紀(jì)關(guān)于光的本質(zhì)的兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)到21世紀(jì)的信息時(shí)代,光電信息技術(shù)已經(jīng)滲透到人們?nèi)粘I钪校斯怆娮蛹夹g(shù)專業(yè)的學(xué)生需要深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí)《光電子技術(shù)》外,微電子技術(shù)、材料、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的學(xué)生也需要了解光電的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)。探索誘導(dǎo)式教學(xué)方法在《光電子技術(shù)》課程的新模式和多元化的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),把光電基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)與當(dāng)前光電信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)合,使學(xué)生較好地掌握所學(xué)知識(shí),把握知識(shí)點(diǎn)的學(xué)術(shù)前沿,為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]國(guó)家計(jì)委.國(guó)家計(jì)委組織實(shí)施光電子產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)計(jì)劃[J].中電網(wǎng),2002,2,28.
[2]于雪蓮,顧國(guó)華.《光電子技術(shù)》教學(xué)方法的探討[J].高教論壇,2009,9(9):77-78-81.
[3]朱京平.光電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].2版.科學(xué)出版社,2009.
新興電子技術(shù)是電子技術(shù)與其他領(lǐng)域的技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的新技術(shù)。目前電子技術(shù)與其他領(lǐng)域技術(shù)的結(jié)合主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
1.1 生物工程技術(shù)
微電子技術(shù)與生物工程技術(shù)相結(jié)合形成生物芯片技術(shù)。目前最有代表性的是DNA芯片,采用微電子加工技術(shù),可以在約1cm的硅片上制作包含有10萬(wàn)多種DNA基因片段的芯片。INA芯片的基本思想是通過(guò)施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性,從而達(dá)到檢測(cè)基因的目的。
DNA芯片的作用非常巨大,可用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等,有可能形成微電子生物系統(tǒng),如同今天的C芯片一樣。
1.2 微機(jī)電技術(shù)
微機(jī)電技術(shù)(MELS是集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和執(zhí)行電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等物理信號(hào),并且轉(zhuǎn)變電子系統(tǒng)可識(shí)別的電信號(hào),而且可以處理這些電信號(hào)并形成相應(yīng)指令,完成一定的功能。如電子耳窩、微型鑷子(尖端5可夾起一個(gè)紅細(xì)胞)MEMS技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及軍事等領(lǐng)域。
1.3 光電子技術(shù)
微電子技術(shù)與光子技術(shù)結(jié)合,形成信息光電子技術(shù)和能量光電子技術(shù)。光電子技術(shù)能夠提高信息傳輸、處理速度和存儲(chǔ)容量,是信息社會(huì)的主要支撐技術(shù)。隨著信息光電子技術(shù)的發(fā)展,可以拉動(dòng)生物、材料、航天、海洋等新技術(shù)的發(fā)展。由國(guó)際光電子學(xué)工業(yè)發(fā)展協(xié)會(huì)(PDA)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè),到2008年世界光電子產(chǎn)業(yè)各分項(xiàng)市場(chǎng)值將超過(guò)3000億美元,4年増長(zhǎng)近1倍。我國(guó)2005年光電子總產(chǎn)值達(dá)80億美元,年増長(zhǎng)率超過(guò)50%,預(yù)計(jì)今后10年將以年均30%左右的速度遞増。在技術(shù)方面,我國(guó)的科研水平較高,但生產(chǎn)工藝技術(shù)和器件綜合水平較落后,缺乏具有自主P的重大創(chuàng)新成果。目前,長(zhǎng)春確定的光谷發(fā)展的核心技術(shù)是信息顯示器件及上下游產(chǎn)品。
新興電子技術(shù)的發(fā)展必將成為21世紀(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),將成為新的經(jīng)濟(jì)生長(zhǎng)點(diǎn)。表現(xiàn)在一方面國(guó)家進(jìn)行科學(xué)的宏觀規(guī)劃;另一方面,國(guó)家與地方政府加大政策支持和資金投入。以長(zhǎng)春市發(fā)展光電子技術(shù)為例,從重大工程規(guī)劃上反映了資金投入的力度光電子技術(shù)將成為汽車支柱產(chǎn)業(yè)之后的又一新的支柱產(chǎn)業(yè)。
2.調(diào)整專業(yè)設(shè)置,為振興東北老工業(yè)基地提供人力資源
調(diào)整專業(yè)設(shè)置主要包括兩個(gè)方面,一是微觀上的課程體系改革;二是宏觀上的專業(yè)方向調(diào)整。下面從技術(shù)論的觀點(diǎn)以及適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化來(lái)分別加以論述。
2.1 課程改革要適應(yīng)技術(shù)轉(zhuǎn)移的要求
每一次技術(shù)的轉(zhuǎn)移都將促進(jìn)教育教學(xué)的改革。在技術(shù)進(jìn)步與教育教學(xué)相互融合、互相促進(jìn)的今天,無(wú)論是技術(shù)的傳授者還是技術(shù)的學(xué)習(xí)者,都應(yīng)該思索如何構(gòu)造學(xué)習(xí)者的主體知識(shí)架構(gòu),以適應(yīng)未來(lái)個(gè)性化的知識(shí)社會(huì)。從上面電子技術(shù)發(fā)展的歷程來(lái)看,每一次電子技術(shù)的重心轉(zhuǎn)移,勢(shì)必推動(dòng)相關(guān)課程的改革;而且隨著電子技術(shù)重心轉(zhuǎn)移過(guò)程的加快,相關(guān)課程內(nèi)容整合的相對(duì)滯后,使人才培養(yǎng)難以適應(yīng)職業(yè)技能的需要。因此,在課程改革上一方面應(yīng)注重學(xué)科教育的核心課程,拓寬基礎(chǔ),以寬口徑的基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育,適應(yīng)職業(yè)技術(shù)變化。另一方面,以基礎(chǔ)課程夠用為主,充分?jǐn)U展電子技術(shù)的應(yīng)用,重視與職業(yè)技術(shù)邊界相關(guān)課程的開(kāi)發(fā),培養(yǎng)勝任能力。
2.2 專業(yè)設(shè)置要適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化
人力資源需求的變化也是推動(dòng)學(xué)校教育教學(xué)(尤其職業(yè)類技術(shù)學(xué)院)改革的原始動(dòng)力。盡管技術(shù)與人才需求表現(xiàn)協(xié)調(diào)的關(guān)系,但在實(shí)際中卻存在著理論與實(shí)際的脫離、時(shí)間的滯后。必須把握專業(yè)設(shè)置與調(diào)整契機(jī),以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展與社會(huì)需求的需要,推動(dòng)技術(shù)與社會(huì)需求、人力資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)于學(xué)校如何從電子技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)結(jié)合中形成的新興技術(shù)中,探尋出具有21世紀(jì)支柱產(chǎn)業(yè)性質(zhì)的專業(yè)群,是學(xué)校引領(lǐng)技術(shù)潮流,代表先進(jìn)生產(chǎn)力的具體體現(xiàn)。
以長(zhǎng)春市重點(diǎn)發(fā)展光電子技術(shù)為契機(jī),充分把握時(shí)機(jī),進(jìn)行資源整合,設(shè)置或調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)。
2.3 新增應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的意義
經(jīng)過(guò)二十多年的實(shí)踐與探索,我國(guó)職業(yè)教育有了長(zhǎng)足的發(fā)展,形成了適合中國(guó)特色的職業(yè)教育教學(xué)模式。在市場(chǎng)無(wú)形之手的推動(dòng)下,從今年起,我國(guó)高級(jí)藍(lán)領(lǐng)的搖籃一高職教育進(jìn)入關(guān)鍵性的發(fā)展階段。值得擔(dān)憂的是,在師資、教學(xué)設(shè)備沒(méi)有較大増幅的情況下,社會(huì)需求量卻在猛増。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)成果的運(yùn)用,科學(xué)技術(shù)成果的運(yùn)用是通過(guò)生產(chǎn)力最活躍的人力因素來(lái)實(shí)現(xiàn),而生產(chǎn)一線人員掌握技術(shù)直接由職業(yè)教育來(lái)完成。在這一鏈條中,必須構(gòu)建有效的職業(yè)教育教學(xué)模式,一方面潛在的推動(dòng)企業(yè)技術(shù)的革新與開(kāi)發(fā);另一方面,適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展,以最小的教育投入,培養(yǎng)出大批的技術(shù)人才,不僅能夠推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與壯大,而且提高職業(yè)教育的有效性,人才發(fā)展的時(shí)效性,促進(jìn)職業(yè)教育與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有機(jī)融合與平衡。這正是職業(yè)院校教育教學(xué)創(chuàng)新模式的體現(xiàn)和辦學(xué)的特色,也是職業(yè)教育教學(xué)的必然要求。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)許多重點(diǎn)高校和普通高校都相繼開(kāi)設(shè)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè),并逐步形成具有自身特點(diǎn)的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案[5].重點(diǎn)高校具有深厚的學(xué)科基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)資源,有的還有光學(xué)碩士和博士點(diǎn);普通高校特別是新開(kāi)設(shè)此專業(yè),開(kāi)始階段從師資力量、實(shí)驗(yàn)室建設(shè),以及學(xué)生的整體水平等都與重點(diǎn)高校相比存在差距.當(dāng)前有企業(yè)反映高校畢業(yè)生存在理論脫離實(shí)際、缺乏實(shí)踐的傾向,社會(huì)急需的是能勝任研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)策劃等工作高素質(zhì)、應(yīng)用型的復(fù)合型人才.那么,如何完善具有自身特點(diǎn)的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案,如何培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)不同層次需要的人才,如何提高畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力等,就成為必須認(rèn)真思考的問(wèn)題.蚌埠學(xué)院的光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已正式招生,該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、教學(xué)體系設(shè)置、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面都需要認(rèn)真思考與實(shí)踐,不斷完善和創(chuàng)新[2-5].
1.1人才培養(yǎng)模式的改革探討
社會(huì)的發(fā)展對(duì)高校人才的發(fā)展提出新的挑戰(zhàn),要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)、應(yīng)用型的復(fù)合人才,就必須改革人才的培養(yǎng)模式.結(jié)合蚌埠學(xué)院的特點(diǎn),構(gòu)建適合社會(huì)發(fā)展、學(xué)生發(fā)展的人才培養(yǎng)模式,成為專業(yè)建設(shè)中的首要問(wèn)題.隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,各種學(xué)科之間的相互滲透已成為學(xué)科發(fā)展的主要趨勢(shì).面向21世紀(jì),我校提出了加強(qiáng)基礎(chǔ),拓寬知識(shí)面,注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,增強(qiáng)適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)性的總體要求,推進(jìn)學(xué)科建設(shè).實(shí)現(xiàn)專業(yè)與基礎(chǔ)的結(jié)合,理論與實(shí)際的結(jié)合,相鄰、相關(guān)學(xué)科的交叉、滲透和融合.其目的就是培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才.致力于光電子學(xué)在信息領(lǐng)域的科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用,結(jié)合本校特點(diǎn),本專業(yè)辦學(xué)指導(dǎo)思想是:實(shí)基礎(chǔ)、適口徑、重應(yīng)用、強(qiáng)素質(zhì)、理工結(jié)合.培養(yǎng)學(xué)生具有堅(jiān)定的社會(huì)主義政治方向、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)、良好的職業(yè)道德和身心素質(zhì),并系統(tǒng)掌握光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和基本知識(shí),受到電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)、光信息專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面的基本訓(xùn)練,具備從事光電子、光信息、光電技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科工作的基本能力.本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的德智體美全面發(fā)展的,具備光信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)、基本技能和專業(yè)知識(shí),能在光電子學(xué)、光通信、光學(xué)信息處理、光電檢測(cè)、光電信息顯示與存儲(chǔ),以及相關(guān)的電子信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域,從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造與管理、科學(xué)研究、教學(xué)工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才.按照社會(huì)需求,結(jié)合學(xué)生興趣和學(xué)院辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)規(guī)格等,我們需要努力不斷探討和改革人才培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才.
