光信息科学与技术范文
时间:2023-12-11 17:22:16
导语:如何才能写好一篇光信息科学与技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
21世纪是信息化的时代,也是光学的时代。光所传递的信息无处不在,那么什么是光信息呢?你在使用双筒望远镜看演唱会的时候,你在用数码相机拍摄照片的时候,你在用DVD机看电影的时候,你就已经在不知不觉中和光信息打交道了。让我们看一下DVD机是如何播放视频的吧。当你按下DVD机上的“播放”键时,激光器发出的激光被聚焦到光盘上。光盘上有许多微小的凹槽,存储着各种信息。光盘一转动,凹槽就会反射激光,凹槽的深浅改变光探测器检测到的信号大小,这些信号被转换成电信号后,通过DVD机送到喇叭或耳机、显示器或电视屏幕中,你就听到美妙的音乐,看见丰富多彩的画面了。不要小看这个过程,其实它已经包含了“光信息科学与技术”的各个方面:有光的产生――激光器,有光信息的存储――光盘,有光信息的传输――透镜系统,有光信息的检测――光传感器,有光信息的处理――光电转换,还有光信息的显示――液晶屏幕。
光信息之前沿科技
光信息科学与技术的研究和发展,不仅影响着目前老百姓的生活,也影响着未来社会的进步与创新。该学科在高科技领域中也发挥着重要作用,例如机器人视觉系统。
最近几十年,随着人工智能等学科的发展,机器人的研制也不断取得新的突破,如今的机器人,只要你编好程序,它几乎无所不能。但是,在机器人视觉的研制上,人们却碰到瓶颈――你要想让机器人举起成百上千斤的重物或许并不难,但是要想让一个钢铁零件组合起来的“机器”像人一样看到这个世界,并对眼前发生的事情给出反应,谈何容易?
光信息之课堂内外
那么,光信息科学与技术专业究竟学什么呢?这个专业是光学与信息科学相结合的产物,所以要学的东西还是比较多的。在数学方面,需要学习高等数学、线性代数、复变函数、数理统计等课程;在专业基础课方面,需要学习模拟电子技术、光学、光电技术等课程;在专业课方面,需要学习工程光学、激光技术、数字图像处理、光纤通信、照明学等课程。此外,还有分别为期两周的精工实习和电工实习――精工实习学的是机械加工,电工实习学的是印制电路板和使用电子元件。
篇2
[关键词] 光信息科学与技术 人才培养 教学改革 企业需求
一、光信息科学与技术专业的地位与现状
近年来,国内许多重点大学和地方院校都相继设立了光信息科学与技术本科专业。据统计,全国共有106所高校开设了这个专业,广东高校就有将近10所,各高校逐步形成了具有自身特点的人才培养模式和培养方案。重点高校由于具备深厚的学科基础和优质生源,而且有光学硕士点和博士点,其毕业生中有相当大的比例是继续考研深造,其余的毕业生则选择就业。地方高校无论从师资力量、教学设施到学生的整体水平都无法与重点院校相比拟,同专业的毕业生面对就业如何与重点院校的毕业生抗争?一般说来,用人单位会倾向录用重点大学的毕业生。那么,如何提高地方院校毕业生的竞争力就成为我们必须认真思考的问题。本文结合佛山科学技术学院在建设光信息科学与技术专业过程中的实际做法,来讨论这个问题。
二、我校光信息专业建设过程中遇到的困惑
佛山科学技术学院是地方性应用型本科院校,在人才培养方面要充分考虑区域经济对人才培养的需求,及时了解区域经济的发展趋向,适时地根据区域经济的发展来合理调整培养目标、课程体系和教学内容,以便更好地服务于区域经济,同时也可以在不断满足市场需求的同时,自身得到更快的发展与提高。
我校的光信息科学与技术专业于2002年获得教育部批准正式招生。我校物理系原先只开设了物理学(师范)专业,在申报新专业前的几年时间里,引进了多名光学专业的教授和博士,自身也培养了一部分光学专业的骨干教师。为了办好该专业,我们组织了相关教师到省内的中山大学、华南师范大学、暨南大学等院校参观学习,同时还和省外的同济大学、中国科技大学、西北工业大学、华中科技大学等重点高校有学术往来和交流,聘请了华中科技大学的专家学者担任顾问。由于各个高校的学科优势与师资情况不同,所开设的课程也有所不同。一般说来,都会根据原有的学科基础来制订新专业的人才培养计划。我们想,上一个新专业不容易,要想办好新专业,则需要在专业人才培养方案、课程设置、教学安排、实验室建设等方面都要有周密、合理的筹划。
我校于2001年在物理学专业里首先开设了光电子方向,为办新专业打基础。当时开设的课程在原来专业的基础上增加了激光原理、光电子学和信息光学等几门光学和信息类课程。实验室的仪器设备不成规模,专业实验项目少(只有6个),实验时数36学时。随着新专业教学的需要,实验室建设迫在眉睫。我们组织骨干教师和实验室技术人员到外校考察取经,从理论课程的设置到实验课程的开出,从实验项目的设置到仪器的规格、型号都借鉴了其他高校的做法,筹建了光电信息与技术实验室。经过在02、03级学生的教学中实施,基本能够满足教学需要,但同时我们发现存在以下问题:(1)所开的专业基础课和专业课与其他高校大同小异,缺乏特色;(2)实验室的建设也与其他高校雷同,实验项目相差无几,并且以验证性实验为主,难以在实践方面提高学生的综合能力。
这种状况迫使我们反思:一味照搬别人的做法是不行的,有特色才是生存的关键。2004年起,珠三角地区的光电企业突起,特别是LED产业得到国家的大力扶持,普立华公司、国星光电公司、佛山照明、欧斯朗公司、联动科技公司、腾龙光学公司、奇美电子有限公司、中国网通公司、威而信科技有限公司等一批知名企业落户佛山,这些企业是光信息专业学生的主要就业意向单位,为本专业的学生提供了新的机会,但同时对人才的要求也有所提高。
