光学电子技术范文

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提高教师知识水平在教学过程中，教师具有主导作用，因此提高教师知识水平可以有效地提高教学质量。这可以通过以下几个方面来实现:(1)要求教师多看书、多查资料来了解光电子技术的基本内容，并时常关注光电子技术领域的新进展，做好与时俱进;(2)送教师到光电子技术水平较高的院校进修、参加光电子技术方面的国内国际会议或到相关的企业学习，通过向他者交流学习来提高自己;(3)鼓励教师进行光电子技术方面的科学研究，这可以使教师对该方面的知识有更深入的了解。适当变更授课内容光电子技术发展迅速、学生的知识需求也在逐渐变化，这就需要不断的对授课内容进行调整，具体来说就是删旧和增新:(1)册l旧，册l除或压缩己学过的或陈旧的内容。如《光电子技术》课程一般都是开设在《光学》后的，所以有些光辐射的知识在《光学》中己经讲过的就可以删除。一些陈旧的光电子如阴极射线管，现今应用比较少，讲解的时候就可以压缩课时和授课内容。(2)增新，增加相关的新技术。摘取国内外期刊上发表的最新技术进展进行讲授，既丰富了课堂内容，又拓宽了学生视野，还可以培养学生的科研意识。

改革教学方法课堂教学是所有的教学环节中最重要的一环，用什么方法进行教学是非常值得我们探讨的。讲课不仅是对己有知识的简单阐述，而且是教师的一种再创造过程。“一块黑板加一支粉笔”这样的传统教学方法己经不适合现代化的今天了，现今的教学方法应该更趋多元化:(1)引导学生建立长远学习动机。由院系组织，请往届毕业生返校或知名工程师做光电子技术方面的学习和研究体会报告，让学生知道为什么要学光电子技术，学好了以后可以干什么，帮助学生明确自己的学习目的，建立长远的学习动机。也可以在讲课过程中举一些生活中的光电子技术应用实例，如PPI是怎么投影到屏幕上的，光电池怎么把光能转化成电能的等等，让学生对“学了这个有什么用”有个直观的认识，促使他们主动去学。(2)运用多媒体，增加授课的信息量。多媒体课件有形象、直观的优点，可以增加学生学习的趣味性，因此作为现代化的教学手段，它可以大大提高教学的效率。但是也不能一味的依赖多媒体，要注重与板书的结合。如在讲解电光调制时，用多媒体展示电光调制的示意图，再配合黑板板书推导进行讲解，才能够更有利于学生对授课内容的理解。(3)增强实验教学。实验有助于学生对所学知识的深入理解，还可以增强学生的动手能力，因此，《光电子技术》作为技术性较强的课程更离不开实验教学。可开设的实验有很多「生，如:光源与光辐射度参数测量实验、光敏电阻、光电池及光电二极管特性参数测试实验、LED角度特性参数实验等等。改进考核办法将平时成绩、实验成绩及期末考试成绩按照20%、20%及60%的比例均纳入总成绩的评定，促进学生理论学习和实践学习两手抓。

增强师生互动教学中的教和学是两方面的，除了老师教，更重要的是学生学。增强师生互动，一方面可以让老师体会到学生对所学的课程有兴趣，老师会更愿意教;另一方面，也可以让老师对学生的知识需求及掌握程度有很好的了解，以调整讲授的内容和进度，使得教学效果达到最好。

要想上好《光电子技术》这门课，首先要明确教学目的，再在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，选取授课内容。在教学过程中，要注意提高教师知识水平、改革教学方法、改进考核办法及增强师生互动，以得到最好的教学效果。

作者：张颖颖 单位：南京晓庄学院物理与电子工程学院

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电子科学与技术（以下简称“电科”）专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术，不仅是当代信息技术两大支柱之一，而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一，正是光电子材料与器件的广泛应用，例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外，诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用，是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见，学习光电子材料与器件的相关知识，不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响，也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生，提供了坚实的理论基础与知识储备。然而，根据笔者的调研，虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程，但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广，教学课时又往往有限（一般为32或48个学时），因此在光电子技术的实际教学过程中，讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学，而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性，并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验，研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。

