电子科学与技术论文

2022-05-12

今天小编为大家推荐《电子科学与技术论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。【摘要】本文阐述了我院电子信息科学与技术专业的课程结构特点,在专业调研的基础上,针对目前大多数院校在该专业建设中存在的问题,就专业建设的管理、专业建设特色、实践教学环节和师资建设等方面提出了一些建议。

第一篇:电子科学与技术论文

电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨

【摘 要】《光电子技术》是景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的专业基础课程,专业课教学是培养本科生的专业素养的重要教学过程,让学生了解并掌握基础理论,专业技术,同时了解国内外最新的发展动态,以拓展学生的知识面和视野。《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,前沿内容始终在更替,这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。根据景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的办学定位和人才培养模式,现从教学内容和教学手法做一些改进,把课程教学内容与实际应用联系起来;并结合国内的科研情况,来激发学生兴趣,为培养出卓越工程师打下坚实的基础。

【关键词】电子科学与技术;光电子技术;教学改革;教学内容

一、引言

电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业,是信息产业的基础学科,涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科,下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛,不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求,而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。

景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府,行业特色鲜明,学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要,突出电子陶瓷特色,积极推进学科专业建设,形成了以工为主,工、文、管相结合,覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来,本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标,形成在省内具有较高知名度的特色专业,毕业生的就业率保持在85%以上,特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高,一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实,动手能力强,创新开发能力强,独立分析和解决问题的能力较突出,能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点,是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来,学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要,德智体美全面发展,具有扎实基础理论,掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识,具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力,使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程:马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的核心课,也是电子信息工程专业,应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。

光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学,它以光学和电子学为基础,综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段,产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景,掌握一些常用的光学技术信息化方法,并通过实验了解光调制和探测方法,提升就业竞争力。

二、光电子技术课程教学改革的必要性

《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,而且近年来该学科领域发展迅速,对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后,电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩,由原来的64学时变成了42学时,学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩,同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养,培养学生的学习兴趣和创造力,对教学手法做一些改进是非常必要的。

三、教学方法的改变

1.增加实践环节

一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴,培养学生的理解能力,让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习,可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计,具有必要性,要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组,设计发光元件和接收元件,以及对光电系统的电路进行设计,尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计,充分发挥每一位同学的特点,让同学们学位沟通,布置团队的协作。

2.引入科研和专题讲座

给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向,同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如:晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光,电致发光,非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程,这时候学生在面临就业和考研的抉择,针对想报考光电子相关领域的研究生的同学,给大家提供一点信息,让同学们提早准备。当然在本书的第七章中,我们也计划挑出四个课题方向,例如课本上的光纤通信,激光雷达,激光制导,红外遥感,把学生们分成四个小组进行查找相关资料,然后进行讨论,最后派出代表,举行一个专题讲座。通过专题讲座,让同学们主动查阅资料,这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源(期刊、文摘、网络及光盘),工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳,也可以提高学生分析问题,解决问题的能力;也可以开阔同学们的视野,让学生更加接近本学科的前沿技术;通过资料的阅读,也可以让同学们看到科技论文如何写作(中文与英文),有兴趣的同学可以参加创新小组,最后尝试完成科技论文的写作。

3.考核方式改革

俗话说:考考老师的法宝,分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核,采用闭卷考试,虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识,也可以更加理解公式之间的衍化,但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前,学生通常喜欢采用平时学习不努力,考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试,考试后就如过眼烟云。针对这种情况,提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计,可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上,给出一个总的分数,但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成,所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。

四、结束语

根据我校电子科学与技术专业的特色情况,从《光电子技术》这门课程的教学内容,教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充,既注重知识的逻辑连贯性,又让学生充分掌握基本理论,了解光电子技术的实际应用,同时也了解了学科发展的前沿知识,开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力,让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际,培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息,锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。

参考文献:

[1]安毓英,刘继芳,李庆辉.光电子技术[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]叶莉华,崔一平,胡国华.“光电子技术”课程教改探索[J].电气电子教学学报,2007,29(2) :10-12.