为此,我们主动和相关企业联系,到企业的人事、技术等部门进行调研。在与企业沟通的过程中,企业向我们反馈:由于学校教育观念和教学内容的陈旧与落后,学生所学的内容几乎在企业里都用不上,而企业需要的知识却没有接触过,理论脱离实际, 缺乏社会实践。由此而造成的后果是,虽然近几年培养的本科以上毕业生在数量上有大幅度的增长,而社会急需的能胜任研究、开发、设计、策划等工作并具有较强创新能力的工程技术人员仍然是目前非常紧缺的专门人才,佛山本地的光电企业需要的人才要具备光学系统设计、光电检测、LED封装等技能。
三、采取的改革措施
1.合理定位,目标创新人才培养模式,更新课程设置
我们摆脱陈旧的教育观念,将培养企业需要的技术人才作为合理的培养目标,着手修订了2005级人才培养方案和教学大纲,开设了以下专业基础与专业课程:波动光学与应用光学、激光原理与技术、微电子技术、EDA技术、光纤光学、光纤通信原理、信息光学、光电子学、光度学原理、光电检测技术、电光源原理等。
2.加大实验室建设投入,实现模块化教学
从2002年至今,光电信息与技术实验室共投入200多万元购买各类仪器设备。组建了3个实验分室:光信息处理与光电检测技术分室、光电子器件技术分室、电光源技术分室。经过7年的专业实验课程建设实践,逐步形成较为系统的教学体系、先进的教学内容和开放的实验教学环境。
(1)有机整合、独立开课,构建了模块化实验教学体系
打破基础实验与专业基础实验、专业实验独立分块,实验从属于理论课的传统实验教学体系,将光信息科学与技术专业教学计划中的实验组成一个有机整体,独立开课,构建模块化实验教学新体系。
(2)改革教学内容,优化基础实验,大幅增加综合性、设计性实验
光电信息与技术实验共108学时。由于多门实验有机整合为一门课,总课时增加,课程之间内容相互融合、渗透。因此,可以开设足够数量的高质量的综合性、设计性和研究性实验。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系,把学科最新发展成果和科研成果引入教学,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。结合企业需要,我们开设了“电子镇流器电参数测量”“光源光强角分布测量”“光源色温测量”“光电显示面板亮度均匀性测量”“光致发光及荧光粉相对亮度测量”等实验项目。
3.重视师资队伍建设,打造合理的人才梯队
开办新专业仅有好的课程设置和合理的实验室配置是不够的,还需要有优良的师资队伍建设。从2002年起,我系就注意引进光电人才,共吸收了两名分别为LED照明和光学层析成像专业的博士后,还有2名光学专业的博士,多名光学专业硕士。新生力量的加入充实了教师队伍,加强了科研的实力。另外,我们还注重在职教师的学术进修。这几年,通过在职攻读学位和利用访学得到提高的教师有十几人,取得博士学位的有5人,还在攻读博士的有3人,攻读硕士的有2人。加强与国外的合作,几年来,派出3名教师到美国和台湾等地的高校进行学术访问和交流。也通过邀请国内名校的专家来校举行学术讲座。整个专业教师队伍呈现高学历、高职称的态势,以中青年为主力的科研梯队充满活力。
4.重视实践环节,提高学生的专业技能
这几年,我们重视学生实习基地的建设,与对口的企业建立了良好的关系。另外,我们利用佛山与广州、深圳、中山等地路程不远,交通便利的优势,组织或鼓励学生参加光电照明等博览会,让学生多接触专业知识的应用。
严格把握毕业论文的选题,鼓励选择应用型课题,让学生尽早参与教师的科研课题。比如,“基于LABVIEW的多路LED老化测量系统”“用脉冲光声技术测量吸收系数”“太阳能LED照明灯的设计”等课题,是学生在大学三年级时就开始参与到指导教师的科研工作中完成的。
四、专业建设效果
毕业论文的质量有一定的提高,紧密结合光电专业方向,每年都有一定数量的论文具有创新性和应用价值。比如,09届毕业生的论文中“大功率白光LED开关稳流电源的设计”“排线顺序正确性的自动检测系统设计”等论文获得了优秀毕业论文。
最近几年,每年都有多名毕业生被国兴光电、滕龙光学有限公司等企业录用。根据毕业生质量跟踪的结果显示,我们的一些毕业生在企业里能吃苦、肯钻研、表现良好,得到了重用,在企业的技术岗位上作出了一些成绩。另外,我们在考研方面也取得胜利,如今年32名光信息专业毕业生中,有7名同学考上中山大学、华南师范大学、暨南大学和广东工业大学等高校的研究生。
近3年来,我们培养的学生在“挑战杯”“广东省大学生物理实验设计大赛”等各类竞赛中获奖18项,75人次获奖。通过竞赛,学生将所学的知识运用到实践中,有效提高了他们的综合素质。
五、思考与建议
经过7年的建设实践,我们有过教训,也取得一些经验,总结如下:
(1)合理动态地更新教学内容,淘汰已经过时的内容,特别体现在专业课程的教学内容和实验项目上。
(2)要建设有特色的专业实验室,推行模块化实验项目,有助于学生针对就业意向来选择学习内容。
(3)不足。专业设计软件的熟练使用是当今很多光学企业在招聘技术人员时强调的条件。如ZEMAX、Lighttools、Tracepro等,我们还没有开设相关的课程来介绍这类软件的使用。但我们已经在09级的人才培养方案中加入《科研训练》环节,实施导师制,让学生提前进入老师的科研项目,为毕业设计做准备。
参考文献:
[1]王宁,贾传磊,焦志勇.光信息科学与技术专业人才培养现状分析与思考[J].科技信息,2008,(23):372.
