摘 要：實驗教學(xué)是培養(yǎng)理工科學(xué)生實踐與應(yīng)用能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，亦是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、提升綜合素質(zhì)的重要方式?！豆怆姍z測技術(shù)》是儀器儀表、電子信息以及光電等相關(guān)專業(yè)較為重點的課程之一，因此，《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生綜合素質(zhì)的提高密切相關(guān)。為適應(yīng)時代發(fā)展的要求，全面提高學(xué)生綜合素養(yǎng)及創(chuàng)新能力，本文對《光電檢測技術(shù)》實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及相應(yīng)的考核方式進行了初步的改革探討，希望可以為相關(guān)課程負責(zé)教師提供一定的教學(xué)改革工作思路，也希望由此促進學(xué)生對光電領(lǐng)域知識的理解。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué) 創(chuàng)新思維 光電檢測技術(shù) 教學(xué)改革

Discussion on Experimental Teaching Reform of Photoelectric Detection Technology

GAN Yongjin

（1.School of Physics and Telecommunication Engineering， Yulin Normal University， Yulin， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 537000 China;2.Optoelectronic Information Research Center， Yulin Normal University， Yulin， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 53700 China）

Abstract：Experimental teaching is a key link in cultivating the practical and application ability of science and engineering students， it is also an important way to cultivate students' innovative thinking and improve their overall quality.Photoelectric Detection Technologyis one of the more important courses in instrumentation， electronic information， and optoelectronics. So the experimental teaching quality ofPhotoelectric Detection Technologyis closely related to the improvement of students' comprehensive quality. In order to meet the requirements of the development of the times and comprehensively improve students' comprehensive literacy and innovation ability， this article discusses the preliminary reform of the teaching content， teaching methods and corresponding assessment methods of thePhotoelectric Detection Technologyexperiment. It aims to give teachers in charge of relevant courses some ideas for teaching reform， and hopes to promote students' understanding of knowledge in the field of optoelectronics.

Key Words： Experimental teaching; Innovative thinking; Photoelectric Detection Technology; Teaching reform

現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，對各類檢測技術(shù)都提出了更高的要求。光電檢測技術(shù)因具有較高精度、非接觸式測量、高速以及實時在線等優(yōu)點，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事以及日常生活等應(yīng)用領(lǐng)域都引起了廣泛關(guān)注。光電檢測技術(shù)作為一門交叉學(xué)科，涵蓋物理學(xué)、光電子學(xué)、電子信息以及儀器儀表等相關(guān)理工科涉及內(nèi)容，該門課程基礎(chǔ)性強、涉及面廣、實踐性強?！豆怆姍z測技術(shù)》課程作為儀器儀表、電子信息、光電以及通信工程等相關(guān)理工專業(yè)的核心課程之一，開設(shè)該門課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生在光電相關(guān)領(lǐng)域的理論以及實踐能力。作為一門實踐性較強的課程，《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)對學(xué)生動手能力以及應(yīng)用能力有較高的要求。在信息化時代，傳統(tǒng)的《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)中存在一定的問題，如“灌輸式”教學(xué)限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展、教學(xué)內(nèi)容過于陳舊、實驗平臺有限、教學(xué)方式老套、課時安排不合理、考核方式單一等，這些實際的教學(xué)過程中遇到的問題，不僅影響實驗教學(xué)效果和質(zhì)量，對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、創(chuàng)造力的開發(fā)以及應(yīng)用能力的培養(yǎng)也有一定的限制。

因此，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及對新知識的求知欲，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提升實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生實踐與應(yīng)用及創(chuàng)新能力，本文對《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)中遇到的問題進行分析和探討，并相應(yīng)地提出初步的改革措施，旨在改善該門實驗課程的教學(xué)效果，希望可以為相關(guān)課程負責(zé)教師提供一定的教學(xué)改革工作思路，也希望由此促進學(xué)生對光電領(lǐng)域知識的理解。

1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)內(nèi)容涵蓋了HE-NE激光器搭建及調(diào)腔實驗、基于邁克爾遜干涉光路的微形變測量、光敏電阻特性、光電二極管特性等實驗環(huán)節(jié)，內(nèi)容多且操作難易程度不同，針對目前這些實驗教學(xué)中遇到的實際問題，本文將《光電檢測技術(shù)》實驗中普遍存在的問題做了歸納總結(jié)，并概述如下。

