時間：2023-05-30 10:00:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光電信息工程，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：光電信息工程專業(yè)建設(shè)；路線探索；現(xiàn)狀；問題；必要性；策略
我國光電信息工程專業(yè)的起源，可以追溯到二十世紀(jì)五十年代，由國家教育部門所創(chuàng)辦的“光學(xué)儀器”專業(yè)，在近70年的發(fā)展歷史里，該專業(yè)先后改名為“光學(xué)技術(shù)與光電儀器”專業(yè)、“信息工程（光電信息工程方向）”專業(yè)、“光電信息科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，最終形成了包含光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)及計算機(jī)科學(xué)的交叉學(xué)科專業(yè)，主要為我國培養(yǎng)掌握光電信息工程領(lǐng)域中的光電信號獲取與分析、光電信息處理與傳遞、光電通信應(yīng)用、光存儲、光顯示等基礎(chǔ)知識、基本技能，且能夠?qū)⑦@些知識、技能充分運(yùn)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防軍工、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、文化娛樂、科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域中，推動與之密切相關(guān)的行業(yè)、部門里從事光電技術(shù)與系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計、制造、開發(fā)、應(yīng)用、研究、教學(xué)、管理、營銷各個方面的工作開展，成為德、智、體、美全面發(fā)展的復(fù)合型高級專業(yè)性人才。
1. 我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)的現(xiàn)狀分析
首先，從我國開辦有光電信息工程專業(yè)的高校數(shù)量上來講，包括了清華大學(xué)、四川大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)、上海理工大學(xué)、浙江大學(xué)等近百所知名高校，光電信息工程專業(yè)作為理工類最為重要的專業(yè)之一，是綜合型大學(xué)與理工院校最基礎(chǔ)的專業(yè)。其次，從我國光電信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃工作而言，光電信息工程專業(yè)學(xué)生數(shù)量正逐年上漲，開辦光電信息工程專業(yè)的院校也越來越多，已開辦這一專業(yè)的院校也不斷擴(kuò)充招生規(guī)模與擴(kuò)展專業(yè)范圍，光電信息工程專業(yè)的人才建設(shè)得到了極大的發(fā)展。另外，從我國光電信息工程專業(yè)的師資隊伍建設(shè)方面來看，從事這一專業(yè)的教學(xué)老師數(shù)量得到了補(bǔ)充，教師的教學(xué)能力與專業(yè)素養(yǎng)也取得了一定的提高，對教師的二次培訓(xùn)與再教育、終身學(xué)習(xí)工作的開展也比較到位，保障了光電信息工程專業(yè)教訓(xùn)工作的正常有序開展。最后，從我國光電信息工程專業(yè)的教學(xué)教材與教學(xué)設(shè)施上講，該專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容不斷更新與完善，高校在對光電信息工程專業(yè)教學(xué)上投入的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金越來越多，豐富了光電信息工程專業(yè)教學(xué)的形式，促使該專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率得到了極大的提升。
2. 我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題
結(jié)合我國各大高校的光電信息工程專業(yè)建設(shè)工作開展的實(shí)際情況與發(fā)展路線規(guī)劃，筆者認(rèn)為當(dāng)前我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面：第一，光電信息工程專業(yè)的開設(shè)呈井噴狀，各地高校熱衷于開辦光電信息工程專業(yè)，導(dǎo)致光電信息工程專業(yè)所輸出的人才數(shù)量大于各行各業(yè)所需的實(shí)際數(shù)量，造成了人才過剩的情況；另外，由于某些高校并不是以發(fā)展光電信息工程專業(yè)的目的來開辦此專業(yè)的，而是以順應(yīng)熱門專業(yè)潮流、提高院校經(jīng)濟(jì)收入為目的來開辦此專業(yè)的，所以在教師資源、教學(xué)資源上得不到保障，學(xué)生在學(xué)校里根本就沒有受到高質(zhì)量的光電信息工程專業(yè)教學(xué)。第二，光電信息工程專業(yè)建設(shè)路線，主要是根據(jù)生產(chǎn)領(lǐng)域、市場方面對光電信息工程技術(shù)性人才的需求進(jìn)行方向選定的，所以在建設(shè)路線上會過多的偏向于收入較高的行業(yè)，在教學(xué)內(nèi)容上出現(xiàn)“一頭重、一頭輕”的問題，所培養(yǎng)出的專業(yè)人才，只具備光電信息工程專業(yè)中某一方面的基礎(chǔ)知識與技能，并不是復(fù)合型、全面型的光電信息工程專業(yè)人才。第三，我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)對師資隊伍的要求與教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的完善依舊存在著較大的問題，一是聘用教師的流程不合理，過分看重教師的學(xué)歷與職稱高低，忽略了教師的教學(xué)能力與思想道德品質(zhì)；二是對教師的專業(yè)能力再培訓(xùn)、再教育工作的落實(shí)程度不夠，促進(jìn)教師形成終身學(xué)習(xí)的思想工作力度也不足；三是對教師進(jìn)行定期教學(xué)工作抽查的工作流于表面形式，運(yùn)用的教師績效考評與薪資待遇機(jī)制不合理，造成教師出現(xiàn)負(fù)面情緒，影響教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率；四是在建設(shè)光電信息工程專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施方面雖然投入了一定的資金與人力，但是仍然無法滿足該專業(yè)不斷擴(kuò)展的實(shí)際需求，不能給學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)踐條件。
3. 我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)路線探索的合理策略
3.1通過國家教育政策及地方教育部門的有效監(jiān)管，科學(xué)合理的規(guī)劃光電信息工程專業(yè)建設(shè)內(nèi)容
從上文中提到的各地高校大肆開辦、擴(kuò)展光電信息工程專業(yè)的情況來看，必須及時對這一現(xiàn)象進(jìn)行整頓，要通過我國教育部在這方面所制定的教育政策，以及地方教育部門對本地區(qū)所轄高校的監(jiān)管作用，對高校光電信息工程專業(yè)的招生工作、規(guī)模擴(kuò)展、專業(yè)開辦申請等進(jìn)行有效監(jiān)管，防止人才過剩問題的發(fā)生。另外，要科學(xué)合理的規(guī)劃光電信息工程專業(yè)建設(shè)的內(nèi)容，不可盲目的依照市場需求上急需的專業(yè)技術(shù)來進(jìn)行片面的光電信息工程專業(yè)教學(xué)工作，造成培養(yǎng)出的人才對光電信息工程片面化看待，在實(shí)際工作中出現(xiàn)重大失誤。
3.2加強(qiáng)高校光電信息工程專業(yè)的師資隊伍建設(shè)工作
高校光電信息工程專業(yè)的學(xué)生人數(shù)上去了，但是教師的數(shù)量與質(zhì)量卻沒有跟上，導(dǎo)致教學(xué)工作效率不增反減，根本就談不上對人才的有效培養(yǎng)。因此，針對這一問題，筆者認(rèn)為要完善教師聘用與晉升制度，在重視教師學(xué)歷水平與職稱高低的同時，也要對教師的個人教學(xué)能力與思想道德品質(zhì)進(jìn)行檢驗；還要改進(jìn)教師的績效考評機(jī)制與薪資待遇機(jī)制，促使績效考評工作可以具體落實(shí)，公平公正公開的進(jìn)行教師業(yè)務(wù)能力考評，合理調(diào)整教師的薪資待遇，減緩教師薪資差距過大的現(xiàn)象；要對本校教師進(jìn)專業(yè)能力的再培訓(xùn)與再教育工作，提高教師的專業(yè)知識水平、工作意識與責(zé)任意識，促使教師將最新的專業(yè)知識傳遞給學(xué)生。
3.3針對光電信息工程專業(yè)國際范圍內(nèi)的最新知識，不斷完善專業(yè)內(nèi)容
在技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，與光電信息技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，有的已經(jīng)達(dá)到了其國民生產(chǎn)總值的一半，很多知識與技術(shù)都要領(lǐng)先于我國。而我國光電信息工程專業(yè)的教學(xué)，由于教學(xué)教材實(shí)行的幾年一次的整改與制定，所以不能及時的對最新光電信息技術(shù)與專業(yè)知識進(jìn)行更新，學(xué)生學(xué)到的基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)技能在參與到實(shí)際工作中后，經(jīng)常會覺得自身專業(yè)能力還不足，需要進(jìn)一步的加強(qiáng)學(xué)習(xí)與提高。因此，我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)的路線探索，應(yīng)當(dāng)注意對教學(xué)內(nèi)容的更新與完善，加深對國內(nèi)外有關(guān)專業(yè)最新技術(shù)、知識、技能的交流與合作，普遍提升教學(xué)的工作質(zhì)量，從而培養(yǎng)出更多的具有專業(yè)性光電信息工程技術(shù)的人才，使其更好的作用于社會各行各業(yè)的光電信息工程建設(shè)工作中。
4.總結(jié)
綜上所述，我國光電信息工程建設(shè)的路線探索，要充分結(jié)合有關(guān)專業(yè)建設(shè)的實(shí)際情況，積極面對人才過剩、教學(xué)偏向、師資力量不足、專業(yè)設(shè)施不完善等問題，通過國家教育政策及地方教育部門的有效監(jiān)管，科學(xué)合理的規(guī)劃光電信息工程專業(yè)建設(shè)內(nèi)容，加強(qiáng)高校光電信息工程專業(yè)的師資隊伍建設(shè)工作，并針對光電信息工程專業(yè)國際范圍內(nèi)的最新知識，不斷完善專業(yè)內(nèi)容，從而正確合理的規(guī)劃我國光電信息工程專業(yè)建設(shè)的路線，促使光電信息工程專業(yè)教學(xué)工作為我國輸送高質(zhì)量的專業(yè)性人才，推動相關(guān)光電信息技術(shù)應(yīng)用工程的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：光電信息；教學(xué)實(shí)踐；創(chuàng)新能力；教育教學(xué)模式
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0237-02
一、工程實(shí)踐教學(xué)模式現(xiàn)狀分析
光電信息技術(shù)是光學(xué)工程、激光、光電檢測、光電子學(xué)、信息光學(xué)、信號處理、電子學(xué)、通信和計算機(jī)技術(shù)互相滲透而形成的一門高新技術(shù)學(xué)科，是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科領(lǐng)域。加強(qiáng)教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)、強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計的基本能力訓(xùn)練、引領(lǐng)學(xué)生的創(chuàng)新傾向是培養(yǎng)光電人才的關(guān)鍵。以設(shè)計為導(dǎo)向的實(shí)踐環(huán)節(jié)在專業(yè)課程教學(xué)中必不可少，而且起著相當(dāng)重要的作用。1989年，麻省理工學(xué)院提出了“回歸工程”新觀念，很快就得到了包括世界大學(xué)的普遍認(rèn)同。回歸工程主要指將普通工科高校的一切工作回到以技術(shù)創(chuàng)新為中心的素質(zhì)教育。與國外大學(xué)相比，目前我國工程類專業(yè)的培養(yǎng)模式和課程設(shè)置體系存在諸多缺陷，突出表現(xiàn)在學(xué)生工程訓(xùn)練不足、學(xué)生學(xué)習(xí)被動等方面，對實(shí)踐課程的認(rèn)知和重視程度欠缺，而且普遍缺乏校內(nèi)和校外實(shí)習(xí)基地。因此，學(xué)校教育與行業(yè)、企業(yè)對人才的需求脫節(jié)。為了改變這一現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的教育理念，培養(yǎng)具有廣闊視野和學(xué)科前瞻性的創(chuàng)造型人才，以設(shè)計為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)在國內(nèi)的專業(yè)課程教學(xué)越來越得到廣泛重視。清華大學(xué)和浙江大學(xué)分別于1996年和1998年開展了大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃，之后，已有多所大學(xué)把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作為重要舉措。就深圳大學(xué)而言，近兩年來我校和學(xué)院每年均有大量經(jīng)費(fèi)投入，每年均有創(chuàng)新項目和各類設(shè)計項目立項，給一部分學(xué)生創(chuàng)造了進(jìn)一步參與訓(xùn)練的機(jī)會，這對于本科生較早進(jìn)入研究和設(shè)計領(lǐng)域，鍛煉自己的實(shí)踐能力、團(tuán)隊合作能力與創(chuàng)造能力具有不可或缺的作用。
二、關(guān)于光電信息技術(shù)教學(xué)模式的初步設(shè)想
