光學電子技術范文

導語：如何才能寫好一篇光學電子技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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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:(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》中己經講過的就可以刪除。一些陳舊的光電子如陰極射線管，現今應用比較少，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，還可以培養學生的科研意識。

改革教學方法課堂教學是所有的教學環節中最重要的一環，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造過程。“一塊黑板加一支粉筆”這樣的傳統教學方法己經不適合現代化的今天了，現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、直觀的優點，可以增加學生學習的趣味性，因此作為現代化的教學手段，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測量實驗、光敏電阻、光電池及光電二極管特性參數測試實驗、LED角度特性參數實驗等等。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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電子科學與技術（以下簡稱“電科”）專業是以培養具備微電子、光電子、集成電路等領域寬厚理論基礎、實驗能力和專業知識，能在電子科學與技術及相關領域從事各種電子材料、元器件、集成電路、電子系統、光電子系統的設計、制造、科技開發，以及科學研究、教學和生產管理工作的復合型專業人才為目標的工程專業。作為電科專業教育中重要內容的光電子技術，不僅是當代信息技術兩大支柱之一，而且隨著現代科學技術的發展持續煥發著生命活力。而讓光電子技術保持如此強勁發展勢頭的主要原因之一，正是光電子材料與器件的廣泛應用，例如激光器與新型光電探測器的應用的人你還。另外，諸如納米光電材料與器件、光子晶體及相關器件、超材料及相關器件與表面等離子體激元及器件等新型光電子材料與器件的研究與應用，是目前國際上光學與光電子學研究領域的前沿熱門方向。由此可見，學習光電子材料與器件的相關知識，不僅對電科學生知識體系的構建與就業方向的確定具有積極的影響，也為那些將來希望從事新型光電子材料與器件科研工作的學生，提供了堅實的理論基礎與知識儲備。然而，根據筆者的調研，雖然國內許多重點大學的電科專業都開設了光電子技術課程，但很少有大學專門開設光電子材料與器件這門課程。而由于光電子技術的內容多、涉及知識面廣，教學課時又往往有限（一般為32或48個學時），因此在光電子技術的實際教學過程中，講授教師往往重視光電子技術基本概念與理論知識的教學，而輕視光電子材料與器件的教學。該文從光電子材料與器件的研究內容、應用及發展等方面說明其在電科專業教育中的重要性，并結合自身光電子材料與器件課程的教學經驗，研討電科專業中光電子材料與器件的教學方法。

1 光電子材料與器件簡介

光電子材料是指能產生、轉換、傳輸、處理、存儲光電子信號的材料。光電子器件是指能實現光輻射能量與信號之間轉換功能或光電信號傳輸、處理和存儲等功能的器件。自1960年美國科學家梅曼發明世界上第一臺紅寶石激光器以來，光電子材料與器件如雨后春筍般發展迅速。在短短的50多年里，光電子材料與器件經歷了從紅寶石激光器的發明，到半導體激光器、CCD器件及低損耗光纖的相繼問世；從各種光無源器件、光調制器件、探測與顯示器件的小規模應用到系統級集成制造實用化階段；從大功率量子阱陣列激光器的出現再到光纖激光器、光纖放大器和光纖傳感器的誕生。光電子材料與器件從未停止過發展的腳步，并正在不斷深刻影響著人類社會的方方面面。在實際需求的引導下，各種新型光電子材料與器件層出不窮，性能也不斷提高。尤其是近年來，隨著微米及納米級加工技術的成熟，新型的微納光電子材料與器件的研究異?；钴S。納米光電材料、光子晶體、超材料、表面等離子體器件等領域的研究成果豐碩，為未來光電子器件的微型化、集成化發展奠定了堅實的基礎。

綜上所述，光電子材料與器件在當代信息產業與科學技術中具有極其重要的地位，因此，光電子材料與器件這門課程不僅應當單獨作為一門課程獨立教學，而且應該作為重視工程教育的電科專業的核心課程。

2 光電子材料與器件課程教學研究

2.1 光電子材料與器件課程的教學形式、課時安排與教材選擇

光電子材料與器件課程不僅包含豐富的理論知識，例如光電子材料的物理特性以及光電子器件的工作原理等，而且與實際應用結合精密，因此，本課程宜采取理論教學與實驗教學相結合的教學形式。

在課時安排方面，作為電科專業的一門核心專業課程，光電子材料與器件課程的總課時應不低于32學時（2學分），理論課學時不低于26學時，實驗課不低于6學時。

另外，在教材選擇方面，由于光電子材料與器件是光電子技術中的一部分內容，而目前國內關于光電子技術方向的參考書籍很多，其中亦不乏一些光電子技術課程的經典教材，例如西安電子科技大學安毓英主編的《光電子技術》[1]，西安交通大學朱京平主編的《光電子技術基礎》[2]等。雖然這些光電子技術參考書中或多或少都會介紹與光電子技術相關的材料與器件，但是，目前專門介紹光電子材料與器件方向的教科書卻是少之又少，市面上僅有國防工業出版社2012年出版的侯宏錄主編的《光電子材料與器件》[3]一書。加之，該書中所涉及的理論知識較深，基礎淺薄的本科生很難駕馭。由此可見，對于光電子材料與器件這門新興課程而言，設立統一的教材并不合適。因此，筆者建議該課程的講授教師根據理論教學與實驗教學的內容，自行編寫該課程的講義與課件。

2.2 光電子材料與器件課程的理論教學

按照電科專業的專業定位以及培養目標，光電子材料與器件課程的理論教學也應該突出“工程”內容。傳統的光電子技術教學中所重視的原理、定律與規律等內容，在光電子材料與器件教學中要弱化；而傳統光電子技術教學中往往被弱化乃至忽視的光電子材料與光電子器件的相關知識，要在光電子材料與器件課程教學中占主體地位。如此才能保證在有限理論課時的前提下，讓學生對光電子材料與器件有一個全面的認識。

在教學內容的設置方面，由于光電子材料與器件主要應用于光電子技術之中，因此，為了便于學生的理解與知識體系的構建，筆者建議光電子材料與器件課程理論教學的章節設置按照光電子技術的章節設置進行。以筆者講授光電子材料與器件理論課程（共26學時）為例，該理論課程共被分成了緒論（2學時）、激光原理與典型激光器（5學時）、太陽能電池（4學時）、光通信器件與材料（5學時）、光探測器件（5學時）、光電顯示器件（3學時）與光存儲器件（2學時）等七個章節，這七章內容基本囊括了光電子技術中光產生、光轉化、光傳輸、光探測、光顯示以及光存儲等各個重要環節中最為典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章內容的設置上，也盡可能突出“工程”內容，弱化“理論”知識。下面，筆者將詳細介紹筆者在光電子材料與器件教學中各章的教學內容。