1.1實驗內(nèi)容的落后

《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)內(nèi)容大部分為驗證性^[1]以及演示性實驗，如光敏電阻特性、光電二極管特性等，而對于自主創(chuàng)新的設(shè)計性、綜合性實驗占比較少，尤其是可以促進學(xué)生就業(yè)的應(yīng)用型實驗更是缺乏^[2]。由此一來，相關(guān)的實驗教學(xué)內(nèi)容與信息化時代脫節(jié)，無法與科技前沿、社會熱點以及最新的應(yīng)用接軌，陳舊的實驗教學(xué)內(nèi)容使得學(xué)生產(chǎn)生疲態(tài)感，缺乏學(xué)習(xí)熱情，也不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，無法鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力。因此，對《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)內(nèi)容進行更新和變革是該門實驗課程教學(xué)改革的關(guān)鍵一步。

1.2“灌輸式”的實驗教學(xué)方法限制學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)

《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)過程中，大部分實驗教師依舊采用陳舊的教學(xué)方法^[3]，即實驗教師在實驗前給學(xué)生提供實驗指導(dǎo)書，學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書進行預(yù)習(xí)。實驗時，由實驗教師根據(jù)實驗指導(dǎo)書，對實驗的原理、內(nèi)容、步驟以及相關(guān)儀器設(shè)備的使用進行講解，然后學(xué)生再結(jié)合指導(dǎo)書的說明一步一步地進行實驗。這種“灌輸式”的教學(xué)方法使得學(xué)生不需要對實驗的原理進行太多的思考和探究便可以完成相關(guān)的實驗，學(xué)生一直處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，忽略了學(xué)生主動質(zhì)疑以及主動思考的能力培養(yǎng)，脫離以學(xué)生為中心的教學(xué)觀念，不利于調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，背離了培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的教學(xué)目的。

1.3實驗設(shè)備的缺乏

由于光電檢測技術(shù)相關(guān)的實驗設(shè)備以及耗材較為昂貴，因此對于一般高校而言，光電檢測技術(shù)相關(guān)的實驗室中實驗平臺數(shù)量配套較少，而學(xué)生數(shù)量逐年增多，實驗配套設(shè)備數(shù)量與學(xué)生人數(shù)間的矛盾日益凸顯^[4]，難以滿足每個學(xué)生在課上都可以單獨使用一套設(shè)備進行實驗的需求，這必然對教學(xué)效果產(chǎn)生不利影響，對學(xué)生動手能力、實踐能力的培養(yǎng)也有一定阻礙。另外，光電檢測技術(shù)相關(guān)的精密儀器普遍價格昂貴且卻極易損耗，每年更新耗材也是一筆很大的開銷。

1.4學(xué)生難以理解抽象性的實驗

《光電檢測技術(shù)》實驗內(nèi)容大多較為抽象，單純依靠實驗教師在實驗課程上一邊進行實驗原理及儀器操作等相關(guān)講解，一邊同時演示實驗操作的方式進行教學(xué)，學(xué)生無法有直觀感受，導(dǎo)致學(xué)生對知識點以及實驗現(xiàn)象模棱兩可^[5]。比如，由于光電測量技術(shù)中必須用到精確的相關(guān)光路或光學(xué)系統(tǒng)來體現(xiàn)和保證最終光電測量技術(shù)的精度，而這些光路和光學(xué)系統(tǒng)的精確度，需要有相當復(fù)雜的調(diào)試過程：一方面需要人眼非常細致地觀察光路中一些只能容納一只人眼來看的小孔徑內(nèi)部的情況來保證調(diào)試的精度，這使得實驗教師的講解和學(xué)生的理解都有相當?shù)某橄笮?，通常雙方都需要花費大量的實驗課時間來互相理解基本的現(xiàn)象，造成實際實踐操作時間減少;另一方面鑒于激光對人眼和人體有一定的傷害性，調(diào)試過程又不能全程都用人眼直接觀察激光的傳輸過程，這使得光路的調(diào)試更多時候需要花費更多的時間和精力來獲得足夠的調(diào)試經(jīng)驗，才能更好地獲得實驗效果，也直接造成了實際實踐操作時間的減少。

抽象性的實驗導(dǎo)致學(xué)生在短時間內(nèi)無法充分理解實驗內(nèi)容，這必然會造成實驗課堂教學(xué)效果不佳，學(xué)生理解不透徹，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。因此，如何將抽象性的實驗內(nèi)容以更直觀、更生動的形式展示給學(xué)生，亦是值得深思的主題。

1.5考核方式單一

《光電檢測技術(shù)》實驗的考核方式大多以學(xué)生完成各個實驗報告的質(zhì)量作為評分依據(jù)，這種考核方式過于單一^[6]，單純通過實驗報告的情況不能全面地反映學(xué)生的實際操作能力，缺乏對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力科學(xué)、合理的評估，可能會出現(xiàn)學(xué)生實驗完成質(zhì)量一般但為獲得高分而抄襲實驗報告的情況，造成不良影響，實質(zhì)性的教學(xué)效果并未達到。因此，更為合理、科學(xué)、有效的考核方式仍待進一步的探討。

