欢迎访问发表云网!为您提供杂志订阅、期刊投稿咨询服务!

光电工程论文大全11篇

时间:2023-03-27 16:39:41

光电工程论文

光电工程论文篇(1)

2进度控制的主要措施

2.1管理措施。可在工程中采用关键路线法,以此来表示出具体的工作顺序和彼此之间的依赖关系,将分散且复杂的数据加工整理成项目管理所需的有用信息,便于管理人员进行资源配置。此外,还可构建起一套完善的监测、分析、调整反馈系统,通过对计划与实际进度之间的比较分析,实现对进度目标的动态、连续控制。

2.2组织措施。构建完善的项目管理组织体系,成立以项目经理为核心,监理工程师为成员的进度管理领导小组;设置专人对工程项目进度计划的执行情况进行跟踪,一经发现进度偏差,及时采取有效的措施进行纠正;可由项目经理牵头,以周为单位,定期组织召开工程协调会,对进度偏差产生的原因进行分析,并确定其影响程度,对总进度计划进行调整。

2.3技术与经济措施。通过新技术、新材料、新工艺的运用,并对各个工序之间的逻辑关系进行优化调整,以此来缩短工作持续时间;可在工程项目实施阶段,采取一些合理的奖惩手段,并科学编制与工程项目进度计划相适应的资金和物资计划,借此来控制光伏电站工程进度。

3进度控制要点

3.1设计阶段

在该阶段,进度控制的最终目标是按质按量按时提供施工图等设计资料,并进一步明确关键工序及线路,对工程设计进度进行动态的控制,定期对设计进度加以了解,并与编制的设计进度计划进行对比,若是存在偏差,则应及时查明原因,采取措施进行调整。首先,应当对设计进度目标进行分解,根据性质和工作量对人员进行合理配置。其次,在设计过程中,不仅要确保设计质量,而且还要兼顾施工的可行性和方便性,这有助于加快施工进度。再次,尽可能减少不必要的设计变更,避免出现重大的设计变更。

3.2施工阶段

在该阶段项目管理人员应当对施工承包商编制的施工进度计划进行严格审查,并督促其对进度目标进行分解,同时要对施工承包商的进度情况进行追踪,分析其进度计划的发展趋势,若是发现存在延期的可能,则应当指令承包商采取有效的措施加以解决处理。针对本工程的特点,决定在施工阶段采取如下措施对工期进行控制:加快工程施工前期各种手续的办理速度,并按照工程需要备足应交款项;由于本工程的工期要求比较紧,加之分项工程较多,所以决定采取分批开工、陆续交付使用的方式进行施工建设,以此来实现施工进度目标;通过严格的合同管理及相应条款,对进度计划形成强有力的保证;对承包商的施工进度计划进行严格审查。

光电工程论文篇(2)

在能源和环境压力日益增加的背景下,推动分布式电源发展已成为世界各国促进节能减排、应对气候变化的重要措施之一。

1 分布式电源发展背景

分布式电源作为新能源的重要组成部分,以其独有的,与大电源、大电网有机统一、缺一不可,在一定程度上影响着电网未来的发展方向。

欧美发达国家以中低层的独立住宅为主发展屋顶光伏。我国光资源富集在西北和华北,其荒漠地区适宜集中式开发,主要包括:建筑屋顶和农牧区户用光伏。我国内陆城市则以高层建筑为主,发展条件不及欧美。

太阳能资源丰富,具有相当的开发和利用价值,本地多年平均太阳能总辐射为4200~5000MJ/m2,平均日照时数为1666.4~2280.9小时,多年日均水平面太阳辐射量3.67kWH/m2。它对改变地区能源结构、缓解地区用电压力、实现地区可持续发展具有重要意义。因此在内陆城市安装分布式光伏电站前景广阔。

2 本地分布式光伏发展现状

作为城区内推广分布式光伏发电项目有一定局限性,因为我国内陆城市则以高层建筑为主,在公用建筑屋顶进行光伏发电项目安装需要取得其他业主的同意,面积要求大,推广具有难度,而在工业园区发展分布式光伏项目有以下几个优点

一是充分利用了取之不尽、用之不竭、无污染且免费的太阳能;

二是充分利用工业园区内企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建独立太阳能屋顶光伏发电装置,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用;

三是安装分布式光伏电站实现了自发自用,余电上网销售。对工业园区所属企业,不仅节约了电费,还能享受政府补贴,同时,用不完的电还能卖给电网实现创收,对降低企业运营成本具有明显的优势

四是利用当地丰富的太阳能来发电,从一定程度上缓解了地区用电压力,且不消耗燃料,不污染环境,还能够改善供电质量,调节峰电,保证电力供给。

从本地区工业园区已建的8个分布式光伏电站来看,尽管本地区属于太阳能资源相对较差的第四类地区,但设备运行情况良好,发电效率达到80%以上,表明分布式光伏发电系统技术成熟,达到了理论设计要求,与同等发电量的火电厂相比较,8个分布式光伏电站每年可节约标准煤712.66吨;减少碳排放总量1017.55吨;减少氮氧化物排放26.65吨;减少二氧化硫排放53.52吨;减少粉尘排放48.42吨;减少灰渣排放202.89吨等,有效地改善了人类生活的自然环境。

由于8个光伏电站项目都是充分利用工业园区企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建光伏电站,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用,而作为关键部件的太阳能电池使用寿命长,寿命一般可达到25年以上。可见工业园区内的光伏电站具有较高的经济性;但是目前太阳能电池、电缆等材料成本相对较高,从一定程度上延长了投资回收期。

3 分布式光伏发电项目投运后管理

光伏电站投运后管理也很重要,虽然工业园区内建设,后期维护可以较为集中。分布式光伏维护主要在光伏组件的定期保养,由于分布式光伏电站暴露在露天环境中,外面没有任何保护,自然环境因素对分布式光伏电站质量会有较大影响。由此,分布式光伏电站的日常保养很必要,这直接关系到光伏电站使用寿命和发电效率。

对于设备性能来说,辐射强度和温度是影响组件效率的显著因素,带载率和工作电压是影响逆变器效率的显著因素;而对于系统效率来说,由于其具备季节性,环境温度、灰尘遮蔽是影响效率的显著因素。例如如果不注意清洁光伏板组件,有泥点污点,就容易产生热斑效应。所谓热斑效应,就是光伏板组件的串联电路上有部分被遮蔽,其发电量下降,会消耗其他部分产生的电能,成为一个负载。热斑效应会导致光伏板电池组件损坏甚至烧毁。定期对光伏电站组件进行清洗和检查,能明显提高光伏发电系统的效率

因此在光伏电站设计运维的整个生命周期中,都要对关键风险进行控制,这样才能降低度电成本,提高投资回报。

根据我国太阳能资源分布图及其太阳能辐射量五类地区划分来看,同类项目在我国适合在与内陆城市工业园区太阳能资源四类以上地区推广除四川、贵州两省外,其它地区均可大范围推广,前景广阔。

参考文献:

[1]李春华,刘维亭,姜文刚.户用独立式光伏发电系统研究[A].2011中国电工技术学会学术年会论文集[C].2011.

[2]徐亮,翟庆志,王宁.光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析[A].纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C].2009

[3]黄维学,徐璞.聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析[A].通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C].2011.

[4]侯世英,房勇,孙韬,宋星. 混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化[A].重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C].2010.

[5]王景义.光伏发电系统的计算机辅助设计[A].中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C].2001.

[6]孟昭渊.独立光伏发电系统储能新方法[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.

[7] 辛煜,王智灵,何淼,陈宗海. 光伏发电系统中的直流变换器综述[A].第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C].2011

[8]黄护林,陈昊.一种新型的风力-太阳能光伏互补分布式发电[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.

[9]罗雪莲.中国光伏发电的发展及前景[A]. 贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C].2008

光电工程论文篇(3)

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.

光电工程论文篇(4)

【Abstract】How to reflected photoelectric information science and engineering specialty in college physics teaching is a pressing matter of the moment for us. In this paper, to improve the learning interest of the students, taking the knowledge of electrical polarization theory for example, we proposed the methods on reforming teaching means and content for college physics teaching on the based of difference specialty according to the exploration and practice of college physics teaching.