第一章緒論主要包括光電子材料與器件課程簡介以及光電子技術的基本知識簡介。在光電子材料與器件課程簡介中，向學生介紹課程設置的目的和意義、課程的主要內容、教學與考試方式與參考資料等。通過這部分內容的介紹，讓學生對本課程的意義、內容、側重點有一定的認識。在光電子技術基礎知識簡介中，重點向學生介紹光電子材料與器件與光電子技術的關系，并通過對光電子技術的概念、特征、發展等方面的介紹，讓學生對光電子技術以及光電子材料與器件有一個整體的認識。

第二章激光原理與激光器重點介紹幾種典型激光器的材料、結構與工作特性，其主要內容包括三個部分：激光原理簡述、典型激光器與激光器的應用。在激光原理簡述部分，由于多數電科專業在學習光電子材料與器件課程之前已經修過激光原理等類似課程，所以該部分內容為簡略介紹的內容，主要幫助學生回顧激光的特征、歷史與光輻射理論等知識點。而第二部分內容典型激光器是本章內容的重中之重，在該部分內容中，將依次向學生介紹固體、氣體、液體與半導體這四大類激光器中的典型激光器的結構、特征與工作特性等知識。由于發光二極管與半導體激光器結構與工作原理上的相似，在介紹完半導體激光器后，可以順理成章地介紹發光二極管的結構與特征。另外，本章最后還簡單介紹了激光器的幾種常見應用。

太陽能電池雖然是光電探測器中光伏效應的一種特殊應用，但是由于它在現如今光電子技術產業以及光電子器件中的重要地位以及良好的發展趨勢，該部分內容被獨立成一章。在第三章太陽能電池中，主要分兩小節給學生介紹，第一小節介紹當今能源與環境問題以及太陽能的開發和利用，讓學生了解當今能源資源的現狀以及新能源研究與應用的迫切需求，然后介紹太陽能利用的歷史以及發展趨勢；第二小節正式介紹太陽能電池的工作原理、結構以及特性等知識。

第四章光通信器件與材料主要介紹的是光通信系統中所用到的有源與無源光器件。本章內容共分為兩小節：第一小節介紹光纖通信的基礎知識，包括光纖通信的定義，光纖的結構、導光原理、發展歷史，以及光纖通信系統的組成與特點。第二小節正式介紹光纖通信系統中所用到的各類光電子器件以及構成這些器件的核心材料。在光纖通信中，最重要的器件當屬光纖，所以，本節開始就著重介紹光纖的相關知識，包括它的結構、原理、分類、特征參數與傳輸特性。然后，又將光纖通信系統中的其它光電子器件分為有源與無源器件兩類，并分別介紹了這兩類光器件中的代表器件：摻鉺光纖放大器與波分復用與解復用器。最后，在本章結尾還介紹了光纖通信系統中其它幾種常用光器件，例如光耦合器、光衰減器、光環行器等。

第五章光探測器首先介紹了光電探測器的物理效應、性能參數、噪聲；其次，按照光電探測器物理效應的不同一一介紹了幾種典型的外光電效應探測器（光電管與光電倍增管）與內光電效應探測器（光電導、光電池與光電二極管）。教學的重心仍然放在對探測器結構、工作原理以及特性等方面。

第六章光顯示器件重點介紹四種光顯示器：陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯示器與電致發光顯示器。

第七章光存儲器件主要介紹了現如今最常用的一種光存儲系統―― 光盤系統以及其中最總要的器件光盤。

2.3 光電子材料與器件課程的實驗教學

光電子材料與器件實驗課程的教學要與理論教學緊密相連，并重點介紹理論課上講解過的光電子材料與器件，實驗課程的學時應不低于6學時，開設的時間最好在理論教學完成之后，以保證學生在實驗前已對實驗器件與實驗原理有一定的了解。在實驗項目的設定方面，既要保證與理論課程內容的相輔相成，又要盡量避免與其它課程實驗項目的重復，造成資源的浪費。例如，許多大學的電科專業都已經將激光原理一課作為該專業的核心專業課程，并配備了相應的激光器實驗。在這種情況下，如果在光電子材料與器件實驗教學中再次引入激光器的實驗內容，不僅消耗了寶貴的實驗時間，實驗效果也會大大降低。

下面跟大家簡單介紹筆者在光電子材料與器件實驗教學（6學時）中的實驗安排。

（1）實驗內容：共包含六個實驗項目，它們分別是：光控開關實驗、光照度計實驗、紅外遙控實驗、PSD位移測試實驗、太陽能充電實驗與光纖位移測量系統實驗（每個實驗1學時）。各實驗中都應用到了一個或幾個核心光電子器件，這些光電子器件基本涵蓋了學生在理論課程中所學到的最為重要的幾類器件，例如光控開關實驗應用到了光電探測器中的光敏電阻作為核心元器件；而紅外遙控實驗中用到了發光二極管光源與紅外探測器等光電子器件。

（2）實驗要求：以往的光電子技術實驗往往重視現象的觀察與定性分析，但經筆者調研，這種實驗方法很難最大限度激發學生的求知欲與動手能力，因此，在對原有的實驗指導書進行改良后，筆者自行編寫了實驗的指導書，并在每個實驗項目中加入了一些測量與定量分析的實驗內容。例如太陽能充電實驗，原來的實驗指導書只是觀察太陽能充電的效果，但是，在新改良的實驗指導書中，要求同學測量不同光源照射下太陽能電池的輸出電壓與輸出電流，并要求學生分析比較其差別。通過這種方式，充分調動學生的實驗積極性，在具體的實驗教學中也取得了很好的效果。

（3）實驗方式：分組實驗，共同撰寫實驗報告。這樣，不僅提高實驗效率，還能夠鍛煉學生的團隊協作意識。

（4）考核方式：根據每位學生實驗完成的情況與實驗報告撰寫的情況綜合評分。

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關鍵詞 應用技術型 光電子技術 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.02.062

Applied technical Undergraduate College Optoelectronic

Technical Course Teaching Reform

ZHAO Hongxia， BAO Lei， XU Dawen， CHENG Peihong

（School of Electric and Information Engineering， Ningbo University of Technology， Ningbo， Zhejiang 315016）

Abstract In this paper， according to the characteristics of the application of technical undergraduate course colleges and universities and training target， from writing and enterprise cooperation， the course focuses on the design of the experimental teaching materials， the use of modern teaching means and the use of the reasonable teaching evaluation system of optical electronic technology course teaching to carry on the reform and exploration.

