光电子技术科学范文

（安徽工程大学电气工程学院，安徽芜湖241000）

【摘要】光电子产业作为21世纪具有代表性的主导产业之一，对当今世界科技发展起到巨大驱动力的作用。而《光电子技术》则是电子信息科学类专业的基础学科，本文从分析该课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把科学研究引入课堂，采用诱导式教学方法和多元化的考核评价标准，对《光电子技术》的教学模式进行创新性探索。实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

关键词光电子技术；教学方法；诱导式教学

基金项目：安徽工程大学引进人才项目（2013YQ002）

作者简介：张艳（1983—），女，汉族，博士，安徽工程大学电气工程学院，讲师。

0引言

随着国家信息化建设的逐步深入，我国采取了一系列积极、稳妥、有效的措施促进电子信息技术产业高速、持续、健康的发展。从2002年开始国家计委组织实施光电产业化专项计划，光电专项产业化目标[1]是：（1）根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源特点，重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电产品，实现产业技术升级，并尽快形成规模生产。（2）“十五”期间初步形成具有一定自有知识产权和产业优势的光电产业体系。通过对我国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持，力争在“十五”期间使国内光电产业能够满足国内各行业的需要，并进入国际市场。（3）通过技术创新和项目建设的带动，扶持光电产业基地的形成。光电信息技术产业的迅速发展，使得具有光电信息技术知识背景的从业人员的需求逐年增加。作为培养专业人才的摇篮，近年来，很多高校相继开设了光电信息工程专业。它以培养可从事光学工程、光通信、图象与信息处理等技术领域的科学研究及相关领域的产品设计与制造、开发及应用等工作的应用型人才为目的。

而《光电子技术》作为光电信息工程专业的一门专业基础课，从了解光电子技术的发展和应用开始，通过学习光学基础知识，以光学系统的源、传输通道、信息加载、探测、信号处理、显示和存储为主线，引导学生系统、全面的学习光电子技术。通过本课程的学习应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。

本文从分析《光电子技术》课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把书本上的内容与当前光电信息产业的发展现状相结合，采用诱导式教学把科学研究引入课堂，对《光电子技术》的教学思路进行创新性探索。实践表明这些教学探测极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

1《光电子技术》的教学现状及问题

就《光电子技术》这门课程而言，由于教学内容的逻辑推导内容较多，要求以大学数学为基础，具备物理学，材料学，电路电子等多学科的知识和理论体系，导致部分学生对其缺乏兴趣，进而影响到教学的效果。

尽管近年来，随着的电子设备走进课堂，授课方法也日趋多样，如、“现代化多媒体与传统板书”相结合的教学方法、“图片演示与实物展示”相结合的教学方法、“课堂讲授与小组讨论”相结合的教学方法等[2]。对传统意义上的教学模式进行了改革，如，讲解到激光原理与技术这一章节的时候，在课件中放上激光器以及激光光束的图片，把文字描述的内容以实实在在的实物图片展现在学生的眼前，加深了学生对知识点的理解和接受。这些教育教学方法的改革在很长的一段时间的确取得了很好的教学效果。

然而，随着的物联网技术的发展，现在的大学生可以从互联网上获取海量信息，仅仅是一副图，一个装置器件已经无法引起学生过多的关注。那么，如何吸引到学生的注意力，激发学生的学习兴趣，把《光电子技术基础》这门光电信息工程专业基础课讲解的生动，打开学生通往光电子技术领域的大门，为进一步学习相关专业课打下基础是我们亟需解决的问题。

2诱导式教学方法

传统意义上的诱导式教学方法早在20世纪80年代被提出，其理论依据出自《论语-述而》：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也。”意思是只有当学生百思而不得其解时，教师才可以有选择的启发他，当学生心里明白但不知如何表达时再去开导他，如果学生不能举一反三，就先不要往下进行了。因而诱导式教学应当是“启发”和“引导”相结合，通过“启发”和“引导”学生，使得学生在有限的课堂教学时间内做到触类旁通，提高教学效率。

