光學課程論文范文

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第1篇

教材的選擇應符合我院專業(yè)培養(yǎng)的要求并且應具有光電工程的專業(yè)特色，針對后續(xù)專業(yè)課程如“光電檢測技術(shù)”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術(shù)方面的知識，再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點，經(jīng)過更換幾次教材，最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據(jù)教學大綱32個課時的要求，我們對教學內(nèi)容做了如下調(diào)整：適當控制光電傳感器的學時，避免與光電檢測技術(shù)課程重復的內(nèi)容（如光電導、光生伏特器件等），結(jié)合專業(yè)特色，增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發(fā)展動態(tài)，其能達到的性能指標，以及一些新型的傳感器的發(fā)展，緊跟時展，為學生在以后的畢業(yè)設(shè)計奠定一定的檢測技術(shù)方面的基礎(chǔ)，對專業(yè)知識的完善起到一定的輔助作用。結(jié)合專業(yè)特點，突出知識體系的重點和難點，特別是針對光電學院的學生以后做畢業(yè)論文或工作中可能會遇到的傳感器（如光纖傳感器、霍爾傳感器等）做重點詳細的介紹。

二、教學方法的改革探索

按照課程大綱的要求，在講授過程中，分別介紹了應變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經(jīng)典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節(jié)相對獨立，可以適當?shù)卣{(diào)整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、等效電路、特性參數(shù)到應用這一思路。另外結(jié)合較常見的被測量，教師適當?shù)乜偨Y(jié)歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據(jù)，如都是測量位移的傳感器，應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區(qū)別在哪；又比如都是做開關(guān)，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區(qū)別，等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主，根據(jù)教學內(nèi)容開設(shè)少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析，學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手，缺乏對傳感器的直觀認識，甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此，我們有必要對傳統(tǒng)的教學模式進行探討，通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術(shù)”的知識學以致用的快樂，實現(xiàn)傳統(tǒng)教學方法所未能達到的效果。

1.調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生學習的興趣。

教學方法改革的一個關(guān)鍵問題就是如何吸引學生的注意力，培養(yǎng)學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中，我們通過平時生活中比較常見的現(xiàn)象來引出相應的教學內(nèi)容，如通過對吊扇和空調(diào)的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應燈、審訊室的監(jiān)聽設(shè)備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫(yī)學上的進步：X照影技術(shù)、內(nèi)窺鏡手術(shù)等如何實施；機器人如何識別周圍環(huán)境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現(xiàn)在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調(diào)工作原理的區(qū)別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發(fā)了學生的學習興趣，使學生認識到了學習該課程的重要性，為學生學習該課程后續(xù)內(nèi)容作了準備。

2.充分運用現(xiàn)代教學手段合理使用教具。

傳感與檢測技術(shù)課程的特點是原理多，公式復雜，推理較多。在傳統(tǒng)以往的教學中，教師在黑板畫原理圖或組成圖時，一方面圖形較為復雜占用很多時間，另一方面圖形缺乏立體感，無法形象地描述檢測過程，無法激發(fā)學生的學習熱情。因此在教學過程中，我們通過運用多媒體，讓傳感器參與的控制/檢測系統(tǒng)的過程和結(jié)果比較形象化、立體化，讓學生對其工作原理有了感性的認識；通過PPT，學生了解了各種不同類型傳感器的形狀，對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發(fā)了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，使學生對檢測系統(tǒng)有了比較全面的認識。

3.教學與實驗相結(jié)合。

為加強學生的動手能力、創(chuàng)新意識并促進學生對課堂知識的消化吸收，我們設(shè)置了相應的實驗環(huán)節(jié)。通過實驗學生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應的檢測系統(tǒng)，一方面通過實驗來驗證原理，加強對基本定義的理解，另一方面增強了學生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。

4.教學與科研相結(jié)合。

重視教學和科研的結(jié)合提高了學生的學習興趣并拓展了學生的知識面，比如在講霍爾傳感器時，結(jié)合實際科研，采用霍爾傳感器來定位，通過實際檢測系統(tǒng)，對霍爾傳感器的應用，包括霍爾元件的電路處理等進行介紹說明，加深學生對霍爾效應和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說，要設(shè)計一個測溫系統(tǒng)，我們根據(jù)不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結(jié)合我校光學工程的特色，在他們比較熟悉的光學類的科研項目中，通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據(jù)，包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應用，學生可以更了解傳感與檢測原理課程學習的重要性。這種模式使學生認識到了傳感與檢測技術(shù)在科研中的重要性，并激發(fā)了學生學習的熱情。

5.教學與生活、社會需求相結(jié)合。

目前，部分同學缺乏對課程學習的興趣，不了解對本課程學習的意思，光學工程專業(yè)部分同學甚至認為跟他們以后的工作、研究方向沒有關(guān)系，缺乏上課的積極性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學習讓他們很難集中精神聽課，因此，在課程的講授中最為重要的就是如何培養(yǎng)學生的學習興趣，激發(fā)他們對本課程的學習熱情。在知識點的講授過程中，根據(jù)專業(yè)方向的不同，要有側(cè)重點，通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點，如在介紹一種傳感器的時候，通過列舉一些現(xiàn)實生活中較常見的現(xiàn)象或者儀器，比如在介紹應變式傳感器的時候，首先向?qū)W生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等，在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設(shè)備和比較感興趣的話題。讓學生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應用，讓學生認識到，傳感器在我們平時生活中隨處可見，提高其學習的積極性。

