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關鍵詞：光纖通信；理論教學；實驗教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03

當代信息高速公路的骨干網(wǎng)絡是由光纖通信網(wǎng)絡構成的，若沒有光纖的發(fā)明及相關有源和無源光纖器件的發(fā)明和發(fā)展，當今的高速信息網(wǎng)絡是無法想象的。但是當今信息產業(yè)的高速發(fā)展得益于微電子學、光電子學、計算機技術及通信工程等多門學科的快速發(fā)展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術領域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業(yè)的課程知識以外，也應該熟悉現(xiàn)代信息技g的其他相關主要知識，比如光纖通信網(wǎng)絡及其相關器件等。本文從光纖通信技術的研究內容、應用及發(fā)展等方面說明其在電子信息工程專業(yè)教育中的重要性，并研討電子信息工程專業(yè)中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。

一、光纖通信技術簡介

1960年，美國人梅曼（Maiman）發(fā)明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現(xiàn)，并投入實際應用。激光器的發(fā)明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。

1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，奠定了現(xiàn)代光通信――光纖通信的基礎[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術進步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網(wǎng)絡的逐步商用化帶動了相關信息產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展[3]。

由于在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優(yōu)點。綜上所述，可見光纖通信技術在現(xiàn)代信息產業(yè)技術中的重要地位，因此，光纖通信技術這門課程不僅是光學工程專業(yè)的基礎必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設。

二、光纖通信課程教學研究

（一）光纖通信課程的理論教學

電子信息工程專業(yè)的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關聯(lián)的層次和內容，它們分別是：第一部分，光纖技術的基礎；第二部分，光纖通信器件技術基礎；第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡；第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。這四個部分的關系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。

第一部分，光纖技術的基礎。可以先講解光纖通信技術的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術的發(fā)展，光通信的必要性及技術基礎，光纖通信技術的歷史、現(xiàn)狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現(xiàn)代光纖通信技術從學術研究到商業(yè)應用的發(fā)展里程，并附帶介紹微波通信的發(fā)展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優(yōu)缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優(yōu)缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優(yōu)勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸?shù)幕A理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現(xiàn)象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結構和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識。總之，筆者認為，第一部分內容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續(xù)學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。

第二部分，光纖通信器件技術基礎。這部分講述光纖通信系統(tǒng)中的有源和無源光通信器件，這些器件是構成一個完成的光纖通信系統(tǒng)必不可少的部件，學好這部分內容有利于理解后面學習的光纖通信網(wǎng)絡的內容。這部分內容包括：基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件。基本光纖器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環(huán)形器和衰減器等；光學濾波器的內容包括Fabry-Perot濾波器、介質膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內容包括：普通的半導體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）、FP型雙異質結構激光器、動態(tài)單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內容包括這些光纖器件的結構、工作原理、具體參數(shù)、應用場合等，應結合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。

第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統(tǒng)、光纖通信網(wǎng)、全光網(wǎng)技術及其發(fā)展三大部分。其中，光纖傳輸系統(tǒng)的內容包含：光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成、光發(fā)送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯(lián)、色散調節(jié)技術、光纖傳輸系統(tǒng)設計、光纖傳輸系統(tǒng)性能評估。光通信網(wǎng)絡的內容包含：通信網(wǎng)的拓撲結構和分類、準同步數(shù)字系統(tǒng)（PDH）、同步數(shù)字系統(tǒng)（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、光纖通信網(wǎng)的管理/保護/恢復。全光網(wǎng)技術及其發(fā)展的內容包含：通信網(wǎng)絡的發(fā)展過程、全光網(wǎng)絡中的傳輸技術（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術）、無源光網(wǎng)絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網(wǎng)（G.709OTN）、自動交換光網(wǎng)絡、全光網(wǎng)的網(wǎng)絡管理、全光網(wǎng)的安全問題。對于每一種光纖網(wǎng)絡技術，講解內容包括這些光纖網(wǎng)絡結構、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。

第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養(yǎng)光纖通信工程師的基礎技能知識部分。該部分的內容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數(shù)的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態(tài)范圍的測量、光纖通信系統(tǒng)誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。

（二）光纖通信課程的實驗教學

對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業(yè)本身都有很多屬于自己專業(yè)的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術課程的實驗教學應根據(jù)該專業(yè)學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。

根據(jù)筆者10年來給電子信息工程專業(yè)本科學生講授這門課的經(jīng)驗，認為具體的實驗課程設置如下。

1.插入法測光纖的平均損耗系數(shù)。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數(shù)。掌握插入法測量光纖損耗系數(shù)的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。學時設置為2個課時。

2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。

3.光波分復用（WDM）系統(tǒng)實驗及其誤碼率測量構建1310nm/1550nm光纖波分復用系統(tǒng)并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。學時設置為2個課時。

4.數(shù)字光纖通信系統(tǒng)信號眼圖測試。構建數(shù)字光纖通信系統(tǒng)并且用數(shù)字示波器觀測系統(tǒng)的信號眼圖，并從眼圖中確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能。了解眼圖產生的基礎，根據(jù)眼圖測量數(shù)字通信系統(tǒng)性能的原理；學習通過數(shù)字示波器調試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質量的指標；熟練使用數(shù)字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。

5.光纖切割與焊接技術演示實驗。利用全自動熔接機向學生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。

6.光纖光柵光譜特性測試系統(tǒng)的設計實驗。測量光環(huán)行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數(shù)；利用PC光譜儀、光環(huán)行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統(tǒng)；了解光環(huán)行器的工作原理和主要功能；了解光環(huán)行器性能參數(shù)的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。

7.光帶通濾波器的設計。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數(shù)；利用光耦合器或者光環(huán)行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數(shù)的測試方法。學時設置為2個課時。

通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統(tǒng)的基本器件、基本測量系統(tǒng)等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎。

三、結束語

光纖通信技術在國家的信息產業(yè)、國防工業(yè)中具有舉足輕重的地位，電子信息技術與光學信息技術的結合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業(yè)的學生而言，除了需要掌握本專業(yè)牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術的基礎知識和相關的技術發(fā)展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業(yè)特點和光纖通信課程內容的分析，討論了該門課程與該專業(yè)的內在聯(lián)系，分析其重要性，并根據(jù)筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業(yè)講授該門課程的經(jīng)驗，提出了本門課程在電子信息工程專業(yè)中的理論及實驗的教學內容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。

參考文獻：

[1]高D.激光技術應用現(xiàn)狀與分析[J].物理通報，2007，（11）：50-52.

[2]龍泉.光通信發(fā)展的回顧與展望電信網(wǎng)技術[J].2008，（2）：30-32.

[3]曲鵬.光纖通信技術的應用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.

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光電信息科學與工程專業(yè)簡介 光電信息科學與工程是一門普通高等學校本科專業(yè)，屬電子信息類專業(yè)，基本修業(yè)年限為四年，授予理學或工學學士學位。

該專業(yè)以理工融合為特色，依托學科為電子科學與技術、計算機科學與技術、信息與通信工程，主要培養(yǎng)學生掌握光電信息科學與技術領域的基礎知識和基本技能，為在光電信息處理、光電子學、電子信息技術、通信技術等領域從事科學研究、產品設計和開發(fā)奠定基礎，專業(yè)課程設置對光電子器件及應用、光電信息處理、寬帶光纖通信系統(tǒng)的設計與應用有所側重。

課程設置：模擬電子技術、數(shù)字電子技術、激光原理與器件、光電技術與器件、光纖通信原理、光電圖像處理、電動力學、量子力學、固體物理、半導體物理、物理光學與應用光學、信息光學、光電技術實驗、C語言程序設計等。

畢業(yè)生可在光學、光電子學、激光技術、光通信技術、光信息處理技術、計算機應用技術等領域從事教學、科學研究、產品研發(fā)、生產技術管理等工作。

光電信息科學與工程專業(yè)就業(yè)前景怎么樣 光電信息技術是由光學、光電子、微電子等技術結合而成的多學科綜合技術，涉及光信息的輻射、傳輸、探測以及光電信息的轉換、存儲、處理與顯示等眾多的內容。

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關鍵詞：光電子技術基礎；理論教學；實驗教學；

一、引言

2013年安慶師范學院物理與電氣工程學院為適應學校籌建多科性大學的需要，開設了光電信息科學與技術專業(yè)。針對光電專業(yè)特點，安慶師范學院在2015年新開設了光電子技術基礎課程。光電子技術是研究光與物質中的電子相互作用及能量相互轉換的相關技術，主要應用于信息領域包括光通信系統(tǒng)、光纖傳感、光電顯示以及光存儲，醫(yī)療，生物科學，激光加工和軍事等領域。我國已經(jīng)形成了發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a業(yè)，掌握光電子技術有助于提升光電專業(yè)學生的專業(yè)素質和就業(yè)競爭力。針對課程特點，我們對該課程的理論課教學做了初步的研究并根據(jù)課程特點開設了配套實驗課，取得了良好的教學效果。