Key words application technology; Optoelectronic technology; teaching reform

為了使大學生的培養更好地面向社會，貼近市場、更好地滿足社會經濟發展的需要。教育部等六部委提出了《現代職業教育體系建設規劃（2014-2020年）》，鼓勵舉辦應用技術型高校，將其建設成直接服務區域經濟社會發展，以舉辦本科職業教育為重點，融職業教育、高等教育和繼續教育于一體的新型大學。在上述《規劃》的指導下，欲推動一批本科高校轉型，而寧波工程學院恰是2000年以后轉型成立的服務地方經濟發展的本科院校，響應轉型號召義不容辭。但對于應用技術型大學培養沒有現成的經驗和軌道可循，只能在借鑒別國同類院校辦學成果和積累的經驗的基礎上探索?！肮怆娮蛹夹g”是我校電子科學與技術專業光電子方向的一門專業核心課。其教學任務不僅要傳授給學生扎實的光電子技術的專業基礎知識，為后續相關課程的學習打下堅實的基礎，更為重要的是通過完善的理論和實踐教學體系培養和提高學生的工程素質，為畢業后從事光電子方面的相關崗位做準備。本文就光電子技術課程針對應用技術型人才的培養模式提出幾點見解。

1 應用技術型本科院校光電子技術課程培養目標

隨著我國工業技術的發展和產業結構的轉型升級及由此引起的勞動力市場變化，社會大環境對高層次應用型人才的需求更加迫切。由此，作為電子科學與技術專業核心課程的光電子技術課程的培養目標與傳統偏學術型定位的課程培養目標存在根本性區別，而應以學生就業崗位需求為導向確立培養目標。培養的學生既要具有扎實的理論基礎，更具有較強的動手能力，使學生畢業后在相應的工作崗位能夠具有光電產品生產制造、裝配、檢測、設備操作與維護、技術服務、生產管理等方面的應用才能。經過相關企業大量調研和人才需求分析，筆者認為應用技術型本科院校光電子技術課程的具體目標是以培養從事光電子方向系統設計與集成的應用技術人才為主，注重提高學生光子器件的開發能力，強調學生的綜合應用能力，能夠理解跨行業的知識融會貫通。

2 目前轉型類高校光電子技術課程教學中存在的問題

（1）教材少，內容陳舊，不能與時俱進。我校于2005年由原來的?？茖W校升格為本科院校，屬于地方本科院校。學生使用的教材幾乎都是由學術型大學的專家教授編寫出來的。這些教材偏重理論，對于培養應用型人才，服務地方經濟的宗旨不太匹配。教材更新速度慢，與企業實際情況相距甚遠。同時，由于課程內容側重理論，學生學習起來感到枯燥無味。

（2）授課內容偏重理論，輕實踐。光電子技術是光子技術與電子技術相結合而形成的一門新興的綜合叉學科，主要研究光與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的相關技術。它包含了激光原理與控制、光電顯示、光存儲、光輻射的調制及探測等方面的知識，討論光纖傳感器原理，相干測量及激光的各種應用等。當前地方本科高校的培養體系和模式基本都是按照傳統的理論人才培養模式構建，在轉向應用技術型本科高校的過程中培養內容和課程體系受到傳統慣性的影響，理論教學依然占有絕對的比重。這與培養學生具有相應的應用技能相悖。光電子技術本是一門應用性很強的課程，通過該課程的學習應該使學生具備應用所學知識解決實際問題的能力。完備系統的理論知識固然重要，但新穎的實踐教學環節的設計更能使學生提高學習興趣和對實際問題的分析和解決能力。

（3）課程內容較多，課時偏少。光電子技術是電子科學與技術專業的重要組成部分，是21世紀先進科學技術之一，在現代社會中起著舉足輕重的作用，他的發展對國民經濟及國防建設有著巨大的推動作用。但光電子技術作為專業的主干課程，內容較多，涉及的范圍廣，而課時量大多在48～64課時之間，有的還包括16課時的課內實驗。在少課時的情況下，如何完成內容的講解，同時在理論學習和實踐的過程中提高學生的應用技能成為必須考慮的問題。

（4）評價體系單一。目前大多數高校光電子技術課程的考核方式是教師根據學生的出勤和期末試卷給出課程成績;出勤占20%，期末試卷占到80%?；疽粡堅嚲頉Q定學習的好壞，偏離課程學習初衷，忽略學生是否能運用科學的方法將所學的理論運用到實踐中去發現問題，探究和解決問題，生成新的知識。

3 應用型本科院校光電子技術課程改革措施

3.1 以崗位需求為導向自編教材，及時更新

依據當今科技的發展，企業技術不斷革新，通過到光電子方向相關的本地企業光圣科技、奇美電子、首佳液晶、璨宇光電、菱茂光電等進行大量的調研，了解企業對人才具體需求確定課程培養目標。整合課程內容：增加LED顯示材料和液晶顯示的驅動，刪除了陰極攝像管顯示和光輻射的電磁場理論。同時增大了液晶顯示板的設計，組裝和調試等內容。根據行業和企業的實際需求自編教材，且與企業合作共同編寫。該教材適合學生更快地進入工作狀態，熟悉工業運作，也可作為企業提高自已員工水平的參考資料。

3.2 增加實踐學時的比重，提高學生應用技能的培養

應用型本科院校定位后，我院對原有的光電子技術實驗室進行了升級改造。一方面增加了設計型實驗的比例，同時去掉了驗證性實驗。因設計性實驗能從多角度、多方位、多層次、多途徑訓練學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，是培養學生應用技能的重要手段。另一方面，根據課程培養目標，與大恒光電及天津拓撲合作共同開發了實驗項目。具體內容如表1所示：

表1 實驗類型、實驗項目及所占比例

3.3 采用課程內容分層、開展課堂討論及利用現代化的網絡平臺等多種教學方法

應用技術型本科院校在傳授學生系統的理論知識的同時，更重要的是培養學生運用知識的技能。傳統的光電子技術課程教學方式已不能適應新時期應用技術型大學生培養的需要。而教育體制改革又要求降低教學的學時數，給學生更加寬松的時間培養綜合素質，而技能的培養又需要大量課時。解決教學課時少與應用能力培養之間的矛盾，成了光電子技術教學改革的一項重要任務。筆者認為，首先為了能在有限的學時內，講解更多的內容，而且還能被學生較好地吸收，需要將教學內容作整體分析、分出層次。比如：哪些內容是重點、要點，需要學生牢固掌握;哪些內容是難點，需要慢講，細講;哪些內容屬于擴大知識而容易理解的，可以快講;哪些內容需要壓縮甚至刪減;哪些內容可以讓學生自學。例如，各種顯示器的工作原理和驅動方式是重點內容，需要詳講，精講多練;激光器的清洗，雕刻等應用內容簡單，學生可以自學。其次可以針對難點的內容開展課堂討論，在活躍的課堂氣氛下，加深對知識的理解。最后利用現代化的教學和溝通工具，為學生建立一個交流平臺，這個平臺應用的技術可以由教師自己選擇，如BBS、微信、QQ、電子郵箱、社區等，然后教師將認為有用的資料分享到這個平臺，并對學生提出的問題進行解答，這樣可以達到一個教學相長的效果。

3.4 采用多元化的評價體系

教學評價方面，采用多種考核方式并舉，多角度考查學生對知識的掌握程度。目的是淡化考核結果，避免學生機械地背誦書本知識應付考試，注重學習效果和過程，提高學生自學能力，培養學生良好的學習態度和習慣。如根據光電子技術的課程特點，筆者對原有的考核方式進行了適當的調整，偏重實踐教學的權重，同時，注重平時課堂表現、學習態度和成效，在期末考試中采取開、閉卷相結合的方式（如表2所示）。

