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摘要：“光电测试技术”课程讲述光与物质的相互作用，内容多，知识涉及面广，具有很强的实践性，是测控专业学生必须掌握的一门课程。为提高教学质量，提升教学效果，从本科生培养要求出发，根据自身教学实践，总结一些教学体会。
关键词：光电测试技术；教学内容；教学方法；教学体会
作者简介：师树恒（1978-），男，河南焦作人，华北水利水电学院机械学院，讲师；张涛（1980-），男，河南安阳人，华北水利水电学院机械学院，讲师。（河南 郑州 450011）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0176-02
“光电测试技术”是以激光、红外、光纤等现代光电子器件为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的检测物理量等参数。[1]“光电测试技术”是一门将光学技术与电子技术相结合的学科，其特点是课程内容多、涉及知识面广，实践性极强。如何在有限的学时内，通过课程教学使学生掌握各种光电检测系统的设计能力，是对教师教学能力的考验。[2]笔者根据近几年的教学改革与探索，就课程教学内容安排与教学方法提出一些教学体会。
一、课程教学内容改革
“光电测试技术”课程的主要内容如下：
（1）掌握与光电测试技术有关的基础知识：光的基本性质、辐射度学和光度学、半导体基础、光电导效应、光生伏特效应、光热效应、光电检测器件的特性参数等。
（2）理解半导体光电检测器件及应用：光敏电阻、光电池、光敏二、三极管、光电倍增管、发光器件、光电耦合器件、CCD器件、光热辐射检测器件、各种光电检测器件的性能比较。
（3）理解光电信号检测电路、光电直接检测系统与光外差检测系统的设计思想，掌握光电测试技术的典型应用。
本课程的内容多，知识更新快，而课时相对较少（我校安排的授课学时为32学时），为在授课中突出重点，理论与实践并重，需要在课程教学内容安排上进行整合。
1.理顺知识框架
由于本课程涉及学科知识点多，学生普遍感觉课程内容混乱，很难抓住学习重点。通过教学实践，笔者以图1所示的光电系统框图为基础，指导学生理顺课程知识框架。
由图1可知，光源与照明光学系统一起获得测量所需的光载波，光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上，称为光学变换，光学变换可用多种调制方法实现，光学转换后的光载波称为光信息，光信息经光电器件实现由光向电的信息转换，称为光电转换，然后被测信息就可用各种电信号处理电路实现存储、显示和控制。教学中要求学生理解并熟记光电测试系统框图，这样就能理清课程知识框架，做到条理清晰地教学、学习。
2.科学选择教学内容，结合科研，突出重点
本课程内容多，学时短，而且还受实验条件限制，这就要求教师在授课时需要对教材内容有所取舍，结合教师的科研情况，突出重点。
（1）注意基础知识的讲授。通过教学实践，笔者认为辐射度学和光度学、半导体理论、光电导效应、光生伏特效应是光电测试技术的物理基础，需重点讲述。而光电信号检测电路、光电信号的数据采集及微机接口内容可以略讲。
（2）对半导体光电检测器件及应用内容要详细讲解，尤其是对常用的光电检测器件，如光敏电阻、光电池、发光二、三级管、发光器件等，更需要精讲，使学生能真正理解各种光电检测器件的性能及区别，若实验条件具备，就可迅速理论联系实际，完成光电测试系统的设计。
（3）光电测试技术是一门应用性极强的学科，在其应用领域知识更新很快，而目前多数教材在光电测试技术典型应用部分内容相对陈旧。为使学生在学习过程中做到理论与实践相结合，并能接触到该学科的最新研究动态，教师的知识结构也需要不断更新，通过加强科研实践能力，并在课堂教学中引入科研项目，真正做到科研与教学相结合。例如，笔者在讲述光电耦合器件与发光器件章节内容时，结合自己项目“禽舍环境控制器”中的电路，详细讲解光电耦合器TLP521的工作原理与典型应用，讲解LED的工作原理、光谱特性及应用注意事项；再例如，笔者以自己研制的小型激光器装置为例，配以大量实地拍摄照片，给学生讲述激光器的工作原理与典型应用。教学实践证明，学生们注意力集中，教学效果极佳。