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。

（4）考核方式：根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。

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关键词 应用技术型 光电子技术 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：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

为了使大学生的培养更好地面向社会，贴近市场、更好地满足社会经济发展的需要。教育部等六部委提出了《现代职业教育体系建设规划（2014-2020年）》，鼓励举办应用技术型高校，将其建设成直接服务区域经济社会发展，以举办本科职业教育为重点，融职业教育、高等教育和继续教育于一体的新型大学。在上述《规划》的指导下，欲推动一批本科高校转型，而宁波工程学院恰是2000年以后转型成立的服务地方经济发展的本科院校，响应转型号召义不容辞。但对于应用技术型大学培养没有现成的经验和轨道可循，只能在借鉴别国同类院校办学成果和积累的经验的基础上探索。“光电子技术”是我校电子科学与技术专业光电子方向的一门专业核心课。其教学任务不仅要传授给学生扎实的光电子技术的专业基础知识，为后续相关课程的学习打下坚实的基础，更为重要的是通过完善的理论和实践教学体系培养和提高学生的工程素质，为毕业后从事光电子方面的相关岗位做准备。本文就光电子技术课程针对应用技术型人才的培养模式提出几点见解。

1 应用技术型本科院校光电子技术课程培养目标

随着我国工业技术的发展和产业结构的转型升级及由此引起的劳动力市场变化，社会大环境对高层次应用型人才的需求更加迫切。由此，作为电子科学与技术专业核心课程的光电子技术课程的培养目标与传统偏学术型定位的课程培养目标存在根本性区别，而应以学生就业岗位需求为导向确立培养目标。培养的学生既要具有扎实的理论基础，更具有较强的动手能力，使学生毕业后在相应的工作岗位能够具有光电产品生产制造、装配、检测、设备操作与维护、技术服务、生产管理等方面的应用才能。经过相关企业大量调研和人才需求分析，笔者认为应用技术型本科院校光电子技术课程的具体目标是以培养从事光电子方向系统设计与集成的应用技术人才为主，注重提高学生光子器件的开发能力，强调学生的综合应用能力，能够理解跨行业的知识融会贯通。

2 目前转型类高校光电子技术课程教学中存在的问题

（1）教材少，内容陈旧，不能与时俱进。我校于2005年由原来的专科学校升格为本科院校，属于地方本科院校。学生使用的教材几乎都是由学术型大学的专家教授编写出来的。这些教材偏重理论，对于培养应用型人才，服务地方经济的宗旨不太匹配。教材更新速度慢，与企业实际情况相距甚远。同时，由于课程内容侧重理论，学生学习起来感到枯燥无味。

（2）授课内容偏重理论，轻实践。光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门新兴的综合叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。它包含了激光原理与控制、光电显示、光存储、光辐射的调制及探测等方面的知识，讨论光纤传感器原理，相干测量及激光的各种应用等。当前地方本科高校的培养体系和模式基本都是按照传统的理论人才培养模式构建，在转向应用技术型本科高校的过程中培养内容和课程体系受到传统惯性的影响，理论教学依然占有绝对的比重。这与培养学生具有相应的应用技能相悖。光电子技术本是一门应用性很强的课程，通过该课程的学习应该使学生具备应用所学知识解决实际问题的能力。完备系统的理论知识固然重要，但新颖的实践教学环节的设计更能使学生提高学习兴趣和对实际问题的分析和解决能力。

（3）课程内容较多，课时偏少。光电子技术是电子科学与技术专业的重要组成部分，是21世纪先进科学技术之一，在现代社会中起着举足轻重的作用，他的发展对国民经济及国防建设有着巨大的推动作用。但光电子技术作为专业的主干课程，内容较多，涉及的范围广，而课时量大多在48～64课时之间，有的还包括16课时的课内实验。在少课时的情况下，如何完成内容的讲解，同时在理论学习和实践的过程中提高学生的应用技能成为必须考虑的问题。

