光学课程论文范文

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第1篇

教材的选择应符合我院专业培养的要求并且应具有光电工程的专业特色，针对后续专业课程如“光电检测技术”、“光学测量”、“自动控制原理”等要求学生具备一定的检测技术方面的知识，再加上我院学生整体上电路方面的知识相对薄弱的特点，经过更换几次教材，最后我们选定的是自编的《传感与检测原理》。根据教学大纲32个课时的要求，我们对教学内容做了如下调整：适当控制光电传感器的学时，避免与光电检测技术课程重复的内容（如光电导、光生伏特器件等），结合专业特色，增加一些新型的传感器的介绍比如红外探测器、图像传感器、智能传感器等。一方面使光电学院的学生能够及时了解当下热门传感器的发展动态，其能达到的性能指标，以及一些新型的传感器的发展，紧跟时展，为学生在以后的毕业设计奠定一定的检测技术方面的基础，对专业知识的完善起到一定的辅助作用。结合专业特点，突出知识体系的重点和难点，特别是针对光电学院的学生以后做毕业论文夜上海论坛或工作中可能会遇到的传感器（如光纤传感器、霍尔传感器等）做重点详细的介绍。

二、教学方法的改革探索

按照课程大纲的要求，在讲授过程中，分别介绍了应变式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、光纤、CCD、温度传感器等一些经典传感器的基本原理、特性、测量电路及其应用。各种传感器章节相对独立，可以适当地调整讲授的顺序。传感器的讲授基本遵循从组成结构、工作原理、分类、等效电路、特性参数到应用这一思路。另外结合较常见的被测量，教师适当地总结归纳常用的传感器的使用要点及其选择依据，如都是测量位移的传感器，应变式传感器、电容式传感器或电感式传感器在使用的时候区别在哪；又比如都是做开关，电容式传感器和电感式传感器在原理上是否有区别，等等。以前我校的教学模式是以课堂讲授为主，根据教学内容开设少量的验证性试验。这种教学模式过于注重原理的分析，学生只是机械化地记住了传感器的一些基本概念和工作原理，但是当要解决实际问题时却感觉无从下手，缺乏对传感器的直观认识，甚至有学生体会不到传感器的实际应用价值。鉴于此，我们有必要对传统的教学模式进行探讨，通过教学方法、教学模式的改革让学生切身感受到将“传感与检测技术”的知识学以致用的快乐，实现传统教学方法所未能达到的效果。

夜上海论坛 1.调动学生的积极性，激发学生学习的兴趣。

教学方法改革的一个关键问题就是如何吸引学生的注意力，培养学生对课程的学习兴趣。在《传感器与检测原理》课程的教学过程中，我们通过平时生活中比较常见的现象来引出相应的教学内容，如通过对吊扇和空调的对比，举出温度传感器的作用；又如教室里的自动感应灯、审讯室的监听设备、家用的电磁炉都是怎样工作的；又如医学上的进步：X照影技术、内窥镜手术等如何实施；机器人如何识别周围环境；最新研制的无人驾驶汽车怎么实现在高速路上的行驶；等等。通过分析吊扇和空调工作原理的区别，引出传感器的重要性。这些实例大大激发了学生的学习兴趣，使学生认识到了学习该课程的重要性，为学生学习该课程后续内容作了准备。

2.充分运用现代教学手段合理使用教具。

传感与检测技术课程的特点是原理多，公式复杂，推理较多。在传统以往的教学中，教师在黑板画原理图或组成图时，一方面图形较为复杂占用很多时间，另一方面图形缺乏立体感，无法形象地描述检测过程，无法激发学生的学习热情。因此在教学过程中，我们通过运用多媒体，让传感器参与的控制/检测系统的过程和结果比较形象化、立体化，让学生对其工作原理有了感性的认识；通过PPT，学生了解了各种不同类型传感器的形状，对传感器有了比较直观的印象。多媒体课件的引入充分激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，使学生对检测系统有了比较全面的认识。

3.教学与实验相结合。

为加强学生的动手能力、创新意识并促进学生对课堂知识的消化吸收，我们设置了相应的实验环节。通过实验学生自己动手接触各种不同类型传感器并搭建其相应的检测系统，一方面通过实验来验证原理，加强对基本定义的理解，另一方面增强了学生的测试技能、动手能力及实际问题的分析能力。

夜上海论坛 4.教学与科研相结合。

夜上海论坛 重视教学和科研的结合提高了学生的学习兴趣并拓展了学生的知识面，比如在讲霍尔传感器时，结合实际科研，采用霍尔传感器来定位，通过实际检测系统，对霍尔传感器的应用，包括霍尔元件的电路处理等进行介绍说明，加深学生对霍尔效应和对霍尔传感器工作原理的理解。又比方说，要设计一个测温系统，我们根据不同的测量温度和精度要求会选用不同的温度传感器。又比方结合我校光学工程的特色，在他们比较熟悉的光学类的科研项目中，通过具体的项目介绍各种不同光电类传感器的选取依据，包括不同类型的光源的选取。通过传感与检测原理知识在实际科研中的应用，学生可以更了解传感与检测原理课程学习的重要性。这种模式使学生认识到了传感与检测技术在科研中的重要性，并激发了学生学习的热情。

