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光电子技术论文样例十一篇

时间:2022-06-14 03:38:14

光电子技术论文

光电子技术论文例1

2光电子技术在煤炭安全生产中的应用

2.1近红外波长瓦斯浓度检测技术

瓦斯爆炸是造成煤炭生产不安全的最重要的因素之一,做好瓦斯的检测工作,明确气体的浓度就显得极其重要。利用光电子技术中的近红外波长瓦斯浓度检测手段,能够准确检测出煤炭井下的气体浓度,改善原有瓦斯传感器只能检测黑白元件的弊端,并且不需要每隔一周进行调试,从而减小误差,缓解人员工作压力,大大降低瓦斯爆炸事故发生的可能性。此外,由于光电子元件的发展,近红外波长瓦斯浓度检测技术还具有相对的稳定性,使用操作简便易行,使用年限也更长。

2.2LED矿灯

LED矿灯在井下的安装,起到照明的巨大作用,过去的照明器材的燃点高,极其容易达到煤尘燃点,引发煤炭事故。对此,我国相关部门已经规定,在煤炭生产中不宜使用燃点高的矿灯,要使用新型灯具。LED矿灯是代替过去老旧器材的有效设备,它具有较高的科技含量,其先进性主要表现在安全性、冷光源、低温度、节能、环保、杜绝火花等优势上,是光电子技术在具体设备中的有效运用。

2.3瓦斯突出传感器和煤岩界面传感器

瓦斯突出传感器具有传感和预测的功能,它可以防护煤炭与瓦斯突出造成的爆炸事故,在问题爆发之前就预测事故,然后通过有效的预防降低故障发生的概率,提高企业的经济效益。突出预测包括区域预测和局部预测两大种类,所谓的区域预测就是指对煤炭矿井和煤层区域的不安全因素进行预测,局部预测则是在区域预测的基础上,对重点部位和隐秘部位进行的预测。在具体的检测过程中包含声发射监测技术、电磁辐射监测技术以及环境监测三种类别,对预防事故,提高生产安全性具有十分重要的意义。煤岩界面传感器技术是光电子技术的重要组成部分之一,它能够减少原煤中岩石和其他矿产物的含量,提升企业的经济效益。它最先进的技术就是使用采煤机具备的自动跟踪手段,判断煤岩界面的能力水平,实现自动化采煤。具体而言,煤岩界面传感器技术是使用红外线记录仪器对地质的地表温度进行测试的手段,它能够对坚硬的顶板实施检测,并且反应时间迅速,减衰率小,能够穿透灰尘和水雾。据试验表明,波长为3um-5um的红外成像仪器可以在能见度仅为5米的满是烟雾的巷道中成功的利用采煤机实施定位,探测的距离可以达到80米以上。

2.4红外考勤及人员的跟踪定位

由于我国煤炭行业的迅猛发展,国家对其的重视度越来越高,加强监督管理也就成为相关人员探讨的重点。然而经过调查研究发现,我国一些较小的煤炭生产企业和偏远地区的单位,不具备较好的安全检测系统,在具体实施管理的过程中也存在严重的不足,不利于及时掌握煤矿井下作业的实际情况,危险事故一经发生很难做到安全救援,企业面临着巨大的安全隐患。采用光电子技术中的红外考勤对策能够对矿井工作人员进行跟踪,对他们的动向进行考察,监测他们的生产开采行为。一旦发生危险事故,可以在短时间内采取定位系统找到故障点,为事故救援提供精准的信息。并将计算机网络系统、地理信息系统、通信技术有效的结合在一起,做好考核工作和测评工作,保证煤矿的安全生产。

光电子技术论文例2

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)11-0138-02

一、介绍

光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术,涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域,是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛,而且也是未来信息技术中的重要推动力量,它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容,如:光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论,它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。

光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后,其技术水平和工程应用技术取得了很多突破,在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用,光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前,国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中,许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向,将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。

因此,光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识,也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。

二、课程特点及专业培养目标

光电子学基础是整个专业中的基础专业课程,在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用,也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际,注重对学习者能力的培养,重点培养学生综合分析、解决问题能力,为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。

我们的培养目标为:培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能,德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才,使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此,基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点,我们在教学过程中进行了改革探索。

三、教学改革探索

1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要,从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发,研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件,重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上,对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解,同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说,既是基本的原理内容,但又是滞后的技术,若授课时只是按照教材内容讲解,往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果,易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此,在教学过程中补充和及时更新教学内容,增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求,从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向,培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时,要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解,结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解,使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景,对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨,尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文,指导学生学习专业词汇,在课堂中进行讲解,开阔同学们的视野,引导学生进行初步科研潜力的培养和学习,调动学生的积极性,引导他们进行文献学习,进一步了解国外光电子技术的发展现状,激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点,系统规划、组织,实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点,在课程内容上跟上市场技术需求,结合本地区经济发展的实际情况,培养既有专业知识和跨学科知识,又有极强的实际操作能力、适应性强的学生,全面提升学生的理论素养和实践能力,增强学生在未来光电子产业上的竞争力。

2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学,利用多媒体课件在表达上形象直观、方便,在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示,还能节约课程上的时间,从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容,较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件,充分利用网络上丰富的信息资源,并与兄弟院校的老师展开课程教学交流,共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时,利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》,开展光电子技术专题研究,如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等,既能强化学生所学的基础理论,又能激发学习兴趣,培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中,提前打下科学研究基础。③在方法改革中,在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师,帮助学生制定合理的研究计划,选择合适的研究方案和方法,积极发动研究光电子技术的老师,为这些同学们提供必要的实验条件,由学生自己动手去实验,考证研究方法和方案,来寻求实验结果中的答案。这时,教师起到的是一个组织者的角色,指导、规范学生的探索过程。这样的过程,不仅仅是要让学生学量的知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。

3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中,本来并没有设置时间环节,而且多数放置在大三或大四学习,实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合,先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节,开设具体的、有针对性的实验内容,让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上,开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上,结合地方实际,联系相关光电子产业中的企业,组织学生进行参观学习,从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际,再从实验实际再到光电子技术,从光电子技术再到光电子商品的过程,能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中,从而更能培养和激发学生兴趣,也能将培养目标中的产业式人才完成,弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。

4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中,把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合,培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来,我们在教学过程和专业培养中,存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象,造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程,极大地激发和培养学生的学习兴趣,为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中,我们培养的本科毕业生就业率95%以上,该专业毕业生考研成功率30%以上,使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围,形成了争赶超的局面。同时,针对光信息科学和工程专业的学生,我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养,增加了企业参观及动手实践等环节,同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

参考文献:

[1]陶然,王越,单涛.信息对抗技术专业人才培养模式研究[J].中国电子教育,2008,(4)3:9-43.