表2 考核內容、考核方式及所占權重

基金項目：浙江省高等教育學會高等教育研究課題（項目編號：KT2014079）

參考文獻

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關鍵詞：光電子學；教學方法；教學改革；實踐環節

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介紹

光電子技術是由光信息技術和電子技術的相互結合而形成的新的光電子技術，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術等領域，是未來社會發展和進步的核心技術。光電子技術不僅研究內容非常廣泛，而且也是未來信息技術中的重要推動力量，它包含光信號的產生、光信息的傳遞、光電信號的轉換和處理和光電功能材料相關的內容，如：光電功能材料的發光機理、制備方法和工藝應用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統的集成等一系列從基礎理論到實際工程應用等各個領域的研究。涉及光子學、光信息科學、電子學、材料科學、計算機技術等前沿學科理論，它是由多個學科之間的交叉而形成的一門高新技術學科。

光電子技術在經歷上述學科之間的交叉滲透后，其技術水平和工程應用技術取得了很多突破，在社會發展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用，光電子技術的相關產品也越來越多地影響我們的生活。目前，國內外正掀起一股光電子技術和光電子產業的研究和發展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學和光電子技術的研究和開發中，許多以光電子技術為研究方向的研究中心、實驗室和公司越來越多的建立起來。光電子技術的發展決定了未來產業的發展方向，將給工業和社會帶來比電子技術更大的技術沖擊。光電子技術和產業在國家經濟建設和科學持續發展中起到至關重要的作用。

因此，光電子學基礎是光電子專業學生必備的基礎知識，也是未來光電子產業需求的人才中需要掌握的重要基礎知識。

二、課程特點及專業培養目標

光電子學基礎是整個專業中的基礎專業課程，在學生專業思想和未來培養目標及要求的實現上發揮重要的作用，也是未來該專業研究生必需的基礎課程儲備。該課程注重理論聯系實際，注重對學習者能力的培養，重點培養學生綜合分析、解決問題能力，為將來從事光電技術領域的科研、開發和應用工作奠定基礎。

我們的培養目標為：培養在光電子技術科學領域具有深厚的理論基礎、扎實的專業知識和熟練的實驗技能，德、智、體全面發展的高級光電子技術科學人才，使學生具有在光學、光電子學、光通信技術、激光科學、光波導與光電集成技術、光信息處理技術、計算機應用技術等領域開展創新性基礎理論研究以及從事設計、開發應用和管理等工作應具備的理論和技術基礎。因此，基于我們的專業培養目標和光電子學基礎課程的自身特點，我們在教學過程中進行了改革探索。

三、教學改革探索

1.教學內容改革。①授課體系和講授重點。該課程根據學生培養需要，從光電子器件和光電子技術在未來工程應用的需要的角度出發，研究原理及系統構成在光電檢測技術、光纖通訊領域中的常用光電器件的技術。重點講述光學基礎、光纖通訊的構成、半導體物理、光纖器件、光電子現象和光電轉換器件，重點講解光電子器件的結構、工作機理、工作特性和在工程技術上的具體應用。為了更好地將所學應用到未來的技術發展上，對各類光電器件的系統集成、信號的調制、解調技術也作了詳細的講解，同時給出在工程中的實際例子。②課堂教學內容緊跟科學發展的步伐。光電子課程的教材對于快速發展的光電子技術來說，既是基本的原理內容，但又是滯后的技術，若授課時只是按照教材內容講解，往往會帶來知識不新、內容與技術發展脫節的后果，易使學生對該課程的學習積極性和興趣下降。因此，在教學過程中補充和及時更新教學內容，增加一部分現代光電子技術的發展前沿、新出現的技術及需求，從而能給學生提供更多的學習探索和求真的空間。③加強該課程與應用技術之間的聯系。專業基礎課程的基本功能是讓學生了解和掌握所學專業的發展方向，培養的學生能在以后的學習中、工作中涉及光電子技術方面上進行繼續學習和鉆研。因此在給同學們講解課程中的內容時，要與現代信息技術的發展緊密結合。針對在光電檢測技術、激光應用技術、光纖通訊技術等內容進行重點講解，結合當前社會已有的需求的技術發展進行講解，使該專業的學生明確所學課程內容在技術應用、研究發展及市場前景，對未來的從事的專業充滿信心。④為了更加與國際接軌，嘗試了雙語教學。在平時提供給學生光電子相關的外文讀物和論文，指導學生學習專業詞匯，在課堂中進行講解，開闊同學們的視野，引導學生進行初步科研潛力的培養和學習，調動學生的積極性，引導他們進行文獻學習，進一步了解國外光電子技術的發展現狀，激發興趣。⑤教學內容與市場技術應用及需求的結合。結合本校本地區特點，系統規劃、組織，實施產、學、研一體化模式。針對光電子技術和光電子產業市場密切聯系的特點，在課程內容上跟上市場技術需求，結合本地區經濟發展的實際情況，培養既有專業知識和跨學科知識，又有極強的實際操作能力、適應性強的學生，全面提升學生的理論素養和實踐能力，增強學生在未來光電子產業上的競爭力。

2.教學方法探索。①充分利用多媒體技術進行教學，利用多媒體課件在表達上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點和優勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節約課程上的時間，從而能在課堂教學中講解更多的課程內容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認真積極地制作教學課件，充分利用網絡上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學交流，共享多媒體課件。極大地激發學生對該門課程的學習興趣。②采用課堂教學和專題講座結合的教學方法。在進行課堂理論教學的同時，利用其他時間安排、組織團隊教師舉辦《光電子技術專題講座》，開展光電子技術專題研究，如液晶顯示、光電轉換及系統集成、光纖傳感及應用和近場光學中的探測技術等，既能強化學生所學的基礎理論，又能激發學習興趣，培養學生的科研意識。吸引學生參與到大學生訓練計劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學研究基礎。③在方法改革中，在富有開放性的問題情境中進行實驗探究。對參與到老師研究的課題或參加大學生訓練計劃的老師，幫助學生制定合理的研究計劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發動研究光電子技術的老師，為這些同學們提供必要的實驗條件，由學生自己動手去實驗，考證研究方法和方案，來尋求實驗結果中的答案。這時，教師起到的是一個組織者的角色，指導、規范學生的探索過程。這樣的過程，不僅僅是要讓學生學量的知識，更重要的是要學習科學研究的過程或方法。

3.教學實踐環節探索。在光電子學基礎課程中，本來并沒有設置時間環節，而且多數放置在大三或大四學習，實驗環節很少開始。我們為了能夠更好地提升學生實踐技能和掌握技術設備的結合，先在原有課程體系中安排三分之一的時間來安排實踐環節，開設具體的、有針對性的實驗內容，讓同學們能更有效地了解、認識和掌握知識和技能。在普通物理實驗、電子實驗和光學實驗的基礎上，開設如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發光器件及光子器件。對光通訊系統的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認識和理解。在此基礎上，結合地方實際，聯系相關光電子產業中的企業，組織學生進行參觀學習，從而讓學生自己體會從書本上理論到實驗實際，再從實驗實際再到光電子技術，從光電子技術再到光電子商品的過程，能一下子把整個知識到技術到效益的過程展現在同學們的內心中，從而更能培養和激發學生興趣，也能將培養目標中的產業式人才完成，彌補普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。