5.教学与生活、社会需求相结合。

目前，部分同学缺乏对课程学习的兴趣，不了解对本课程学习的意思，光学工程专业部分同学甚至认为跟他们以后的工作、研究方向没有关系，缺乏上课的积极性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理论的学习让他们很难集中精神听课，因此，在课程的讲授中最为重要的就是如何培养学生的学习兴趣，激发他们对本课程的学习热情。在知识点的讲授过程中，根据专业方向的不同，要有侧重点，通过一些热门的话题或他们比较感兴趣的话题引出知识点，如在介绍一种传感器的时候，通过列举一些现实生活中较常见的现象或者仪器，比如在介绍应变式传感器的时候，首先向学生介绍他们较为熟悉的电子秤重计的工作原理等，在介绍电感式传感器时可以先给大家介绍窃听器、拾音器等他们比较感兴趣的设备和比较感兴趣的话题。让学生比较直观地了解不同传感器的工作原理以及它的应用，让学生认识到，传感器在我们平时生活中随处可见，提高其学习的积极性。

三、结语

第2篇

夜上海论坛 本课程安排在大学三年级第二学期进行，而这个阶段学生大部分时间和精力主要放在准备考研或者开始联系实习单位上，学习时间和精力得不到保证。同时考虑该学期时所有专业课几乎基本学完，光通信原理课程中部分专业知识已在之前开设的不同专业课程中有所涉及，尽管在不同专业课中强调的学习重点不同，但毕竟和其他课程还是存在一定的交集。因此在这种状态下，只依靠课堂将光通信的知识全面而系统地讲授给学生是比较困难的，学生听到学过的内容就会自然而然开小差，这对未学习的知识也会产生消极的影响，从而影响整天的教学效果。

2教材选用方面

夜上海论坛 目前，该课程的上课讲义主要是根据清华大学袁国良老师编写的《光通信原理》，再结合其他通信类的参考书编写而成。该书对光通信原理的介绍虽比较系统，但是书中很多章节存在混乱的现象。如第三章介绍光纤的基本特性，但在第五章中再次介绍光纤温度特性和机械特性。光电检测器件也存在类似的现象，在第四章中介绍光电检测器的工作原理和主要要求以及光电检测器的工作特性，而第五章再次介绍光电检测器件，虽然两章节中介绍内容并不重复，但是这样授课过程中学生会觉得有些乱。虽然在实际课堂上已将内容调整并对其内容进行了扩充，但是毕竟没有配套的讲义，学生学起来还是有些不方便。与此同时，光纤通信领域科技发展日新月异，这本书缺少该学科最新的研究方向和前沿热点问题的介绍，如蓝光信息存储技术和白光照明等目前的热点问题。这显然很难引起学生的学习兴趣和热情。

3课程改革举措

结合学校2012版培养计划，根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标，该课程的现行教学体系和内容应做必要调整，教学方法和教学手段上也要进行必要的改革，从而保证课程教学质量的有效提高。

3.1整合课程内容，调整课程结构

首先以形象的图像介绍整个光通信系统的组成部分，让学生了解光通信的系统结构。其次简单介绍光通信系统组成的每个部分，先讲解光通信中的主要有源和无源的光器件，光纤的组成和传输原理，然后把通信的光端机、光调制等基本内容尽可能地缩小课时快速介绍完毕，这样可以尽量避免与其他课程的重复，从而让学生产生新鲜感。然后重点集中讨论数字光通信系统，阐述如何设计光缆线路损耗预算和怎样考虑光缆线路中的各种类型的噪声源，多向学生介绍电信、数据通信方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。这些改革为我们完成基本的教学任务提供了保障。同时鉴于袁老师课本中存在的章节混乱的情况，我们拟调整课程结构。课程的新结构首先从光通信的整体出发，从宏观上使学生了解光通信整体的基本知识和要求，把握零件和整体的关系。从简易的连接入手，到复杂网络为课程重点，把握各种光通信的特点，为培养学生应用能力奠定良好基础。

夜上海论坛 3.2分层实践教学，构建实践平台

光纤通信原理课程是一门理论性及实践性很强的课程，随着光纤通信与实际应用的结合越来越密切，仅仅在课堂上讲授基本的理论知识远远不能满足实际需求，必须加强和改进光纤通信课程的实践环境教学内容，突出本课程重实践、强能力的培养特色。实验建设和实验教学的重视和完善，有利于培养和提高通信工程类大学本科生的应用能力、创新能力和科研能力。首先，实践教学过程中采用了分层次的实践教学模式，根据学生理论知识学习情况及动手能力分组分层进行教学。动手能力一般的学生完成基础实验训练，动手能力较强的学生增加综合设计型、创新型实验教学内容，逐步构建了“基础型、综合设计型、创新型”的三级式分层次实践教学体系。其次在学校的相应经费支持下，鼓励学生根据所学内容搭建小型的光通信系统，让学生自己动手操作整个光通信系统的组成并了解实现通信需要注意的事项，如光纤损耗对中继距离的影响设计，色散对中继距离的影响等主要影响光通信性能的因素，让学生在动手操作中寻找评价光通信性能的指标等内容。这样充分调动了学生的积极性，不仅巩固了所学知识，还培养了学生的动手操作能力、观察能力及分析解决问题的能力，有效地提高光纤通信原理课程的教学效果。

