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光学电子技术

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光学电子技术范文第1篇

电子信息科学与技术专业培养目标

该专业旨在培养具有坚实的数理基础,受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练,系统掌握电子信息科学与技术的基础理论与基本技能,熟悉现代电子技术、现代通信技术、计算机技术及网络技术,能适应电子信息科学飞速发展,具有良好的知识结构和适应能力,能在电子技术、电子信息科学及电子信息产业等相关领域从事设计制造、科研开发,应用研究与技术管理等工作的高级理论和技术人才。

电子信息科学与技术专业就业方向

本专业学生毕业后可在电子信息类的相关企业中,从事电子产品的生产、经营与技术管理和开发工作。主要面向电子产品与设备的生产企业和经营单位,从事各种电子产品与设备的装配、调试、检测、应用及维修技术工作,还可以到一些企事业单位一些机电设备、通信设备及计算机控制等设备的安全运行及维护管理工作。

从事行业:

毕业后主要在电子技术、新能源、计算机软件等行业工作,大致如下:

1 电子技术/半导体/集成电路;

2 新能源;

3 计算机软件;

4 互联网/电子商务;

5 仪器仪表/工业自动化。

从事岗位:

毕业后主要从事电子工程师、专利人、光学工程师等工作,大致如下:

1 电子工程师;

2 专利人;

3 光学工程师;

4 测试工程师;

光学电子技术范文第2篇

【关键词】铁电体;功能材料;集成器件

0 引言

铁电材料是一类具有自发极化Ps(spontaneous polarization),而且自发极化矢量可以在外电场作用下反转的电介质,这类材料的主要特征之一是具有铁电性,即电极化强度与外电场之间具有电滞回线的关系,同时还表现出其他特性如:压电效应、热释电效应、电光效应、声光效应、非线性光学效应以及铁电畴的开关效应等。铁电材料的发展经历了三个重要阶段: 20世纪20-30 年代,以水溶性铁电单晶为代表;40-70 年代, 以铁电陶瓷为代表;70 年代以后,以铁电薄膜为代表。早期铁电材料的用途主要是利用它的介电性、半导性等制作陶瓷电容器和各种传感器。激光和晶体管技术的日趋成熟,又促进了铁电薄膜的发展。80年代, 随着铁电材料制备技术的发展,铁电材料可以制作一些特殊功能器件,使其广泛应用于电子技术、超声技术、红外技术等领域。90年代, 随着微电子技术、光电子技术和传感器技术等的发展, 对铁电材料提出了小型轻量、可集成等更高的要求,从而使大批新型铁电器件或器件原型不断涌现。所有这些特性,使得铁电体在红外探测器、声纳探测器、压电振荡器、非线性光学器件与铁电存储器等方面得到了非常广泛的应用。在铁电材料的许多应用中, 铁电存储器尤其引人注目。铁电存储器既有动态随机存储器(DRAM)快速读写功能, 又有可擦除只读存储器(EPROM)的非易失性, 还具有抗辐射、功耗和工作电压低、工作温度范围宽、易与大规模集成电路兼容等特点,因而在铁电随机存储器(FRAM)、超大规模集成动态随机存储器(ULSI DRAM)、铁电存储器(FEMFET)、全光存储器等领域有广阔的应用前景。铁电材料和集成铁电器件在世界范围内引起了科技工作者的深切关注, 成为当今功能材料和器件研究方面的一大热点。

1 铁电材料的基本类型

铁电材料主要包括钛酸盐系、铌酸盐系和锆酸盐系三类。目前广为研究的铁电材料有PbTiO3(PT)、PZT、PLZT、Pb1-xLaxTi1-x/4O3(PLT)、Pb(Mg,Zn)1/3Nb2/3O3(PMN)、(Ba0.17Sr0.13)TiO3、LiNbO3、Bi4Ti3O12、BaTiO3等。在现有的铁电材料中, 比较令人满意和使用较多的是PT、PZT、PLZT 系列。这主要是由于它们具有良好的光学和电学性能,调整其化学组成可以满足电光、弹光及非线性光学等多方面的要求,但PZT系铁电材料具有耐疲劳性能较差、易老化及漏电流大、不稳定等缺点。

2 铁电材料的研究热点

人们在不断对新材料体系进行了开发和研究中,发现了铋系层状钙钛矿结构的SrBi2Ta2O9(SBT)铁电材料,这类材料具有良好的抗疲劳特性,用其制作的FERAM,在1012次重复开关极化后,仍无显著疲劳现象,且具有良好的存储寿命和较低的漏电流。以高容量为主要要求的动态随机存储器(DRAM)常采用高介电常数(εr)的铁电材料作为电容器的介质材料。

与此同时,相当一些四方相和正交相钨青铜型结构的铌酸盐铁电材料由于其优越的性能也越来越引起人们广泛的关注,如Ba2NaNb5O15(BNN)、(Sr,Ba)Nb2O6(SBN)、Ba2-xSrxK1-yNayNb2O6(BSKNN)、(Pa,Ba)NbO2(PBN)等[5]。这类铁电体是主要的电光材料,但这些材料很难制备成单晶结构,这类材料已有一些报道。随着光电子学的发展,这类铁电材料将日益受到人们的重视。

3 结论

铁电材料具有优越的电学、非线性光学、电光、等一系列特殊性质, 可以利用这些性质制作不同的功能器件, 并可望通过铁电材料与其它材料的集成或复合, 制作集成性器件。利用其电滞回线特性可制作非挥发性随机存取存储器, 利用压电效应可制作声表面波延迟线及微型压电马达, 利用热释电效应可制作红外热释电探测器, 利用光电效应制作光波导等器件。目前, 铁电材料主要应用于微电子学和光电子学, 在这两大领域中, 铁电材料均有重要的或潜在的用途。

【参考文献】

[1]钟维烈.铁电物理学[M].科学出版社,1996.