針對以上闡述的問題，本文初步探討了《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)的改革方法，希望可以對該門課程的實驗教學(xué)質(zhì)量的提升有一定的促進作用。

2 實驗教學(xué)改革措施

2.1增設(shè)開放性、綜合性實驗

通過在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容的前提下保留關(guān)鍵的實驗內(nèi)容，對部分過于老舊的實驗內(nèi)容進行刪減，增加開放性、綜合性實驗^[7，8]，優(yōu)化實驗內(nèi)容，從多方位提升學(xué)生的素質(zhì)與能力。根據(jù)實驗室現(xiàn)有的設(shè)備和儀器，結(jié)合工業(yè)領(lǐng)域及相關(guān)行業(yè)的熱點應(yīng)用擬定實驗題目，由學(xué)生獨立設(shè)計實驗方案并完成實驗操作、分析數(shù)據(jù)以及總結(jié)、歸納。在開放性、綜合性的實驗中，學(xué)生作為主導(dǎo)角色，教師負責(zé)引導(dǎo)及答疑。

綜合性、開放性的實驗開設(shè)，更能體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)觀念，學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中從被動角色轉(zhuǎn)換為了主動角色，可以極大程度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生自主提出疑問，并自主分析、解決問題，最后總結(jié)、歸納，注重技術(shù)實踐探索與應(yīng)用^[9]。這一過程很大程度上提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，鍛煉學(xué)生的分析能力、創(chuàng)造思維等。

2.2提高實驗教學(xué)的信息化程度

通過互聯(lián)網(wǎng)信息化手段^[10]，建立學(xué)生與實驗教師的網(wǎng)絡(luò)互動平臺，令實驗教學(xué)具有更高的信息化程度，使得學(xué)生不受時間、地點的限制，方便了解課程的最新動態(tài)，學(xué)生可以自主下載實驗操作相關(guān)視頻以及相關(guān)實驗的指導(dǎo)書等操作資料，使師生交流實時性得到提高，便于師生信息交互。信息化技術(shù)融入實驗教學(xué)，搭建網(wǎng)絡(luò)互動平臺，使得實驗教學(xué)手段更為多樣化，實驗教師的工作量也在一定程度上得以減輕。

新穎的、先進的信息化技術(shù)可以優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，使知識點可以更多層次、更多角度、更為直觀形象地展示給學(xué)生，利用信息化手段將實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機結(jié)合^[11]，使實驗教學(xué)緊跟信息化技術(shù)發(fā)展的步伐，可以加深學(xué)生對學(xué)科知識的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得教學(xué)過程更為有效，對取得良好的教學(xué)效果具有良好的促進作用。

2.3“以賽促學(xué)”，將理論應(yīng)用于實際

《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)的內(nèi)容可以適當與社會熱點、學(xué)科競賽主題相結(jié)合，由此一來，學(xué)生可以在平時的實驗中將理論知識點與實際應(yīng)用問題結(jié)合起來，加深對相關(guān)知識點的理解，并且在平時的實驗中結(jié)合全國機器人人大賽、藍橋杯、人工智能大賽、電子設(shè)計大賽、無人機大賽、全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽等相關(guān)學(xué)科競賽，不僅可以使得實驗教學(xué)內(nèi)容豐富多彩，也可以給學(xué)生指引學(xué)習(xí)以及就業(yè)方向，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，刺激學(xué)生的探索和求知欲望，使學(xué)生對所學(xué)專業(yè)有更全面、更深刻的認識。另外，學(xué)生根據(jù)社會熱點、學(xué)科競賽主題等制定實驗方案，并且通過搭建實際光路、電路以及編寫代碼去解決實際問題，再根據(jù)平時接觸的實驗內(nèi)容申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，由此鍛煉學(xué)生的科研能力，豐富實驗課程內(nèi)容，拉近教學(xué)與科研的距離，促進兩者的有機融合。

2.4虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)過程

針對實驗平臺及相關(guān)設(shè)備數(shù)量遠少于學(xué)生數(shù)量的問題，為了使每個學(xué)生都能參與到實驗中，提高實驗設(shè)備的有效使用率，可以借助虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建光電檢測虛擬仿真實驗平臺，使得學(xué)生不受時間、空間的限制，可以自由、自主地通過虛擬仿真實驗平臺進行實驗搭建。學(xué)生通過虛擬仿真實驗平臺進行了相關(guān)實驗的操作后，對實驗有了較為直觀的體驗后，可以加深對實驗的理解與體悟，促進學(xué)生對實驗的熟練程度，學(xué)生到實驗室進行實際實驗時，可以一定程度上提高實驗完成的效率，使得實驗設(shè)備在一節(jié)課內(nèi)的使用率更高，更多的學(xué)生可以在課堂時間內(nèi)參與進來并有效地完成相關(guān)實驗。另外，虛擬仿真技術(shù)融入實驗課程中，可以將抽象的理論知識動畫化，便于學(xué)生對理論知識的理解，可以很大程度上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，刺激學(xué)生的創(chuàng)造性，對取得良好的實驗教學(xué)效果有很大的幫助。另外，虛擬仿真技術(shù)的融入，一定程度上可以減少對光學(xué)檢測相關(guān)較為精密、昂貴的儀器和設(shè)備的不必要的損耗。