[2]张向华.专业课教学应遵循的教学规律[J].辽宁教育学院学报,2014,(4):71.

[3]陈小刚,陈俊风,林善明.《光电子技术》课程设计改革的探索[A].光电技术与系统文选[C].2005.

[4]梁红兵.提速光电子技术与产业[N].中国电子报,2001.

光电子技术论文例3

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)11(b)-0105-02

随着材料科学的飞速发展,光电子材料已经成为新材料产业和当代信息技术产业的重要组成部分,引领着光电子、通信、新能源等产业的发展[1,2]。对于光电子材料相关专业的高校本科生,需要具备较强的光电子材料方面的实践能力,以及与这些技能相匹配的理论基础知识。通过《光电子材料》课程的学习,能够加深学生对光电子技术理论知识的理解,帮助学生将光电子技术知识与光电子相关的实验和实践能力紧密结合起来。因此,当代光电子材料相关专业的大学生亟需学习光电子材料的相关知识,以满足科技日益发展的社会需要。[3,4]

光电子材料课程的学习需要学生有良好的电磁学和光学等物理学科的理论基础知识,同时也是一门实用性强、对动手能力要求较高的课程;其课程目标主要是培养学生掌握扎实的专业知识,同时学习实验和实践相关的基本技术,性能检测的方法,培养学生的实际动手能力[5]。通过光电子材料实验可巩固和加强对有关专业理论的理解,提升学生分析和解决问题的能力,使理论与实践教学有机结合[6]。在以往理论教学中, 激光原理,光纤导光原理,光调制,非线性光学和光电探测等理论知识,涉及较多的电磁学,光学,固体物理和量子力学等专业知识,对于本科生较难理解,而实验和实践方面又要求学生在掌握理论的基础上具备较强的动手操作能力。因此,由于理论知识较难,必须进行较长时间的理论教学,实验和实践操作时间被压缩,枯燥的理论教学不能激发学生对该课程的兴趣,最终导致教学效果较差。因此,如何增加实验和实践教学的比重,使学生对该门课程产生浓厚兴趣,并将光电子材料基础理论知识与实验和实践结合起来,使学生掌握课程的主要知识和基本的操作技能,是达到良好的教学效果的关键。

1 光电子材料课程改革目标

《光电子材料》课程是材料物理(光电材料)专业的专业必修课,涵盖了《光学》、《电磁学》、《固体物理》、《量子力学》等课程相关知识,含有较多的物理公式,具有很强的理论性。根据笔者所在校培养应用型人才的办学特色,结合课程理论性强的特点,该课程目标如下:

(1)通过该课程的学习让学生了解当前光电子技术及研究的最新进展和实际的应用情况。加深学生对光电子技术及其发展的相关认识,并通过讲授光电子技术的发展历程激发学生的研究兴趣和开拓他们的思维与知识面。

(2)将该课程的理论教学与光电材料综合实验等实验课程进行有机结合,力争形成理论和实际相结合,培养学生理论基础知识的同时提升学生的综合实践能力。

2 光电子材料课程教学方法和手段改革

根据教育部的专业规范和学校的课程体系,和笔者所在校培养应用型课程人才的办学理念和材料物理专业的特点与培养目标,结合《半导体器件物理基础》理论性强的特点,在该课程建设过程中,以提高教学质量、培养学生主动学习能力和创新能力为目的,采用启发、互动式教学,讲解与讨论相结合,讲授与自学相结合。借助多媒体和实物教具进行形象化教学。充分运用该校多媒体教室所拥有设备以及网络平台来实现教学手段的现代化,充分运用实物、互联网资源以及企业资源,沓涫悼翁玫哪谌荩使其内容具体丰富。

具体采取的教学方法、手段如下:

(1)制作一系列教学video,辅助课堂教学,活跃教学气氛,增加课堂互动,有效调动学生学习积极性。

(2)建设课程网站,通过学生熟悉的微博、小木虫等平台实现“光电子技术基础”网络资源库的建立;并上传精品课时,在互联网上进行国内外的共享。

(3)课堂教学中通过课前回顾、课前提问等方式保持课程的连贯性和逻辑性,采取引入实物、实验演示及参观等方式使教学更加形象化,运用布置课后作业、小论文等方法使学生在课下更好地巩固已学内容,同时对学生掌握知识的程度得到及时的反馈,为学生打下扎实的理论基础。

(4)针对该课程公式偏多的特点,在课上带领学生推导重要的公式,使学生更好地理解公式的物理意义,掌握光电子材料与器件制造及设计的依据。

(5)针对该课程与《光电材料综合实验》等实验课程的密切关联性,在该课程理论教学中先引入关键实验课程,并逐步与《光电材料综合实验》等实验课程进行有机结合,力争做到理论联系实际,学生们学到的知识有的放矢。

(6)通过教师指定报告内容或者讨论主题,让学生进行分组报告或者分组讨论等方式,了解半导体器件物理知识在新器件制造及工艺当中的实际应用,分析和研究实际生活中有关的问题,达到理论联系实际,学以致用的目的,提高学习的深度和广度,促进学生学习能力发展。

(7)课程考核可采取过程考核的形式,即降低学期末考试成绩占总评成绩的比重(50%),另外50%的成绩根据过程考核的成绩进行评定,过程考核主要包括学生的考勤、课堂表现、分组报告或分组讨论和团队作业等多个部分。这种核算成绩的方式可以有效降低学生平时对课程重视度不够,只靠期末进行突击复习的弊端。督促学生平时对课程的各个环节进行高度重视,上课积极回答问题,积极思考如何将理论与实际应用结合起来,并且善于进行与团队协作完成作业。

3 结语

光电子材料的研究和应用不但需要较强的光电子技术基础理论知识,还需要较强的理论联系实际,动手操作的实践能力。因此,为满足社会光电子材料专业人才的需要,在协同创新平台的基础上,通过改善原有课程中“学”与“用”脱节的现象,进行有针对性的教学,能够促进学生对理论知识的理解以及知识运用和动手操作的实践能力,促进创新实践能力的专业人才的培养。

参考文献

[1]叶莉华,崔一平,胡国华.“光电子技术”课程教改探索[J].电气电子学报,2007,29(2):10-12.

[2]陈湛旭.《光电子学》课程教学改革与实践[J].广东技术师范学院学报:自然科学版,2015(2):108-109.

[3]范东华,代福.基于协同创新理念的光电子专业生产实习课程教学方法改革[J].时代教育,2015(2):199-200.

