新工科背景下光电检测原理与技术课程教学模式探索

张文飞 付圣贵

[摘 要] 国家在大力实施新工科建设的背景下，光电信息科学与工程专业作为重点建设的新工科专业之一、光机电算一体化的重要组成部分，承担着为国家培养专门人才的重要责任。光电检测原理与技术课程作为光电信息科学与工程专业的专业必须课，承担着为学生讲解各种光电检测设备的基本原理和结构的重任。在传统的教学模式中，此类课程仅以课堂教师讲授为主，没有实践的机会，因此学生对所学的各种检测设备没有直观的认识。在新工科背景下，需要探索新的培养模式，通过增加专业技术实验、企业合作培养等环节来提高学习的实践动手能力，提高复合型人才素质的培养。

[关键词] 光电检测原理与技术;教学模式;实践能力

[基金项目] 本工作由山东理工大学创新创业教改项目基金资助，项目编号：4051119054

[作者简介] 张文飞（1989—），男，山东临沂人，工学博士，山东理工大学物理与光电工程学院讲师（通信作者），研究方向为校企合作模

式;付圣贵（1977—），男，山东理工大学物理与光电工程学院教授，主要从事教育教学改革研究。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）30-0290-02    [收稿日期] 2019-07-25

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》《教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知》等文件，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。其主要目标是针对新兴产业的专业，以互联网、工业智能为核心，包括大数据、人工智能、虚拟现实和智能科学与技术等相关专业，建立新工科发展模式，培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1]。教育部办公厅于2018年3月15日公布了《教育部办公厅公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》，标志着新工科建设项目已经正式启动。

光电信息科学与工程专业一直以来作为理科专业进行培养，更侧重于理论知识的课堂传授，对于实践能力的培养环节较少。在新工科建设背景下，作为新工科建设工程重点建设专业之一，光电信息科学与工程专业要以此为契机，转换其传统培养模式，向新工科建设要求逐渐靠拢并达到其建设要求，其中最重要的便是实践能力、创新能力的培养。

光电检测原理与技术课程作为光电信息科学与工程专业的专业必须课，其主要内容是讲授各种光电检测设备的基本原理和结构，如各种照明光源、光电探测器、光电检测系统等。传统的教学方法是在课堂上经教师结合多媒体课件进行介绍和讲解，在基本原理方面学生基本上可以掌握，但对于该检测设备的实物和结构并没有直观的认识，很难实际操作相应的设备，完全不符合新工科建设的要求。

为了适应新工科建设的要求，进一步提高学生的实践能力和创新能力，需要对光电检测原理与技术课程的教学模式进行相应的改革和探索，本人认为新的教学模式可以从以下几个方面进行探索。

一、优化专业实验项目，提高学生创新动手能力

专业技术实验项目是学生理解和综合运用理论知识、提高动手能力的重要途径，合理地安排专业技术实验项目对提高学生的创新能力具有重要意义。尽量选择综合性强、动手能力要求高、与课程相关度高的实验项目作为本专业学生必修的技术实验项目，诸如提出一个与实际生活紧密相关的问题，通过学生自己设计的实验方案来解决或验证该问题，或者通过分析判断独立选择所需要的实验器材和设备的实验。针对设定的问题，学生可以充分利用所掌握的专业知识对问题进行分析和判断，从而设计出切实可靠的实验方案。在此过程中，学生会对所学的理论知识进行了重新整理和复习，将其运用到实践中，提高学生综合运用理论知识的能力。同时，在实验系统的搭建过程中充分锻炼能手能力，使课堂教学效果得到加强。

二、建立优质实践基地，保证实践质量

新工科专业学生的就业去向一般是具有较强研发能力的高新技术企业，因此，为了培养学生的实践能力，要充分发挥本地企业的作用，建立优质的实践实习基地。实践实习基地是学生得以顺利完成实践实习环节的场所保障。实践基地的选择对学生实践能力的培养至关重要，光电信息科学与工程专业应该选择光源研发与生产、光学器件研发与生产、光电检测设备研发及生产与自己专业高度相关的企业作为实践实习基地，这些企业所生产的产品和生产及检验过程中用到的各种检测设备与光电检测原理与技术课程中介绍的内容相吻合，使学生能够加深对相应设备的了解和认识。