（4）在讲解基础理论的同时，经常列举光电测试技术的日常应用、最新应用案例，使学生在学习时能感受到本课程的先进性和工程实用性，丰富学生在该领域的知识，开拓眼界。例如在讲述光电测试技术应用时，以数码相机、家用电器、夜视仪、激光测距仪、未来单兵作战系统、国家导弹防御计划NMD、神州飞船、阿波罗飞船等为例，讲述光电测试技术在其中的应用；在讲述光纤传感检测技术时，以我们经常看到的“光缆无铜，盗窃无用”标语和光纤入户项目为例，讲解光纤在通讯领域的作用。下课后布置的作业由学生查阅资料完成，提高学生的学习主动性，锻炼其查阅、分析、总结资料的能力。[3]
二、课程教学方法改革
教学方法是为教学内容服务的，目的是使教学内容更加生动、具体，让学生更容易理解和接受，以提高教学效果。
1.利用多媒体技术
目前，各高校基本都配备了多媒体教学设备，多媒体技术的应用改变了传统以教材和板书为主的教学手段，极大地丰富和扩充了课堂的教学信息量。对于某些难以表达的内容可以运用动画等手段把这些概念形象化，加深学生的理解，也增强了学习兴趣。例如，在讲解光电测试技术应用时，我们用多媒体显示大量的实物图片来加深学生的印象；在讲解莫尔条纹测长仪时，用Flash动画描述莫尔条纹的形成；内光电效应和外光电效应是光电测试的重要理论，用Flash动画来展示光电效应，直观且易理解。实践证明，多媒体教学模式能很好地提高教学质量和讲课效率。
教学实践中也发现，只有多媒体教学与传统板书教学相结合才能达到最佳教学效果。例如，在讲述光电测试物理基础时，有不少公式推导，这些内容就需要采用传统的板书教学，学生才易集中精力听课，从而取得较好的教学效果。如果采用多媒体教学的话，老师对公式的理解不深刻，学生更是走马观花，起不到教学效果。
2.利用网络技术
网络技术的发展对传统的备课、教学方式冲击很大。一方面，教师可以利用网络备课，搜集整理相关课程的资料及最新研究成果，备课过程中若有什么疑问还可以通过网络搜索、登陆技术论坛来解决，这样做既可提高教师自身的学术水平，又能丰富讲课内容。例如，在讲解光电池时，教材内容只有光电池工作原理、特性参数介绍，对其应用介绍很少，但同学们对这种前沿技术还很感兴趣，通过网络搜索，笔者查询到光电池应用于“嫦娥二号”的实例，并将其引入课堂教学，学生们的兴趣很容易就被调动起来；另一方面，为便于学生学习，教师可以把课程的电子版教案、习题答案等内容发布在网上，并提供网上讨论和答疑，这不仅可以开阔学生视野，还可引导学生由被动学习向主动学习方式转变。
3.开展讨论式教学
在传统教学模式下，教师通过板书或多媒体教学把教学内容讲授给学生，教师是整个教学过程的主宰，学生被动地接受知识，这种模式有利于发挥教师的主导作用，却忽略了学生的主动学习能力，不利于学生主体作用的发挥。“光电测试技术”一般开设在第四学年，大四学生由于面临着找工作、考研的压力，普遍对专业课不是很重视，这就更需要教师在授课过程中精心准备一些光电测试技术在军事、航空航天、医学等领域的应用实例，以提高学生的学习兴趣。课堂上应尽量与学生互动，鼓励学生多提问题。对于一些学科前沿问题，可以让学生提前查资料做准备，在充分准备的基础上开展课堂讨论，教师对学生的讨论适时进行引导。
4.改革实践教学
由于我校“光电测试技术”课程开设较晚，实验设备不足，特别是缺乏核心实验器件，如激光器、光电倍增管、雪崩光电二极管等。在这种情况下，一方面充分利用现有设备，先开展一些重要的基础性实验，如光敏电阻特性测量、光电耦合器件性能测试等，以保证实验教学正常进行；另一方面，笔者尝试着把实验教学和电子竞赛活动结合起来，例如我们让学生参与飞思卡尔智能车（光电组）竞赛，通过该项目就能开展多个与光电测试技术有关的实验，用以补充实验教学内容，而且学生对这种实验还很感兴趣，参与积极性很高，这对启迪学生思维，提高他们的科研素质大有裨益。
三、总结
对于“光电测试技术”课程的教学，应结合专业特点和学生兴趣，不断对教学内容和教学方法进行改革，笔者就“光电测试技术”课程的教学提出一些教学体会，并已将其应用到教学实践中，取得了满意的效果。
参考文献：
[1]郭培源,付扬.光电检测技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[2]李刚,曹浪.光电检测技术课程教学改革的探讨[J].高等函授学报(自然科学版),2010,(4):44-45.