光电子技术论文例4

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0092-02

一、我校电子科学与技术学科的发展背景

知识经济时代的教育呼唤适应“宽口径,厚基础”的教育观和学习观[1],而工科专业直接面向工矿企业的研发生产,具有很强的实际应用背景,尤其是包括光电子在内的电子科学与技术这类支撑现代社会信息科技的前沿学科,具有专业知识更新快、理论基础要求高、实践应用范围广等特点,对社会高新技术的发展具有深远影响,因而培养涵盖光电子专业基础的复合应用型人才,也成为社会发展的迫切需要[2,3]。

近年来许多高校先后开设了与光电子相关的专业或专业方向,但受客观办学条件和主观重视程度的影响,各个院校的光电子专业(方向)发展参差不R,专业课程设置各有差异。中国矿业大学作为以矿业为特色的高等院校,电子科学与技术学科起步较晚且基础薄弱。本文以矿业院校背景下本学科从无到有至目前近500在校生规模的发展为例,以光电子方向相关课程为切入点,探讨如何更好地设置和发展弱势学科的本科专业课程,面向工程教育专业认证,推动学科发展,实现“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的符合社会需要的专业人才培养。

二、合理规划“光电子”专业课程设置

(一)课程设置要兼顾人才培养和学科发展

电子科学与技术专业所涵盖学科范围极广,是以信息处理为目的,以电子、光电、光子器件为核心,包含物理理论、材料工艺、器件系统等研究内容的完整学科体系。目前我国大部分高校的电子科学与技术本科专业以“微电子”和“光电子”作为主要专业方向,相对于微电子方向的课程内容比较固定单一、本科阶段无需配套硬件实验等情况,光电子方向所面临的问题要复杂困难得多,其研究领域“广”、相关课程“杂”、所需硬件仪器“多”,因而合理规划“光电子”专业课程设置,既可实现专业人才培养,又可推动弱势学科发展。人才培养和学科发展二者密不可分,人才培养是最终目标,而学科发展是必要途径,合理地设置和建设专业课程,是学科发展的主要内容,学科发展好了,才有实力更好地实现人才培养目标,进而利用人才优势和影响,又可更好推动学科发展,形成良性循环。

(二)课程设置以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”为指导

针对光电子方向“广、杂、多”的特点,将其作为电子科学与技术弱势学科发展的重点方向,从人才培养和学科发展两方面考虑,制定了“厚基础、宽口径、重能力、偏应用”的教学原则,同时也作为光电子技术相关课程设置的指导思路。这一指导思路,既是遵循国家高等教育培养创新人才的指导方针并面向工程教育专业认证[4],更是适应包括光电子技术在内的电子信息科学发展迅速与交叉融合的特点,同时考虑本学科方向实力较薄弱的现状和发展解决面临困难的实际需要。

光电子方向专业课程设置需要满足“厚基础、宽口径”的教学原则。所谓的“光电子”专业方向,广义上是电子科学与技术之下除微电子学与固体电子学之外的多个二级学科(方向),甚至还包括与其他学科交叉衍生出的学科方向,既要与微电子一起承担本学科“厚基础”的教育任务,更要肩负更多的“宽口径”任务,同时也是着眼于学科长远发展的必然选择。光电子方向专业课程设置还应遵循“重能力、偏应用”的教学原则。这尤其适于弱势学科的实力现状和发展要求。以我校为例,学科专业体系的基本格局是以工科为主,以矿业为特色,理、工、文、管等多学科协调发展,优势学科集中在煤炭能源相关的矿建、安全、测绘等领域,在59个本科专业中,2002年首次招生的电子科学与技术专业是典型的弱势学科,在所属的信息与电气工程学院的4个一级学科中,发展落后于电气工程、信息与通信工程、控制科学与工程等其他3个学科。在本专业设置初期,部分专业课程由其他学科的教师承担甚至直接采用其他专业的课程,而随着师资力量的增强和专业课程的调整,目前已形成较为完整的微电子和光电子专业课程体系,但就现阶段来看,本专业学生就业后直接从事光电子技术研发的人数很少,绝大多数还是作为光电子技术直接或潜在的使用者。可以说,“重能力”是促进学生就业的实际需要,而“偏应用”是学科基础薄弱与实力有限的务实之选。

(三)课程体系宜采用多层次三位一体结构且内容环环相扣

针对本专业光电子方向相关专业课程的设置,面向工程教育专业认证,兼顾人才培养和学科发展,遵循“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的原则,并广泛借鉴国内外高校课程设置经验,采用了核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的课程体系。核心课程包括激光原理与技术(48学时)、半导体物理基础(40学时)和光电子技术(40学时),专业选修/限选课程包括光电检测技术(40学时)、半导体光电子器件(32学时)、微波技术(48学时)等,其他相关课程包括电子信息学科概论、学科讲座和专业综合实践II(微波与光电子)。

本专业学生在第一、二学年已系统学习了通识教育课程、专业大类课程,打下了较为扎实的理论基础,具有一定的“厚基础、宽口径”专业基础知识体系,且在第一学年开设了《电子信息学科概论》,为学生专业学习提供了方向指引。第三学年学生通过自主选择由专业类转入具体专业学习,开设的专业核心课程《激光原理与技术》、《半导体物理基础》继续夯实“厚基础”,而《光电子技术》侧重“宽口径”。第四学年则加入与光电子相关的《光电检测技术》、《半导体光电子器件》、《微波技术》、《学科讲座》,这些课程全部或部分承接了《光电子技术》,进一步加深和拓宽了学生的专业知识体系,从学科实力和学生就业两方面进行考量,教学原则围绕“重能力、偏应用”;同时依托优势学科加强专业综合实践教学,设置2周时间的《专业综合实践II(微波与光电子)》,采用师生双向选择和分组形式,自主选题并完成较综合的设计,所需设备依托利用国家修购专项等经费而建立的光电子、微电子、微波等实验室。

三、结论

综合以上我校专业在光电子方向本科教学改革实践中的做法和成果,主要有以下心得和建议:(1)在弱势学科发展中要兼顾人才培养和学科发展,以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的教学原则和思路为指导;(2)课程体系设置,宜采用核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的结构;(3)课程内容设置,符合教学原则,做到环环相扣,课堂教学和实践环节相辅相成。

参考文献:

[1]中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定[J].人民教育,1999,(07):4-7,12-13.