光電信息技術(shù)是光電信息工程專業(yè)本科生需要掌握的基本專業(yè)技術(shù)，光電信息工程專業(yè)目前開設(shè)內(nèi)容以工程光學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理、光電檢測、成像與顯示技術(shù)等課程作為核心點(diǎn)構(gòu)成光電信息工程的專業(yè)知識體系。大學(xué)一、二年級學(xué)生，尤其是一年級學(xué)生，在思想上和發(fā)展方向上，正處于一個轉(zhuǎn)變期，這個階段的學(xué)生開始獨(dú)立的生活和學(xué)習(xí)，急需盡快適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活，確立能實(shí)現(xiàn)自身價值的目標(biāo)，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法和生活方式。按照他們所接觸和感興趣的事物的不同，學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)和發(fā)展方向開始出現(xiàn)向多方向分化的趨勢。而通常專業(yè)教學(xué)計劃中大學(xué)二、三年級仍然以公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)為主，這些課程是最佳知識結(jié)構(gòu)的重要基石。但是，這些課程一時還不能夠體現(xiàn)社會的實(shí)際需要和專業(yè)知識的特色。為了在這一轉(zhuǎn)型時期使學(xué)生把基礎(chǔ)課與專業(yè)課銜接好，盡快明確專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)習(xí)動力和興趣，對光電信息技術(shù)有基本的認(rèn)識，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣和自信心，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，并指導(dǎo)學(xué)生今后在專業(yè)上的發(fā)展，我們結(jié)合課程教學(xué)適時開展以設(shè)計為導(dǎo)向的光電信息技術(shù)科研訓(xùn)練。主要是引導(dǎo)學(xué)生了解專業(yè)技術(shù)的特點(diǎn)，建立對工程和科技的認(rèn)知，了解專業(yè)領(lǐng)域研究的一些技術(shù)手段，研究方法和儀器設(shè)備，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，以期提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。具體做法是，教師結(jié)合自身的科研和研究體會，讓學(xué)生們真切的感受到實(shí)際的創(chuàng)新過程，實(shí)現(xiàn)科研成果盡早進(jìn)課堂。通過以設(shè)計為導(dǎo)向的教學(xué)實(shí)踐，使同學(xué)們學(xué)會將知識融會貫通，提升創(chuàng)新思維，活躍學(xué)習(xí)氛圍，增加學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)和發(fā)現(xiàn)學(xué)生的非常規(guī)思維，萌發(fā)創(chuàng)新的念頭。為了適應(yīng)本科生的能力和認(rèn)知程度，把科研項目中一些與專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的聯(lián)系提取出來，向?qū)W生提出問題，引領(lǐng)學(xué)生思考。如果學(xué)生能夠提出一些合理方案和新想法，都可以作為創(chuàng)新的思路加以培養(yǎng)，并可以讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)。由于本項目參與的學(xué)生年級低，所以要引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識科學(xué)實(shí)踐的過程和基本素質(zhì)要求，其次體現(xiàn)在對設(shè)計、實(shí)驗方法的指導(dǎo)。通過引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生，多指方向、辦法，少給答案，讓學(xué)生主動進(jìn)行多方面的學(xué)習(xí)，積極思考，綜合分析。
三、以設(shè)計為導(dǎo)向的教學(xué)模式探索與實(shí)踐
實(shí)踐教學(xué)中，圍繞超快光電信號的探測分析為主題，以QUANTELYAG皮秒激光器為信號源，選取學(xué)生熟悉的CCD攝像機(jī)圖像信息技術(shù)為背景，通過講解、實(shí)驗、制作、科技寫作和展示等五個需要學(xué)生動腦思維，動手制作的教學(xué)環(huán)節(jié)，從思想、興趣和學(xué)習(xí)方法等各個方面對學(xué)生加以引導(dǎo)和教育，鼓勵學(xué)生認(rèn)真學(xué)好第一階段的課程，掌握必要的知識。主要包括以下幾個方面。
1.選擇所要了解和研究的光電信息探測分析技術(shù)專題。學(xué)生獨(dú)立完成科技創(chuàng)新活動的第一步就是選題，這要求學(xué)生具備初步的專業(yè)常識，并要掌握一定的實(shí)際工作方法和手段，綜合運(yùn)用自身的智力和能力。
2.相關(guān)文獻(xiàn)檢索和綜述。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過檢索閱讀有關(guān)的文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)和補(bǔ)充與選題相關(guān)的理論知識和技術(shù)，在閱讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上了解在所選題目領(lǐng)域中的科技動態(tài)及發(fā)展現(xiàn)狀。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生應(yīng)能學(xué)習(xí)到文獻(xiàn)檢索方法、歸納判斷能力和靈活運(yùn)用知識的能力。
3.方案對比、論證和確定。學(xué)生首先要清楚光電檢測方案的基本思想，提出幾個檢測備選方案，然后通過對比，對選題的可行性、可實(shí)現(xiàn)性以及選題的實(shí)際意義進(jìn)行論述。學(xué)生經(jīng)過在學(xué)習(xí)中討論，能夠增長知識，提高自學(xué)能力。在選定題目后，指導(dǎo)教師重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過分類、甄別、遴選查閱檢索與光電信息技術(shù)研究課題相關(guān)的文獻(xiàn)資料，初步提出一些自己的研究設(shè)想。
4.設(shè)計、計算及仿真。在本環(huán)節(jié)中，學(xué)生按照教師的指導(dǎo)和講授，對光電探測器件的各種參數(shù)進(jìn)行必要的計算或仿真，將設(shè)計方案落實(shí)到實(shí)際可用的具體成果。
5.實(shí)驗。教師幫助學(xué)生進(jìn)行理論模擬和實(shí)驗，但注意充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和主觀能動性。依據(jù)實(shí)驗框圖、光路圖和軟件流程圖，學(xué)生自己動手，完成一系列的原始試驗和原理演示驗證實(shí)驗。在實(shí)驗過程中，體會學(xué)習(xí)知識點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問題，記錄工作的過程和實(shí)驗數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。并對結(jié)果進(jìn)行分析處理，運(yùn)用分析、比較、歸納等思維方法，從而得出具有意義的研究結(jié)論。
在高考志愿填報時，關(guān)于信息工程專業(yè)的就業(yè)方向和前景怎么樣是很多考生所關(guān)心的。下面是由本站編輯為大家整理的“信息工程專業(yè)的就業(yè)方向和就業(yè)前景”。
信息工程專業(yè)就業(yè)方向
信息工程專業(yè)就業(yè)面較窄，畢業(yè)生可從事工業(yè)與電氣工程有關(guān)的運(yùn)動控制、工業(yè)過程控制、電氣工程、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域從事工程設(shè)計、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)運(yùn)行、研制開發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理等方面的工作。 信息工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在政府機(jī)關(guān)、國家安全部門、銀行、金融、證券、通信領(lǐng)域從事各類信息工程系統(tǒng)、計算機(jī)工程系統(tǒng)的研究、設(shè)計、開發(fā)和管理工作，也可在IT領(lǐng)域從事計算機(jī)應(yīng)用工作。
信息工程專業(yè)就業(yè)前景
信息工程專業(yè)是前沿學(xué)科，現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域及人們?nèi)粘Ｉ畹榷寂c電子信息技術(shù)有著緊密的聯(lián)系。全國各地從事電子技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)、開發(fā)、銷售和應(yīng)用的企事業(yè)單位很多。
隨著改革步伐的加快，這樣的企事業(yè)單位會越來越多。為促進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，培養(yǎng)一大批具有大專層次學(xué)歷，能綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的要求，從事企事業(yè)單位與信息工程相關(guān)的產(chǎn)品及設(shè)備的生產(chǎn)、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、銷售及售后服務(wù)、新產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)等應(yīng)用型技術(shù)人才和管理人才是社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的客觀需要，市場對該類人才的需求越來越大。為此電子信息工程專業(yè)的人才有著廣泛的就業(yè)前景。
信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
本專業(yè)培養(yǎng)具有信息的獲取、傳遞、處理以及利用等方面的知識，能在信息產(chǎn)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)部門及國防部門從事信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計、集成以及制造等方面工作的信息工程學(xué)科的高級工程技術(shù)人才。本專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，覆蓋了原電子信息類多數(shù)專業(yè)及光電信息工程及遙感信息工程等專業(yè)內(nèi)容。
培養(yǎng)要求
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論和基本知識，受到信息系統(tǒng)分析與設(shè)計等方面的基本訓(xùn)練，具有設(shè)計、開發(fā)、集成及應(yīng)用信息系統(tǒng)等方面的基本能力。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
重慶郵電大學(xué)王牌專業(yè)有：通信工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化、微電子科學(xué)與工程、軟件工程、傳感器與自動檢測技術(shù)、傳感器與自動檢測技術(shù)、現(xiàn)代交換原理等。
重慶郵電大學(xué)在重慶市高校之中位列前五，通信行業(yè)是非常有名的，在第四輪學(xué)科評估之中計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)入B+類專業(yè)，軟件工程進(jìn)入B-類專業(yè)。
國家級特色專業(yè)：通信工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化、微電子科學(xué)與工程、軟件工程
重慶市特色專業(yè)：通信工程、自動化、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)、廣播電視編導(dǎo)、電子信息工程、測控技術(shù)與儀器、微電子學(xué)、信息與計算科學(xué)、光電信息科學(xué)與工程
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：測控技術(shù)與儀器；特色專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0172-02
一、建設(shè)背景
進(jìn)入21世紀(jì)，國際競爭日趨激烈，競爭的焦點(diǎn)是人才的競爭，是全民素質(zhì)的競爭。隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，專業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了一些新問題，表現(xiàn)在專業(yè)之間的交叉不斷增加，相近專業(yè)內(nèi)涵界限不清，專業(yè)與學(xué)科聯(lián)系更加密切。同時由于高等學(xué)校本科招生不斷擴(kuò)大，勢必造成各專業(yè)辦學(xué)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，由于發(fā)展速度過快，教學(xué)質(zhì)量參差不齊。同時由于“測控技術(shù)與儀器”是由十幾個專業(yè)合并而來，從名稱上體現(xiàn)不出特色與優(yōu)勢。為此對于辦學(xué)有鮮明特色的學(xué)校，必須探索一個適合自身特點(diǎn)，形成一個既有歷史特色，又符合教育、教學(xué)發(fā)展規(guī)律的新專業(yè)。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)長春理工大學(xué)“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的辦學(xué)基礎(chǔ)與特色，依據(jù)本科教學(xué)的規(guī)律，對該專業(yè)建設(shè)進(jìn)行了全面地研究與規(guī)劃，制定出了一套全新的具有鮮明特色的專業(yè)培養(yǎng)方案，用以指導(dǎo)本專業(yè)的教學(xué)工作。
二、建設(shè)方法與步驟
1.建設(shè)指導(dǎo)思想。以當(dāng)前人們普遍關(guān)注的本科生教學(xué)改革為對象，探討適合人才培養(yǎng)與特色教育發(fā)展的教學(xué)方法，形成具有創(chuàng)新意識與能力的人才培養(yǎng)機(jī)制。總結(jié)長春理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器的特點(diǎn)，建設(shè)成為以光電測控技術(shù)為優(yōu)勢的國家級特色專業(yè)，并以此形成辦學(xué)的特色與品牌。