（4）评价体系单一。目前大多数高校光电子技术课程的考核方式是教师根据学生的出勤和期末试卷给出课程成绩;出勤占20%，期末试卷占到80%。基本一张试卷决定学习的好坏，偏离课程学习初衷，忽略学生是否能运用科学的方法将所学的理论运用到实践中去发现问题，探究和解决问题，生成新的知识。

3 应用型本科院校光电子技术课程改革措施

3.1 以岗位需求为导向自编教材，及时更新

依据当今科技的发展，企业技术不断革新，通过到光电子方向相关的本地企业光圣科技、奇美电子、首佳液晶、璨宇光电、菱茂光电等进行大量的调研，了解企业对人才具体需求确定课程培养目标。整合课程内容：增加LED显示材料和液晶显示的驱动，删除了阴极摄像管显示和光辐射的电磁场理论。同时增大了液晶显示板的设计，组装和调试等内容。根据行业和企业的实际需求自编教材，且与企业合作共同编写。该教材适合学生更快地进入工作状态，熟悉工业运作，也可作为企业提高自已员工水平的参考资料。

3.2 增加实践学时的比重，提高学生应用技能的培养

应用型本科院校定位后，我院对原有的光电子技术实验室进行了升级改造。一方面增加了设计型实验的比例，同时去掉了验证性实验。因设计性实验能从多角度、多方位、多层次、多途径训练学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，是培养学生应用技能的重要手段。另一方面，根据课程培养目标，与大恒光电及天津拓扑合作共同开发了实验项目。具体内容如表1所示：

表1 实验类型、实验项目及所占比例

3.3 采用课程内容分层、开展课堂讨论及利用现代化的网络平台等多种教学方法

应用技术型本科院校在传授学生系统的理论知识的同时，更重要的是培养学生运用知识的技能。传统的光电子技术课程教学方式已不能适应新时期应用技术型大学生培养的需要。而教育体制改革又要求降低教学的学时数，给学生更加宽松的时间培养综合素质，而技能的培养又需要大量课时。解决教学课时少与应用能力培养之间的矛盾，成了光电子技术教学改革的一项重要任务。笔者认为，首先为了能在有限的学时内，讲解更多的内容，而且还能被学生较好地吸收，需要将教学内容作整体分析、分出层次。比如：哪些内容是重点、要点，需要学生牢固掌握;哪些内容是难点，需要慢讲，细讲;哪些内容属于扩大知识而容易理解的，可以快讲;哪些内容需要压缩甚至删减;哪些内容可以让学生自学。例如，各种显示器的工作原理和驱动方式是重点内容，需要详讲，精讲多练;激光器的清洗，雕刻等应用内容简单，学生可以自学。其次可以针对难点的内容开展课堂讨论，在活跃的课堂气氛下，加深对知识的理解。最后利用现代化的教学和沟通工具，为学生建立一个交流平台，这个平台应用的技术可以由教师自己选择，如BBS、微信、QQ、电子邮箱、社区等，然后教师将认为有用的资料分享到这个平台，并对学生提出的问题进行解答，这样可以达到一个教学相长的效果。

3.4 采用多元化的评价体系

教学评价方面，采用多种考核方式并举，多角度考查学生对知识的掌握程度。目的是淡化考核结果，避免学生机械地背诵书本知识应付考试，注重学习效果和过程，提高学生自学能力，培养学生良好的学习态度和习惯。如根据光电子技术的课程特点，笔者对原有的考核方式进行了适当的调整，偏重实践教学的权重，同时，注重平时课堂表现、学习态度和成效，在期末考试中采取开、闭卷相结合的方式（如表2所示）。

表2 考核内容、考核方式及所占权重

基金项目：浙江省高等教育学会高等教育研究课题（项目编号：KT2014079）

参考文献

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关键词：光电子学；教学方法；教学改革；实践环节

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.