而大学教育赋予了“诱导式教学”新的含义，除具有传统意义上的诱导式教学的思想以外，还包含了用发展的眼光看待书本上的知识体系，把科学研究、最新的科技发明、科技产品引入课堂。就《光电子技术基础》这门课程而言，可以从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的的内容，通过光电产业的新发明，新应用吸引学生的注意力，在讲解这些发明或应用的过程中传授教学内容，激发学生的学习《光电子技术》的兴趣。以《光电子技术》[3]中“偏振——起偏——检偏”这一知识点为例，如果仅仅从书本上给出的概念出发讲解：（1）偏振指的是振动方向对于传播方向的不对称性；（2）自然光得到偏振光的过程称之为起偏，所用器件为起偏器；（3）检测某一光束是否为偏振光的过程称之为检偏，所用器件为检偏器。抑或在多媒体课件上放置光束起偏/检偏的图片，都不能起到很好的教学效果。为了吸引学生的注意力，激发学生对“光的传播”这一教课内容的兴趣和求知欲，同时扩展学生的知识面，可以从近阶段的热门话题个人全息手机(takee手机)引入，takee手机的亮点之一是可以使用户从各个角度都能感受到浮在屏幕上的全息立体3D效果，进而联系到学生身边的光电信息技术——3D电影，观众要戴上一副特制的眼镜，而这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片，由此把重点落到“偏振”这个知识点上，让学生在一个轻松的教学氛围中不仅学到了新知识，（下转第82页）（上接第86页）而且知道新知识的应用领域和当前发展的现状，扩宽了学生的知识面和眼界。

因此，大学课堂中的诱导式教学方法应该：（1）培养学生具有批判性思维；（2）具有科学的想象力；（3）具备自我塑造和发展能力。在此基础上，“以点带面”提高学生的创新能力和动手实践能力。

3多元化的考核评价标准

北京航空航天大学校长前校长曹传钧教授在本科教学上，提出“讲一、练二、考三”的教学模式。指出学生的学习效果体现在：（1）知识面的宽窄；（2）学习，实践的经历；（3）自学的能力；（4）是否具备创造性思维和创造性能力，具有独立的见解等几个方面[4]。那么单纯的一张试卷，一次考试就不能够作为学生掌握知识的依据。

而《光电子技术基础》是理论与实践相结合的一门课程，这就要求其课程的考核评价标准应该具备多元化，多样性的要求。整个课程的考试分为三部分：（1）理论部分的考核：可以采取闭卷考试了解学生对基本概念，基本理论的掌握程度，或者把基本理论深入剖析，采用开卷考试的方式，考察学生运用书本知识分析问题的能力；（2）实验部分的考核：通过实验不仅能够加深学生对知识的掌握，实验本身更是对整个章节，甚至整个课程内容的一个体现，如电光调制实验，旨在让学生掌握晶体电光调制的原理和实验方法，但是该实验从激光发射出的光波经由起偏器，电光晶体，1/4波片，检偏器之后被光电探测器接收，通过信号处理，学生可以在示波器上观察到作用到电光晶体上的调制信号曲线和光电探测器解调后的信号曲线。而这么一套设备展现出来的就是一个完整的光电系统。学生在实验的过程中可以运用光电系统的知识搭建好实验线路，确定光路信号的走向，通过示波器显示的信号曲线分析实验过程中出现的问题，思考该问题出现的原因以及采用何种解决这些问题，从而考察了学生对于光电调制内容的掌握程度，促使学生从实践中意识到理论知识的重要性，提高学生分析问题解决问题的能力；（3）课程设计部分：课程设计旨在学生根据授课内容，通过自学扩大自己的知识面，结合日常生活中使用的光电子产品，培养学生科学的想象力和创新能力。整个成绩采用百分制的标准，三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式评判学生对《光电子技术基础》的学习掌握程度。

