光电科技全文(5篇)

摘要：按照“一中心双融合三依托”的改革思路，以学生工程实践能力养成为中心，科教融合和产教融合，并依托实验课程建设团队、企业技术团队和实验室管理团队，实施光电信息科学与工程专业的实验教学体系“四化”改革，即实验课程体系分层模块化、实验平台建设发展基地化、实验课程教学实施类别化和实验项目建设前沿工程化。改革形成了一批教学改革研究成果，提升了专业实验教学队伍保障。

关键词：新工科；实验教学体系；改革

光电技术对经济和社会的推动作用日趋显著，使光学技术从理论层面普及到光电信息技术的应用层面。信息时代质的飞跃的关键，是培养和依靠高素质、复合型的光电创新人才[1]。作为粤港澳大湾区优势的光电子信息产业集群，在国家大力推进粤港澳大湾区建设的新形势下，将迎来新一轮发展浪潮，产业升级发展需要高校输送更多优秀的光电子信息类创新人才[2]。而光电专业的实验课程体系是培养技术人才的重要支撑条件。

1改革思路

为培养符合粤港澳大湾区光电产业转型升级发展需求的光电专业工程人才，按照“一中心双融合三依托”的改革思路，对光电信息科学与工程专业的实验教学体系开展了新工科建设改革。“一中心”，即聚焦学生工程实践能力养成为中心，改革专业实验课程体系、实验平台、实验内容和教学实施方法，提升工科人才发现问题、分析问题、设计方案、实施方案、测试调试、团队协作等能力。“双融合”，即通过科教融合和产教融合推动实验教学创新[3]。发挥工科高校的科技创新和科技服务优势，鼓励支持教师将科研最新成果和技术服务最新方案，转化为实验课程教学内容或实验项目；发挥粤港澳大湾区和光电产业集群优势，强化校企合作，产教融合协同育人，将部分实验教学内容安排在学生的企业学习阶段，并建设企业实验教学指导教师队伍。“三依托”，即依托实验课程建设团队、企业技术团队和实验室管理团队。一是依托实验课程建设团队，升级改造面向新工科改革的专业实验课程，开发新的实验项目；二是依托区域企业技术团队，发挥课程产业创新优势，参与实验课程教学与实验项目建设，并指导学生在企业学习阶段的工程实践；三是依托实验室管理团队，按照实验课程体系改革要求，及时改造实验室，升级实验教学设备仪器，并加大实验室开放，积极参与实践教学指导[4]。