[2]李晨霞,康娟,夏涛.光电信息工程专业人才培养研究[J].高等理科教育,2008,(6):35-37.
[3]韩军,张群,李纯青.光电类专业学生创新能力培养模式研究[J].中国成人教育,2005,(11):68-69.
[4]龙青云,李富全,张昌莘.光电信息技术实验教学改革的思考[J].高校实验室工作研究,2007,(3):21-23.
[5]吕玮阁,殷森余,高红叶.光电信息专业实验教学中的创新能力培养[J].光学技术,2007,(3):303-304.
[6]徐慧娟.信息动力与大学生创新能力培养[J].武汉理工大学学报•信息与管理工程版,2006,(9):110-112.
篇3
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2013.03.047
中图分类号:R2-04 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)03-0100-02
目前,在信息技术与课程整合的研究中,出现了“大整合论”和“小整合论”两种观点,其中以“小整合论”为主流观点,即将课程等同于教学,把信息技术作为一种工具、媒介和方法有效融入到教学的各个层面,实现以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式。基于“小整合论”的指导思想,国内学者围绕信息技术与课程整合的3个基本问题(即整合的目标、内涵和方法问题)进行了大量研究,并取得一定的成果[1-4]。笔者在这些研究成果的基础上,通过调研本校信息技术与中医药类专业基础课程的整合现状,分析其存在的问题与不足,提出可行的对策与建议,为管理层的决策提供参考。
1 现状调查
本研究采用问卷、访谈等方式对本校师生进行抽样调查。内容主要涉及师生对信息技术与中医药类专业基础课程整合的态度、信息技术在中医药类专业基础课程中的应用情况和效果,以及个人信息素养构成与状况等。本次调查发放学生问卷350份,回收有效答卷326份;发放教师问卷100份,回收有效答卷93份。另外,本次调查还随机访谈了专业基础教师20人次。调查数据采用人工核查与Excel进行统计。
1.1 对学生的调查结果及分析
调研结果显示,学生对信息技术与专业基础课程整合比较满意的主要有学习兴趣增加、能提高学习质量与效率、喜欢教师采用多媒体上课、有助于理解知识。学生对信息技术与专业基础课程整合不满意的主要是不知道如何利用网络进行学习、合适的学习资源太少、网络对专业基础学习帮助不大。调研结果见表1。
1.2 对教师的调查结果及分析
调研结果显示,教师对信息技术与专业基础课程整合效果比较满意,认为信息技术能促进有效教学。大部分教师经常使用多媒体课件上课,但同时也认为,收集、整理和改造多媒体课件很费时间,会影响其他教研工作。超过半数的教师认为有必要进行信息技术与专业基础课程整合的培训。通过与教师访谈,发现大部分教师都认为信息技术与专业基础课程整合能激发学生兴趣、增加课堂教学容量。说明信息技术在很大程度上改变了教师的观念,引发了教师对教学的反思。另外,通过访谈还得知,大多数教师上课的多媒体课件是从网上下载后经过适当改造而来的,自制的很少。这说明在信息技术与专业基础课程整合中,教师网络利用能力较好,但复杂课件制作能力有待提高。调研结果见表2。
2 存在的问题
2.1 师生对信息技术与课程整合的理解有失偏颇
本次调研发现,部分学生认为信息技术与课程整合就等于老师采用多媒体课件进行教学,认为多媒体课件做得越精致,信息技术与课程整合得就越紧密。造成这种认识的原因是学生没有理解信息技术与课程整合的内涵实质,对实施信息技术与课程整合的途径与方法停留在一知半解的程度。调研也发现,部分教师认为信息技术与课程整合仅仅是现代化教学的工具和手段,认为依靠信息技术可以将所有教学环节用多媒体形式展现出来。这种认识造成的必然结果是教师成了多媒体课堂的操作员,学生不能真正参与到学习过程中,获得的只是教师展示的最终结论。
2.2 学生利用网络进行自主学习的能力有待加强
本次调研发现,部分学生还不太习惯利用网络进行学习,认为在网络学习中不能把握学习重点,容易迷失方向;甚至有学生认为,网络对中医药类专业基础课程的学习帮助不大。出现这种情况的原因是学生还未摆脱教师主导课程的传统教学模式,缺乏探究式自主学习的训练和习惯。
2.3 教师进行信息技术与专业基础课程深度整合的能力有待提高