[2]张良莹,姚熹.电介质物理学[M].西安交通大学出版社,1991.

光学电子技术范文第3篇

关键词: 厚膜; 电荷耦合器件; 驱动电路; 集成电路

中图分类号: TN386.5?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2015)06?0145?04

Design and application of highly?integrated circuit in photoelectric detection

SUN Zhen?ya, LIU Dong?bin

(Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China)

Abstract: Because of the large?scale and high?integration development for the space camera, and the limitation of space, the circuit has to be optimized, even some special technologies have to be used to reduce the area of the circuit board. In consideration of the complexity of driver circuit of CCD detector, the driver circuit was integrated in a module by the thick film technology. There are many advantages in thick film technology such as high reliability, flexible design, low cost and short cycle. The integrated area through the thick film technology was reduced to the 1/3 area as the original circuit board before integration. The output signal of the thick film integrated module is perfect for the demand of CCD detector. At the same time, the design provides a certain reference for the large?scale integrated circuit design in the space missions.

Keywords: thick film; CCD; drive circuit; integrated circuit

0 引 言

随着人类对太空的探索,空间相机的发展越来越迅速。在许多空间光电探测的电路系统中多使用CCD (电荷耦合器件,Charge?Couple Device)来进行光电转换。CCD是将入射光在所有光敏单元激发的光信号转换成模拟电信号的光电转换器件。该器件具有小体积、轻重量、低功耗、高精度、长寿命等优点,被广泛应用在空间光电探测、航天遥感观测、载荷对地观测等领域[1?3]。

CCD工作时需要适当的时序驱动信号,并且产生的电信号需要进行后续处理后才能给控制系统识别。CCD产生的电信号是模拟信号需要进行相应的视频处理电路,视频处理电路系统包AFE(,Analog Front End,模拟前端),FPGA和数字信号处理模块。

空间相机的发展越发趋向于大规模化高集成的设计,空间相机中的硬件电路的高度集成化变得越来越让人们关注与研究。目前,关于空间光电探测电路系统的高集成度的技术发展主要体现在厚膜电路和半导体级的ASIC(Application Specific Integrated Circuits,专用集成电路)两个领域。厚膜电路是将电阻、电容、电感、芯片的管芯通过互连的铜线在印制板上制成的,其优势在于性能可靠,设计灵活,投资小,成本低,周期短。ASIC是按照用户的需求,在一个芯片上专门设计具有某些特定功能的集成电路,其性能高(可以比厚膜电路做的更高)、可靠性高。但是由于用户的需求量少,对于用户来说其成本相对较高,且难度高[4?5]。

为实现空间相机电子学的大规模化、高集成的要求,本文将比较通用的一款TDI CCD探测器的时序驱动电路模块设计成厚膜集成电路,并且根据实际PCB版优化厚膜电路设计和性能指标,得到了较好的结果。

1 TDI CCD探测器

该TDI(Time Delayed and integration,时间延迟积分)CCD探测器可以探测到两类光谱区。这两类光谱区分别是彩色B区和全色P区。由于实际情况需要,将该CCD探测器的时钟工作频率设定在20 MHz,行频设置在1 kHz。由于该CCD探测器的光谱区多,所以它的驱动时序也是很复杂的,一共有89个驱动信号,将可以共用的信号合并后仍然有61个驱动信号。由于该探测器实际需求的驱动信号过多,本文中仅以CIxP为例讲述驱动电路的设计以及实验结果。表1中给出了该CCD探测器的CIxP驱动信号的电压幅值范围。该CCD探测器的驱动信号需要FPGA产生相应的时序的驱动信号,并通过相应的时序驱动电路变为所需要的电压幅值范围。

表1 CI和TCK时钟驱动信号

图1中的CIx和TCK的上升沿时间记为tr,典型值50 ns;CIx和TCK的下降沿时间记为tf,典型值50 ns;转移时间记为ttran,典型值3.6 μs,根据实际工作需要改为1 ms;TCKB的信号周期记为TTCKB,根据行频而定;TCKP的信号周期记为TTCKP,根据行频而定;CI2的下降沿到CI1的上升沿的时间差记为t1,典型值0.5 μs;CI1的上升沿到CI3的下降沿的时间差记为t2,典型值0.5 μs;CI3的下降沿到CI2的上升沿的时间差记为t3,典型值0.5 μs;CI2的上升沿到CI4的下降沿的时间差记为t4,典型值0.5 μs;CI5的下降沿到CI3的上升沿的时间差记为t5,典型值0.5 μs;CI3的上升沿到TCK的下降沿的时间差记为t6,典型值0.5 μs;CI1的下降沿到CI4的上升沿的时间差记为t7,典型值0.5 μs;CI1和TCK的高电平时间记为tcla,典型值2.5 μs;CI2、CI3和CI4的低电平时间记为tclb,典型值1.5 μs。

2 驱动电路设计

本文针对该CCD探测器的驱动电路设计分为两个步骤:

(1) 通过现在市面上的芯片选择适合该驱动电路芯片设计而成。

(2) 对通过芯片设计的驱动电路做实验得到与该CCD探测器相需求的时序结果,进行整合通过厚膜技术来实现最终电路。

最终的驱动电路分为左右两个模块(两个模块设计的完全相同)分别针对该CCD探测器左右驱动时序,并且把驱动电路中用到的LDO等电压转换模块通过厚膜技术集成到一个模块[6?7]。

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图1 P和B区的垂直转移时序图

图2给出了驱动模块的管脚示意图,该模块可以产生一般的水平驱动信号(20 MHz)以及大部分的垂直驱动信号,51号脚是针对模块内部的测温度的热敏电阻预留的。图中的左侧的上面两组是输入信号,右侧的上面两组是输出信号。其他的为电源和地信号。