二、理論教學

第一，課程設置。根據(jù)學校對專業(yè)的定位，為了能夠培養(yǎng)出社會應用型人才，我們選擇安毓英主編的《光電子技術》作為主要參考教材，主要介紹光電子領域中光源、光輻射的傳播、光束的調制和光探測等關鍵技術的基本原理和應用實例。針對課程特點重點介紹光電子技術的實際應用，有必要跟蹤反映國內外的一些新技術和新設備的動態(tài)，充分拓展學生的視野和知識面[1]。對于基礎原理的把握需要學生學習一些先修課程，包括激光原理與技術、電磁場與電磁波、半導體物理學以及物理光學等。有了這些基礎知識儲備，在教學過程中可以將更多的課時放在光電子器件及其發(fā)展的介紹上，通過這一門課程的學習真正培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和專業(yè)素質。

第二，教學方法多樣性。我們在教學中采取多種教學方法并存的教學模式。結合傳統(tǒng)板書教學，充分利用多媒體教學的優(yōu)勢[2]。首先，內容引入。在每一章內容的開始，通過剪輯一段與章節(jié)內容相關的視頻或者圖片集播放展示，用比較直觀的方式讓學生了解接下來這一章他們將要學習的內容，給學生留下思考題，讓他們帶著問題開始接下來的學習，激發(fā)學生的學習興趣。其次，建立聯(lián)系。根據(jù)“光電子技術基礎”課程偏應用型的特點，通過聯(lián)想法將課本學習內容與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，使教學內容深入淺出。比如介紹光通信系統(tǒng)，就可以聯(lián)想到學生常用的手機，通過介紹手機實現(xiàn)通話的過程：包括信號調制、信號傳輸、信號接收和信號解調等，涵蓋了光電子技術在通信領域應用的多個模塊；在講光敏電阻時可以聯(lián)系城市里根據(jù)亮度自動開關的路燈。通過這些生活中的實例，激發(fā)學生的求知欲。最后，反轉課堂。加強學生的課堂互動，開設學生講堂。將學生分成若干小組，3-5人一組。老師講授基本原理后，布置課后任務，每組分別就一個課題準備10分鐘左右的PPT。每一次課最后留15分鐘時間讓學生展示他們搜集到的資料以及對學習內容的理解。并采取學生互評和老師評價相結合的模式打分，成績計入平時成績。

三、配套實驗教學

第一，基礎實驗。針對課程特點，我們引入了配套實驗，使所學理論知識與實驗有機結合，提高教學效果[3]。光電子技術基礎課程教學中，關于光調制和光探測技術的內容介紹了多種調制原理以及探測器件，在學習完相關理論知識后，我們開設相應的配套實驗課程。包括電光調制、聲光調制和磁光調制的原理演示實驗。以及包含多種探測原件的光電探測器特性測試實驗平臺，該平臺涉及的光電探測器包括光敏電阻、光電二極管、APD光電二極管、PIN光電二極管、光電三級管、硅光電池等，涵蓋了幾乎所有類型的光電探測器。學生可以測試這些探測器的短路電流、開路電壓、伏安特性、光電特性、頻率響應特性、光譜特性和靈敏度等相關特性，并綜合對比不同類別的探測器性能，幫助學生理解如何根據(jù)不同場合選用不同的探測器。理論與實驗的結合使學生既可以根據(jù)所學原理知識自己動手做實驗增強動手能力，又可以通過觀察實驗現(xiàn)象對所學理論知識有更直觀的理解，加深對基本原理的掌握。

第二，創(chuàng)新實驗。除了傳統(tǒng)的驗證式本科實驗教學，我院還引進了光電技術創(chuàng)新實訓平臺。提供多種光電器件的應用模塊、設計模塊、各種數(shù)字表頭以及設計中所需要的電子元器件，并配備有各種電源接口。學生可以根據(jù)提供的實驗模塊開展各種實驗，充分展示自己的創(chuàng)新思維，將所掌握的光電器件真正應用到實際生活中。包括光敏電阻光控開關、熱釋電報警器和硅光電池光照度計等二十余種光電儀器的設計，都可以通過該實訓平成。通過實驗教學，極大地提高了學生的動手能力及創(chuàng)新意識，為社會培養(yǎng)出具備實際應用能力的高素質人才，最終達到服務社會的目的。

四、考核方式

根據(jù)課程安排特點，學生的最終考核成績以平時成績、實驗成績和期末考試成績相結合。其中，平時成績占20%（包括考勤、作業(yè)和學生講堂），考試卷面成績占50%，實驗成績占30%，綜合考察學生的學習態(tài)度、自學能力、接受新知識的能力和實驗創(chuàng)新能力。通過實際教學驗證，這種理論與實驗相結合的教學方式取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]羅敏.“光電子技術基礎原理”教學方法探討[J].求知導刊2014(10)

[2]于雪蓮，顧國華.《光電子技術》教學方法的探討[J].高教論壇2009(9)

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關鍵詞：光電子技術；實驗教學改革；教學方法

作者簡介：李忠洋（1983-），男，山東棗莊人，華北水利水電學院電力學院，講師；邴丕彬（1982-），男，山東青島人，華北水利水電學院電力學院，講師。（河南 鄭州 450011）

基金項目：本文系華北水利水電學院2011年教學改革重點項目的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0165-02

光電子技術是激光技術、微電子技術、光纖傳感、光纖通信等眾多領域的交叉學科，它以電磁波為基本信息載體，通過對電磁波的控制、調制、接收、存儲、處理和顯示等技術，獲取所需要的信息。“光電子技術”課程是電子科學與技術專業(yè)的基礎課，承擔著鞏固基本原理、拓寬專業(yè)知識、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要作用。通過對本課程的學習，學生能夠建立起有關光電子技術的基本概念，獲得與光電子技術相關的基本理論和基本技能，為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習及今后從事本專業(yè)的工程技術工作和科學研究打下堅實的基礎。“光電子技術”實驗教學可以使學生加深對“光電子技術”理論知識的理解和鞏固，通過對實物的觀察和研究，增強學生的感性認識，深化對光電子技術深層次規(guī)律的理解和領悟。開展“光電子技術”實驗對培養(yǎng)學生提出問題、做出假設、設計實驗、觀察記錄、分析推理等方面的能力十分有利。然而現(xiàn)在面臨的情況是一方面隨著科學技術的日新月異，光電子技術信息量成爆炸式增加；另一方面由于電子科學與技術專業(yè)教學計劃的改革，使“光電子技術”實驗課程的學時數(shù)進一步減少。這種矛盾的出現(xiàn)，要求教師必須及時對實驗內容、實驗方法、實驗手段等進行改革與優(yōu)化，努力提高實驗教學效果，以便在有限的教學時間內，將豐富的信息傳遞給學生，提高學生的動手能力，保質保量地完成實驗教學任務。

一、當前“光電子技術”課程實驗教學存在的問題及原因分析

目前，隨著國內高校高級教育人才的不斷引進，“光電子技術”實驗課程的教學質量不斷提高，但是隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)該實驗課程仍然存在著一些問題。

1.對實驗教學的重要性認識不夠

部分學院領導受傳統(tǒng)“應試教育”思想的影響，長期以來重視理論教學，輕視實驗教學和學生實踐能力的培養(yǎng)。認為實驗教學僅是作為理論知識的驗證，是理論教學的附屬品。基于上述錯誤認識，學校對實驗教學的學時越壓越少。從實驗教師的角度來講，實驗教學相對于理論教學難度大，實驗教學不但需要教材，而且需要實驗器材；不但需要動腦，而且需要動手；不但需要與校內各部門打交道，而且有時還需要聯(lián)系校外有關單位。另外，實驗教師在評優(yōu)、評職稱等方面機會較少、難度很大，因此很多教師沒有在實驗教學上投入較多精力。

2.實驗室建設問題

實驗儀器落后陳舊，科技含量普遍較低；實驗室面積不足，使得目前實驗條件難以滿足實驗教學的需求。以華北水利水電學院電力學院為例，光電子技術實驗室面積不足40平方米，實驗臺只有4個，每次只能滿足8位同學同時做實驗，而一個年級光電子技術專業(yè)的學生有120余人，所以實驗室面積的不足嚴重限制了實驗教學效果。另外，有些光電子技術實驗需要使用激光器、光學探測器、光譜分析儀等貴重儀器，而實驗室沒有足夠的經(jīng)費購買這些儀器，因此實驗器材的短缺嚴重制約了實驗教學的正常開展。

3.實驗教學的組織管理和考核問題

實驗教學的管理制度不夠完善，因此出現(xiàn)了實驗教學多個部門都管而實際上誰都管理不善的現(xiàn)象。教學質量評價體系不夠健全，學生實驗課成績考核不夠細致，對實驗教學的要求遠沒有對理論教學要求的嚴格，使得實驗教學的質量難以保證。

由于上述各方面的因素，高校現(xiàn)行的實驗教學理念、教學方法，以及各種實驗教學配套設施等都存在著與現(xiàn)代社會對高素質人才要求不相適應的地方。為適應社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)創(chuàng)新型、高素質人才必須重視和強化實驗教學改革。

二、“光電子技術”課程實驗教學改革的對策分析

華北水利水電學院的“光電子技術”課程實驗由電力學院電子教研室承擔，在教學過程中，該教研室積極響應教改要求，從自身水利水電的特色出發(fā)，針對上述問題積極探索新的實驗教學模式，對如何提高教學質量進行了深入探討，逐步形成了一套自己的實驗教學方法。

