光电信息技术实验教学改革

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光电信息技术是将光、电子及通信技术相结合的一门高新技术学科。光电信息技术实验是高校中光电信息科学与工程、电子信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课，涉及的物理知识面广，具有较强的综合性和技术性。它在培养学生的综合实验能力、分析和解决问题能力及创新意识等方面起着至关重要的作用。目前光电信息技术实验仪器精密度高，操作复杂，易损坏；实验内容落后于技术发展，学生积极性不高。因此，如何发挥光电信息技术实验的功能，培养出厚基础、宽口径、重能力、理工复合光电信息技术人才［1－2］是需要重视和解决的一个问题。

1实验设备和教学现状分析

我校从2000年开始物理学（光信息科学与技术方向）本科专业招生，2005年正式开办光信息科学与技术本科专业（属电子信息类专业），2006年组建光信息技术实验室，2012年更名为光电信息科学与工程专业，是湖北省高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划本科项目。近几年来，实验室在中央财政支持地方高校发展专项资金、地方政府及学校大力支持下，投入1000万元建设资金，在科研平台、科学研究等方面都取得了较大进展。主要表现在：

（1）科研平台建设初见成效，建有湖北省电工电子教学示范实验中心、湖北省光电信息技术虚拟仿真实验教学中心、孝感市集成光电子器件研发中心、孝感市大禹电气校企合作研发中心等平台。

（2）科学研究形成稳定且有特色的研究方向：光电材料与器件、光信息与光纤通信技术、激光与物质相互作用。

（3）实验室组织专任教师和教辅人员多次修订实验教学大纲、实验指导书，优化实验课程体系，实验教学质量稳步提高。目前我校光电技术实验教学也面临着不少困难：

（1）实验教学手段比较单一，学生缺乏自主学习的平台。

（2）光电信息技术实验设备操作复杂，学生使用后设备损坏率较高，设备维护和维修成本较高。

（3）实验教学内容相对滞后，教师的科研和实验教学内容联系不大。

（4）验证性实验较多、设计类实验和创新性实验相对较少，特别是和学生就业联系比较紧的应用性实验较少，难以激发学生的学习兴趣。

（5）实验教学人员的考核、激励和培训制度不够完善，他们的积极性不高，而且不少专职实验人员想通过攻读博士学位转为教学岗位，也对实验教学人员队伍稳定性产生了负面的影响。

2实验教学改革建议

2．1改革与创新实验教学方法

充分发挥以“学生为主体，教师为引导”的教学原则，利用我校虚拟仿真中心的资源，学生通过仿真课件进行自主学习，掌握实验原理、步骤和注意事项等，改变以前学生实验预习流于形式的不利状况，大幅度降低学生误操作的概率，从而提高设备的完好率。另一方面，教师可以建立网络教学平台，实现师生在线交流、答疑，学生提前预约实验、实验报告的提交和评价。这种虚拟交互平台既可以满足学生多层次的学习需求，又可以减轻实验教师的负担。此外，光电信息技术实验中光学、光通信系统、光电子器件设计软件如ZEMAX、OptiSystem、Optiwave（Rsoft）一方面可作为光电信息技术创新设计实验和本科毕业设计平台，另一方面还可对工程中出现的问题进行仿真分析，减少实验和研究工作的盲目性，为学生毕业后进入相关领域和深造打下良好的基础。图1是采用Rsoft设计由两个直波导与一个直径为3．4μm环构成单环形谐振器，从图中可以看出能量98％从第2个波导耦合输出，实现下载（Drop）功能。

2．2优化实验教学资源配置

及时补充和更新仪器设备，实验教学内容与时俱进，满足新世纪光电信息人才培养的要求。充分利用好现有的仪器，开足实验项目，引导教师二次开发和利用损坏的仪器，提高设备利用率和师生的动手能力。与企业进行产学研合作，吸引社会资金援建实验室，目前我校与湖北华中光电科技有限公司共建有“光电图像处理实验室”，与深圳迪斯声学股份有限公司共建有“应用电子技术”实验室。这些实验室不仅可以为专业实验课程提供服务，而且还可以为大学生创新创业训练项目、大学生“挑战杯”、大学生“光电设计大赛”提供设备和场地，同时教师也可以进实验室进行科学研究，实现学校和企业的资源共享。此外，学院与深圳众恒源照明、深圳迪斯科技、湖北华中光电等公司签订校企合作协议，与惠州雷士照明、中国南玻集团、昆山启佳通讯、昆山仁宝集团、南京群志光电等20多家公司建立良好的合作关系，为学生自主择业和就业创造了良好的条件。

2．3加强实验教学和科研的互动

充分发挥科研对实验教学的带动作用，学院对科研课题和取得的技术成果转化为实验教学内容的教师给予一定的政策和资金支持［8］。学生从大一下学期开始，根据我院三个特色研究方向，自愿进入相关老师的科研实验室，围绕项目或自选课题进行科技查新、文献阅读与翻译，同时在责任导师的指导下开展科学实验研究。通过定期参加研究小组举办的学术交流活动，锻炼学生的表达与演讲能力。实践证明，教学和科研的互动，不但可以将新的研究方法和成果引入到实验教学中，还可以激发学生的学习兴趣，开阔学生的视野，提高他们分析、解决实际问题的能力。近几年来，通过实施科研创新实验项目，我院本科生获全国大学生电子设计大赛一等奖、“挑战杯”大学生科技作品二等奖各1项。

2．4进一步完善实验课程体系

根据我院现有的实验条件、师资，在充分考虑实验内容基础性、操作性、先进性和趣味性的原则下，确立光电信息技术实验的主要内容为激光技术实验、光通信与光纤技术实验、光电探测与控制实验以及光电材料与器件实验四个部分。体现了光电信息技术实验中信息的产生、传输、处理、接收和应用的整个过程，遵循了由理论验证到应用设计循序渐进的原则。建立以专业为基础，应用提高、综合设计、研究创新的实验课程体系，合理安排验证性、设计类和创新性实验的比例。优化验证类实验对原理的体现，加大对设计类实验思考的力度，强化综合类实验学生动手能力。

2．5培养一支高水平实验教学队伍

建立一支业务素质好、爱岗敬业的实验教学人员队伍，对建成一个高水平、高效运转的实验室至关重要。因此，需要建立专门针对实验教学人员的考核制度，量化考核、奖罚分明，充分调动实验教学人员的工作积极性，有计划、分批次地组织专任教师、实验教学人员到企业、研究机构等生产第一线学习、锻炼，提高业务水平。此外，要求专任教师全程参与实验课程，专业负责人和课程负责人必须参与实验室的总体规划和教学大纲的修订；学院聘请已退休、责任心强的老教授、高级实验师加强实验教学监督和考核，形成一支结构合理、分工协作的教学团队。

作者：余华清 吴冯娣 单位：湖北工程学院