4.教學目標實現探索。在光電子學基礎課程改革中，把教學目標從以知識教育為主轉變為實現人才培養和科學人才需求的融合，培養具有創新、探索精神的新時代新型人才。長時間以來，我們在教學過程和專業培養中，存在著理論與實際技術需求的相脫離的現象，造成理工科學生對于市場技術需求常識缺乏。我們把教學內容、教學方法和教學實踐環節都做了有意義的初步探索。進一步增強了理論學習到實踐環節、實踐環節到市場技術發展的學習過程，極大地激發和培養學生的學習興趣，為將來從事該專業打下堅實的基礎和牢固的信心。在近三年中，我們培養的本科畢業生就業率95%以上，該專業畢業生考研成功率30%以上，使光信息科學與工程專業的學生形成了良好的學習氛圍，形成了爭趕超的局面。同時，針對光信息科學和工程專業的學生，我們注意在進行科學知識教育的同時注重培養市場技術需求方面的培養，增加了企業參觀及動手實踐等環節，同時講授在科學研究中人文素養培養的重要性，從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。

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業內人士表示，數據傳輸問題如果不解決，將會使得未來的芯片處理能力的提升變得越來越沒有意義。目前，研究人員正在加緊研究硅基光電子技術――一種通過光學元件來傳遞數據的方法，以解決芯片之間的數據傳輸這一問題。

數據傳輸瓶頸

“芯片之間的數據傳輸不解決，也許是5年，也許是10年，最終我們將達到一個極限，處理器將無法提供更好的性能，而無論處理器運行得多快都沒有用?！卑雽w市場研究公司Linley集團的首席分析師Linley Gwennap說。

以高性能刀片服務器為例。刀片服務器每秒需要傳輸500GB的數據，如果一條數據傳輸通路每秒能傳輸10GB的數據，則單向傳輸需要50條數據通道，雙向傳輸需要100條。在低壓傳輸的情況下，為了避免信號之間的干擾，每一條通道需要兩根線，每條線就意味著一個連接用的引腳。這樣，為了保證雙向500GB的數據傳輸，芯片上需要200個引腳。如果數據傳輸量更大，帶寬更高的話，芯片上就需要更多引腳，換句話說，芯片上需要更多的通孔、線路，層數也需要更多。

“現在我們還可以增加引腳，但在電路板上每增加一個引腳，成本就相應地新增了一部分?！盙wennap說?，F有的處理器已經有了1000〜1200個引腳，有些甚至接近2000個，而電路板上的空間畢竟有限，這種辦法遲早要走到盡頭。而且，連線的增加還意味著元器件要消耗更多的電流以及隨之而來的散熱問題。

另外一個解決辦法是提高數據線的傳輸能力，以減少連線數量，不過，這并不是一個理想的辦法。即使是每秒40GB的帶寬，以銅導線現有的最高傳輸能力也要幾英寸粗。避開銅線的粗細不談，銅線的傳輸能力也有極限。

“過去我們認為銅線的傳輸能力是10GB/s左右，現在已經達到了40GB/s，而對于銅線能否超過100GB/s，人們持懷疑態度?！?In - Stat的市場研究公司首席技術戰略官Jim McGregor說，“增加電路板上的引腳數總有極限，并不是一個終極的解決方法，這就是我們研究光學技術的原因?！?/p>

芯片中使用光學組件

在集成電路中采用光學元器件的技術稱為硅光電子（Silicon Photonics）。作為一項新興技術，硅光電子技術利用硅實現計算機和其他電子設備之間的光信息發送和接收。簡單地說，該技術就是用光來替代傳統的銅導線傳輸信號，以獲得更高的傳輸速度。

光傳輸的優點很多。比如兩束激光只要它們的波長不同，相互穿過時就不會發生干擾。事實上，不同的信號可以在同一根光纜中傳輸，而且光傳輸不用消耗電能，信號10公里范圍不會出現明顯衰減。

讓硅光電子技術融入集成電路的關鍵元件是調制器（Modulator）、光電探測器（Detector）和波導器(Wave Guide)。調制器像燈的開關一樣，以極高的數據率在光束上對數據進行編碼，這就類似晶體管對電子流的開和關；光電探測器使用高純度的鍺把光信號轉換為電信號，也就是從光線中讀取數據，并向電子設備發送信息；波導器像鏡子一樣把光束引導到指定的方向，波導器是摻有其他材料的硅，這使得它的折射率與其底層的硅材料不同，以保證光按照一個特定的路徑前進。

Luxtera是一家位于美國加州的光電設備供應商，只有65名員工，但成立10年來一直致力于硅光電子技術的研究。其硅光電產品已經實現了每條線路25GB/s的數據傳輸率，對于前面所說的需要200條線路(或者引腳)來雙向傳輸500GB/s的例子，如果使用這種硅光電設備就只需要40條單向線路。

Luxtera不久還將推出在同一個光纖中采用多種波長的設備。Luxtera公開演示了在同一個系統使用四種波長不同的光的設備，這樣每秒500GB的數據傳輸只要10條數據傳輸線路，最終的目標是實現每條光纖傳輸500GB/秒。

與Luxtera相比，芯片巨頭英特爾在硅光電子技術方面的起步更早，研究成果也更為豐碩。2010年7月，英特爾宣布開發出世界上首個集成了激光器的硅基光電數據聯結系統研究原型，每秒可傳輸高達50GB的數據――相當于一部完整的高清電影。其發射器芯片包括四個激光器和光調制器，每個調制器以12.5GB/s的速度對數據進行編碼。然后，這四條光束將被集中起來并輸出到一條光纖內，總的數據傳輸速率將達到50GB/s。

英特爾與Luxtera在硅光電子技術方面最大的不同是，英特爾的技術路線是用磷化銦作為激光源，并把激光源集成到芯片，這意味著在同一塊硅基材料上既可以蝕刻出電子元器件，也可以發出激光。而Luxtera則是要在現有芯片之外，另外開發一個激光光源。Luxtera認為，英特爾的方法成本高，而且無法與現有的晶圓生產工藝共存。兩種技術究竟誰優誰劣還有待市場檢驗。

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關鍵詞:光電子 產業動態 現狀

中圖分類號:TN16 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0007-02

光電子技術不僅全面繼承兼容電子技術,而且具有微電子無法比擬的優越性能和更廣闊的應用范圍?？茖W家預言,2010年至2015年,光電子產業可能會取代傳統電子產業,成為21世紀最大的產業,成為衡量一個國家經濟發展和綜合國力的重要標志[1]。為此,各國都采取措施,加快發展光電子產業。美、日、德、韓、法等國競相將光電子技術引入國家發展計劃,形成了全方位的競爭格局。我國也出臺了相應的政策,支持光電子產業發展。

