肖焱山 王飛 何慧靈

摘 要 文章根據(jù)光電信息工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和社會(huì)對本專業(yè)學(xué)生的要求，結(jié)合我校實(shí)際對光電信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化，提出我校光電信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，建立分層次、多模塊、系統(tǒng)的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使學(xué)生能更好地為光電行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。

關(guān)鍵詞 光電信息 實(shí)踐教學(xué) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Optical Engineering Professional Practice Teaching

System Construction and Exploration

XIAO Yanshan， WANG Fei， HE Huiling

（College of Science， China Three Gorges University， Yichang， Hubei 443002）

Abstract According to Optical Engineering expertise structural characteristics and social requirements， combined with our school practice for Optical Engineering practice teaching system optimization， raised my school Optical Engineering Professional Practice teaching training objectives， build professional practice teaching content， build professional practice teaching hierarchical， multi-module， the system architecture to further improve students 'knowledge， cultivate students' innovative spirit and practical ability， so that students can better serve the photovoltaic industry and the local economic and social development.

Key words optical; practice teaching; laboratory construction

0 引言

按照國家專業(yè)目錄的指導(dǎo)思想，我校光電信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)既具有扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，又熟練掌握光電技術(shù)、光學(xué)工程、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用與控制方面的知識(shí)和各種實(shí)驗(yàn)測試技能，了解有關(guān)光學(xué)工程、光纖通信技術(shù)、電子技術(shù)、光電圖像處理等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，能在光電系統(tǒng)與信息處理、光纖通信與傳感及其相關(guān)領(lǐng)域從事科研教學(xué)、科技開發(fā)、工程技術(shù)及生產(chǎn)管理的綜合型人才。①與機(jī)械、電氣、電子、材料等專業(yè)相比，光電信息工程專業(yè)具有非常鮮明的特點(diǎn)，就是其知識(shí)的廣泛交叉性。②③本專業(yè)學(xué)生不僅在光電信息的獲取、傳遞、處理及應(yīng)用等方面具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)還需在光電信息處理、光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光電技術(shù)及其應(yīng)用等專業(yè)領(lǐng)域具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)踐技能。④

針對本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中普遍存在的實(shí)驗(yàn)課課時(shí)數(shù)不足、學(xué)生開展自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)不多、學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力不強(qiáng)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容明顯落后于技術(shù)發(fā)展等問題，本文提出以行業(yè)和社會(huì)需求為導(dǎo)向、鼓勵(lì)學(xué)生自主探究和創(chuàng)新、專業(yè)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)理念，構(gòu)建科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，建立分層次、多模塊、系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化和完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

1 實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)踐教學(xué)層次設(shè)計(jì)

根據(jù)本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的要求、功能及特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可由基礎(chǔ)演示型、應(yīng)用提高型、綜合設(shè)計(jì)型以及研究創(chuàng)新型等四個(gè)不同層次的實(shí)驗(yàn)組成。

基礎(chǔ)演示型實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與光電專業(yè)基礎(chǔ)理論課內(nèi)容相對應(yīng)，進(jìn)行基本的專業(yè)技能訓(xùn)練。通過開展這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生加深對所學(xué)專業(yè)課程內(nèi)容的理解與掌握，并使學(xué)生有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)正確使用本學(xué)科領(lǐng)域的常用儀表和設(shè)備。

應(yīng)用提高型實(shí)驗(yàn)：它是基礎(chǔ)演示型實(shí)驗(yàn)的提高和拓展，根據(jù)本專業(yè)發(fā)展方向和實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包括光纖通信與傳感技術(shù)、光電檢測技術(shù)以及激光技術(shù)等。通過開展這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目幫助學(xué)生了解光電專業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用領(lǐng)域、光電技術(shù)的應(yīng)用原理和測量方法，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭能力。⑤

綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：它涉及的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容較廣泛，包括光電檢測與傳感的部分實(shí)驗(yàn)，光纖通信的部分實(shí)驗(yàn)以及激光技術(shù)的部分實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較豐富，實(shí)驗(yàn)儀器比較復(fù)雜，開展這類實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力。實(shí)驗(yàn)可在老師指導(dǎo)下，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟，并由學(xué)生自行實(shí)施完成。

通過以上三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)如何做好實(shí)驗(yàn)，掌握研究光電規(guī)律和分析光電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的思想和方法，學(xué)會(huì)分析和評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。由以前教師安排好實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器、學(xué)生來做實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)，過渡到學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器完成實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合思維和創(chuàng)造能力。

研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)：主要安排融合各分支學(xué)科和交叉學(xué)科的綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。特別是突出光電技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息前沿科學(xué)發(fā)展的融合。部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用項(xiàng)目式管理模式，題目由學(xué)生自由選擇，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不受限制，實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生實(shí)行全方位開放。由學(xué)生自己查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)、撰寫總結(jié)報(bào)告并口頭交流，注重創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生提供發(fā)展個(gè)性和施展才能的機(jī)會(huì)。