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图2 驱动模块的管脚图

图3给出驱动模块的版图,速度较快的水平驱动信号(20 MHz)均放在版图的最,内部放置的是垂直转移信号。该厚膜模块最后的面积为37 mm×37 mm,约为原来没有厚膜集成的[13]。

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图3 驱动模块的厚膜版图

该模块中集成的大部分芯片是EL7457,EL7457是一款高速度,同相位,四通道的CMOS驱动器。该驱动器可以驱动40 MHz的信号,并且输出电流值可以达到2 A。

以CI1P,CI2P,CI3P,CI4P这4个信号为例,这4个信号的幅值范围是-5~5 V,但是从图2的时序图中可以知道,CI1P的信号大部分的时间内都是低的,而CI2P,CI3P,CI4P的信号大部分的时间内都是高的。所以电路设计时将区别对待,由图4知EL7457的供电电压设置为10 V可以让CIxP的信号幅值达到10 V,通过0.22 μF的电容隔直后,再通过二极管与电阻并联接偏置电压的设计将其拉到正常工作的范围,出来的信号在工作电压范围方面就达到CCD手册的要求。CI1P的偏置电压设置为-5 V,当10 V的方波信号过来后由于二极管的正向钳位作用使得CI1P的最小电压是-5 V,所以得到了-5~5 V的信号,且无信号时为低(-5 V)。CI2P,CI3P,CI4P的的偏置电压设置为5 V,当10 V的方波信号过来后由于二极管的正向钳位作用使得CI2P,CI3P,CI4P的最大电压是5 V,所以得到了-5~5 V的信号,且无信号时为高(5 V)。

OFFSET偏置电压通过电阻分压外接运放负反馈驱动的形式产生的,见图5,采用这种电路结构优势在于可以减少电路中线性稳压器的数量,由于该探测器需求的驱动信号数量多,电压值多,若所有电压值都采用线性稳压器,不但会导致电路板尺寸会大很多,而且更加引入散热的问题。同时偏置电压信号所需要的电流相当的小根本不需要线性稳压器[8?9]。

3 驱动信号的实验结果

针对CIxP的测试,在实验测试中以驱动模块的输入信号(FPGA的输出信号)TCKP_FPGA为基准信号,对CIxP以及其对于的OFFSET偏置电压进行单组测量。

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图4 CIxP原理图

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图5 OFFSET偏置电压原理图

图6中的三组信号分别是:TCKP_FPGA(幅值范围0~3.3 V)、CI1P(与TCKP_FPGA有相同的相位,幅值范围-5~4 V)、以及CI1P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET-5 V。

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图6 CI1P的信号

图7中的三组信号分别是:TCKP_FPGA(幅值范围0~3.3 V)、CI2P(超前于TCKP_FPGA约0.5 μs,幅值范围-4~5 V)、以及CI2P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V(在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动)。

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图7 CI2P的信号

图8中的三组信号分别是:TCKP_FPGA(幅值范围0~3.3 V),CI3P(反向于TCKP_FPGA,且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的时间约延后0.5 μs,幅值范围-4~5 V)、以及CI3P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V(在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动)。

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图8 CI3P的信号

图9中的三组信号分别是:TCKP_FPGA(幅值范围0~3.3 V)、CI4P(反向于TCKP_FPGA,且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的时间约延后1.5 μs,幅值范围-4~5 V)、以及CI3P信号对应二极管上的嵌位电压OFFSET+5 V(在TCKP_FPGA的下降沿末端有波动)。

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图9 CI4P的信号

CIxP的四组信号由于实际电路图中的电容分压导致最终幅值没有达到10 V,但是仍然在CCD的手册要求范围内。OFFSET电压在信号变化较多的点会有串扰导致波动,但是对实际的CIxP影响甚微[10?11]。

4 结 语

通过厚膜技术对驱动电路集成后的面积减少到[13],虽然该模块需要添加散热,但是面积的减少使得在同样面积的PCB上集成更多的模块,实现更多的CCD阵列。对所有驱动信号用示波器进行测量,均满足要求。本文中仅给出CIxP的信号波形进行事例。实验结果表明驱动电路的厚膜技术可以满足在光电探测中的集成应用。本设计中的驱动电路的厚膜集成也对其他航天任务中大规模电路的集成提供了一定的参考借鉴作用。

参考文献

[1] 叶培军,刘福安,曹海翔.线阵探测器KLI?2113线阵CCD器件主要性能参数及测试方法[J].中国空间科学技术,1997,17(3):44?51.

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[4] 孙景旭,刘则洵.CCD成像电子学单元光电参量测试系统[J].应用光学,2013,34(2):289?294.

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[8] JIA Hua?yu, LIU Li, ZHANG Jian?guo. Wide band current?mode amplifier for pipelined ADC [J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2014, 22(10): 2855?2860.

[9] 贾华宇,刘丽,张建国.流水线模数转换器中的宽带电流型运算放大器[J].光学精密工程,2014,22(10):2855?2860.

光学电子技术范文第4篇

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。

光学电子技术范文第5篇

关键词:应用型本科院校;光电子;培养方案

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)08-0077-03

光电子技术是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域。光电子产业涵盖了与光电子技术有关的光电材料与元器件、光通信、激光、光电显示、光存储、红外等细分行业,作为典型的高附加值产业,受到众多国家的广泛关注,已经成为当今信息技术中发展最快的高新技术产业。到目前为止,浙江省已建成10个各具特色、不同层次的光电子产业特色园区。宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,目前全市光电子技术企业有2000多家,但大多数企业规模不大,主要生产比较简单的光电子产品,普遍缺乏科研攻关能力,企业的可持续发展受到极大的制约,这些企业需要大量的专业技术人才来提高企业的技术核心竞争力。2013年宁波人才紧缺指数显示,宁波光电子专业技术人才的缺口很大,例如,近两年电工电器领域的光学工程师的紧缺程度一直处于橙色预警状态。