2.建設(shè)主要內(nèi)容和方法。主要從培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)內(nèi)容三個方面入手，重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、課程建設(shè)、實(shí)驗實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）等教學(xué)環(huán)節(jié)規(guī)范。在此基礎(chǔ)上完善教師隊伍、創(chuàng)新基地、實(shí)驗示范中心等內(nèi)容建設(shè)。建設(shè)分五步進(jìn)行，調(diào)研階段整理資料階段建設(shè)內(nèi)容研討建設(shè)內(nèi)容實(shí)施總結(jié)與交流。①調(diào)查研究。面向高校：通過到國內(nèi)設(shè)有“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的大學(xué)走訪、實(shí)地考查、與教師座談等方式，對測控專業(yè)的辦學(xué)現(xiàn)狀有了進(jìn)一步了解。國內(nèi)目前設(shè)置該專業(yè)的院校由幾十所發(fā)展到140余所，其中此專業(yè)側(cè)重電信的有45%，側(cè)重機(jī)電的有35%，側(cè)重計算機(jī)的有10%，側(cè)重光電的有11所。以光電技術(shù)為主的學(xué)校多數(shù)集中在光通信、光電對抗等方面，進(jìn)行光學(xué)精密儀器總體與結(jié)構(gòu)為主并形成優(yōu)勢的學(xué)校只有天津大學(xué)、浙江大學(xué)及長春理工大學(xué)3所。面向企業(yè)：通過兩種方式進(jìn)行了調(diào)研：一是在每年的畢業(yè)生招聘會期間，與各企業(yè)相關(guān)人員座談，了解他們的需求和對往屆學(xué)生的評價；二是每年到與本專業(yè)相關(guān)的單位去實(shí)地調(diào)研，特別是近年來國外光學(xué)、光電相關(guān)企業(yè)在我國“長三角”、“珠三角”及周邊地區(qū)建廠，急需大量的光電測控方面人才。我校培養(yǎng)的“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的人才就業(yè)情況很好，特別是光學(xué)儀器方向的人才。我校培養(yǎng)光學(xué)、光電儀器方向的學(xué)生近五年來實(shí)際就業(yè)率達(dá)到85%以上，近幾年來社會對側(cè)重光電專業(yè)人才的需求有上升趨勢。跟蹤國際：通過訪問發(fā)達(dá)國家著名高校、聘請回國人員講座等辦法，了解國外高等學(xué)校辦學(xué)方式與經(jīng)驗。國外控制技術(shù)伴隨計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已達(dá)到較高的水平，特別是機(jī)器人、多軸轉(zhuǎn)臺等的智能控制研究方面，美國、日本、英國等達(dá)到相當(dāng)高的水平。而我校在光電檢測方面具有相當(dāng)優(yōu)勢，但控制方面教學(xué)與科研都是弱項，使得“測”、“控”出現(xiàn)嚴(yán)重脫節(jié)現(xiàn)象。②培養(yǎng)方案調(diào)整根據(jù)掌握的資料，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合與分析。我校是以光學(xué)儀器發(fā)展而來，是以光學(xué)儀器創(chuàng)造品牌，這一點(diǎn)始終不能放棄。近年來許多大學(xué)遵循“寬口徑，厚基礎(chǔ)”原則，按專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生。但我校一直沿用專業(yè)方向培養(yǎng)，這樣更有利于突出特色。我校“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)原來下設(shè)4個專業(yè)方向：“光學(xué)儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”、“精密儀器”和“光學(xué)工藝與光學(xué)設(shè)計”。由于近幾年教育部增加了一些有特色的目錄外專業(yè)，我校以“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)中的“光學(xué)工藝與光學(xué)設(shè)計”方向分離出來，在2003年申辦了“光電信息工程”專業(yè)。這樣測控技術(shù)與儀器專業(yè)只有“光學(xué)儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”和“精密儀器”3個方向。但在近幾年實(shí)際執(zhí)行中，“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)的“精密儀器”在分方向時很少有學(xué)生選擇，基本分不出班級，所以實(shí)際上本專業(yè)就是兩個方向。而“光學(xué)儀器”方向與“光電信息工程”的專業(yè)有交叉。所以在實(shí)際運(yùn)行過程中，本方向越辦越窄，而且已失去了原有的優(yōu)勢的地位。現(xiàn)代測控技術(shù)多學(xué)科的交叉，發(fā)揮我校在精密儀器基礎(chǔ)、憑借光學(xué)相關(guān)課程、實(shí)踐教學(xué)和光學(xué)儀器總體設(shè)計方面長處，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展。對專業(yè)方向進(jìn)行了重新調(diào)整，即形成“光學(xué)精密儀器”、“檢測技術(shù)及儀器”和“光電測控技術(shù)及系統(tǒng)”3個專業(yè)方向，形成以光學(xué)儀器和光學(xué)設(shè)計優(yōu)勢，光電測控技術(shù)領(lǐng)先，檢測技術(shù)和信息處理并進(jìn)的人才培養(yǎng)方案。
三、具體建設(shè)內(nèi)容
根據(jù)社會對人才的需求、培養(yǎng)方案的具體內(nèi)容，設(shè)立適應(yīng)人才市場的培養(yǎng)方向，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的課程體系。同時設(shè)立“王大珩創(chuàng)新實(shí)驗班”進(jìn)行創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法的探索。具體建設(shè)內(nèi)容如下。
關(guān)鍵詞：光電檢測技術(shù)；培養(yǎng)目標(biāo)；教學(xué)改革
作者簡介：閆俊紅（1978-），女，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，講師；李文濤（1963-），女，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，教授。（內(nèi)蒙古 包頭 014010）
基金項目：本文系內(nèi)蒙古科技大學(xué)教改項目（項目編號：JY2011021）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0056-02
一、“光電檢測技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀
光電檢測技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史上占有重要的地位，“光電檢測技術(shù)”的教學(xué)和研究也越來越得到國內(nèi)外高等院校和科研機(jī)構(gòu)的重視。目前國內(nèi)開設(shè)“光電檢測技術(shù)”課程的高等院校達(dá)50多所，專業(yè)覆蓋了測控技術(shù)與儀器、光電信息工程、光信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、通信工程、應(yīng)用物理、探測制導(dǎo)與控制、生物醫(yī)學(xué)工程等。[1-3]
內(nèi)蒙古科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）測控技術(shù)與儀器專業(yè)充分結(jié)合教育教學(xué)背景及教學(xué)資源，以培養(yǎng)寬口徑、綜合實(shí)踐型人才為目標(biāo)，以光機(jī)電算一體化為主體，以光電為特色，開設(shè)了“光電檢測技術(shù)”課程，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的綜合實(shí)踐型人才具有良好的促進(jìn)作用。該課程銜接了“工程光學(xué)基礎(chǔ)”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“智能儀器”等，不僅能夠使學(xué)生了解光電領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，拓寬測控技術(shù)與儀器專業(yè)的就業(yè)口徑。“光電檢測技術(shù)”課程具有內(nèi)容多、應(yīng)用性強(qiáng)、發(fā)展快等特點(diǎn)。如何通過課程教學(xué)與實(shí)踐，使學(xué)生熟練掌握各種光電檢測系統(tǒng)的設(shè)計，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，各高校測控技術(shù)與儀器專業(yè)都做了很多探索。[4，5]本文根據(jù)自身的教學(xué)實(shí)踐和對我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的教學(xué)開展情況，結(jié)合我校的培養(yǎng)目標(biāo)對“光電檢測技術(shù)”課程的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)做出了改革探索，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。
二、“光電檢測技術(shù)”課程改革思路
“光電檢測技術(shù)”課程是我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程內(nèi)容豐富、實(shí)踐性較強(qiáng)，著重培養(yǎng)學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用、測量與自動控制、智能儀器設(shè)計等領(lǐng)域的綜合實(shí)踐能力。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)設(shè)置的變化，我校“光電檢測技術(shù)”課程經(jīng)歷了幾次改革。第一，為適應(yīng)光電檢測技術(shù)的蓬勃發(fā)展和學(xué)生就業(yè)的需要，開設(shè)了本課程，共50學(xué)時，包含了光電子和光電檢測兩部分，課程的內(nèi)容主要是光電傳感、檢測原理及光電檢測系統(tǒng)等幾部分。第二，由于測控技術(shù)與儀器專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)方案的調(diào)整，為滿足我校學(xué)生的就業(yè)需求，將該課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)學(xué)時數(shù)進(jìn)行了改革，內(nèi)容上著重光電檢測及光電檢測系統(tǒng)的設(shè)計，學(xué)時更改為32學(xué)時。第三，為突出本校的辦學(xué)特色及教育教學(xué)優(yōu)勢，在教學(xué)過程中不僅注重基礎(chǔ)理論的講授，更注重對學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對“光電檢測技術(shù)”課程教學(xué)環(huán)節(jié)及實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，以培養(yǎng)工程實(shí)踐型人才為目標(biāo)，充分培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力，滿足社會對高層次檢測技術(shù)人才的需要。
三、“光電檢測技術(shù)”課程教學(xué)改革實(shí)踐
1.教學(xué)內(nèi)容改革
由于開設(shè)“光電檢測技術(shù)”課程專業(yè)的多樣性，應(yīng)根據(jù)各個專業(yè)的培養(yǎng)要求合理選擇教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對“光電檢測技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，目的在于使學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，既了解光電檢測技術(shù)的發(fā)展前景、光電器件的工作原理及光電檢測的基本方法，又能對光電檢測系統(tǒng)的設(shè)計有整體的把握，達(dá)到課程的教學(xué)目的。具體改革方案如下：
（1）注重基礎(chǔ)，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，合理安排教學(xué)內(nèi)容。目前“光電檢測技術(shù)”教材內(nèi)容各有優(yōu)缺點(diǎn)，有些教材較注重基礎(chǔ)理論、基本原理，而對光電檢測系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容介紹較少；有些教材兼顧理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，但對于光電檢測領(lǐng)域新技術(shù)、新發(fā)展的介紹較少，使教材內(nèi)容落后于光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；有些英文教材在光電檢測技術(shù)新發(fā)展方面的編寫較為突出，但對光電檢測技術(shù)及光電檢測系統(tǒng)的整體性上把握較差，且與教學(xué)大綱不符。因此必須結(jié)合本專業(yè)需求，合理選擇“光電檢測技術(shù)”課程教材內(nèi)容，做到基礎(chǔ)知識重點(diǎn)講授，難點(diǎn)重點(diǎn)精講細(xì)講。例如光電檢測器件是光電檢測技術(shù)的重要內(nèi)容，在教學(xué)中著重講解光電器件的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)及應(yīng)用范例，而對于光電檢測器件的偏置電路、前置放大電路、匹配濾波等前期課程中已經(jīng)涉及的內(nèi)容進(jìn)行略講。光電探測器分為光電效應(yīng)型和熱電效應(yīng)型，由于熱電器件在“熱工測量儀表”課程中為重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，在本課程的教學(xué)中將熱電器件一章改為自學(xué)。而涉及計算機(jī)接口等內(nèi)容由于在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”中詳細(xì)講解，在本門課程中將其刪去。
（2）結(jié)合測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)設(shè)置，補(bǔ)充反映專業(yè)特色的內(nèi)容。結(jié)合我校冶金背景、測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的就業(yè)需求，加強(qiáng)本課程與其他專業(yè)課程的銜接，對光電檢測的新理論、新技術(shù)、新應(yīng)用和新成果進(jìn)行了補(bǔ)充。例如在光電檢測方法的講解過程中以智能機(jī)器人定位技術(shù)為例介紹光電器件的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力。在講解光電位置傳感器時，以光電位置傳感器用于智能汽車防追尾系統(tǒng)為具體案例，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講解激光器、光電耦合器件CCD的過程中，結(jié)合器件的應(yīng)用背景，把器件最新的制作工藝、應(yīng)用前景介紹給學(xué)生，并將光電耦合器件CCD的成像原理與手機(jī)采用CMOS的成像原理進(jìn)行對比，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)學(xué)生的就業(yè)需求，在課程的教授過程中補(bǔ)充與冶金企業(yè)生產(chǎn)過程密切相關(guān)的光電檢測系統(tǒng)。例如基于CCD的鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，以光電耦合器件CCD獲取鍋爐內(nèi)部燃燒圖像，用圖像信息確定爐膛內(nèi)部的溫度分布，確定鍋爐內(nèi)部燃燒機(jī)理，及時有效控制鍋爐燃燒效率，達(dá)到鍋爐溫度控制目標(biāo)。結(jié)合科研課題“基于CCD的比色測溫研究”，將CCD的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行拓展，使學(xué)生系統(tǒng)全面地掌握光電系統(tǒng)的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