[3]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报,2007,27(5):427-428.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：光电测试技术；教学内容；教学方法；教学体会
作者简介：师树恒（1978-），男，河南焦作人，华北水利水电学院机械学院，讲师；张涛（1980-），男，河南安阳人，华北水利水电学院机械学院，讲师。（河南 郑州 450011）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0176-02
“光电测试技术”是以激光、红外、光纤等现代光电子器件为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的检测物理量等参数。[1]“光电测试技术”是一门将光学技术与电子技术相结合的学科，其特点是课程内容多、涉及知识面广，实践性极强。如何在有限的学时内，通过课程教学使学生掌握各种光电检测系统的设计能力，是对教师教学能力的考验。[2]笔者根据近几年的教学改革与探索，就课程教学内容安排与教学方法提出一些教学体会。
一、课程教学内容改革
“光电测试技术”课程的主要内容如下：
（1）掌握与光电测试技术有关的基础知识：光的基本性质、辐射度学和光度学、半导体基础、光电导效应、光生伏特效应、光热效应、光电检测器件的特性参数等。
（2）理解半导体光电检测器件及应用：光敏电阻、光电池、光敏二、三极管、光电倍增管、发光器件、光电耦合器件、CCD器件、光热辐射检测器件、各种光电检测器件的性能比较。
（3）理解光电信号检测电路、光电直接检测系统与光外差检测系统的设计思想，掌握光电测试技术的典型应用。
本课程的内容多，知识更新快，而课时相对较少（我校安排的授课学时为32学时），为在授课中突出重点，理论与实践并重，需要在课程教学内容安排上进行整合。
1.理顺知识框架
由于本课程涉及学科知识点多，学生普遍感觉课程内容混乱，很难抓住学习重点。通过教学实践，笔者以图1所示的光电系统框图为基础，指导学生理顺课程知识框架。
由图1可知，光源与照明光学系统一起获得测量所需的光载波，光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上，称为光学变换，光学变换可用多种调制方法实现，光学转换后的光载波称为光信息，光信息经光电器件实现由光向电的信息转换，称为光电转换，然后被测信息就可用各种电信号处理电路实现存储、显示和控制。教学中要求学生理解并熟记光电测试系统框图，这样就能理清课程知识框架，做到条理清晰地教学、学习。
2.科学选择教学内容，结合科研，突出重点
本课程内容多，学时短，而且还受实验条件限制，这就要求教师在授课时需要对教材内容有所取舍，结合教师的科研情况，突出重点。
（1）注意基础知识的讲授。通过教学实践，笔者认为辐射度学和光度学、半导体理论、光电导效应、光生伏特效应是光电测试技术的物理基础，需重点讲述。而光电信号检测电路、光电信号的数据采集及微机接口内容可以略讲。
（2）对半导体光电检测器件及应用内容要详细讲解，尤其是对常用的光电检测器件，如光敏电阻、光电池、发光二、三级管、发光器件等，更需要精讲，使学生能真正理解各种光电检测器件的性能及区别，若实验条件具备，就可迅速理论联系实际，完成光电测试系统的设计。
（3）光电测试技术是一门应用性极强的学科，在其应用领域知识更新很快，而目前多数教材在光电测试技术典型应用部分内容相对陈旧。为使学生在学习过程中做到理论与实践相结合，并能接触到该学科的最新研究动态，教师的知识结构也需要不断更新，通过加强科研实践能力，并在课堂教学中引入科研项目，真正做到科研与教学相结合。例如，笔者在讲述光电耦合器件与发光器件章节内容时，结合自己项目“禽舍环境控制器”中的电路，详细讲解光电耦合器TLP521的工作原理与典型应用，讲解LED的工作原理、光谱特性及应用注意事项；再例如，笔者以自己研制的小型激光器装置为例，配以大量实地拍摄照片，给学生讲述激光器的工作原理与典型应用。教学实践证明，学生们注意力集中，教学效果极佳。