为了满足光电子产业快速增长对专业人才的需求,国内许多大学近几年纷纷开办了与光电子相关的专业。然而,由于光电子产业具有涵盖范围广,产业细分度高的特点,作为一个相对较新的专业,找准专业培养方向的定位,达到专业与产业的有效对接,及时调整专业方向和培养方案,是提高专业的人才培养质量,逐步解决光电子产业升级所面临的人才紧缺问题的关键。另外,为了解决中国就业结构型矛盾问题,教育部日前明确了部分高等院校向技术技能型教育转变的改革方向。同时,新一轮的高考制度改革也开始启动,这为地方性本科院校的发展提出新的挑战和机遇。因此,如何在专业对接产业的视角下,适时调整专业培养方向,改革培养方案,培育特色鲜明的优势、品牌专业是地方性应用型本科院校建设和发展的关键[1-3]。

一、光电子专业培养方案现状

随着就业压力的不断加剧,高校专业方向与就业的相关性问题越来越受到学生、家长、用人部门和政府教育主管部门的关注,并且不断被日益激烈的市场竞争所强化。目前高校的专业方向设置和培养方案与市场需求并不完全契合,这是宁波乃至全国高校中一个比较突出的问题。据统计,宁波高校电子信息类专业和电气信息类专业毕业生毕业后所从事工作与其所学专业的相关度分别为67%和71%,这一数据说明,即使在专业与工作相关度要求较高的工科类学科领域,专业适切性的问题仍然比较突出。

宁波工程学院作为地方性本科院校,定位于培养优秀的工程应用型人才。在这一人才培养目标下,专业方向的调整和培养方案的改革与研究是非常重要的,也是非常紧迫的。宁波工程学院的电子科学技术专业2004年开始本科招生,2009年成为浙江省重点建设专业。目前专业设有电子系统设计和光电子技术两个专业方向。其中,电子系统设计是传统的电子类专业方向,在全国高等院校的电子类专业中几乎均有开设。宁波工程学院的电子系统设计方向发展较早,教学条件相对较好,学生在选择专业方向时比较青睐。然而,该方向的突出问题是技术普遍,缺乏特色。相对而言,光电子技术还是一个新兴的专业方向,它是在近年来随着光电信息产业的快速发展而设立的。目前宁波市仅有包括宁波工程学院在内的两所高校开设了这一专业方向。经过几年的专业建设,该方向的师资力量和科研实力不断提升,然而,学生的培养质量却没有明显改善,学生就业相关度相对较差。根据麦克思学院社会需求与培养质量年度报告显示,电科专业2011届和2012届毕业生工作与专业相关的人数比例分别为45%和51%。其中,光电子方向的这一问题相对而言更为突出。

根据笔者在专业建设过程中的体会和调研走访的发现,宁波工程学院电科专业光电子方向的突出问题是定位不准,专业结构与产业结构和人才需求结构不适应,培养方案缺乏特色。这也是众多高等院校光电子类专业面临的普遍问题[4-8]。面对发展速度快、涵盖内容广的光电子技术这一新兴高科技产业,作为一所普通院校的专业不可能涉及每一个领域。如何能找准专业定位,实现专业与产业的紧密对接,精确地把握人才培养的核心知识和核心能力,制定合理的专业培养方案,是提高宁波工程学院的专业人才培养质量的关键,这还将有助于提升宁波工程学院的专业特色,有利于品牌专业的建设。

二、光电子技术专业人才培养方案创新策略

(一)确定与光电子产业的对接点,准确定位核心知识与能力

应用型本科地方院校的人才培养要根据本地区产业发展需要,培养第一线需要的、具有良好素质的应用型专门人才为目标。宁波工程学院的光电子技术专业人才培养要紧紧围绕浙江省、宁波市及周边地区光电子信息产业发展规划、发展现状和学校办学特点。统计表明,浙江省的光电子产业近年来以年均30%的增长速度快速发展,全省从事光电子产品生产的企业已有500多家,占全省信息产业总值的5%,目前已成为我国光电子产业大省。我省在光通信/光通信/光材料及光伏器件等方面已经形成了系列产品。特别是在光学仪器与光学加工领域,具有国内领先的规模。因此,我省在光电子器件制造和加工领域具有较好的产业基础。因此,在专业培养方案的制定和改革过程中,如何在地方现有的产业基础上把握专业培养目标的对接点是十分关键的。我们从光电子产业链的组成和浙江省光电子行业现状出发,通过前期的大量企业走访和调研分析,深入分析了人才需求,初步确定了以产业链中、下游的光电子器件和系统集成领域作为专业的对接点,如图1的专业培养方案改革示意图所示,在这一产业领域,光电器件作为系统的功能核心,电子系统作为控制核心,二者相辅相成,缺一不可。

另外,宁波工程学院电子科学与技术专业目前已有光电子技术和电子系统设计两个方向。其中,专业在电子系统设计方向具有良好的实践教学条件和师资队伍,在学生培养方面已经取得了较好的培养成果。并且,近几年来,专业在光电子技术方向引入了较好的师资力量,投入大量资金购买仪器设备,建设光电子实验室。选择光电子器件和系统集成作为对接点,可以充分整合、利用本专业在光电子技术和系统设计方面的现有资源,有利于发展“光”“电”融合的专业特色。在确定了本专业与光电子行业的对接点后,我们将紧紧围绕该对接点,以“光”“电”融合为特色,精确提炼专业培养的核心知识和核心能力,并围绕核心知识与核心能力开展课程体系整合与实践环节改革,形成特色鲜明、行业衔接度高的专业培养方案。