光电子技术论文例5

1 光电子材料与器件简介

光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。

综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。

2 光电子材料与器件课程教学研究

2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择

光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。

在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。

另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。

2.2 光电子材料与器件课程的理论教学

按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。

在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。

第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。

第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。

太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。

第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。

第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。

第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。

第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。

2.3 光电子材料与器件课程的实验教学

光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。

下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。

(1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。

(2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。

(3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。

光电子技术论文例6

Exploration and Innovation for Induction Teaching Method in the Course of “Photoelectron Technology”

ZHANG Yan

(College of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu Anhui 241000, China)

【Abstract】As one of the representative of leading industries of the 21st century, optoelectronic industry plays an important role with the development of science and technology. “Photoelectron technology” is one of the fundamental courses of the major electronic information science. This paper focuses on the problem of the course of Photoelectron technology in the undergraduate education, through introducing the scientific research into the course and using the induction teaching method and the diversified assessment standard to explore teaching mode of photoelectron technology. The practice shows that these explorations heavily increase students’ studying passion and improve the teaching effect of the optoelectronic technology.

【Key words】Photoelectron technology; Teaching method; Induction teaching

0 引言

随着国家信息化建设的逐步深入,我国采取了一系列积极、稳妥、有效的措施促进电子信息技术产业高速、持续、健康的发展。从2002年开始国家计委组织实施光电产业化专项计划,光电专项产业化目标[1]是:(1)根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源特点,重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电产品,实现产业技术升级,并尽快形成规模生产。(2)“十五”期间初步形成具有一定自有知识产权和产业优势的光电产业体系。通过对我国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持,力争在“十五”期间使国内光电产业能够满足国内各行业的需要,并进入国际市场。(3)通过技术创新和项目建设的带动,扶持光电产业基地的形成。光电信息技术产业的迅速发展,使得具有光电信息技术知识背景的从业人员的需求逐年增加。作为培养专业人才的摇篮,近年来,很多高校相继开设了光电信息工程专业。它以培养可从事光学工程、光通信、图象与信息处理等技术领域的科学研究及相关领域的产品设计与制造、开发及应用等工作的应用型人才为目的。

而《光电子技术》作为光电信息工程专业的一门专业基础课,从了解光电子技术的发展和应用开始,通过学习光学基础知识,以光学系统的源、传输通道、信息加载、探测、信号处理、显示和存储为主线,引导学生系统、全面的学习光电子技术。通过本课程的学习应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识,培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课打下基础。

本文从分析《光电子技术》课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发,通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题,把书本上的内容与当前光电信息产业的发展现状相结合,采用诱导式教学把科学研究引入课堂,对《光电子技术》的教学思路进行创新性探索。实践表明这些教学探测极大程度的调动学生的学习热情,提高了《光电子技术》的教学效果。

1 《光电子技术》的教学现状及问题

就《光电子技术》这门课程而言,由于教学内容的逻辑推导内容较多,要求以大学数学为基础,具备物理学,材料学,电路电子等多学科的知识和理论体系,导致部分学生对其缺乏兴趣,进而 影响到教学的效果。

尽管近年来,随着的电子设备走进课堂,授课方法也日趋多样,如、“现代化多媒体与传统板书”相结合的教学方法、“图片演示与实物展示”相结合的教学方法、“课堂讲授与小组讨论”相结合的教学方法等[2]。对传统意义上的教学模式进行了改革,如,讲解到激光原理与技术这一章节的时候,在课件中放上激光器以及激光光束的图片,把文字描述的内容以实实在在的实物图片展现在学生的眼前,加深了学生对知识点的理解和接受。这些教育教学方法的改革在很长的一段时间的确取得了很好的教学效果。

然而,随着的物联网技术的发展,现在的大学生可以从互联网上获取海量信息,仅仅是一副图,一个装置器件已经无法引起学生过多的关注。那么,如何吸引到学生的注意力,激发学生的学习兴趣,把《光电子技术基础》这门光电信息工程专业基础课讲解的生动,打开学生通往光电子技术领域的大门,为进一步学习相关专业课打下基础是我们亟需解决的问题。

2 诱导式教学方法

传统意义上的诱导式教学方法早在20世纪80年代被提出,其理论依据出自《论语-述而》:“不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也。”意思是只有当学生百思而不得其解时,教师才可以有选择的启发他,当学生心里明白但不知如何表达时再去开导他,如果学生不能举一反三,就先不要往下进行了。因而诱导式教学应当是“启发”和“引导”相结合,通过“启发”和“引导”学生,使得学生在有限的课堂教学时间内做到触类旁通,提高教学效率。

而大学教育赋予了“诱导式教学”新的含义,除具有传统意义上的诱导式教学的思想以外,还包含了用发展的眼光看待书本上的知识体系,把科学研究、最新的科技发明、科技产品引入课堂。就《光电子技术基础》这门课程而言,可以从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的的内容,通过光电产业的新发明,新应用吸引学生的注意力,在讲解这些发明或应用的过程中传授教学内容,激发学生的学习《光电子技术》的兴趣。以《光电子技术》[3]中“偏振――起偏――检偏”这一知识点为例,如果仅仅从书本上给出的概念出发讲解:(1)偏振指的是振动方向对于传播方向的不对称性;(2)自然光得到偏振光的过程称之为起偏,所用器件为起偏器;(3)检测某一光束是否为偏振光的过程称之为检偏,所用器件为检偏器。抑或在多媒体课件上放置光束起偏/检偏的图片,都不能起到很好的教学效果。为了吸引学生的注意力,激发学生对“光的传播”这一教课内容的兴趣和求知欲,同时扩展学生的知识面,可以从近阶段的热门话题个人全息手机(takee手机)引入,takee手机的亮点之一是可以使用户从各个角度都能感受到浮在屏幕上的全息立体3D效果,进而联系到学生身边的光电信息技术――3D电影,观众要戴上一副特制的眼镜,而这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片,由此把重点落到“偏振”这个知识点上,让学生在一个轻松的教学氛围中不仅学到了新知识,而且知道新知识的应用领域和当前发展的现状,扩宽了学生的知识面和眼界。

因此,大学课堂中的诱导式教学方法应该:(1)培养学生具有批判性思维;(2)具有科学的想象力;(3)具备自我塑造和发展能力。在此基础上,“以点带面”提高学生的创新能力和动手实践能力。

3 多元化的考核评价标准

北京航空航天大学校长前校长曹传钧教授在本科教学上,提出“讲一、练二、考三”的教学模式。指出学生的学习效果体现在:(1)知识面的宽窄;(2)学习,实践的经历;(3)自学的能力;(4)是否具备创造性思维和创造性能力,具有独立的见解等几个方面[4]。那么单纯的一张试卷,一次考试就不能够作为学生掌握知识的依据。