三、結(jié)語

第2篇

本課程安排在大學三年級第二學期進行，而這個階段學生大部分時間和精力主要放在準備考研或者開始聯(lián)系實習單位上，學習時間和精力得不到保證。同時考慮該學期時所有專業(yè)課幾乎基本學完，光通信原理課程中部分專業(yè)知識已在之前開設(shè)的不同專業(yè)課程中有所涉及，盡管在不同專業(yè)課中強調(diào)的學習重點不同，但畢竟和其他課程還是存在一定的交集。因此在這種狀態(tài)下，只依靠課堂將光通信的知識全面而系統(tǒng)地講授給學生是比較困難的，學生聽到學過的內(nèi)容就會自然而然開小差，這對未學習的知識也會產(chǎn)生消極的影響，從而影響整天的教學效果。

2教材選用方面

目前，該課程的上課講義主要是根據(jù)清華大學袁國良老師編寫的《光通信原理》，再結(jié)合其他通信類的參考書編寫而成。該書對光通信原理的介紹雖比較系統(tǒng)，但是書中很多章節(jié)存在混亂的現(xiàn)象。如第三章介紹光纖的基本特性，但在第五章中再次介紹光纖溫度特性和機械特性。光電檢測器件也存在類似的現(xiàn)象，在第四章中介紹光電檢測器的工作原理和主要要求以及光電檢測器的工作特性，而第五章再次介紹光電檢測器件，雖然兩章節(jié)中介紹內(nèi)容并不重復，但是這樣授課過程中學生會覺得有些亂。雖然在實際課堂上已將內(nèi)容調(diào)整并對其內(nèi)容進行了擴充，但是畢竟沒有配套的講義，學生學起來還是有些不方便。與此同時，光纖通信領(lǐng)域科技發(fā)展日新月異，這本書缺少該學科最新的研究方向和前沿熱點問題的介紹，如藍光信息存儲技術(shù)和白光照明等目前的熱點問題。這顯然很難引起學生的學習興趣和熱情。

3課程改革舉措

結(jié)合學校2012版培養(yǎng)計劃，根據(jù)我校光信息科學與技術(shù)專業(yè)學生的特點和人才培養(yǎng)目標，該課程的現(xiàn)行教學體系和內(nèi)容應做必要調(diào)整，教學方法和教學手段上也要進行必要的改革，從而保證課程教學質(zhì)量的有效提高。

3.1整合課程內(nèi)容，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)

首先以形象的圖像介紹整個光通信系統(tǒng)的組成部分，讓學生了解光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其次簡單介紹光通信系統(tǒng)組成的每個部分，先講解光通信中的主要有源和無源的光器件，光纖的組成和傳輸原理，然后把通信的光端機、光調(diào)制等基本內(nèi)容盡可能地縮小課時快速介紹完畢，這樣可以盡量避免與其他課程的重復，從而讓學生產(chǎn)生新鮮感。然后重點集中討論數(shù)字光通信系統(tǒng)，闡述如何設(shè)計光纜線路損耗預算和怎樣考慮光纜線路中的各種類型的噪聲源，多向?qū)W生介紹電信、數(shù)據(jù)通信方面的新發(fā)展、新思路，以開闊學生的眼界。這些改革為我們完成基本的教學任務提供了保障。同時鑒于袁老師課本中存在的章節(jié)混亂的情況，我們擬調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。課程的新結(jié)構(gòu)首先從光通信的整體出發(fā)，從宏觀上使學生了解光通信整體的基本知識和要求，把握零件和整體的關(guān)系。從簡易的連接入手，到復雜網(wǎng)絡(luò)為課程重點，把握各種光通信的特點，為培養(yǎng)學生應用能力奠定良好基礎(chǔ)。

3.2分層實踐教學，構(gòu)建實踐平臺

光纖通信原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程，隨著光纖通信與實際應用的結(jié)合越來越密切，僅僅在課堂上講授基本的理論知識遠遠不能滿足實際需求，必須加強和改進光纖通信課程的實踐環(huán)境教學內(nèi)容，突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實驗建設(shè)和實驗教學的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學本科生的應用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。首先，實踐教學過程中采用了分層次的實踐教學模式，根據(jù)學生理論知識學習情況及動手能力分組分層進行教學。動手能力一般的學生完成基礎(chǔ)實驗訓練，動手能力較強的學生增加綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗教學內(nèi)容，逐步構(gòu)建了“基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型”的三級式分層次實踐教學體系。其次在學校的相應經(jīng)費支持下，鼓勵學生根據(jù)所學內(nèi)容搭建小型的光通信系統(tǒng)，讓學生自己動手操作整個光通信系統(tǒng)的組成并了解實現(xiàn)通信需要注意的事項，如光纖損耗對中繼距離的影響設(shè)計，色散對中繼距離的影響等主要影響光通信性能的因素，讓學生在動手操作中尋找評價光通信性能的指標等內(nèi)容。這樣充分調(diào)動了學生的積極性，不僅鞏固了所學知識，還培養(yǎng)了學生的動手操作能力、觀察能力及分析解決問題的能力，有效地提高光纖通信原理課程的教學效果。