本次调研发现,尽管大部分教师经常采用多媒体课件教学,但多媒体课件主要由网络下载后经简单改造而成。在访谈中也发现,目前教师普遍掌握的多媒体制作工具是PPT,制作技术简单实用,而其他的多媒体课件制作工具Photoshop、Flash、Dreamweaver、3DMaxs等很少有教师能熟练应用。在网络资源应用方面,也很少有教师把网络资源直接应用于学生的学习进程中,经常使用网络课件的教师数量偏少。这些情况表明,在中医药类专业基础课程教学中,信息技术与课程整合尽管已经进行,但起点层次较低,仅限于辅助教学的层面上,教师缺少将信息技术与课程整合向深层次发展的技术素养和理念。
2.4 学校提供的优质教学资源比较匮乏
本次调研还发现,大部分学生认为学校现有的教学资源不丰富,特别是适合专业基础课程学习的优质教学资源比较匮乏,学校网络教学平台上的课程数量较少,而且大部分网络课程中存放的教学资源很少。这一问题可以从教师调研情况中得到印证,即愿意将教学课件进行共享的比例仅为16.2%。这说明共享观念滞后和缺乏优质教学资源共享的激励机制是造成优质教学资源匮乏的重要原因之一。
3 对策与建议
3.1 加强指导,纠正信息技术与专业基础课整合中出现的理解偏差
信息技术与课程整合不等于简单地利用多媒体课件进行教学,也不仅仅是信息技术手段在课程教育中的运用,而应是教育、教学领域的一场深刻变革。这需要教师、学生以及教学管理工作者加强学习,自觉用建构主义理论武装自己的头脑,开展“以学生为中心”的教学设计、教学组织和教学管理,让信息技术既适用于教师的教学,又适用于学生的学习,同时也服务于教学管理。校方可以不定期邀请国内外知名专家、教授来校开展讲座,分类指导,纠正信息技术与专业基础课程整合中出现的理解偏差。
3.2 推进课程改革,提高学生利用网络进行自主学习的能力
利用网络进行自主学习是学生进行探究式学习的重要途径。长期以来,学生受到应试教育的束缚,对探究式学习方式暂时还不能接受。因此,要推进教学改革,在专业基础课程教学中充分发挥信息技术的作用,建立以学生为中心的资源环境和条件,加大对学生自主学习能力的训练,实现“被动型”教学模式向“主动型”教学模式的转换。特别是要发挥学校现有网络课程教学平台的优势,将教师精心搜集和组织的学习资源提供给学生进行自主学习,并提供资源评价。
3.3 加强培训,提高教师进行信息技术与专业基础课程深度整合的水平
教师的课程整合理念与信息技术应用能力直接关系到课程整合的效果和效率。因此,要加强对专业基础课程任课教师的培训力度,提高他们进行信息技术与专业基础课程深度整合的水平。一方面,要加强课程整合教学理论培训。让教师掌握信息技术与教育心理学的相关理论,在教学中能采用全新的教育思想、教学模式、教学方法和教学设计,解决如何用信息技术手段更好地达到教学目的的理论问题。另一方面,要加强信息技术应用能力的培训。让专业基础课程的任课教师掌握计算机软件技术、多媒体技术和网络技术,学会用论坛、微博等进行基于网络的教学设计与教学管理,把计算机当作备课、授课、组织教学、调控学生活动的工具。通过熟练掌握学校网络教学平台,汇集专题资源,将信息技术有机地融合到专业基础课程的结构、内容和方法中,实现深层次整合。
3.4 加大投入,促进学校优质教学资源建设
优质教学资源是学生进行自主发现、自主探索和自主学习的前提。缺少这个前提,教师主宰课堂、学生被动接收知识的现状就很难改变。因此,学校要加大对优质教学资源建设的支持力度。一方面,学校要出台优质教学资源共享的奖励办法,提高教师主动共享优质资源的积极性,让教师愿意、乐意将手头上的好资源贡献出来;另一方面,学校可以采取项目立项的形式,组建团队开发、整理优质教学资源,不断充实学校专业课程资源库。在此基础上,利用各种途径促进优质教学资源的有效应用。
4 小结
随着高等学校本科教学质量与教学改革工程深入实施,信息技术与课程整合已成为教育改革领域不可抗拒的潮流。基于上述分析,笔者认为:①信息技术与课程整合要根据课程的实际情况,使信息技术与课程有机整合,不过分夸大信息技术的作用,又不忽视信息技术的合理应用;②在信息技术与课程整合中,要注重提高师生的信息技术素养,提高信息技术的应用水平;③高校在加强优质教学资源建设的同时,要建立一套相应的资源建设与共享的激励机制,把优质教学资源建设成效与教师的奖金和评聘挂钩,从而保障教学资源的质量。
参考文献:
[1] 何克抗.信息技术与课程深层次整合的理论与方法[J].电化教育研究, 2005,26(1):7-15.
[2] 钟绍春,张琢,李吉南,等.信息技术与课程有效整合的方法与实践[J].中国电化教育,2007,28(10):74-77.
[3] 王佑镁.信息技术与课程整合教学效能影响因素的结构模型研究[J].电化教育研究,2010,31(3):63-67.