【Key words】College physics teaching;Photoelectric information science and engineering;Specialty feature

0 引言

对于地方高校而言,由于生源质量的下滑和学生一进校就感受到的就业压力,许多学生对一门课程的认识首先就是学习这门课程有什么用,这门课程学起来难不难。基于这种出发点,学生对于大学物理这门工科专业必修课程的学习兴趣不大。上课不专心听讲,课后不复习,作业不认真,在网络上搜寻答案,学习效果自然不明显,对大学物理的重要性认识不够,从而影响后续专业基础课程与专业课程的学习,进而影响其全面发展[1]。

我们执教光电信息科学与工程专业的大学物理学课程已四届,每年都在思考一个问题:怎样在大学物理的教学里体现光电信息科学与工程专业的专业特点? 通过对教学内容的细致分析,在教学中穿插光电信息科学与工程专业的专业特点,不仅使学生自觉或自发地认识到大学物理的重要性,而且大大提高了大家学学物理课程的兴趣,培养了进一步学习后续知识的热情和对未知专业知识的渴求。

本文首先分析大学物理在光电信息科学与工程专业中的位置,然后以电介质极化理论为例,分析它与光电信息科学与工程专业的结合点,在教学实践中充分体现专业特色,并对大学物理与我校工科专业的结合作了出展望。

1 大学物理在光电信息科学与工程专业中的位置

目前我们将大学物理设置在大一,先修课程只有高等数学,后续相关专业基础课程有物理光学、光电子技术基础、激光原理等;后续专业课程有光纤通信原理与技术、光电传感与检测技术、光显示技术等。从课程设置的关联和大学物理课程本身的内容,我们可以看到大学物理在光电信息科学与工程专业中处于基础性位置。教学的目的主要是使学生认识并理解一些物理现象,掌握大学物理的一些基本概念,熟悉大学物理理论体系的一些基本实验。

鉴于大学物理在光电信息科学与工程专业中的基础位置,我们在教学实践中,分析一些物理现象的基本原理时,经常将物理现象与激光技术、光通信、光电检测等领域的实际问题结合起来,引导同学们一起讨论是否可以用相同的物理原理解释,激发大家对光电信息科学与工程专业的学习兴趣,激励学生对基本物理原理和概念的学习热情。

2 大学物理中的光电信息科学与工程专业特色

2.

电介质的极化虽由外电场引起, 但因极化电荷对外电场有影响,因而极化后,介质中的总场强应为外电场与极化电荷激发电场的叠加,而P则不仅与外电场,而且与总场强有关。由于光是一种电磁波,当光波在介质(晶体)中传播时,光频电场会引起介质的电极化。当课程内容讲授至此,我们可以拓展[3]:在激光出现以前,当光波在介质中传播时,不会出现其他频率的光。而两束以上的光波在介质中传播时,光波之间也不会发生相互作用,服从独立传播原理,不改变各自的频率。当它们在介质相同区域相遇时,则服从线性叠加原理。诸如:光对于介质的折射、反射、衍射、散射和双折射等现象。但介质的电极化强度与光频电场之间的关系,除了线性关系之外,还有非线性的高次项。非线性光学产生的原理可作如下解释:分子是由原子组成的,分子中的电子被束缚在原子核的周围运动,如果外加一个电磁场(光也是一种电磁场),则这种运动将受到扰动,如果外场是一种谐振场,则电子会产生和外电场相同的谐振,正负电中心不重合就诱导产生了一种“极化”,从而产生诱导偶极矩P。

通常,一般光源的光频电场强度Ej较小,这样高次项的电极化强度都很弱,可以忽略不计,只用到式(4)中的第一项,即式(3)。而激光是一种具有极强光频电场的光源,式(4)中第二、三项等非线性项就可产生重要作用,可观测到不同的非线性光学现象。

2.2 其他知识点的光电信息科学与工程专业特色

对于光电信息科学与工程专业的学生,我们可以从光和信息两个层面对其他很多物理现象进行阐述和讨论,体现光电信息科学与工程专业的特色[4-5]:如光的全反射现象是光纤通信技术的基础;压电效应和逆压电效应,广泛应用的光纤电场量传感器,是基于这一原理实现的;磁致伸缩效应或法拉第磁光效应是光纤磁场量传感器的工作基础;帕尔贴效应是半导体激光器温度控制的关键技术。

我们在大学物理课堂上强调红外、可见光、紫外等光频电磁波,讨论它们的产生、发射、传输、接收和检测等, 介绍光通信、光检测等相关专业方向在现代信息技术中的地位和发展状况。这样不仅在教学实践中突出光电信息科学与工程专业的“光”与“信息”这两个基本特色, 激发学生学习相关专业课程的浓厚兴趣,而且学生对学习光电信息科学与工程的信心大大增强,同时也提高我们在专业建设和学科建设中的前后一贯性。

3 结论

本文以电极化理论为例, 在讲解大学物理内容的基础上, 通过深入或外延的方式,寻找与光信息专业后续相关专业课程知识的结合点,通过教学实践,使光信息专业大一的本科生对专业产生学习的热情,培养大学生对本专业的浓厚兴趣,树立继续学习本专业的信心。近四年的教学证明,在大学物理教学中主动体现光信息科学与技术专业特色, 不仅实现了预期的专业建设和学科建设的目的, 而且有助于提高教师在学生心目中的地位。

就我校实际情况而言,如化工、生物专业的学生认为热学与专业课程联系最为紧密而力学和电磁学往往与专业联系不大,电子、计算机等专业的学生认为电磁学联系最为紧密而力学、热学、近代物理部分与专业的联系相对较低。因此,对不同专业的学生所讲授的内容应该有所侧重,应依据各专业的特点对物理学的各部分内容有所侧重和增减教学内容,使学生明确感受到物理与自己的专业密切相关,使物理教学兼顾专业基础课教学和专业技能的需要。

【参考文献】

[1]董少光.大学物理教学与理工科学生学习现状的思考[J].中国西部科技,2008, 7(40):73-75.

[2]罗益民,余燕.大学物理[M].2版.北京:北京邮电大学出版社,2010.

光电工程论文篇(5)

关键词:教研相长;方法;例子;光电子类课程

Key words: reinforcing teaching and research mutually;methods;example;optoelectronics-related courses

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)30-0172-02

0 引言

中国近代力学之父、著名的科学家钱伟长院士在谈论教学与科研的关系时说:“大学必须拆除教学与科研之间的高墙,教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育。”教学是科研的前提和基础条件,科研是提高教育质量和层次的关键,二者相互支撑、相辅相成。但是,当前对于大部分高校来说,教学和科研之间存在的主要问题在于过于重视科研。本文首先简单分析造成这种重科研、轻教学的原因,然后以淮海工学院电子工程学院的光电子类课程教学为例初步探讨教研相长的具体实现途径。相应的研究成果可以在其他工科专业教师中推广,以帮助他们在教学方面和科研方面都取得好的效果。

1 重科研、轻教学原因分析

目前造成大部分高校重科研、轻教学的原因是多方面的,大致可以总结为以下几点:

1.1 与大学教师所处的大环境有关

“目前社会上有很多人认为,我国高校和世界一流大学的差距主要是科研水平低、师资差。包括时下流行各种“高校排行榜”,也多以科研为主要指标”[1],而教学的实际效果对于学校的综合排名则无足轻重。如,时下流行的“武书连2015中国734所大学教师学术水平排行榜”[2]。那些科研搞得好、综合排名靠前的高校,其知名度也高。在这种情况下,高校为了自身的生存与发展,学校投入大量人力、财力力争在科研上有所突破。作为高校一分子的大学教师自然也不可能置身世外。

1.2 与我国现行的职称评审制度有关

目前我国大学教师的职称评审,实际上主要依据的是科研, 包括有没有科研论文、论著,有没有科研立项和科研成果。如评讲师、副教授、教授要多少篇论文,什么级别的论文,论著要有多少字,什么级别的立项和成果等。教学在职称评审中虽然也受重视,作了许多规定,但大都显得笼统模糊,而且缺乏可操作性。教学水平的高低和教学效果的好坏对教师职称的评审几乎没有什么影响。

