“光电子技术”课程教改探索

“光电子技术”课程教改探索

叶莉华　崔一平　胡国华

（东南大学电子科学与工程学院，江苏南京，210096）

【摘要】　专业课教学环节是理工科大学的重要教学过程，具有承上启下的作用。专业课教学内容的一个重要特点是体现基础理论、基础知识及专业技术的应用。专业课教学内容的另一个重要特点是跟踪反映一些国内外的新技术、新设备的发展动态，以拓展学生的知识面和视野。为此，笔者结合我校“光电子技术”重点课程的建设计划，从课程内容的安排、科技论坛的组织和改革考核方式等方面作了一些尝试和探索，现整理出来与同行探讨。

【关键词】　教学改革　专业课　光电子技术　激光技术

【中图分类号】　G642．0；TN2　　　　　　　　【文献标识码】　A

【文章编号】　1008－0686（2007）02－0010－03

1．改革课程内容

“光电子技术”课程是一门方向训练课。结合东南大学电子科学与工程学院本科专业的特点，将课程内容确定为：在掌握高斯光束及光学变换、晶体物理基础、晶体光学等基础知识后，着重讲解激光调制与偏转、激光调Q、锁模技术、激光选模与稳频技术等应用技术，而对非线性光学、光探测技术、导波光学等应用技术也应有涉及，对于光电子技术应用中的反射器、F2P标准具、光栅、偏振器、波片、滤光器、光隔离器、环流器等光学元件的基本原理和典型应用亦需进行讲解。学生能够从基础知识出发，掌握应用技术，了解典型应用实例，对光电子技术进行系统学习。

我们选择了内容和安排与本课程相接近的一本教材^［1］，而对于晶体物理基础、晶体光学、非线性光学和光电子技术应用中的光学元件等内容可从其他教辅书中补充。由于笔者一直在从事信息光电子技术方面的科研工作，因而可以将科研中的应用技术和近期科研成果介绍给学生。例如，这些内容包括在FS激光系统中用到的晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、光学参量振荡等技术和反射器、F2P标准具、偏振器、波片、滤光器等光学元件。还包括多光子吸收和荧光、手性材料倍频特性、量子点和有机材料的电致发光、有机光致激光、集成波导技术均属于非线性光学、导波光学、光显示等领域。

另外，笔者还积极采用现代教育技术来提升教学水平。如开展科技论坛的BBS的开放式讨论，充分利用网络资源备课（如采用MIT的开放课件），从网络期刊获取最新的科研动态，引入多媒体课件，采用Flash动画的制作（兰姆凹陷、电光调制效应）等。

2．组织科技论坛

高等学校的专业课，因其专业性强，如采用传统的注入式教学法，教学内容枯燥无味，教学效果很不理想。为了提高专业课的教学效果，必须注重教学方法的改进^［2］。根据本课程的专业特点，在教学过程中采用讨论式教学法，组织了“光电子技术发展”科技论坛。学生以小组为单位，围绕光电子技术相关的研究方向在课后查阅科技文献，适量在课堂上安排学生作讲演和讨论。科技论坛活动的实施结果表明，它是提高教学效果的有效途径之一。

本课程的首节课上，就结合课程绪论的讲解和课程大纲的介绍，布置一些选题方向给学生。这些题目有的是学科前沿技术，有的是教科书所涉及的理论深化问题。学生按自己的意愿或与老师讨论后选题和分组，教师根据各个组的题目从理解、文献查阅、分析以及论文的写作方法等方面进行辅导。课后由各组就专题进行讨论。在期末考试前两周，每小组必须上交一份课程论文，并推选一位学生在科技论坛中讲演和答辩。

我院的“光电子技术”科技论坛已举办了四届，共有近200名学生参加了论坛。论坛的课题包括：飞秒激光器的技术与应用、光子晶体、微光机电系统MOEMS、全光通讯网络新技术、上转换发光与激光显示、非线性光纤在光通信系统中的应用、全息电影、数字投影技术DLP简介、激光医疗、光折变效应及其信息处理、光开关研究进展与应用、光子晶体光纤、薄膜太阳能电池、垂直腔面发射激光器（VC－SEL）、负折射率、光纤陀螺、新型的STM探针、阴罩式等离子体显示器、激光冷却技术、空间激光通信技术、蓝光技术、光电对抗技术与装备、激光测距仪、数码相机等。

科技论坛对学生还有以下好处。①通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳，提高了学生分析问题的能力；②可以让学生更加接近本学科的前沿技术；③提高了学生利用期刊、文摘、网络及光盘等获取本专业信息的能力；④让学生尝试完成科技论文的写作；⑤锻炼了学生表达能力和应变能力；⑥最重要的一点是，将学习的主动权给了学生，使学习和考试变恐惧为趣味。

尤其是，科技论坛鼓励学生畅所欲言，相互交流。这样不仅使学生在参与讨论的过程中，改进自己的认知结构，提高学习效果，而且能逐渐练就缜密的思维、敏捷的反应、善辩的口才和自觉学习思考的精神，从而增强他们的社交能力。