而《光电子技术基础》是理论与实践相结合的一门课程,这就要求其课程的考核评价标准应该具备多元化,多样性的要求。整个课程的考试分为三部分:(1)理论部分的考核:可以采取闭卷考试了解学生对基本概念,基本理论的掌握程度,或者把基本理论深入剖析,采用开卷考试的方式,考察学生运用书本知识分析问题的能力;(2)实验部分的考核:通过实验不仅能够加深学生对知识的掌握,实验本身更是对整个章节,甚至整个课程内容的一个体现,如电光调制实验,旨在让学生掌握晶体电光调制的原理和实验方法,但是该实验从激光发射出的光波经由起偏器,电光晶体,1/4波片,检偏器之后被光电探测器接收,通过信号处理,学生可以在示波器上观察到作用到电光晶体上的调制信号曲线和光电探测器解调后的信号曲线。而这么一套设备展现出来的就是一个完整的光电系统。学生在实验的过程中可以运用光电系统的知识搭建好实验线路,确定光路信号的走向,通过示波器显示的信号曲线分析实验过程中出现的问题,思考该问题出现的原因以及采用何种解决这些问题,从而考察了学生对于光电调制内容的掌握程度,促使学生从实践中意识到理论知识的重要性,提高学生分析问题解决问题的能力;(3)课程设计部分:课程设计旨在学生根据授课内容,通过自学扩大自己的知识面,结合日常生活中使用的光电子产品,培养学生科学的想象力和创新能力。整个成绩采用百分制的标准,三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式评判学生对《光电子技术基础》的学习掌握程度。

通过对两届学生的采用诱导式教学和多元化考核评价的教学,其实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情,提高了学生运用所学知识分析问题,解决问题的能力,培养了学生的动手能力和创新能力,达到了《光电子技术》的教学效果。

4 结束语

光是人们最为熟悉的现象之一,从17世纪关于光的本质的两大对立学说到21世纪的信息时代,光电信息技术已经渗透到人们日常生活之中,除了光电子技术专业的学生需要深入系统地学习《光电子技术》外,微电子技术、材料、电子科学与技术等专业的学生也需要了解光电的基本概念和基础知识。探索诱导式教学方法在《光电子技术》课程的新模式和多元化的考核评价标准,把光电基本概念和基础知识与当前光电信息产业的发展现状相结合,使学生较好地掌握所学知识,把握知识点的学术前沿,为学生的进一步学习和发展打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]国家计委.国家计委组织实施光电子产业化专项计划[J].中电网,2002,2,28.

[2]于雪莲,顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛,2009,9(9):77-78-81.

[3]朱京平.光电子技术基础[M].2版.科学出版社,2009.

光电子技术论文例7

作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北 武汉 430068)

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:

第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献:

光电子技术论文例8

0 引言

1960年,世界上第一台红宝石激光器的诞生推动了光电子技术的长足发展。在这50多年间,从红宝石激光器的发明到半导体激光器及低损耗光纤的问世;从各种无源器件的小规模应用到系统集成实用化阶段,光电子技术在国防、工农业生产、光纤通信、医学、精密测量、地质、天文等领域获得了广泛的应用。我国政府将光电子技术列入国家战略性产业结构调整的重点领域。因此,光电子技术受到了研究所及企业的广泛关注,促使很多高校在物理、电子、通信、材料等专业纷纷开设光电子技术这门课程[1]。

如何培养专业知识强、综合素质高、实践能力优异的人才是当前光电子技术课程教学的热点话题。因此,在光电子技术课程教学过程中,很多教师以教学内容、教学手段和教学方法的改革为重点,优化教学内容,制定合理的理论与实验教学计划。同时,建立科学的教学管理制度以及严密的教学质量反馈系统,以此确保教学质量。随着计算机技术的不断提高,仿真技术为人们提供了一种有效的教学手段[2]。基于仿真技术完成的课程教学具有成本低、维护简单、使用方便等特点,所以很多课程的教学纷纷采用仿真教学,然而目前关于光电子技术课程仿真教学的探讨还非常少。本文主要研究光电子技术课程及仿真教学的特点,得出仿真教学在光电子技术课程教学中的可行性。分析表明,仿真教学是提高光电子技术课程教学质量的一种有效的方法。

1 仿真教学

仿真教学是仿真技术应用的一个重要方面。仿真教学就是利用计算机创设虚拟环境来模拟真实环境,并结合真实环境中的情况在虚拟环境中进行设计、操作、运行、验证等的教学方式[2,3]。

目前,仿真教学的使用越来越广泛。教师可将精心设计的教学内容融合在这个虚拟仿真环境中,并通过各种手段和方法将仿真教学中的情境呈现出来,这是仿真技术应用在教学中的一大进展。结合自己的实践和他人丰富的教学经验,总结出仿真教学有以下特征:

1)成本低,使用率高。购买所需实验设备的费用一般比较高,是很多高校不能承受的。如果采用仿真教学,那么只需购买软件和建设机房,这样就可以大大降低费用,并且设备的使用率也非常高。

2)维护简单,更新方便。仪器设备的不当操作和长时间运行使其容易损坏,而仪器维护费用也非常高。仪器购买的时间久了,就需要自己进行更新设计,有的甚至需直接购买新的设备仪器。仿真教学只需对计算机、教学软件进行维护和升级,而且仿真软件一般自带有软件升级功能。

3)使用方便,提高学习效率。光电子技术所需的仪器设备一般比较笨重,不容易搬动,而且学生只能在特定的实验室完成实验项目。在仿真教学中,学生可以利用计算机方便地进行自主探讨和摸索学习,发挥学生的学习积极性,进而提高学习效率。

4)实验安全,提高教学效率。在教学中,实验有时需要高温、高压、强腐蚀等环境条件,操作失误或实验仪器故障都有可能对学生的人身安全构成威胁。在仿真教学实验中,学生不仅可以随意设置实验条件,而且可以高效、安全地完成实验。通常完成实验的时间一般很长,而利用仿真教学可以将实验的时间缩减,明显地提高教学效率。

2 仿真教学在“光电子技术”课程教学中的可行性和重要性

光电子技术是电子学和光子学相结合而产生的综合性交叉学科,并成为现代信息科学技术的重要组成部分[4-6]。课程的特点如下:

1)知识面宽。光电子技术课程是电子、通信、光电材料等专业的核心课程,内容包括半导体发光、固体激光器、光纤、非线性光学、光调制、光探测及光电显示方面的材料及器件,涉及光子学、电子学及半导体物理的相关知识,对学生的基础提出了较高的要求。

2)知识更新快。随着信息技术的不断发展,光电子技术已取得了令人瞩目的成就,并将不断影响人类社会的方方面面。在实际应用需求的引导下,各类新型的微纳光子器件与材料的研究突飞猛进,如光子晶体、等离子体、超材料等领域,其相关研究为光子器件的微型化奠定基础。