光電子產業按功能可分為光通信、激光及紅外光電、光電顯示、半導體照明及光伏、光學及光學元器件等領域。本文分別對光電子五大領域的技術和市場現狀進行分析,比較了國內外的產業發展情況。

1 光通信

光通信主要包括光纖傳輸系統與設備、光通信元器件、光通信測試儀器。自其誕生以來,就一直受到國際產業界和政府部門的廣泛關注。2009年10月6日,素有“光纖之父”之稱的華裔科學家高錕以其在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得的突破性成就榮獲2009年諾貝爾物理學獎。

光通信的研發主要集中在亞太地區(中國、日本、韓國)、美國和歐盟[2]。隨著美國、歐盟等國家和地區高速互聯網絡和無線寬帶網絡建設計劃的實施,全球光通訊行業發展更加迅猛。據報告預計,到2015年,光網絡市場規模將到達200億美元,同期復合年增長率為5%。

中國已形成較完整的光纖通信產業體系,涵蓋光纖、光傳輸設備、光源與探測器件、光電器件等領域,國內市場所需的光通信產品80%以上實現了本地化生產。來自我國通信電纜光纜專業委員會的統計數據顯示,2011年,我國光纖需求量為1.2億芯公里,預計2012年將達到1.4億芯公里。光纜產量達到8000萬芯公里(保守估計),光纖產量達到近1億芯公里,我國的光纖光纜及材料產業將保持高速發展的勢頭。

近來,國家發改委聯手工信部啟動了“寬帶中國戰略”研究工作,提出到2012年,新增光纖到戶(FTTH)覆蓋家庭超過3500萬戶,使用4M及以上寬帶接入產品的用戶超過50%,新增固定寬帶接入互聯網家庭超過2000萬戶。光通信市場因此呈現出井噴態勢。中國聯通計劃年內投資1000億元人民幣用于3G網絡、光纖寬帶等建設,預計其中約20%將用于寬帶投資。有報告預計,今年三大運營商FTTH端口數將達到8000萬個,國內ODN設備市場在未來3～5年內將達到100億元市場規模。

2 激光及紅外光電

激光及紅外光電主要包括激光加工設備、激光器及激光應用、紅外光電傳感測試和成像設備及儀器、醫用激光技術設備等。

美國、德國、日本等發達國家在激光研究及應用領域發展迅猛。在技術方面,日本的光電子技術占首位;德國的激光材料加工設備占首位;美國的激光醫療及激光檢測技術占首位。目前,國外激光行業正向多元化、專業化、有限多元化、系統集成的方向發展。

由于受到全球金融危機的影響,2009年,全球激光應用系統銷售收入約為97.5億美元,同比下降了24.8%。其中,激光器銷售收入55.5億美元。而中國激光市場仍然保持15.1%的增長,突破了100億元規模,成為全球激光市場中的一股新興力量。我國激光產業主要集中在武漢、深圳、上海、北京等地。

紅外及微光成像系統幾乎從一誕生就以其強大的技術優勢逐步占領了世界軍用和商用市場,其在生產加工、天文、醫學、法律及消防等方面都得到了廣泛的應用。軍事和科學應用是紅外傳感器的第一市場,其高速發展對紅外產品的圖像清晰度、拍攝距離、聚焦效果不斷提出新的要求。而商業市場則要求紅外探測能夠實現監視能力強、跟蹤與報道快速有效和存儲等功能,為紅外技術和熱成像開辟了強有力的第二市場。在商業領域,紅外成像技術可應用于建筑物熱損失檢測、電氣元件故障預測、電子系統測試、生產過程監控及生產中的臨界溫度控制等。目前,全球的紅外市場已經達到了50億美元,在中國市場,每個月銷售的“近紅外”或“主動紅外”攝像機數量超過了一萬套,成為世界上最大的安防市場。

3 光電顯示

光電顯示主要包括平板及液晶顯示(FDP、TFT、PDP、LCD、OLED)、大屏幕投影顯示設備(投影管、HTPS-TFT-LCD、DLP-DMD、LCOS)、顯示技術及檢測設備等。它集成了微電子技術、光電子技術、材料技術、制造裝備技術、半導體工程技術等多項技術,廣泛用于信息、醫療、航空航天等各種電子終端產品。

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作者：李俊杰 單位：貴州大學科技學院電子信息科學與技術

第一電子科學與技術對于國家經濟發展、科技進步和國防建設都具有重要的戰略意義。今天，面對電子科學與技術的迅猛發展，世界上許多發達國家，像美國、德國、日本、英國、法國等，都競相將微電子技術和光電子技術引入國家發展計劃。我國對微電子技術和光電子技術的研究給予了高度重視，在多項國家級戰略性科技計劃中，如“863計劃”、“973計劃”、國家攻關計劃中微電子技術（集成電路技術）和光電子技術（激光技術）都有立項；1995年，原電子工業部提出了“九五”集成電路發展戰略，并實施了“909工程”；國家自然科學基金委員會在1996年底立項開展“光子學與光子技術發展戰略”研究；在“九五”和“十五”期間，國家自然科學基金委員會在重大、重點和杰出青年基金中對電子科學與技術方面的立項給予了足夠的重視和支持。在全國電子科學與技術的科研、教學、生產和使用單位的共同努力下，我國已經形成了門類齊全、水平先進、應用廣泛的微電子和光電子技術的科學研究領域，并在產業化方面形成了一定規模，取得了可喜的進步，為我國的科學技術、國民經濟和國防建設做出了積極貢獻，在國際上了也爭得了一席之地。但是我們應該清醒地看到，在電子科學與技術領域，我國與世界上發達國家的先進水平仍有不小的差距，特別在微電子技術方面的差距更大。這既有歷史、體制、技術、工藝和資金方面的原因，也有各個層次所需專業人才短缺的原因。為了我國電子科學與技術事業的可持續發展和搶占該領域中高新技術的制高點，就必須統籌教育、科研、開發、人才、資金和市場等各種資源和要素，其中人才培養是極其重要的一個環節。在新的歷史條件下，開展電子科學與技術專業發展戰略研究是非常必要的，這對于建立學科專業規范，培養出具有知識、能力、素質協調發展的，適合我國電子科學與技術領域不同層次發展要求的有用人才具有重要指導意義和戰略意義。二、電子科學與技術專業發展簡史電子科學與技術專業中微電子技術和光電子技術的前身是半導體專業和激光專業。

1947年美國貝爾實驗室發明了晶體管，開創了固體電子技術時代。根據國外發展電子器件的進程，我國在1956年提出了“向科學進軍”，將半導體技術列為重點發展的領域之一。同年，中科院應用物理所首先舉辦了半導體器件短期培訓班，請回國的半導體專家黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導體理論、晶體管制造技術和半導體線路。由北京大學、復旦大學、吉林大學、廈門大學和南京大學五所大學聯合開辦了半導體物理專業；在工科院校，清華大學率先開辦了半導體專業。1957年，中國科學院在長春建立了第一個光學精密儀器機械研究所。