1.2合理構(gòu)建課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
由于光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在國(guó)家目錄上編列的時(shí)間不長(zhǎng)以及社會(huì)日新月異的需求,目前課程體系中還存在一些問(wèn)題,例如課程大綱、教材內(nèi)容不統(tǒng)一和怎樣符合不同學(xué)校的辦學(xué)特色,不同課程內(nèi)容相互重復(fù),課程設(shè)置時(shí)課程先后順序、學(xué)時(shí)分配的矛盾等.合理構(gòu)建課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,對(duì)人才培養(yǎng)具有決定性的作用,因此要以知識(shí)全面性和學(xué)習(xí)者為中心,結(jié)合學(xué)校辦學(xué)特色來(lái)設(shè)計(jì)課程和培養(yǎng)環(huán)節(jié),要合理安排通識(shí)課程、專業(yè)課程以及其它諸如實(shí)驗(yàn)課程等的比例,安排應(yīng)突出學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合,強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用和工程意識(shí),另外要更多渠道優(yōu)化,為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供較大的時(shí)間和空間,諸如校選課制、網(wǎng)絡(luò)課堂等.光信息科學(xué)與技術(shù)更新和發(fā)展飛速,在課程建設(shè)方面,我們要以構(gòu)建“適應(yīng)需求為導(dǎo)向的課程體系”為龍頭,帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的更新,合理動(dòng)態(tài)更新教學(xué)內(nèi)容,淘汰過(guò)時(shí)的,促進(jìn)課程質(zhì)量的提高;其次根據(jù)課程設(shè)置對(duì)光學(xué)和光電子技術(shù)系列課程進(jìn)行修訂、整合,使課程體系少重復(fù)、層次清晰、拓寬知識(shí)面;再次為了反映當(dāng)代科技的重大成就和前沿,我們除了完善光通信原理、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課,還考慮研究生課程打通,考慮實(shí)際應(yīng)用,增設(shè)了光信息科學(xué)與技術(shù)方面的選修課,如激光光譜技術(shù)、非線性光學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)、光信息存儲(chǔ)與現(xiàn)實(shí)、MATLAB光學(xué)模擬技術(shù)、太陽(yáng)能基礎(chǔ)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)等,以適應(yīng)國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展的光電子技術(shù)的要求,培養(yǎng)“理實(shí)交融”的復(fù)合型的光信息科學(xué)與技術(shù)人才.另外,由于光信息科學(xué)與技術(shù)屬于應(yīng)用面廣,實(shí)戰(zhàn)性強(qiáng)的專業(yè),建立光學(xué)與光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程新體系也尤為重要.圍繞本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和市場(chǎng)對(duì)人才需求的特點(diǎn),結(jié)合本院學(xué)科特點(diǎn),經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研、醞釀和會(huì)議討論,我們?cè)O(shè)置光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主要課程為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、原子物理、量子力學(xué)、數(shù)學(xué)物理方法、光電子學(xué)、信息光學(xué)、光通信原理、光電子技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用等.學(xué)位課程中的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課,從以上主要課程中選取.
1.3實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)科學(xué)和技術(shù)關(guān)系密切
理論知識(shí)與實(shí)踐能力并重,所以圍繞專業(yè)方向和培養(yǎng)目標(biāo),以深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)以及實(shí)踐鍛煉、注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐能力、鼓勵(lì)創(chuàng)新能力作為指導(dǎo)思想,加強(qiáng)校內(nèi)外教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)效性,注重建立高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教師隊(duì)伍和教學(xué)考核辦法,努力構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系[1,6,7].圍繞本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和市場(chǎng)對(duì)人才需求的特點(diǎn),根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)以及我校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo),全面考慮主要實(shí)驗(yàn)課程包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、光學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)、光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、光通信與光信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)、激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)和光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn),精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室.實(shí)驗(yàn)室要建出特色、建出水平、形成優(yōu)勢(shì),發(fā)揮示范作用.基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室要提高建設(shè)水平和教學(xué)質(zhì)量,同時(shí)重視專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),重視用高新技術(shù)提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)水平,強(qiáng)度基礎(chǔ)性和完整性建設(shè)的同時(shí),增加有利于學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)性、探究性、創(chuàng)新性類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.我們利用已有光學(xué)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,強(qiáng)化建設(shè)信號(hào)與系統(tǒng)、EDA、電子工藝設(shè)計(jì)、近代光學(xué)實(shí)驗(yàn)、信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)、激光實(shí)驗(yàn)室、光通信實(shí)驗(yàn)室、電子線路實(shí)驗(yàn)、光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)等專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,需要努力爭(zhēng)取校領(lǐng)導(dǎo)及各職能部門的支持,確保經(jīng)費(fèi)到位,計(jì)劃1年內(nèi)基本建成,可以滿足新專業(yè)教學(xué)和研究工作的需要.本專業(yè)主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括軍事訓(xùn)練、社會(huì)實(shí)踐、金工實(shí)習(xí)、電工電子實(shí)習(xí)、光信息專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、光電子學(xué)課程設(shè)計(jì)、光通信原理課程設(shè)計(jì)、光電檢測(cè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等.我們需要進(jìn)一步努力在原有校內(nèi)、外實(shí)習(xí)基地的基礎(chǔ)上,通過(guò)更多知名光電信息企業(yè)和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室爭(zhēng)取建立實(shí)踐能力強(qiáng)、技術(shù)前沿以及管理一流的實(shí)習(xí)基地,主動(dòng)與相關(guān)企業(yè)聯(lián)系調(diào)研,理論聯(lián)系實(shí)際,實(shí)現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)與市場(chǎng)需求的有機(jī)結(jié)合.此外,爭(zhēng)取實(shí)施校園網(wǎng)進(jìn)教室和實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃,增加圖書(shū)館館藏文獻(xiàn)資料數(shù)量,豐富教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新動(dòng)力.
1.4務(wù)必?fù)碛凶约旱暮诵馁Y源
開(kāi)辦新專業(yè)僅有良好的課程設(shè)置和合理的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是不夠的,還需要優(yōu)良的師資隊(duì)伍建設(shè).進(jìn)一步加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),教師隊(duì)伍的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、素質(zhì)、水平達(dá)到較高先進(jìn)水平.計(jì)劃到2014年,在學(xué)歷結(jié)構(gòu)上,教師中具有博士學(xué)位的比例達(dá)到30%左右;35歲以下專任教師中具有碩士學(xué)位的占90%以上.在職稱結(jié)構(gòu)上,教授占教師總數(shù)20%以上,副教授占教師總數(shù)40%以上.全力推進(jìn)科學(xué)研究工作,以科研促教學(xué),走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的路子.充分發(fā)揮學(xué)科帶頭人的作用,多出一些高質(zhì)量的研究成果.深入到蚌埠市及周邊地區(qū)的企業(yè),了解他們?cè)谏a(chǎn)中碰到的技術(shù)難題,尋找一些我們可以解決的問(wèn)題作為研究課題,進(jìn)行合作研究,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù).同時(shí)建立與本地區(qū)科研院所的聯(lián)系,加強(qiáng)合作,共同申報(bào)科研課題.建立科研激勵(lì)機(jī)制,培養(yǎng)合理的科研梯隊(duì).廣泛開(kāi)展學(xué)術(shù)研討、學(xué)術(shù)交流活動(dòng),形成濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,加大科技開(kāi)發(fā)和成果轉(zhuǎn)化力度.目前存在一個(gè)問(wèn)題是該專業(yè)課教師數(shù)量不夠,迫切需要加入新生力量充實(shí)教師隊(duì)伍,加強(qiáng)教學(xué)和科研實(shí)力,還要注重在職教師的教學(xué)和學(xué)術(shù)進(jìn)修.光信息科學(xué)與技術(shù)的建設(shè)必須擁有大量的人才資源,包括高素質(zhì)的師資隊(duì)伍、各種教輔人員、高效精干的行政管理人員.必須擁有較好的辦學(xué)“硬件設(shè)施”和“軟件平臺(tái)”,包括教學(xué)和科研設(shè)施和服務(wù)、與外界交流的各種平臺(tái)和渠道,以及各項(xiàng)政策法規(guī)、規(guī)章制度等.
