前沿技术走进本科专业课程教学

时间:2022-03-18 09:54:38 来源:网友投稿

[摘要] 《光电成像技术基础》是军用光电专业的一门专业选修课程,是对光电专业以往多门专业课程内容的综合应用,教学过程中需要尽可能将前沿技术方面的信息穿插其中,因此本文从教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面探讨了相应的改进和创新方法。

[关键词] 专业选修课程,前沿技术

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1009—9646(2009)07-0000-00

高校本科课程的发展和教育理念的发展是相伴随的,也和整个科技进步、社会发展有密切关系,因此课程改革必不可少,必须对传统课程体系和课程内容的进行必要的调整、重组和整合,建立一个与时代同步的知识平台。我们以本科军用光电专业选修课程《光电成像技术基础》的教学过程为例,分析了目前本科专业选修课程教学的一些弊端,并从教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面探讨了相应的改进和创新方法。

1传统教学形式在专业选修课程教学中的不足:

光电成像技术是利用光学成像系统、光电成像器件和信号处理技术,记录、存储或显示目标图像信息的技术,是以微光辐射图像的增强以及从X射线到远红外辐射图像信息的探测、转换、传输与存储等为基本内容。相对于传统光学成像技术,光电成像技术使人类视觉功能在信息获取灵敏度、分辨力、信息响应速度与保存时间、光谱响应范围、信息传播等方面得到了极大的扩展。

在当前的教学过程中尽管教师尽可能将前沿技术方面的信息穿插在教学过程中,但由于多方面的因素限制,效果并不明显。

1.1教材内容陈旧,缺乏新技术

教科书对于迅速发展的光电成像技术来说不用质疑一定是滞后的,选好教学内容成为《光电成像技术基础》这一类专业选修课程最基本的条件。原有教材中有的器件和技术是陈旧、落后甚至被淘汰的,对于这部分内容,我们必须总结出其中基本知识,利用有限课时进行学习,剔除过时的内容。

1.2 教学方法单一,缺乏创新

传统教学以教员讲授为主,一块黑板、一根教鞭、一只粉笔,现在再加上一个PPT,这样的教学方法和手段对于有的基础类型课程是合适的,但对于像《光电成像技术基础》这一类以介绍器件和相关技术的课程来说,就显得有些死板、陈旧和滞后。

1.3学生被动接受,缺乏主动性

传统教学形式,学生在课堂上仅需带上耳朵和U盘,上课听讲解,下课拷课件就行

了,完全被动接受知识,没有自主选择性学习的可能,没有发挥主动性的空间。

2教学改革目标:

在专业选修课程的教学过程中,应该认真贯彻素质教育、创新教育的思想。鉴于本课程在的开设时期,学生应该已经具备了一定的数学、物理和专业知识,课程教学中将采取从总体结构到局部知识的思路,引导学生解剖、分析具体的光电成像问题;在具体应用分析中,主要由学生进行,突出学员学习的主体地位;注意对已学课程知识的回顾、综合应用和扩展创新;注意有关光电成像技术之间的区别与联系;对每一章节的内容,明确其基本要求和重点难点。在此基础上开展“准研究型”的学习活动,以广泛调研文献为基础,充分发挥自主学习的能力,总结归纳相应器件的新技术和新发展,并能在课堂上进行讲解和报告

学员通过本课程的学习,除了掌握多种常用的光电成像器件及系统的结构、工作原理、基本技术、特性分析等内容,能够熟练使用几种典型的光电成像仪器外,具有主题调研和总结归纳的能力,具有开展相关领域研究工作的基础,具备解决光学工程中某些成像问题的初步能力。

3教学改革内容:

3.1教学内容

《光电成像技术基础》的课程内容以直视型光电成像器件、电视型电真空成像器件、固体成像器件和红外热成像器件等四大类光电成像器件为主线,分别介绍了器件工作的物理过程、器件的主要性能参数、典型器件的结构和器件所构成的系统。需要预修的课程有《物理光学》、《几何光学与光学仪器》、《辐射度量学与光电探测器》、《军用光电技术》。

