李敏

摘要：針對光纖傳感技術(shù)課程的研究現(xiàn)狀和特點(diǎn)，結(jié)合應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行了初步的改革探索.通過把實(shí)踐和科研融入課堂教學(xué)，做到產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的培養(yǎng)模式.同時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力.此外，建立課程的多元化考核方式，將傳統(tǒng)的理論考核與實(shí)踐考核相結(jié)合，從多角度考查學(xué)生對課程知識的掌握，使得這門課程更符合應(yīng)用型本科高校的培養(yǎng)目標(biāo).

關(guān)鍵詞：光纖傳感技術(shù);教學(xué)改革;多元化考核;應(yīng)用型本科院校

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

傳感技術(shù)是21世紀(jì)信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一，是衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志.傳感器通過將感受到的信息按一定規(guī)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(diào)實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)忍攸c(diǎn)備受人們的關(guān)注[1-3].目前光纖傳感器件已經(jīng)在生物醫(yī)療、航空航天、海洋探測、環(huán)境工程、農(nóng)業(yè)及工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[4-6].我國每年都需要大量的光纖傳感技術(shù)人才，因此，多所應(yīng)用型本科院校針對該需求設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案，開設(shè)光纖傳感技術(shù)課程，培養(yǎng)光纖傳感技術(shù)方向的專業(yè)性人才.光纖傳感技術(shù)課程將學(xué)生前期所掌握的基礎(chǔ)理論知識進(jìn)一步深化的同時(shí)，又將相關(guān)理論知識加以應(yīng)用，因此，該課程是理論和應(yīng)用并重的一門承上啟下的核心課程.通過該課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生具備該技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)理論知識的同時(shí)，也具備對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新實(shí)踐能力.

對于應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來講普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象就是知識的儲備量相對薄弱，這使得學(xué)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(yè)知識接受程度比較.因此，對光纖傳感技術(shù)這門課程進(jìn)行調(diào)整和改革是非常必要的，通過改革使得該課程的教學(xué)更適應(yīng)于應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標(biāo).

1 教學(xué)內(nèi)容改革

光纖傳感技術(shù)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容主要根據(jù)應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和具體教學(xué)對象而設(shè)定.應(yīng)用型本科院校更側(cè)重于應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)，適于為地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展服務(wù).因此，教學(xué)內(nèi)容主要圍繞應(yīng)用型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型及復(fù)合型的人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定.考慮到應(yīng)用型本科院校學(xué)生自身的知識儲備量以及我院的人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們將光纖傳感器件的應(yīng)用作為主要講授內(nèi)容，并適當(dāng)講授一些理論知識，加深學(xué)生對器件應(yīng)用的理解.調(diào)整后的光纖傳感技術(shù)課程主要包括：光纖傳感技術(shù)的原理，光纖傳感器件的制備、測試、封裝及應(yīng)用.目前，光纖傳感技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其研究內(nèi)容不斷更新，因此，教學(xué)過程中需要及時(shí)去除陳舊的內(nèi)容，增加最新的、具有一定前沿性的知識和應(yīng)用前景更好的光纖傳感器件作為學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，使學(xué)生們更好地了解該方向的研究動態(tài)和發(fā)展水平，掌握最先進(jìn)的光纖傳感技術(shù).

2 教學(xué)方法改革

2.1 理論講授

光纖傳感技術(shù)課程的基礎(chǔ)主要是光學(xué)、光波導(dǎo)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，是該類課程的延伸.因此，該課程除了介紹光學(xué)和光波導(dǎo)的理論知識外，重點(diǎn)對光纖傳感器件的基本原理、主要功能參數(shù)、制備過程、性能測試和封裝工藝進(jìn)行詳細(xì)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(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于建筑、軍事和能源等領(lǐng)域[7-9]，備受人們的關(guān)注.這里提出，在講授光纖傳感技術(shù)理論知識的同時(shí)，將授課教師本人在該方向所做的工作融入課堂教學(xué)中，從而讓學(xué)生更好地了解科學(xué)前沿動態(tài).比如，在干涉型光纖傳感器件章節(jié)，講解完干涉理論后，重點(diǎn)介紹我們實(shí)驗(yàn)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(xué)生.學(xué)生通過老師目前的研究工作更好的了解到所學(xué)課程的一些科研進(jìn)展.該方法在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也拓寬了學(xué)生的視野.這種教學(xué)模式更符合應(yīng)用型院校的辦學(xué)宗旨.另外，在理論講授過程中，利用少量的時(shí)間為學(xué)生講解如何檢索科技論文，以及如何提煉論文的創(chuàng)新點(diǎn)，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)做好充足準(zhǔn)備.