图1 光电子专业方向培养方案示意图

(二)以双核培养为中心,建设光电子课程体系,加强实践环节改革

1.围绕光电子专业的核心知识和能力构建课程体

系。首先,以专业核心课程建设为突破口,优化整合现有课程,进行实践环节改革,建立与光电子产业对接的课程体系。新建课程体系将分为四个模块,分别为基础课程模块、专业核心课程模块、专业选修课程模块以及实践课程模块。基础课程模块主要培养学生职业基础能力和人文素养,主要包括英语、思想政治教育、身体素质培养、文献检索与写作、职业规划以及人文艺术类课程。专业核心课程模块主要培养学生的专业核心知识,主要包括物理电子、应用光学和系统设计类课程,专业选修课程模块主要围绕光电子产业领域的新应用和新发展,拓展学生的知识范围,培养学生可持续发展能力,主要包括“光伏电子技术”、“半导体器件工艺”、“信号处理”等课程。

2.实践课程模块是本次改革的重中之重,着重培养学生的核心实践能力。在整个课程体系中,实践课程的学时比例将大幅提升,加大实习实训的比重。在课程设置上,以典型职业活动为线索确定专业实践课程设置,按照企业工作过程设计课程,以工作任务来整合实践课程内容。我们将新开“应用光学设计”和“半导体照明应用技术”两门课程,并以这两门课作为实践改革试点,对接企业环境建设实践实训场所。根据职业岗位特点,在校内开设“校中厂”,由企业设计师和专任教师共同指导,并带领学生承接项目、练就技能,实现综合职业能力的培养,在真实的职业环境中,不断提升职业能力和综合素质。

三、“专业对接产业”人才培养方案的实施保障

“专业对接产业”人才培养方案的顺利实施需要各类保障机制的同步改革,主要包括适应“专业对接产业”的教学管理和教学考核方式的改革,适应“专业对接产业”的专业教学团队建设,与课程体系相配套的实践实训场所的建设,以期逐渐建立适应“专业对接产业”的光电子专业人才培养方案的各类保障机制[9-10]。

1.引入光电子企业及行业协会相关人员,建立专业建设指导委员会,参与人才培养方案的调整和优化,专业教学管理和教学考核方案的审定。特别对于实践类课程,明确对核心能力的考核目标,结合企业项目管理和考核方式,加大过程考核比重。对实践环节制定细化的考核制度,用量化的标准衡量和保证学生实践能力的培养质量,建立适应“专业对接产业”目的考核和管理的新途径。

2.调整师资队伍建设思路,制订符合产业发展需要的专业带头人、骨干教师培养计划,通过引进、培养、聘任具有行业影响力的专家教授作为专业带头人,聘任一批行业企业专业人才和能工巧匠作为兼职教师,派遣专任教师到企业中实践、国内外进修培训等途径,加快双师结构专业教学团队建设,组建具有教学、研发和社会能力的双师结构合理的优秀教学团队。

建立“校企互聘互管”的机制,鼓励专人教师下企业锻炼如承担企业科研项目或社会服务项目,并将其作为晋升职称或评先评优的条件之一。建立一支稳定的企业兼职教师队伍,充实教师队伍的力量,最终形成专业带头人、骨干教师、兼职教师和“双师”素质的中、青年教师为主体的多个层次的科学合理的教师团队。目前,学校已经在“双师”型师资培养方面走出了第一步,提出了百名博士进企业的目标,光电子专业每年将有1―2名博士到企业一线参与设计和生产。

3.与课程体系配套的实验实践场所建设是保障“专业对接产业”人才培养方案顺利实施的重要条件,由于光电类实践类课程所需设备“多”而“杂”,并且仪器一般比较精密贵重,因此实验室的建设更需要贵精而不在多,目前,宁波工程学院的电子实验实训中心已建有光电信号检测、光纤通信、激光原理、光电子技术、发光二极管(LED)设计与检测等5个实验室,但是,实验设备普遍面临功能单一、组合型差、自主开发功能缺乏等缺点,因而导致实践训练的能力与企业需求脱节。我将邀请企业技术人员或管理人员指导并参与实践场所和实验室的建设,所购置设备尽量满足模块化、易组合、可替换的特点,并且兼顾自主设计和开发的功能,使其既能满足教学需要,也尽可能贴近实际生产,使学生在校内就能了解企业的真实环境,缩短现代企业人才需求与学校教学的距离。提高实践实验室的开放性,实现实验室的实践教学、学生竞赛、企业项目开发等多功能性。

四、结语

基于专业与产业的精确对接点,找准专业培养方向的定位,提炼光电子专业的核心知识与核心能力,进行课程体系的调整优化以及保障机制的建设,才能实现人才培养方案改革的有的放矢。这是提高应用型本科院校的专业人才培养质量的关键,不仅有助于提升宁波工程学院的专业特色及品牌专业建设,还能培养出适应本地区产业发展需要的应用型专门人才。

参考文献:

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[9]黄志兵,胡赤地.学科-专业-产业链“公司化”运行模

式研究[J].高等工程教育研究,2013,(3).

光学电子技术范文第6篇

皮肤测水仪准确,随着电子科技的发展,原来的光学仪器结合了电子技术发展成第二代的皮肤测试仪,它由光学部件组成镜头,由电子元件完成信号采集/转换、甚至临时储存的功能,然后通过显示仪器(专业的彩色监视器、通用的彩色电视机)显示出来。

皮肤测试仪是用来检测皮肤参数(主要包括:水分,油分,弹性)的仪器,主要应用在美容、医疗方面,有台式的,有袖珍型的,有电视专用的,也有电脑专用的,有单一功能的,也有多功能综合性测试仪。

(来源:文章屋网 )

光学电子技术范文第7篇

关键词:微电子;二元光学器件;制作工艺

随着二元光学技术的发展,二元光学器件已经广泛用于光学传感、光通信、光计算、数据存储等诸多领域。这类器件主要用于像差校正和消色差,通常的方法是在球面折射镜的一个面上刻蚀衍射图案,实现折射和衍射混合消像差和较宽波段上的消色差。此外,二元光学器件能产生任意波面以实现许多特殊功能,从而具有重要的应用价值。