（4）在讲解基础理论的同时，经常列举光电测试技术的日常应用、最新应用案例，使学生在学习时能感受到本课程的先进性和工程实用性，丰富学生在该领域的知识，开拓眼界。例如在讲述光电测试技术应用时，以数码相机、家用电器、夜视仪、激光测距仪、未来单兵作战系统、国家导弹防御计划NMD、神州飞船、阿波罗飞船等为例，讲述光电测试技术在其中的应用；在讲述光纤传感检测技术时，以我们经常看到的“光缆无铜，盗窃无用”标语和光纤入户项目为例，讲解光纤在通讯领域的作用。下课后布置的作业由学生查阅资料完成，提高学生的学习主动性，锻炼其查阅、分析、总结资料的能力。[3]
二、课程教学方法改革
教学方法是为教学内容服务的，目的是使教学内容更加生动、具体，让学生更容易理解和接受，以提高教学效果。
1.利用多媒体技术
目前，各高校基本都配备了多媒体教学设备，多媒体技术的应用改变了传统以教材和板书为主的教学手段，极大地丰富和扩充了课堂的教学信息量。对于某些难以表达的内容可以运用动画等手段把这些概念形象化，加深学生的理解，也增强了学习兴趣。例如，在讲解光电测试技术应用时，我们用多媒体显示大量的实物图片来加深学生的印象；在讲解莫尔条纹测长仪时，用Flash动画描述莫尔条纹的形成；内光电效应和外光电效应是光电测试的重要理论，用Flash动画来展示光电效应，直观且易理解。实践证明，多媒体教学模式能很好地提高教学质量和讲课效率。
教学实践中也发现，只有多媒体教学与传统板书教学相结合才能达到最佳教学效果。例如，在讲述光电测试物理基础时，有不少公式推导，这些内容就需要采用传统的板书教学，学生才易集中精力听课，从而取得较好的教学效果。如果采用多媒体教学的话，老师对公式的理解不深刻，学生更是走马观花，起不到教学效果。
2.利用网络技术
网络技术的发展对传统的备课、教学方式冲击很大。一方面，教师可以利用网络备课，搜集整理相关课程的资料及最新研究成果，备课过程中若有什么疑问还可以通过网络搜索、登陆技术论坛来解决，这样做既可提高教师自身的学术水平，又能丰富讲课内容。例如，在讲解光电池时，教材内容只有光电池工作原理、特性参数介绍，对其应用介绍很少，但同学们对这种前沿技术还很感兴趣，通过网络搜索，笔者查询到光电池应用于“嫦娥二号”的实例，并将其引入课堂教学，学生们的兴趣很容易就被调动起来；另一方面，为便于学生学习，教师可以把课程的电子版教案、习题答案等内容发布在网上，并提供网上讨论和答疑，这不仅可以开阔学生视野，还可引导学生由被动学习向主动学习方式转变。
3.开展讨论式教学
在传统教学模式下，教师通过板书或多媒体教学把教学内容讲授给学生，教师是整个教学过程的主宰，学生被动地接受知识，这种模式有利于发挥教师的主导作用，却忽略了学生的主动学习能力，不利于学生主体作用的发挥。“光电测试技术”一般开设在第四学年，大四学生由于面临着找工作、考研的压力，普遍对专业课不是很重视，这就更需要教师在授课过程中精心准备一些光电测试技术在军事、航空航天、医学等领域的应用实例，以提高学生的学习兴趣。课堂上应尽量与学生互动，鼓励学生多提问题。对于一些学科前沿问题，可以让学生提前查资料做准备，在充分准备的基础上开展课堂讨论，教师对学生的讨论适时进行引导。
4.改革实践教学
由于我校“光电测试技术”课程开设较晚，实验设备不足，特别是缺乏核心实验器件，如激光器、光电倍增管、雪崩光电二极管等。在这种情况下，一方面充分利用现有设备，先开展一些重要的基础性实验，如光敏电阻特性测量、光电耦合器件性能测试等，以保证实验教学正常进行；另一方面，笔者尝试着把实验教学和电子竞赛活动结合起来，例如我们让学生参与飞思卡尔智能车（光电组）竞赛，通过该项目就能开展多个与光电测试技术有关的实验，用以补充实验教学内容，而且学生对这种实验还很感兴趣，参与积极性很高，这对启迪学生思维，提高他们的科研素质大有裨益。
三、总结
对于“光电测试技术”课程的教学，应结合专业特点和学生兴趣，不断对教学内容和教学方法进行改革，笔者就“光电测试技术”课程的教学提出一些教学体会，并已将其应用到教学实践中，取得了满意的效果。
参考文献：
[1]郭培源,付扬.光电检测技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[2]李刚,曹浪.光电检测技术课程教学改革的探讨[J].高等函授学报(自然科学版),2010,(4):44-45.
[3]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报,2007,27(5):427-428.
（责任编辑：王祝萍）