1964年，中國科學院在上海建立了當時世界上第一所激光技術專業研究所──上海光學精密機械研究所。電子工業部成立了從事激光與紅外研究的11所等。這些國家研究所是早期培養光電子技術高層次研究型人才的搖籃。到了1970年前后，隨著對半導體器件需求量的增加，尤其是大型電子計算機對集成電路需求的推動，促進了國內半導體工業的發展以及對專業人才的需求，全國很多高校都先后增加了半導體物理與器件專業。進入20世紀80年代，由于國內半導體器件和集成電路生產還缺乏競爭力，受到進口元器件的沖擊，很多半導體器件廠下馬或轉產，市場不景氣導致了很多高校的半導體專業被迫取消，專業萎縮。進入20世紀90年代，由于微型計算機、通信、家電等信息產業的發展和普及，對集成電路芯片的需求量越來越大，此外幾場局部戰爭讓全世界接受了電子戰、信息戰的高科技戰爭的理念。微電子技術得到了前所未有的重視，半導體技術專業由此更名為微電子技術專業。為了在信息時代和高科技領域趕上國際先進水平，國家加大了對微電子技術行業的支持力度，并不斷吸引外資，市場對微電子技術專業畢業生的需求不斷增加，從而迎來了微電子技術專業發展的新高峰。隨著20世紀60年代激光技術的飛速發展，我國在1971年，由清華大學、北京大學、天津大學、中國科技大學、哈爾濱工業大學、西北電訊工程學院、北京工業學院、華中工學院、成都電訊工程學院等院校在科學研究的基礎上，成立了激光專業，后來又有多所學校相繼成立了激光專業。

1985年，根據原國家教委頒布的專業目錄，將激光專業和紅外光譜學合并，更名為光電子技術專業。為了拓寬專業口徑和與國際接軌，教育部1998年4月頒布了新的本科專業目錄和引導性專業目錄，將原微電子技術、光電子技術、物理電子技術、電子材料與元器件和電磁場與微波等本科專業整合為一級學科“電子科學與技術”。近年來，許多高校都紛紛建立電子科學與技術專業。各學校的辦學特點不盡相同，但主要培養目標均是培養適應社會主義現代化建設需要的、德智體美等全面發展的高層次電子科學與技術人才。目前，設有電子科學與技術專業的院校有111所。21世紀被稱為信息時代，電子科學與技術在信息、能源、材料、航天、生命、環境、軍事和民用等科技領域將獲得更廣泛的應用，必然導致電子科學與產業的迅猛發展。這種產業化趨勢反過來對本專業的鞏固、深化、提高和發展起到積極的促進作用。因此，電子科學與專業具有良好的發展空間和態勢。

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光信專業考研相關信息如下：

1、研究方向：微光紅外與紫外成像技術、虛擬現實與增強現實技術、光電雷達探測成像與對抗技術、圖像工程與顏色科學、現代光學設計與工藝光刻技術及精密儀器工程、光電信息獲取顯示與處理技術；

2、碩士研究生入學考試科目：101思想政治理論、201英語一或202俄語或203日語或244德語、301數學一、811電子技術或819物理光學或820應用光學。

（來源：文章屋網 ）

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關鍵詞：創新平臺 光電子材料 教學改革

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11（b）-0105-02

隨著材料科學的飛速發展，光電子材料已經成為新材料產業和當代信息技術產業的重要組成部分，引領著光電子、通信、新能源等產業的發展[1，2]。對于光電子材料相關專業的高校本科生，需要具備較強的光電子材料方面的實踐能力，以及與這些技能相匹配的理論基礎知識。通過《光電子材料》課程的學習，能夠加深學生對光電子技術理論知識的理解，幫助學生將光電子技術知識與光電子相關的實驗和實踐能力緊密結合起來。因此，當代光電子材料相關專業的大學生亟需學習光電子材料的相關知識，以滿足科技日益發展的社會需要。[3，4]

光電子材料課程的學習需要學生有良好的電磁學和光學等物理學科的理論基礎知識，同時也是一門實用性強、對動手能力要求較高的課程；其課程目標主要是培養學生掌握扎實的專業知識，同時學習實驗和實踐相關的基本技術，性能檢測的方法，培養學生的實際動手能力[5]。通過光電子材料實驗可鞏固和加強對有關專業理論的理解，提升學生分析和解決問題的能力，使理論與實踐教學有機結合[6]。在以往理論教學中， 激光原理，光纖導光原理，光調制，非線性光學和光電探測等理論知識，涉及較多的電磁學，光學，固體物理和量子力學等專業知識，對于本科生較難理解，而實驗和實踐方面又要求學生在掌握理論的基礎上具備較強的動手操作能力。因此，由于理論知識較難，必須進行較長時間的理論教學，實驗和實踐操作時間被壓縮，枯燥的理論教學不能激發學生對該課程的興趣，最終導致教學效果較差。因此，如何增加實驗和實踐教學的比重，使學生對該門課程產生濃厚興趣，并將光電子材料基礎理論知識與實驗和實踐結合起來，使學生掌握課程的主要知識和基本的操作技能，是達到良好的教學效果的關鍵。

1 光電子材料課程改革目標

《光電子材料》課程是材料物理（光電材料）專業的專業必修課，涵蓋了《光學》、《電磁學》、《固體物理》、《量子力學》等課程相關知識，含有較多的物理公式，具有很強的理論性。根據筆者所在校培養應用型人才的辦學特色，結合課程理論性強的特點，該課程目標如下：

（1）通過該課程的學習讓學生了解當前光電子技術及研究的最新進展和實際的應用情況。加深學生對光電子技術及其發展的相關認識，并通過講授光電子技術的發展歷程激發學生的研究興趣和開拓他們的思維與知識面。

（2）將該課程的理論教學與光電材料綜合實驗等實驗課程進行有機結合，力爭形成理論和實際相結合，培養學生理論基礎知識的同時提升學生的綜合實踐能力。

2 光電子材料課程教學方法和手段改革

根據教育部的專業規范和學校的課程體系，和筆者所在校培養應用型課程人才的辦學理念和材料物理專業的特點與培養目標，結合《半導體器件物理基礎》理論性強的特點，在該課程建設過程中，以提高教學質量、培養學生主動學習能力和創新能力為目的，采用啟發、互動式教學，講解與討論相結合，講授與自學相結合。借助多媒體和實物教具進行形象化教學。充分運用該校多媒體教室所擁有設備以及網絡平臺來實現教學手段的現代化，充分運用實物、互聯網資源以及企業資源，沓涫悼翁玫哪諶藎使其內容具體豐富。

具體采取的教學方法、手段如下：

（1）制作一系列教學video，輔助課堂教學，活躍教學氣氛，增加課堂互動，有效調動學生學習積極性。

（2）建設課程網站，通過學生熟悉的微博、小木蟲等平臺實現“光電子技術基礎”網絡資源庫的建立；并上傳精品課時，在互聯網上進行國內外的共享。

（3）課堂教學中通過課前回顧、課前提問等方式保持課程的連貫性和邏輯性，采取引入實物、實驗演示及參觀等方式使教學更加形象化，運用布置課后作業、小論文等方法使學生在課下更好地鞏固已學內容，同時對學生掌握知識的程度得到及時的反饋，為學生打下扎實的理論基礎。