2改革内容

按照“一中心双融合三依托”的改革思路，面向光电新工科人才培养，实施了光电信息科学与工程专业的实验教学体系“四化”改革，即实验课程体系分层模块化、实验平台建设发展基地化、实验课程教学实施类别化、实验项目建设前沿工程化。2.1实验课程体系分层模块化。首先，优化光电技术实验课程层次结构。进一步厘清了专业实验课程的层次结构，将实验课程分为4个层次，如图1所示，内容涉及基础、专业、综合设计及综合创新。依据光电新工科人才培养目标，结合光电专业工程素养养成规律，将专业实验教学分层次开设，明确各部分的工程训练目的和目标。其次，模块化设计实验课程体系。根据实验课程教学目标制定相应的实验教学模块的主要内容和步骤，打破课程独立实验的界限，避免实验设置的无序和可能造成的交叉重复，建立综合实验教学体系[5]。综合设计性实验打破单一课程的封闭体系，追求实验教学体系与内容的综合性与整体性，形成多模块的实验课程体系[6]。第三，不断开发完善实验课程教学资源。根据光电信息技术的发展规律和趋势，依托学校、学院的优质师资力量，组建了一支高水平的理论教学与实验教学指导教师队伍。委托课程建设团队挖掘已有实验课程潜力，持续更新与开发层次多样、内容丰富、选读方式多样、开设方式灵活的实验课程及教学资源。2.2实验平台建设发展基地化。针对光电子信息学科特点，结合光电应用型人才成长规律，提出以基地化发展思路打造光电信息技术专业实验平台，以平台的建设来整合、改造和提升学校光电信息类创新创业实践教学水平[7]，努力将一体化平台打造成资源共享的实验平台及科学管理深度开放的实践平台，同时也是与校外实践平台对接的开放平台，通过产学研基地建设和对外交流来促进人才培养与平台发展。坚持创新型、综合化、全周期工程教育理念，以培养学生的综合运用能力、创新能力、工程能力为核心[8]，以光电技术创新能力培养为目标，建立了本科生光电信息技术综合实验教学平台——广东省实验教学示范中心“光电技术实验教学示范中心”，如图2所示。该平台包括6个子平台，即5个实验教学子平台和1个综合创新实践子平台，可支持强化多学科知识的综合训练，锻炼和培养学生在涉光科技层面的应用能力。平台运行坚持总结优化与基地化发展。根据建设目标和运行情况，及时总结平台运行管理中的优点和问题，不断调整优化，使平台以最佳状态支持光电新工科人才实践能力培养。平台运行成熟后，调整和提升其结构与功能，按照人才培养基地的高标准推进平台建设，挖掘基地化平台对人才培养的复合功能与潜力。推动基地化平台致力于全面提升学生创新能力，并以平台为基础，结合学校学科和专业优势，通过产学研合作与地方或大型企业加强交流，加强与校外实践平台的交流与合作，促进平台研究成果转化和校内外实践平台合作培养，达到学校、地方/企业、学生“三赢”局面。2.3实验课程教学实施类别化。在实验课程体系优化和实验教学平台建设发展基础上，根据光电信息科学与工程专业实验分为光源、光调制、光检测和光成像4个方面的特点，实验课程相应地分为“源、调、测、像”4个类别。紧密联系光电技术工程实际，对已有的教学与实验资源进行优化整合，对应实验课程类别相应建立了6个实验教学平台，包括基础光学实验室、激光技术实验室、光电传感与检测技术实验室、光纤与通信技术实验室、信息光学实验室、光电一体化实践创新实验室。新增购置一批实验教学仪器，完成主要实验教学仪器的更新换代。实验课程的类别化实施，提高了实验室管理效率和开课使用效率，也为综合设计性实验和综合创新实验项目的开展，提供更好的支撑。2.4实验项目建设前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教学推动本科实验教学项目前沿化。依托本专业教师科研能力较强、主持各类科研基金较多的优势，开设基于科研项目的综合设计性实验I及基于企业科技合作以及技术开发内容的综合设计性实验II。新增实验项目12个，其中创新实验项目5个。学生通过进入教师的前沿科研课题，亲身感知企业的前沿应用研究与技术开发，培养创新能力和工程能力，培养“应用能力”。例如，基于光电检测与机器视觉是目前华南地区涉光科技七大产业群之一的产业前沿优势，新增了8台套“TH-02光电视觉检测实验仪”，开展了“光路搭建调试与面阵CCD/CMOS数据采集实验”“面阵CCD/CMOS图像预处理实验”“OCR字符识别实验”“二维码识别实验”“图像模板匹配实验”“SVM支持向量机分类器实验”等具有示范意义的创新实验项目。第二，以产教融合、校企协同培养推动学生毕业设计选题工程化。建立鼓励基于企业实际工作内容的毕业设计选题制度。通过该制度，使毕业设计题目更加紧密结合工程实际问题，“真心实意”作设计、“真刀真枪”做工程，缩短工程师培养与企业需求之间的差距，提升学生的工程应用能力。在校企协同培养期间，指定企业和学校各1名指导教师共同指导学生毕业设计，让学生到企业完成毕业设计。

光电信息技术是将光、电子及通信技术相结合的一门高新技术学科。光电信息技术实验是高校中光电信息科学与工程、电子信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课，涉及的物理知识面广，具有较强的综合性和技术性。它在培养学生的综合实验能力、分析和解决问题能力及创新意识等方面起着至关重要的作用。目前光电信息技术实验仪器精密度高，操作复杂，易损坏；实验内容落后于技术发展，学生积极性不高。因此，如何发挥光电信息技术实验的功能，培养出厚基础、宽口径、重能力、理工复合光电信息技术人才［1－2］是需要重视和解决的一个问题。

1实验设备和教学现状分析

我校从2000年开始物理学（光信息科学与技术方向）本科专业招生，2005年正式开办光信息科学与技术本科专业（属电子信息类专业），2006年组建光信息技术实验室，2012年更名为光电信息科学与工程专业，是湖北省高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划本科项目。近几年来，实验室在中央财政支持地方高校发展专项资金、地方政府及学校大力支持下，投入1000万元建设资金，在科研平台、科学研究等方面都取得了较大进展。主要表现在：

（1）科研平台建设初见成效，建有湖北省电工电子教学示范实验中心、湖北省光电信息技术虚拟仿真实验教学中心、孝感市集成光电子器件研发中心、孝感市大禹电气校企合作研发中心等平台。