2結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:工程技術(shù)型人才;工程素質(zhì);實(shí)踐能力;課程改革實(shí)踐
光電信息科學(xué)與工程是21世紀(jì)在全球迅猛發(fā)展的光電信息產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)起來(lái)的一門綜合性、運(yùn)用性、技術(shù)性學(xué)科。國(guó)內(nèi)的光電產(chǎn)業(yè)自2000年以來(lái)迎來(lái)最好的發(fā)展時(shí)期,同時(shí)也促進(jìn)了與產(chǎn)業(yè)緊密相連的光電學(xué)科的發(fā)展、建設(shè),到目前為止,全國(guó)已有近170多所高校(其中接近100所是地方新建本科院校)設(shè)置了光電及其相關(guān)專業(yè),并將《光電子器件》作為光電信息科學(xué)與工程及其相關(guān)專業(yè)的主干課程。該課程教學(xué)的實(shí)施不僅有利于鞏固、銜接學(xué)生所學(xué)的光電子技術(shù)、光電顯示、視頻接口與驅(qū)動(dòng)、光電傳感器、數(shù)模電路、單片機(jī)等專業(yè)核心課程的知識(shí)內(nèi)容,而且對(duì)拓展專業(yè)工程實(shí)踐運(yùn)用,培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力、為區(qū)域光電產(chǎn)業(yè)輸送工程技術(shù)型光電人才起到承上啟下的作用。在早先的《光電子器件》課程日常的理論教學(xué)中,從教學(xué)大綱、教案到課件參照了重點(diǎn)大學(xué)光電專業(yè)的教學(xué)模式,將每節(jié)課都用來(lái)講解光電器件的理論知識(shí)、器件背景知識(shí)、制造器件的材料、半導(dǎo)體制造工藝、器件的熱、光、電學(xué)性質(zhì)、性質(zhì)的理論公式推導(dǎo)以及一些理論模型的建立分析,課堂的教學(xué)內(nèi)容多、雜、難。課程的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是按照實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買的實(shí)驗(yàn)儀器開(kāi)設(shè)一些常規(guī)類的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目,按部就班進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟連接實(shí)驗(yàn)線路,測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中很多學(xué)生不知道自己用的是什么類型的光電器件、實(shí)驗(yàn)要做什么、測(cè)量什么數(shù)據(jù)、有什么用。在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、效率越來(lái)越低,專業(yè)的工程技術(shù)能力沒(méi)有被培養(yǎng)起來(lái)反而變得很薄弱。在國(guó)家建設(shè)職業(yè)型、應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)模式的大環(huán)境下,以三明學(xué)院運(yùn)用型人才培養(yǎng)模式改革為契機(jī)[1],對(duì)《光電子器件》課程進(jìn)行有別于老本科院校學(xué)術(shù)型、研究型高級(jí)光電人才培養(yǎng)目標(biāo),在課程的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、考核方式等方面進(jìn)行改革與實(shí)踐,積極探索工程技術(shù)型光電人才培養(yǎng)新模式,迎合包括三明在內(nèi)的海西光電產(chǎn)業(yè)集群對(duì)光電人才的需求。
1以理論知識(shí)實(shí)用、夠用為課程教學(xué)原則改革課程教學(xué)內(nèi)容
《光電子器件》是光電專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,是一門集理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的專業(yè)課程,課程全面地介紹了光電子技術(shù)的基本原理、聚集了數(shù)量繁多且工程技術(shù)上常用、實(shí)用的光電器件、羅列推導(dǎo)了繁雜難懂的器件及相關(guān)性質(zhì)的方程公式,且課程內(nèi)容缺少所涉及的光電器件在現(xiàn)代光電工程中的運(yùn)用實(shí)例。這樣的課程教師難教,學(xué)生難懂、難學(xué)、難用。以學(xué)院特色的“3355”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為課程改革動(dòng)力,配合“教學(xué)型、運(yùn)用型、服務(wù)型”的學(xué)院人才培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)工程技術(shù)型光電人才及高效服務(wù)行業(yè)社會(huì)為課程教學(xué)價(jià)值目標(biāo),優(yōu)化《光電子器件》教材,改革課程理論教學(xué)內(nèi)容?!豆怆娮悠骷番F(xiàn)有的教材對(duì)光電器件進(jìn)行介紹時(shí)一般從兩個(gè)方面進(jìn)行:器件原理公式推導(dǎo)證明,對(duì)應(yīng)的測(cè)量電路。一方面對(duì)于本科層次的教材,大部分的教材在器件原理及測(cè)量電路這兩方面就占了很大的篇幅,且大部分為復(fù)雜的材料原理及電路原理公式推導(dǎo),而對(duì)于大部分從事光電行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)單位,只具備本科學(xué)歷的光電畢業(yè)生并不是其產(chǎn)品研發(fā)的主力軍,而是作為工程技術(shù)型人才使用。因此用人單位對(duì)畢業(yè)生的能力要求主要體現(xiàn)為能夠掌握光電器件的基本原理、能運(yùn)用特定的光電器件來(lái)實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)化、控制以及對(duì)現(xiàn)代光電工程進(jìn)行鋪設(shè)、檢測(cè)、維修,這也正是作為一個(gè)地方性的本科高校培養(yǎng)人才的精準(zhǔn)定位。這就要求專業(yè)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以實(shí)用為主,圍繞器件在光電工程中的應(yīng)用范圍,應(yīng)用實(shí)例為主線對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,摒棄了以復(fù)雜公式的詳細(xì)推導(dǎo)為重點(diǎn)的授課方式。另一方面目前教材涉及的光電子器件類型很多,從遠(yuǎn)紅外到紫外光甚至還介紹X射線探測(cè)與成像器件,有些光電子器件學(xué)生無(wú)論是在實(shí)踐、設(shè)計(jì)課程,還是今后畢業(yè)走上工作崗位都很少會(huì)涉及到,因此本著課程內(nèi)容夠用的原則,刪除了這方面的知識(shí),留出更多的課堂時(shí)間分配到常用的光電器件上[2]。同時(shí)由于目前半導(dǎo)體材料技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展,光電器件的類型不斷更新,許多新型光電器件不斷研制、運(yùn)用例如:靈敏度可變的光探測(cè)器(VSPD),有源像素圖像傳感器(APS)等,這些學(xué)科專業(yè)最新的發(fā)展動(dòng)向正是高素質(zhì)運(yùn)用型人才所必須的專業(yè)軟實(shí)力,因此需要將光電器件的前沿增加到光電子器件的課堂教學(xué)內(nèi)容之中,以拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面。
2全面開(kāi)放專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器資源為課程實(shí)踐教學(xué)改革服務(wù)
目前通過(guò)學(xué)院多年的累積經(jīng)費(fèi)投入建設(shè),三明學(xué)院的光電專業(yè)擁有數(shù)量較多和類型較齊全的專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,這些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備通常只為單一專業(yè)課程服務(wù),以太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備為例,設(shè)備只在專業(yè)學(xué)生第七個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)相關(guān)課程的時(shí)候用到,其他的時(shí)間、其他專業(yè)年級(jí)的學(xué)生都很少接觸到這批實(shí)驗(yàn)設(shè)備,一方面在《光電子器件》課程教學(xué)改革的重點(diǎn)是針對(duì)各類型的專業(yè)工程技術(shù)型實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練,和太陽(yáng)能光伏有關(guān)的工程技術(shù)實(shí)踐項(xiàng)目比較常用且運(yùn)用廣泛,另一方面對(duì)于光電專業(yè)的學(xué)生而言太陽(yáng)能光伏知識(shí)的運(yùn)用是學(xué)生專業(yè)知識(shí)的重要組成部分,因此有必要讓學(xué)生盡早接觸這批實(shí)驗(yàn)設(shè)備,并對(duì)太陽(yáng)能光伏相關(guān)的知識(shí)運(yùn)用有一定的了解,才能使后期學(xué)生實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目順利推進(jìn),所以必須對(duì)光電專業(yè)的傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置、太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備、單彩、全彩LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)儀器、光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、液晶模塊應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、彩色面陣CCD綜合實(shí)驗(yàn)儀、多功能CPU單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)儀器資源進(jìn)行有機(jī)整合,把《光電器件》課程教學(xué)改革中需要涉及的實(shí)驗(yàn)儀器全部開(kāi)放運(yùn)行使用,充分利用資源,為后期的實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目提供硬件條件支持。
3以學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)和提升為目標(biāo)改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
工程素質(zhì)是指從事工程實(shí)踐的工程專業(yè)技術(shù)人員的一種能力,在專業(yè)工程實(shí)踐中表現(xiàn)出來(lái)的一種思考問(wèn)題、解決問(wèn)題、建立長(zhǎng)久工程問(wèn)題反應(yīng)機(jī)制的能力,需要從專業(yè)課堂、專業(yè)實(shí)踐、工程實(shí)踐中長(zhǎng)期積累。用人單位對(duì)專業(yè)人才的專業(yè)能力期望值往往較高,而地方本科院校大部分的畢業(yè)生在解決工程實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力方面普遍較差,因此往往不能令用人單位滿意,這兩者之間的失衡歸根結(jié)底是專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)缺失。因此在日常的專業(yè)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)成為地方新建本科高校為地方企業(yè)輸送優(yōu)秀專業(yè)人才的關(guān)鍵。以光電信息科學(xué)與工程專業(yè)課程體系中的《光電子器件》課程教學(xué)為例,主要從以下幾個(gè)方面訓(xùn)練學(xué)生在相應(yīng)的光電工程實(shí)踐能力并提升其工程素質(zhì):
(1)有機(jī)整合現(xiàn)有的基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,剔除偏理論、無(wú)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,大量增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,大力改革創(chuàng)新現(xiàn)有的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。雖然基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論,對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行鞏固的階段,但是這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一滯后、實(shí)驗(yàn)手段單一等問(wèn)題,學(xué)生很容易失去興趣。例如:光電子器件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中前五個(gè)實(shí)驗(yàn):光敏電阻、光電二極管、光電三極管、pin光電二極管、硅光電池特性測(cè)試及其變換電路。這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)除了所用的器件類型不一樣外,其他的實(shí)驗(yàn)測(cè)試電路和內(nèi)容幾乎類似,因此可以整合成一個(gè)課程大實(shí)驗(yàn),而把剩下的時(shí)間用來(lái)開(kāi)發(fā)、增加一些綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),譬如:利用紅外光電三極管可以設(shè)計(jì)一個(gè)紅外無(wú)線耳機(jī),利用硅光電池可以設(shè)計(jì)一個(gè)光照度測(cè)量?jī)x,利用光電煙霧傳感器設(shè)計(jì)動(dòng)車車廂的煙霧報(bào)警器等,在提升了專業(yè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性同時(shí),極大激發(fā)了學(xué)生制作設(shè)計(jì)興趣。培養(yǎng)了學(xué)生的工程素質(zhì),起到事半功倍的效果[3]。