（3）立足培養(yǎng)綜合實(shí)踐型人才，加強(qiáng)光電檢測實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，該教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時有限，如何在有限的學(xué)時內(nèi)完成預(yù)期的目標(biāo)，必須對基礎(chǔ)驗證型實(shí)驗、綜合型實(shí)驗及創(chuàng)新型實(shí)驗的比例作出調(diào)整。光電檢測實(shí)踐教學(xué)以我校光電檢測實(shí)驗室為基礎(chǔ)，秋實(shí)科技創(chuàng)新實(shí)驗室為媒介，構(gòu)建實(shí)用型光電檢測實(shí)驗教學(xué)平臺。在具體實(shí)踐教學(xué)中，采用基于項目設(shè)計的實(shí)驗教學(xué)方法，合理保證基礎(chǔ)驗證型實(shí)驗，并結(jié)合集中演示的方式進(jìn)行教學(xué)，提高綜合型及創(chuàng)新型實(shí)驗的比例。我校光電檢測實(shí)驗室的主要實(shí)驗設(shè)備有CSY-2000型光電檢測實(shí)驗臺，包含光電傳感器模塊、信號采集模塊、信號處理及自動控制模塊等。在實(shí)驗室內(nèi)不僅可以完成光電探測用光源、光電探測器原理及特性等驗證性實(shí)驗，還可以根據(jù)具體的對象搭建實(shí)用的光電檢測系統(tǒng)。秋實(shí)電子實(shí)驗室致力于鼓勵大學(xué)生完成科技創(chuàng)新活動，在光電檢測實(shí)驗平臺的基礎(chǔ)上，結(jié)合秋實(shí)電子實(shí)驗室現(xiàn)有設(shè)備，可以完成綜合設(shè)計型實(shí)驗，例如智能機(jī)器人視覺系統(tǒng)、智能小車競速系統(tǒng)、智能小車防追尾系統(tǒng)等設(shè)計，幫助學(xué)生在完成“光電檢測技術(shù)”基礎(chǔ)知識、系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)的同時，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，使學(xué)生通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，達(dá)到培養(yǎng)工程實(shí)踐型人才的目標(biāo)，并結(jié)合科研課題增設(shè)創(chuàng)新型實(shí)驗，以具體的科研項目拓展實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容，及時反映光電檢測的最新發(fā)展情況，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
2.教學(xué)方法改革
“光電檢測技術(shù)”是一門多學(xué)科交叉科學(xué)，如何提高教學(xué)質(zhì)量、提升教學(xué)效果，使學(xué)生既能有效地掌握基礎(chǔ)理論、基本方法，又能靈活運(yùn)用基本原理。傳統(tǒng)的以課堂教學(xué)為主、實(shí)驗教學(xué)為輔的教學(xué)模式必須進(jìn)行改革。
（1）有效地將課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，引入多元化教學(xué)方式，增強(qiáng)教學(xué)效果。如講解光電效應(yīng)的過程中，采用圖文并茂的多媒體課件形式，制作動畫效果，將涉及半導(dǎo)體理論的抽象原理直觀形象地演示出來，并以日常生活中光電探測器的應(yīng)用為實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的視野。在講授光電器件的性能參數(shù)過程中，量子轉(zhuǎn)化效率、光電響應(yīng)度、光譜響應(yīng)范圍、光電響應(yīng)時間等性能參數(shù)均為抽象的物理參數(shù)，而光電器件的性能參數(shù)又是光電檢測系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，在講授中以光電檢測系統(tǒng)中光電器件性能參數(shù)變化對系統(tǒng)測量結(jié)果產(chǎn)生的影響為例進(jìn)行講解，以直觀的數(shù)據(jù)將抽象的物理參數(shù)簡單化。
（2）充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)習(xí)效果。在課堂教學(xué)過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)學(xué)生與教師的互動，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如緒論部分引入光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，以日常生活中的小故事為例，引出光電產(chǎn)業(yè)的背景及發(fā)展趨勢；以創(chuàng)新型實(shí)驗為例，鼓勵學(xué)生根據(jù)日常生活中的測量參數(shù)設(shè)計光電檢測系統(tǒng)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。
（3）改變考核手段，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。課程考核是評價課程教學(xué)質(zhì)量的重要手段，傳統(tǒng)的考核方式均采用卷面形式，具有一定的局限性。本課程采用卷面考核成績、課堂提問、綜合設(shè)計作業(yè)成績相結(jié)合的考核方式。其中課堂提問成績根據(jù)課堂提問結(jié)果給出，及時考查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度。綜合設(shè)計作業(yè)成績以學(xué)生所完成的綜合型創(chuàng)新型實(shí)驗報告書給出，全面考查學(xué)生的綜合能力。將三部分成績結(jié)合起來，合理反映學(xué)生對于本門課程的學(xué)習(xí)情況。實(shí)踐表明這種方式極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得了良好的效果。
四、結(jié)論
結(jié)合我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的就業(yè)情況，對“光電檢測技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行改革，首先對課程教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了優(yōu)化，接著采用項目教學(xué)法對原有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，加大綜合型創(chuàng)新型實(shí)驗的比例，最后對教學(xué)方法進(jìn)行改革，以有效的教學(xué)方式達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。實(shí)踐結(jié)果表明，課程內(nèi)容體系改革、實(shí)踐教學(xué)改革和教學(xué)方法改革提高了本課程的教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù)；促進(jìn)社會就業(yè)；拉動經(jīng)濟(jì)增長；轉(zhuǎn)變發(fā)展方式
一、電子信息工程、電子信息產(chǎn)業(yè)的概念
電子信息工程是一門應(yīng)用計算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，主要研究信息的獲取與處理，電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成。現(xiàn)在，電子信息工程已經(jīng)涵蓋了社會的諸多方面，像電話交換局里怎么處理各種電話信號，手機(jī)是怎樣傳遞我們的聲音甚至圖像的，我們周圍的網(wǎng)絡(luò)怎樣傳遞數(shù)據(jù)，甚至信息化時代軍隊的信息傳遞中如何保密等都要涉及電子信息工程的應(yīng)用技術(shù)。我們可以通過一些基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)認(rèn)識這些東西，并能夠應(yīng)用更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行新產(chǎn)品的研究和開發(fā)。本專業(yè)培養(yǎng)掌握現(xiàn)代電子技術(shù)理論、通曉電子系統(tǒng)設(shè)計原理與設(shè)計方法，具有較強(qiáng)的計算機(jī)、外語和相應(yīng)工程技術(shù)應(yīng)用能力，面向電子技術(shù)、自動控制和智能控制、計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等電子、信息、通信領(lǐng)域的寬口徑、高素質(zhì)、德智體全面發(fā)展的具有創(chuàng)新能力的高級工程技術(shù)人才開發(fā)。
電子信息產(chǎn)業(yè)是以電子信息產(chǎn)品為主要商品的產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)業(yè)技術(shù)業(yè)務(wù)融合和產(chǎn)業(yè)鏈分化整合的趨勢日漸明顯，行業(yè)界限日益模糊，需要對基于產(chǎn)業(yè)鏈的大行業(yè)管理模式進(jìn)行新的探索。從政府層面看，我國政府為抵御國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境對我國的不利影響，實(shí)行了積極的財政政策和適度寬松的貨幣政策，出臺了更加有力的擴(kuò)大內(nèi)需措施，為電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好機(jī)遇，表現(xiàn)在以下兩個方面：一是國務(wù)院出臺10項措施促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長，2009年投資4萬億元擴(kuò)大內(nèi)需、央行出臺8項措施落實(shí)適度寬松的貨幣政策，為企業(yè)創(chuàng)造寬松的融資環(huán)境。二是各級政府、各部委為響應(yīng)中央拉動內(nèi)需的精神，積極出臺相關(guān)具體措施，加大投資力度。
二、電子信息工程的發(fā)展
1997年7月1日，美國了“全球電子商務(wù)綱要”，認(rèn)為在因特網(wǎng)上進(jìn)行商業(yè)交易應(yīng)遵循民間主導(dǎo)發(fā)展的原則，政府應(yīng)盡可能鼓勵民間企業(yè)自行建立交易規(guī)則。世界經(jīng)濟(jì)全球化真正擴(kuò)張于20世紀(jì)80年代，特別是90年代表現(xiàn)出加速的趨勢。其中，電子信息化功不可沒。世紀(jì)之交，世界經(jīng)濟(jì)信息化浪潮洶涌。據(jù)聯(lián)合國最近報告表明，2000年全球電子商務(wù)交易額將達(dá)到3，770億美元，其后每年以翻一番的速度遞增，2003年占世界貿(mào)易總額的25%。
中國電子信息工程也得到了發(fā)展，特別是在高速公路管理信息系統(tǒng)的建設(shè)出現(xiàn)了值得關(guān)注的趨勢，系統(tǒng)管理范圍要求從單條路線擴(kuò)展到整個高速公路網(wǎng)絡(luò)。綜合利用交通信息增強(qiáng)宏觀決策和調(diào)控能力的意識增強(qiáng)，制定高速公路管理信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃，并以此作為分期實(shí)施的交通監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、公眾信息系統(tǒng)等的宏觀指導(dǎo)方案。
在過去的一個世紀(jì)里，發(fā)展最為迅速，給我們生活帶來最大變化的技術(shù)恐怕就是電子科學(xué)了。隨便拿出幾個國際上知名電子企業(yè)，就可以非常容易地看出這門技術(shù)對推動全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展起了多么巨大的作用。大名鼎鼎的國際商用機(jī)器公司（IBM）、惠普公司（HP）、摩托羅拉公司（MOTOROLA）、西門子公司（SIMENS）等等，這些公司的杰出表現(xiàn)也正是電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的體現(xiàn)之一。
按照現(xiàn)在發(fā)展勢頭得知，2004年我國的固定和移動電話用戶雙雙躍3億大關(guān)，移動市場將進(jìn)一步擴(kuò)大且領(lǐng)先固定市場。從對增加量的貢獻(xiàn)程度看，移動通信的作用最大，2003年新增業(yè)務(wù)收入中57.8%來自移動通信業(yè)務(wù)，本地電話貢獻(xiàn)了20.8%。據(jù)推算，2003年全年的電信業(yè)務(wù)收入可以達(dá)到4，600億元。
我國電子信息產(chǎn)業(yè)2001～2008年銷售收入年均增長28%，2003年我國電子信息產(chǎn)業(yè)銷售收入達(dá)1.88萬億元，比上年增長了34%。完成出口1，410億美元，占全國外貿(mào)出口額的近1/3。
21世紀(jì)的前20年是我國在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域趕超世界先進(jìn)水平的關(guān)鍵時期，信息技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快的門類之一，其重要作用已受到國內(nèi)外的廣泛重視，并成為維護(hù)國家安全、增強(qiáng)綜合國力的關(guān)鍵所在。黨的“十六大”明確指出：“優(yōu)先發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)和社會領(lǐng)域廣泛應(yīng)用信息技術(shù)。”這是在新的歷史條件和時代進(jìn)步背景下，加快我國信息技術(shù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署。電子信息技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。
三、電子信息工程的發(fā)展目標(biāo)及未來展望
關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)；實(shí)踐能力；傳統(tǒng)教學(xué)；新型教學(xué)
中圖分類號：G623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（b）-0000-00
Study of undergraduate practical teachingsystem
Lin Chen1， Ying Lyu1，2， Hongzhi Jia1 and Boqing Xu1
1. School of Optical-Electrical and
Computer Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， 516 Jungong
Road， Shanghai 200093， People’s Republic of China
2. ESIGELEC， Rouen， France， 2015
AbstractPractice teaching method is an effective way to consolidate the theoretical knowledge deepen understanding of the theory knowledge，it’s an important part of cultivating high-quality engineers with a sense of innovation. It’s an important platform to improve students’ abilities of scientific methods’ usage and practical skills. It helps students form a positive attitude towards science. From the view of ElectronicsInformation Engineering， this article analyzes some disadvantages of traditional teaching method， puts forward a brand new teaching method that consists of three points which are “Put internship as a part of curriculum”， “Experimental teaching in each courses”，“Encourage designing experiments and series experiments ” which improves students’practical skills effectively.