1.二元光学器件及其发展概述

二元光学是基于光波衍射理论发展起来的一个新兴光学分支,是光学与微电子技术相互渗透、交叉而形成的前沿学科。基于计算机辅助设计和微米级加工技术制成的平面浮雕型二元光学器件具有重量轻、易复制、造价低等特点,并能实现传统光学难以完成的微小、阵列、集成及任意波面变换等新功能,从而使光学工程与技术在诸如空间技术、激光加工、计算技术与信息处理、光纤通信及生物医学等现代国防科技与工业的众多领域中显示出前所未有的重要作用及广阔的应用前景。

随着近代光学和光电子技术的迅速发展,光电子仪器及其元件都发生了深刻而巨大的变化。光学零件已经不仅仅是折射透镜、棱镜和反射镜。诸如微透镜阵列、全息透镜、衍射光学元件和梯度折射率透镜等新型光学元件也越来越多地应用在各种光电子仪器中,使光电子仪器及其零部件更加小型化、阵列化和集成化。微光学元件是制造小型光电子系统的关键元件,它具有体积小、质量轻、造价低等优点,并且能够实现普通光学元件难以实现的微小、阵列、集成、成像和波面转换等新功能。

2.二元光学器件的应用现状

随着二元光学技术的发展,二元光学元件已广泛用于光学传感、光通信、光计算、数据存储、激光医学、娱乐消费以及其他特殊的系统中。也许可以说,它的发展已经经历了三代。第一代,人们采用二元光学技术来改进传统的折射光学元件,以提高它们的常规性能,并实现普通光学元件无法实现的特殊功能。这类元件主 要用于相差校正和消色差。通常是在球面折射透镜的一个面上刻蚀衍射图案,实现折/衍复合消像差和较宽波段上的消色差。此外,二元光学元件能产生任意波面以实现许多特殊功能,而具有重要的应用价值。如材料加工和表面热处理中的光束整形元件、光学并行处理系统中的光互连元件以及辐射聚焦器等。

目前,二元光学瞄准了多层或三维集成微光学,在成像和复杂的光互连中进行光束变换和控制。多层微光学能够将光的变换、探测和处理集成在一体,构成一种多功能的集成化光电处理器,这一进展将使一种能按不同光强进行适应性调整、探测出目标的运动并自动确定目标在背景中的位置的图像传感器成为可能。这是一种焦平面预处理技术,它以二元光学元件提供灵活反馈和非线性预处理能力。探测器硅基片上的微透镜阵列将入射信号光聚焦到阵列探测器的激活区,该基片的集成电路则利用会聚光激发砷化镓铟二极管发光,其发射光波第二层平面石英基底两面的衍射元件引导到第三层面硅基底的阵列探测器上,最终得到处理后的信号。这种多层焦平面预处理器的每一层之间则利用微光学阵列实现互连耦合,它为传感器的微型化、集成化和智能化开辟了新的途径。发展趋势二元光学是建立在衍射理论、计算机辅助设计和微细加工技术基础上的光学领域的前沿科学之一,超精细结构衍射元件的设计与加工是发展二元光学的关键技术。二元光学的发展不仅使光学系统的设计和加工工艺发生深刻的变革,而且其总体发展趋势是未来微光学、微电子学和微机械的集成技术和高性能的集成系统

3.二元光学器件的制作工艺

3.1二元光学器件的制作原理

二元光学元件的设计问题十分类似于光学变换系统中的相位恢复问题:已知成像系统中入射场和输出平面上光场分布,如何计算输入平面上相位调制元件的相 位分布,使得它正确地调制入射波场,高精度地给出预期输出图样,实现所需功能。近几年来,随着制作工艺水平的发展和衍射元件应用领域的扩展,二元光学元件 特征尺寸进一步缩小,其设计理论已逐渐从标量衍射理论向矢量衍射理论发展。通常情况下,当二元光学元件的衍射特征尺寸大于光波波长时,可以采用标量衍射理 论进行设计。计算全息就是利用光的标量衍射理论和傅里叶光学进行分析的,关于二元光学元件衍射效率与相位阶数之间的数学表达式也是标量衍射理论的结果。在 此范围内,可将二元光学元件的设计看作是一个逆衍射问题,即由给定的入射光场和所要求的出射光场求衍射屏的透过率函数。

二元光学元件的特征 尺寸为波长量级或亚波长量级,刻蚀深度也较大(达到几个波长量级),标量衍射理论中的假设和近似便不再成立,此时,光波的偏振性质和不同偏振光之间的相互 作用对光的衍射结果起着重大作用,必须发展严格的矢量衍射理论及其设计方法。矢量衍射理论基于电磁场理论,须在适当的边界条件上严格地求解麦克斯韦方程 组,已经发展几种有关的设计理论,如积分法、微分法、模态法和耦合波法。前两种方法虽然可以得到精确的结果,但是很难理解和实现,并需要复杂的数值计算; 比较起来,模态法和耦合波法的数学过程相对简单些,实现也较容易

3.2二元光学器件的制作工艺

二元光学元件的基本制作工艺是超大规模集成电路中的微电子加工技术。但是,微电子加工属薄膜图形加工,主要需控制的是二维的薄膜图形;而二元光学元件则是一种表面三维浮雕结构,需要同时控制平面图形的精细尺寸和纵向深度,其加工难度更大。近几年来,在VLSI加工技术、电子、离子刻蚀技术发展的推动 下,二元光学制作工艺方面取得的进展集中表现在:从二值化相位元件向多阶相位元件、甚至连续分布相位元件发展;从掩模套刻技术向无掩模直写技术发展。最早的二元光学制作工艺是用图形发生器和VLSI技术制作二阶相位型衍射光学元件。