1.加強實驗室建設

實驗教學效果的好壞在一定程度上取決于實驗教學設施的優(yōu)劣。提高實驗教學效果，必須加大投入，加強實驗室基礎設施建設，爭取讓每一個學生都有實驗的機會和平臺。在設施精良的實驗環(huán)境中培養(yǎng)學生的主動探索能力，無疑會極大地激發(fā)學生的學習積極性，更好地培養(yǎng)學生的動手能力，因此實驗室基礎設施建設對于實驗教學的重要性不言而喻。對于實驗室的建設，一方面可依托學科基礎，積極申請實驗室建設資金，通過項目資助的方式逐步推進實驗室建設；另一方面可積極尋求與相關單位的合作，以項目合作的形式取得雙方共贏，在鍛煉學生實驗能力的同時，也促進了實驗室建設。學校有關職能部門要把好關，根據(jù)學校的開課情況做好實驗室建設規(guī)劃，提前落實實驗教學的各項措施。實驗教師要千方百計的提高實驗室利用率，避免資源閑置和浪費。

2.構建一支精良的實驗教師隊伍

一支高水平的實驗教師隊伍是提高實驗教學質量的關鍵所在，因此建設一支理論水平高、實驗技術精湛、年齡結構合理、責任心強、具有奉獻精神的實驗教學隊伍刻不容緩。基于此，高校在引進教師時應盡可能引進既具有較高專業(yè)理論知識又有較強實踐能力的綜合型人才。對剛參加工作的青年教師進行職業(yè)道德和實驗技能培訓，使青年教師樹立職業(yè)道德觀念，提升業(yè)務水平；聘請業(yè)內知名專家對青年教師進行業(yè)務培訓，使青年教師學習新思想、新方法，掌握新設備、新技術，提高青年教師的實驗教學水平。改善和提高從事實驗教學工作教師的待遇，提高廣大實驗教師的積極性，吸引廣大教師尤其是高職稱教師積極參與實驗教學，使實驗教學崗位成為能夠吸引人才和留住人才的崗位。

3.創(chuàng)新實驗方法，精煉實驗內容

在實驗教學中，改變傳統(tǒng)的“教師講，學生聽、教師演示，學生觀看”的方法，以新穎的實驗內容，激發(fā)學生探索未知世界的興趣。如在講到非線性光學頻率變換技術時，先提出問題：一束不可見的激光在一定條件下能不能產生各種顏色的可見光，這樣會激起學生的興趣，使學生集中精力繼續(xù)聽下去；然后通過教師的實驗演示可看到在不同的實驗條件下，不可見光可以轉換成紅橙黃綠青藍紫各種顏色的光。這樣在強烈興趣的引導下，學生會迫不及待的探索實驗、了解實驗原理，因此好的實驗內容和創(chuàng)新的實驗方法會起到事半功倍的作用。

4.以興趣帶動教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

在人才教育中，培養(yǎng)學生的學習興趣尤為重要。興趣在學習和認識過程中起著巨大的內驅作用。在實驗教學中要想方設法地激發(fā)學生學習的興趣，讓學生主動參與實驗的全過程，并在參與中體會到學習的樂趣和成功的喜悅，真正調動起學生自主學習的熱情。通過參加實驗設計給學生提供自我展示的平臺，充分調動學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。為了給學生提供更多的實驗機會，華北水利水電學院光電子實驗室設立了激光開放實驗室、光纖傳感開放實驗室、光譜分析開放實驗室、光學探測開放實驗室，為學生在課外時間提供了廣闊的實驗平臺，吸引了一大批學生進入到各個開放實驗室，在實驗教師的指導下主動探索未知領域，在鞏固理論知識的同時又鍛煉了學生們的實際動手能力。在近幾年學校組織的光電子類和機電類的競賽中華北水利水電學院取得了較優(yōu)異的成績。

5.改革實驗考核方式，促進實驗教學發(fā)展

傳統(tǒng)的考試題型和方式只適合對學生進行理論知識的評價，而實驗能力則是學生將理論知識應用于實踐的綜合能力，傳統(tǒng)的題型和方式顯然無法勝任評價任務，因此對實驗教學的考核要探索新的方式。為了使學生畢業(yè)后能更好地適應當前社會對高素質人才的需求，在探索實驗考核的新方式時一定要注意與社會職業(yè)技能鑒定接軌，要建立起基本技能、專業(yè)技能及綜合技能考核體系，鼓勵學生參加各種職業(yè)技術能力考試，取得社會公認的職業(yè)技能資格考試證書。另外，還要培養(yǎng)學生良好的從業(yè)規(guī)范和職業(yè)素質，使其在畢業(yè)時能達到勞動準入制度所要求的相關技能等級。

三、教學效果

本文通過分析“光電子技術”實驗課程存在的問題，從實驗室建設、教師隊伍建設、實驗方法、實驗內容、實驗考核等多個環(huán)節(jié)對“光電子技術”實驗教學改革進行了深入分析，提出了改革方案。實踐證明，改革后的實驗教學能夠有效激發(fā)學生的興趣，使學生在鞏固理論知識的同時又鍛煉了動手能力，有效提高了“光電子技術”實驗課程的教學質量。

參考文獻：

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[4]彭潤伍，唐立軍，郭裕.結合前沿科學培養(yǎng)光電子專業(yè)創(chuàng)新人才[J].中國電力教育，2009，（23）.

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提高教師知識水平在教學過程中，教師具有主導作用，因此提高教師知識水平可以有效地提高教學質量。這可以通過以下幾個方面來實現(xiàn):(1)要求教師多看書、多查資料來了解光電子技術的基本內容，并時常關注光電子技術領域的新進展，做好與時俱進;(2)送教師到光電子技術水平較高的院校進修、參加光電子技術方面的國內國際會議或到相關的企業(yè)學習，通過向他者交流學習來提高自己;(3)鼓勵教師進行光電子技術方面的科學研究，這可以使教師對該方面的知識有更深入的了解。適當變更授課內容光電子技術發(fā)展迅速、學生的知識需求也在逐漸變化，這就需要不斷的對授課內容進行調整，具體來說就是刪舊和增新:(1)冊l舊，冊l除或壓縮己學過的或陳舊的內容。如《光電子技術》課程一般都是開設在《光學》后的，所以有些光輻射的知識在《光學》中己經(jīng)講過的就可以刪除。一些陳舊的光電子如陰極射線管，現(xiàn)今應用比較少，講解的時候就可以壓縮課時和授課內容。(2)增新，增加相關的新技術。摘取國內外期刊上發(fā)表的最新技術進展進行講授，既豐富了課堂內容，又拓寬了學生視野，還可以培養(yǎng)學生的科研意識。

改革教學方法課堂教學是所有的教學環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)，用什么方法進行教學是非常值得我們探討的。講課不僅是對己有知識的簡單闡述，而且是教師的一種再創(chuàng)造過程。“一塊黑板加一支粉筆”這樣的傳統(tǒng)教學方法己經(jīng)不適合現(xiàn)代化的今天了，現(xiàn)今的教學方法應該更趨多元化:(1)引導學生建立長遠學習動機。由院系組織，請往屆畢業(yè)生返校或知名工程師做光電子技術方面的學習和研究體會報告，讓學生知道為什么要學光電子技術，學好了以后可以干什么，幫助學生明確自己的學習目的，建立長遠的學習動機。也可以在講課過程中舉一些生活中的光電子技術應用實例，如PPI是怎么投影到屏幕上的，光電池怎么把光能轉化成電能的等等，讓學生對“學了這個有什么用”有個直觀的認識，促使他們主動去學。(2)運用多媒體，增加授課的信息量。多媒體課件有形象、直觀的優(yōu)點，可以增加學生學習的趣味性，因此作為現(xiàn)代化的教學手段，它可以大大提高教學的效率。但是也不能一味的依賴多媒體，要注重與板書的結合。如在講解電光調制時，用多媒體展示電光調制的示意圖，再配合黑板板書推導進行講解，才能夠更有利于學生對授課內容的理解。(3)增強實驗教學。實驗有助于學生對所學知識的深入理解，還可以增強學生的動手能力，因此，《光電子技術》作為技術性較強的課程更離不開實驗教學。可開設的實驗有很多「生，如:光源與光輻射度參數(shù)測量實驗、光敏電阻、光電池及光電二極管特性參數(shù)測試實驗、LED角度特性參數(shù)實驗等等。改進考核辦法將平時成績、實驗成績及期末考試成績按照20%、20%及60%的比例均納入總成績的評定，促進學生理論學習和實踐學習兩手抓。

增強師生互動教學中的教和學是兩方面的，除了老師教，更重要的是學生學。增強師生互動，一方面可以讓老師體會到學生對所學的課程有興趣，老師會更愿意教;另一方面，也可以讓老師對學生的知識需求及掌握程度有很好的了解，以調整講授的內容和進度，使得教學效果達到最好。