1.3 与学校的实际情况有关

有一部分教师,尤其是青年教师,几乎很少主持或参与科研工作,这在淮海工学院非常普遍。不参与科研工作则容易造成理论与实践脱节,除了不能提高自己的科研能力,也不利于教学能力和教学效果的提高[3]。这其中部分原因是由于这些教师教学任务繁重,还有一些承担行政工作;同时没有良好的科研团队,形不成一个良好的科研氛围,而不能提供有效的科研条件让他们从事科研工作。

上述几种情况造成科研与教学分离,更难做到相辅相成,共同进步。作为一名普通的高校教师,自然无法去改变整个社会的大环境,也无法撼动现有的职称评审制度,但从大学教师的自身职责来看,我们不仅需要承担教书育人的工作,还需要承担一定的科研任务。同时做好科研与教学是每一位高校教师的职责所在。因此教学和科研孰重孰轻,如何处理好教学工作和科研工作的关系以及如何把自己的科研和教学很好地结合,对于教师自身非常重要。

2 教研相长途径初步探索

本节从普通高校教师角度出发,探索如何处理好教学与科研之间的关系,如何把科学研究应用到教学实践,以做到教研相长。下面分别从专业建设、人才培养及教师的教学和科研能力提高三个方面,以淮海工学院电子工程学院光电子类课程教学为例探讨教学相长的方法和途径。

2.1 专业建设方面

目前淮海工学院电子工程学院的电子科学与技术、测控技术与仪器等专业仅有7年的历史,虽已初具规模,但课程体系与专业建设仍需进一步完善和优化。以光波为信息载体的检测、控制技术、仪器系统、精密测试等内容是电子科学与技术、仪器科学与技术学科中的重要内容。

根据相关专业领域教师的科研基础,本课题组首先对电子工程学院的光电子类课程(光电子技术基础、光电传感与检测技术、光纤通信技术等)实施了教改研究,包括课程体系与教学大纲完善,加深了理论与实践的结合,即将教师的科研新成果融入理论和实验教学,并利用教师科研条件进行直观教学,这样既培养了学生动手能力,也促进了学生对理论知识学习的兴趣。

如,电子工程学院建有自适应光学实验室,是相关任课教师的科研平台。自适应光学技术是一门可以让光波适应外界变化而被能动控制的技术,也可以理解为光学中的自动化技术,集科学性和工程性为一体。相关专业学生已经学习过自动控制原理,对常规的液位、流量等过程控制非常熟悉,但对“光波”这样一个看得见摸不着的物理现象该如何完成控制呢?学生们非常好奇。通过分批次带领相关专业学生亲自动手完成光电成像校正实验,学生既加深了对光信号传输、光电信息转换及光电检测等方面知识的理解,又巩固和拓展了以前学习的自动控制相关理论知识的应用,学习到了教材中没有学到的内容,进一步扩大了学生的知识面,学生反馈非常好。

对于一些不具备实验条件的重点实验内容,由于实验条件比较苛刻,部分光电现象在实际实验中不明显,难以观察;另外也因为实验仪器有限,学生无法通过实验观察到所有的实验现象。针对这种现状,利用了科研过程中获得的数值仿真能力,帮助学生实现虚拟实验。

2.2 人才培养方面

通过科研与教学的有机结合,提高高等学校的教学质量,从而培养出新形势下的“综合型、应用型”人才。注重因材施教,将学有所长的学生引入到教师的科研项目中。通过教学改革,重点突出相关专业中的光电检测方法、光电系统研制与工程应用的能力培养,强调学生实践动手能力与创新意识的培养,使之成为应用型和创新型高级人才。在这个过程当中,学生除了实践书本知识外,还能在科研小组中学会分工及团队协作,为将来攻读研究生或进入相关企业累积经验。

本课题组已承担和参与国家及省市级科研项目多项,通过光电检测和光电子技术课程的学习,已有相关专业的多名学生主动要求参与到教师的科研项目中来。喜欢编程的学生让他们完成实验平台的软件建设,喜欢摆弄光电子器件的学生让他们完成硬件平台的搭建,爱动脑筋的学生让他们直接参与到教师科研课题的实验,和相关教师一起分析实验中出现的问题并解决它们。通过相关科研项目的训练,将科研渗透到教学内容中,培养了学生的创新能力、创新精神以及科研素养。

在2013-2015期间,多名相关专业学生有了参与教师科研项目的经历之后,积极申报各级创新项目。目前,已有多个光电子之创新项目获得校内立项。同时,淮海工学院电子工程学院已有多名毕业生进入光电专业研究生阶段的学习,如太原理工大学物电学院、中国科学院光电技术研究所等,开始了他们人生新的篇章。

2.3 提升教师教学与科研能力方面

教师一方面通过专业知识学习、关注本领域最新研究成果来提高自身业务能力,又通过教学工作,学习最新研究成果并有意识地积累未知问题、认真思考教学过程中学生所提出的疑问,进一步激发科研热情,并帮助了科研选题。

教学内容的主体是“基本理论、基本知识、基本技能”,但是,课堂教学除了围绕基本理论和概念进行外,还要注重科研成果和科技最新发展动态的渗透。让学生了解学科前沿的概况及其发展动态,开阔视野,启迪思维,进一步拓宽学生的知识面。并且使学生能够认识到,基础知识不仅仅是概念理论和公式,更是实际应用中的产品和解决实践问题的手段,以此提高学生的学习兴趣,同时使学生更容易接受抽象的理论知识。

如,教师分别在每学期开始和结束时举办了激光和光电子领域的最新研究成果或相关专题讲座,既提升了自身的业务能力,又达到了教书育人的效果。开学初的专题讲座有助于引领学生对光电子技术领域的兴趣,讲座的内容从围绕人们把光波作为一种载波进行信息传递开始一直到现阶段的激光通信、激光武器等。讲座结束,学生对光电子技术充满了好奇,这为学生学好光电子课程打下了良好的基础。学期结束时专门对学生比较感兴趣的以及近期比较热门的激光3D打印技术从原理到应用及未来发展趋势进行了一次专题讲座,扩大了学生的视野。

又如,基于光电子类课程涵盖知识面广、理论与应用相结合的特点,针对一些典型知识点,为加深学生理解,设置专题讨论课,鼓励学生课前主动查找相关文献,让学生事先做好研讨准备,写好研讨提纲。在课堂上进行交流、讨论,培养学生的表达能力、思维能力、分析能力,让学生充分发表不同意见。学期过程中,这样的专题讨论课进行了2次,学生提出的问题给了相关教师的科研很大的启发。

专题讲座和讨论形式的授课方式深受学生欢迎,教学效果好,学生评教均在90分以上,学生深受其益。课题组教师通过上述教学活动充分认识到要通过高水平科学研究苦练真功夫,又要通过钻研教学规律来加强组织教学的能力,从而真正做到科学研究和教学育人互相促进。

3 结束语

“教研相长”虽是一个老话题,但目前社会大环境中面临的“重研轻教”现象使得我们有必要对这个老话题展开新的研究。如何加强教学与科研的联系、在科学研究中如何开展教学活动以使得科研成果能够支持教学改革、并使得教学与科研互相促进是每一个高校教师的职责。本文以淮海工学院电子工程学院光电子类课程教改为例,分别从专业课程建设、人才培养、教学和科研能力提升等方面初步探讨了实现教研相长的一般化途径。改革的结果表明以上为今后存在这方面困惑的青年教师提供有价值的参考。

参考文献:

光电工程论文篇(6)

1.概述

本文以西北地区某光伏电站为例介绍总平面布置流程,该电站组件采用255Wp多晶硅组件,主要参数为:外形尺寸1640*992*40(长*宽*厚,单位为毫米),峰值功率255Wp,最佳工作电压30.3 V,最佳工作电流8.26 A,开路电压37.3 V,短路电流8.90 A,开路电压温度系数-0.33/℃。逆变器采用国产500kW逆变器,最高允许直流输入电压为1000V,输入电压MPPT工作范围为450~850V。