(2)探索一套以培養(yǎng)學(xué)生從“模仿”—“獨(dú)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)”的實(shí)踐能力提升訓(xùn)練模式。目前很多專業(yè)大部分課程的實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)的原課題都是已有的,因此在實(shí)踐教學(xué)或者是課程設(shè)計(jì)的時(shí)候,經(jīng)常性的做法就是讓學(xué)生去模仿現(xiàn)有的、別人的東西,模仿也是培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力的必經(jīng)過(guò)程,只是在全盤接受模仿之后,教師和學(xué)生應(yīng)當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)反思,將課題中所用的方法,器件、電路排布進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)、替換、優(yōu)化,去粗取精,轉(zhuǎn)變創(chuàng)新。而恰恰大部分老師和學(xué)生忽略了這點(diǎn),因此需要建立由“模仿”—“獨(dú)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)”的實(shí)踐能力提升訓(xùn)練模式。例如在“太陽(yáng)能光電智能車”設(shè)計(jì)的過(guò)程中,循跡這部分功能的實(shí)現(xiàn)就有很多種解決的方案,學(xué)生可以用攝像頭、光電紅外對(duì)管、激光、特殊傳感器四種方案來(lái)實(shí)現(xiàn),循跡可以是四方形,8字形及其他更為復(fù)雜的路線,循跡的背景可以是最簡(jiǎn)單的白底黑線、稍難白底綠線、更難的綠地紅線等。教師在布置設(shè)計(jì)方案的時(shí)候可以先從最簡(jiǎn)單的白底黑線、橢圓形軌跡開(kāi)始,在學(xué)生成功實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)要求之后,再逐漸增加設(shè)計(jì)的難度,譬如更換循跡光電傳感器,但是不同的光電器件在對(duì)光信號(hào)進(jìn)行電信號(hào)轉(zhuǎn)化的方式、信號(hào)的放大處理方式、誤差的處理方式都不相同,一旦更換器件,就要求后面的數(shù)模轉(zhuǎn)化,電路設(shè)計(jì)、以及單片機(jī)程序都需要重新設(shè)計(jì),因此“獨(dú)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)”在培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)方面起著決定性的橋梁作用,只有將這一步做好,才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題,解決問(wèn)題,最后運(yùn)用自己的方法、自己擬定的器件去獨(dú)立設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)品,不斷訓(xùn)練,不斷進(jìn)行專業(yè)知識(shí)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)的日積月累,厚積學(xué)生的專業(yè)工程素質(zhì)。
(3)以“貼近生產(chǎn)、貼近運(yùn)用”為專業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程宗旨,建立起一套分級(jí)、分階段課程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)題庫(kù)并定期更新。題庫(kù)中的訓(xùn)練項(xiàng)目全部來(lái)源于已經(jīng)解決的光電工程運(yùn)用實(shí)踐案例,題庫(kù)分基礎(chǔ)型《光電子器件》課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目和拔高型《光電子器件》課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目,基礎(chǔ)型訓(xùn)練項(xiàng)目要求每位學(xué)生一人一題獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目,對(duì)專業(yè)的每一位學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)踐能力訓(xùn)練,讓每一位學(xué)生的能力通過(guò)課程都能得到鍛煉。拔高型訓(xùn)練項(xiàng)目以三個(gè)人為一組,項(xiàng)目的題目主要以歷年全省、全國(guó)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、光電競(jìng)賽、單片機(jī)、工程競(jìng)賽題目為主,拔高型訓(xùn)練項(xiàng)目相較于基礎(chǔ)型訓(xùn)練項(xiàng)目其所涉及的專業(yè)知識(shí)面更寬,對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力要求更高,因此需要每個(gè)組員通力支持、分工協(xié)作才能完成,充分鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和社交能力[4]。無(wú)論是基礎(chǔ)型還是拔高型專業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目,都能引導(dǎo)學(xué)生把專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到生活生產(chǎn)實(shí)踐中,以解決專業(yè)的工程技術(shù)運(yùn)用問(wèn)題為點(diǎn),帶動(dòng)學(xué)生專業(yè)運(yùn)用創(chuàng)新能力的激發(fā)為面,以點(diǎn)帶面,增強(qiáng)光電專業(yè)實(shí)踐課程工程與具體光電工程案例之間的親和力,激發(fā)專業(yè)學(xué)生無(wú)窮創(chuàng)造力,驅(qū)動(dòng)學(xué)生的工程素質(zhì)得到飛躍發(fā)展。
(4)探索光電專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系如何融合到學(xué)校、學(xué)院的第二課堂活動(dòng)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、各類型專業(yè)競(jìng)賽,專業(yè)教師的校內(nèi)、課內(nèi)橫縱向、產(chǎn)學(xué)研課題項(xiàng)目中,并將專業(yè)學(xué)生與項(xiàng)目無(wú)縫對(duì)接,不斷從實(shí)踐中總結(jié)、反饋和提高,形成專業(yè)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練對(duì)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力提升的巨大推力,做到培養(yǎng)體系改革和學(xué)生能力提升的良性循環(huán)[5]。積極走訪光電企業(yè),建立實(shí)踐基地,校企合作項(xiàng)目,以企業(yè)對(duì)光電專業(yè)人才能力的具體要求為重中之重,聘請(qǐng)企業(yè)專業(yè)工程師參與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的形式和具體內(nèi)容的制定,以此來(lái)調(diào)整和優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)方案,科學(xué)設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容,做到理論與實(shí)踐相結(jié)合,課內(nèi)與課外相結(jié)合的協(xié)同促進(jìn)機(jī)制,大力推動(dòng)課程教學(xué)改革。
4改革考核評(píng)價(jià)制度,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展
任何一門課都需要相應(yīng)的考核制度,理論知識(shí)閉卷考試是最為常見(jiàn)的一種衡量學(xué)生對(duì)該課程掌握程度的考核方式,但《光電子器件》課程知識(shí)的應(yīng)用性較強(qiáng),在教學(xué)中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生雖然理論課程成績(jī)一般,但是其在實(shí)踐、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面有著非常強(qiáng)的動(dòng)手能力,這正是實(shí)踐能力強(qiáng)的工程技術(shù)型人才的典型代表,所以《光電子器件》課程改革的另一重要環(huán)節(jié)就是改革課程的考核評(píng)價(jià)制度,打破以期末成績(jī)作為評(píng)判學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的唯一指標(biāo),《光電子器件》課程的考核方式除了期末的試卷考核方式外,增加個(gè)性化考核方式和過(guò)程考核方式。對(duì)于工程實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生,在考核期末課程總成績(jī)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)將這部分學(xué)生的理論成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的比重降低,比如閉卷分?jǐn)?shù)占40%,理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占10%,光電專業(yè)課程設(shè)計(jì)占50%[6],對(duì)于理論學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行課程的過(guò)程考核,考核方式為:(1)《光電子器件》課程按知識(shí)點(diǎn)分布安排至少考試3次。(2)課堂隨機(jī)考察方式,建立課程專業(yè)的問(wèn)題庫(kù),記錄學(xué)生的等分記錄,每生每學(xué)期不少于10次。按照這兩種考核方式的學(xué)生期末試卷成績(jī)占總成績(jī)的比重可降低為40%。通過(guò)多樣化的考核方式,充分考慮了學(xué)生的個(gè)性化,激發(fā)他們的專業(yè)積極性的同時(shí)反過(guò)來(lái)促進(jìn)專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí),使得學(xué)生的工程實(shí)踐能力和專業(yè)知識(shí)能力都得到充分融合,更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,為培養(yǎng)工程技術(shù)型光電人才奠定基礎(chǔ)。
5結(jié)語(yǔ)
圍繞專業(yè)理論知識(shí)實(shí)用、夠用,實(shí)踐技能下得去、上得來(lái)的遞進(jìn)式提升方式、課程考核方式個(gè)性化定量以及為地方高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)工程技術(shù)型光電人才的目的,對(duì)《光電子器件》課程從教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室資源整合、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核制度這幾個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)展教學(xué)改革與實(shí)踐活動(dòng)。在課程實(shí)踐改革的過(guò)程中,學(xué)生的課堂聽(tīng)課效率提高了,學(xué)習(xí)態(tài)度向著更好方向發(fā)展,專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐能力得到一定的鍛煉和提高,學(xué)生參加各類型的專業(yè)競(jìng)賽也獲得了較好成績(jī),課程的教學(xué)改革實(shí)踐初見(jiàn)成效。
參考文獻(xiàn):
[1]劉?。铝D(zhuǎn)型發(fā)展提升辦學(xué)水平[N].中國(guó)教育報(bào),2014-10-27(08).
[2]葉莉華,崔一平,胡國(guó)華.光電子技術(shù)課程教改探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(2):10-12.
[3]蘇俊宏.光電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2008.
[4]狄紅衛(wèi),張永林.光電子技術(shù)人才培養(yǎng)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高等物理教育,2003(6):36-38.
[5]蔣行國(guó),王彩燕,雷芝崢.光電信息技術(shù)課程教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(4):359-361.
Abstract: There is more emphasis on scientific research than teaching in current universities. In fact, teaching and research reinforceeach other. This article briefly analyzes the reasons why most universities focus on scientific research and underestimate teaching. Some methods on reinforcing teaching and research mutually are provided based on teaching of optoelectronics-related courses in Huaihai Institute of Technology. Initial teaching results show several methods on integrating scientific research into teaching can improve the training of the talents of the photoelectric information technology. Meanwhile, the teaching process has brought a lot of inspiration to the teachers' scientific research. To a certain extent, we obtain the improvement on scientific research and teaching at the same time.
關(guān)鍵詞:教研相長(zhǎng);方法;例子;光電子類課程
Key words: reinforcing teaching and research mutually;methods;example;optoelectronics-related courses
中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2015)30-0172-02
0 引言
中國(guó)近代力學(xué)之父、著名的科學(xué)家錢偉長(zhǎng)院士在談?wù)摻虒W(xué)與科研的關(guān)系時(shí)說(shuō):“大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻,教學(xué)沒(méi)有科研做底蘊(yùn),就是一種沒(méi)有觀點(diǎn)的教育,沒(méi)有靈魂的教育?!苯虒W(xué)是科研的前提和基礎(chǔ)條件,科研是提高教育質(zhì)量和層次的關(guān)鍵,二者相互支撐、相輔相成。但是,當(dāng)前對(duì)于大部分高校來(lái)說(shuō),教學(xué)和科研之間存在的主要問(wèn)題在于過(guò)于重視科研。本文首先簡(jiǎn)單分析造成這種重科研、輕教學(xué)的原因,然后以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院的光電子類課程教學(xué)為例初步探討教研相長(zhǎng)的具體實(shí)現(xiàn)途徑。相應(yīng)的研究成果可以在其他工科專業(yè)教師中推廣,以幫助他們?cè)诮虒W(xué)方面和科研方面都取得好的效果。