要想上好《光電子技術》這門課，首先要明確教學目的，再在雙重考慮教學目的和本專業(yè)實際情況的條件下，選取授課內容。在教學過程中，要注意提高教師知識水平、改革教學方法、改進考核辦法及增強師生互動，以得到最好的教學效果。

作者：張穎穎 單位：南京曉莊學院物理與電子工程學院

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關鍵詞：光信息科學與技術；多維實踐教學；課程設計；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）33-0193-02

一、引言

高等教育是知識創(chuàng)新、傳播和應用的主要途徑，更是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。教育部副部長趙沁平表示，在建設創(chuàng)新型國家過程中，高等學校應該也必須發(fā)揮重要的作用，可以提供全面的人才支持。而《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，要“創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制”。實踐教學是戰(zhàn)略性新興產業(yè)所需的創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。[1]創(chuàng)新教育的基礎是實踐，要培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力，必須為大學生構建良好的實踐平臺。[2]

光電信息產業(yè)是湖北省重點扶持的產業(yè)之一，光電子行業(yè)一直保持快速、健康發(fā)展勢頭，成為湖北省重要的支柱產業(yè)和先導產業(yè)，對于促進社會就業(yè)、拉動經(jīng)濟增長、調整產業(yè)結構、轉變發(fā)展方式具有十分重要的作用。“十二五”期間是光電產業(yè)的關鍵時期，必須緊緊抓住這個戰(zhàn)略關鍵時期，大力培養(yǎng)高水平光電產業(yè)技術人才、創(chuàng)新產業(yè)組織方式，實現(xiàn)光電子產業(yè)戰(zhàn)略目標[3]。本專業(yè)面向我省戰(zhàn)略新興產業(yè)和區(qū)域內重點產業(yè)，培養(yǎng)德智體全面發(fā)展，專業(yè)基礎理論扎實，具備光電信息技術方面的基本技能和工程實踐能力，能很好地掌握計算機技術、電子技術和光電技術，具備設計節(jié)能環(huán)保光電產品的能力，能在光電產業(yè)、科研部門從事光電信息領域的科學研究、技術開發(fā)、設備使用與維護工作的高級專業(yè)人才。

本文針對光信息科學與技術專業(yè)實踐教學特點和專業(yè)發(fā)展特性，以武漢工程大學理學院校內實踐環(huán)節(jié)、校外實踐環(huán)節(jié)和校企產學研三個實踐環(huán)節(jié)三位一體實踐平臺為例，討論實踐教學模式的改革與創(chuàng)新的方法和意義。其探討對本專業(yè)建設發(fā)展以及其他理工科專業(yè)建設發(fā)展有一定意義。

二、現(xiàn)有實踐教學中存在的問題

我校的光信息科學與技術專業(yè)于2003正式招生，至今已經(jīng)發(fā)展12年，開設了光電子、激光和光通信等3個專業(yè)方向，并在籌建光學信息技術省重點實驗室。本專業(yè)學生主要學習光信息科學與技術的基本理論和技術，熟悉光學、電子學技術和計算機技術，目標培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學、物理、電子和計算機的基礎知識，系統(tǒng)地掌握光學信息處理技術、現(xiàn)代電子學技術和計算機應用技術的基本技能，能在應用光電子學及相關的電子信息科學、光通訊、激光技術、光機電算一體化產業(yè)等領域從事科學研究、教學、產品設計、生產技術或管理工作的光信息科學與技術高級專門人才。但在專業(yè)發(fā)展的同時我們也看到了存在的一些問題。

（一）課程與實踐脫節(jié)

光信專業(yè)課程設計包括光電子電路、工程光學、光通信技術、光電技術、激光技術、太陽能光伏系統(tǒng)等，其學時約占總課時的三分之一，是專業(yè)課的理論教學的延伸與有效支撐。但通過與企業(yè)溝通和與往屆畢業(yè)生溝通了解到，專業(yè)課程內容存在陳舊落后，理論脫離實際，缺乏社會實踐性，導致學生進入工作單位后發(fā)現(xiàn)所學知識用不上，而實際需要的知識又沒學的現(xiàn)象。不僅課程設計，專業(yè)開設的各個實踐環(huán)節(jié)之間也出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，各自為政，缺乏有設計的聯(lián)系。

（二）實踐教學考核體系不合理

大部分實踐課程考核方式仍然和普通專業(yè)課程考核方式一樣，比如實驗僅僅是專業(yè)課程考核中的一部分，普遍只占總成績20%，而這20%中還主要以出勤率和實驗報告，基本上老師的主觀印象評價占主要成分。而獨立于課程之外的生成實習環(huán)節(jié)也存在這一問題，對其的評價主要依賴企業(yè)出勤率和實習報告，其最后成績往往流于形式，而缺乏對實習過程中本應最重要的實踐過程及創(chuàng)新性的體現(xiàn)。這些不合理的考核評價方法最后會大大影響學生對實踐環(huán)節(jié)的重視程度，致使學生對實踐類學習項目敷衍忽視。

三、多維實踐教學模式

針對實踐教學中存在的問題，本專業(yè)提出了一系列改革措施。借用與美國佛羅里達理工學院合作辦學平臺，借鑒國內外高等工程實踐教育改革經(jīng)驗[4-6]，通過與光電高新企業(yè)密切合作，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質與工程實踐能力，在光通信器件、激光加工、太陽能應用和LED節(jié)能環(huán)保照明等領域培養(yǎng)從事光電系統(tǒng)設計、光電技術應用以及管理的應用型高級工程人才。

針對光電專業(yè)的實踐教學中校內實踐環(huán)節(jié)（實驗、課程設計）、校外實踐環(huán)節(jié)（生產實習）和校企產學研三個實踐環(huán)節(jié)進行有機整合，形成由校外生產實習基地、校內實驗室和校企聯(lián)合研發(fā)中心共同組成的、面向全體學生、多角度、多層面的學生實踐學習平臺，旨在提高學生的實踐和創(chuàng)新能力。

（一）加強具備國際視野的“雙師型”教師隊伍建設

在現(xiàn)有的實習基地基礎上，進一步擴寬和深化校企合作。專業(yè)每年派遣若干名具備留學經(jīng)歷的專業(yè)教師深入企業(yè)，參與企業(yè)的生產管理、產品研發(fā)和現(xiàn)場管理，培養(yǎng)專業(yè)教師的工程實踐能力，同時解決企業(yè)高水平專業(yè)人才不足的實際困難。另外，邀請企業(yè)技術骨干參與專業(yè)課程教學和實驗指導和專業(yè)教材建設，讓教學內容更貼近生產和研發(fā)需求，避免教學和生產實際的脫節(jié)，保證教學內容的實用性，真正提高教學質量，培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐能力。

（二）多維實踐平臺建設

專業(yè)實踐基地分為校內和校外2部分。在校內建設有光電子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地和專業(yè)實驗室，基地室內面積約300平方米，指導教師8名，接納規(guī)模40人，專業(yè)實驗室面積接近1000平方米；學校擬再投入300萬元建設飛秒激光實驗室，目前正在申報湖北省光學信息技術重點實驗室，隨著實驗室建設的不斷完善，課外實習實踐基地的成形，能為培養(yǎng)方案中的實踐環(huán)節(jié)的實施和學生實踐能力的培養(yǎng)提供保障。在校外部分，院里已經(jīng)簽約校外實習基地6個，接納規(guī)模120人，能夠承擔認識實習、生產實習、畢業(yè)實習、工程實踐，以及職業(yè)崗位技能培訓。

1.三位一體實踐平臺硬件的建設。現(xiàn)有的校外生產實習基地的鞏固、規(guī)范，進而開拓新的學生生產實習基地；完善校內實驗室建設和運作管理，增加實驗室的開放性；促進光電專業(yè)與企業(yè)的產學研合作，推動校企聯(lián)合研發(fā)中心的建設和規(guī)范。

2.三位一體實踐平臺運作機制的建設。構建生產實習基地、實驗室、教研室的互動、協(xié)作，促成校企聯(lián)合研發(fā)模式的建立，以研發(fā)合作為橋梁，協(xié)調校內外學生實踐環(huán)節(jié)，真正提高學生的應用能力，以及在應用中的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.根據(jù)合作的光電信息企業(yè)的需求，采用訂單培養(yǎng)模式，充分利用學校專業(yè)人才的培訓提高，調整專業(yè)實踐培養(yǎng)內容，優(yōu)先為合作單位培養(yǎng)合格本科畢業(yè)生。

四、結論

多維實踐教學系統(tǒng)改革依托湖北省戰(zhàn)略新興產業(yè)人才培養(yǎng)針對光電專業(yè)的實踐教學中校內實踐環(huán)節(jié)（實驗、課程設計）、校外實踐環(huán)節(jié)（生產實習）和校企產學研三個實踐環(huán)節(jié)進行有機整合，形成由校外生產實習基地、校內實驗室和校企聯(lián)合研發(fā)中心共同組成的、面向全體學生、多角度、多層面的學生實踐學習平臺，旨在提高學生的實踐和創(chuàng)新能力。改革現(xiàn)有的實踐教學管理體制和運行模式，創(chuàng)造新的人才培養(yǎng)模式，引導學生積極參與教學過程，進行主動的創(chuàng)造性學習，并使學生較早地參與科學研究和生產實踐，提高大學生的科學素質、創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)、實踐能力，以培養(yǎng)適應新世紀我國現(xiàn)代化建設需要的具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質人才。

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篇7

Abstract： LED lighting and new energy industry is becoming one of Chinese most important industries， which implies a huge opportunity， while also faces change and challenge. In this paper， we discusses the significance for developing LED lighting and related new energy industry in Yichang explicitly. Furthmore， through extensive research， the development of LED and new energy industry recommendations are proposed.