夜上海论坛 3.3探索新的评价体系，改革考试模式

学生学习评价的目的是促进学生知识、技能以及情感、态度、价值观等方面的发展。发掘学生多方面的潜能，了解学生发展的需要和发展优势，增强学习的自信心。评价还要客观、全面地反映教学的实际情况，为改进教学提供真实、可靠依据的作用。结合学校2012版培养计划，根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标，主要从以下几个方面，探索新的有利于学生个性发展的评价体系：（1）丰富评价内容。改变过去只重视知识，忽视综合素质和个性发展的评价。应从知识、能力、过程、方法、情感、态度、价值观等方面进行综合评价。在考试试题的内容上减少死记硬背的题目，增加实际操作技能、实验技能的考察。（2）改变评价方法。改变过去那种考试、测验的单一评价方法。可采用观察法、调查法、报告法（提供相关学习参考资料，让学生撰写笔记或学习报告）。（3）增加操作性和实验性评价比重。在“光纤通信”的实验课评价体系中我们要注重学生操作过程和规范性的评定。测验考试评价应增加考核学生的应用知识分析、解决实际问题的能力和创造性思维能力的权重。

4结语

第3篇

本课程内容分为：光通信基本理论、光纤通信基本原理、光纤通信新技术特征等三大部分.主要内容为：绪论、光纤发展、光波导理论与光纤特性、光缆及工程应用、光发送与接收、光无源器件、光放大器、光纤通信系统与设计等.采用的教学方法以课堂教学为主，辅以实习实训等.授课对象为我校本科专业自动化、通信工程、电子信息工程等专业，授课理论学时54，实习实训18，各教学环节学时分配从近4年的教学看，大家普遍认为该课程理论较难、实训操作难、而且理论与实训结合较少.导致大学生们对该课程缺乏学习的主动性、积极性，不利于专业技能人才的培养.作者根据近4年的经验和学生获取该课程的知识、技能的效果，从课程的教学内容、教学方法、手段及见习实训等几个方面提出教研教改的意见.

2光纤通信课程理论教学

针对同学们反映本课程中难懂的理论知识、课前我补充了一些基础知识.比如光波导理论、高等数学、光电子技术、电磁学等知识在该课程中要用到的重要理论.列出一些参考书目供学有余力的同学选读，比如杨祥林编著的《光纤通信系统》，北京邮电大学出版社出版的顾畹仪编著《光纤通信系统》教材.我们采用多种方法分析一些抽象概念，逐步阐述.例如，光纤传输的波动理论是光纤通信理论中的一个重要内容，通常采用的方法就是波动方程和电磁场表达式求解，其过程繁杂，同学们很难将推导出的理论结果和实际上的物理意义对应.因此在该部分的教学中采用先引入并重点讲解波导、导波等概念的方法，然后解释传输模式，不同的模式对应不同的传播角，产生不同的离散模式是由于光波在芯区和包层分界面上发生反射时产生相位移动引起的，在理解概念的基础上，再运用特征方程理论推导出结论.充分利用多媒体的优势，多媒体PPT教学与传统教学模式相结合，以便提高教学质量.结合该学科的实际，作者制作了适合实际情况的PPT课件，课件的教学效果良好，比如在讲解数字光纤通信系统组成的时候，结合PPT课件图，直观、形象生动的看出了系统由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成.此外还包括一些互连与光信号处理器件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等.

夜上海论坛 3光纤通信实训教学环节

本课程的实训环节除了安排常规的8个实验，模拟信号电—光、光—电转换传输实验、数字信号电—光、光—电转换传输实验、光发送、接收模块实验、光纤无源器件特性测试实验、数字光发送接口指标测试实验、光纤传输特性测量实验波分复用（WDM）光纤通信系统实验等.另外，笔者引入了OpticSimu仿真实训软件，该软件恰好可以克服以上硬件实验平台的不足，可以方便地配置各种光纤通信系统和网络，形象地得到仿真实验结果，配置各种光纤通信系统和光网络，仿真其传输性能，方便、形象地获得系统和网络中各点的光谱、波形、眼图、光信噪比和接收灵敏度.软件界面如图2所示.图3是利用原子功能器件搭建的光分插复用器（OADM）和光交叉连接（OXC）结构.运用OADM和OXC，构建WDM光网络，并对其进行传输性能仿真，为光网络的设计和规划提供参考.

4结束语