1 重科研、輕教學(xué)原因分析
目前造成大部分高校重科研、輕教學(xué)的原因是多方面的,大致可以總結(jié)為以下幾點(diǎn):
1.1 與大學(xué)教師所處的大環(huán)境有關(guān)
“目前社會(huì)上有很多人認(rèn)為,我國(guó)高校和世界一流大學(xué)的差距主要是科研水平低、師資差。包括時(shí)下流行各種“高校排行榜”,也多以科研為主要指標(biāo)”[1],而教學(xué)的實(shí)際效果對(duì)于學(xué)校的綜合排名則無(wú)足輕重。如,時(shí)下流行的“武書(shū)連2015中國(guó)734所大學(xué)教師學(xué)術(shù)水平排行榜”[2]。那些科研搞得好、綜合排名靠前的高校,其知名度也高。在這種情況下,高校為了自身的生存與發(fā)展,學(xué)校投入大量人力、財(cái)力力爭(zhēng)在科研上有所突破。作為高校一分子的大學(xué)教師自然也不可能置身世外。
1.2 與我國(guó)現(xiàn)行的職稱評(píng)審制度有關(guān)
目前我國(guó)大學(xué)教師的職稱評(píng)審,實(shí)際上主要依據(jù)的是科研, 包括有沒(méi)有科研論文、論著,有沒(méi)有科研立項(xiàng)和科研成果。如評(píng)講師、副教授、教授要多少篇論文,什么級(jí)別的論文,論著要有多少字,什么級(jí)別的立項(xiàng)和成果等。教學(xué)在職稱評(píng)審中雖然也受重視,作了許多規(guī)定,但大都顯得籠統(tǒng)模糊,而且缺乏可操作性。教學(xué)水平的高低和教學(xué)效果的好壞對(duì)教師職稱的評(píng)審幾乎沒(méi)有什么影響。
1.3 與學(xué)校的實(shí)際情況有關(guān)
有一部分教師,尤其是青年教師,幾乎很少主持或參與科研工作,這在淮海工學(xué)院非常普遍。不參與科研工作則容易造成理論與實(shí)踐脫節(jié),除了不能提高自己的科研能力,也不利于教學(xué)能力和教學(xué)效果的提高[3]。這其中部分原因是由于這些教師教學(xué)任務(wù)繁重,還有一些承擔(dān)行政工作;同時(shí)沒(méi)有良好的科研團(tuán)隊(duì),形不成一個(gè)良好的科研氛圍,而不能提供有效的科研條件讓他們從事科研工作。
上述幾種情況造成科研與教學(xué)分離,更難做到相輔相成,共同進(jìn)步。作為一名普通的高校教師,自然無(wú)法去改變整個(gè)社會(huì)的大環(huán)境,也無(wú)法撼動(dòng)現(xiàn)有的職稱評(píng)審制度,但從大學(xué)教師的自身職責(zé)來(lái)看,我們不僅需要承擔(dān)教書(shū)育人的工作,還需要承擔(dān)一定的科研任務(wù)。同時(shí)做好科研與教學(xué)是每一位高校教師的職責(zé)所在。因此教學(xué)和科研孰重孰輕,如何處理好教學(xué)工作和科研工作的關(guān)系以及如何把自己的科研和教學(xué)很好地結(jié)合,對(duì)于教師自身非常重要。
2 教研相長(zhǎng)途徑初步探索
本節(jié)從普通高校教師角度出發(fā),探索如何處理好教學(xué)與科研之間的關(guān)系,如何把科學(xué)研究應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐,以做到教研相長(zhǎng)。下面分別從專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)及教師的教學(xué)和科研能力提高三個(gè)方面,以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院光電子類課程教學(xué)為例探討教學(xué)相長(zhǎng)的方法和途徑。
2.1 專業(yè)建設(shè)方面
目前淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)僅有7年的歷史,雖已初具規(guī)模,但課程體系與專業(yè)建設(shè)仍需進(jìn)一步完善和優(yōu)化。以光波為信息載體的檢測(cè)、控制技術(shù)、儀器系統(tǒng)、精密測(cè)試等內(nèi)容是電子科學(xué)與技術(shù)、儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中的重要內(nèi)容。
根據(jù)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域教師的科研基礎(chǔ),本課題組首先對(duì)電子工程學(xué)院的光電子類課程(光電子技術(shù)基礎(chǔ)、光電傳感與檢測(cè)技術(shù)、光纖通信技術(shù)等)實(shí)施了教改研究,包括課程體系與教學(xué)大綱完善,加深了理論與實(shí)踐的結(jié)合,即將教師的科研新成果融入理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué),并利用教師科研條件進(jìn)行直觀教學(xué),這樣既培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力,也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。
如,電子工程學(xué)院建有自適應(yīng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室,是相關(guān)任課教師的科研平臺(tái)。自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)是一門可以讓光波適應(yīng)外界變化而被能動(dòng)控制的技術(shù),也可以理解為光學(xué)中的自動(dòng)化技術(shù),集科學(xué)性和工程性為一體。相關(guān)專業(yè)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)自動(dòng)控制原理,對(duì)常規(guī)的液位、流量等過(guò)程控制非常熟悉,但對(duì)“光波”這樣一個(gè)看得見(jiàn)摸不著的物理現(xiàn)象該如何完成控制呢?學(xué)生們非常好奇。通過(guò)分批次帶領(lǐng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生親自動(dòng)手完成光電成像校正實(shí)驗(yàn),學(xué)生既加深了對(duì)光信號(hào)傳輸、光電信息轉(zhuǎn)換及光電檢測(cè)等方面知識(shí)的理解,又鞏固和拓展了以前學(xué)習(xí)的自動(dòng)控制相關(guān)理論知識(shí)的應(yīng)用,學(xué)習(xí)到了教材中沒(méi)有學(xué)到的內(nèi)容,進(jìn)一步擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面,學(xué)生反饋非常好。
對(duì)于一些不具備實(shí)驗(yàn)條件的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,由于實(shí)驗(yàn)條件比較苛刻,部分光電現(xiàn)象在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不明顯,難以觀察;另外也因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器有限,學(xué)生無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。針對(duì)這種現(xiàn)狀,利用了科研過(guò)程中獲得的數(shù)值仿真能力,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)。
2.2 人才培養(yǎng)方面
通過(guò)科研與教學(xué)的有機(jī)結(jié)合,提高高等學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量,從而培養(yǎng)出新形勢(shì)下的“綜合型、應(yīng)用型”人才。注重因材施教,將學(xué)有所長(zhǎng)的學(xué)生引入到教師的科研項(xiàng)目中。通過(guò)教學(xué)改革,重點(diǎn)突出相關(guān)專業(yè)中的光電檢測(cè)方法、光電系統(tǒng)研制與工程應(yīng)用的能力培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),使之成為應(yīng)用型和創(chuàng)新型高級(jí)人才。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,學(xué)生除了實(shí)踐書(shū)本知識(shí)外,還能在科研小組中學(xué)會(huì)分工及團(tuán)隊(duì)協(xié)作,為將來(lái)攻讀研究生或進(jìn)入相關(guān)企業(yè)累積經(jīng)驗(yàn)。
本課題組已承擔(dān)和參與國(guó)家及省市級(jí)科研項(xiàng)目多項(xiàng),通過(guò)光電檢測(cè)和光電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí),已有相關(guān)專業(yè)的多名學(xué)生主動(dòng)要求參與到教師的科研項(xiàng)目中來(lái)。喜歡編程的學(xué)生讓他們完成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件建設(shè),喜歡擺弄光電子器件的學(xué)生讓他們完成硬件平臺(tái)的搭建,愛(ài)動(dòng)腦筋的學(xué)生讓他們直接參與到教師科研課題的實(shí)驗(yàn),和相關(guān)教師一起分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題并解決它們。通過(guò)相關(guān)科研項(xiàng)目的訓(xùn)練,將科研滲透到教學(xué)內(nèi)容中,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神以及科研素養(yǎng)。
在2013-2015期間,多名相關(guān)專業(yè)學(xué)生有了參與教師科研項(xiàng)目的經(jīng)歷之后,積極申報(bào)各級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目。目前,已有多個(gè)光電子之創(chuàng)新項(xiàng)目獲得校內(nèi)立項(xiàng)。同時(shí),淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院已有多名畢業(yè)生進(jìn)入光電專業(yè)研究生階段的學(xué)習(xí),如太原理工大學(xué)物電學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所等,開(kāi)始了他們?nèi)松碌钠隆?/p>
2.3 提升教師教學(xué)與科研能力方面
教師一方面通過(guò)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、關(guān)注本領(lǐng)域最新研究成果來(lái)提高自身業(yè)務(wù)能力,又通過(guò)教學(xué)工作,學(xué)習(xí)最新研究成果并有意識(shí)地積累未知問(wèn)題、認(rèn)真思考教學(xué)過(guò)程中學(xué)生所提出的疑問(wèn),進(jìn)一步激發(fā)科研熱情,并幫助了科研選題。
教學(xué)內(nèi)容的主體是“基本理論、基本知識(shí)、基本技能”,但是,課堂教學(xué)除了圍繞基本理論和概念進(jìn)行外,還要注重科研成果和科技最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的滲透。讓學(xué)生了解學(xué)科前沿的概況及其發(fā)展動(dòng)態(tài),開(kāi)闊視野,啟迪思維,進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面。并且使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到,基礎(chǔ)知識(shí)不僅僅是概念理論和公式,更是實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)品和解決實(shí)踐問(wèn)題的手段,以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)使學(xué)生更容易接受抽象的理論知識(shí)。
如,教師分別在每學(xué)期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)舉辦了激光和光電子領(lǐng)域的最新研究成果或相關(guān)專題講座,既提升了自身的業(yè)務(wù)能力,又達(dá)到了教書(shū)育人的效果。開(kāi)學(xué)初的專題講座有助于引領(lǐng)學(xué)生對(duì)光電子技術(shù)領(lǐng)域的興趣,講座的內(nèi)容從圍繞人們把光波作為一種載波進(jìn)行信息傳遞開(kāi)始一直到現(xiàn)階段的激光通信、激光武器等。講座結(jié)束,學(xué)生對(duì)光電子技術(shù)充滿了好奇,這為學(xué)生學(xué)好光電子課程打下了良好的基礎(chǔ)。學(xué)期結(jié)束時(shí)專門對(duì)學(xué)生比較感興趣的以及近期比較熱門的激光3D打印技術(shù)從原理到應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了一次專題講座,擴(kuò)大了學(xué)生的視野。
又如,基于光電子類課程涵蓋知識(shí)面廣、理論與應(yīng)用相結(jié)合的特點(diǎn),針對(duì)一些典型知識(shí)點(diǎn),為加深學(xué)生理解,設(shè)置專題討論課,鼓勵(lì)學(xué)生課前主動(dòng)查找相關(guān)文獻(xiàn),讓學(xué)生事先做好研討準(zhǔn)備,寫好研討提綱。在課堂上進(jìn)行交流、討論,培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、思維能力、分析能力,讓學(xué)生充分發(fā)表不同意見(jiàn)。學(xué)期過(guò)程中,這樣的專題討論課進(jìn)行了2次,學(xué)生提出的問(wèn)題給了相關(guān)教師的科研很大的啟發(fā)。
專題講座和討論形式的授課方式深受學(xué)生歡迎,教學(xué)效果好,學(xué)生評(píng)教均在90分以上,學(xué)生深受其益。課題組教師通過(guò)上述教學(xué)活動(dòng)充分認(rèn)識(shí)到要通過(guò)高水平科學(xué)研究苦練真功夫,又要通過(guò)鉆研教學(xué)規(guī)律來(lái)加強(qiáng)組織教學(xué)的能力,從而真正做到科學(xué)研究和教學(xué)育人互相促進(jìn)。
3 結(jié)束語(yǔ)
“教研相長(zhǎng)”雖是一個(gè)老話題,但目前社會(huì)大環(huán)境中面臨的“重研輕教”現(xiàn)象使得我們有必要對(duì)這個(gè)老話題展開(kāi)新的研究。如何加強(qiáng)教學(xué)與科研的聯(lián)系、在科學(xué)研究中如何開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)以使得科研成果能夠支持教學(xué)改革、并使得教學(xué)與科研互相促進(jìn)是每一個(gè)高校教師的職責(zé)。本文以淮海工學(xué)院電子工程學(xué)院光電子類課程教改為例,分別從專業(yè)課程建設(shè)、人才培養(yǎng)、教學(xué)和科研能力提升等方面初步探討了實(shí)現(xiàn)教研相長(zhǎng)的一般化途徑。改革的結(jié)果表明以上為今后存在這方面困惑的青年教師提供有價(jià)值的參考。
參考文獻(xiàn):
[1]張志峰,楊婷.“重研輕教”不可?。P(guān)注“朱淼華現(xiàn)象”)[N].人民日?qǐng)?bào),2005-11-28(11).