[3]杨絮,朱一峰,于林韬.光电子技术课程的教学改革初探[J].教育与职业,2011,(11):129-130.

[4]赵洪霞, 王金霞,丁志群,方晓惠,鲍吉龙.“光电子技术”课程建设的实践与思考[J].课程教材,2011,(4):91-92.

[5]席锋.《光电子技术》教学改革探讨[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2012,29(2):90-92.

本研究得到江西省自然科学基金项目(20122BAB212001&2011ZBBH80009),江西省教育厅科技项目(GJJ12510)支持。

作者:张效华 辛凤

第二篇:论电子信息科学与技术专业建设

【摘要】本文阐述了我院电子信息科学与技术专业的课程结构特点,在专业调研的基础上,针对目前大多数院校在该专业建设中存在的问题,就专业建设的管理、专业建设特色、实践教学环节和师资建设等方面提出了一些建议。

【关键字】电子信息科学与技术专业建设 课程体系 实践教学

电子信息科学与技术专业是根据教育部1998年7月颁布的《普通高等学校本科专业目录》,将原来的无线电物理学、电子学与信息系统、信息与电子科学三个本科专业合并为电子信息科学与技术专业,放在理学电子信息类一级学科下[1]。虽然,它归口于理科专业,但它又是一门与生产实践关系密切、适应面广、历史较短而又发展迅速的新兴专业。我校于2006年开设了该专业,目前每年招生规模能稳定在150人左右,已初步形成了该专业的教学体系,为提高本专业办学质量,本文就目前该新专业建设过程中存在的问题与解决思路进行探讨。

1 我院该专业课程结构特点

跟传统专业一样,本专业分基础教育课程和专业教育课程两大部分。特点是减少了理论课的课时,增加了实验实践课时,注重学生知识、能力和素质三方面的培养和训练,并使其协调发展。具体体现在:

(1)注重基础教育

开设了高等数学、线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换;开设了普通物理,普物实验;加强英语和计算机文化训练,基本做到计算机课程四年不间断。这样,在数学、物理、英语、计算机等方面打下了坚实的基础。

(2)强化专业基础理论与实践的训练

在总的学时减少的前提下,对专业基础理论课加强,如电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术等都保证理论课时在60学时以上,实验课时在20学时以上。使学生掌握基本的实验能力,形成宽厚的专业基础。

(3)加强实践环节

该专业的实践实训时间是我院理科中最多的。除了每门专业课程都独立开设了相应的实验课程外,大一和大二暑期安排有社会实践活动,同时大二和大三都安排有两周的电子电工课程实践和专业课程实践;大四第一学期安排有8周的专业实习;第二学期安排有8周的毕业设计和毕业论文撰写,八周的毕业实习活动。目的是让学生受到严格的科研训练,训练学生的动手操作能力、综合设计制作能力、发现和解决实际问题的能力及创新能力等,使其了解和掌握科学研究的全过程。

2 该专业建设中存在的问题

(1)专业口径宽,特色不突出

该专业是一门理工结合的交叉学科。它涉及知识面很宽,主要包括:无线电物理学、无线电波传播与天线、电子学与信息系统、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程,这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,向更高层次发展。但从课程设置来看,绝大部分院校的此专业与电子信息工程或电子科学技术,甚至与计算机应用等专业差别不大,特色不够突出。

(2)师资力量不够雄厚

由于是新兴专业,加之电子信息技术的飞速发展,使新器件、新技术等层出不穷,大多数院校有着本专业系统教育背景的教师少,刚从大学毕业的硕士研究生稍多,但他们又缺乏系统的教学实践,所以师资队伍结构不太合理,师资力量不强。

(3)实验实践力度不够

尽管大多数院校很重视实验实践教学,在教学时间上也给予了保证。但课程实验内容过于单一,绝大多数是验证型实验,学生面对的是试验箱,连线、开电源、看现象、记录即可,缺乏设计型和研究型的实验项目和内容。特别是专业实习和毕业设计等环节上,和社会接触的力度不够,校外实习基地的建设不够。