關鍵詞： 宜昌；LED；新能源

Key words： Yichang；LED；new energy

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）32-0050-03

作者簡介：王俊（1982-），男，湖北宜昌人，博士，講師，主要研究方向為新能源應用技術及材料。

0 引言

火的使用開始了人類文明，同時也開始了人類照明領域的第一次革命。而愛迪生發(fā)明的白熾燈開始了第二次照明領域的革命，這次革命產生了通用電氣、西門子、飛利浦等百年跨國巨頭。

隨著發(fā)光二極管（LED）的出現(xiàn)，引發(fā)了全世界對照明的新思考。它采用冷光源發(fā)光，改變了傳統(tǒng)的白熾燈的發(fā)光原理，低能耗高亮度，環(huán)保、節(jié)能，將引領人類照明領域的第三次變革。全球許多國家投入了專門的力量對其進行研究，LED照明產業(yè)更是成為現(xiàn)今最熱門的產業(yè)之一。未來幾年，我國LED潛在市場規(guī)模龐大，據(jù)測算，2015年我國LED照明產業(yè)規(guī)模將達到5000億元。

1 發(fā)展LED照明的背景及意義

在我國，LED照明也成為一項關系國計民生的重要產業(yè)，發(fā)展LED照明產業(yè)對我國有著重要的意義，關系到我國未來經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。目前我國是僅次于美國的第二大發(fā)電大國，其中僅照明用電就占發(fā)電總量的12%，年照明用電約4000億千瓦，而且目前仍以每年5%至10%的速度增長。

如推廣應用LED照明，可節(jié)約用電2000億千瓦時，相當于葛洲壩和三峽電站年發(fā)電量總合的兩倍。同時，控制照明用電的速度增長對緩解我國電力供應不足將大有益處。此外，我國是“京都議定書”的簽約國，承諾減排25%，節(jié)能是必然之舉，大規(guī)模采用LED照明更是當務之急。

在產業(yè)政策上，2003年3月，“十五”科技攻關計劃將“半導體照明產業(yè)技術開發(fā)”立項。同年9月，科技部、信息部等多部委及北京等11個地方政府，成立國家半導體照明工程協(xié)調小組，啟動了“半導體照明工程”。2005年，國家制定了“半導體照明產業(yè)發(fā)展計劃”。2006年2月9日頒布的“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）（863計劃）”將半導體照明列為重點工程。2007年，國家計委、科技部的《當前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域》指出，優(yōu)先支持功率型LED光電器件等重點產業(yè)。2009年，國家發(fā)改委、科技部及多部委聯(lián)合制定了《半導體照明節(jié)能產業(yè)發(fā)展意見》，明確地將半導體照明列為三大重點領域之一。2012年5月7日，科技部《半導體照明科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃（征求意見稿）》，明確提出要加大對LED照明推廣的支持力度。

2 宜昌市發(fā)展LED照明及相關新能源產業(yè)的意義

宜昌市位于湖北省西部，地處長江中上游結合部，渝鄂湘三省市交匯地，上控巴蜀、下引荊襄，以“三峽門戶”、“川鄂咽喉”著稱，舉世聞名的三峽大壩和葛洲壩電站都位于此處。

由于宜昌獨特的地理位置和豐富的水電資源，決定了宜昌工業(yè)發(fā)展的重點是載電體工業(yè)，即以市場為導向，立足宜昌水電能源優(yōu)勢，依靠科技進步和技術創(chuàng)新，發(fā)展以高耗能、大耗水、環(huán)保型為特征的載電體工業(yè)。

另一方面，由于宜昌宜居的生活環(huán)境，清潔的水電資源以及豐富的巴蜀文化，使宜昌在發(fā)展低碳、環(huán)保旅游城市的過程中有著得天獨厚的優(yōu)勢。但是，由于以往宜昌豐富的水電資源，重工業(yè)成為引領經(jīng)濟增長的主導產業(yè)，目前已經(jīng)形成了以化工、建材、黑色冶金、有色冶金4大高耗能重工業(yè)體系，并占有絕對比重，單位GDP能耗巨大，這與建設水電旅游名城的方向存在著偏差。

因此，調結構，降低重工業(yè)的比重，加大科技投入力度，提高現(xiàn)有重工業(yè)科技節(jié)能減耗能力，不斷促進產業(yè)升級，積極發(fā)展技術先進、能耗較低的電子、新材料等高新技術產業(yè)，優(yōu)化行業(yè)結構，實現(xiàn)宜昌市能源低碳化的任務迫在眉睫。采用LED照明及發(fā)展新能源產業(yè)就成為化解這些難題，提升宜昌的競爭力，向世界水電旅游名稱發(fā)展的最好選擇。

LED照明及新能源產業(yè)由于低能耗、環(huán)保和巨大的市場潛力而成為現(xiàn)在全球最熱門的產業(yè)之一。據(jù)預測，到2015年，全國LED照明的市場將達到5000億元。在巨大的市場面前，宜昌市于1988年成立了高新技術開發(fā)區(qū)，并于2010年升級為國家高新區(qū)，這10多年的發(fā)展，使宜昌擁有了宜昌南玻硅材料有限公司、宜昌勁森光電科技股份有限公司、宜昌匡通電子有限公司等大批在LED及新能源產業(yè)中居于前列的公司。這些基礎使得宜昌有能力在LED照明及新能源產業(yè)做出一番事業(yè)，而其中政府如何扶持、指導，不留于口頭形式，形成在實踐中有章可循及可操作的方法，還需要調研及研究。

此外，LED照明及新能源產業(yè)在宜昌的發(fā)展過程中，應如何聯(lián)合與競爭，使之在產業(yè)結構和開發(fā)項目上布局均衡、減少重復和盲目建設；宜昌的高校、相關科研院所、政府科技部門如何培養(yǎng)相應的人才、搭建共享的科研及技術平臺，使宜昌成為武漢光谷科研技術產業(yè)鏈中的一部分等問題，都需要好好調研及研究。

3 宜昌市發(fā)展LED及新能源產業(yè)的建議

通過廣泛調研宜昌市光電子及新能源相關公司，比如宜昌南玻硅材料有限公司、宜昌勁森光電科技股份有限公司、宜昌匡通電子有限公司等新能源公司，我們發(fā)現(xiàn)：目前，我市LED、光伏及其相關產業(yè)已形成規(guī)模，LED照明應用也正鋪開，雖有市場經(jīng)濟規(guī)律調節(jié)其取向，企業(yè)自主興衰，但城市發(fā)展卻與企業(yè)相連、與GDP休戚相關。因而不能坐視企業(yè)在狹縫中自生、在激烈的競爭中自滅，宜盡力扶持、指導和引導，為不流于口頭形式和實踐中有章可循以及可操作性，需在組織、政策及實施細則上采取相應措施。為此，我們提出如下建議：

3.1 制定宜昌市光電子及新能源產業(yè)應用發(fā)展規(guī)劃，建立經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)光電子及新能源產業(yè)基地，強化產業(yè)配套，相關企業(yè)的地域位置相對集中為好，形成以宜昌城區(qū)為核心，東與武漢光谷接軌，技術合作，輻射周邊區(qū)縣，在推廣應用上盡力涵蓋恩施、川東。

在半導體照明的襯底材料、外延、封裝、應用等產業(yè)鏈中，宜昌企業(yè)目前以封裝、應用為主，這與全國同行業(yè)形勢相似，雖有全國最大的封裝企業(yè)落戶宜昌，但屬低端產品，宜鼓勵和引導部分封裝企業(yè)產品結構向大功率單管、大功率集成和SMD（貼片式）LED集中，經(jīng)濟實力雄厚的企業(yè)，向產業(yè)鏈上游延伸。光伏產業(yè)力求開發(fā)熱（溫差）發(fā)電材料與之組合，以提高太陽能的利用率。

3.2 設立光電子及新能源產業(yè)發(fā)展基金和投資基金，其目的有二：

一，用于支持光電子及新能源技術創(chuàng)新、產品研發(fā)和新項目產業(yè)化。

二，引導金融資本、招商投資及民間資本投入。

引導基金的來源渠道：

①政府投資，提高融資的安全感及信任度。

②把相關產業(yè)的稅收優(yōu)惠政策改為稅收資金再投入。

③公用事業(yè)照明改造后的節(jié)能資金。這與當前興起的能源合同管理辦法有異，但更利于led照明產業(yè)的發(fā)展。

④國家相關節(jié)能財政補貼資金。

3.3 建立推廣應用光電子及新能源的政府與產業(yè)聯(lián)盟（或行業(yè)協(xié)會）相結合的協(xié)調辦事機構，促進、指導和引導我市光電子及新能源應用的有序發(fā)展。使之在產業(yè)結構和開發(fā)項目上布局均衡合理，減少重復和盲目發(fā)展，促進企業(yè)間的分工、合作，提高投入產出比，整合經(jīng)營艱難、技術力量薄弱的企業(yè)。一陣國際的LED及新能源并購風暴正刮向我國，勢將許多地方小企業(yè)壓倒，如不早作準備，就將淪為新買辦，2010年九月在北京曾召開過LED行業(yè)整合會議，可惜參加的企業(yè)面極窄。未引起廣泛關注。