通过对两届学生的采用诱导式教学和多元化考核评价的教学，其实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了学生运用所学知识分析问题，解决问题的能力，培养了学生的动手能力和创新能力，达到了《光电子技术》的教学效果。

4结束语

光是人们最为熟悉的现象之一，从17世纪关于光的本质的两大对立学说到21世纪的信息时代，光电信息技术已经渗透到人们日常生活之中，除了光电子技术专业的学生需要深入系统地学习《光电子技术》外，微电子技术、材料、电子科学与技术等专业的学生也需要了解光电的基本概念和基础知识。探索诱导式教学方法在《光电子技术》课程的新模式和多元化的考核评价标准，把光电基本概念和基础知识与当前光电信息产业的发展现状相结合，使学生较好地掌握所学知识，把握知识点的学术前沿，为学生的进一步学习和发展打下坚实的基础。

参考文献

［1］国家计委.国家计委组织实施光电子产业化专项计划[J].中电网,2002,2,28.

［2］于雪莲，顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛,2009,9(9):77-78-81.

［3］朱京平.光电子技术基础[M].2版.科学出版社,2009.

光电子技术科学范文篇2

1光电子技术的发展现状

1.1国内发展现状

1995年光电子技术总产值约10亿美元，2001年中国光电子产业产值超过800亿元，目前继续高速发展中。近年来，中国光电子技术的研究水平已大体上趋于与国际同步发展的态势，整机系统以及器件的生产、制造等相关产业如雨后春笋般涌现，并呈现出一定的发展势头，我国光电子信息产业链基本形成。

近几年，由于光电子技术研究开发体系的不完整，促使训练一批高水准的光电子技术研究开发队伍成为迫在眉睫的任务。二十世纪以来，中国科学院建立了半导体研究机构，武汉邮电科学研究院建立信息发展研究部，中国科学院在长春建立了光学精密研究所，一些大学，如清华大学、吉林大学、天津大学、东南大学、南开大学、华中科技大学等也先后建立了光电子技术研究所，并同时组建起高水平的研究开发队伍。截止到2016年，各高等院校及研究机构已经在光电子材料、制作技术、器械等方面取得了突破，并有了显著进展。

1.2国外发展现状

在国内外光电子产业中，对于光通讯产业来说，在2003年其增长速率跌落到谷底，与此同时，其回升斜率缓慢，但是，光电子技术、光显示技术以及光存储技术在各个产业中慢慢显露头角，应用范围越来越广，在照明装置及各类信号指示器中，半导体发光二极管取得了极高的使用率，若照这样发展下去，人类有望在固态照明的新领域开拓出一片绿洲。

光电子产业中，以美国和欧洲的发展为领头羊，美国和欧洲在光电子产业中的发展决定了整个产业的走向。发达国家早就已经意识到，光电子产业是一个朝阳产业，人类对其认识还尚处在皮毛阶段，光电子技术的发展空间广阔，可以渗透到各行各业并发挥出色。在二十世纪初，发达国家的科学家们就开始进行大量的基础研究工作。世界光电子技术产业的布局目前由传统的仪器设备和元器件，向高技术为主的产业技术转换的趋势。就目前来说，从技术高新、竞争激烈度和推动作用大致分为：现在技术，如激光和液晶技术；未来技术，如太阳能技术和LED技术。液晶技术又可以细分为显示屏的尺寸，显示屏的分辨率及刷新频率；激光技术里有固体、气体，输出功率等指标。不过，LED技术目前只有亮度这一单一技术指标。对于未来技术中的太阳能来说，关键之处在于高效的把太阳光线聚集到足够小的体积内，并且，用高分子材料作大口径聚焦镜不单是空间重量问题，也是技术加速降低成本的关键。

2光电子技术应用与推广

近几年，光电子技术如洪水猛兽，迅猛发展，越来越多的领域意识到其重要性及不可替代性。同时，光电子技术凭借其普适性，不仅在微加工这类基础工业中发挥出色，更是在微机电系统、系统集成这种精密系统中起到了关键作用。特别突出的是，光电子技术在激光产业、LED产业、太阳能产业有着重要的作用。

