淺析光電技術課堂教學方法的研究
摘要：通過對教學實踐工作的不斷探索與總結，從教學內容安排、教學內容拓展和教學手段運用三個方面對“光電技術”課程的教學方法進行了研究，并將其運用到課堂，取得了良好的教學效果。
關鍵詞：光電技術 教學內容 教學手段
1960年第一臺紅寶石激光器的問世可以說是光學發展史上的里程碑，該發明解決了光頻載波問題，此后光電子技術得以蓬勃發展，在現代信息產業結構中扮演著重要角色。…由于社會發展的需要，近十多年來許多高校紛紛開設“光信息科學與技術”或“光電子技術”專業，著力培養專門的光電子人才“光電技術”作為該學科的主干課程，將系統地介紹光電子技術的理論和應用基礎。在講授這門課程的過程中，筆者對其具體的教學方法有一些體會和思考，文章將進行詳細的論述。
一、教學內容的合理安排
一門課程教學效果的好壞在很大程度上取決于課堂教學內容對學生是否具有吸引力，能否激發學生學習的興趣和積極性。而教學內容又來源于老師選擇教材是否合適。在圖書庫中鍵入“光電子技術”的檢索詞會出現十幾本相同名稱的教材，但是否每本書都適合課堂教學呢?答案是否定的。雖然書的名稱都叫做《光電子技術》，但細細翻閱，每本書的側重點都是不相同的，有的大部分章節是介紹激光原理和激光器工藝，對光電檢測和顯示涉及較少;有的偏重于理論推導，對實際的應用涉及很少。還有一些教材雖然內容較為全面，但書本頁數很多，在三十多個課時內難以講完。針對長沙理工大學實際的課時要求和學生專業背景，通過仔細比較選擇了安毓英編寫的《光電子技術》(電子工業出版社)一書。
教材選好后，在實際的教學過程中教師仍需對教學內容進行認真斟酌。教材共有七個章節，分別為“光輻射、發光源與光傳播基本定律”、“光輻射的傳播”、“光束的調制和掃描”、“光輻射的探測技術”、“光電成像系統”、“顯示技術”和“光電子技術應用實例”。其中“光輻射的傳播”一章中主要從理論上介紹光束在各種媒質中的傳播規律，在光電子應用中較為重要的是光波在電光晶體(2.2節)、聲光晶體(2.3節)、磁光介質 (2.4節)和光纖波導中的傳播(2.5節)。而這四部分內容應用在實際中恰好是電光調制器(3.2節)、聲光調制器(3.3節)、磁光調制器(3.4 節)和光纖通信技術(7.1節)。所以在講課的時候可以把2.2節和3.2節、2.3節和3.3節、2.4節和3.4節、2.5節和7.1節內容綜合起來講授，第二章將不作為獨立的一章來專門講述理論推導。在講第三章中每一種調制器工作原理的時候，先講第二章涉及的理論知識，隨后在學生對理論還有深刻記憶的情況下緊接著把這一理論在工業中的應用進行講授，這樣就增強了學生在學習理論時的目的性。對教材的其他內容細細推敲，還有很多地方可以這樣來安排。這種將理論知識和實際應用綜合講解的方法讓學生明白了理論并非空洞的理論，既提高了注意力，又激發了學生的學習熱情，在實踐中收到了很好的教學效果。
二、教學內容的適度拓展
“光電技術”是～門應用性和針對性都很強的學科，“學以致用”在這門課程中得到了很好的體現。教材由于篇幅的限制，第三章“光輻射的調制”和第四章“光輻射的探測技術”僅僅是介紹了各種光電子器件的工作原理，學生學完之后雖然明白了各類器件的工作原理，但對于“這些器件可以用在什么領域、可以發揮什么作用”等問題，學生會較為茫然。例如各種光調制器件如電光調制器、聲光調制器和磁光調制器都可以將人們所要傳遞的聲音、視頻和圖像等電信號形式的信息加載到激光上面去，實現電信號到光信號的轉變。但學生可能又會有這樣的疑問：在實際應用中用戶要實現電光變換時，三種調制器是否可以任意選擇一種呢?答案當然是否定的，因為每種調制器由于工作原理的不同使得它們會應用在不同領域和范圍。在實際應用中需針對具體情況選擇合適的調制器種類。而對“每種調制器具體可以用在哪些領域”這個問題教材并未涉及。筆者通過查閱大量的相關文獻和資料，對這一問題做了詳細總結，作為補充內容在課堂講述，使學生對所學的東西有了更為深切的認識和體會。第四章內容主要是講述各種光電探測器件，但探測的對象不同，有的是用來探測光輻射的能量，有的是用來探測光輻射的亮度等。那么講完這些器件后同樣會遇到這樣的問題：“這些器件有哪些實際應用呢?”由于課程的教學對象是電信工程專業的學生，電路設計都很熟悉。課后可以布置這樣的作業如“利用光敏電阻設計路燈自動控制電路”、“利用熱敏電阻設計半導體激光器的溫度控制電路”等。這樣不僅讓學生學以致用，而且在做作業的同時明白了不同光輻射探測器件的不同應用領域。