3)理论性强,而实践内容较少。大多光电子技术课程教材过于注重理论知识讲解和公式推导,对其应用及相关设计性实验开展的非常少,导致学生不了解这门课的用途,从而感觉光电子技术课程枯燥乏味,难以理解。

4)仪器较贵。为了让学生更好地理解、掌握所学内容,需开展相关的实验,但是相关仪器设备比较贵,一般的高校很难承受相关的费用,导致他们不得不减少实验课,从而不能使学生获得有效的指导,最终降低了教学效果。

光电子技术论文例9

一、引言

2013年安庆师范学院物理与电气工程学院为适应学校筹建多科性大学的需要,开设了光电信息科学与技术专业。针对光电专业特点,安庆师范学院在2015年新开设了光电子技术基础课程。光电子技术是研究光与物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术,主要应用于信息领域包括光通信系统、光纤传感、光电显示以及光存储,医疗,生物科学,激光加工和军事等领域。我国已经形成了发展潜力巨大的光电子产业,掌握光电子技术有助于提升光电专业学生的专业素质和就业竞争力。针对课程特点,我们对该课程的理论课教学做了初步的研究并根据课程特点开设了配套实验课,取得了良好的教学效果。

二、理论教学

第一,课程设置。根据学校对专业的定位,为了能够培养出社会应用型人才,我们选择安毓英主编的《光电子技术》作为主要参考教材,主要介绍光电子领域中光源、光辐射的传播、光束的调制和光探测等关键技术的基本原理和应用实例。针对课程特点重点介绍光电子技术的实际应用,有必要跟踪反映国内外的一些新技术和新设备的动态,充分拓展学生的视野和知识面[1]。对于基础原理的把握需要学生学习一些先修课程,包括激光原理与技术、电磁场与电磁波、半导体物理学以及物理光学等。有了这些基础知识储备,在教学过程中可以将更多的课时放在光电子器件及其发展的介绍上,通过这一门课程的学习真正培养学生的职业能力和专业素质。

第二,教学方法多样性。我们在教学中采取多种教学方法并存的教学模式。结合传统板书教学,充分利用多媒体教学的优势[2]。首先,内容引入。在每一章内容的开始,通过剪辑一段与章节内容相关的视频或者图片集播放展示,用比较直观的方式让学生了解接下来这一章他们将要学习的内容,给学生留下思考题,让他们带着问题开始接下来的学习,激发学生的学习兴趣。其次,建立联系。根据“光电子技术基础”课程偏应用型的特点,通过联想法将课本学习内容与现实生活联系起来,使教学内容深入浅出。比如介绍光通信系统,就可以联想到学生常用的手机,通过介绍手机实现通话的过程:包括信号调制、信号传输、信号接收和信号解调等,涵盖了光电子技术在通信领域应用的多个模块;在讲光敏电阻时可以联系城市里根据亮度自动开关的路灯。通过这些生活中的实例,激发学生的求知欲。最后,反转课堂。加强学生的课堂互动,开设学生讲堂。将学生分成若干小组,3-5人一组。老师讲授基本原理后,布置课后任务,每组分别就一个课题准备10分钟左右的PPT。每一次课最后留15分钟时间让学生展示他们搜集到的资料以及对学习内容的理解。并采取学生互评和老师评价相结合的模式打分,成绩计入平时成绩。

三、配套实验教学

第一,基础实验。针对课程特点,我们引入了配套实验,使所学理论知识与实验有机结合,提高教学效果[3]。光电子技术基础课程教学中,关于光调制和光探测技术的内容介绍了多种调制原理以及探测器件,在学习完相关理论知识后,我们开设相应的配套实验课程。包括电光调制、声光调制和磁光调制的原理演示实验。以及包含多种探测原件的光电探测器特性测试实验平台,该平台涉及的光电探测器包括光敏电阻、光电二极管、APD光电二极管、PIN光电二极管、光电三级管、硅光电池等,涵盖了几乎所有类型的光电探测器。学生可以测试这些探测器的短路电流、开路电压、伏安特性、光电特性、频率响应特性、光谱特性和灵敏度等相关特性,并综合对比不同类别的探测器性能,帮助学生理解如何根据不同场合选用不同的探测器。理论与实验的结合使学生既可以根据所学原理知识自己动手做实验增强动手能力,又可以通过观察实验现象对所学理论知识有更直观的理解,加深对基本原理的掌握。

第二,创新实验。除了传统的验证式本科实验教学,我院还引进了光电技术创新实训平台。提供多种光电器件的应用模块、设计模块、各种数字表头以及设计中所需要的电子元器件,并配备有各种电源接口。学生可以根据提供的实验模块开展各种实验,充分展示自己的创新思维,将所掌握的光电器件真正应用到实际生活中。包括光敏电阻光控开关、热释电报警器和硅光电池光照度计等二十余种光电仪器的设计,都可以通过该实训平成。通过实验教学,极大地提高了学生的动手能力及创新意识,为社会培养出具备实际应用能力的高素质人才,最终达到服务社会的目的。

四、考核方式

根据课程安排特点,学生的最终考核成绩以平时成绩、实验成绩和期末考试成绩相结合。其中,平时成绩占20%(包括考勤、作业和学生讲堂),考试卷面成绩占50%,实验成绩占30%,综合考察学生的学习态度、自学能力、接受新知识的能力和实验创新能力。通过实际教学验证,这种理论与实验相结合的教学方式取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]罗敏.“光电子技术基础原理”教学方法探讨[J].求知导刊2014(10)

光电子技术论文例10

作者简介:李忠洋(1983-),男,山东枣庄人,华北水利水电学院电力学院,讲师;邴丕彬(1982-),男,山东青岛人,华北水利水电学院电力学院,讲师。(河南郑州450011)

基金项目:本文系华北水利水电学院2011年教学改革重点项目的研究成果。

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)10-0165-02

光电子技术是激光技术、微电子技术、光纤传感、光纤通信等众多领域的交叉学科,它以电磁波为基本信息载体,通过对电磁波的控制、调制、接收、存储、处理和显示等技术,获取所需要的信息。“光电子技术”课程是电子科学与技术专业的基础课,承担着巩固基本原理、拓宽专业知识、培养学生创新能力的重要作用。通过对本课程的学习,学生能够建立起有关光电子技术的基本概念,获得与光电子技术相关的基本理论和基本技能,为学生后续专业课程的学习及今后从事本专业的工程技术工作和科学研究打下坚实的基础。“光电子技术”实验教学可以使学生加深对“光电子技术”理论知识的理解和巩固,通过对实物的观察和研究,增强学生的感性认识,深化对光电子技术深层次规律的理解和领悟。开展“光电子技术”实验对培养学生提出问题、做出假设、设计实验、观察记录、分析推理等方面的能力十分有利。然而现在面临的情况是一方面随着科学技术的日新月异,光电子技术信息量成爆炸式增加;另一方面由于电子科学与技术专业教学计划的改革,使“光电子技术”实验课程的学时数进一步减少。这种矛盾的出现,要求教师必须及时对实验内容、实验方法、实验手段等进行改革与优化,努力提高实验教学效果,以便在有限的教学时间内,将丰富的信息传递给学生,提高学生的动手能力,保质保量地完成实验教学任务。