Key word：practical teaching； practical ability；traditional teaching； new teaching
1.引言
電子信息工程目前在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是一門應(yīng)用計算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，主要研究信息的獲取與處理，電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成。電子信息工程已經(jīng)涵蓋了社會的諸多方面。電子信息工程專業(yè)是集現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)于一體的專業(yè)。
法國ESIGELEC擁有1900人（員工、學(xué)生與教授）。五個部門包括：信息技術(shù)、電信和電子、電氣工程與能源、嵌入式系統(tǒng)、人文，語言和管理以及八個自動化實(shí)驗室。16個雙學(xué)位課程。在40多個國家和地區(qū)的90份與大學(xué)或工程學(xué)校的協(xié)議進(jìn)行了簽署：包括歐洲國家，中東國家，非洲國家，北美國家南美洲國家和亞洲國家。學(xué)生總?cè)藬?shù)：工程計劃占34%的是國際學(xué)生其中包括30名交流學(xué)生。3000個公司與ESIGELEC建立網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，其中有350個法國境外公司（他們可以提供境外實(shí)習(xí)機(jī)會）。有大部分相關(guān)課程在IRSEEM實(shí)驗室完成，為更多的學(xué)生提供了實(shí)踐的平臺。
接下來，本文就電子信息工程專業(yè)的教學(xué)作為例子，深究法國魯昂高等工程師學(xué)院是如何針對學(xué)生所學(xué)的知識從而提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)校課程安排突出表現(xiàn)了較強(qiáng)的理論性與工程性、實(shí)踐性，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，切實(shí)提高動手的實(shí)踐能力，為經(jīng)后從事電子開發(fā)，嵌入式工程設(shè)計，電路設(shè)計以及軟件開發(fā)等綜合性研發(fā)的工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)[1]。
2.傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題
與國外理論結(jié)合實(shí)踐的教育理念相比，傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題主要表現(xiàn)如下：
2.1 課堂氣氛不夠活躍
當(dāng)前，我國的大學(xué)課堂教學(xué)很大程度上還是沿襲中學(xué)的填鴨式教學(xué)方式，即老師教，學(xué)生就被動學(xué)和接受，學(xué)生缺乏相應(yīng)的主觀能動性，并不能將所學(xué)知識做到真正的融合貫通。
2.2 理論與實(shí)踐的比重不合理
由于資源的限制，我國的教學(xué)主要以上課為主，實(shí)驗為輔，學(xué)生剛剛開始動手，實(shí)驗課就結(jié)束了，而且除了在實(shí)驗課程時間可以進(jìn)入實(shí)驗室，其他時間學(xué)生不被允許進(jìn)入實(shí)驗室復(fù)習(xí)。追其原因，是因為實(shí)驗室有限，電路板有限，學(xué)校無法保證資源的合理分配。由于已完成焊接的電路板價格普遍比較昂貴，學(xué)生沒有經(jīng)濟(jì)能力和沒有實(shí)驗任務(wù)的壓力下，無法保證自覺購買電路板進(jìn)行長期性的實(shí)驗[2-3]。
2.3 學(xué)生眾多
國內(nèi)的課堂，假設(shè)班級有50位同學(xué)，老師講課的時候，如果同學(xué)有問題，老師不太可能在上課時間解決這個問題，而是在課間時找老師詢問進(jìn)行解答，原因是學(xué)生不太會在老師講課的時候打斷老師，進(jìn)行詢問。一方面原因是由于考慮到班里同學(xué)太多了，耽誤其他同學(xué)；另一方面原因是考慮到老師的講課效率，妨礙老師的授課進(jìn)度。
2.4 筆試成績比重大
中國的課堂，期末筆試一向占有很高的比重，很多同學(xué)在上課時睡覺，卻在期末中仍然可以考出好成績。這是為什么呢？因為作為考試的基礎(chǔ)是用書本中的知識，學(xué)生只需要認(rèn)真記憶書本上的知識即可。但讓人遺憾的是，這種記憶是短暫的，根本沒有通過實(shí)踐來加深印象的過程和途徑。最后導(dǎo)致學(xué)生什么都不記得，掌握知識的程度并不全面。
3. 國外可借鑒的實(shí)踐教學(xué)方法
3.1大四上學(xué)期企業(yè)實(shí)習(xí)
在國內(nèi)教學(xué)中是很多老師不允許的。但是在國外的教學(xué)中，工程師學(xué)院要求學(xué)生在每個暑假進(jìn)行兩個月的實(shí)習(xí)，而大四上半學(xué)期進(jìn)行四個到六個月的實(shí)習(xí)，算作課標(biāo)的一部分。這樣切身體會作為一個工程師，到工作環(huán)境中應(yīng)該具備如何的工作狀態(tài)，讓他們在實(shí)習(xí)結(jié)束之后對自己未來的工作有更加切實(shí)清晰的方向安排。
學(xué)生自己尋找實(shí)習(xí)的過程中，可以參加學(xué)校組織的招聘會或者網(wǎng)上投簡歷，有很大的選擇空間。工程師學(xué)院的前兩年可以選擇做與專業(yè)相關(guān)性不大的暑假實(shí)習(xí)；之后強(qiáng)制性在暑期做與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)習(xí)；最后一年上學(xué)期實(shí)習(xí)為4到6個月，最后要以實(shí)習(xí)報告進(jìn)行期末答辯。在實(shí)習(xí)期間，學(xué)校實(shí)習(xí)輔導(dǎo)導(dǎo)師會到公司進(jìn)行考察，跟公司的公司實(shí)習(xí)導(dǎo)師 （mentor）了解實(shí)習(xí)情況。
校園中的學(xué)習(xí)和工作有一定的脫節(jié)，所以要靠實(shí)習(xí)來充分理解掌握所學(xué)知識。從這個角度來講，實(shí)習(xí)不僅僅是一個橋梁，更是讓學(xué)生提早適應(yīng)社會的關(guān)鍵性一步。實(shí)習(xí)結(jié)束后，運(yùn)用實(shí)習(xí)報告在學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)答辯。這有很好的意義。因為公司招聘實(shí)習(xí)生，一般來講是讓實(shí)習(xí)生做整個團(tuán)隊一年或者兩年之后將要做的事情。例如在開發(fā)團(tuán)隊不確定電路板能否在一個新的軟件環(huán)境下運(yùn)行，公司團(tuán)隊會讓實(shí)習(xí)生用半年的時間來探究。對公司而言，當(dāng)團(tuán)隊進(jìn)行到這一模塊的時候，就會有可參照的資料（實(shí)習(xí)生論文），同時也可以知道一些已經(jīng)出現(xiàn)的問題，幫助整個團(tuán)隊節(jié)約了時間和成本。
對于實(shí)習(xí)生而言，在工作中得到充分的歷練，熟練了學(xué)校所學(xué)知識，了解了一個公司的工作情況，同時完成了屬于自己的小項目。對于學(xué)校而言，提高了學(xué)生的綜合能力。在實(shí)習(xí)報告中通常會介紹大量新的產(chǎn)品和新的軟件環(huán)境，學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生在實(shí)習(xí)期間探究的項目，更加有針對性的培養(yǎng)學(xué)生的知識與實(shí)踐結(jié)合掌握的能力。
3.2每門課都開設(shè)實(shí)驗
3.2.1理論聯(lián)系實(shí)踐
以電子信息工程專業(yè)課程中Labview為例，學(xué)生上課是在實(shí)驗室，老師先使用PPT進(jìn)行講解Labview的用途，如何打開界面和每個模塊的作用等等。然后在兩個小時中同學(xué)必須完成實(shí)驗一的前提下，有步驟教學(xué)生如何進(jìn)行操作。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生基本了解如何使用Labview環(huán)境中的器件和程序的功能。接下來完成練習(xí)一，這個練習(xí)沒有任何實(shí)驗指導(dǎo)，只有題目要求，完全需要學(xué)生自己思考設(shè)計電路圖。在實(shí)驗課過程中，學(xué)生可以隨意問老師問題。無論是實(shí)驗步驟，還是調(diào)試問題，老師都很熱心的幫助同學(xué)解答。由于課堂氣氛異常活躍，很多同學(xué)都有各種各樣的問題。四個小時后，絕大部分同學(xué)已經(jīng)熟練掌握了幾個器件的使用。并且在兩周之后，部分同學(xué)已經(jīng)可以自己編寫計算器的程序。
3.2.2 小組形式實(shí)驗教學(xué)
在國外的課堂中，小組活動是十分普遍的。一般由兩到三個人一組，比如在C語言的課程中，每個小組分配一塊電路板進(jìn)行實(shí)驗。這樣做的目的，一方面讓學(xué)生不同的思路進(jìn)行碰撞，互相學(xué)習(xí)；另一方面，也提高了學(xué)生之間的團(tuán)隊合作能力。因為今后我們在科研工作中，團(tuán)隊成員相互信任，協(xié)調(diào)合作，能事半功倍，加快研發(fā)效率，才能創(chuàng)造科研奇跡。
3.2.3合理規(guī)劃成績評定
在課程實(shí)驗設(shè)置中，基本上考試成績只占總成績的百分之五十到百分之六十。實(shí)驗課程占百分之三十到四十，出勤率占百分之十。基于這樣的考核比例，學(xué)生在平時非常重視實(shí)驗課，甚至在課后也會花時間和精力進(jìn)行復(fù)習(xí)和研究。
3.3鼓勵設(shè)計性實(shí)驗及系列實(shí)驗
在法國魯昂高等工程師學(xué)院里，IRSEEM實(shí)驗室為公司提供技術(shù)，如：電子產(chǎn)品，自動化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理，微處理器等。同時為學(xué)生或畢業(yè)生提供國家的最先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行項目研發(fā)，鼓勵他們創(chuàng)新，并且為企業(yè)創(chuàng)造收益。因此在學(xué)期結(jié)束大程序設(shè)計時，同學(xué)們就利用由公司提供的電路板和資料進(jìn)行綜合的設(shè)計性實(shí)驗。課程要求用到給定的電路板，進(jìn)行自我設(shè)計，語言編程，實(shí)現(xiàn)一定的功能。這不僅考驗了學(xué)生的動手實(shí)踐能力，更加考驗其創(chuàng)新能力和團(tuán)隊合作能力。通過這樣綜合性的設(shè)計性實(shí)驗，讓學(xué)生將所學(xué)知識融會貫通，發(fā)揮長處的同時，又能激發(fā)學(xué)生興趣，完成他們的一個小作品[4-7]。
4.結(jié)論
學(xué)生畢業(yè)后基本都是到企業(yè)單位工作，很少有學(xué)生選擇讀博士搞學(xué)術(shù)研究。因此實(shí)踐變成是教學(xué)的重要的一個環(huán)節(jié)。電子信息工程主要面向已經(jīng)掌握基礎(chǔ)的電路知識和電子知識的同學(xué)們，所以一定是學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合，是學(xué)以致用的。通過老師的講解和自己的動手實(shí)驗，就成了對所學(xué)有更深入的理解的目的。由于學(xué)校IRSEEM實(shí)驗室有長期與公司合作的項目，所以可以讓有興趣參與的同學(xué)有更加實(shí)際的操作和體會，為培養(yǎng)更強(qiáng)的動手能力的學(xué)生奠定了良好的基礎(chǔ)。
學(xué)校要培養(yǎng)的是有創(chuàng)新性和實(shí)踐性強(qiáng)的電子工程師們，而不是一味談?wù)摃局R的“呆子學(xué)生”。只有切實(shí)提高自身的動手能力和創(chuàng)新能力，使得讓學(xué)生在工作中學(xué)以致用，在學(xué)生時代過去之后便開始的職業(yè)生涯，才能走得更加自信，更加順暢。
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關(guān)鍵詞：光纖通信；實(shí)驗教學(xué)；仿真技術(shù)
作者簡介：陳琳（1978-），女，江蘇常州人，上海電力學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，副教授；朱武（1969-），男，湖北隨州人，上海電力學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，教授。（上海 200090）
基金項目：本文系上海市教委重點(diǎn)課程資助項目（項目編號：滬教委高（2011）48號）的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0147-02
光纖通信是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒質(zhì)的一種信息傳輸方式。該技術(shù)因具有傳輸容量大、中繼距離長等優(yōu)良傳輸特性，被廣泛應(yīng)用于電力傳輸網(wǎng)、通信網(wǎng)和接入網(wǎng)等領(lǐng)域。
“光纖通信”作為通信工程、光電信息工程、電子信息工程專業(yè)的核心課程，主要講述了光纖通信的基本概念、傳輸理論、系統(tǒng)組成、新技術(shù)等內(nèi)容。[1]該課程具有涉及內(nèi)容廣、基礎(chǔ)理論深、知識更新快等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高“光纖通信”課程的教學(xué)質(zhì)量，開設(shè)了光纖通信實(shí)驗課和光纖通信系統(tǒng)課程設(shè)計，加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)了實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力。
傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)一般都是安排學(xué)生在硬件實(shí)驗箱上實(shí)現(xiàn)。此類實(shí)驗基本為驗證性實(shí)驗，只需根據(jù)實(shí)驗指導(dǎo)書進(jìn)行簡單操作，無法調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗興趣，也限制了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，光通信器件成本較高，需要及時維護(hù)，且隨著科技的進(jìn)步，新的理論和技術(shù)迅速產(chǎn)生與發(fā)展，需要投入充足的設(shè)備經(jīng)費(fèi)，不斷更新實(shí)驗設(shè)備。[2]因此，實(shí)踐教學(xué)部分除了利用光纖通信實(shí)驗箱開設(shè)固定的驗證性實(shí)驗外，還可利用仿真軟件MATLAB和OPTISYSTEM構(gòu)建光纖通信系統(tǒng)模型，以提高學(xué)生的實(shí)驗效率，有效地節(jié)省實(shí)驗教學(xué)成本。[3-6]