[5]柴金华.《光电子学基础》课程“两结合”与“三要素”教学内容的研究与实践[A].中国光学学会，2010年光学大会论文集[C].2010.

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业内人士表示，数据传输问题如果不解决，将会使得未来的芯片处理能力的提升变得越来越没有意义。目前，研究人员正在加紧研究硅基光电子技术――一种通过光学元件来传递数据的方法，以解决芯片之间的数据传输这一问题。

数据传输瓶颈

“芯片之间的数据传输不解决，也许是5年，也许是10年，最终我们将达到一个极限，处理器将无法提供更好的性能，而无论处理器运行得多快都没有用。”半导体市场研究公司Linley集团的首席分析师Linley Gwennap说。

以高性能刀片服务器为例。刀片服务器每秒需要传输500GB的数据，如果一条数据传输通路每秒能传输10GB的数据，则单向传输需要50条数据通道，双向传输需要100条。在低压传输的情况下，为了避免信号之间的干扰，每一条通道需要两根线，每条线就意味着一个连接用的引脚。这样，为了保证双向500GB的数据传输，芯片上需要200个引脚。如果数据传输量更大，带宽更高的话，芯片上就需要更多引脚，换句话说，芯片上需要更多的通孔、线路，层数也需要更多。

“现在我们还可以增加引脚，但在电路板上每增加一个引脚，成本就相应地新增了一部分。”Gwennap说。现有的处理器已经有了1000〜1200个引脚，有些甚至接近2000个，而电路板上的空间毕竟有限，这种办法迟早要走到尽头。而且，连线的增加还意味着元器件要消耗更多的电流以及随之而来的散热问题。

另外一个解决办法是提高数据线的传输能力，以减少连线数量，不过，这并不是一个理想的办法。即使是每秒40GB的带宽，以铜导线现有的最高传输能力也要几英寸粗。避开铜线的粗细不谈，铜线的传输能力也有极限。

“过去我们认为铜线的传输能力是10GB/s左右，现在已经达到了40GB/s，而对于铜线能否超过100GB/s，人们持怀疑态度。” In - Stat的市场研究公司首席技术战略官Jim McGregor说，“增加电路板上的引脚数总有极限，并不是一个终极的解决方法，这就是我们研究光学技术的原因。”

芯片中使用光学组件

在集成电路中采用光学元器件的技术称为硅光电子（Silicon Photonics）。作为一项新兴技术，硅光电子技术利用硅实现计算机和其他电子设备之间的光信息发送和接收。简单地说，该技术就是用光来替代传统的铜导线传输信号，以获得更高的传输速度。

光传输的优点很多。比如两束激光只要它们的波长不同，相互穿过时就不会发生干扰。事实上，不同的信号可以在同一根光缆中传输，而且光传输不用消耗电能，信号10公里范围不会出现明显衰减。

让硅光电子技术融入集成电路的关键元件是调制器（Modulator）、光电探测器（Detector）和波导器(Wave Guide)。调制器像灯的开关一样，以极高的数据率在光束上对数据进行编码，这就类似晶体管对电子流的开和关；光电探测器使用高纯度的锗把光信号转换为电信号，也就是从光线中读取数据，并向电子设备发送信息；波导器像镜子一样把光束引导到指定的方向，波导器是掺有其他材料的硅，这使得它的折射率与其底层的硅材料不同，以保证光按照一个特定的路径前进。

Luxtera是一家位于美国加州的光电设备供应商，只有65名员工，但成立10年来一直致力于硅光电子技术的研究。其硅光电产品已经实现了每条线路25GB/s的数据传输率，对于前面所说的需要200条线路(或者引脚)来双向传输500GB/s的例子，如果使用这种硅光电设备就只需要40条单向线路。