一、当前“光电子技术”课程实验教学存在的问题及原因分析

目前,随着国内高校高级教育人才的不断引进,“光电子技术”实验课程的教学质量不断提高,但是随着研究的深入发现该实验课程仍然存在着一些问题。

1.对实验教学的重要性认识不够

部分学院领导受传统“应试教育”思想的影响,长期以来重视理论教学,轻视实验教学和学生实践能力的培养。认为实验教学仅是作为理论知识的验证,是理论教学的附属品。基于上述错误认识,学校对实验教学的学时越压越少。从实验教师的角度来讲,实验教学相对于理论教学难度大,实验教学不但需要教材,而且需要实验器材;不但需要动脑,而且需要动手;不但需要与校内各部门打交道,而且有时还需要联系校外有关单位。另外,实验教师在评优、评职称等方面机会较少、难度很大,因此很多教师没有在实验教学上投入较多精力。

2.实验室建设问题

实验仪器落后陈旧,科技含量普遍较低;实验室面积不足,使得目前实验条件难以满足实验教学的需求。以华北水利水电学院电力学院为例,光电子技术实验室面积不足40平方米,实验台只有4个,每次只能满足8位同学同时做实验,而一个年级光电子技术专业的学生有120余人,所以实验室面积的不足严重限制了实验教学效果。另外,有些光电子技术实验需要使用激光器、光学探测器、光谱分析仪等贵重仪器,而实验室没有足够的经费购买这些仪器,因此实验器材的短缺严重制约了实验教学的正常开展。

3.实验教学的组织管理和考核问题

实验教学的管理制度不够完善,因此出现了实验教学多个部门都管而实际上谁都管理不善的现象。教学质量评价体系不够健全,学生实验课成绩考核不够细致,对实验教学的要求远没有对理论教学要求的严格,使得实验教学的质量难以保证。

由于上述各方面的因素,高校现行的实验教学理念、教学方法,以及各种实验教学配套设施等都存在着与现代社会对高素质人才要求不相适应的地方。为适应社会发展的需要,培养创新型、高素质人才必须重视和强化实验教学改革。

二、“光电子技术”课程实验教学改革的对策分析

华北水利水电学院的“光电子技术”课程实验由电力学院电子教研室承担,在教学过程中,该教研室积极响应教改要求,从自身水利水电的特色出发,针对上述问题积极探索新的实验教学模式,对如何提高教学质量进行了深入探讨,逐步形成了一套自己的实验教学方法。

1.加强实验室建设

实验教学效果的好坏在一定程度上取决于实验教学设施的优劣。提高实验教学效果,必须加大投入,加强实验室基础设施建设,争取让每一个学生都有实验的机会和平台。在设施精良的实验环境中培养学生的主动探索能力,无疑会极大地激发学生的学习积极性,更好地培养学生的动手能力,因此实验室基础设施建设对于实验教学的重要性不言而喻。对于实验室的建设,一方面可依托学科基础,积极申请实验室建设资金,通过项目资助的方式逐步推进实验室建设;另一方面可积极寻求与相关单位的合作,以项目合作的形式取得双方共赢,在锻炼学生实验能力的同时,也促进了实验室建设。学校有关职能部门要把好关,根据学校的开课情况做好实验室建设规划,提前落实实验教学的各项措施。实验教师要千方百计的提高实验室利用率,避免资源闲置和浪费。

2.构建一支精良的实验教师队伍

一支高水平的实验教师队伍是提高实验教学质量的关键所在,因此建设一支理论水平高、实验技术精湛、年龄结构合理、责任心强、具有奉献精神的实验教学队伍刻不容缓。基于此,高校在引进教师时应尽可能引进既具有较高专业理论知识又有较强实践能力的综合型人才。对刚参加工作的青年教师进行职业道德和实验技能培训,使青年教师树立职业道德观念,提升业务水平;聘请业内知名专家对青年教师进行业务培训,使青年教师学习新思想、新方法,掌握新设备、新技术,提高青年教师的实验教学水平。改善和提高从事实验教学工作教师的待遇,提高广大实验教师的积极性,吸引广大教师尤其是高职称教师积极参与实验教学,使实验教学岗位成为能够吸引人才和留住人才的岗位。3.创新实验方法,精炼实验内容

在实验教学中,改变传统的“教师讲,学生听、教师演示,学生观看”的方法,以新颖的实验内容,激发学生探索未知世界的兴趣。如在讲到非线性光学频率变换技术时,先提出问题:一束不可见的激光在一定条件下能不能产生各种颜色的可见光,这样会激起学生的兴趣,使学生集中精力继续听下去;然后通过教师的实验演示可看到在不同的实验条件下,不可见光可以转换成红橙黄绿青蓝紫各种颜色的光。这样在强烈兴趣的引导下,学生会迫不及待的探索实验、了解实验原理,因此好的实验内容和创新的实验方法会起到事半功倍的作用。

4.以兴趣带动教学,培养学生创新能力

在人才教育中,培养学生的学习兴趣尤为重要。兴趣在学习和认识过程中起着巨大的内驱作用。在实验教学中要想方设法地激发学生学习的兴趣,让学生主动参与实验的全过程,并在参与中体会到学习的乐趣和成功的喜悦,真正调动起学生自主学习的热情。通过参加实验设计给学生提供自我展示的平台,充分调动学生的主观能动性,培养学生的创新能力。为了给学生提供更多的实验机会,华北水利水电学院光电子实验室设立了激光开放实验室、光纤传感开放实验室、光谱分析开放实验室、光学探测开放实验室,为学生在课外时间提供了广阔的实验平台,吸引了一大批学生进入到各个开放实验室,在实验教师的指导下主动探索未知领域,在巩固理论知识的同时又锻炼了学生们的实际动手能力。在近几年学校组织的光电子类和机电类的竞赛中华北水利水电学院取得了较优异的成绩。