(4)教学方法和教学思路有待改进

本科教学不仅仅是传授知识,更重要的是教会学生如何去思考问题,如何去解决问题。所以课堂教学中要加强网络资源的利用,扩大学生的视野,重视分析知识和问题的方法、思路,使学生在接受知识的同时,学会思考,学会研究,适时的结合现有的实验条件,将理论应用于实践。

3 专业建设建议

(1)保证执行和管理力度

成立校级该专业建设和评审委员会,该评委会的成员要具有建设此专业的学术水平和能力,还应具有公正客观的高尚品质。应客观地就该专业的学科基础、专业方向、培养目标、专业人才规格、主干课程和教学计划、办学条件、科研方向等方面进行充分的论证和评估,对该专业建设既起诊断作用, 又有导向和调控作用。

(2)突出特色,加强专业方向建设

教育部于1998年10月提出了电子信息科学与技术专业的学生必须具备四个知识点:电磁场与电磁波;信号与信息;电路与系统;计算机[1]。结合我校师资条件和具体实际,改革其课程体系和教学内容,将其分为两个专业方向:应用电子技术方向和计算机与通信技术方向(专业理论课程设置示例)。并加强对相关实践教学的针对性和应用性,使实践教学贯穿整个学程。

(3)具体落实实验、实践教学环节

以培养学生的应用能力、创新能力和工程素养为目标,大力加强实践教学环节,建立独立的实践教学体系。确保实验室硬件到位,保证开放时间;加强实验室文化建设,改变实验考核手段,充分调动学生实践的积极性;明确课程实验教学内容,增加综合和设计型实验的开放;制定工业见习、课程设计、生产实习、毕业设计(论文) 等实践训练方案并严格执行;明确教师指导,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心;健全校外实践基地,加强产学研合作。

专业理论课程设置:

(1)必修课: 计算机基础、C语言程序设计、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、Protel DXP(自修)、电磁场与电磁波、信号与系统等

(2)限选课:应用电子技术方向:电子工艺学(自修)、电视技术、集成电路原理、单片机原理及应用、DSP原理及应用;计算机与通信技术方向:Visual Basic程序设计(自修)数据结构、计算机网络技术、数据库原理及应用、Java程序设计

(3)任选课(选修4门)电子测量与仪器、数字视频技术、语音信号处理、嵌入式系统及应用、多媒体技术、数据压缩原理、局域网技术、卫星通信原理、光纤通信原理、移动通信原理

(4)提高教学水平

在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,即某专业课实验教学由该专业课的理论老师来指导,并进行“六个一”。每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;每两周进行一次公开课,课后互相提出宝贵意见;每月进行一次学生座谈会,及时反馈学生对相关课程教学的见解;每学期至少和相关兄弟院校进行一次学术交流;每年暑期派老师去企业或实践基地进行一次生产实践;每两年进行一次校级以上精品课程建设。

4 小结

课程体系的结构和培养方案的制定必须在长期教育教学实践中才能不断改善和完整[2]。但如果我们提高了该专业建设质量,狠抓了教学环节,则我们的招生和就业就水到渠成,我们的高校就能持续健康的发展。

参考文献

[1] 杨清海.电子信息科学与技术专业发展战略研究报告[R].西安:西安电子科技大学发展战略研究课题组,2008.

[2] 冯向东.学科.专业建设与人才培养[J].高等教育研究.2002,23(3):67-71.

作者:朱高峰 张艳蕾 阮许平

第三篇:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究

摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。

关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学

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電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。

3 结语

光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件課程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。

参考文献

[1] 安毓英,刘继芳,李庆辉.光电子技术[M].3版.北京:电子工业出版社,2013.

[2] 朱京平.光电子技术基础[M].2版.北京:科学出版社,2003.

[3] 侯宏录,陈海滨,刘缠牢,等.光电子材料与器件[M].北京:国防工业出版社,2012.

作者:林承友 邵晓红 祁欣 战可涛 王维

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