《光纤传感器应用技术》教学大纲

《光纤传感器应用技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：21150121课程性质：专业选修课学分：1.5学分学时：24学时（理论24学时）先修课程：高等数学、大学物理、工程光学等后续课程：毕业设计适用专业：电缆工程开课单位：电缆工程学院一、课程说明《光纤传感器应用技术》是电缆工程专业的一门专业选修课。本课程主要讲授光纤基本知识和光在光纤中的传播特点。通过本课程的学习，使学生了解光纤中光传输和传感的基本理论，使学生掌握光纤传感的基本原理以及常用的传感器测量原理，了解各种光纤传感正在发展的前沿课题，培养学生应用光纤传感器的基本技能及学生运用理论知识解决生产实际问题的能力，并为在光纤传感和光纤通信领域中，解决相关专业问题的能力打下坚实的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：对光纤中光传输和传感的基本理论有较为深刻的认识，掌握光纤传感器应用关键技术，并能对光纤技术相关领域，包括光纤有/无源器件、原材料加工和系统设计等相关问题进行恰当的表述和解释。课程目标2：培养学生应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能，培养学生对前期学习知识的综合运用能力、分析问题的能力以及光电器件的应用能力。课程目标3：增强学生的科学素养，培养学生的科学精神、探索创新精神，培养学生的踏实严谨、吃苦耐劳、追求卓越的优秀品质，使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才。三、课程目标与毕业要求《光纤传感器应用技术》课程教学目标对电缆工程毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.1掌握数学、物理、化学的基础知识，领会数学、自然科学的重要思想和思维方法，理解工程问题的数理本质及其表述方法。课程目标1：对光纤中光传输和传感的基本理论有较为深刻的认识，掌握光纤传感器应用关键技术，并能对光纤技术相关领域——光纤有/无源器件、原材料加工和系统设计等相关问题进行恰当的表述和解释。H2.问题分析2.3能够根据数学、自然科学和工程科学的基本原理，并结合文献研究，比较不同的解决方案，以获得有效结论。课程目标2：培养学生应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能，培养学生对前期学习知识的综合运用能力、分析问题的能力以及光电器件的应用能力。M12.终身学习12.1具有勤奋求学、精于探索的素养，对问题的辩证思维和批判性思维意识，以及不断求知和终身学习的素养。课程目标3：增强学生的科学素养，培养学生的科学精神、探索创新精神，培养学生的踏实严谨、吃苦耐劳、追求卓越的优秀品质，使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.光纤技术基础1.1光纤的基本特征参数1.2典型光纤器件教学要求：掌握光纤强度调制的原理与方法，了解强度补偿技术。重点：光纤的损耗与色散。难点：光纤放大器、光纤光栅与管线滤波器。81、2、32.光纤传感基本原理及应用2.1强度调制型光纤传感器2.2相位调制型光纤传感器2.3波长调制型光纤传感器2.4偏振调制型光纤传感器2.5分布式光纤传感技术教学要求：掌握光纤干涉仪的相位调制机理与主要结构类型熟悉集中主要的相位解调技术；掌握光纤光栅的调制机理与解调方法；掌握偏振调制传感机理了解光纤电磁场传感器的结构与应用；掌握光时域分布式传感机理与OTDR技术要点。重点：强度调制、波长调制调制原理。难点：偏振调制原理。161、2、3合计24五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、习题讲解、视频资源等教学手段，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，完成课程教学任务和相关能力的培养。六、课程资源1.推荐教材黎敏,廖延彪.光纤传感器及其应用技术[M].北京：科学出版社,2018.2.参考书（1）胡昌奎,黎敏.光纤技术实践教程[M].北京：清华大学出版社,2015.（2）廖延彪.光纤传感技术与应用[M].北京：清华大学出版社,2009.（3）GerdKeiser.光纤通信工程[M].北京：电子工业出版,2002.3.期刊（1）光纤与电缆及其应用技术,信息产业部电子第二十三研究所主办.（2）光学学报,中科院上海光机所,中国光学学会.（3）Optica,TheOpticalSociety.（4）OpticsExpress,TheOpticalSociety.（5）OpticsLetters,TheOpticalSociety.4.网络资源（1）中国大学MOOC：/course/WHUT-1207170804（2）国家精品资源共享课网址：/web/sword/portalsearch/homeSearch七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核出勤率4根据课堂出勤情况进行考核，满分100分。以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√22课堂表现10（1）根据课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√55作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√5105章节测试6（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√222期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核基本知识、基本理论等内容及学生综合应用、分析等能力。（3）期末考核方式为大作业或课程论文。√√√252510合计：100分394417八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以出勤率、课堂表现、作业、章节测试、大作业或课程论文等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核成绩为100分（权重60%），期末考核中对基本知识、基本理论、基本技能的考核分值不超过50%，对综合应用、分析的考核不低于50%；出勤率、课堂表现、作业、章节测试等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60出勤率10请假1次以内，出勤率90%以上。请假3次以内，出勤率80%。请假3次以内，旷课1次以内，出勤率70%以上。请假3次以内，旷课3次以内，出勤率60%以上。请假5次以上，旷课3次以上，出勤率60%以下。课堂表现25笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业50作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整