Luxtera不久还将推出在同一个光纤中采用多种波长的设备。Luxtera公开演示了在同一个系统使用四种波长不同的光的设备，这样每秒500GB的数据传输只要10条数据传输线路，最终的目标是实现每条光纤传输500GB/秒。

与Luxtera相比，芯片巨头英特尔在硅光电子技术方面的起步更早，研究成果也更为丰硕。2010年7月，英特尔宣布开发出世界上首个集成了激光器的硅基光电数据联结系统研究原型，每秒可传输高达50GB的数据――相当于一部完整的高清电影。其发射器芯片包括四个激光器和光调制器，每个调制器以12.5GB/s的速度对数据进行编码。然后，这四条光束将被集中起来并输出到一条光纤内，总的数据传输速率将达到50GB/s。

英特尔与Luxtera在硅光电子技术方面最大的不同是，英特尔的技术路线是用磷化铟作为激光源，并把激光源集成到芯片，这意味着在同一块硅基材料上既可以蚀刻出电子元器件，也可以发出激光。而Luxtera则是要在现有芯片之外，另外开发一个激光光源。Luxtera认为，英特尔的方法成本高，而且无法与现有的晶圆生产工艺共存。两种技术究竟谁优谁劣还有待市场检验。

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关键词:光电子 产业动态 现状

中图分类号:TN16 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0007-02

光电子技术不仅全面继承兼容电子技术,而且具有微电子无法比拟的优越性能和更广阔的应用范围。科学家预言,2010年至2015年,光电子产业可能会取代传统电子产业,成为21世纪最大的产业,成为衡量一个国家经济发展和综合国力的重要标志[1]。为此,各国都采取措施,加快发展光电子产业。美、日、德、韩、法等国竞相将光电子技术引入国家发展计划,形成了全方位的竞争格局。我国也出台了相应的政策,支持光电子产业发展。

光电子产业按功能可分为光通信、激光及红外光电、光电显示、半导体照明及光伏、光学及光学元器件等领域。本文分别对光电子五大领域的技术和市场现状进行分析,比较了国内外的产业发展情况。

1 光通信

光通信主要包括光纤传输系统与设备、光通信元器件、光通信测试仪器。自其诞生以来,就一直受到国际产业界和政府部门的广泛关注。2009年10月6日,素有“光纤之父”之称的华裔科学家高锟以其在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就荣获2009年诺贝尔物理学奖。

光通信的研发主要集中在亚太地区(中国、日本、韩国)、美国和欧盟[2]。随着美国、欧盟等国家和地区高速互联网络和无线宽带网络建设计划的实施,全球光通讯行业发展更加迅猛。据报告预计,到2015年,光网络市场规模将到达200亿美元,同期复合年增长率为5%。

中国已形成较完整的光纤通信产业体系,涵盖光纤、光传输设备、光源与探测器件、光电器件等领域,国内市场所需的光通信产品80%以上实现了本地化生产。来自我国通信电缆光缆专业委员会的统计数据显示,2011年,我国光纤需求量为1.2亿芯公里,预计2012年将达到1.4亿芯公里。光缆产量达到8000万芯公里(保守估计),光纤产量达到近1亿芯公里,我国的光纤光缆及材料产业将保持高速发展的势头。

近来,国家发改委联手工信部启动了“宽带中国战略”研究工作,提出到2012年,新增光纤到户(FTTH)覆盖家庭超过3500万户,使用4M及以上宽带接入产品的用户超过50%,新增固定宽带接入互联网家庭超过2000万户。光通信市场因此呈现出井喷态势。中国联通计划年内投资1000亿元人民币用于3G网络、光纤宽带等建设,预计其中约20%将用于宽带投资。有报告预计,今年三大运营商FTTH端口数将达到8000万个,国内ODN设备市场在未来3～5年内将达到100亿元市场规模。