（2）科学研究形成稳定且有特色的研究方向：光电材料与器件、光信息与光纤通信技术、激光与物质相互作用。

（3）实验室组织专任教师和教辅人员多次修订实验教学大纲、实验指导书，优化实验课程体系，实验教学质量稳步提高。目前我校光电技术实验教学也面临着不少困难：

（1）实验教学手段比较单一，学生缺乏自主学习的平台。

摘要:光电子技术是电子信息类专业学生的必修课程，是一门承上启下的核心课程。根据应用型本科院校的培养目标并结合光电子技术课程的特点，对该课程的教学内容及教学模式进行了初步的改革探索。通过把课程内容与具体的应用实践及科研联系在一起，激发学生学习的兴趣，着力培养学生的动手和创新能力，使得这门课程更适应于地方性、应用型高校的培养目标。

关键词:光电子技术;教学改革

光电子技术是由光子技术和微电子技术相互融合而发展起来的一门以研究光子与电子相互作用并产生独特性质的一门新兴科学。经过几十年的发展，人们在光电子理论基础上研制了各种光电器件。这些光电器件已经应用于社会生活的各个方面并给我们的生活带来了巨大的改变。而以光电器件为基础带动起来的光电子产业一直是我国重点支持而且发展最快的高科技产业［1－2］。因此，我国每年都需要大量的光电类技术人才。近几年来，很多高校都设置了与光电子相关的专业，比如:电子科学与技术专业、光电信息技术专业等以用来培养具有相关知识和技术的光电科技人才。光电子技术课程就是这类专业的专业必修课程［3－4］。该课程的特点是涵盖内容广，理论性和应用性并重，既是把前期所学基础理论知识(如半导体物理与器件、固体物理等)的进一步深化，又是对相关理论知识的具体应用。学生通过该课程的学习，不仅可以具备相关光电子技术的理论知识，还应该具有一定的应用创新能力［5－6］。因此，该课程是此类专业的一门承上启下的核心课程。这就对该课程的教师教学和学生学习提出了更高的要求。目前，应用型本科院校学生的知识储备相对较低，对理论性较强的部分接受程度也比较低。同时，应用型高校的实践教学环节也相对比较薄弱。这些都限制了学生对该课程的理解与掌握。因此，我们需要对光电子技术这门课程进行相关改革，以适应应用型本科院校的培养目标和学生的实际情况。

一、教学内容重构

课堂教学内容需要依据教学目的及具体教学对象而设定。与研究型大学不同，应用型本科院校主要服务于地方区域经济发展、侧重于对理论知识的应用化;主要培养的是与地方经济发展相适应的应用型技术人才。因此，我们对教学内容的设定就不能完全依照于研究型大学的教学内容，而是需要根据应用型、技术型、地方性的人才培养目标重新设定教学内容。除此之外，还要考虑到学生的知识储备水平。因此，我们减少了理论知识的讲授，除了光源及光辐照度等理论知识外，更偏重于光电器件基本原理的介绍，并增加光电器件应用方面的内容。调整后的光电子技术课程主要包括:光源及光调制等理论知识、光电探测器件、光伏器件、光电成像器件、光存储器件、平板显示器件等。在此基础上，我们对部分内容进行了更新，去掉已经过时的器件介绍，增加当前社会关注度比较高、应用前景更强的光电子器件。比如:去掉了阴极摄像管等比较陈旧的内容，增加了QLED、OLED等当前研究及应用的热点内容。

二、教学方法改革

1．理论讲授

摘要:随着科技的发展和生活水平的提高，对资源的充分利用已经涉及到各行各业，保护生态环境的理念也越来越深入人心。绿色环保理念的提出，适应人们对美好生活的期盼和生态环境保护的趋势。因此，推进绿色环保建筑材料在工程中的应用成为当前建筑行业的主要发展方向。将以绿色环保建筑材料为切入点，具体阐述绿色环保建筑材料的分类特点，及其在工程中的应用现状和发展前景。

关键词:绿色环保;建筑材料;节能

为响应国家绿色环保的号召，建筑材料行业纷纷加快技术研发，采用对环境友好的原材料，依靠高科技手段，把生产重点从传统的产品产量移向现在的清洁生产质量。传统的建筑材料通常使用不可再生资源，比如矿石、煤炭、石油等，对环境造成了无法修复的破坏。相比之下，绿色环保的建筑材料使用的原材料通常是居民生活垃圾、城市废弃物等材料，这样不仅不可减少对不可再生资源的使用，有利于生态保护，还可以降低生产厂家的采购成本。绿色环保的建筑材料有着无污染、能耗低、功能多的特点，包括生态水泥、环保再生混凝土、节能光电幕墙等，可广泛应用于各种建筑工程中，受到广大消费者的青睐，有利于建材行业发展，契合国家可持续发展战略。