一、MATLAB仿真軟件的應(yīng)用
由于“光纖通信”課程概念繁多，物理規(guī)律較為抽象，特別是其中的一些光學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律缺乏細(xì)致的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，為學(xué)生學(xué)習(xí)該課程帶來了諸多困難。因此，在“光纖通信”課程教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)厥褂肕ATLAB仿真軟件所提供的可視化界面，使學(xué)生獲得對光學(xué)物理現(xiàn)象的感性認(rèn)識，縮小理論與實(shí)際的差距，提高學(xué)習(xí)效率和效果。
MATLAB是Mathworks公司推出的一套高效數(shù)值計算和可視化軟件。它集數(shù)值分析、矩陣計算、信號處理和圖形顯示于一體，具有編程方式自由、簡單易學(xué)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工程計算和系統(tǒng)仿真等開發(fā)環(huán)境。利用MATLAB軟件不但可以擺脫繁雜的大規(guī)模計算，而且還可以使學(xué)生自己動手進(jìn)行編程，加深對光纖通信基本理論的理解。在編程過程中，可以通過改變仿真參數(shù)來直觀地對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行計算和分析，大大節(jié)省了時間，提高了實(shí)驗效率。
在光纖傳輸原理章節(jié)中，對于波動理論，一般是通過求解麥克斯韋方程組來導(dǎo)出波動方程，分析電磁場的分布性質(zhì)，最后獲得光纖的傳輸特性。公式推導(dǎo)過程繁雜，涉及的電磁場與數(shù)學(xué)知識較多，學(xué)生理解困難。因此，在課堂教學(xué)中除了引入多媒體的輔助教學(xué)手段外，還可以借助MATLAB仿真軟件，幫助學(xué)生理解多模和單模光纖的模場分布。
多模光纖中，存在更多的高階模式。根據(jù)LP模的特征方程，得到階躍型折射率光纖的模場分布。如第一個高次模LP11模的二維、三維模場分布如圖1（c）、（f）所示。從圖1可以看出，當(dāng)歸一化頻率V=5時，LP11模有兩個對稱的主瓣，不存在旁瓣現(xiàn)象。
在“光纖通信”課程教學(xué)中，引入MATLAB仿真，能夠進(jìn)一步加深對抽象概念的理解。通過仿真，學(xué)生弄清了數(shù)學(xué)公式和物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，使理論教學(xué)中枯燥的概念可視化，極大地調(diào)動了學(xué)習(xí)主動性和趣味性，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。同時，在編程過程中，學(xué)生通過查詢文獻(xiàn)資料和相互討論，較好地培養(yǎng)了團(tuán)隊合作精神，提高了創(chuàng)新能力。
二、OPTISYSTEM仿真軟件的應(yīng)用
系統(tǒng)實(shí)驗有助于培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的綜合運(yùn)用。針對實(shí)驗箱可供開設(shè)的綜合性、系統(tǒng)性實(shí)驗項目較少的情況，可以利用OPTISYSTEM仿真軟件對光學(xué)器件和通信系統(tǒng)進(jìn)行建模。通過仿真軟件對實(shí)際操作過程進(jìn)行模擬，以獲得數(shù)據(jù)加以分析。
OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司開發(fā)的一套光通信系統(tǒng)模擬軟件。它可以幫助用戶規(guī)劃、測試和模擬傳輸層的各種類型的光通信網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)；同時提供了從組件、器件到系統(tǒng)各個層面的光通信系統(tǒng)設(shè)計和規(guī)劃，如TDM/WDM、SDH、光孤子通信等，并利用優(yōu)化功能仿真計算系統(tǒng)的各項性能參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析和圖形顯示來獲得最佳系統(tǒng)性能。
在OPTISYSTEM系統(tǒng)仿真實(shí)驗中，學(xué)生可以通過調(diào)整參數(shù)，對一個光學(xué)元器件甚至整個通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，直觀地模擬整個光纖通信系統(tǒng)的傳輸過程。利用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)性能分析，有利于引導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行探索，提高學(xué)生對系統(tǒng)性能的全面認(rèn)識。
例如，波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)是現(xiàn)行光纖通信系統(tǒng)的主要架構(gòu)形式，利用波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大容量、長距離的網(wǎng)絡(luò)傳輸。但是由于傳統(tǒng)實(shí)驗箱的限制，WDM系統(tǒng)難以通過硬件平臺來構(gòu)建。因此，可以通過OPTISYSTEM軟件來搭建WDM系統(tǒng)，并進(jìn)行系統(tǒng)性能分析。
WDM系統(tǒng)實(shí)驗在OPTISYSTEM仿真平臺上完成。要求學(xué)生使用光傳輸系統(tǒng)仿真軟件，搭建8信道的WDM系統(tǒng)，如圖2（a）所示。該系統(tǒng)由波分復(fù)用器（WDM）、摻鉺光纖放大器（EDFA）、光纖鏈路、解復(fù)用器（WDM Demux）和光接收機(jī)等光學(xué)器件組成。學(xué)生自行設(shè)計和搭建系統(tǒng)，配置波分復(fù)用、解復(fù)用、調(diào)制器等參數(shù)，并利用虛擬光譜分析儀來觀察8通道波分復(fù)用系統(tǒng)的頻譜、誤碼率等特性，如圖2（b）、（c）所示。學(xué)生通過調(diào)整各模塊的參數(shù)、搭建系統(tǒng)模型和分析仿真結(jié)果，鞏固了EDFA、波分復(fù)用/解復(fù)用等方面的理論知識，也為今后對實(shí)際WDM系統(tǒng)規(guī)劃打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
又如，用OPTISYSTEM軟件設(shè)計搭建單模光纖通信系統(tǒng)，如圖3（a）所示。傳輸速率是40Gbit/s，傳輸距離是60km。信源使用的是偽隨機(jī)碼發(fā)生器，它將數(shù)據(jù)流發(fā)送到非歸零（NRZ）碼電脈沖發(fā)生器。經(jīng)NRZ調(diào)制的電信號具有緊湊的頻譜特性，經(jīng)過馬赫曾德爾調(diào)制器（MZM）后轉(zhuǎn)換成光信號送往光纖信道。為了減小光纖傳輸損耗和色散的影響，在光纖鏈路上添加了摻鉺光纖放大器。接收端經(jīng)過光纖信道傳輸過來的光信號接入PIN光電檢測器，轉(zhuǎn)化為電信號后送入低通貝塞爾濾波器。
為了觀測光信號的波形，在光纖通信系統(tǒng)中設(shè)置了觀察儀器：光譜儀、光時域信號觀察儀及誤碼率分析儀。對系統(tǒng)中的器件參數(shù)設(shè)置后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，得到調(diào)制后的光信號時域波形和頻譜，如圖3（b）、（c）所示。
這些光器件都可以在OPTISYSTEM軟件的器件庫中選取，并根據(jù)需要對每個器件設(shè)定參數(shù)來獲得較好的系統(tǒng)性能。因此，通過用OPTISYSTEM軟件設(shè)計分析，可以了解光通信系統(tǒng)各個器件節(jié)點(diǎn)處的波形和頻譜特點(diǎn)，簡單直觀、形象生動。教師可以根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗項目，讓學(xué)生課后學(xué)習(xí)OPTISYSTEM軟件，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗內(nèi)容建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗分析。
三、結(jié)束語
運(yùn)用MATLAB/OPTISYSTEM仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)，很好地彌補(bǔ)了缺少硬件實(shí)驗器件所帶來的不足，豐富了實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容；同時節(jié)省了實(shí)驗課堂教學(xué)時間，加深了學(xué)生對系統(tǒng)理論知識的理解和應(yīng)用。通過對“光纖通信”實(shí)驗教學(xué)手段和內(nèi)容的改革，學(xué)生對實(shí)驗的積極性和創(chuàng)造性得到了普遍提高，實(shí)驗教學(xué)效果和質(zhì)量也得到了明顯提升。
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關(guān)鍵詞：電子信息科學(xué)與技術(shù)；教學(xué)改革；課程建設(shè)
作者簡介：彭光含（1973-），男，湖南洞口人，湖南文理學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院，副教授。（湖南常德415000）
中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）10-0050-02
質(zhì)量工程建設(shè)是教育部為實(shí)現(xiàn)加快我國高等教育建設(shè)和發(fā)展，提高我國高等教育水平所采取的重要舉措；而精品課程建設(shè)是高等學(xué)校質(zhì)量工程建設(shè)和教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一，是提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。精品課程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)是“一流教師隊伍，一流教學(xué)內(nèi)容，一流教學(xué)方法，一流教材，一流教學(xué)管理”。[1，2]這就要求在師資隊伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和方法、教學(xué)過程管理模式等諸多方面嘗試課程教學(xué)改革和實(shí)踐模式的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師傳授書本知識的課堂為中心的單一教學(xué)模式，課堂教學(xué)缺乏靈性與活力。由于電子信息類專業(yè)課程的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，課堂教學(xué)顯得猶為沉悶。因此，電子信息類本科專業(yè)課程的教學(xué)改革和教學(xué)模式的創(chuàng)新，已成為各個高校急需解決的重要課題。湖南文理學(xué)院作為地方本科院校，電子信息類專業(yè)辦學(xué)歷史較短，在開辦電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)時主要參照國內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)來制訂自己的方案。由于學(xué)校實(shí)驗室條件、師資力量、生源等諸多方面的差異，在學(xué)生培養(yǎng)過程中不可避免地遇到了許多困難和疑惑。經(jīng)過10余年的教學(xué)實(shí)踐，該專業(yè)的辦學(xué)思想與理念有了比較成熟的想法和特色。湖南文理學(xué)院為加強(qiáng)課程建設(shè)，全面打造特色專業(yè)，把2011年定為“課程建設(shè)年”。2011年，湖南文理學(xué)院物電學(xué)院在課程體系改革、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與理念等方面對電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進(jìn)行了全面打造和升級，取得了豐富的成果。
一、課程體系改革與創(chuàng)新模式
電子信息科學(xué)與技術(shù)是綜合電子技術(shù)、信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的交叉學(xué)科。[3-9]從專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)上，構(gòu)建了“基礎(chǔ)理論課程體系”、“實(shí)踐技能課程體系”及“創(chuàng)新實(shí)驗課程體系”一系列互相聯(lián)系又相對獨(dú)立的課程體系。
1.建立新的學(xué)科課程體系，完善人才培養(yǎng)方案，擴(kuò)展專業(yè)技能的課程體系
湖南文理學(xué)院是教學(xué)科研型大學(xué)，傾向于教學(xué)。在新的課程體系中，學(xué)校根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置了學(xué)校及大類專業(yè)課程平臺模塊、學(xué)科基礎(chǔ)互通課程平臺模塊、專業(yè)共性課程平臺模塊及專業(yè)個性課程平臺模塊等四個課程體系平臺模塊。學(xué)校及大類專業(yè)課程平臺模塊主要是公共基礎(chǔ)課程、相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課程（如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等）、文化素質(zhì)創(chuàng)新能力課程。學(xué)科基礎(chǔ)互通課程平臺模塊主要是學(xué)科基礎(chǔ)課程，如電路、模擬與數(shù)字電路等。專業(yè)共性課程平臺模塊主要是專業(yè)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)集中實(shí)踐。專業(yè)個性課程平臺模塊主要是專業(yè)方向課程和專業(yè)任選課程。新的培養(yǎng)方案注重培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和創(chuàng)新思想，針對社會職業(yè)需求，更新設(shè)置相應(yīng)課程，基礎(chǔ)課程課時分配強(qiáng)調(diào)“基礎(chǔ)與新穎”。專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程和企業(yè)需求對接進(jìn)行甄選，重在技能訓(xùn)練和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，建立以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心的課程體系。加大了實(shí)踐教學(xué)課程的比例，制訂完善的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)計劃，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)與課程教學(xué)的銜接。