2 激光及红外光电

激光及红外光电主要包括激光加工设备、激光器及激光应用、红外光电传感测试和成像设备及仪器、医用激光技术设备等。

美国、德国、日本等发达国家在激光研究及应用领域发展迅猛。在技术方面,日本的光电子技术占首位;德国的激光材料加工设备占首位;美国的激光医疗及激光检测技术占首位。目前,国外激光行业正向多元化、专业化、有限多元化、系统集成的方向发展。

由于受到全球金融危机的影响,2009年,全球激光应用系统销售收入约为97.5亿美元,同比下降了24.8%。其中,激光器销售收入55.5亿美元。而中国激光市场仍然保持15.1%的增长,突破了100亿元规模,成为全球激光市场中的一股新兴力量。我国激光产业主要集中在武汉、深圳、上海、北京等地。

红外及微光成像系统几乎从一诞生就以其强大的技术优势逐步占领了世界军用和商用市场,其在生产加工、天文、医学、法律及消防等方面都得到了广泛的应用。军事和科学应用是红外传感器的第一市场,其高速发展对红外产品的图像清晰度、拍摄距离、聚焦效果不断提出新的要求。而商业市场则要求红外探测能够实现监视能力强、跟踪与报道快速有效和存储等功能,为红外技术和热成像开辟了强有力的第二市场。在商业领域,红外成像技术可应用于建筑物热损失检测、电气元件故障预测、电子系统测试、生产过程监控及生产中的临界温度控制等。目前,全球的红外市场已经达到了50亿美元,在中国市场,每个月销售的“近红外”或“主动红外”摄像机数量超过了一万套,成为世界上最大的安防市场。

3 光电显示

光电显示主要包括平板及液晶显示(FDP、TFT、PDP、LCD、OLED)、大屏幕投影显示设备(投影管、HTPS-TFT-LCD、DLP-DMD、LCOS)、显示技术及检测设备等。它集成了微电子技术、光电子技术、材料技术、制造装备技术、半导体工程技术等多项技术,广泛用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品。

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作者：李俊杰 单位：贵州大学科技学院电子信息科学与技术

第一电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。今天，面对电子科学与技术的迅猛发展，世界上许多发达国家，像美国、德国、日本、英国、法国等，都竞相将微电子技术和光电子技术引入国家发展计划。我国对微电子技术和光电子技术的研究给予了高度重视，在多项国家级战略性科技计划中，如“863计划”、“973计划”、国家攻关计划中微电子技术（集成电路技术）和光电子技术（激光技术）都有立项；1995年，原电子工业部提出了“九五”集成电路发展战略，并实施了“909工程”；国家自然科学基金委员会在1996年底立项开展“光子学与光子技术发展战略”研究；在“九五”和“十五”期间，国家自然科学基金委员会在重大、重点和杰出青年基金中对电子科学与技术方面的立项给予了足够的重视和支持。在全国电子科学与技术的科研、教学、生产和使用单位的共同努力下，我国已经形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的微电子和光电子技术的科学研究领域，并在产业化方面形成了一定规模，取得了可喜的进步，为我国的科学技术、国民经济和国防建设做出了积极贡献，在国际上了也争得了一席之地。但是我们应该清醒地看到，在电子科学与技术领域，我国与世界上发达国家的先进水平仍有不小的差距，特别在微电子技术方面的差距更大。这既有历史、体制、技术、工艺和资金方面的原因，也有各个层次所需专业人才短缺的原因。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域中高新技术的制高点，就必须统筹教育、科研、开发、人才、资金和市场等各种资源和要素，其中人才培养是极其重要的一个环节。在新的历史条件下，开展电子科学与技术专业发展战略研究是非常必要的，这对于建立学科专业规范，培养出具有知识、能力、素质协调发展的，适合我国电子科学与技术领域不同层次发展要求的有用人才具有重要指导意义和战略意义。二、电子科学与技术专业发展简史电子科学与技术专业中微电子技术和光电子技术的前身是半导体专业和激光专业。