随着高分辨率掩模版制作技术的发展,掩模套刻、多次沉积薄膜的对中精度的提高,可以制作多阶相位二元光学元件,大大提高了衍射效率。但是离散化的相位以及掩模的对准误差,仍影响二元光学元件的制作精度和衍射效率的提高。由直写技术的应用,省去掩模制作工序,直接利用激光和电子束在基底材料上写入所需的二维或三维浮雕图案。利用这种直写技术,通过控制电子束在不同位置处的曝光量,或调制激光束强度,可以刻蚀多阶相位乃至连续分布的表面浮雕结构。无掩模直写技术较适于制作单件的二元或多阶相位元件,或简单的连续轮廓,而利用激光掩模和套刻制作更适合于复杂轮廓和成批生产。在掩模图案的刻蚀技术中,主要采用高分辨率的反应离子刻蚀、薄膜沉积技术。其中离子束刻蚀的分辨率高达0.1μm,且图案边缘陡直准确,是一种较为理想的加工手段。

结束语:

随着二元光学技术的发展,二元光学器件已经广泛用于光学传感、光通信、光计算、数据存储等诸多领域。这种技术的应用使得很多领域得到了快速的发展,为社会的进步做出了很大贡献。总之,我国的发展要依靠科技的进步,所以国家还要进一步的发展科技,最终实现我国社会主义现代化建设的伟大宏愿。

参考文献:

[1] 雷刚.数字光刻制作微光学器件的评价研究[D].南昌:南昌航空大学,2011

光学电子技术范文第8篇

Abstract: Aiming at the problems in the teaching process of Engineering Optics of University of Science and Technology of Anhui, the teaching content of engineering optics course is optimized. In the teaching of theory course, some repetitive teaching contents are deleted. In the teaching of experiment course, the proportion of comprehensive and self-designed experiments is increased, and the teaching mode is reformed. In the way of assessment, the stage assessment model is carried out. Practice of reform indicated: through the optimization of the teaching content of the course, the students' innovation ability is improved and students' enthusiasm for learning is stimulated through the reform of teaching mode, students really integrate into the classroom, and the quality of teaching on engineering optics has improved significantly.

关键词: 工程光学;教学内容;教学模式;教学改革

Key words: Engineering Optics;teaching content;teaching pattern;teaching reform

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)01-0160-03

0 引言

《工程光学》是安徽科技学院光电信息科学与工程和电子科学与技术专业的一门专业必修课程,在课程体系中具有非常重要的作用。教学内容包括几何光学和物理光学。这些内容是后续相关课程(如光电子技术、信息光学、光电检测与信号处理、光纤通信等)的基础。

根据人才培养方案的要求,课程组编写了该课程的理论教学大纲和实验教学大纲,光电信息科学与工程专业总学时80学时(含实验学时18学时),电子科学与技术专业总学时64学时(含实验学时12学时)。在实施工程光学教学改革之前,教学过程中出现了以下问题:①理论教学中,侧重公式推导,没有突出学生工程应用能力的培养;同时,物理光学中有部分内容与大学物理中波动光学内容重叠,这部分内容再一次教学显得累赘。②实验课中,没有突出综合性、设计性实验的重要地位,不利于学生创新能力的培养。实验课教学内容的设置是实验教学中的关键问题[1],综合性、设计性实验对于培养学生的动手能力、实践能力和创新能力具有重要的作用。改革以前,学校的工程光学实验教学中,主要以基础性实验为主。③教学方法与手段单一。在理论课教学中,教学过程是教师讲、学生听满堂灌的教学模式,缺少与学生有效的互动环节,学生的主观能动性得不到体现;在实验课教学中,学生按照实验步骤机械地完成实验,实验教学效果不理想。④考核方式太单一。改革之前,工程光学考核成绩由两部分组成,其中闭卷笔试成绩占80%,平时成绩占20%。这种考核方式不能多角度反映学生的学习情况。

针对工程光学课程教学过程中出现的这些问题,我们对工程光学课程教学内容进行了优化,在理论课程教学中,删除了一些重复性的教学内容;在实验课程教学中,加大了综合性、设计性实验的比例;同时对教学模式进行了改革,在考核方式上开展了阶段性考核模式。

1 工程光学课程理论教学内容的优化

1.1 注重与大学物理的衔接

波动光学是目前大学物理波动部分讲授的主要内容,学生通过大学物理的学习,对于光波的基本概念和光的干涉、衍射的基本现象有了较深刻的认识,为了避免重复讲授相同内容,课程组对这部分教学内容进行了优化:删除了与大学物理课程重复的内容(如光的干涉中的部分内容),增加了部分现代光学内容,弱化了理论公式推导。

1.2 注重与后续课程的衔接

由于这两个专业后续将开设多门光学课程,比如激光原理与技术、光电子技术、信息光学、光纤通信技术、光电探测与信号处理、光学设计等。为了保证课程体系的系统性同时避免后续课程的重复,我们对工程光学教学内容进行了优化选择。

几何光学部分选择了以下教学内容:①几何光学基本定律与成像概念;②共轴球面光学系统;③理想光学系统; ④平面系统;⑤光学系统的光束限制;⑥像差概论;⑦实用光学系统。将现代光学系统内容移至后续的光纤通信技术课程中讲授,这样安排既有利于避免相同内容的重复讲授,又保证了几何光学部分课程体系的系统性。

物理光学部分主要讲授:①光的电磁理论基础;②光的干涉;③光的衍射;④光的偏振。对于教材中涉及的晶体光学基础放在后续课程进行讲授。

1.3 加强课堂教学内容与现代光学前沿问题的联系

在课堂教学中,加强课堂教学内容与现代光学前沿问题的联系,向学生讲授这些知识在现代光学技术中的应用,更能使学生了解光学前沿的概况及其发展动态,这样比传统教材更具活力和现代气息,同时,通过讲授这些知识还可以开阔学生视野,启发学生思维,拓展学生的知识面。