3.3探索新的評價體系，改革考試模式

學生學習評價的目的是促進學生知識、技能以及情感、態(tài)度、價值觀等方面的發(fā)展。發(fā)掘?qū)W生多方面的潛能，了解學生發(fā)展的需要和發(fā)展優(yōu)勢，增強學習的自信心。評價還要客觀、全面地反映教學的實際情況，為改進教學提供真實、可靠依據(jù)的作用。結(jié)合學校2012版培養(yǎng)計劃，根據(jù)我校光信息科學與技術(shù)專業(yè)學生的特點和人才培養(yǎng)目標，主要從以下幾個方面，探索新的有利于學生個性發(fā)展的評價體系：（1）豐富評價內(nèi)容。改變過去只重視知識，忽視綜合素質(zhì)和個性發(fā)展的評價。應從知識、能力、過程、方法、情感、態(tài)度、價值觀等方面進行綜合評價。在考試試題的內(nèi)容上減少死記硬背的題目，增加實際操作技能、實驗技能的考察。（2）改變評價方法。改變過去那種考試、測驗的單一評價方法。可采用觀察法、調(diào)查法、報告法（提供相關(guān)學習參考資料，讓學生撰寫筆記或?qū)W習報告）。（3）增加操作性和實驗性評價比重。在“光纖通信”的實驗課評價體系中我們要注重學生操作過程和規(guī)范性的評定。測驗考試評價應增加考核學生的應用知識分析、解決實際問題的能力和創(chuàng)造性思維能力的權(quán)重。

4結(jié)語

第3篇

本課程內(nèi)容分為：光通信基本理論、光纖通信基本原理、光纖通信新技術(shù)特征等三大部分.主要內(nèi)容為：緒論、光纖發(fā)展、光波導理論與光纖特性、光纜及工程應用、光發(fā)送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統(tǒng)與設(shè)計等.采用的教學方法以課堂教學為主，輔以實習實訓等.授課對象為我校本科專業(yè)自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)，授課理論學時54，實習實訓18，各教學環(huán)節(jié)學時分配從近4年的教學看，大家普遍認為該課程理論較難、實訓操作難、而且理論與實訓結(jié)合較少.導致大學生們對該課程缺乏學習的主動性、積極性，不利于專業(yè)技能人才的培養(yǎng).作者根據(jù)近4年的經(jīng)驗和學生獲取該課程的知識、技能的效果，從課程的教學內(nèi)容、教學方法、手段及見習實訓等幾個方面提出教研教改的意見.

2光纖通信課程理論教學

針對同學們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補充了一些基礎(chǔ)知識.比如光波導理論、高等數(shù)學、光電子技術(shù)、電磁學等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學有余力的同學選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統(tǒng)》，北京郵電大學出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統(tǒng)》教材.我們采用多種方法分析一些抽象概念，逐步闡述.例如，光纖傳輸?shù)牟▌永碚撌枪饫w通信理論中的一個重要內(nèi)容，通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達式求解，其過程繁雜，同學們很難將推導出的理論結(jié)果和實際上的物理意義對應.因此在該部分的教學中采用先引入并重點講解波導、導波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應不同的傳播角，產(chǎn)生不同的離散模式是由于光波在芯區(qū)和包層分界面上發(fā)生反射時產(chǎn)生相位移動引起的，在理解概念的基礎(chǔ)上，再運用特征方程理論推導出結(jié)論.充分利用多媒體的優(yōu)勢，多媒體PPT教學與傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合，以便提高教學質(zhì)量.結(jié)合該學科的實際，作者制作了適合實際情況的PPT課件，課件的教學效果良好，比如在講解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成的時候，結(jié)合PPT課件圖，直觀、形象生動的看出了系統(tǒng)由光發(fā)射機、光纖光纜、中繼器與光接收機等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調(diào)制器、濾波器、光開關(guān)及路由器、分插復用器ADM等.

3光纖通信實訓教學環(huán)節(jié)

本課程的實訓環(huán)節(jié)除了安排常規(guī)的8個實驗，模擬信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實驗、數(shù)字信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實驗、光發(fā)送、接收模塊實驗、光纖無源器件特性測試實驗、數(shù)字光發(fā)送接口指標測試實驗、光纖傳輸特性測量實驗波分復用（WDM）光纖通信系統(tǒng)實驗等.另外，筆者引入了OpticSimu仿真實訓軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實驗平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，形象地得到仿真實驗結(jié)果，配置各種光纖通信系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中各點的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結(jié)構(gòu).運用OADM和OXC，構(gòu)建WDM光網(wǎng)絡(luò)，并對其進行傳輸性能仿真，為光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和規(guī)劃提供參考.

4結(jié)束語