2.光伏电站总平面布置流程

2.1.串并联数设计

根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012中6.4.2相关公式,可以计算出,本工程光伏组件串联数量为22。

按上述最佳太阳能光伏组件串联数计算,则每一个组件串的额定功率容量为5.61kWp。对应于所选500kW逆变器,至少需要90个组件串。考虑逆变器效率、系统损失及逆变器1.1倍过载系数,最终确定每个500kW逆变器所配光伏组件串数为90~98路。

2.2.方位角选择

固定式支架一般朝正南方向放置。

2.3.计算倾角

目前,在光伏电站的工程设计当中,有三种方法比较广泛的应用于最佳倾角的选择,分别是:RETScreen软件、PVSystem软件,及Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空异向模型公式。理论计算和实践结果都表明,在最佳倾角附近选择倾角,倾斜面上的总辐射量相差很少;在工程项目设计中,为减少占地,节省投资,可以选择较小的倾角。本工程通过计算,光伏阵列安装最佳倾角取36°。

2.4.间距计算

光伏阵列间距按以下原则进行布置:根据《光伏发电站设计规范》条文说明部分的第七节“站区布置”,无论是固定式还是跟踪式均应保证全年9:00~15:00(当地真太阳时)时段内光伏方阵不应被遮挡,即冬至日当天9:00~15:00时段内光伏阵列不应被遮挡。

2.5.总平面布置

先布置一个发电单元,再结合地形进行整体布置、路网规划及局部调整。

3.总平面布置方案比选

方案一:阵列2行22列竖排布置,通过计算,阵列南北中心距7.78米,考虑0.2米施工误差,取8米。此方案平面布置如图1,占地15770平方米,共94个阵列,装机规模1054.68kWp,每个1MW发电单元占地14950平方米/MW。

方案二:阵列4行11列横排布置,通过计算,阵列南北中心距为9.44米,考虑0.2米施工误差,取9.7米。此方案平面布置如图2,占地16858平方米,共布置有94个光伏阵列,装机规模1054.68kWp,每个1MW发电单元占地15980平方米/MW。

方案三:阵列2行22列横排布置,通过计算,阵列南北中心距为4.69米,考虑0.2米施工误差,取4.9米。此方案平面布置图如图3,占地17122平方米,共90个组串,装机规模1009.8kWp,每个1MW发电单元占地16960平方米/MW。

图1 2行22列竖排布置 图2 4行11列横排布置 图3 2行22列横排布置

横向布置方案中,每个阵列可选2行和4行,2行安装方便,但占地最大,电缆、钢材等工程量会增加,总投资成本增加,但发电量未有有效提高,不可取。4行11列横排布置比2行22列竖排布置单位MW占地面积大,电缆、钢材等工程量相应增加,且施工时最上面一块板安装较费劲,后期组件的维护清洁不方便。

4.结论

通过比较,竖排布置方案较优,规模越大越明显。2014年9月1号国土资源部出台《节约集约利用土地规定》,指出要完善现有的标准体系,并继续进一步研究诸如光伏产业、公共图书馆、博物馆等用地的标准。节约土地及光伏用地规范也将是光伏电站总平面布置的大原则。有文献通过理论分析指出,横排布置能在某种程度上提高发电量,但是,光伏电站发电量与光伏电站运维管理水平有很大关系,因此目前尚无实际运行电站的对比数据,随着对已运行光伏电站数据的不断收集,作者将更进一步论证各种布置方式的优劣,提出更为合理的光伏电站总平面布置方案,供光伏发电从业人员参考。

参考文献

[1] GB50797-2012《光伏发电站设计规范》[M].北京:中国计划出版社,2012

[2] 丁明,刘盛, 徐志成.光伏阵列改进优化设计方法与应用[J].《中国电机工程学报》.2013.34.

光电工程论文篇(7)

中图分类号:G424 文献标识码:A

Optical Engineering Professional Practice Teaching

System Construction and Exploration

XIAO Yanshan, WANG Fei, HE Huiling

(College of Science, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002)

Abstract According to Optical Engineering expertise structural characteristics and social requirements, combined with our school practice for Optical Engineering practice teaching system optimization, raised my school Optical Engineering Professional Practice teaching training objectives, build professional practice teaching content, build professional practice teaching hierarchical, multi-module, the system architecture to further improve students 'knowledge, cultivate students' innovative spirit and practical ability, so that students can better serve the photovoltaic industry and the local economic and social development.

Key words optical; practice teaching; laboratory construction

0 引言

按照国家专业目录的指导思想,我校光电信息工程专业的培养目标为:培养既具有扎实的数理基础,又熟练掌握光电技术、光学工程、信号处理、计算机应用与控制方面的知识和各种实验测试技能,了解有关光学工程、光纤通信技术、电子技术、光电图像处理等方面的基础知识,能在光电系统与信息处理、光纤通信与传感及其相关领域从事科研教学、科技开发、工程技术及生产管理的综合型人才。①与机械、电气、电子、材料等专业相比,光电信息工程专业具有非常鲜明的特点,就是其知识的广泛交叉性。②③本专业学生不仅在光电信息的获取、传递、处理及应用等方面具有坚实的理论基础,同时还需在光电信息处理、光电系统设计、光电技术及其应用等专业领域具有扎实的专业知识和熟练的实践技能。④

针对本专业实践教学中普遍存在的实验课课时数不足、学生开展自主创新实验机会不多、学生实验动手能力不强以及实验教学内容明显落后于技术发展等问题,本文提出以行业和社会需求为导向、鼓励学生自主探究和创新、专业实验与专业实践环节相结合的实践教学理念,构建科学的实践教学内容,建立分层次、多模块、系统的实践教学环节,进一步优化和完善学生知识结构体系,培养学生的创新精神和实践能力。

1 实践教学体系的设计

1.1 实践教学层次设计

根据本专业实践教学的要求、功能及特点,实验教学内容可由基础演示型、应用提高型、综合设计型以及研究创新型等四个不同层次的实验组成。

基础演示型实验:实验教学内容与光电专业基础理论课内容相对应,进行基本的专业技能训练。通过开展这类实验项目,帮助学生加深对所学专业课程内容的理解与掌握,并使学生有机会学习正确使用本学科领域的常用仪表和设备。

应用提高型实验:它是基础演示型实验的提高和拓展,根据本专业发展方向和实验室特点,主要实验内容应包括光纤通信与传感技术、光电检测技术以及激光技术等。通过开展这类实验项目帮助学生了解光电专业知识在实际生产生活中的应用领域、光电技术的应用原理和测量方法,提高学生解决实际问题的能力,增强学生的就业竞争能力。⑤

综合设计型实验:它涉及的专业知识内容较广泛,包括光电检测与传感的部分实验,光纤通信的部分实验以及激光技术的部分实验。这类实验内容比较丰富,实验仪器比较复杂,开展这类实验可以培养学生利用所学专业知识解决复杂问题的能力。实验可在老师指导下,由学生自行设计实验方案、实验步骤,并由学生自行实施完成。

通过以上三个层次实验课程的学习,学生学习如何做好实验,掌握研究光电规律和分析光电实验现象的思想和方法,学会分析和评价实验结果,达到激发学习热情、变被动学习为主动学习的目的。由以前教师安排好实验、准备好实验仪器、学生来做实验的状态,过渡到学生在老师的指导下,自己设计实验,自己准备实验仪器完成实验,从而培养和提高学生的综合思维和创造能力。

研究创新型实验:主要安排融合各分支学科和交叉学科的综合创新性实验。特别是突出光电技术与计算机技术、信息前沿科学发展的融合。部分实验项目采用项目式管理模式,题目由学生自由选择,实验时间不受限制,实验室对学生实行全方位开放。由学生自己查阅资料、设计实验方案、选择实验仪器、独立完成实验、撰写总结报告并口头交流,注重创新意识和创新能力的培养,为学生提供发展个性和施展才能的机会。