篇4
关键词:大交通;光电信息科学与工程专业;建设改革
前言:走进新时期之后大众对于日常交通出行较为关注,这是因为近些年大众居民常常被出行受阻所困扰,尤其是在各个节假时节,交通出行成为了大众最为头痛的一件事,高速公路出现数十小时的堵塞也时常见诸于报道,由此缓解交通压力并构建便捷安全畅通的交通环境即“大交通”成为了政府重点工作,由此各个省市区域对基础设施方面的建设予以了强力发展,而我国也就开始向大交通发展道路迈进,与此同时和交通建设息息相关的“光信科”专业也需要紧随时展进行教学改革。
一、初探“光信科”专业
一般来讲“光信科”专业源于二十世纪四十年代到五十年代之间,其前身是光学仪器方面专业,后续该专业名称出现了较多次调整变更,占到1994年的时候才正式将专业名称定为“光信科”专业,而该专业名称一方面展现与时俱进的时代气息,另一方面也展现学科专业与相应科学技术有效融合以及发展。可以说“光信科”专业将光学仪器方面专业传统优势予以了继承,此外在传统专业基础上又将信息学科和相应的电子学科等内容引入其中,最终就也就促使“光信科”专业将信息电子以及光电子和相应的观学等学科内容包含在内,本质上属于交叉学科范畴之内。而现今“光信科”专业基本上与多个部门行业有着较强联系,如该专业相关人才能够进入国家国防事业发展之中,也能够进入安全事业,还能够进入到交通领域,可以说就业前景是非常广阔的[1]。而走进新时期之后,在政府提出大交通背景之下更多的“光信科”专业人才则可以为交通事业发展发光发亮。
二、探析基于大交通环境下“光信科”专业改革建设
(一)优化课程体系
大交通环境下“光信科”专业改革建设应该从优化课程体系上着手,集中在核心课程以及必选修和相应的实践三类型课程,首先从核心课程来讲,依据国家要求以及各省市教育部门专业要求,将该专业核心课程方向集中在了光纤传感以及光电检测和相应的激光技术原理上,其中以光电检测作为核心课程方向之中的重点,最终确定下来的核心课程应该是包含“《工程光学》”以及“《光学系统》”和“《光电子技术》”、“《光学设计》”和“《物理光学》”以及相应“《激光原理》”[2]等,这些核心课程围绕光展开,强调的是光与电两者之间的有效融合;其次从必选修课程来讲,现今社会大量需要光学设计以及光学加工和相应光电子方面照明器件上的应用人才,而高校为了能够向社会输送优秀人才也就需要搞清楚社会人才具体需求类型,因此就需要将专业方面的选修课程予以良好确定,而“《光电材料》”以及“《光波导技术》”和“《数电模电》”,“《单片机应用》”和“《光学软件》”以及相应“《导体物理》”[3]等多样性课程纳入必选修范围之内,由此学生能够依据自身爱好以及相应职业规划自由选择较为喜欢课程,由此为自身多方面知识拓展奠定基础;最后从实践课程来讲,“光信科”专业不仅强调了知识人才的重要性,而且还强调了实践人才的培养,这就需要将理论性较强课程增加一定的实践性,强调将学生当做是课程教学主体,尤其是注重对学生能力技能的有效强化,将实践方面考核加重学分,可以将该专业实践创新方面的学分由以往2学分提升到6学分[4],提升学生对实践学习的重视并真正在实践中快速成长起来。
(二)建设双师队伍
任何专业发展以及人才培养一方面和学生自我学习有关,另一方面也和教师能力有着密切的关联性,对于“光信科”专业更是如此,教师能力的高低很大程度上决定了该专业后续的稳定发展,由此基于大交通环境之下高校为了能够培养更多更为优秀“光信科”专业人才并将其输送到交通领域之中,势必需要将现有教师队伍进行强化,发展双师队伍可以说现今已经成为了各个高校关注的焦点,具体来讲专业课方面理论课相关教师应该去不同部门进行挂职锻炼,还需要真正的进入企业之中参与到日常的生产环节,之后作为企业与高校之间交流通道针对企业以及企业之中技术管理人员邀请进学校进行课程指导,或者是直接将企业中生产经验丰富人员聘请为是导师,促使教学真正双效发展实践理论,一方面更好的培养学生,另一方面更好促使教师队伍整体素质迅速提升;此外还需要引入导师+辅导员教学方式,其中辅导员和导师两者之间配合,一方面对学生学术思想实施有效引导教育,另一方面对其知识技能予以强化,最终依托于双师教师促使“光信科”专业大量学生健康发展并在进入到社会之后为交通事业奉献力量[5]。总结来讲从双师教师以及课程优化两方面能够强化“光信科”专业改革建设。
结论:综上分析可知,现今政府较为重要的工作就是为民服务,而解决大众百姓较为现实以及基本生活问题更是政府头等工作,针对以往堵塞的出行环境,政府提倡并正在大力发展大交通,强化交通方面基础建设,此外政府还强调了与交通建筑有关的高校“光信科”专业的调整改革,依托于“光信科”专业发展进而促使更多优秀专业人才投入到交通发展之中,真正的推动我国成功迈向大交通新型时代,而本文将基于大交通环境下“光信科”专业改革作为研究核心旨在为现今以及未来交通环境优化发展献出自己一份微薄之力。
参考文献
[1]董军,刘继红,杨t等. 光电信息科学与工程专业高素质应用型人才培养模式的改革与实践[J]. 科教文汇(上旬刊),2015,04:50-51+54.