2.1激光产业

2.1.1科学技术

激光具有很好的相干性、方向性、单色性和高能量密度，正是因为这些特点，在各个学科领域，激光都或多或少有所涉及，并形成了新的学科。如：激光材料加工、激光信息存储与处理、激光光谱学、激光医学及生物学、激光印刷、军用激光技术、激光核聚变及激光化学等，激光的应用在一定程度上促进了这些领域的科学技术进步与发展。

2.1.2国民产业

激光现在我国正逐步成型，其中包括激光音像、激光加工、激光医疗、激光全息及激光印刷设备等，这些产业对我国经济增长起到了举足轻重的作用。例如，目前为止生产激光音像设备的企业举国上下已有400多家，1998年激光产业已逐渐发展成为年产值90亿元以上的新兴产业。又如，将激光全息技术做一个拓展，应用于装饰装修业及全息模压防伪商标，不仅生活得到了极大的便利，相关国民产业也得到了迅猛的发展。

2.1.3医疗产业

激光医疗技术在医疗卫生方面现已起到不可或缺的作用。对眼科来说，屈光性角膜切除术、虹膜切除术、巩膜切除等手术均需要激光设备方可实施。激光在医疗诊断方面也效果出色，如激光荧光光谱测量技术被利用于诊断腹内肿瘤，激光多普勒技术用于探测细胞的流动及轨迹。

2.2太阳能产业

2.2.1太阳能发电

二十世纪末，由于各国工业水平的提高，能源的需求量也日渐增加，因此，人类开始进入了能源短缺的时期。能源是否高效，是否清洁成为了能源能否为人类长期使用的先決条件。目前，人类能源供应主要还是以煤炭为主，而煤炭是不可再生资源，消耗殆尽是迟早的事。为此，各大能源科研机构绞尽脑汁想找出新的可替代能源。而太阳能光伏发电不失为一种极好的替代选择。只要在光伏发电中应用光电子技术，使用得当的话，光伏发电的转换效率可以得到很大的提高，前景广阔。太阳能发电的方式通常有两种，其一是半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。

2.3LED产业

2.3.1交通灯

适用于交通管制的信号灯，现已由LED制成。LED信号灯占到整个LED市场的10%。LED主要有以下两个优点：一是寿命长，由于交通信号灯需要在户外使用，易损耗，而寿命长的LED灯可以保证使用多年而不需要更换。与交通信号灯易损坏完美的契合。二是节能环保，LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近30%，在相同照明效果条件下比传统光源节能近80%。

2.3.2景观灯

在照明领域里，景观灯占据LED材料应用一席之地，原因是，在光强相同的条件下，它所消耗的电能仅有普通白炽灯的百分之十，相比于一些大功率的射灯、气体灯，电能的节约效果越发明显。

3结论

作为时下新兴的一门朝阳学科，光电子技术凭借其在能源，材料，基础技术等方面的杰出表现，成功的被大家公认为最有前途的新技术。若加以有效的发展及应用，必将有效的推动社会科技的进步及经济的发展

参考文献

[1]吕晶晶.浅谈光电子技术的应用[J].科技资讯，2010（30）：6.

[2]李强.光电子技术及产业发展[J].中国新技术新产品，2008（15）：97.

[3]于静，车俊铁，张吉月.太阳能发电技术综述[J].世界科技研究与发展，2008（01）：56-59.

