《光学与光电技术》
光电信息科学与工程专业简称光电专业,该专业培养目标是要培养具备良好学习能力、实践能力、专业能力和一定创新创业能力的应用型人才。学生动手能力、实践能力和创新能力的培养是专业培养中非常重要的一个方面。专业人才培养主要分为理论教学和实验教学,其中实验教学作为专业人才培养的一个重要部分,在实现专业培养目标方面有着理论教学不可替代的重要作用。
随着科技进步,光电技术飞速发展,在光电专业实验教学中,除了一些基础性强的实验外,很多实验较陈旧,已经不能满足时代要求,无法体现最新的光电技术。另外这些实验项目的陈旧和滞后导致无法提高学生的学习兴趣,也起不到应用型人才的培养作用。因此,光电实验教学改革也刻不容缓。光电专业教师在教学的同时还能进行科学研究,其科研成果与实际应用联系紧密,包含了很多光电新方法。将一些可操作性强及较成熟的科研成果进一步设计成实验项目,让学生思考、讨论科研成果中新方法的理论基础及其应用;然后在老师的指导下设计出实验方案并进行验证,再让学生在实际的实验操作中完善实验方法、修正实验方案,最后将实验项目应用到实验教学中。将科研成果转化为实验项目是教学促进科研、科研反哺教学的重要途径。科研成果转化的实验项目在实验过程中能培养学生学习的主动性及自信心,使学生变被动学习为主动学习;学生能获得一些本专业前沿的知识,用以开阔眼界;同时通过这些实验项目还能激发学生对本专业的学习兴趣。
科研成果转化为实验项目得到了大量研究者的研究和探讨,[1-4]并结合实际情况进行了实践,取得了较好的效果。本文结合本校光电专业为新办专业的实际以及光电专业应用性强的工科特性,将本专业教师的科研成果进行归纳总结,并结合可操作性要求,设计出能够在实验教学中开展的实验项目,并通过实验教学验证,最终确定为实验课程中的实验项目。
1 现状分析
1.1 实验项目现状
我校光电信息科学与工程专业为新办专业,2016 年开始招生。该专业实验教学学分占比达到30%,包含了基础实验和专业性强的实验。其中的光电综合实验是专业综合性最强的一门实验课。光电综合实验开设学期为第5 学期,共48 学时,12 个实验,每个实验4 学时。实验项目包含:晶体声光效应实验、晶体磁光效应实验、光电探测实验、氢光谱实验、光学传递函数测量及像质评价、光电定向实验、激光器脉冲调Q实验、光电传感器实验、电子及激光散斑实验、光学/数字彩色图像编码实验、光纤信息及光纤通信实验(一)、光纤信息及光纤通信实验(二)。该实验课程目的是使学生掌握光电技术的原理、光电仪器设备组成以及它们的使用方法,通过实验对光电技术基本仪器的特点及使用规范有初步的了解。因此选择一些设计性和工程应用性较强的实验,能培养学生在光电技术方面的科学实验能力,提高学生的动手能力和科学研究能力。2016 级学生已经在2018 年下半年开设该课程,开设过程中发现的问题:光纤信息及光纤通信实验(一)、光纤信息及光纤通信实验(二)这两个实验和光通信原理与技术实验课程中开设的实验项目基本重复;激光器脉冲调Q 实验较单一,且没有体现激光应用。有必要对光电综合实验的实验项目进行优化调整。
1.2 科研成果现状
学院光电专业教师科研成果较多,截止2019 年7 月已发表论文20 余篇(含SCI、EI 收录、中文核心等期刊),同时还取得了较多国家专利,都是涉及光电方面的研究成果,如《激光诱导等离子体加工石英微通道机理研究》《皮秒激光在熔融石英中诱导微爆炸形成微腔的研究》《动态大尺度物体形貌光学在线测量技术研究》《基于数字全息显微的海洋浮游生物三维形貌快速重建方法研究》《数字全息显微测量中相位畸变的矫正方法》等。[5-9]专业教师科研成果包含了激光应用、数字全息、相位测量轮廓术、光谱模拟等方面的研究。
2 科研成果向实验教学项目转化
2.1 筛选
光电专业教师科研成果多、杂、涉及的专业知识广,筛选的实验项目需要满足下列原则:
(1)重复性、环保性和安全性。实验项目中的实验结果具有重复性,才能保证实验项目的开展;实验过程中还要保证师生的安全以及对环境无污染。
(2)项目成本。具备实验项目开展的仪器设备,且由于需要不停地重复实验,实验耗材不应该太昂贵。
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