三、适当增加实习时间，培养实践创新能力

目前，山东理工大学光电信息科学与工程专业光电检测原理与技术课程为48个学时，对于教学大纲理论知识的讲解非常紧张，很难匀出一定的学时到企业进行相应的专业实践，因此需要调整整个培养方案的工业实习时间，用来增加学生实践能力的培养，这也是新工科建设的基本要求。

工业实习是锻炼学生实践创新能力的重要培养环节。工业实习期间，学生会被分批派往不同的实践实习基地，学生会根据企业需要被分配至不同的工作岗位，向带教师傅学习相应的生产工序、生产设备、检测仪器、规章制度、操作规程等各方面的知识，对提高学生的实践创新能力具有重要意义。但目前的培养方案中，实时时间相对来说较短，山东理工大学物理与光电工程学院光电信息科学与工程专业的工业实习时间规定为2周，学生在刚了解掌握相应设备的操作规程和公司的一些规章制度，工业实习期便已经结束了，在此情况下，学生很难对实习过程有较深的印象和较大的收获。可以适当地增加工业实习时间，让学生在实践实习基地有更多的时间进行相关知识的学习和交流。山东理工大学物理與光电工程学院光电信息科学与工程专业在刚刚修订的2019版专业培养方案中，将工业实习时间由2周增加至6周，6周的实习时间和一般公司新入职员工2个月实习期的时间相接近，能足够保证学生对整个公司的文化、产品、生产流水、生产设备和检测仪器等方面有充分的了解，能够亲自操作相应的仪器进行基本的生产和检验，对学生的实践能力提升具有重要意义。

四、聘任优秀企业指导教师，确保培养质量

高校教师一般来说都是理论知识较好，但对各种工业用到的光电检测设备的使用并不是很多，因此很难使学生更清楚地对此进行了解。聘请企业的相关人员对学生进行授课是一个改善这种状况的有效途径，即企业指导教师。企业指导教师一般应选择具有较长工作经验的老员工担任，一般为组长和工程师，其应具备过硬的专业技术知识和较好的口头表达能力，这样才可以保证学生的培养质量。在校內的理论课学习过程中，可以适当邀请企业指导教师到课堂为学生就有关应用性较强的知识进行授课，这样的讲授方式往往效果要优于本校教师，其根本原因便是知识运用能力的差别。一般情况下学校会根据工作量大小适当地给予企业指导教师一定的经济补助作为其指导付出的回报。

新工科建设的号角已经吹响，为了适应发展的需要，要不断对相应的培养模式及课程教学模式进行改革和探索，使本专业更符合新工科建设的标准，为培养实践能力强、创新能力强、国际竞争能力强的高素质复合型新工科人才添砖加瓦。

参考文献

[1]教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知，教高厅函（2018）17号[EB/OL].www.moe.gov.cn/srcs...-2018-8-7

Exploration of Teaching Model for Course of Principle and Technology of Optoelectronic Detection under the Background of New Engineering

ZHANG Wen-fei，FU Sheng-gui

（Physics and Optoelectronic Engineering School，Shandong University of Technology， Zibo，Shandong 255000，China）

Abstract：Under the background of nationally implementing new engineering construction，Optoelectronic information science and engineering major is one of the key construction new engineering majors，and important component of optics，mechanics，electronics and computer technology.It takes the responsibility of training specialized talents for the country.The course of principle and technology of optoelectronic detection is compulsory for the optoelectronic information science and engineering major，and it takes the responsibility of imparting the principles and structures of various optoelectronic detection equipment.In the traditional cultivation model，such courses are mainly taught by teachers in classroom，and have no opportunity to practice.Consequently，the students have no intuitive knowledge to the equipment.Under the background of new engineering，the new cultivation model should be explored to improve the practice ability and quality of compound talents through increasing technical experiments and school-enterprise cooperation.

Key words：principle and technology of optoelectronic detection;teaching model;practical ability