1.2 實(shí)踐教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模塊可分為四類，如表1 所示。第一類是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要開設(shè)在大一、大二學(xué)年。這一環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有計(jì)算機(jī)語言程序設(shè)計(jì)、物理實(shí)驗(yàn)、數(shù)電模電實(shí)驗(yàn)以及工程基礎(chǔ)訓(xùn)練。這一實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)物制作，從而提高動(dòng)手能力。第二類是專業(yè)課程設(shè)計(jì)，包括光電檢測與信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)、電子線路設(shè)計(jì)與PCB、光學(xué)軟件設(shè)計(jì)、光電子系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)等。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與專業(yè)理論課知識(shí)相銜接，使學(xué)生將理論課中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。大三年級以后，每學(xué)期都開設(shè)有專業(yè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，而且課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容逐步與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。第三類是專業(yè)綜合類實(shí)驗(yàn)，包括學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、光電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。通過這類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，來系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的光電信息專業(yè)知識(shí)，提升學(xué)生的光電信息專業(yè)素養(yǎng)。第四類是社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐，包括生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)等。這類實(shí)驗(yàn)包括大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、寒暑期勤工儉學(xué)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等。通過統(tǒng)籌安排這些實(shí)踐內(nèi)容，使學(xué)生盡快了解、認(rèn)識(shí)社會(huì)、企業(yè)對光電信息專業(yè)的實(shí)際需求，真正理解專業(yè)學(xué)習(xí)目的，以增加學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)競爭力。

表1 光電信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模塊

2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施

2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

在大二年級之前完成全部基礎(chǔ)類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要是關(guān)于儀器、儀表的使用、基本量測量、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練和基本測量方法等，設(shè)計(jì)物理、電子學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一些基本實(shí)驗(yàn)技能和基本知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和判斷能力。除了傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)，還包含學(xué)生自己動(dòng)手操作完成的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過探索獲取知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

通過該實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生具備基本實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)基本測量儀器的使用，掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和經(jīng)驗(yàn)，為下一階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。⑥

2.2 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，是理論課程的互補(bǔ)，理論課程中抽象的理論知識(shí)可以在課程設(shè)計(jì)中直觀地反映。指導(dǎo)老師根據(jù)所學(xué)專業(yè)課內(nèi)容給出多個(gè)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生選擇后自己查閱相關(guān)資料對所選題目做出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)分布在第2學(xué)年與第3學(xué)年，這一階段學(xué)生已經(jīng)有了一定的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐基礎(chǔ)，可以完成相關(guān)課程設(shè)計(jì)要求。

通過課程設(shè)計(jì)這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以提升學(xué)生的思維能力，尤其是鍛煉學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

2.3 專業(yè)實(shí)驗(yàn)

充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，可將專業(yè)實(shí)驗(yàn)劃分到多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)教師在固定實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)，學(xué)生分組完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，有效地克服了實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)數(shù)不足的問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中最重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)前的一個(gè)重要的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)。該實(shí)踐環(huán)節(jié)的任務(wù)是，通過指導(dǎo)教師對學(xué)生有針對性的指導(dǎo)，讓學(xué)生系統(tǒng)完成選題、文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)綜述、開題、實(shí)證研究、論文撰寫、論文修改、答辯等各個(gè)具體環(huán)節(jié)，深入探討專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用專業(yè)技能，學(xué)會(huì)選用合適的研究方法，從而完成畢業(yè)論文。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于通過這些環(huán)節(jié)，使學(xué)生鞏固所學(xué)的光電專業(yè)知識(shí)和各項(xiàng)技能，對培養(yǎng)學(xué)生開拓務(wù)實(shí)的工作學(xué)習(xí)作風(fēng)、拓寬專業(yè)視野、鍛煉專業(yè)技能有很好的幫助作用。

2.4 社會(huì)實(shí)踐

社會(huì)實(shí)踐是本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，實(shí)踐形式包括校內(nèi)實(shí)踐和校外實(shí)踐。通過社會(huì)實(shí)踐讓學(xué)生真正接觸、了解社會(huì)實(shí)際。一方面讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到光電信息專業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位和作用，了解光電信息技術(shù)的發(fā)展前沿;同時(shí)增加學(xué)生對光電信息專業(yè)的認(rèn)識(shí)和理解，通過本專業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用來鞏固所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力;最后通過社會(huì)實(shí)踐讓學(xué)生熟悉工程技術(shù)人員的工作職責(zé)和工作程序，學(xué)習(xí)組織和管理生產(chǎn)的初步知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。

3 結(jié)束語

根據(jù)光電信息工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和社會(huì)對本專業(yè)學(xué)生的要求，結(jié)合我校實(shí)際對光電信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化，在拓展學(xué)生專業(yè)知識(shí)面的同時(shí)，更加注重現(xiàn)代光電信息領(lǐng)域的高、新、尖技術(shù)，并且充分利用校內(nèi)外教學(xué)資源，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)教學(xué)改革、科研和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

基金項(xiàng)目：三峽大學(xué)教研項(xiàng)目（J2014069）

注釋

① 中華人民共和國教育部高等教育司.中國普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置大全[M].北京：高等教育出版社，2003：201-202.

② 郁道銀，蔡懷宇，葛寶臻，李清，陳曉冬.光電信息工程專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].光學(xué)技術(shù)，2007（S1）：293-294.

③ 劉向東，劉旭，劉玉玲.從高等教育的發(fā)展到光學(xué)工程類專業(yè)研究型人才培養(yǎng)方案再調(diào)整的思考[J].光學(xué)技術(shù)，2007（S1）：276-277，279.

④ 劉蓉，侯宏錄，陳海濱.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化建設(shè)的探索[J].科級信息，2011（19）：198-199.

⑤ 高朋，黃濤，薛艷霞.光電信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010.28（1）：41-44.

⑥ 魏計(jì)林，王青獅，邱選兵.光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究——以太原科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例[J].教育理論與實(shí)踐，2013.33（6）：50-52.