1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，开创了固体电子技术时代。根据国外发展电子器件的进程，我国在1956年提出了“向科学进军”，将半导体技术列为重点发展的领域之一。同年，中科院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班，请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。由北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学五所大学联合开办了半导体物理专业；在工科院校，清华大学率先开办了半导体专业。1957年，中国科学院在长春建立了第一个光学精密仪器机械研究所。

1964年，中国科学院在上海建立了当时世界上第一所激光技术专业研究所──上海光学精密机械研究所。电子工业部成立了从事激光与红外研究的11所等。这些国家研究所是早期培养光电子技术高层次研究型人才的摇篮。到了1970年前后，随着对半导体器件需求量的增加，尤其是大型电子计算机对集成电路需求的推动，促进了国内半导体工业的发展以及对专业人才的需求，全国很多高校都先后增加了半导体物理与器件专业。进入20世纪80年代，由于国内半导体器件和集成电路生产还缺乏竞争力，受到进口元器件的冲击，很多半导体器件厂下马或转产，市场不景气导致了很多高校的半导体专业被迫取消，专业萎缩。进入20世纪90年代，由于微型计算机、通信、家电等信息产业的发展和普及，对集成电路芯片的需求量越来越大，此外几场局部战争让全世界接受了电子战、信息战的高科技战争的理念。微电子技术得到了前所未有的重视，半导体技术专业由此更名为微电子技术专业。为了在信息时代和高科技领域赶上国际先进水平，国家加大了对微电子技术行业的支持力度，并不断吸引外资，市场对微电子技术专业毕业生的需求不断增加，从而迎来了微电子技术专业发展的新高峰。随着20世纪60年代激光技术的飞速发展，我国在1971年，由清华大学、北京大学、天津大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、西北电讯工程学院、北京工业学院、华中工学院、成都电讯工程学院等院校在科学研究的基础上，成立了激光专业，后来又有多所学校相继成立了激光专业。

1985年，根据原国家教委颁布的专业目录，将激光专业和红外光谱学合并，更名为光电子技术专业。为了拓宽专业口径和与国际接轨，教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录，将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。近年来，许多高校都纷纷建立电子科学与技术专业。各学校的办学特点不尽相同，但主要培养目标均是培养适应社会主义现代化建设需要的、德智体美等全面发展的高层次电子科学与技术人才。目前，设有电子科学与技术专业的院校有111所。21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用。因此，电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。

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光信专业考研相关信息如下：

1、研究方向：微光红外与紫外成像技术、虚拟现实与增强现实技术、光电雷达探测成像与对抗技术、图像工程与颜色科学、现代光学设计与工艺光刻技术及精密仪器工程、光电信息获取显示与处理技术；

2、硕士研究生入学考试科目：101思想政治理论、201英语一或202俄语或203日语或244德语、301数学一、811电子技术或819物理光学或820应用光学。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：创新平台 光电子材料 教学改革

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.

[4]赵洪霞，包蕾，徐达文，等.应用技术型本科院校光电子技术课程教学改革[J].科教导刊，2015（2）：125-126.

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汽车技术与电子技术的结合发展成为汽车电子技术。目前汽车行业的发展直接带动了汽车电子技术的市场，在20世纪80年代末到21世纪初，在普通汽车装配成本中电子装置所占的成本已经从16%上升到23%。而在一些豪华轿车配置上，电子装置的应用程度更高，有的已经达到了50%以上。汽车电子技术发展从开始到现在已经经历了四个发展历程：一、从1950年到1970年，以发展汽车电子零部件为主，利用电子点火器等电子产品代替传统的机械构件，为以后的电子技术与汽车技术结合奠定了初步基础。二、20世纪70年代初到80年代初，在这个阶段主要是应用微处理器和集成电路,专用独立系统成为主要发展目标，例如制动防抱死系统、电子控制汽油喷射系统等。三、从1982年到1995年，主要是发展以集成电路为主的汽车整体系统的微机控制，如动力传动系统控制等。四、从1995年到现在，主要发展智能数字化技术和网络技术，如汽车自动驾驶系统等。