2.調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神
根據(jù)專業(yè)建設(shè)需要和學(xué)校實(shí)際，學(xué)校調(diào)整了課程設(shè)置，修訂教學(xué)大綱，整合、更新教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教學(xué)過程的檢查督促；建立實(shí)踐教學(xué)基地模式，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)合作培養(yǎng)的對接。近年來，物電學(xué)院光學(xué)學(xué)科獲得了湖南省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科和湖南省重點(diǎn)實(shí)驗室“光電信息集成與光學(xué)制造技術(shù)”，建立了一系列光電信息技術(shù)專業(yè)實(shí)驗室；并計劃申請籌建光電信息工程本科專業(yè)，為打通相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)模式，與物理學(xué)、現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)一起構(gòu)建了專業(yè)方向課程平臺。學(xué)校建立多門校級精品課程，設(shè)立完善的課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和完整的課程建設(shè)文檔，要求優(yōu)質(zhì)課程有完整的教學(xué)大綱、考試大綱、教案、教學(xué)手冊、試題庫；實(shí)現(xiàn)教考分離，從主講教師、隊伍結(jié)構(gòu)、教學(xué)活動等全方位提升教學(xué)質(zhì)量；強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，建立實(shí)踐教學(xué)大綱，并納入教學(xué)計劃。實(shí)踐教學(xué)分為校內(nèi)進(jìn)行的綜合課程實(shí)踐和專業(yè)綜合設(shè)計課程訓(xùn)練，以及校外進(jìn)行的企業(yè)和社會實(shí)踐課程。校內(nèi)基本專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生的基本專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)；校外實(shí)踐教學(xué)提升和強(qiáng)化專業(yè)綜合應(yīng)用技能，并與廣東、江蘇等地多家電子企業(yè)達(dá)成實(shí)習(xí)、就業(yè)以及人才培養(yǎng)等意向。
3.構(gòu)建科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系，提升實(shí)踐綜合能力
理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是相輔相成的。學(xué)校按照實(shí)踐教學(xué)功能的基本能力、專業(yè)能力、綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和技能與創(chuàng)新思想相融的實(shí)踐課程，精心設(shè)計實(shí)踐教學(xué)課程體系，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)踐課程、專業(yè)實(shí)踐課程、綜合設(shè)計實(shí)踐課程的人才培養(yǎng)融合。為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，優(yōu)質(zhì)課程的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)，三分之二以上的實(shí)驗是創(chuàng)新和綜合設(shè)計性實(shí)驗。學(xué)校設(shè)立項目導(dǎo)師制，讓創(chuàng)新和實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生參與教師的一些項目研發(fā)，或者申請學(xué)校的質(zhì)量工程立項和產(chǎn)學(xué)研項目，師生共同參與項目建設(shè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣愛好，擴(kuò)展視野。學(xué)校還通過設(shè)立創(chuàng)新實(shí)驗室，鼓勵學(xué)生積極參與項目實(shí)踐，提高學(xué)生的綜合能力，取得了良好的效果。通過多年辦學(xué)實(shí)踐，物電學(xué)院逐步形成了充分發(fā)揮和發(fā)展學(xué)生的興趣特長的人才培養(yǎng)理念，在要求學(xué)生具備本專業(yè)較扎實(shí)基礎(chǔ)的前提下，十分注重學(xué)生的興趣特長發(fā)展。近幾年來，學(xué)生獲得各種省級以上電子競賽（包括電子設(shè)計競賽、科技制作競賽）獎勵數(shù)十項；獲得三項國家專利，發(fā)表科研論文十余篇。學(xué)校進(jìn)一步改革評價方式，成績評定與考核包括理論、操作實(shí)驗、實(shí)踐報告等多方式的能力考核。
二、教學(xué)內(nèi)容改革與創(chuàng)新模式
課程體系建設(shè)是以知識服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展為宗旨，以校企合作培養(yǎng)人才需求為導(dǎo)向，走專業(yè)知識適應(yīng)企業(yè)科技實(shí)踐的專業(yè)發(fā)展道路。按照電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，通過改革與創(chuàng)新課程體系、構(gòu)建理論課程教學(xué)體系與實(shí)踐課程教學(xué)體系、改革與創(chuàng)新教學(xué)方法，建立了培養(yǎng)學(xué)生在電子信息專業(yè)實(shí)踐與創(chuàng)新能力突出的、有特色的、科學(xué)合理的人才培養(yǎng)模式。為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，學(xué)校對教學(xué)內(nèi)容修訂與改革作了明確的要求，要求教學(xué)內(nèi)容要添加前沿性、實(shí)用性等新的專業(yè)知識；更新舊教材內(nèi)容，把最新的電子信息類教學(xué)科研成果納入到教學(xué)內(nèi)容之中，以滿足新的教學(xué)需求；理論課程的實(shí)驗課時增加，實(shí)驗課以創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗為主，減少驗證性實(shí)驗，激發(fā)學(xué)生對理論課程的學(xué)習(xí)動力，也強(qiáng)化了教師不斷獲取新知識的責(zé)任和思想活力，從而促進(jìn)了學(xué)與教適應(yīng)科技發(fā)展的步伐。
實(shí)踐教學(xué)的目的是提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，實(shí)踐課程的教學(xué)內(nèi)容，也作了全面的改革與創(chuàng)新，采取分階段實(shí)踐的辦法。課程實(shí)踐主要是系統(tǒng)建模、電子裝配、計算機(jī)程序應(yīng)用設(shè)計、電子電路課程設(shè)計、電子技術(shù)課程綜合設(shè)計以及到企業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練實(shí)習(xí)等一系列專業(yè)課程實(shí)踐。從基礎(chǔ)硬件設(shè)計到軟件設(shè)計，再到綜合課程實(shí)踐，實(shí)踐教學(xué)分階段貫穿于整個人才培養(yǎng)全過程，使學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神得到不斷提升與發(fā)展。課程設(shè)計實(shí)踐按照項目要求模式安排課題，讓學(xué)生自己思考問題、解決問題，使學(xué)生成為實(shí)踐的主導(dǎo)，教師只做服務(wù)性的指導(dǎo)。這樣學(xué)生實(shí)踐能力循序漸進(jìn)、逐層提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力，擴(kuò)展了理論知識的應(yīng)用。
三、教學(xué)方法改革與創(chuàng)新模式
電子信息專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新，突出了電子信息專業(yè)特色，優(yōu)化了基礎(chǔ)理論與實(shí)驗技能、強(qiáng)化了實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識、拓寬融合了專業(yè)口徑；實(shí)現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)、實(shí)踐能力與創(chuàng)新思想好、理工結(jié)合的高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)；使學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)理論與知識構(gòu)架更加科學(xué)合理，實(shí)踐能力與創(chuàng)新思想明顯提高；擴(kuò)寬了學(xué)生在光、電、計相關(guān)行業(yè)的就業(yè)機(jī)會；也為教學(xué)方法改革與創(chuàng)新指明了方向。
教學(xué)方法改革首先是教學(xué)思想的改革。由于教學(xué)內(nèi)容豐富，教學(xué)課時緊張，學(xué)生接受能力不一，致使課堂教學(xué)大都是以教師的教為中心的單向教學(xué)模式。這種教學(xué)模式使學(xué)生在知識獲取過程中是一種被動獲取，嚴(yán)重阻礙學(xué)生解決問題能力與創(chuàng)新意識的發(fā)展。因此，針對不同課程特點(diǎn)，實(shí)行以學(xué)生為主體的現(xiàn)代教學(xué)模式是提高教學(xué)水平和教學(xué)方法的重要課題。基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)方法改革，主要采用啟發(fā)式、情景教學(xué)法、動態(tài)顯示法、引導(dǎo)討論等課堂教學(xué)模式。實(shí)踐課程的教學(xué)采取項目課題教學(xué)法與企業(yè)頂崗實(shí)訓(xùn)法為主要教學(xué)模式，不斷優(yōu)化教學(xué)過程，充分借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段和多媒體課件，把抽象的電子信息課程知識具體形象化，使學(xué)生更容易理解接受。在實(shí)施課堂教學(xué)過程中，倡導(dǎo)課堂討論與師生的交流，通過交流觸發(fā)學(xué)生的思想和創(chuàng)新能力。課堂教學(xué)方法的改革是教學(xué)方法改革的主題，除此之外，改革和完善課堂外的教學(xué)工作也很重要。教師課前精心準(zhǔn)備教案，課程多人參與備課的討論；精心布置與批閱作業(yè)；改革考試考核的方法；采取基礎(chǔ)知識與實(shí)踐考核并重的系統(tǒng)考核評價模式；對教師的教學(xué)過程與教學(xué)效果也進(jìn)行系統(tǒng)的評介。教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，既提高了教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，也更好地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。
四、結(jié)束語
通過對電子信息專業(yè)本科課程教學(xué)改革與創(chuàng)新模式的研究與實(shí)踐，教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果明顯提高；學(xué)生實(shí)際動手能力和創(chuàng)新意識明顯加強(qiáng)；學(xué)生獲得省教育廳和學(xué)校的各種立項明顯增多；學(xué)生發(fā)表的科研論文、國家專利、以及學(xué)校和省級以上電子競賽獲獎數(shù)明顯增多；學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識和自主學(xué)習(xí)能力明顯增強(qiáng)，考上研究生的比例穩(wěn)步上升。電子信息本科課程建設(shè)是一個動態(tài)變化的過程，這個過程需要不斷地對課程體系和教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，這樣才能使本學(xué)科充滿活力與生機(jī)。筆者也將繼續(xù)努力，通過對電子信息專業(yè)課程體系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與教育規(guī)律探索，凝練學(xué)校電子信息專業(yè)特色方向――光電信息方向，培育核心競爭力的學(xué)科方向，提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更多更好的實(shí)踐與創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才。
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1光纖通信課程的內(nèi)容
本課程內(nèi)容分為：光通信基本理論、光纖通信基本原理、光纖通信新技術(shù)特征等三大部分.主要內(nèi)容為：緒論、光纖發(fā)展、光波導(dǎo)理論與光纖特性、光纜及工程應(yīng)用、光發(fā)送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統(tǒng)與設(shè)計等.采用的教學(xué)方法以課堂教學(xué)為主，輔以實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等.授課對象為我校本科專業(yè)自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)，授課理論學(xué)時54，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)18，各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配從近4年的教學(xué)看，大家普遍認(rèn)為該課程理論較難、實(shí)訓(xùn)操作難、而且理論與實(shí)訓(xùn)結(jié)合較少.導(dǎo)致大學(xué)生們對該課程缺乏學(xué)習(xí)的主動性、積極性，不利于專業(yè)技能人才的培養(yǎng).作者根據(jù)近4年的經(jīng)驗和學(xué)生獲取該課程的知識、技能的效果，從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、手段及見習(xí)實(shí)訓(xùn)等幾個方面提出教研教改的意見.