1.2 实践教学模块设计

本专业的实践教学模块可分为四类,如表1 所示。第一类是基础实验,主要开设在大一、大二学年。这一环节的实验内容主要有计算机语言程序设计、物理实验、数电模电实验以及工程基础训练。这一实验模块主要是学生自己动手进行实物制作,从而提高动手能力。第二类是专业课程设计,包括光电检测与信号处理课程设计、电子线路设计与PCB、光学软件设计、光电子系统课程设计等。课程设计内容与专业理论课知识相衔接,使学生将理论课中学到的知识应用到实践中去。大三年级以后,每学期都开设有专业课程设计环节,而且课程设计的内容逐步与生产实践相结合。第三类是专业综合类实验,包括学科基础实验、光电子学专业实验、毕业设计等。通过这类专业综合实验,来系统训练学生的光电信息专业知识,提升学生的光电信息专业素养。第四类是社会生产实践,包括生产实践、毕业实习等。这类实验包括大学生光电设计竞赛、大学生电子设计大赛、大学生数学建模大赛、寒暑期勤工俭学、毕业实习等。通过统筹安排这些实践内容,使学生尽快了解、认识社会、企业对光电信息专业的实际需求,真正理解专业学习目的,以增加学生毕业后的就业竞争力。

表1 光电信息工程专业实践教学模块

2 实践教学内容的实施

2.1 基础实验

在大二年级之前完成全部基础类实践教学环节,主要是关于仪器、仪表的使用、基本量测量、基本实验技能的训练和基本测量方法等,设计物理、电子学以及计算机技术实验的一些基本实验技能和基本知识点,培养学生的观察能力、分析能力和判断能力。除了传统的演示实验,还包含学生自己动手操作完成的实验,让学生在实验中通过探索获取知识和经验。

通过该实践教学环节,可以使学生具备基本实验技能,学会基本测量仪器的使用,掌握基本的实验方法和经验,为下一阶段的学习打下良好的基础。⑥

2.2 课程设计

课程设计是实践教学体系的重要环节,是理论课程的互补,理论课程中抽象的理论知识可以在课程设计中直观地反映。指导老师根据所学专业课内容给出多个设计题目,学生选择后自己查阅相关资料对所选题目做出课程设计报告。课程设计分布在第2学年与第3学年,这一阶段学生已经有了一定的理论基础及实践基础,可以完成相关课程设计要求。

通过课程设计这一实践教学环节,可以提升学生的思维能力,尤其是锻炼学生应用理论知识解决实际问题的能力。

2.3 专业实验

充分利用现有实验室设备设计专业实验,可将专业实验划分到多个实验室,指导教师在固定实验室指导,学生分组完成规定的实验,有效地克服了实验设备台数不足的问题。毕业设计是教学过程中最重要的实践性教学环节,是本专业学生毕业前的一个重要的综合性实践环节。该实践环节的任务是,通过指导教师对学生有针对性的指导,让学生系统完成选题、文献检索、文献综述、开题、实证研究、论文撰写、论文修改、答辩等各个具体环节,深入探讨专业知识,综合运用专业技能,学会选用合适的研究方法,从而完成毕业论文。毕业设计的目的在于通过这些环节,使学生巩固所学的光电专业知识和各项技能,对培养学生开拓务实的工作学习作风、拓宽专业视野、锻炼专业技能有很好的帮助作用。

2.4 社会实践

社会实践是本专业教学计划中非常重要的实践性教学环节之一,实践形式包括校内实践和校外实践。通过社会实践让学生真正接触、了解社会实际。一方面让学生认识到光电信息专业在社会经济建设中的地位和作用,了解光电信息技术的发展前沿;同时增加学生对光电信息专业的认识和理解,通过本专业知识在实际生产中的应用来巩固所学习的理论知识,培养学生分析和解决工程实际问题的能力;最后通过社会实践让学生熟悉工程技术人员的工作职责和工作程序,学习组织和管理生产的初步知识,培养学生严谨认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

3 结束语

根据光电信息工程专业知识结构特点和社会对本专业学生的要求,结合我校实际对光电信息工程专业实践教学体系进行优化,在拓展学生专业知识面的同时,更加注重现代光电信息领域的高、新、尖技术,并且充分利用校内外教学资源,提高学生的综合素质,促进教学改革、科研和产业的发展。

基金项目:三峡大学教研项目(J2014069)

注释

① 中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校本科专业设置大全[M].北京:高等教育出版社,2003:201-202.

② 郁道银,蔡怀宇,葛宝臻,李清,陈晓冬.光电信息工程专业建设的探索与实践[J].光学技术,2007(S1):293-294.

③ 刘向东,刘旭,刘玉玲.从高等教育的发展到光学工程类专业研究型人才培养方案再调整的思考[J].光学技术,2007(S1):276-277,279.

光电工程论文篇(8)

作者简介:邸志刚(1975-),男,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,讲师;贾春荣(1977-),女,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,副教授。(河北 唐山 063009)

基金项目:本文系河北联合大学教育教学改革重点项目的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0059-02

21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。

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。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制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。

一、培养方案制订的原则

目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。

培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。

目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。

河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。

电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。

二、培养方案的制订

培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。

1.培养目标

以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。

2.专业建设思路

针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。

(1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。

1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。

2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。

3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。

(2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下:

1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。

2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。

3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。

三、改革效果

1.优化了课程体系,提高了教学质量

专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。

2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能

课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。

3.培养了学生的创新能力及科研思维

在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。

4.提高了就业率和考研率

通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。

四、结论

电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。

参考文献:

[1]电子科学与技术专业教学指导分委员会.电子科学与技术专业发展战略研究报告[J].理工科通讯,2007,(6).

光电工程论文篇(9)

中图分类号:G712 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)02-0065-02

Research on Higher Vocational Teaching Material Construction of Photovoltaic Power Engineering Technology//Zhan Xinsheng, Ji Zhi

Abstract The necessity of teaching material Photovoltaic Power Engineering Technology construction is analyzed. The content, basic ideas, compilation principles and the three-dimensional teaching construction of textbook are stated in this paper.

Key words teaching material construction; project teaching; three-dimensional teaching material

1 引言

光伏产业是一个潜力无限的新兴产业。在追求低碳社会的今天,社会越来越重视清洁的可再生源——太阳能,光伏技术和光伏产业已越来越受到世界各国的重视。我国光伏专业教育还比较滞后,部分高职院校开设了光伏发电技术及相关专业,但国内系统介绍光伏发电技术的高职高专类教材还比较缺乏,且现用教材多为科普类或理论性很强的专业研究书籍。教材建设是高职院校学科建设、课程建设的重要组成部分,教材建设的好坏直接影响教学质量,直接关系到人才培养的质量[1]。为了满足高等职业教育发展要求,提升光伏发电技术类专业学生的光伏发电工程技术理论知识、实践操作技能和综合素质,现以《光伏发电工程技术》教材建设为例,谈谈笔者对该教材的一些看法。

2 根据人才培养要求确定教学(教材)内容

通过对企业进行调研,可知企业对光伏系统集成工程技术人员的要求(仅作参考):具备扎实的光伏发电工程技术的理论知识和光伏发电系统设计及施工等方面基本技能;具有光伏发电系统设计、安装施工、系统调试、系统维护等能力。光伏发电工程技术这门课是光伏发电技术专业的一门核心课程,根据企业对人才的要求确定该门课程的教学目标:理解光伏发电原理;掌握光伏发电系统的组成、设计过程、施工技术、运行维护等;能够运用光伏工程技术相关知识进行光伏发电系统的设计、施工、运行维护、故障排除等。由此确定教材的编写内容包括光伏发电原理,光伏发电系统组成及原理,光伏发电系统设计,光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。

3 教材编写的基本思路

教材建设的基本思想:进一步明确光伏发电工程技术课程的能力目标,以实际光伏发电工程实例(如3 kWp光伏发电系统设计、施工、运行维护等)为主线,按照以完成项目(或任务)为中心、相关知识为支撑的思路进行编写。