3.4 在LED路燈照明的推廣應用上，宜早出臺地方政策，扶持、幫助地方企業(yè)發(fā)展，不能成為所謂平等競爭的自由港，許多城市已有公開或內部控制扶持本地企業(yè)的規(guī)定，宜昌也當如法炮制，由相關部門監(jiān)督質量、領導和協(xié)調市內推廣應用，由物價部門核定價格，對企業(yè)直接或間接補貼。如在本區(qū)內推廣應用LED照明放任自流，任其競爭，則宜昌市民及地方財政將付出高昂的代價。

3.5 組建宜昌光電子及新能源工程技術聯(lián)合研究中心。它應是各相關企業(yè)、單位及高校共同組建和共同享用的科研及工程試驗平臺，可借鑒世界通行的聯(lián)合研究機構的運作方式。組織多方面資源力量聯(lián)合技術攻關，成果共享。爭取湖北省光伏工程技術研究中心的指導、幫助和合作。同時，我市也初具獨立研究的基本條件，LED照明及新能源包羅的專業(yè)雖廣，如光、機、電、熱管理、化工（如新材料）等，所幸我市一應俱全，有極好的科技力量，只是組織而已。

此外，我市多晶硅、鋁材、石墨、超強超輕、極具節(jié)能優(yōu)勢的芳綸蜂窩材料以及納米材料等優(yōu)勢產品，值得作寬泛應用和深加工的開發(fā)。研發(fā)新型逆變器、智能照明控制裝置，提高新能源微網(wǎng)并網(wǎng)的低壓穿越能力研究等。

3.6 盡早盡快作公共場所光伏應用試點。我市有獨具的優(yōu)越條件，為我市率先進入光伏建筑一體化城市提供經(jīng)驗，爭取國家扶持與幫助。

宜昌周邊丘陵有較多高頂平臺，如筆者實地觀察過的曉峰、軍田壩的日照、風力均有開發(fā)價值，一旦國家對能源類型作強制性配置（可預期的能源政策，國際上已有先例），則可再生能源勢必突破高成本桎梧而快速發(fā)展。宜早準備，先期進入，由試點形成產業(yè)。

3.7 及早制定宜昌暫行的LED路燈標準。LED路燈目前沒有世界通用標準，也沒有國家標準和行業(yè)標準，國家雖正制定，但遲遲未能出臺，若不及早制定宜昌市的LED照明標準，則在宜昌應用的LED路燈，將會在技術參數(shù)、性能質量和結構上千差萬別、五花八門，不僅難以互換，增加維護成本，且在檢驗其光、機、電性能上無章可循，莫衷一是。或使照度不足，或使超亮造成光污染，均藏安全隱患。因此，須制定宜昌地方性LED照明標準，避免發(fā)展中的混亂局面。

3.8 加快培養(yǎng)我市光電子及新能源產業(yè)的中、高端人才。市場競爭實是產品競爭，產品競爭實是人才競爭。應多渠道廣羅人才和多方法培養(yǎng)人才，引進和發(fā)掘專業(yè)領軍專家，充分利用我市高校和企業(yè)的技術優(yōu)勢，在高校中增加相關專業(yè)或班級，組織短、中、長期相結合的技術培訓，以期快速輸送生產骨干和提供后備技術力量。這是發(fā)展我市光電子及新能源產業(yè)和推廣應用的百年大計。

3.9 培育光電子及新能源產能優(yōu)勢，進入資本運作市場。宜昌已有宜化、興發(fā)兩化工行業(yè)的資本運作經(jīng)驗和成果，對推動新興產業(yè)的資本運作應有借鑒的裨益和幫助，可協(xié)調另建公司，將行內各企業(yè)的各優(yōu)勢部門、車間，獨立核算納入麾下，將有不凡的長期業(yè)績，可爭取進入資本運作市場，一旦融資擴大規(guī)模，便會成為宜昌的另一產業(yè)支柱。目前從事股權體制改革的企業(yè)中不乏LED封裝企業(yè)，未來還將有更多LED企業(yè)上市交易。目前，大形勢、大趨勢如此，我市將如何！不能坐失良機。

參考文獻：

[1]劉耀彬，胡觀敏.我國LED產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及戰(zhàn)略選擇[J].科技進步與對策，2010（12）.

[2]雷通，王小平，王麗軍，張雷，呂承瑞，王隆洋.第三代半導體材料在LED產業(yè)中的發(fā)展和應用[J].材料導報，2009（01）.

篇8

Leeds, UK.

Quantum Wells, Wires

and Dots

2009, 538pp.

Paperback

ISBN: 9780470770979

John Wiley

Paul Harrison著

半導體納米材料是納米材料的一個重要組成部分,由于能帶工程而實現(xiàn)的半導體超晶格、量子阱、量子線和量子點這類低維結構具有的獨特物理性質,使得納米薄膜、納米微粒、納米團簇、納米量子點等所顯示出的新穎的電、磁、光以及力學性質,令它們與電子學、光電子學以及通信技術、計算機技術的發(fā)展密切相關。納米結構的電子和光子器件將成為下一代微電子和光電子器件的核心。目前它們的發(fā)展主要集中在GaN,ZnO,CdS,ZnS,Si,Ge以及碳納米管等方面。

本書是一本關于“量子阱、量子線及量子點”的綜合教科書,為熟悉固態(tài)物理的人從理論和計算兩個方面講述了如何計算半導體異質結構中電子、光子的性質及輸運性質。作者采用了類似數(shù)學教科書的方法講述了關于半導體納米材料的各種性質,由各個示例給出標準解法并附帶詳細的推導過程及計算程序代碼。讀者可以根據(jù)這一系列推導獨立驗證他們自己碰到的新的理論假設并對其作出合理的解釋。就像作者所說的那樣――本書包含“一切”計算半導體異質結構中電子、光子的性質及輸運性質的知識,讀者不需要其他參考書,可以從零開始學習。

不同于前兩版,本書沒有附帶計算機源代碼光盤,但讀者仍然可以從作者的網(wǎng)站上找到幾乎全部書中所用到的相關程序的代碼。此外,新版本還給出了一些新的物質屬性,如散射率、電子傳遞、量子原子團、光波導及量子阱中的光子性質等,大約占全部相關內容的20%。

本書作者Paul Harrison目前是英國利茲大學(University of Leeds)電子與電機工程學院微波及光子研究所教授。主要從事于基于量子力學原理開發(fā)新型光電子器件的研究,其研究成果在許多工程領域都有廣泛的應用。

本書適用于半導體及凝聚態(tài)物理專業(yè)的研究生,以及從事半導體納米材料的相關理論和工業(yè)應用研究的從業(yè)人員。

靳紹巍,博士生

(中國科學院力學研究所)

篇9

關鍵詞：菲涅爾；光電子學；光場分析

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0254-03

《光電子學與光電器件》是一門實踐性與應用型很強的課程。學生在學習了光電子學的基本理論知識的同時，還需要通過實驗課進一步理解和消化一些基本原理和基本元件，掌握光電子學的基本技能。相應的實驗課的建設直接影響學生的培養(yǎng)質量，影響學生今后進行科研的能力，是學科建設的重要內容之一。如何構建課程體系以及在課程中引入相應的知識訓練，是一個重要的研究課題。隨著光通信系統(tǒng)技術的飛速發(fā)展，光學元件的制作工藝也在突飛猛進。菲涅爾透鏡作為一種二元光學元件，在制作工藝上有著加工工藝簡單、成本低、易于與其他光路集成等優(yōu)點，在光束整形、光互連、光照明、太陽能利用等方面都有著廣泛的應用前景。菲涅爾透鏡又叫菲涅爾波帶片，是基于光的衍射理論制作的光學元件。根據(jù)菲涅爾衍射理論，在對波前進行比較粗糙的分割，組成一些同心圓環(huán)，使得到達波前一點的光程相差半個波長，經(jīng)過振幅疊加可以達到聚焦的目的。為加強學生對波動光學方面基礎知識、基本理論和基本技能的理解和掌握，養(yǎng)成用波動理論分析光學問題的思維習慣，了解菲涅爾透鏡的設計與分析方法，吉林大學電子科學與工程學院特為本科生開設《光電子學與光電器件》課程這門專業(yè)課。