[2]张海明,尚可可,高贵等. 地方高校工程应用型光电信息科学与工程专业人才培养的探索与实践[J]. 物理与工程,2015,02:89-92.
[3]邓明,陈伟民,郭永彩等. 光电信息科学与工程专业创新型人才培养体系的探索与实践[J]. 教育教学论坛,2016,37:162-163.
篇5
1光纤通信和光纤传感是光纤技术的应用
光纤技术从信息领域的角度考察,主要是设计两个方面的内容,即信息的传输和采集。信息的传输是属于光纤通信技术,而信息的采集则是属于光纤传感技术。为了紧跟信息技术的发展,高等学府在教学设计和教学内容的设置上,应随着光纤信息技术的发展而发生变化。在课程设置上应有正确的定位,要通过光纤的基本原理和光器件原理对通讯网络进行阐述和讲解,使学生能够掌握光纤通信的基本原理。只有在原理的基础上方能够对信息的传播和采集有深刻的理解。总之在课程的设置上要把握研究光信息科学发展的基本规律与技术专业人才培养的机制,要以科学的方法为基础,更要把握国内外光纤类学科设置的现状、问题以及趋势,调整光纤类课程的结构体系,建立起基础性强、可操作性强的光纤类学科课程体系[2]。
2教学课程内容的组织和融合
光纤通讯的人才是具有创新思维和创新能力的高素质、高能力的复合型人才。在光纤系列课程的设置上要针对以上特点并根据光电信息专业人才所需的知识、技术和能力从整体的高度打破传统的教学模式和课程体系,根据行业所需的人才设置光纤类学科课程,进而将其具体化。此外,还应该解决原来各课程中对单一对象和知识进行整合的问题,避免其内容的重复化,重新建立课程结构体系和内容,将教学的内容有机的结合,使其更加丰富。
2.1理论教学内容的设置由于光信息科学的发展有着自身的规律,在光纤通讯的课程的设置上要符合这一规律。在课程设置上要将光纤结构知识模块化,只有将其具体的模块化才能更加清晰地进行课程设置,具体分为以下模块:光纤传输理论模块、光纤特性模块、光纤器模块、光纤通信原理模块、光纤通信技术模块、光纤传感原理模块和光纤传感应用模块。见表1。通过对光纤光学、光纤通讯原理与技术、光纤传感测试技术等三个课程的教学内容进行重新的组织和编排,使这三个课程相辅相成,形成一体。在对各个课程体系安排的同时要对每个课程的侧重点进行明显的突出,使其做到特点鲜明、协调统一。
2.2实验教学内容的设置现代人才的培养不仅要强调基础知识、对其创新意识和动手能力都有着一定的要求。实践教学过程已经成为理工科培养人才的重要环节。光信息学科是一门理论与技术相结合的新型学科,对于教学内容的设置上既要有理论知识,同时也要重视实验教学项目。在实验课程的设置上,好的实验仪器是必不可少的,如应配备光纤熔接机、光时域反射仪、光纤信息及传感实验系统等[3]。(1)光纤基础操作实验。光纤基础实验是学生要掌握的基本实验内容。在实操时要在一定程度上能操作整个实验,这是这个学科实操的重点。基本操作实验是指:光纤数值孔径的性质和测量实验;管线传输耗损性质与测量实验、光源与光纤耦合方法实验、光纤可调衰减器特性实验、光纤隔离器特性及参数实验、半导体激光器和发光二极管特性测试实验、模拟信号光纤传输实验、数字信号光纤传输实验等基础的实验项目。这些实验都是本学科的基础,对学生了解光纤的基础知识有着重要的帮助,应将其内容设置到教学的课程中,要求学生能够掌握。(2)特种光纤及模式功率分布传感原理实验、光纤分束器参数及MZ干涉仪原理实验、光纤传感的压力测量实验等。这里技术光纤技术实验的内容都为必修的实验内容。在实验的操作中学校要给学生提供方便,对仪器的操作教师都应尽量地进行实际的指导,并对实验室进行全面开放,帮助学生进行仿真模拟实验。还可以根据学生的特点和兴趣点,选择一些实验项目或者以组单位自己搭建实验系统,这样不仅能够提高高校仪器是使用率,更重要的是培养学生做实验的兴趣和提升学生实际操作的能力[4]。
篇6
目前,化石燃料仍是世界上主要的电力能源来源,在全世界面临能源危机的背景下,预计在2060年,电力电子技术将全面投入到可再生能源发电上(风力发电、水力发电、太阳能发电、潮汐能发电、地热能发电、生物发电等)。这是克服能源危机的重要措施,它们是可再生的绿色能源,对环境和气候的影响也会得到缓解。目前,我国的东北、华北、西北地区是陆上风能和光伏发电资源主要分布区,预计到2020年风电将达到100~150GW、光伏发电达到20GW规模,大规模、分散性的可再生能源所固有的间歇性、不确定性等问题,对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。利用电子技术,通过智能电网的建设,来实现可预测、可控制的可再生能源发电调度与控制,是促进可再生能源发展的前提。
同时更为提高清洁能源比重、有效应对全球气候变化带来的挑战打下坚强基础。目前,电力节能减排是一项非常艰巨的工程,随着人们的节能减排意识的提高,国家对清洁能源的需求不断增大、对环境的要求越来越高,必须通过电力电子技术的跨越式发展来解决变流器技术这一瓶颈,通过应用可靠性高的电力电子装置来提高现有输电线路的输送能力。目前人们的汽车的需求量不断上升,通过电子技术的大力研发,推广混合动力汽车、电动汽车从而为节能减排贡献一份力量。
2电子信息科学在体育科研领域的发展
当今世界的科技竞争更多地体现在信息资源的竞争中,国家体育科研的水平直接影响到国宗体育运动整体水平。因此国家体育领域建设的信息化将在我国体育事业中发挥重要作用。