通过对高职光伏发电技术类专业学生的职业岗位能力分析,光伏发电工程技术课程能力要求如下:能识别光伏发电系统(或光伏电站)的主要部件,分析其工作原理;能画出实用光伏发电系统的设计流程图,说明设计内容、思路及应考虑的问题;能对光伏组件、蓄电池容量、逆变器、控制器进行选型;能分析控制器电路和逆变器电路的工作过程;能进行光伏发电系统防雷及光伏阵列支架的设计;能对光伏发电系统进行安装施工(支架、组件、逆变器、控制器、交直流配电柜、汇流箱等安装,防雷和接地施工);能对光伏发电系统运前进行检查、运行维护、故障维修等。

“项目化教学”是目前高等职业教育中应用比较多的一种教学方法,它是将一个相对独立的项目或任务交给学生独立去完成,教师在项目实施中起到咨询、指导和解疑答惑的作用。这种教学方法能充分调动学生学习的积极性,让学生带着问题去学习,提高学生学习的积极性,使学生在“学中做,做中学”,从而掌握知识,形成技能。

根据光伏发电工程技术教学内容、教学要求,确定该教材的编写项目。该教材共包括4个项目:光伏发电系统组成及分析;光伏发电系统的设计(包括光伏组件的选型、光伏控制器的选型、光伏逆变器的选型、防雷及光伏阵列支架的设计);光伏发电系统的施工;光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。每个项目中又包括若干个任务。

4 教材编写的原则

校企合作共同编写 2010年颁布的《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》提出,企业应通过直接参与教学过程、校企合作共同开发课程和教材,以及共建校内外实训基地等措施促进校、企的深度融合。高职教育的培养目标要求高职专业教材的开发应由企业工程技术人员和高职院校一线教师共同开发[2]。由于光伏发电技术专业建设相对较晚,其专业教师大多是由电气技术、电子技术、自动化技术等专业转来的,很少到光伏企业一线学习或实践锻炼,对企业生产这一部分相对不太熟悉。而光伏发电的工程技术人员具有光伏电站设计施工、现场管理和操作的经验。为了使编写的教材更贴近生产实际,确保教材实用性、先进性,该教材的编写应由学校的教师与光伏企业工程技术人员共同编写。校企合作共建教材,还便于借鉴企业相关技术资料,如光伏发电工程实践(案例)、企业操作规程、质量管理和工程验收标准,从而保证编写的教材内容符合行业标准和技术规范。

按照行业领域工作过程的逻辑确定教学单元 教材的编写应按照光伏发电工程技术流程安排教学单元,教学单元完整且符合生产实际。光伏发电工程技术流程:光伏发电系统的设计(光伏组件的选型,控制器和逆变器选型,蓄电池的选型,防雷及光伏阵列支架的设计,并网系统设计等)光伏发电系统安装施工光伏发电系统的运行、维护及故障排除。

教材的编写应符合高职学生学习习惯 根据学生的认知特点和课程内容的特点,合理编排内容顺序;编写时尽量以图代文、以表代文,能用图或表格表达清楚的尽量不用文字表述,淡化示意图,增加实物图,从而便于学生理解和接受;多增加一些工程案例或光伏发电在生活、工作中应用的知识等,提高学生学习兴趣。

体现“任务引领”的职业教育教学特色 采用“项目—任务”的模式编写教材。每个项目里面有若干个任务,在任务中有任务目标、相关知识、任务实施等环节。任务目标给出本次任务的教学要求,相关知识主要阐述完成本次任务所需的相关任务知识,任务实施就是实践操作(完成任务)。这样编排将实践操作(任务实施)和理论知识有机地结合起来,便于进行理实一体化教学。

5 加强立体化教材的建设

教材建设不只是纸质教科书的建设,纸质教材只是教材建设中一部分。现阶段的高职学生大多为“90后”,习惯于声、光、电、影像、图片、网络等多形式、多渠道认识新事物,这给教材建设提出更高的要求。立体化教材是指依托现代教育技术,以能力培养为目标,以纸质教材为基础,以多媒介、多形态、多用途及多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套教学出版物的集合[3]。立体化教材以其多样性、个性化、实用性、交互性的特点,最大限度地满足了教学的需要。

光伏发电工程技术立体化教材主要包括主教材、实验实训教材、电子教案(或多媒体课件)、网络教材、视频资源、动画资源、图片资源等。

6 结束语

随着光伏技术和光伏行业的蓬勃发展,光伏企业对人才的需求也将越来越多,质量也越来越高。加强光伏发电工程技术教材的建设,将有利于该课程的教学改革,有利于提高该专业教学质量,为光伏企业培养出更多优秀技术技能型专门人才。

参考文献

光电工程论文篇(10)

中图分类号:TN204 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0128-01

《光电材料导论》是我校无机非金属材料专业2013年开设的专业课程。开设这门课程的原因是:(1)国家在十二五规划中提出了重点发展的七大战略性新兴产业,其中之一的的新材料产业包含了功能材料,而光电材料是功能材料的一种;(2)我校的无机非金属材料教研室的很多老师从事光电材料相关的研究,具备开设这门课程的师资力量。所以在课程的教学内容的选材方面,我们会着重从这两个方面考虑。而教学方法会利用现在的多媒体技术,与传统的板书相结合,让学生更加形象生动的加深对知识的理解[1]。

1 教学内容的选材

在教学内容的选材方面,我们综合考虑了以下几个因素:

首先,学生必须能够有所学,开设一门课程才是有意义的。光电材料是功能材料的一种,为了便于学生循序渐进地吸收理解光电材料的专业知识点,教学内容分成三个方面:光功能材料、电功能材料、光电材料及器件。首先,讲解光功能材料和电功能材料方面的知识点,在具有这些知识的基础上,再讲解光电材料及器件方面的知识,学生们就比较容易理解。

其次,我们结合现在的就业情况及研究热点。我们设置的教学内容,既考虑了学生们以后的就业,也考虑到想进一步深造读研究生的学生们的研究工作。光功能材料方面的教学内容包含了激光材料、发光材料、红外材料及光纤材料。电功能材料方面的教学内容包含了导电材料、半导体材料、介电材料、铁电材料及超导材料,其实半导体材料也是一种导电材料,之所以把半导体材料单独作为一个章节,是因为半导体材料是太阳能电池和LED照明灯的核心材料,这也是为后面的光电材料及器件的讲解做铺垫。光电材料及器件方面的教学内容包含了光电子发射材料、光电导材料、透明导电薄膜材料、光伏材料与太阳能电池及光电显示材料。

2 教学方法的探索

光电材料的内容更新很快,现在的学生不仅应该掌握传统基础的材料知识,更应该掌握最新的知识点,更应该了解光电材料的最新研究进展,而使用多媒体教学能够及时地更新课件的内容,使得教学内容能够跟上最新的研究成果[2],也能让学生及时了解学习最新的材料知识。

多媒体教学还有助于激发学生学习的兴趣[3],因为它在视觉上能够让学生很直观的学习知识,比如:太阳能电池的工作原理,我们可以在Powerpoint(PPT)上给出太阳能电池工作原理图,然后再对照图给学生详细讲解其原理,学生将更深刻的理解其原理。再比如,在讲解光纤的传输原理时,可以通过多媒体技术使用动画,让学生很直观地了解光纤的原理。

但是多媒体教学应该和传统的板书结合起来,因为有些知识仅仅通过多媒体展示,学生可能比较难理解,还需要老师再次将其中的重点和难点板书出来详细讲解,同时也可以加深同学的印象。

同时,我们在整个的教学过程中,采用的是启发式及提问式的教学方法。通过对学生进行提问,启发学生自主思考,加深学生对知识点的理解。

3 课程考核方式的选择

课程考核的成绩包含两个方面,一个是平时成绩的考核,一个是期末成绩的考核。

平时成绩的考核,我们通过上课提问、课后习题、出勤率等方面进行考核。上课提问可以考查学生对上节课内容的掌握程度,还可以考查学生是否认真听讲、是否认真思考问题。课后习题包括两个方面,一个是对课上内容的考查,帮助学生巩固课上知识,另一个是对课外知识的拓展,督促学生课后查阅文献,培养学生的学习能力。