2.2 小組討論

將光纖傳感器件的設(shè)計(jì)、制備、傳感特性研究及封裝等內(nèi)容作為小組討論的主要內(nèi)容.把學(xué)生分成若干個(gè)小組，讓學(xué)生自己收集并整理相關(guān)素材，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件提出自己的觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方案等.老師對學(xué)生制定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(jià)和修改，學(xué)生根據(jù)老師的意見對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改，從而制定出更加合理的實(shí)驗(yàn)方案.通過小組討論的方式，既加深了學(xué)生對光纖傳感技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的了解，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力.同時(shí)，小組討論過程是通過大家共同參與和協(xié)作完成的，這也培養(yǎng)了學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作意識，進(jìn)一步提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，這些能力的提升都是應(yīng)用型高校教學(xué)目標(biāo)的具體體現(xiàn).

2.3 實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用型高校的教學(xué)中占有很高的地位，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型高校培養(yǎng)目標(biāo)的主要手段.該環(huán)節(jié)通過將學(xué)生在學(xué)校所學(xué)習(xí)的理論知識與社會企業(yè)實(shí)踐緊密連接，使得學(xué)生將所學(xué)到的抽象理論知識加以運(yùn)用，從而進(jìn)一步加深對理論知識的理解和鞏固.同時(shí)，光纖傳感技術(shù)課程將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為主要的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，該內(nèi)容主要包含各類光纖傳感結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備、封裝、特性研究及作品展示等環(huán)節(jié).這些具體操作環(huán)節(jié)不僅可以將學(xué)生學(xué)到的理論知識加以運(yùn)用，還可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力.另外，該環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)，來提高學(xué)生對光纖傳感技術(shù)課程的理解和領(lǐng)悟，進(jìn)而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力.

3 考核方式改革

目前，我院大多數(shù)課程的考核方式均由三部分成績構(gòu)成，包括平時(shí)成績、期中成績和期末成績，并按照平時(shí)成績20%，期中期末成績各40%的比例來計(jì)算課程的綜合成績，這種考核方式更適用于理論性較強(qiáng)的課程.這里，我們提出光纖傳感技術(shù)課程更加注重過程化考核，把考核貫穿于整個(gè)教學(xué)活動之中.通過每章節(jié)考核一次的方式給出成績，具體考核方式由章節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)作品展示和期末考試構(gòu)成.其中，章節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)占20%，實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理占30%，實(shí)驗(yàn)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(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的積極性，同時(shí)提高學(xué)生們的自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力、動手能力以及實(shí)踐創(chuàng)新能力.

4 結(jié)語

從光纖傳感技術(shù)課程的特點(diǎn)以及我院物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，我們對光纖傳感技術(shù)課程從三方面進(jìn)行了調(diào)整和改革探索，包含教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式.教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整使得本課程更適用于應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)出的學(xué)生可以熟練掌握本課程的基本理論知識，同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新也使得學(xué)生更好的學(xué)習(xí)該方向最先進(jìn)的技術(shù)和最新成果.教學(xué)方法的改革使學(xué)生將學(xué)習(xí)的理論知識與實(shí)際更好的結(jié)合，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力.考核方式的改革提高了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的同時(shí)，也提高了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性.在教學(xué)過程中，作為教師我們還需要不斷的探索和學(xué)習(xí)，進(jìn)而來提高教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕C. Gouveia， G. Chesini， C. Cordeiro， J. Baptista， and P. Jorge， “Simultaneous measurement of refractive index and temperature using multimode interference inside a high birefringence fiber loop mirror，” Sens. Actuators B： Chem. 177， 717-723（2013）.

〔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）.

〔4〕王惠文.光纖傳感技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001.

〔5〕張國順.光纖傳感技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1988.

〔6〕朱濤，等.光纖傳感核心技術(shù)與前沿研究——專題導(dǎo)讀[J].光電工程，2018，45（09）：1.

〔7〕陳陽，等.面向海洋傳感與探測的光纖傳感器研究進(jìn)展[J].海洋技術(shù)學(xué)報(bào)，2017，36（05）：1-10.

〔8〕劉昕.基于光纖傳感檢測的礦井人員定位方法[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2018，31（09）：1236-1336.

〔9〕王閔，等.基于光纖微結(jié)構(gòu)加工和敏感材料物理融合的光纖傳感技術(shù)[J].物理學(xué)報(bào)，2017，66（07）.