（4）針對該課程公式偏多的特點，在課上帶領學生推導重要的公式，使學生更好地理解公式的物理意義，掌握光電子材料與器件制造及設計的依據。

（5）針對該課程與《光電材料綜合實驗》等實驗課程的密切關聯性，在該課程理論教學中先引入關鍵實驗課程，并逐步與《光電材料綜合實驗》等實驗課程進行有機結合，力爭做到理論聯系實際，學生們學到的知識有的放矢。

（6）通過教師指定報告內容或者討論主題，讓學生進行分組報告或者分組討論等方式，了解半導體器件物理知識在新器件制造及工藝當中的實際應用，分析和研究實際生活中有關的問題，達到理論聯系實際，學以致用的目的，提高學習的深度和廣度，促進學生學習能力發展。

（7）課程考核可采取過程考核的形式，即降低學期末考試成績占總評成績的比重（50%），另外50%的成績根據過程考核的成績進行評定，過程考核主要包括學生的考勤、課堂表現、分組報告或分組討論和團隊作業等多個部分。這種核算成績的方式可以有效降低學生平時對課程重視度不夠，只靠期末進行突擊復習的弊端。督促學生平時對課程的各個環節進行高度重視，上課積極回答問題，積極思考如何將理論與實際應用結合起來，并且善于進行與團隊協作完成作業。

3 結語

光電子材料的研究和應用不但需要較強的光電子技術基礎理論知識，還需要較強的理論聯系實際，動手操作的實踐能力。因此，為滿足社會光電子材料專業人才的需要，在協同創新平臺的基礎上，通過改善原有課程中“學”與“用”脫節的現象，進行有針對性的教學，能夠促進學生對理論知識的理解以及知識運用和動手操作的實踐能力，促進創新實踐能力的專業人才的培養。

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[4]趙洪霞，包蕾，徐達文，等.應用技術型本科院校光電子技術課程教學改革[J].科教導刊，2015（2）：125-126.

篇10

汽車技術與電子技術的結合發展成為汽車電子技術。目前汽車行業的發展直接帶動了汽車電子技術的市場，在20世紀80年代末到21世紀初，在普通汽車裝配成本中電子裝置所占的成本已經從16%上升到23%。而在一些豪華轎車配置上，電子裝置的應用程度更高，有的已經達到了50%以上。汽車電子技術發展從開始到現在已經經歷了四個發展歷程：一、從1950年到1970年，以發展汽車電子零部件為主，利用電子點火器等電子產品代替傳統的機械構件，為以后的電子技術與汽車技術結合奠定了初步基礎。二、20世紀70年代初到80年代初，在這個階段主要是應用微處理器和集成電路,專用獨立系統成為主要發展目標，例如制動防抱死系統、電子控制汽油噴射系統等。三、從1982年到1995年，主要是發展以集成電路為主的汽車整體系統的微機控制，如動力傳動系統控制等。四、從1995年到現在，主要發展智能數字化技術和網絡技術，如汽車自動駕駛系統等。

二、汽車電子技術的應用現狀

汽車電子技術已經廣泛的應用到了汽車的各個系統，從汽車的動力性系統、操縱性系統、經濟排放性系統、汽車的舒適性系統到汽車的安全性系統，越來越多的實現了電子技術的應用，下面著重從安全性和動力性系統兩個方面介紹汽車電子技術的應用現狀。

（一）電子技術在汽車安全性方面的應用

1、汽車安全氣囊系統

當汽車發生危險碰撞時，通常是汽車與車外物體碰撞進行一次碰撞，然后由于慣性力的作用，車內人員與車體進行二次碰撞。安全氣囊屬于汽車電子控制系統，是在第一次汽車發生猛烈撞擊時，通過信號傳感器，將撞擊信號傳遞給安全氣囊電子控制裝置，控制裝置打開點火器，使氣囊產生大量的氮氣，阻隔車內人員與車體的第二次撞擊，起到緩沖撞擊力的作用，保護了車內人員的安全。屬于在事故發生時，避免或減少人員傷亡的一種被動安全防御性電子控制設備。

2、（ABS）汽車防抱死制動系統

通過裝置感應避免車輛因道路、操作原因出現交通事故的裝置是主動安全控制設備，汽車防抱死制動系統就是通過調節汽車車輪在行駛過程中的制動力，保證汽車與在制動時不會發生轉向力喪失、車輪抱死等現象，在橫縱向控制車輪和地面的附著系數。該裝置提高了汽車啟動和行駛過程中的穩定性和制動性。在主動安全防御上有著重要的作用。

（二）電子技術在汽車動力性方面的應用

1、電子控制點火系統

電子控制火系統，是通過電子裝置收集發動機的轉動速度、進氣溫度及車內水溫分析確定最佳點火時間，而且為了保證點火時間計算的準確性，還要通過汽車內設置的爆震傳感器收集的信號來更正時間，以保證燃油的利用率且達到了環保的效果。

2、電子控制發動機燃油噴射系統

電子控制發動機燃油噴射系統不同于傳統的機械控制和機電混合控制點火裝置，它是通過電子系統根據汽車的發動轉速和汽車氣壓進氣量自動計算汽車的用油量，并通過傳感裝置修正計算量后最終確定實際噴油量。通過電子控制不僅能計算噴油量還能根據發動機的工作情況自動轉換噴油的方式，適應發動機的工作要求。這使汽車在行駛過程中大大的較少了燃油率，并時時讓發動機處于最佳工作狀態。

三、汽車電子技術的未來發展要求

（一）環保技術

汽車的增加無疑給環境的生態發展帶來了挑戰。因此通過汽車電子技術在汽車動力控制系統的應用提高降低能效是未來的發展的新要求。均質充量壓燃燒和氣缸壓力傳感等系統的開發成為汽車制造商的一個新的發展方向，它能控制燃油的使用率做到節能減排的效果。同時電動環保汽車的使用也是未來發展的重要內容。

（二）安全技術

近年來隨著汽車的增多交通事故頻發，這引起了人們對汽車安全性的高度關注。在現有的汽車安全控制裝置中，不論是主動防御裝置還是安全氣囊等被動防御裝置都在保護車內人員安全上起到了較好的作用。在未來的發展中，我們還應充分開發光學、傳感器、雷達報警裝置等電子技術，讓其在行車過程中提供最佳行駛速度和緊急事故智能控制系統，保證駕駛者的安全。

（三）娛樂與智能通訊

車載電子產品已經將娛樂通訊等技術帶入汽車內，給車內人員提供便捷、舒適的行車環境。隨著人們對網絡的依賴程度增加，高效、快捷的網絡數據更新是未來發展比不可少的，特別是價格開發上要注重各種價位汽車的適用性。同時車載電視、多媒體影音播放器、GPS定位系統，也應從多方面出發，更加完善的服務汽車使用者。

四、結束語