期末成绩的考核,我们采用撰写科技论文的形式进行考核。《光电材料导论》开设在大四上学期,总共24个课时。因为光电材料的内容更新比较快,而教学课时比较有限,通过撰写科技论文的形式,既可以督促学生去更全面的了解光电材料最新的研究进展,又可以锻炼学生查阅文献的能力,培养学生总结文献的能力,有利于大四学生在下学期更快进入本科毕业论文的工作。

4 需要改进的地方

作为本专业开设的新课,在教学的探索与实践过程中,肯定存在一些不足,有很多地方需要我们去反省和改进。我们自己对此进行了总结,具体包括以下三个方面:

(1)在多媒体教学过程中,我们不仅只是使用了PPT这个软件,还应该引入视频,比如,在讲解使用直拉法制备单晶硅时,就可以引入一段视频,让学生更直观地了解使用直拉法是如何制备单晶硅的。

(2)在教学的过程中,我们还应该出示实物,让学生能够直接接触,加深印象。可以出示实物包括光纤、发光二极管LED,单晶硅片和多晶硅片(这时,还可以教学生从宏观上如何分辨单晶硅片和非晶硅片)、ITO玻璃、闪锌矿及纤锌矿结构模型等,不但增强生学习光电材料的兴趣,而且让他们对光电材料实体有直接的感性认识[4]。

(3)在教学过程中,我们还应该加入两个学时的讨论课,老师布置一个题目,让学生课后准备,几个学生一组,进行资料搜集与整理,然后让一个学生做代表,在讨论课上做PPT报告,其他组的学生进行提问,作报告的学生做解答。同时这个也要纳入平时成绩中,占总成绩的20%。

5 结语

本文从教学内容、教学方法及课程考核等三个方面对我校无机非金属材料专业新开设的《光电材料导论》课程教学进行了思考、初步探索与实践。在教学内容方面,我们结合了现在的就业情况及研究热点,既考虑了学生们以后的就业问题,也考虑到想进一步深造读研究生的学生们的研究工作。在教学方法方面,我们利用多媒体技术与板书结合,同时还采用了启发式与提问式的教学方法。在课程考核方面,包含平时成绩的考核和期末成绩的考核,通过了上课提问、课后习题、出勤率等方面进行平时成绩的考核;采用了撰写科技论文的形式进行了期末成绩的考核。同时,我们还总结了课程教学中还需要改进的地方,希望在以后的教学中能够取得更好的效果。

参考文献

[1] 段海宝.关于新型功能材料课程教学的思考[J].中国教育技术装备,2012(33).

光电工程论文篇(11)

光电信息科学与工程是21世纪在全球迅猛发展的光电信息产业带动起来的一门综合性、运用性、技术性学科。国内的光电产业自2000年以来迎来最好的发展时期,同时也促进了与产业紧密相连的光电学科的发展、建设,到目前为止,全国已有近170多所高校(其中接近100所是地方新建本科院校)设置了光电及其相关专业,并将《光电子器件》作为光电信息科学与工程及其相关专业的主干课程。该课程教学的实施不仅有利于巩固、衔接学生所学的光电子技术、光电显示、视频接口与驱动、光电传感器、数模电路、单片机等专业核心课程的知识内容,而且对拓展专业工程实践运用,培养专业学生工程实践能力、为区域光电产业输送工程技术型光电人才起到承上启下的作用。在早先的《光电子器件》课程日常的理论教学中,从教学大纲、教案到课件参照了重点大学光电专业的教学模式,将每节课都用来讲解光电器件的理论知识、器件背景知识、制造器件的材料、半导体制造工艺、器件的热、光、电学性质、性质的理论公式推导以及一些理论模型的建立分析,课堂的教学内容多、杂、难。课程的实践实验教学也是按照实验室购买的实验仪器开设一些常规类的实验实践教学项目,按部就班进行。在实验实践教学过程中学生按照实验步骤连接实验线路,测试实验数据,在完成实验的整个过程中很多学生不知道自己用的是什么类型的光电器件、实验要做什么、测量什么数据、有什么用。在学习过程中学生学习兴趣、效率越来越低,专业的工程技术能力没有被培养起来反而变得很薄弱。在国家建设职业型、应用型大学培养模式的大环境下,以三明学院运用型人才培养模式改革为契机[1],对《光电子器件》课程进行有别于老本科院校学术型、研究型高级光电人才培养目标,在课程的教学内容、实验、实训教学、考核方式等方面进行改革与实践,积极探索工程技术型光电人才培养新模式,迎合包括三明在内的海西光电产业集群对光电人才的需求。

1以理论知识实用、够用为课程教学原则改革课程教学内容

《光电子器件》是光电专业的基础核心课程,是一门集理论性和实践性都非常强的专业课程,课程全面地介绍了光电子技术的基本原理、聚集了数量繁多且工程技术上常用、实用的光电器件、罗列推导了繁杂难懂的器件及相关性质的方程公式,且课程内容缺少所涉及的光电器件在现代光电工程中的运用实例。这样的课程教师难教,学生难懂、难学、难用。以学院特色的“3355”应用型人才培养模式为课程改革动力,配合“教学型、运用型、服务型”的学院人才培养模式,以培养具有创新意识和较强实践能力的高素质工程技术型光电人才及高效服务行业社会为课程教学价值目标,优化《光电子器件》教材,改革课程理论教学内容。《光电子器件》现有的教材对光电器件进行介绍时一般从两个方面进行:器件原理公式推导证明,对应的测量电路。一方面对于本科层次的教材,大部分的教材在器件原理及测量电路这两方面就占了很大的篇幅,且大部分为复杂的材料原理及电路原理公式推导,而对于大部分从事光电行业的企业、事业单位,只具备本科学历的光电毕业生并不是其产品研发的主力军,而是作为工程技术型人才使用。因此用人单位对毕业生的能力要求主要体现为能够掌握光电器件的基本原理、能运用特定的光电器件来实现光电信号的传输、转化、控制以及对现代光电工程进行铺设、检测、维修,这也正是作为一个地方性的本科高校培养人才的精准定位。这就要求专业课程的课堂教学内容应以实用为主,围绕器件在光电工程中的应用范围,应用实例为主线对教材内容进行优化,摒弃了以复杂公式的详细推导为重点的授课方式。另一方面目前教材涉及的光电子器件类型很多,从远红外到紫外光甚至还介绍X射线探测与成像器件,有些光电子器件学生无论是在实践、设计课程,还是今后毕业走上工作岗位都很少会涉及到,因此本着课程内容够用的原则,删除了这方面的知识,留出更多的课堂时间分配到常用的光电器件上[2]。同时由于目前半导体材料技术的进步发展,光电器件的类型不断更新,许多新型光电器件不断研制、运用例如:灵敏度可变的光探测器(VSPD),有源像素图像传感器(APS)等,这些学科专业最新的发展动向正是高素质运用型人才所必须的专业软实力,因此需要将光电器件的前沿增加到光电子器件的课堂教学内容之中,以拓宽学生的专业知识面。

2全面开放专业实验仪器资源为课程实践教学改革服务

目前通过学院多年的累积经费投入建设,三明学院的光电专业拥有数量较多和类型较齐全的专业实验仪器设备,这些实验仪器设备通常只为单一专业课程服务,以太阳能光伏发电实训设备为例,设备只在专业学生第七个学期开设相关课程的时候用到,其他的时间、其他专业年级的学生都很少接触到这批实验设备,一方面在《光电子器件》课程教学改革的重点是针对各类型的专业工程技术型实践项目训练,和太阳能光伏有关的工程技术实践项目比较常用且运用广泛,另一方面对于光电专业的学生而言太阳能光伏知识的运用是学生专业知识的重要组成部分,因此有必要让学生尽早接触这批实验设备,并对太阳能光伏相关的知识运用有一定的了解,才能使后期学生实践实训项目顺利推进,所以必须对光电专业的传感器系统实验装置、太阳能光伏发电实训设备、单彩、全彩LED点阵显示实验仪器设备、光电技术创新实训平台扩展实验仪器、光电技术创新实训平台、液晶模块应用实验系统、彩色面阵CCD综合实验仪、多功能CPU单片机实验系统等实验仪器资源进行有机整合,把《光电器件》课程教学改革中需要涉及的实验仪器全部开放运行使用,充分利用资源,为后期的实践训练项目提供硬件条件支持。