講述“光纖通信”這塊內容時，恰好是筆者的研究方向，所以在上課的過程中將大量科研過程中積累的相關實驗結果和波形圖以及器件設備的實物圖展現給學生，課堂內容變得生動而豐富，很好地拓寬了學生的知識面。
所以在教材的基礎上通過合理的拓展課堂教學內容，可以讓學生對所學的知識掌握得更為透徹，理解得更為深刻，增強他們對知識的綜合運用能力。
三、教學手段的合理應用
要想取得良好的課堂教學效果，除了講述內容的選擇安排外，教學手段也起著至關重要的作用。教學過程中筆者采用了多媒體和板書相結合的方法。
利用多媒體的幫助，使教學內容更為直觀。由于這是一門應用性質的課程，所以在講解每一種器件的時候筆者都將查閱到并精心挑選的真實的器件圖片展示給大家，比如各種激光器、光電二極管、熱敏電阻、等離子體顯示器、電光晶體、聲光調制器等等。這些圖片都是課本上所沒有的。學生在看到這些圖片后就會感覺所講的知識和他們的距離更近了，讓他們覺得光電子學并不是空洞的理論，光電技術和各種各樣的器件就存在于他們是實際生活中。這種方式很大程度上調動了學生學習的積極性。
作為一名青年教師，“如何將板書和多媒體很好地結合”一直是筆者所思考的問題。由于一頁PPT所能展示的內容極其有限，講完一頁翻到第二頁時前面一頁的內容學生就看不到了'而學生課前如果沒有充分預習的話，當翻到下一頁PPT時他對前一頁PPT上的內容記憶一般都還是比較模糊的，只是有一個大概的印象。所以當講述的內容是偏重于理論公式推導時，由于對理論的理解來源于公式推導的前后連貫性，此時應盡量避免使用PPT而采用傳統的板書。大幅黑板有很大的書寫空間，所講的內容就能夠前后連貫地呈現給學生。當講某個公式是由前面的某個公式推導得出的，此時教師可以在黑板上把前面的那個公式指給學生。學生能同時看到前后相關聯的各個理論，他們所獲得的知識就是整體的而不是離散的，這樣就更有助于學生對理論知識的理解。
另外生動的教學過程應該是一個師生互動的過程，“課堂提問”普遍被認為是一個較為不錯的互動方式。在兩年多的教學實踐中筆者發現同樣是提問，有的時候學生很踴躍，爭相回答問題，課堂氣氛很活躍;而有的時候雖然提問了'但學生都低下了頭，課堂氣氛突然變得很沉悶。通過和學生的交流后發現，老師提的問題學生如果感興趣他們反應就較為踴躍。所以在課堂教學過程中，如何提問也同樣是值得認真思考的一個問題。講“固體成像器件”這一節時，先不經意地詢問學生誰有數碼相機。許多學生都舉了手，然后循序漸進地提出“在買相機時為什么要買數碼相機而不購買膠片相機?數碼相機的優點體現在哪些方面?數碼相機的工作原理是什么?”由于這一系列問題都是學生在日常生活中遇到的實際問題，所以他們都踴躍地做了回答，而這些問與答恰好巧妙地引出了本節課所要講解的內容，整堂課學生帶著問題去聽課，聽得都十分仔細，教學效果也非常好。第六章涉及的則是各種顯示器件，如陰極攝像管顯示器、液晶顯示器及等離子體顯示器。這些也都是學生每天都會用到的器物，離他們的生活很近，也可以采用同樣的提問方式讓學生帶著問題去聽課。當講到人眼的視覺感知角度范圍時，筆者沒有直接去講知識，而是先提問“為什么我們家里的電視機屏幕都是長方形而不是正方形的”，學生回答的角度很多，有的學生還從擺放穩定性方面做了思考，課堂立即變得非�；钴S。隨后筆者給出了正確的答案，由于一個提問的設置學生對這個知識點便有了深刻的記憶。
四、結束語
經過兩年多的教學實踐，筆者深深體會到站在講臺上講課是一件需要用心去做的工作，只有在教學中不斷思考、不斷改進、不斷努力嘗試，才能更快地提高自身的教學水平，才能呈現給學生更加精彩的課堂教學。上述便是筆者在講授“光電技術”課程中的一些體會，在今后的實踐中仍會不斷提高自身水平，嘗試將計算機模擬技術應用到課堂教學中，為培養高素質的畢業生做出自己的貢獻。
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