作者单位

湖北省黄石市第二中学湖北省黄石市435003

光电子技术科学范文

光电技术是将传统光电技术与现代计算机技术和微电子技术相结合的一门先进技术，是获取光电信息和借助光电来提取其它有用信息的途径，例如研究力、电流、声音、温度等。这一先进技术也促使人类有效地拓展了自身的视觉功能。当前光电技术已经渗透发展到许多科学领域，并且得到了迅猛的发展。具有代表性的应用之一是半导体激光器的广泛应用，第三代微光像增强器的实用化和具有高量子效率的负电子亲和势光电阴极的充电倍增管，在热成象中的红外焦平面技术的应用，超大规模的CCD面阵的团体摄象器件已经在工业和民用领域都得到了广泛的应用等等，新技术和新器件在不断涌现。

全球光电产业快速发展

光电子技术是21世纪的尖端科技。近年来，我国光电子产业规模不断飞速发展，市场潜力巨大，光电子技术和产业在各个领域得到了广泛应用，其发展状态日新月异。以光电显示器件为代表的基础产品LED为例，由于化合物半导体发光材料技术性能的逐步提高，使得LED产品技术性能日益提高，其应用产品正在向薄型化、低成本、高解析度、视角宽度、响应速度快、大尺寸及高亮度方面发展，使得LED光彩照人，魅力四射，极大地促进了我国LED照明产业发展，信息家电的基础产品，就视角特点而言，如PDP、TFT-LCD、OLED、PLED等，在大屏幕显示方面将成为未来市场发展的引导。

如表1，近10年来其平均增长率在11%左右。到2009年全球光电产业产值已经突破3530亿美元。预计未来几年全球光电子市场产值仍会持续以两位数的速度保持增长。正是由于这种快速增长的产业发展速度吸引了众人的眼球，带动了世界各国与光电产业相关行业的发展，同时也造成了光电相关资源的紧俏，特别是光电技术方面专业人才的大量需求，这也为世界各国教育的发展方向提出了新的要求。发展光电产业的重要性显而易见，但光电产业是技术、资本密集的产业，需要雄厚的资金投入和坚实的技术支持。

光电产业已成为我国主要的新兴科技产业

2006年上半年中国光存储销量比2005年同期增长17.5个百分点，市场增长速度超出前期市场预期。

光电子是涉及专业众多的一个综合性产业。如果按其使用功能，可以分为光显示、光通信、光存储、光处理等行业；如果按其使用阶段来分，也可分为光材料、光器件、光整机和加工装备等四个方面。

与集成电路产业不同，我国的光电子行业与发达国家几乎是同时起步，相对而言，技术差距比较小。早在建国初期，根据当时国防与民用的特殊需要，我国就已经开始了中国光电子产业的集中布局，先后在长春、武汉、上海、北京等地，建设了一批从事光学、光电子研究的院校和企业，初步形成了一个完整的光电子产业结构。

目前，我国在激光、光纤、光缆、光器件上的技术和产业水平已经达到或接近国际先进水平。不少产品的国内市场主要份额已被中国厂家所占据并保持较大数量的出口，这些都为中国光电产业进一步参与国际竞争奠定了可靠的基础

但与集成电路等其他高科技产业一样，我国的光电产业也存在工艺技术、核心材料、关键器件与生产设备等四个关键因素落后等情况；在产业布局上，还呈现着“小、散、乱”的现状，缺乏规模化的系统配套与产业，部分重要的器件与材料依旧需要进口；同时，由于过去计划经济的影响，光电企业与研究院所相互独立，难于取得相互支持的有利效应。

采取有效措施，促进我国光电产业发展

随着光电产业的迅猛发展，面临的竞争肯定会更加激烈，我国如何在激烈的竞争中突出发展。本人认为必须做到以下几点：

我国要做好充分的产业规划，按照“切入中游、挺进上游”的发展思路，进一步整合上下游产业，做好承载环境和产业配套体系的打造。打造好园区载体，合理布局、科学规划。要搭建好技术平台，加大相关企业和研发机构人才的对接，形成技术对产业的支撑体系。

产业竞争归根结底是人才竞争。通过调研产业发展现状，探索出亲产业、应用型的人才培养模式，发挥地方产业优势，制定科学和优化的培养方案是地方理工科院校制定光电人才培养计划的重要任务，也是高校凸显办学特色，彰显办学理念，走差异化办学道路的体现。