举办科技论坛还有利于提高教师和学生两方面的积极性。教师正确的主导作用必然使学生的主动性可以充分发挥。围绕科技论坛，学生必须在课外进行大量的阅读和思考，提高认知水平。教师在组织科技论坛前，为学生确定合适的选题，使学生有能力理解并掌握课题的基本原理或技术。在讨论中，应能及时点拨，适当评价，把握好讨论节奏，最后做出总结，给学生以肯定、激励和期望。为此要求教师既要紧密关注学术动态，善于捕捉热点问题，又具备良好的组织课堂讨论的能力。此外，师生间的相互沟通，教学关系拉近，课堂气氛活跃，这都是传统教学法所难以达到的。

3．改革考核标准

在相当长的一段时间里，考试内容重书本知识，轻能力培养，考试方法单调。专业课与基础课的主要不同是，它所涉及的实际问题多，需要学生有更强的理论联系实际的能力。同时，许多学科前沿科研成果需要教师引导学生课外查阅文献资料去获得。因此，在专业课的教学和考试中，更应发挥教师的作用^［3］。以笔者任教的“光电子技术”课为例，在学生中采用了以下的考试方法来促进教学：

（1）让考试贯穿于课程学习的始终。“光电子技术”课程考试成绩由四部分组成：平时成绩、课后作业、一篇论文和期末考试。在科技论坛中作讲演的同学会得到附加分。下面重点谈一下论文作为考试的一部分的具体作法。在第一节课上即向学生讲清考试的方法以及成绩的组成，然后选题、查阅文献、撰写论文、准备讲演稿。在期末考试前两周，每个小组上交一份课题论文，并按贡献大小对作者进行排序。不同的作者得分等于该论文的得分乘以权重。第一作者权重是1；第二作者的权重是0．8；第四作者的权重只有0．5，让学生体验到科研工作中团队合作时不同贡献的评价体系。组内的同学要齐心协力完成好论文，避免个别同学不做贡献的消极行为。同时，每个小组推选一位同学在同年级全专业范围内进行讲演、答辩。讲演的同学会获得附加分，最高是10分。虽然这样考期长达一个学期，但却减轻了学生期末的考试压力。

（2）期末采用开卷考试。期末考试主要考查学生是否具备一定的分析问题、解决问题的能力。本课程采取开卷考试的形式，主要基于这样的考虑：在全部课程内容学习完毕之后，要求学生在掌握课程体系的基础上，将所学知识用于实际问题的分析和解决。期末考试以分析题为主，并且会有多种答案。据学生反映，像这种有多种解答的分析题原来很少碰到，因为它既要考本门课程的知识，也要考与其他课程的联系；既要考分析问题的能力，也要考综合归纳能力；既要考理论知识，更要考知识的应用。这种题似乎是最容易的，但又是最难的。笔者深切感到，目前采用的考试方法与传统的考试方法相比，教师要多付出更多的时间和心血，例如几十篇论文的辅导、批改工作量相当大，开卷考试的试卷比闭卷考试的试卷难改得多。但这样做对学生的综合素质提高是有一定作用的。虽然每一门课的作用有限，每一位教师的作用也有限，但只是要明确考试对学生素质教育的作用，不断努力、不断探索，考试就会成为提高学生素质的有效手段。

在课程结束时，笔者会让学生完成课程问卷调查，内容包括：

（1）你为什么选修“光电子技术”？

（2）通过本学期的学习是否达到了预期目标？为什么？

（3）你对“光电子技术”课程的授课内容、形式、效果等有何建议或感想？

（4）你对“光电子技术”科技论坛的内容、形式、组织、效果等有何建议或感想？

（5）你对下届“光电子技术”课程和选修该课程的同学有何建议？

（6）你是否有其他意见和感想？

历经四届的教改探索，根据问卷调查，学生普遍反映这样的专业课教学方式更能激发他们的学习主动性，学习效果更好。

4．结语

笔者结合我校“光电子技术”重点课程的建设计划，从教学内容、方法和组织上在教学实践中作了一些尝试和探索。教材内容的补充丰富了课堂教学的素材，考试方式的改进能更全面地了解学生掌握知识及获取知识的能力，多媒体等现代教学手段的引入对教学效果的加强、教学水平的提高都有很大的促进。特别是在组织科技论坛的过程中，发动同学们主动去获取最新的科技信息，锻炼同学们总结、整理信息的能力，提高了同学们的学习热情和学习主动性。此论坛还能锻炼学生通过各种渠道主动获取有用信息的能力，为他们的毕业设计打下良好的基础。在此项活动中，学生也能锻炼团队合作能力和表达能力，为今后的工作、学习积累经验。

参考文献：

［1］　朱京平．光电子技术基础［M］．北京：科学出版社，2003

［2］　陈明和．大学工科专业课精品课程建设的几点思考［J］．江苏高教，2006（2）

［3］　刘建国．创新型人才培养与高校考试改革［J］．现代大学教育，2006（2）

（原载于《电气电子教学学报》，2007年第2期）