2 工程光学课程实验教学内容的优化

2.1 工程光学课程实验教学内容的整合与优化

在多年的工程光学实验教学实践的基础上,我们对工程光学课程实验教学内容进行了整合与优化,构建了基础性、综合性、设计性三个层次的工程光学实验教学内容体系,各层次实验教学内容所包括的实验项目如表1、表2、表3所示。

2.2 突出综合性、设计性实验的重要地位

改革之前,安徽科技学院的工程光学实验教学中,主要以基础性实验为主,没有突出综合性、设计性实验的重要地位,显然这种实验教学内容体系不利于培养学生的开拓精神和创新能力,为了突出综合性、设计性实验在实验教学中的重要地位,我们加大了综合性、设计性实验所占比例,压缩了基础性的验证实验。目前,学校光电信息科学与工程专业工程光学实验总学时为18学时,我们安排时的基础性实验,6学时的综合性实验,3学时的设计性实验;电子科学与技术专业工程光学实验总学时为12学时,我们安排了6学时的基础性实验,3学时的综合性实验,3学时的设计性实验;通过改革实验教学内容将综合性实验、设计性实验的比例提高到了50%,几年的教学实践表明:改革后的实验教学内容体系更有利于提高学生开展实验的积极性,学生的动手能力和创新精神在实验过程得到了充分地体现,在今后的教学改革中,我们将继续加大综合性、设计性实验的比例,进一步突出综合性、设计性实验的重要地位。

3 工程光学教学方法与教学模式的改革

3.1 充分发挥多媒体课件教学的优越性

工程光学课程光路图多、知识面广泛、公式推导繁杂,而且具有一定的抽象性;应用多媒体课件教学,可以综合文字、图像、声音、动画和视频等信息,展示工程光学的教学内容,实现立体教学[2]。可以将抽象的内容形象化,从而有助于学生对知识点的理解和掌握。同时利用多媒体课件教学还可以节省课堂板书、公式推导和作复杂光路图的时间,从而大幅度扩展工程光学单位学时的授课信息量,解决了当前该门课程普遍存在的内容多与学时少的的矛盾。

3.2 改革工程光学实验教学模式,变被动接受为主动探索

在工程光学实验教学模式上,我们建立了以“学生为主体”的新型教学模式。对三种不同层次的实验教学内容采用了不同的实验教学模式,其中基础性实验主要由学生自主完成,教师在实验教学中主要做好以下工作:①维护实验课堂教学秩序;②对学生实验过程中出现的故障实验设备进行及时维修;③对个别通过实验指导书仍无法单独完成实验的学生进行指导;④组织学生对实验进行讨论等。综合性、设计性实验的教学模式:教师提前两个星期布置实验任务,让学生明确实验要求并提供所用实验设备等相关信息,学生在这段时间内以组为单位通过查阅资料完成实验方案的设计,在实验课上,以组为单位完成实验,记录实验数据并撰写实验报告。实践结果表明:这种以“学生为主体”的新型教学模式极大地提高了学生的独立思考能力和开拓精神,同时也很好地培养了同学之间的协作精神。

3.3 开展开放式教学模式的改革

目前,学校工程光学实验室能够开出的实验项目共26个,以后还将不断地增加一些新的实验项目,在实验课堂教学中,我们只能完成部分实验项目,而很多学生对没有开出的其它实验项目也很敢兴趣,为了满足这部分学生的要求,我们进行了开放式教学模式的改革,开放实验项目包括实验课堂教学中没有安排的所有实验项目,学生结合自己的兴趣可以在一个学期或几个学期内选择完成几个开放性实验项目,开放实验室并由专职教师进行管理,并负责启发、引导学生解决实际问题。

4 考核内容与考核方式的改革

教学改革之前,课程组确定的考核方式是闭卷笔试成绩占80%,平时成绩占20%,平时成绩中作业和实验各占10%。这种考核方式不能真实反映学生的学习水平,而且也不能多角度反映学生的学习情况。为此我们进行了考核内容与考核方式的改革,将考核成绩分成了四部分:期中闭卷笔试成绩占30%,期终闭卷笔试成绩占30%,实验操作考核占20%,平时成绩占20%。

4.1 实行分阶段考核

实行分阶段考核方式,有利于维持学生的学习热情,有利于教学环节的顺利进行,有利于促进学生的自主学习[3]。我们的做法是将理论考核分为期中和期终闭卷考核,权重各为总成绩的30%,为了体现实验教学的重要性,在期中和期终闭卷考核中实验部分所占的比例不低于20%。期中闭卷考核一般安排在学期的第11周进行,考核内容为除实用的光学系统以外的几何光学部分相关内容;期终闭卷考核安排在学期末进行,考核内容为实用的光学系统和波动光学部分相关内容。

4.2 进行实验操作考核

我们建立了详细的实验操作考核细则,第一次实验课时,向学生讲清楚实验操作考核的时间,地点,内容,考核方式以及在总成绩中权重等,实验操作考核主要从实验设计、实验操作情况及实验报告完成情况等方面对学生本学期已完成过的实验进行全方位评价,实验操作总成绩按权重的20%计入总成绩。通过实验操作考核这种方式大大提高了学生独立进行实验的积极性,实验教学效果大大提高。

5 结束语

本文是针对安徽科技学院的实际情况,借鉴了国内各高校的工程光学教学改革的经验,对工程光学课程教学内容进行了优化,在理论课程教学中,删除了一些重复性的教学内容;在实验课程教学中,加大了综合性、设计性实验的比例;同时对教学模式进行了改革,在考核方式上开展了阶段性考核模式;改革后的实践表明,通过课程教学内容的优化提高了学生的创新能力,通过教学模式的改革激发了学生的学习热情,使学生真正融入到课堂教学中,工程光学教学质量有了明显的提高。

参考文献:

[1]官邦贵,秦炎福,张永峰,等.大学物理实验教学内容重组的研究与实践[J].成都师范学院学报,2014,30(9):116-119.