5.改革实验考核方式,促进实验教学发展

光电子技术论文例11

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0115-02

一、课程改革背景及意义

1960年激光器的诞生,推动了光电子技术的飞速发展,使得光电子技术逐渐成为高新科学技术领域的先导和核心,在科学技术、国防建设、工农业生产、交通、邮电、天文、地质、医疗、卫生等国民经济领域获得了日益重要的应用[1]。作为光学与电子学的交叉学科,《光电技术及应用》的教学和研究工作也逐渐被国内外高校和科研机构所重视,以光电技术为基础的新课题、新理论、新方法、新技术、新材料、新应用正在并将不断涌现。为满足这种不断涌现的发展需求,国内高校纷纷在通信类、电子类、物理类等相关专业中开设《光电技术及应用》课程,该课程能有机地衔接《光学原理》、《激光技术及应用》、《传感器原理》、《电子测量技术》、《电子线路基础》等课程,拓展学生的思维宽度,培养学生在分析和解决问题时的发散思维能力[2-4]。为响应我校关于工科类专业课程教学改革的号召,在西华大学电气信息学院相关领导的支持下,课题组对《光电技术及应用》课程的教材、课时、教学模式等展开了深入研究,取得了一定成绩。下面就目前教学中存在的问题,教学改革建议等进行介绍和分析:

二、教学中存在的问题

结合课题组多年讲授《光电技术及应用》的实践经验和兄弟院校授课教师的交流,发现在目前的教学过程中,普遍存在以下几个问题:

1.很难选择到一本合适的教材。近年来出现了不少《光电技术及应用》方面的优秀教材和著作,为推动我国光电子技术专业的教学和科研以及光电产业的发展做出了重要的贡献。然而要选取一本非常合适的教材却并不是一件容易的事。原因在于:目前很多教材缺乏系统性、完整性,不能给学生一个全面、简单的认识;教材的更新速度跟不上光电子技术的高速发展速度,教学内容陈旧,缺乏新颖性,提不起学生的学习兴趣;大多数教材过于注重光学理论知识和公式推导,对于实际应用介绍过少显得空洞,导致学生不知道学完这门课程以后能有什么具体工程应用。

2.有限的课时量和丰富的教学内容之间很难平衡。《光电技术及应用》课程的教学内容多、知识面广,涉及到光学、电子学、传感器、微电子学、半导体学、计算机学等学科,具体包括基本光学原理、光电探测器件、光电成像器件、光电发射器件、激光器及应用、光纤通信技术、光电检测技术、光电信号处理等内容[5-6],而该课程在大多数高校都是作为专业课或专业选修课的形式开设的,学时量十分有限,甚至有的学校仅32个学时。如何在有限的学时内,处理好“广度”和“深度”之间的关系是一个必须解决的问题。

3.教学模式过于陈旧。目前,被广泛采用的教学模式就是PPT或黑板板书,缺乏教师和学生之间的互动环节,学生的积极性得不到很好的调动。如何引导学生由被动学习转变成主动学习,是另一个重要问题[7]。

三、教学改革建议

针对教学过程中存在的几个突出问题,结合课题组多年的教学实践经验和历届学生的反馈意见,提出以下建议:

1.因材施教,并以讲座形式更新教学内容。学生是整个教学活动的主体,在选取教材的时候,必须充分考虑学生的实际情况,如先修课程是否充足?学生的专业构成?物理类、光学类专业学生的光学基础较好,在实际应用方面有所欠缺。测控类、通信类专业学生的工程实践能力较强,在光学原理方面有所欠缺。每个学校的实际情况又不尽相同,如何正确引导和平衡他们的优缺点是值得研究的。建议教师结合自己学校学生的功底和先修课程,参考历届学生毕业设计及就业状况,编写合适的教材,做到因材施教。为解决教材更新慢的不足,建议结合自身的科研经验,以讲座的形式更新教学内容,使学生了解光电技术领域的前沿知识,如MEMS器件及应用、DSP与光电检测系统的交叉结合、微光学与微电子的交叉结合等。

2.保留经典理论,侧重工程应用,培养学生分析和解决问题的能力。在有限的课时内,要做到面面俱到是不可能的.在教学过程中必须对教材进行合理的取舍,建议教师要根据专业特点及学生基本情况,构建合适的知识体系,既要注重经典的理论,如黑体辐射三大定律、光电发射第一定律、光电发射第二定律等,又要突出应用性强的特点,如光电技术在机械(表面粗糙度检测、CT探伤)、环境保护(大气质量监测、水质污染监测)、生物医学(生物芯片、光电式血糖分析仪)、军事(光电制导、激光雷达)等领域的应用。适当地删除教材中过于陈旧的知识点和与先修课程中重复的知识点,同时要注意各个知识点之间的衔接关系,形成一个相对完整的知识结构。对于实验课学时应适当增加,针对那些对光电技术感兴趣的学生,建议他们提前进入实验室参加相关的科研工作,选择相关课题作为自己的毕业设计题目,这样既能满足他们的兴趣,培养动手能力,又能作出高质量本科毕业设计。

3.充分利用多媒体技术和网络技术,丰富教学模式。在传统的教学模式中,教师占据主导地位,以PPT和板书的方式进行授课,忽略了学生的主动性,不利于调动学生的思考积极性。经调查发现在PPT制作过程中,多使用Flash技术,直观简单,会使学生注意力更集中[8]。与此同时充分利用网络技术和学生展开互动,将电子版的讲义、教材、教案以及补充的相关知识到网上。定期在网上设定讨论主题,一般为近年来光电技术领域的研究热点,小组讨论,最后形成报告,可作为平时成绩的参考依据。通过这种教学模式,可锻炼学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力,对准备进一步深造硕士或博士学位的学生十分有利。

三、结论

《光电技术与应用》课程的教学改革是一个系统、持续的工作。作为一门应用性极强的课程,它的更新速度极快,近年来随着光电子和半导体技术,尤其是微电子的飞速发展,光电技术也在不断发展和进步,新理论、新技术、新应用不断出现,这就要求教师不断更新自己的知识结构,跟踪光电技术领域的前沿知识,更新自己的授课内容。通过优化教学内容,删去陈旧的知识点;结合科研的实践经验,做到教学和科研相互促进,激发学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习;改进教学手段,将课堂教学和实际应用相结合,从而达到《光电技术与应用》课程教学改革的目的。

参考文献:

[1]石顺祥,过已吉.光电子技术及其应用[M].成都:电子科技大学出版社,2000.

[2]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报,2007,13(5):425-427.

[3]崔岩.光电子技术课程的教学体会[J].科技教育创新,2009,(6):259-260.

[4]张婷.《光电技术》教学改革的探索与实践[J].教育理论与实践,2011,(6C):39-40.

[5]郭培源,付扬.光电检测技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[6]王庆有.光电技术[M].北京:电子工业出版社,2005.