一、幾何光學的局限性

因為在日常生活中遇見的有關光的問題絕大多數(shù)都屬于幾何光學的問題，幾何光學比較直觀，解決問題的方法比較簡單，本科生在進行光電子學實驗的時候往往習慣于用幾何光學的知識去理解激光，思考問題僅僅停留在宏觀尺度上。但是幾何光學有局限性，除了直線傳播定律之外，作為幾何光學基礎的另外兩條定律――反射定律和折射定律，也都只在波長很小的條件下或者在宏觀尺度上應用才能成立。幾何光學原理的適用范圍是有限度的。光電子學實驗主要是培養(yǎng)學生用微觀的思維去理解光、了解光的波動性。按照幾何光學的知識，激光通過凸透鏡會聚焦到一點，如果這個點沒有大小，此處能量密度將是無窮大，這是不符合科學的，所以，聚焦的焦點處應該為一個焦斑，用幾何光學的知識無法計算出此處焦斑的大小及其能量分布情況。實驗過程中，可以測的激光焦點最小為光波長量級的光斑，稱為埃里斑，能量主要集中在埃里斑的中心，在埃里斑的周圍會有光環(huán)，其能量分布如圖1所示。

學生這種幾何光學的思維定勢會影響他們對實驗結果的分析以及面對問題時所采取的解決方法。為了讓學生在現(xiàn)有知識條件下，就能理解解決這一光學問題，從而改變他們這種思維定勢，我們在《光電子學與光電器件實驗課》引入菲涅爾理論的應用，對實驗項目中的實驗現(xiàn)象盡可能讓學生用波動光學的知識去理解，從而改變學生波動光學的思維習慣。

二、菲涅爾理論

根據(jù)菲涅爾理論，波前上每一個點都可以看成一個新的震動中心，它們發(fā)出的次波在空間某一點振動的所有次波的相干疊加即為該點的光強。利用公式描述如下：

其中（P）是波面上P點的復振幅，K是比例常數(shù)，F(xiàn)是傾斜因子，d∑是面元。

通過這一公式的形式我們可以看出，經(jīng)過一個復雜的曲面積分，按照理論，可以計算出激光光場中任何一點的光強。但是這個積分計算是非常復雜的，一般的學生很難完成。如果我們的實驗課中讓學生進行這樣枯燥無味的數(shù)學計算，不但不能提高學生波動光學的思維習慣，同時還會影響學生的學習興趣，這與我們實驗課培養(yǎng)學生實驗技能的宗旨是相違背的。

可以利用上面的公式，不需要復雜的曲面積分，借助于計算機的快速處理能力，設計出一個激光光場分析系統(tǒng)，在比較短的時間內計算出各種光學元件的光場情況，從而讓學生用波動光學的知識去理解激光。在利用菲涅爾公式進行光場分析的時候，學生需要了解激光波長、材料折射率、光學元件的形貌等參數(shù)，這些都是光電子學中比較重要的概念。

如在進行《氦-氖激光器模式分析》實驗項目的時候，學生可以利用光場分析系統(tǒng)模擬出氦氖激光的情況，然后利用CCD等儀器測量實際的模式，經(jīng)過對比就可以發(fā)現(xiàn)兩者之間的誤差，并進行誤差分析。再比如《氦-氖激光器高斯光束與發(fā)散角測量》實驗項目，可以讓學生在分析系統(tǒng)中計算發(fā)散角的大小，以及利用最小二乘法對激光光強分布情況進行擬合，對高斯分布情況進行分析，從而讓學生對高斯激光有一個更深入的了解，然后利用CCD對高斯激光發(fā)散角測試系統(tǒng)進行測試。這一過程對學生來說可以深入強化其對光電子學概念的理解，同時提高他們對光電子學的興趣。

三、光場分析系統(tǒng)

光場分析系統(tǒng)為我們自主研發(fā)的一套分析軟件。該軟件主要是針對《光電子學與光電器件實驗》教學而設計，學生在使用過程中可以自由設計實驗系統(tǒng)中各個光學元件的參數(shù)。比如，學生可以設置激光波長，不同的波長會根據(jù)光的顏色來進行區(qū)分；可以任意設定凸透鏡的表面形貌，從而可以讓學生了解球面透鏡與非球面透鏡的區(qū)別；可以設定高斯光束中能量分布情況，從而可以比較準確地測量高斯光束的發(fā)散角等參數(shù)；還可以對菲涅爾波帶片的聚焦情況進行模擬，同時還可以模擬非對稱的橢圓形波帶片，這種非對稱光學元件在邊發(fā)射激光器光束整形方面有很大的應用前景。

四、八階梯相位型菲涅爾透鏡設計與分析

根據(jù)菲涅爾衍射公式，我們可以設計菲涅爾波帶片，每個圓環(huán)的半徑滿足以下公式：

其中，R1為最小圓環(huán)的半徑。如果我們對前面所提到的波帶片每個波帶進行劃分，根據(jù)不同的波帶設定不同的光程，可以制作高階波帶片。公式如下：

rm+f=（f+mλ/2）2 （3）

（由于光波長一般較短，我們可以認為mλ

波帶片衍射效率公式為：

當n=2、4、8時，波帶片理論衍射效率分別為40.5%，81%，95.1%。為產生相位匹配，必須考慮材料折射率，適當選擇每個波帶的厚度。

為獲得更高的衍射效率，我們設計高階波帶片陣列。當n=8時，波帶片理論衍射效率為最高95.1%。為產生相位匹配，必須考慮材料折射率，適當選擇每個波帶的厚度。厚度公式如下：

其中N為波帶片階數(shù)，n為材料折射率，對于n=

1.56的材料，為波帶片達到相位匹配，我們設計每層高度為118納米，一共8層亞波帶，半徑為18微米，根據(jù)公式（4）可以求得該菲涅爾透鏡焦距為74微米，模型如下圖所示。

然后，我們利用光場分析系統(tǒng)模擬這種菲涅爾透鏡的聚焦情況。首先分析主軸上光強分布情況，得到菲涅爾透鏡主焦點位置。從圖中我們可以看出，主焦點的位置與利用公式獲得的主焦點位置比較符合。

然后我們繼續(xù)分析焦點位置在徑向的光場分布情況，獲得如下光場能量分布圖形與焦點處能量分布情況（圖4）。

從圖中我們可以看出，實際的聚焦情況與我們分析系統(tǒng)分析出的菲涅爾透鏡焦點情況基本完全符合。下圖為焦點處光場分布的立體圖。

五、總結

光電子學是光學和電學相結合并加以融合的技術領域，相應的實驗課在學習光電子學過程中非常重要。本文根據(jù)光電子學與光電器件實驗課程的特點以及學生在實驗過程中所面臨的問題，在教學過程中引入菲涅爾理論的應用，設計匹配實驗項目的光場分析系統(tǒng)，本文合理采用計算機軟件應用作為教學手段，提高授課質量，增加課程設計性實驗環(huán)節(jié)，將實驗教學與科研培訓相結合，引導學生發(fā)現(xiàn)并解決問題。

參考文獻：

[1]李海金，劉義，等.《光電子學》課程建設的探索與實踐[J].實驗科學與技術，2012，（4）：126-128.

[2]姚瓊，孟洲，等.《光電子學》課程建設的實踐與思考[J].高等教育研究學報，2009，32（3）：91-92.

[3]趙凱華，鐘錫華.光學[M].北京大學出版社，2008：188-190.

篇10

[關鍵詞] 光信息科學與技術 人才培養(yǎng) 教學改革 企業(yè)需求

一、光信息科學與技術專業(yè)的地位與現(xiàn)狀

近年來,國內許多重點大學和地方院校都相繼設立了光信息科學與技術本科專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,全國共有106所高校開設了這個專業(yè),廣東高校就有將近10所,各高校逐步形成了具有自身特點的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案。重點高校由于具備深厚的學科基礎和優(yōu)質生源,而且有光學碩士點和博士點,其畢業(yè)生中有相當大的比例是繼續(xù)考研深造,其余的畢業(yè)生則選擇就業(yè)。地方高校無論從師資力量、教學設施到學生的整體水平都無法與重點院校相比擬,同專業(yè)的畢業(yè)生面對就業(yè)如何與重點院校的畢業(yè)生抗爭?一般說來,用人單位會傾向錄用重點大學的畢業(yè)生。那么,如何提高地方院校畢業(yè)生的競爭力就成為我們必須認真思考的問題。本文結合佛山科學技術學院在建設光信息科學與技術專業(yè)過程中的實際做法,來討論這個問題。

二、我校光信息專業(yè)建設過程中遇到的困惑

佛山科學技術學院是地方性應用型本科院校,在人才培養(yǎng)方面要充分考慮區(qū)域經(jīng)濟對人才培養(yǎng)的需求,及時了解區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展趨向,適時地根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展來合理調整培養(yǎng)目標、課程體系和教學內容,以便更好地服務于區(qū)域經(jīng)濟,同時也可以在不斷滿足市場需求的同時,自身得到更快的發(fā)展與提高。