2.5采用綜合評價考核方式

傳統(tǒng)實驗考核評價方式以實驗報告為主要依據(jù)，存在片面性^[12]。為了使得《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)更為科學(xué)、合理，本文提出通過豐富實驗教學(xué)考核方式，以多樣化的考核方式進行評價，使得評價結(jié)果更為客觀合理，具體簡述為：評價結(jié)果由預(yù)習(xí)報告、實驗操作及實驗報告3個部分的評分組成^[2]，這3個部分分別占總分比重的20%、40%、40%。其中，預(yù)習(xí)報告要求學(xué)生根據(jù)自選的開放性實驗內(nèi)容，自行調(diào)查該實驗的實際應(yīng)用背景，撰寫調(diào)研報告，理解實驗原理并由此制定實驗方案及開展的具體步驟;實驗操作由實驗教師根據(jù)學(xué)生的操作規(guī)范程度以及所得實驗結(jié)果，結(jié)合實驗的新穎性、實用性、實驗完成程度對學(xué)生進行評價;實驗報告是實驗教師根據(jù)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的整理、分析以及學(xué)生對該次實驗的總結(jié)進行評分。通過綜合性的評價方式，可以更全面、更科學(xué)、更合理地評定學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

3 結(jié)語

《光電檢測技術(shù)》實驗是一門實踐性較強的課程，該門課程的實驗教學(xué)對學(xué)生的動手能力以及應(yīng)用能力有較高的要求，實驗教學(xué)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到學(xué)生動手能力、創(chuàng)新思維以及相關(guān)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)的《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)存在一定的弊端，本文分析、總結(jié)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗設(shè)備以及考核方式上存在的一些問題，并提出了相應(yīng)的改革措施，包括增設(shè)開放性、綜合性實驗，提高教學(xué)信息化程度，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，采用綜合評價的考核方式等，希望通過這些改革措施，可以有效地改善《光電檢測技術(shù)》實驗教學(xué)中存在的現(xiàn)實問題，提高實際的教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動學(xué)生的積極性，使得學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供助力。

參考文獻

[1] 劉鐵根，江俊峰，胡浩豐，等.“光電檢測技術(shù)與系統(tǒng)”實驗教學(xué)的改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2018（4）：259-262.

[2] 黃艷.基于“工學(xué)結(jié)合”模式下高職院校光電檢測技術(shù)課程教學(xué)改革的探討[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報，2020，40（3）：130-132.

[3] 溫宏愿，竇如鳳.應(yīng)用型本科光電檢測技術(shù)課程教學(xué)改革的探討[J].大學(xué)教育，2018（7）：36-38.

[4] 蔣曲博，秦祖軍，張麗娟，等.基于虛擬仿真技術(shù)的光電測量實驗教學(xué)改革研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（15）：98-100.

[5] 甘永進.虛擬仿真技術(shù)在光電測量實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西物理，2017，38（Z1）：48-50.

[6] 李傳亮，邱選兵，李晉紅，等.工科類院校光電實驗教學(xué)改革探索——以太原科技大學(xué)為例[J].教育現(xiàn)代化，2019（47）：1-3.

[7] 甘永進.光電檢測技術(shù)課程教學(xué)改革的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（23）：221-222.

[8]張戈，胡冬梅，黃大勇，郭建昌，孫樹平，尉喬南.光電檢測技術(shù)及應(yīng)用課程實踐教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2019（11）：160-161.

[9] 羅天嬌.淺談光電檢測技術(shù)中的教學(xué)改革[J].科技資訊，2019，17（19）：137，139.

[10] 王子琪.信息化技術(shù)在光電傳感器課程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016（08）：86.

[11] 潘書萬，莊瓊云，鄭力新.MOOC背景下“光電檢測技術(shù)”課程的教學(xué)改革[J].實驗室科學(xué)，2017，20（1）：143-145.

[12] 任尚坤，陳冰華.“光電檢測技術(shù)”互動教學(xué)模式研究[J].新課程研究，2021（17）：62-63.