首先体现在信息传播上,由于互联网能将各种信息包括文字、数据、图片、音像等信息输人网中进行互相交流传播,其特有的远程文件传输FTP,对于体育信息的收集传递尤为必需,能够让从事体育科研的人员可以及时的了解世界各地的体育新闻以及有关科研资讯的收集,极大地丰富了体育信息的资源,空前加快了体育信息的传递速度,为体育科研提供了创造和交流的平台。
其次,WWW和超级文本www简称万维网,它除了交换电子文件外,它还可以被用来进行文本的出版、图片、图像等信息的传输,更可以通过Webbrowoer(网络浏览器)在Internet网上四处观光游览。WWW通常建立各类服务主页,主页内容也十分丰富。就体育范围而言,有国际奥委会、夏季、冬季奥林匹克项目国际单项休育联合会等提供的不同赛季的赛事安排、竞赛成绩、体育新闻、体育评论等信息。也有体育广告和体育服装器材用品公司等提供的服务信息,介绍新研制的运动服装、设备、器材等等。也提供新出版的体育期刊、报纸的体育栏目等信息。通常需要在WWW上浏览文件,主页每一页都有一个统一的资源地址标识(URL),以方便用户进行信息检索。
最后,对于专利的保护服务,互联网能够给用户提供专利服务,在国内,对于体育专利,可以通过系统的查找,搜寻相关的体育专利信息。对国外体育专利经过专门的网址也可查到。目前,我国对体育专利信息数据库实行定期的更新和维护,不断补充和扩展。
3纳米电子技术的发展
纳米电子技术的发展,已经成为了全世界信息科学技术的趋势,它在提升国家核心竞争力和实现科技兴国战略中发挥着不可替代的作用。
3.1纳米电子的研究方向和关键技术纳米电子技术研究的内容包括纳米电子学的基础理论、纳米电子材料、纳米电子器件和纳米电子系统等主要技术方向。纳米电子的关键技术主要为纳米电子器件的设计、纳米的加工与制备、纳米电子的表征测量。
3.2纳米电子技术的最新发展动向与信息技术前景目前纳米电子技术在新型的电子元件领域的开发取得了重大成果,特别是碳纳米管和石墨烯的发现。碳纳米管在纳米电子技术领域有着重要的用途使,由于它独特的结构和良好的导电性,对于实现速度快而功耗小的计算机集成电路有着重要的意义。而石墨烯的发现,可用来制成速度更快、功耗更低的石墨烯芯片,有望成为下一代基于电子自旋的电子元件材料。纳米电机技术的进步使集成电路、纳米电子计算机、纳米电子机械系统的研究有了技术支撑。
4结语
篇7
本次参展的项目约600项,参展实物近1000件,模型150多件。信息科学与技术展区吸引了记者的目光,那里展示了海量信息存储、高端容错机、中国国家网格、虚拟现实、可信计算等项目。
在“十一五”期间,依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》、《国家“十一五”科学技术发展规划》和《863计划“十一五”发展纲要》,863计划组设立了海量存储系统关键技术重大项目。经过近两年的研发,海量存储项目已经达到了既定的目标,并且通过了相关课题组的测试与验证。在信息科学与技术展区,记者看到了分别由浪潮和华为牵头研发的海量存储系统。
大多数的存储核心技术都掌握在国外厂商的手里,尤其是一些关键的高端存储技术。当前,高端存储市场基本被国外厂商所垄断,而国内存储厂商的产品只能覆盖中端和低端存储市场。
存储系统的发展直接关系着一个国家的信息安全。海量存储系统关键技术重大项目的研发目标是对国外同类产品具有兼容性和可替代性。从主要技术指标来看,海量存储系统的架构要支持8控8活,每个控制器要支持以太网、FC或InfiniBand网络接口类型,可靠性要达到99.999%,具有完全自主知识产权的硬件、软件和组装结构,磁盘阵列的容量具有可扩展性,单台磁盘阵列可管理200TB以上的磁盘总容量,峰值要超过120万IOPS,具有高效的系统管理功能,能够实现控制器间的快照、镜像等功能,方便实现远程容灾应用等。
由浪潮和华为分别担纲的两个研发团队承担了海量存储系统关键技术重大项目的研发任务。虽然同属一个项目,但是两个研发团队互不干涉,分别进行各自的研发。在信息科学与技术展区,浪潮和华为分别展示了自己的研发成果。
华为牵头的研发团队主要由华为、中科院、中国传媒大学组成,其中华为负责硬件研发,中科院负责并行软件的研发,中国传媒大学负责应用测试。
华为现场展示的S8000高端磁盘阵列,采用8控8活的体系架构,可支持全局部件冗余、负载均衡和各种存储协议,从而保证了系统的高可用性。其单台阵列可管理1.2PB以上的存储空间,峰值超过160万IOPS。现场展示的华为S8000高端磁盘阵实是个庞然大物,由4个标准机柜组成,全部采用容量为1TB的SATA Ⅱ磁盘。
浪潮牵头的研发团队主要由浪潮、江南计算机技术研究所、华中科技大学等组成,其中浪潮主要负责存储研发,江南研究所负责交换机的研发,华中科技大学负责应用的研发。浪潮在现场展示的PB级高性能海量存储系统采用紧耦合多控制器冗余体系结构,支持8控8活,单台阵列容量可达512TB,系统带宽为20.81GB/s,峰值达到135万IOPS,可靠性达到99.999%。
浪潮PB级高性能海量存储系统的外观十分特别,柜体比标准机柜稍矮,柜门把手采用转轮式设计,与银行保险柜的门把手相似,酷感十足。据浪潮的研发人员介绍,浪潮PB级高性能海量存储系统的机柜在设计时参考了变形金刚的某些元素。
篇8
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.