二、汽车电子技术的应用现状

汽车电子技术已经广泛的应用到了汽车的各个系统，从汽车的动力性系统、操纵性系统、经济排放性系统、汽车的舒适性系统到汽车的安全性系统，越来越多的实现了电子技术的应用，下面着重从安全性和动力性系统两个方面介绍汽车电子技术的应用现状。

（一）电子技术在汽车安全性方面的应用

1、汽车安全气囊系统

当汽车发生危险碰撞时，通常是汽车与车外物体碰撞进行一次碰撞，然后由于惯性力的作用，车内人员与车体进行二次碰撞。安全气囊属于汽车电子控制系统，是在第一次汽车发生猛烈撞击时，通过信号传感器，将撞击信号传递给安全气囊电子控制装置，控制装置打开点火器，使气囊产生大量的氮气，阻隔车内人员与车体的第二次撞击，起到缓冲撞击力的作用，保护了车内人员的安全。属于在事故发生时，避免或减少人员伤亡的一种被动安全防御性电子控制设备。

2、（ABS）汽车防抱死制动系统

通过装置感应避免车辆因道路、操作原因出现交通事故的装置是主动安全控制设备，汽车防抱死制动系统就是通过调节汽车车轮在行驶过程中的制动力，保证汽车与在制动时不会发生转向力丧失、车轮抱死等现象，在横纵向控制车轮和地面的附着系数。该装置提高了汽车启动和行驶过程中的稳定性和制动性。在主动安全防御上有着重要的作用。

（二）电子技术在汽车动力性方面的应用

1、电子控制点火系统

电子控制火系统，是通过电子装置收集发动机的转动速度、进气温度及车内水温分析确定最佳点火时间，而且为了保证点火时间计算的准确性，还要通过汽车内设置的爆震传感器收集的信号来更正时间，以保证燃油的利用率且达到了环保的效果。

2、电子控制发动机燃油喷射系统

电子控制发动机燃油喷射系统不同于传统的机械控制和机电混合控制点火装置，它是通过电子系统根据汽车的发动转速和汽车气压进气量自动计算汽车的用油量，并通过传感装置修正计算量后最终确定实际喷油量。通过电子控制不仅能计算喷油量还能根据发动机的工作情况自动转换喷油的方式，适应发动机的工作要求。这使汽车在行驶过程中大大的较少了燃油率，并时时让发动机处于最佳工作状态。

三、汽车电子技术的未来发展要求

（一）环保技术

汽车的增加无疑给环境的生态发展带来了挑战。因此通过汽车电子技术在汽车动力控制系统的应用提高降低能效是未来的发展的新要求。均质充量压燃烧和气缸压力传感等系统的开发成为汽车制造商的一个新的发展方向，它能控制燃油的使用率做到节能减排的效果。同时电动环保汽车的使用也是未来发展的重要内容。

（二）安全技术

近年来随着汽车的增多交通事故频发，这引起了人们对汽车安全性的高度关注。在现有的汽车安全控制装置中，不论是主动防御装置还是安全气囊等被动防御装置都在保护车内人员安全上起到了较好的作用。在未来的发展中，我们还应充分开发光学、传感器、雷达报警装置等电子技术，让其在行车过程中提供最佳行驶速度和紧急事故智能控制系统，保证驾驶者的安全。

（三）娱乐与智能通讯

车载电子产品已经将娱乐通讯等技术带入汽车内，给车内人员提供便捷、舒适的行车环境。随着人们对网络的依赖程度增加，高效、快捷的网络数据更新是未来发展比不可少的，特别是价格开发上要注重各种价位汽车的适用性。同时车载电视、多媒体影音播放器、GPS定位系统，也应从多方面出发，更加完善的服务汽车使用者。

四、结束语