光通信技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿與支撐技術(shù)之一。2013年,國(guó)務(wù)院頒布“寬帶中國(guó)”計(jì)劃,進(jìn)一步提升了光通信技術(shù)在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中的地位。簡(jiǎn)言之,光通信技術(shù)是光纖技術(shù)與通信技術(shù)的綜合體,它具有高速、大容量的優(yōu)點(diǎn),但亦存在高成本、高復(fù)雜度和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。這成為該門課程實(shí)踐教學(xué)開(kāi)展的主要困難。而且,對(duì)于省屬地方高等院校,同時(shí)面臨生源基數(shù)大、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)短缺、設(shè)備更新緩慢等難題,使得該問(wèn)題更加凸顯。為緩解這一問(wèn)題所帶來(lái)的影響,基于專業(yè)光通信仿真軟件,引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必然趨勢(shì)。
一、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景與意義
作者所在的黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院,《光通信技術(shù)》實(shí)驗(yàn)需為兩個(gè)本科專業(yè)(光電子技術(shù)系和通信工程系)學(xué)生(約180人/年)提供課程資源。原有《光通信技術(shù)》包含“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測(cè)量”“光纖微彎損耗測(cè)量”“光時(shí)域分布反射測(cè)量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”5個(gè)基礎(chǔ)專業(yè)實(shí)驗(yàn),僅能覆蓋《光纖技術(shù)》和《光通信技術(shù)》兩門專業(yè)必修課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),學(xué)生缺乏對(duì)“光電子器件”應(yīng)用的認(rèn)知。而且,光纖與光通信技術(shù)是本專業(yè)最重要的兩個(gè)研究方向之一,是專業(yè)學(xué)生就業(yè)與求學(xué)的主要支撐技術(shù)。近10年來(lái),光通信技術(shù)在“光傳輸”“光交換”“光接入”和“可見(jiàn)光電力線通信”等領(lǐng)域高速發(fā)展。然而,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備多購(gòu)置于2001年,部分已陳舊、老化。與此同時(shí),面臨教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限,儀器價(jià)格昂貴,由于普通高校擴(kuò)招導(dǎo)致生源劇增的雙重壓力,對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)法得到更新,課程講授內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié),學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下。
圖1 原有專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方案
與之相比,專業(yè)仿真軟件具有價(jià)格低廉,覆蓋領(lǐng)域廣,專業(yè)性強(qiáng),靈活性、操作性好等系列優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)光放大器設(shè)計(jì),光電轉(zhuǎn)換器件測(cè)試,多光通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線模擬等功能,與本專業(yè)光纖技術(shù)、光電器件與檢測(cè)、光通信技術(shù)課程內(nèi)容吻合。鑒于此,將虛擬實(shí)驗(yàn)與原有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,以專業(yè)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),虛擬實(shí)驗(yàn)為進(jìn)階,二者相互補(bǔ)充、取長(zhǎng)補(bǔ)短,將可有效緩解專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所面臨的困難。
二、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體實(shí)施方法
(一)方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
1.保留原有的“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測(cè)量”“光纖微彎損耗測(cè)量”作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),刪除“光時(shí)域分布反射測(cè)量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”兩個(gè)實(shí)驗(yàn),節(jié)省6學(xué)時(shí)的課程資源。
2.開(kāi)設(shè)“光通信仿真設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì),以虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式提高學(xué)生對(duì)于“光通信系統(tǒng)架構(gòu)”“光纖放大器設(shè)計(jì)”“光電子器件工作特性”的掌握能力。課程設(shè)計(jì)采用機(jī)房集中教學(xué)模式,包含“光發(fā)射機(jī)/光接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)”,“誤碼率與質(zhì)量因子評(píng)價(jià)”“色散補(bǔ)償特性測(cè)試”“光放大器性能優(yōu)化”“格式生成與轉(zhuǎn)換”五個(gè)模塊,共計(jì)32學(xué)時(shí)。其中,講授學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí),第一、二模塊為必選,后三個(gè)模塊至少任選其一。
3.將原有機(jī)房進(jìn)行升級(jí)與改造,新購(gòu)置計(jì)算機(jī)50臺(tái)套,服務(wù)器1臺(tái)套,投影教學(xué)設(shè)備1臺(tái)套。更新原有網(wǎng)絡(luò)布線與系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生互動(dòng)能力,提升學(xué)生間的交互學(xué)習(xí)能力,改善學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)環(huán)境。購(gòu)置專業(yè)光通信仿真軟件OptiSystem(12.0版)1套,可同時(shí)滿足30人在線仿真需求。
圖2 虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
(二)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施方法
在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,該門課程對(duì)于光電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生(年均60人)為必修課程,分成2個(gè)教學(xué)班級(jí)循環(huán)教學(xué);對(duì)于通信工程專業(yè)學(xué)生為選修課程,根據(jù)以往統(tǒng)計(jì),選修課程人員約60―80人,亦分成2個(gè)教學(xué)班級(jí)循環(huán)教學(xué)。除講授8學(xué)時(shí)外,學(xué)生需在2周內(nèi)完成24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),教學(xué)資源采用開(kāi)放模式提供,學(xué)生可自行安排學(xué)習(xí)時(shí)間,學(xué)時(shí)計(jì)算由智能管理系統(tǒng)完成。教學(xué)模式除課上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)外,還包括師生在線交流與在線答疑。課程考試采用報(bào)告模式提交,3人一組,需分工明確,格式統(tǒng)一,數(shù)據(jù)與分析清楚有效。
圖3 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與執(zhí)行
三、效果與評(píng)價(jià)
對(duì)于通信工程專業(yè),該門課程設(shè)置在第六學(xué)期,需學(xué)習(xí)前期的光纖基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于光電子技術(shù)專業(yè),該門課程設(shè)置在第七學(xué)期。作為中間環(huán)節(jié),他是專業(yè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階,同時(shí)作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期訓(xùn)練,起到承上啟下作用。運(yùn)行一年來(lái),效果顯著。主要體現(xiàn)在:(1)增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,緩解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)少的困難,提升了學(xué)生的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)能力;(2)完成了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整對(duì)接,教學(xué)內(nèi)容與深度得到進(jìn)一步提升;(3)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,為教師的科學(xué)研究提供有效輔助。截至2014年12月,已有11名專業(yè)學(xué)生參與到教師的科研團(tuán)隊(duì)中,并在光通信設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)表EI檢索科研論文3篇,申報(bào)發(fā)明專利1項(xiàng),獲授權(quán)實(shí)用新型專利2項(xiàng),獲批省級(jí)、校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題2項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】光電子器件 雙語(yǔ) 創(chuàng)新 小班化教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)10-0223-02
一、《光電子器件》雙語(yǔ)課程的特點(diǎn)
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,讓人類社會(huì)步入了信息量爆炸性增長(zhǎng)的階段。世界再也不是繞著圓形的地球在運(yùn)轉(zhuǎn),人們將其描述為:“the world is flat”,即世界扁平化。信息傳送不分晝夜,沒(méi)有時(shí)差和地域的分別。面臨這一特殊新時(shí)期,對(duì)于高科技工程領(lǐng)域而言,專業(yè)英語(yǔ)將是獲得、掌握、利用這些信息、緊跟時(shí)展步伐的重要國(guó)際交流工具。當(dāng)前,雙語(yǔ)教學(xué)已經(jīng)成為各大高校專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,我國(guó)各高校根據(jù)自身情況開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)課程具有重要意義[1-3]。
南京郵電大學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)一直高度重視雙語(yǔ)教學(xué)在課程建設(shè)中的作用。在光學(xué)專業(yè)領(lǐng)域,先后開(kāi)設(shè)了《應(yīng)用光學(xué)》、《光電子學(xué)》和《光電子器件》等雙語(yǔ)課程。其中,《光電子器件》雙語(yǔ)課程作為光電信息工程專業(yè)的選修課程,旨于培養(yǎng)光電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域具有國(guó)際視野和競(jìng)爭(zhēng)能力的科研與技術(shù)開(kāi)發(fā)的后備人才。類似于其他工科類雙語(yǔ)課程,該課程需要靈活地應(yīng)用兩種不同語(yǔ)言向?qū)W生傳授知識(shí)理論,與學(xué)生進(jìn)行交流和溝通,培養(yǎng)其雙語(yǔ)信息的獲取、處理、交流和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握光電子技術(shù)專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí),了解該領(lǐng)域國(guó)際學(xué)術(shù)前沿,成為真正的創(chuàng)新型人才。此外,以小班為單位進(jìn)行教學(xué)。不同于以往的大班授課模式,由于課堂規(guī)模的變化,對(duì)教師教學(xué)、課堂組織、課程考核等提出了新的要求,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了一種新的方式。
二、《光電子器件》雙語(yǔ)課程小班化教學(xué)的特殊性