我校的光信息科學與技術專業(yè)于2002年獲得教育部批準正式招生。我校物理系原先只開設了物理學(師范)專業(yè),在申報新專業(yè)前的幾年時間里,引進了多名光學專業(yè)的教授和博士,自身也培養(yǎng)了一部分光學專業(yè)的骨干教師。為了辦好該專業(yè),我們組織了相關教師到省內的中山大學、華南師范大學、暨南大學等院校參觀學習,同時還和省外的同濟大學、中國科技大學、西北工業(yè)大學、華中科技大學等重點高校有學術往來和交流,聘請了華中科技大學的專家學者擔任顧問。由于各個高校的學科優(yōu)勢與師資情況不同,所開設的課程也有所不同。一般說來,都會根據(jù)原有的學科基礎來制訂新專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃。我們想,上一個新專業(yè)不容易,要想辦好新專業(yè),則需要在專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程設置、教學安排、實驗室建設等方面都要有周密、合理的籌劃。

我校于2001年在物理學專業(yè)里首先開設了光電子方向,為辦新專業(yè)打基礎。當時開設的課程在原來專業(yè)的基礎上增加了激光原理、光電子學和信息光學等幾門光學和信息類課程。實驗室的儀器設備不成規(guī)模,專業(yè)實驗項目少(只有6個),實驗時數(shù)36學時。隨著新專業(yè)教學的需要,實驗室建設迫在眉睫。我們組織骨干教師和實驗室技術人員到外校考察取經(jīng),從理論課程的設置到實驗課程的開出,從實驗項目的設置到儀器的規(guī)格、型號都借鑒了其他高校的做法,籌建了光電信息與技術實驗室。經(jīng)過在02、03級學生的教學中實施,基本能夠滿足教學需要,但同時我們發(fā)現(xiàn)存在以下問題:(1)所開的專業(yè)基礎課和專業(yè)課與其他高校大同小異,缺乏特色;(2)實驗室的建設也與其他高校雷同,實驗項目相差無幾,并且以驗證性實驗為主,難以在實踐方面提高學生的綜合能力。

這種狀況迫使我們反思:一味照搬別人的做法是不行的,有特色才是生存的關鍵。2004年起,珠三角地區(qū)的光電企業(yè)突起,特別是LED產業(yè)得到國家的大力扶持,普立華公司、國星光電公司、佛山照明、歐斯朗公司、聯(lián)動科技公司、騰龍光學公司、奇美電子有限公司、中國網(wǎng)通公司、威而信科技有限公司等一批知名企業(yè)落戶佛山,這些企業(yè)是光信息專業(yè)學生的主要就業(yè)意向單位,為本專業(yè)的學生提供了新的機會,但同時對人才的要求也有所提高。

為此,我們主動和相關企業(yè)聯(lián)系,到企業(yè)的人事、技術等部門進行調研。在與企業(yè)溝通的過程中,企業(yè)向我們反饋:由于學校教育觀念和教學內容的陳舊與落后,學生所學的內容幾乎在企業(yè)里都用不上,而企業(yè)需要的知識卻沒有接觸過,理論脫離實際, 缺乏社會實踐。由此而造成的后果是,雖然近幾年培養(yǎng)的本科以上畢業(yè)生在數(shù)量上有大幅度的增長,而社會急需的能勝任研究、開發(fā)、設計、策劃等工作并具有較強創(chuàng)新能力的工程技術人員仍然是目前非常緊缺的專門人才,佛山本地的光電企業(yè)需要的人才要具備光學系統(tǒng)設計、光電檢測、LED封裝等技能。

三、采取的改革措施

1.合理定位,目標創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,更新課程設置

我們擺脫陳舊的教育觀念,將培養(yǎng)企業(yè)需要的技術人才作為合理的培養(yǎng)目標,著手修訂了2005級人才培養(yǎng)方案和教學大綱,開設了以下專業(yè)基礎與專業(yè)課程:波動光學與應用光學、激光原理與技術、微電子技術、EDA技術、光纖光學、光纖通信原理、信息光學、光電子學、光度學原理、光電檢測技術、電光源原理等。

2.加大實驗室建設投入,實現(xiàn)模塊化教學

從2002年至今,光電信息與技術實驗室共投入200多萬元購買各類儀器設備。組建了3個實驗分室:光信息處理與光電檢測技術分室、光電子器件技術分室、電光源技術分室。經(jīng)過7年的專業(yè)實驗課程建設實踐,逐步形成較為系統(tǒng)的教學體系、先進的教學內容和開放的實驗教學環(huán)境。

(1)有機整合、獨立開課,構建了模塊化實驗教學體系

打破基礎實驗與專業(yè)基礎實驗、專業(yè)實驗獨立分塊,實驗從屬于理論課的傳統(tǒng)實驗教學體系,將光信息科學與技術專業(yè)教學計劃中的實驗組成一個有機整體,獨立開課,構建模塊化實驗教學新體系。

(2)改革教學內容,優(yōu)化基礎實驗,大幅增加綜合性、設計性實驗

光電信息與技術實驗共108學時。由于多門實驗有機整合為一門課,總課時增加,課程之間內容相互融合、滲透。因此,可以開設足夠數(shù)量的高質量的綜合性、設計性和研究性實驗。實驗項目與科研、工程、社會應用實踐密切聯(lián)系,把學科最新發(fā)展成果和科研成果引入教學,形成良性互動,實現(xiàn)基礎與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結合。結合企業(yè)需要,我們開設了“電子鎮(zhèn)流器電參數(shù)測量”“光源光強角分布測量”“光源色溫測量”“光電顯示面板亮度均勻性測量”“光致發(fā)光及熒光粉相對亮度測量”等實驗項目。

3.重視師資隊伍建設,打造合理的人才梯隊

開辦新專業(yè)僅有好的課程設置和合理的實驗室配置是不夠的,還需要有優(yōu)良的師資隊伍建設。從2002年起,我系就注意引進光電人才,共吸收了兩名分別為LED照明和光學層析成像專業(yè)的博士后,還有2名光學專業(yè)的博士,多名光學專業(yè)碩士。新生力量的加入充實了教師隊伍,加強了科研的實力。另外,我們還注重在職教師的學術進修。這幾年,通過在職攻讀學位和利用訪學得到提高的教師有十幾人,取得博士學位的有5人,還在攻讀博士的有3人,攻讀碩士的有2人。加強與國外的合作,幾年來,派出3名教師到美國和臺灣等地的高校進行學術訪問和交流。也通過邀請國內名校的專家來校舉行學術講座。整個專業(yè)教師隊伍呈現(xiàn)高學歷、高職稱的態(tài)勢,以中青年為主力的科研梯隊充滿活力。

4.重視實踐環(huán)節(jié),提高學生的專業(yè)技能

這幾年,我們重視學生實習基地的建設,與對口的企業(yè)建立了良好的關系。另外,我們利用佛山與廣州、深圳、中山等地路程不遠,交通便利的優(yōu)勢,組織或鼓勵學生參加光電照明等博覽會,讓學生多接觸專業(yè)知識的應用。

嚴格把握畢業(yè)論文的選題,鼓勵選擇應用型課題,讓學生盡早參與教師的科研課題。比如,“基于LABVIEW的多路LED老化測量系統(tǒng)”“用脈沖光聲技術測量吸收系數(shù)”“太陽能LED照明燈的設計”等課題,是學生在大學三年級時就開始參與到指導教師的科研工作中完成的。

四、專業(yè)建設效果

畢業(yè)論文的質量有一定的提高,緊密結合光電專業(yè)方向,每年都有一定數(shù)量的論文具有創(chuàng)新性和應用價值。比如,09屆畢業(yè)生的論文中“大功率白光LED開關穩(wěn)流電源的設計”“排線順序正確性的自動檢測系統(tǒng)設計”等論文獲得了優(yōu)秀畢業(yè)論文。

最近幾年,每年都有多名畢業(yè)生被國興光電、滕龍光學有限公司等企業(yè)錄用。根據(jù)畢業(yè)生質量跟蹤的結果顯示,我們的一些畢業(yè)生在企業(yè)里能吃苦、肯鉆研、表現(xiàn)良好,得到了重用,在企業(yè)的技術崗位上作出了一些成績。另外,我們在考研方面也取得勝利,如今年32名光信息專業(yè)畢業(yè)生中,有7名同學考上中山大學、華南師范大學、暨南大學和廣東工業(yè)大學等高校的研究生。

近3年來,我們培養(yǎng)的學生在“挑戰(zhàn)杯”“廣東省大學生物理實驗設計大賽”等各類競賽中獲獎18項,75人次獲獎。通過競賽,學生將所學的知識運用到實踐中,有效提高了他們的綜合素質。

五、思考與建議

經(jīng)過7年的建設實踐,我們有過教訓,也取得一些經(jīng)驗,總結如下:

(1)合理動態(tài)地更新教學內容,淘汰已經(jīng)過時的內容,特別體現(xiàn)在專業(yè)課程的教學內容和實驗項目上。

(2)要建設有特色的專業(yè)實驗室,推行模塊化實驗項目,有助于學生針對就業(yè)意向來選擇學習內容。

(3)不足。專業(yè)設計軟件的熟練使用是當今很多光學企業(yè)在招聘技術人員時強調的條件。如ZEMAX、Lighttools、Tracepro等,我們還沒有開設相關的課程來介紹這類軟件的使用。但我們已經(jīng)在09級的人才培養(yǎng)方案中加入《科研訓練》環(huán)節(jié),實施導師制,讓學生提前進入老師的科研項目,為畢業(yè)設計做準備。

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