3以学生工程素质培养和提升为目标改革实践教学环节

工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力,在专业工程实践中表现出来的一种思考问题、解决问题、建立长久工程问题反应机制的能力,需要从专业课堂、专业实践、工程实践中长期积累。用人单位对专业人才的专业能力期望值往往较高,而地方本科院校大部分的毕业生在解决工程实际问题的实践能力方面普遍较差,因此往往不能令用人单位满意,这两者之间的失衡归根结底是专业学生的工程素质缺失。因此在日常的专业课程教学中培养学生的工程素质成为地方新建本科高校为地方企业输送优秀专业人才的关键。以光电信息科学与工程专业课程体系中的《光电子器件》课程教学为例,主要从以下几个方面训练学生在相应的光电工程实践能力并提升其工程素质:

(1)有机整合现有的基础性、验证性实验项目,剔除偏理论、无应用的实验项目,大量增加综合性设计性实验项目,大力改革创新现有的专业实践教学体系。虽然基础性、验证性实验是验证理论,对学过的知识进行巩固的阶段,但是这些实验项目存在实验内容单一滞后、实验手段单一等问题,学生很容易失去兴趣。例如:光电子器件基础实验中前五个实验:光敏电阻、光电二极管、光电三极管、pin光电二极管、硅光电池特性测试及其变换电路。这几个实验除了所用的器件类型不一样外,其他的实验测试电路和内容几乎类似,因此可以整合成一个课程大实验,而把剩下的时间用来开发、增加一些综合性设计性实验,譬如:利用红外光电三极管可以设计一个红外无线耳机,利用硅光电池可以设计一个光照度测量仪,利用光电烟雾传感器设计动车车厢的烟雾报警器等,在提升了专业实验的设计性同时,极大激发了学生制作设计兴趣。培养了学生的工程素质,起到事半功倍的效果[3]。

(2)探索一套以培养学生从“模仿”—“独立创新设计”的实践能力提升训练模式。目前很多专业大部分课程的实践、课程设计的原课题都是已有的,因此在实践教学或者是课程设计的时候,经常性的做法就是让学生去模仿现有的、别人的东西,模仿也是培养实践动手能力的必经过程,只是在全盘接受模仿之后,教师和学生应当进行设计反思,将课题中所用的方法,器件、电路排布进行相应的改进、替换、优化,去粗取精,转变创新。而恰恰大部分老师和学生忽略了这点,因此需要建立由“模仿”—“独立创新设计”的实践能力提升训练模式。例如在“太阳能光电智能车”设计的过程中,循迹这部分功能的实现就有很多种解决的方案,学生可以用摄像头、光电红外对管、激光、特殊传感器四种方案来实现,循迹可以是四方形,8字形及其他更为复杂的路线,循迹的背景可以是最简单的白底黑线、稍难白底绿线、更难的绿地红线等。教师在布置设计方案的时候可以先从最简单的白底黑线、椭圆形轨迹开始,在学生成功实现该设计要求之后,再逐渐增加设计的难度,譬如更换循迹光电传感器,但是不同的光电器件在对光信号进行电信号转化的方式、信号的放大处理方式、误差的处理方式都不相同,一旦更换器件,就要求后面的数模转化,电路设计、以及单片机程序都需要重新设计,因此“独立创新设计”在培养学生的工程素质方面起着决定性的桥梁作用,只有将这一步做好,才能发现问题,分析问题,解决问题,最后运用自己的方法、自己拟定的器件去独立设计行业产品,不断训练,不断进行专业知识运用经验的日积月累,厚积学生的专业工程素质。

(3)以“贴近生产、贴近运用”为专业实践实训课程宗旨,建立起一套分级、分阶段课程实践实训题库并定期更新。题库中的训练项目全部来源于已经解决的光电工程运用实践案例,题库分基础型《光电子器件》课程实验实践项目和拔高型《光电子器件》课程实验实践项目,基础型训练项目要求每位学生一人一题独立完成一个实践训练项目,对专业的每一位学生进行系统的实践能力训练,让每一位学生的能力通过课程都能得到锻炼。拔高型训练项目以三个人为一组,项目的题目主要以历年全省、全国的电子设计竞赛、光电竞赛、单片机、工程竞赛题目为主,拔高型训练项目相较于基础型训练项目其所涉及的专业知识面更宽,对学生的工程实践能力要求更高,因此需要每个组员通力支持、分工协作才能完成,充分锻炼学生的团队协作能力和社交能力[4]。无论是基础型还是拔高型专业训练项目,都能引导学生把专业知识运用到生活生产实践中,以解决专业的工程技术运用问题为点,带动学生专业运用创新能力的激发为面,以点带面,增强光电专业实践课程工程与具体光电工程案例之间的亲和力,激发专业学生无穷创造力,驱动学生的工程素质得到飞跃发展。

(4)探索光电专业的实践教学体系如何融合到学校、学院的第二课堂活动、开放实验室、各类型专业竞赛,专业教师的校内、课内横纵向、产学研课题项目中,并将专业学生与项目无缝对接,不断从实践中总结、反馈和提高,形成专业实践教学训练对学生实践应用能力提升的巨大推力,做到培养体系改革和学生能力提升的良性循环[5]。积极走访光电企业,建立实践基地,校企合作项目,以企业对光电专业人才能力的具体要求为重中之重,聘请企业专业工程师参与专业实践教学体系的形式和具体内容的制定,以此来调整和优化专业培养方案,科学设置实践环节的内容,做到理论与实践相结合,课内与课外相结合的协同促进机制,大力推动课程教学改革。

4改革考核评价制度,促进学生全面发展

任何一门课都需要相应的考核制度,理论知识闭卷考试是最为常见的一种衡量学生对该课程掌握程度的考核方式,但《光电子器件》课程知识的应用性较强,在教学中往往会发现有的学生虽然理论课程成绩一般,但是其在实践、产品设计方面有着非常强的动手能力,这正是实践能力强的工程技术型人才的典型代表,所以《光电子器件》课程改革的另一重要环节就是改革课程的考核评价制度,打破以期末成绩作为评判学生专业素质的唯一指标,《光电子器件》课程的考核方式除了期末的试卷考核方式外,增加个性化考核方式和过程考核方式。对于工程实践能力强的学生,在考核期末课程总成绩的时候,应当将这部分学生的理论成绩在总成绩中的比重降低,比如闭卷分数占40%,理论验证性实验占10%,光电专业课程设计占50%[6],对于理论学习能力强的学生进行课程的过程考核,考核方式为:(1)《光电子器件》课程按知识点分布安排至少考试3次。(2)课堂随机考察方式,建立课程专业的问题库,记录学生的等分记录,每生每学期不少于10次。按照这两种考核方式的学生期末试卷成绩占总成绩的比重可降低为40%。通过多样化的考核方式,充分考虑了学生的个性化,激发他们的专业积极性的同时反过来促进专业理论课程的学习,使得学生的工程实践能力和专业知识能力都得到充分融合,更好地培养学生的综合实践能力,为培养工程技术型光电人才奠定基础。

5结语

围绕专业理论知识实用、够用,实践技能下得去、上得来的递进式提升方式、课程考核方式个性化定量以及为地方高校培养具有创新意识和较强实践能力的高素质工程技术型光电人才的目的,对《光电子器件》课程从教学内容、专业实验室资源整合、实践环节及考核制度这几个环节开展教学改革与实践活动。在课程实践改革的过程中,学生的课堂听课效率提高了,学习态度向着更好方向发展,专业理论知识和实践能力得到一定的锻炼和提高,学生参加各类型的专业竞赛也获得了较好成绩,课程的教学改革实践初见成效。

参考文献:

[1]刘健.致力转型发展提升办学水平[N].中国教育报,2014-10-27(08).

[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]苏俊宏.光电子技术基础[M].北京:国防工业出版社,2008.

[4]狄红卫,张永林.光电子技术人才培养的教学改革与实践[J].高等物理教育,2003(6):36-38.