新時(shí)期我國(guó)高等教育應(yīng)用型人才的培養(yǎng),應(yīng)該以“綜合素質(zhì)”為方向,以應(yīng)用為目標(biāo),以“能力”為主線和核心。不是培養(yǎng)只求一個(gè)職業(yè)飯碗、缺乏事業(yè)志向的人,而是培養(yǎng)具有知識(shí)、能力、觀念,具有解決實(shí)際問(wèn)題、應(yīng)對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的技術(shù)人才。和其他高等教育課程一樣,《光電子器件》雙語(yǔ)課程是一門應(yīng)用型、實(shí)踐性強(qiáng)的工程技術(shù)課程,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,以培養(yǎng)光學(xué)工程領(lǐng)域應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標(biāo),內(nèi)容涉及光電子器件(如光源、光纖和光電探測(cè)器、光電調(diào)制器等器件)的工作原理和實(shí)際器件的設(shè)計(jì)與選型。部分內(nèi)容需要緊跟技術(shù)發(fā)展前沿,體現(xiàn)最新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和現(xiàn)狀?!豆怆娮悠骷冯p語(yǔ)課程采用小班化教學(xué),由于其授課對(duì)象和課程安排的特殊性,為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標(biāo),需要在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中探索與研究有效的教學(xué)模式。
在大班雙語(yǔ)教學(xué)課堂上,由于人數(shù)眾多往往只采取一種教學(xué)策略:以教師為重的單向授課。采用一刀切的考核模式,教學(xué)空間的設(shè)置并不理想。由于雙語(yǔ)課程語(yǔ)言使用的特殊性,學(xué)生的英語(yǔ)水平參差不齊,部分書(shū)面成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生還存在口語(yǔ)表達(dá)能力方面的不足,授課過(guò)程被動(dòng)接受將大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,讓其失去學(xué)習(xí)信心。此外,學(xué)生還存在團(tuán)隊(duì)合作能力不高、溝通能力較低、表達(dá)能力差、專業(yè)閱讀量較少,解決實(shí)際問(wèn)題的能力較差的不足。開(kāi)展小班化教學(xué)的本質(zhì),并不僅僅體現(xiàn)在人數(shù)上。在學(xué)生較少的班級(jí)中,開(kāi)展教育教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方法都將產(chǎn)生全新變化,教育觀念將更新,其關(guān)鍵在于促進(jìn)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。實(shí)施小班化教學(xué),首先應(yīng)樹(shù)立:“學(xué)生為主導(dǎo)”的意識(shí),即學(xué)生是教學(xué)的主體,處于教學(xué)活動(dòng)的中心地位。主要體現(xiàn)于:學(xué)生有更多的時(shí)間與教師交流,得到教師的個(gè)別化教育,能充分享受教育的資源;其次,實(shí)施小班化教學(xué),教師必須樹(shù)立服務(wù)意識(shí),需要根據(jù)每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)、需求,制定教學(xué)手段,創(chuàng)設(shè)和諧的教學(xué)意境,提高教學(xué)效率;最后,教師在小班化教學(xué)中的主導(dǎo)地位,主要體現(xiàn)于引導(dǎo)學(xué)生積極探索、有效地組織教學(xué)活動(dòng),例如準(zhǔn)備課堂問(wèn)題、組織課堂討論、反饋學(xué)生問(wèn)題等,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)探索的精神和學(xué)以致用的能力。小班教學(xué)中,師生交流的機(jī)會(huì)明顯增多,學(xué)生最終的學(xué)習(xí)效率也將提高。
三、《光電子器件》雙語(yǔ)教學(xué)小班化教學(xué)實(shí)施方法
以培養(yǎng)個(gè)性化創(chuàng)新型人才為目標(biāo),將小班化教學(xué)引入《光電子器件》雙語(yǔ)課程,實(shí)施方法主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)教學(xué)活動(dòng)中加入文獻(xiàn)閱讀、匯報(bào),引入實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的案例教學(xué):前者是指教師布置專業(yè)英文文獻(xiàn)閱讀作業(yè),學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成閱讀報(bào)告,并在課上用PPT向全班同學(xué)匯報(bào)閱讀成果;后者旨于引導(dǎo)課后自主學(xué)習(xí),多層次遞進(jìn)式教學(xué),注重學(xué)用結(jié)合,發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,提高水平較弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教師積極給予學(xué)生鼓勵(lì)。課上介紹實(shí)際應(yīng)用案例,課后引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)。例如:講解光伏探測(cè)器在社會(huì)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例,讓學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱、思考并總結(jié)如何提高電池效率以節(jié)約能源。這些實(shí)際問(wèn)題需要應(yīng)用光電子器件理論所學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識(shí)去解決,使學(xué)生意識(shí)到,所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用是緊密相連的,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。提出案例的伊始,并不在課堂上立即進(jìn)行講解,讓學(xué)生課后思考。如激光器的封裝需要考慮哪些因素?應(yīng)采用什么結(jié)構(gòu)?在下次課討論時(shí),學(xué)生的方法將豐富多彩,讓其在掌握基本知識(shí),學(xué)以致用的同時(shí),了解了最新的光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。
(2)利用小班教學(xué)的優(yōu)勢(shì),實(shí)施差異性教學(xué):基于拓展性課題的研究性學(xué)習(xí):安排拓展性課題,部分內(nèi)容超出教學(xué)教材,由學(xué)生根據(jù)教學(xué)進(jìn)度在不同周分組研究完成。讓學(xué)生抽取題目,根據(jù)要求,完成資料搜索、整理、歸納總結(jié)知識(shí)點(diǎn)并完成報(bào)告。(目的:讓學(xué)生在理解課堂教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上展開(kāi)課外的團(tuán)隊(duì)式探索學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)分析等活動(dòng),在擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)面的同時(shí),強(qiáng)化其對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。在傳遞知識(shí)的同時(shí),通過(guò)安排探索性的學(xué)習(xí)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣,為其將來(lái)的科學(xué)研究與工作打下良好基礎(chǔ))。如此方式安排難易不同的拓展性課題供學(xué)生選擇,為優(yōu)秀學(xué)生提供拓展思維、獨(dú)立探索和發(fā)揮才能的機(jī)會(huì);讓水平弱一些的同學(xué)看到自身學(xué)習(xí)課程的收獲。培養(yǎng)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣、提升主動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。根據(jù)學(xué)生差異、興趣愛(ài)好和需求,進(jìn)行同質(zhì)或異質(zhì)編組。同質(zhì):有利于教師重點(diǎn)輔導(dǎo),使每個(gè)學(xué)生獲得成功;異質(zhì):有利于同學(xué)互相幫助、合作互補(bǔ),并且可在教案的制定上體現(xiàn)出不同分組和不同要求的特點(diǎn)。這種方式能夠體現(xiàn)“以人為本”,“因材施教”的差異化培養(yǎng)理念,促進(jìn)課程教學(xué)中的“教與學(xué)”、“教學(xué)和科研”的融合與相互促進(jìn)。
(3)合理組織課堂的語(yǔ)言和內(nèi)容安排:據(jù)情況合理搭配語(yǔ)言模式,根據(jù)不同學(xué)生的外語(yǔ)水平,在一個(gè)學(xué)期的不同階段,合理搭配英語(yǔ)授課比例教學(xué)法,即每節(jié)課首先用英語(yǔ)復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容,然后用中文講授新課。注重活躍課堂氣氛,進(jìn)行師生同堂授課或者角色互換,體現(xiàn)教學(xué)民主、教學(xué)相長(zhǎng),營(yíng)造溫馨、愉快的氛圍。許多研究都體現(xiàn)了師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、學(xué)生―媒介―環(huán)境等多維互動(dòng)對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)的重要性。
(4)重構(gòu)《光電子器件》雙語(yǔ)課程的考核模式:實(shí)現(xiàn)從注重知識(shí)點(diǎn)的考核向知識(shí)與能力并重考核的轉(zhuǎn)變。例如,在掌握光電轉(zhuǎn)換基本原理的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)閱讀和課堂討論,總結(jié)與思考,以撰寫大論文的方式,遞交基于理論知識(shí)獲得的最新的關(guān)于光電子器件(如半導(dǎo)體激光器、光電導(dǎo)探測(cè)器等)的設(shè)計(jì)方案。安排課后作業(yè)采用英文題目,要求以英文形式完成,使學(xué)生學(xué)會(huì)使用一些簡(jiǎn)單句型來(lái)表達(dá)專業(yè)問(wèn)題。課堂匯報(bào)則旨于提高學(xué)生獨(dú)立思考及口語(yǔ)表達(dá)能力。教師結(jié)合課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、演講匯報(bào)等內(nèi)容進(jìn)行綜合考核,包括現(xiàn)場(chǎng)打分和匯報(bào)材料打分。以現(xiàn)場(chǎng)打分為主,包括匯報(bào)格式規(guī)范、思路清晰、表達(dá)流暢程度、對(duì)問(wèn)題的分析應(yīng)對(duì)能力、團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)調(diào)能力等;在材料打分方面,主要為大作業(yè)報(bào)告及其演講匯報(bào)材料的評(píng)判,主要評(píng)估對(duì)所選主題的理解是否透徹,是否抓住了問(wèn)題的本質(zhì)。是否具有創(chuàng)新性等。改進(jìn)后的課程考核方式,將最終考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程考核占主導(dǎo)地位,體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力,發(fā)揮考試的真實(shí)體現(xiàn)價(jià)值。
(5)精選教材、豐富教學(xué)資源:采用難易適中的英文原版教材或原版教材搭配中文參考書(shū)的形式。選用原版教材的原因有原版教材內(nèi)容更詳盡,理論更系統(tǒng)更具前沿性,加快了國(guó)內(nèi)與國(guó)際接軌教學(xué)。將教學(xué)過(guò)程分為課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)網(wǎng)站,通過(guò)后者將每章的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)及難點(diǎn)提供給學(xué)生,讓學(xué)生預(yù)習(xí)。在課堂上采用多維互動(dòng)教學(xué)模式,系統(tǒng)針對(duì)性地進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講授,使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)掌握主要知識(shí)。最后,設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)卷,內(nèi)容包括改課程的學(xué)習(xí)是否能提高英語(yǔ)水平、所選教材是否合適、授課方式是否合理、對(duì)授課內(nèi)容(包括多媒體課件與板書(shū)等)是否滿意、學(xué)生對(duì)老師的語(yǔ)言和專業(yè)知識(shí)是否肯定等。
四、總結(jié)
綜上所述,雙語(yǔ)教學(xué)是我國(guó)與國(guó)際接軌、教育改革發(fā)展的必然趨勢(shì)?!豆怆娮悠骷冯p語(yǔ)課程作為一門培養(yǎng)工程技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際化創(chuàng)新型人才的課程,需要充分考慮到班級(jí)學(xué)生的個(gè)體差異性,發(fā)揮小班教學(xué)在《光電子器件》課程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì),促進(jìn)教育機(jī)會(huì)的平等,合作學(xué)習(xí),保護(hù)學(xué)生的個(gè)性差異,增加師生互動(dòng)和師生關(guān)系的融洽與和諧,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心,成為創(chuàng)新型的個(gè)性化人才。
參考文獻(xiàn):
[1]張志穎,李忠,余丹.高校雙語(yǔ)教學(xué)的問(wèn)題與對(duì)策[J].黑龍江教育:高教研究與評(píng)估2012 (3):27-28.
[2]龍國(guó)智.我國(guó)高校雙語(yǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀評(píng)析[J].改革與開(kāi)放,2011,2: 173-174.
[3]袁永鋒,郭紹義,楊金林.工程材料課程開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的探討[J].科教導(dǎo)刊,2014 (35).