1绿色环保建筑材料的特点

依赖于科技的进步和清洁生产过程，绿色环保建筑材料有着无污染、能耗低、功能多的特点。

1.1无污染

绿色环保建筑材料在研发过程中秉承着环保节能的理念，在生产中使用居民生活垃圾和城市废弃物等作为原材料。在应用于建筑工程过程中，注重对项目周围的生态系统的维护。既减轻了对环境的污染，也减少了对业主身体健康的威胁。

馈电线作为光电复合缆重要组成的电单元，馈电线的导体截面设计必须根据传送的距离、供电的电压、以及被供电设备、仪器所消耗的功率总和等三者的要求必须合理设计、选择。城市居民区的低压电网供电的电压一般为直流电压48V或交流电压220V，输送电能的距离均小于两千米，大部分都采用的是三相四线制。馈电线导体的载流能力必须满足在正常工作条件下，升温不明显，以确保光纤传输性能不受到影响。除此之外，因光纤复合缆中含光纤单元，又是直接进入用户的，所以在低压电缆的馈电线载流量设计时是很关键的。因为光电复合缆中包含了光单元部件，可以让电力传输与光通信得到了有效的融合。光纤的主要核心结构为包层和纤芯，一起构成介质光波导，组成了对光信号的传导和约束。通常，为了保护裸光纤，提高光纤的机械硬度、强度及抗微弯的强度，并且降低衰减，光纤必须覆有涂层。光电复合缆应用弯曲不敏感单模光纤，并且单模光纤的涂覆层的结构及其光纤强度筛选的水平、剥除力及其它各项技术指标均必须符合相应标准的规定。按标准规定，目前我国的技术工艺尚存在一定的问题，半干式填充工艺通过设备的局部改造后，可达到半干式的工艺要求，但全干式填充工艺，在目前的填充设备、工艺技术等方面都不具备生产的条件，但全干式是后期的发展方向。

光电复合缆的优点

光电复合缆因其既具有光纤的优点又具有输电铜线的特点，光电复合光缆结构常用于架空/管道/直埋三种规格，这样就使得其具备以下优点：（1）解决互联网络建设中的设备用电问题；（2）将光纤作为到户预留之用、节约成本，避免了二次布线；（3）提供非常大的带宽接入；（4）同时提供较多的传输技术，同设备的适应性能高、可扩展性能强，产品适用面较广；（5）具有良好的耐侧压性和优越的弯曲性，施工非常方便；（6）客户采购成本较低，网络建设费用低，施工费用低；（7）重量轻，外径小，占用空间小；从以上几点可看出，将光电复合缆应用于通信系统及电力传送会有无可比拟的优势。

光电复合缆的各种应用

1光电复合缆作海底电缆

与海底电缆和海底光缆分别敷设相比，海底光电复合缆具有成本低、施工时间短、敷设方便等纵多优点。光电复合缆是日本住友公司在1978年首创，开发应用于海底光电复合光缆。随着海洋经济的快速蓬勃发展，光电复合海缆作为高端海缆市场近年来快速蓬勃发展的产品，具有很广泛的应用前景，它集中了电力传输及信息传输等几项功能，充分体现光纤传输大容量，高抗干扰的优势，并有效地结合电缆通道完成光电复合输送。伴随光通信技术和光纤光缆技术的深入发展，1985年意大利比瑞利公司在亚得利亚近海铺设的10kV三芯35mm海缆，含4芯光纤单元。至今光电复合缆已在各国海缆中扮演起了重要的角色，日本藤仓公司于1998年在首都东京湾富津工厂生产了士SO0kV48.gkm直流PPLP电缆，复合了12芯光纤单元,可作为目前世界上已投运的较高电压等级的复合海缆。随着福建省平潭电网110kV第二电力联网通道启动送电，国家电网公司首条自主生产的110kV光电复合海底电缆在2010年8月正式投入运营。这项工程结束了平潭电网将近10年年来主要靠福建省电网连接与110kV单回路的历史，进入110kV高压“双线双变”新历程，并且结束了平潭电力通信网长时间的“孤岛”的困境。

2光电复合缆在WLAN小区建设中的应用