学员需要掌握多种常用的光电成像器件及系统的结构、工作原理、基本技术和特性分析等内容,熟悉典型的光电成像仪器的主要性能参数,具备解决光学工程中某些成像问题的初步能力。在我们的教学过程中,适时加入了各种器件,比如像管、电视摄像管、CCD、CMOS、红外热像仪等的最新技术进展情况,生产厂商和主要代表性器件的参数介绍,以及在工业、电力、医学、消防、军事等方面的应用实例讲解。尤其是CCD、CMOS和红外热像仪,由于这类器件已经广泛深入到我们的生活、学习和工作中,因此在前沿技术方面更是加重笔墨进行教学。

3.2教学方法

对于《光电成像技术基础》这一类专业选修课程,不同于传统的基础课程,随着技术的不断进步,教学方法必须与时俱进进行改革,形成的教学方式。

3.2.1基本讲解

按照课程标准的基本要求,组织学员积极参与课程教学中的讨论、系统分析、公式证明及其物理含义的说明,并认真完成课后作业和光电成像仪器的实验与实践;要求掌握和能够应用常见的光电成像器件技术。

对于典型的光电成像系统,将结合仪器实物及其军事应用进行教学,以加强教学效果。

以上内容的教学是本门课程的基本知识,仍然以教员讲解为主,要求学员积极主动参与课程教学,认同教师的教学方式。

3.2.2主题化教学

由于光电成像技术课程是以多个不同的器件及器件所构成的系统作为学习内容,所以可以将整个课程教学划分为几个大的主题学习板块。在每一个主题板块内,学员不仅通过教员教学活动学习课本内容,认知理论,更要求学员发挥自己的能动性,在众多文献和网络上自主寻找主题器件的新技术进展和新知识点,形成一种新的学习方法,学会选择和总结海量信息,撰写器件小论文,养成和教员同学交流讨论的学习习惯。

3.2.3前沿技术调研情况报告

传统教学过程中,往往是教员在课堂上

全程讲授,学员被动接受新信息。我们打破这种模式,让学员站上讲台,报告他们在课前准备的前沿技术调研情况。

学员需要在课前通过大量阅读文献,选定自己认为有价值的技术方向,准备一个500字左右的讲解大纲和一份10-20页的PPT讲稿。每次课教员在结束新课程内容学习后,预留少量时间,或者另外安排在习题课、复习课、自习课上安排学员进行报告。

这种方式不仅调动了学员课堂和课后的学习积极性,活跃了课堂气氛,更能及时释放学员的新思想和智慧火花。前沿技术也自然走进了课堂,教员也会从中受益匪浅。平等的课堂气氛让自主学习的成果能得到充分交流和肯定。

3.3考核方式

我们的教学过程中,有三个大的环节:第一,基本讲解;第二,主题化教学;第三,前沿技术调研情况报告。针对每一个环节,必须设立相应的考核方式。

除了传统的平时作业成绩和闭卷考试成绩,在“主题化教学”环节中,要求学员上交一份关于主题器件的3000字小论文;在“前沿技术调研情况报告”环节中,根据学员的选题、调研和讲解的综合表现,给予学员一个综合能力评价成绩。

本门课程的最终成绩将由这三大部分的成绩总和而产生。

在这个过程中,我们也发觉以往在闭卷考试中都能得到较高分数的学员在第二、三环节中,却并不都能有优异的成绩;以往学习成绩不是特别理想的学员,由于学习形式的变化,激发了他们的学习热情,开发了他们新思维,挖掘了他们在调研、综述、讲解等方面的能力。无论是谁,都有可能成为了课堂上最受欢迎的演讲者,这样学员的主动性得到极大调动,自信心也大大增强了。

光电成像技术是现代图像信息技术最活跃和最重要的领域之一,它在军事目标探测、多媒体技术、计算机视觉、办公自动化以及工业非接触测量与控制等方面得到了广泛的应用。《光电成像技术基础》是军用光电专业的一门选修课程,是对以往多门专业课程内容的综合应用,需要将前沿新技术引入课堂教学,因此不能照搬其他基础课程的教学方式,应该对教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等等有所创新,我们在这些方面作了一些尝试和探索,还需要进一步的开展相关工作

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