篇9
最近几年大力发展的方向,这就是一次第三次工业革命,这个行业会持续走强,十分有前途。
2、外语类:外贸英语、小语种,专业性很强,随着中国走向世界,这个行业也会是个经久不衰的行业。
3、法学类:法学、社会学、治安学、侦查学,这个行业随着社会的进步而进步,看看美国如今法学低位,那就是中国未来法学地位了。
4、机械类:机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程、测控技术与仪器,这个行业一直都很火,必进是国民生活、国家建设的基础性行业,需要大量的人力物力,不过工资嘛,也都一直不温不火。
篇10
关键词:传感器技术;应用; 现状;发展趋势;微型化;多功能化;智能化;网络化
随着科学技术的迅猛发展, 在机械制造、交通运输、石油化工以及医疗卫生等领域,传感器技术的应用越来越广泛,它正逐渐地渗透到人们的日常生活中去。
从某种程度上来讲, 衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志是传感器技术水平的高低,主要体现在传感器能够较好地实现自动控制水平和测试技术的高低。作为测量与自动控制的重要环节的传感器,不仅是新技术革命的重要技术基础,而且还是当今信息社会的重要技术基础。笔者就当前一些重要的领域里,讲述了传感器技术的应用情况,并按照目前传感器技术的发展现状,对其将来的发展方向加以预测。
一、传感器的定义以及分类
(一)传感器的定义
从广义上来说,传感器是指将被测量对象的某一确定的信息具有定量检出与感知功能,而且根据一定的规律能够转化为与之相符的有价值认识信号的装置或者元器件。从狭义上来说,可以感受被测量,而且可以根据特定的规律把其转化为性质相同或不同的输出信号的装置。
(二)传感器的分类
1.传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。
2.按照输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等;
3.按照工作原理分类,传感器的命名常能够根据工作原理,如应变式、电容式、电感式、热点式、光电传感器等;
4.按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。若输出量为模拟量则成为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等。
5.按照被测量的性质,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。
(1)物理传感器原理及应用[1]
物理传感器是利用某些物理效应,把被测量转化成为便于处理的能量形式的信号装置,其输出的信号和输入的信号有确定的关系。常用的物理传感器有光电式传感器、压电式传感器[2]、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等 [3]。
(2)化学传感器原理及应用
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,将被测信号量的微小变化转换成电信号。常用的有气敏、湿敏和离子传感器。
(3)生物传感器原理及应用
生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号、光信号等。有人将生物传感器形象地定义为:由生物识别单元。可见,任何一个生物传感器都具有两种功能,即分子识别和信号转换功能[4]。
二、传感器技术的应用
传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要水平,传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。
(一)主要传感器技术分类
1.光电传感器技术
光电传感器技术又称为光感器技术,是将光感信号转化为电信号的一种传感器技术。光感器技术可用于检测直接引起光量变化的非电量,也可用于来检测能转换成光量变化的其他非电量,目前主要应用于工业自动化装置和机器人技术中。
2.多传感器技术
传感器是获取信息的工具。多传感器信息融合技术军事上的成功应用后,极大地提高了传感器系统的可靠性,扩展时间上和空间上的观测范围、增强数据的可信度、增强系统的分辨能力。多传感器技术主要是信息融合技术。
3. 生物传感器技术
生物传感器技术是一种将生物化学反应能转化成电信号的分析测试技术,以此而制成的传感器装置具有选择性高、分析速度快、操作简单和价格低廉的特点。作为一门在生命科学和信息科学之间发展起来的一门交叉学科,应用很广泛。
(二)传感器技术在ITS中的应用
ITS是人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术[5]、电子控制技术、传感器技术及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输体系。
1.传感器技术在智能汽车中的应用[6]
2.传感器技术在虚拟仪器中的应用
3.传感器技术在军事领域中的应用
三、传感器的发展趋势
近年来,随着生物科学、信息科学和材料科学的发展,传感器技术飞速发展。由于微电子技术和微机械加工技术发展,传感器必将向微型化、多功能化,智能化和网络化方向发展。
(一)微型化(Micro)
微型化传感器主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。其核心技术是研究微电子和微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。3D微型结构已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。
(二)多功能化(Multifunction)
通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。
(三)智能化(Smart)