作者簡(jiǎn)介:
萬(wàn)洪丹(1984-),女,講師。
關(guān)鍵詞:高等農(nóng)業(yè)院校,光電類課程,教學(xué)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)04-0221-02
一、引言
針對(duì)光電技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程及農(nóng)村信息化工程技術(shù)中的應(yīng)用覆蓋范圍日益擴(kuò)大,但新能源人才缺口越來(lái)越大的現(xiàn)狀,如何在高等農(nóng)業(yè)院校中開(kāi)展和普及光電技術(shù)的應(yīng)用課程已經(jīng)成為眾多農(nóng)業(yè)院校相關(guān)本科專業(yè)的新課程開(kāi)設(shè)熱點(diǎn)。例如,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)開(kāi)設(shè)了光電技術(shù)原理、光電檢測(cè)技術(shù)等必修課;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)了光電類綜合課程,另外,農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)增設(shè)了光電子技術(shù)的必修課,其能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)了光伏科學(xué)技術(shù)的必選課;南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)了光學(xué)信息處理必修課。為了提高光電類課程的教學(xué)質(zhì)量,改進(jìn)教學(xué)效果,提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求的高質(zhì)量專業(yè)人才,同時(shí),針對(duì)這些專業(yè)的面向農(nóng)業(yè)特點(diǎn)以及課程組本科課堂教學(xué)實(shí)踐的效果,課程組就如何在農(nóng)業(yè)院校開(kāi)展光電課程的課堂教學(xué),提高課程教學(xué)質(zhì)量方面進(jìn)行了改革實(shí)踐。
二、課程教學(xué)改革
針對(duì)面向農(nóng)業(yè)類的特點(diǎn),相比普通高校的光電類課程,農(nóng)業(yè)院校光電類課程在教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)組織以及實(shí)踐教學(xué)方面都應(yīng)有較大改動(dòng),充分體現(xiàn)課程在農(nóng)業(yè)方向上的相關(guān)性和實(shí)用性。
1.教學(xué)內(nèi)容的改革。現(xiàn)有的光電類課程包括《光電子技術(shù)》、《光電子器件》、《光電測(cè)試技術(shù)》、《光電顯示技術(shù)》、《光電圖像處理》、《光學(xué)信息處理》、《光伏科學(xué)技術(shù)》等。這些課程要求學(xué)生有一定的光學(xué)基礎(chǔ)和電學(xué)基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生在光學(xué)基礎(chǔ)方面比較欠缺,課程架構(gòu)中缺乏相應(yīng)的前續(xù)課程。相比普通高校的光電類課程,農(nóng)業(yè)院校開(kāi)設(shè)光電類課程在教學(xué)內(nèi)容中,首先一定要增大光學(xué)基礎(chǔ)部分的講授,同時(shí),針對(duì)光學(xué)基礎(chǔ)較弱的特點(diǎn),側(cè)重實(shí)用方向的重點(diǎn)和基礎(chǔ)理論,避開(kāi)偏向推導(dǎo)的公式運(yùn)算,重點(diǎn)講授公式的適用范圍,同時(shí),增加農(nóng)業(yè)機(jī)械中光電設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)例,幫助學(xué)生理解如何應(yīng)用所學(xué)光學(xué)理論。其次,農(nóng)業(yè)院校開(kāi)設(shè)光電類課程的教學(xué)內(nèi)容可以按照農(nóng)業(yè)應(yīng)用范圍分為四大模塊進(jìn)行講授,包括:光電檢測(cè)系統(tǒng)、光電圖像處理、光伏科學(xué)技術(shù)和光譜信息處理。光電檢測(cè)系統(tǒng)側(cè)重于光電直接測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)計(jì);光電圖像處理面向CCD和CMOS檢測(cè)的信號(hào)的處理及分析;光伏太陽(yáng)能發(fā)電則基于現(xiàn)有太陽(yáng)能電池的選擇和系統(tǒng)設(shè)計(jì);光譜信息處理針對(duì)紅外光譜在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用,講授如何處理不同狀態(tài)下的紅外光譜。課程組的老師針對(duì)這四方面對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,確立基礎(chǔ)及重點(diǎn)理論,選擇適合的教材,挑選適當(dāng)?shù)膶?shí)例,設(shè)計(jì)合理的思考題和作業(yè)題,引入對(duì)口的設(shè)計(jì)軟件等,從而方便學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇部分模塊做深入學(xué)習(xí)。
2.課堂教學(xué)的組織。課題組老師目前的課堂教學(xué)主要包含課堂理論教學(xué)以及課堂討論教學(xué)兩種形式,前者以實(shí)用性為教學(xué)目標(biāo),后者則以啟發(fā)性為教學(xué)目標(biāo)。①把握基礎(chǔ)和重點(diǎn)內(nèi)容做好課堂理論教學(xué)。首先,在四大模塊中必有的基礎(chǔ)光學(xué)內(nèi)容,這部分內(nèi)容從輻射度學(xué)和光度學(xué)的物理量的相互關(guān)系展開(kāi),教學(xué)中增加農(nóng)業(yè)中常用光源的光學(xué)量的計(jì)算,教會(huì)學(xué)生如何閱讀光學(xué)器件的性能參數(shù)圖表,并根據(jù)這些光學(xué)參數(shù),選擇合適的光源。另外,講授農(nóng)業(yè)中常用光源,如LED和LD的發(fā)光特點(diǎn)以及如何選用合適的光源。最后,講授光電檢測(cè)器件的檢測(cè)原理,并根據(jù)相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換公式選擇合適的后續(xù)處理電路得到相應(yīng)的電學(xué)物理量(電流或電壓)。其次,根據(jù)農(nóng)業(yè)院校光電類課程的四大模塊的不同特點(diǎn),確立每個(gè)模塊的相應(yīng)核心并圍繞核心做好理論講授,避開(kāi)偏向推導(dǎo)的公式運(yùn)算,重點(diǎn)講授公式的表達(dá)意義及適用范圍。光電直接測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)適用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)和小型農(nóng)業(yè)傳感器設(shè)計(jì),其核心在于根據(jù)適用環(huán)境確定測(cè)試的對(duì)象的物理量,研究對(duì)象的農(nóng)業(yè)特性對(duì)應(yīng)的光學(xué)特性,找出兩者的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系,選擇適合的光電器件,加上相應(yīng)的工作條件(主要包括電學(xué)條件和外界條件),設(shè)計(jì)出相應(yīng)電路。光電圖像處理面向農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)以及農(nóng)業(yè)的實(shí)時(shí)檢測(cè),其核心原理在于數(shù)字圖像處理中取樣(量化)、編碼、灰度化和二值化、調(diào)整對(duì)比度、圖像平滑度處理、圖像增強(qiáng)和圖像濾波的算法講解。光伏太陽(yáng)能發(fā)電可應(yīng)用在農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)以及智能化大棚和溫室的能源系統(tǒng),其核心知識(shí)在于根據(jù)現(xiàn)有太陽(yáng)能陣列,根據(jù)產(chǎn)生的電能要求,計(jì)算出太陽(yáng)能電池的數(shù)量及排列方式,從而選擇或設(shè)計(jì)相應(yīng)的充放電控制裝置將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能從而為蓄電池充電。光譜信息處理適用于農(nóng)學(xué)信息的獲取、作物長(zhǎng)勢(shì)評(píng)估、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)管理等領(lǐng)域,學(xué)習(xí)如何分析確定研究所需數(shù)據(jù)及其類型,設(shè)計(jì)光譜采集方案,分析并提取目標(biāo)特征光譜、選擇合適的算法對(duì)目標(biāo)光譜進(jìn)行預(yù)處理,建立定量化分析模型、最終對(duì)識(shí)別效果進(jìn)行評(píng)價(jià),確立模型適用條件和精度。四大模塊中的理論知識(shí)各有側(cè)重,相互之間沒(méi)有較大關(guān)聯(lián),因此,在課堂教學(xué)組織中從各自的側(cè)重點(diǎn)和實(shí)用性出發(fā),講解包括選用適合的硬件器件以及數(shù)據(jù)處理軟件的使用。②根據(jù)實(shí)例組織課堂分析和討論。首先,教師在實(shí)例選擇中,應(yīng)選擇具有典型性和指導(dǎo)性的實(shí)例,每個(gè)實(shí)例都應(yīng)有啟發(fā)遷移作用,不同實(shí)例之間應(yīng)各有側(cè)重點(diǎn)。另外,教師要結(jié)合學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)引導(dǎo)和啟發(fā)問(wèn)題,針對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題設(shè)計(jì)出討論題目。其次,教師要組織好分析和討論的環(huán)節(jié),獲取有效的信息反饋,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)問(wèn)題。按照課前計(jì)劃,以專題的形式引入討論的題目,根據(jù)學(xué)生的課堂反應(yīng),給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和啟發(fā),最好展示學(xué)生需要討論的題目。較好的課堂討論形式是將學(xué)生分成大組,每一組設(shè)計(jì)不同的實(shí)例,同時(shí)討論交流。在給定討論時(shí)間結(jié)束后,隨即抽取學(xué)生代表其所在組回答題目,同時(shí),給相應(yīng)的點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充,并引導(dǎo)出此實(shí)例的適用條件和不適用條件。通過(guò)設(shè)計(jì)、引導(dǎo)和討論,理論知識(shí)得到進(jìn)一步的補(bǔ)充,并能很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得較好的教學(xué)效果。
3.實(shí)踐教學(xué)的補(bǔ)充。目前,光電類課程在農(nóng)業(yè)類學(xué)科課程中所占比例還較低,傳統(tǒng)的課程實(shí)踐時(shí)間分配較少,部分院校甚至沒(méi)有對(duì)應(yīng)的實(shí)踐安排。解決理論學(xué)習(xí)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀,筆者提出以下解決方法。①邀請(qǐng)?jiān)谛W(xué)生做相關(guān)專題講座,這些學(xué)生都是參加過(guò)歷次光電競(jìng)賽或電子設(shè)計(jì)大賽(光電類)項(xiàng)目的獲獎(jiǎng)?wù)呋騼?yōu)勝者。采用這種形式的實(shí)踐活動(dòng),極大地增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)自信心,并能從實(shí)踐中得到更多切實(shí)指導(dǎo)。②利用校內(nèi)開(kāi)放式專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室不僅為學(xué)生們提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì),讓學(xué)生更好地掌握和鞏固專業(yè)知識(shí),提高其動(dòng)手能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力;同時(shí)也可充分發(fā)揮廣大教師的能動(dòng)作用,和學(xué)生一同探究課題,解決理論學(xué)習(xí)中的問(wèn)題,增強(qiáng)教師的教學(xué)效能感。③參加高?;蚴?nèi)的面向本科生的實(shí)踐類項(xiàng)目。例如,筆者所在的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)展了面向優(yōu)秀大學(xué)本科生的“紅滿堂計(jì)劃”,大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目以及廣東省開(kāi)展了廣東省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題開(kāi)始,學(xué)生將查找大量的相關(guān)文獻(xiàn),自行設(shè)計(jì)構(gòu)想出項(xiàng)目基本方案;方案確立的過(guò)程實(shí)際上也是自我學(xué)習(xí)和突破的過(guò)程,同時(shí),這種形式需要有相應(yīng)輔導(dǎo)老師作為指導(dǎo)老師,結(jié)合指導(dǎo)老師的研究課題,就有很強(qiáng)的實(shí)用性,并能為下一步科學(xué)研究奠定基礎(chǔ),同時(shí),為將來(lái)的科研工作儲(chǔ)備了人才。
三、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)實(shí)踐和聽(tīng)取學(xué)生的課下反映以及課堂評(píng)估成績(jī)表,本文認(rèn)真總結(jié)出在農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)業(yè)相關(guān)專業(yè)開(kāi)展光電類課程的教學(xué)應(yīng)該在確保光學(xué)理論基礎(chǔ)的情況下加強(qiáng)針對(duì)性的模塊教學(xué),以相關(guān)性和實(shí)用性為教學(xué)目標(biāo),課堂講授結(jié)合理論講授和實(shí)例討論兩部分,鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)踐類項(xiàng)目,可以使大多數(shù)同學(xué)克服專業(yè)跨度較大的難題,從而較大程度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并獲得良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]付蓉,郭前崗,王瑾.電力電子與新能源發(fā)電方向課程體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育,2009,(8):86-87.
[2]廖允成,韓娟,海江波.高等農(nóng)業(yè)院校本科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思考和舉措[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2011,(4):28-29.
[3]趙懿琨,王衛(wèi)星,王建.“光電子技術(shù)”雙語(yǔ)教學(xué)課程的建設(shè)[J].教育理論與實(shí)踐,2007,(27):169-170.
[4]王建,謝家興,趙懿琨.建立開(kāi)放式專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,促進(jìn)高校人才能力培養(yǎng)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009,9(31):135-136.
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSCD期刊
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