2光纖通信課程理論教學(xué)
針對同學(xué)們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補(bǔ)充了一些基礎(chǔ)知識.比如光波導(dǎo)理論、高等數(shù)學(xué)、光電子技術(shù)、電磁學(xué)等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學(xué)有余力的同學(xué)選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統(tǒng)》，北京郵電大學(xué)出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統(tǒng)》教材.我們采用多種方法分析一些抽象概念，逐步闡述.例如，光纖傳輸?shù)牟▌永碚撌枪饫w通信理論中的一個重要內(nèi)容，通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達(dá)式求解，其過程繁雜，同學(xué)們很難將推導(dǎo)出的理論結(jié)果和實(shí)際上的物理意義對應(yīng).因此在該部分的教學(xué)中采用先引入并重點(diǎn)講解波導(dǎo)、導(dǎo)波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應(yīng)不同的傳播角，產(chǎn)生不同的離散模式是由于光波在芯區(qū)和包層分界面上發(fā)生反射時產(chǎn)生相位移動引起的，在理解概念的基礎(chǔ)上，再運(yùn)用特征方程理論推導(dǎo)出結(jié)論.充分利用多媒體的優(yōu)勢，多媒體PPT教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，以便提高教學(xué)質(zhì)量.結(jié)合該學(xué)科的實(shí)際，作者制作了適合實(shí)際情況的PPT課件，課件的教學(xué)效果良好，比如在講解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成的時候，結(jié)合PPT課件圖，直觀、形象生動的看出了系統(tǒng)由光發(fā)射機(jī)、光纖光纜、中繼器與光接收機(jī)等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調(diào)制器、濾波器、光開關(guān)及路由器、分插復(fù)用器ADM等.
3光纖通信實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)
本課程的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)除了安排常規(guī)的8個實(shí)驗，模擬信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗、數(shù)字信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗、光發(fā)送、接收模塊實(shí)驗、光纖無源器件特性測試實(shí)驗、數(shù)字光發(fā)送接口指標(biāo)測試實(shí)驗、光纖傳輸特性測量實(shí)驗波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗等.另外，筆者引入了OpticSimu仿真實(shí)訓(xùn)軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實(shí)驗平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，形象地得到仿真實(shí)驗結(jié)果，配置各種光纖通信系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復(fù)用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結(jié)構(gòu).運(yùn)用OADM和OXC，構(gòu)建WDM光網(wǎng)絡(luò)，并對其進(jìn)行傳輸性能仿真，為光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和規(guī)劃提供參考.
4結(jié)束語
作者對現(xiàn)代光纖通信技術(shù)課程教學(xué)改革提出了幾點(diǎn)建議，從課程內(nèi)容、理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)等方面提出了教改方法，希望通過教改能將該課程抽象的問題、概念形象化、枯燥的理論趣味化，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，最終達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)的光纖通信技術(shù)人才的目的.今后也可在通信工程、電信工程專業(yè)中適度增加一些光電子技術(shù)、通信原理等相關(guān)課程，以便適合21世紀(jì)對于通信技能人才的需求.
作者：許海峰劉鵬單位：宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：手勢識別；非接觸；紅外；傳感器
中圖分類號：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）11-0-03
0 引 言
人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展大大增強(qiáng)了應(yīng)用系統(tǒng)的智能化設(shè)計[1]，手勢識別[2]也逐漸成為人機(jī)交互的核心技術(shù)。隨著人機(jī)界面技術(shù)和設(shè)計理念的進(jìn)步，紅外線接近感應(yīng)器正逐漸成為非接觸式手勢識別用戶界面的創(chuàng)新點(diǎn)。早期的傳統(tǒng)紅外線接近感應(yīng)系統(tǒng)由老式光電探測器和光電斷路器組成，其觸發(fā)方式基于是否移動或中斷，但這些器件在應(yīng)用方面受感應(yīng)器尺寸、功耗和可配置性的限制[3-7]。相比于這些早期的紅外線接近傳感器，Silicon Labs的Si1143傳感器不僅體積更小、功耗更低，還可以驅(qū)動多個紅外線發(fā)光二極管，可實(shí)現(xiàn)高級的多維手勢輸入功能。本文結(jié)合面向人機(jī)界面應(yīng)用的Si1143傳感器的優(yōu)勢，給出了一種非接觸式手勢識別系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案支持兩個和三個LED實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的接近傳感器集成電路，使人們能夠更方便、更安全、更愉快的通過非接觸手勢識別用戶界面。
1 Si1143的基本特性
Si1143是基于反射的低功率紅外線臨近和環(huán)境光傳感器，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。它包括ADC轉(zhuǎn)換器、可見光光電二極管、紅外線光電二極管、數(shù)字信號處理器以及集成的紅外線LED驅(qū)動器等。工作時LED發(fā)送紅外光被物理反射回來后，由可吸收波長850880 nm的紅外光電二極管接收，而環(huán)境光則由可接收波長在500600 nm范圍內(nèi)的可見光光電二極管接收，然后轉(zhuǎn)化為電信號經(jīng)AMUX送入ADC進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過I2C總線將數(shù)據(jù)傳輸至控制器。接近傳感器的檢測距離和靈敏度由系統(tǒng)的信噪比（SNR）決定，SNR越高，距離越遠(yuǎn)。多種可變因素影響系統(tǒng)的SNR，包括環(huán)境噪聲/光線補(bǔ)償、光電二極管靈敏度、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）架構(gòu)[8]。Si1143的聯(lián)合架構(gòu)優(yōu)化具有非常高的系統(tǒng)SNR，從而使Si1143接近傳感器具有較遠(yuǎn)的感應(yīng)距離、較高的靈敏度和較快的數(shù)據(jù)采集速度。
Si1143在廣泛的動態(tài)范圍和包括陽光直射在內(nèi)的各種光源下可提供優(yōu)異性能，高靈敏度支持在半透明的產(chǎn)品覆蓋物后面靈活放置紅外傳感器。光電二極管響應(yīng)和關(guān)聯(lián)的數(shù)字轉(zhuǎn)換電路對人造光閃爍噪聲和自然光顫動噪聲具有優(yōu)異的抗擾性。Si1143完備的IR感應(yīng)架構(gòu)也可在日光下工作[9]，其包含一個環(huán)境光傳感器，能夠感應(yīng)高達(dá)128 kiloLux的光照度。此外，Si1143的先進(jìn)架構(gòu)能夠在25 s內(nèi)完成接近感應(yīng)測量，減少了極其耗電的紅外發(fā)光二極管的開啟時間，從而實(shí)現(xiàn)了低功耗。
Si1143包括最多3個紅外線LED驅(qū)動器，可以自由實(shí)現(xiàn)檢測距離超過50 cm的一維HI系統(tǒng)或檢測距離高達(dá)15 cm的具有手勢感應(yīng)能力的多維系統(tǒng)。多個紅外線LED燈驅(qū)動器能夠?qū)崿F(xiàn)高級動作和手勢感應(yīng)，Si1143支持3個LED驅(qū)動，支持多軸式臨近運(yùn)動探測，能夠在多維非接觸式控制中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的三維動作感應(yīng)[10]。
2 非接觸式手勢識別系統(tǒng)組成
圖2所示為Si1143與控制器的連接電路示意圖。Si1143可與Silicon Labs提供的多種電容式觸摸感應(yīng)微控制器相結(jié)合，包括C8051F700、C8051F800或C8051F99x處理器，組成非接觸式的手勢識別系統(tǒng)，并能用于多種動作和手勢檢測，以及目標(biāo)物體距離校準(zhǔn)應(yīng)用。Si1143器件的感應(yīng)模式提供有用信息給MCU，用以確定背景光類型，如日光、熒光燈光或白熾燈光。這種信息具有廣泛應(yīng)用，可改善IR接近感應(yīng)、優(yōu)化紅外感應(yīng)功耗、增強(qiáng)顯示設(shè)備的背景亮度調(diào)節(jié)功能以及控制系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備。
3 紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)手勢感應(yīng)
Si1143接近環(huán)境光傳感器適用于非接觸式手勢感應(yīng)，如讀者翻頁，滾動平板電腦或GUI導(dǎo)航。Si1143可提供高達(dá)三個LED驅(qū)動器，并可在715 cm產(chǎn)品互動區(qū)域內(nèi)感知手勢。我們通過使用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)動作感應(yīng)，主要采用基于位置和基于相位的手勢感應(yīng)。
（1）基于位置的手勢感應(yīng)通過計算對象的位置來實(shí)現(xiàn)手勢感應(yīng)。
（2）基于相位的手勢檢測則通過定時信號的變化來判斷物體的運(yùn)動方向。
3.1 基于位置的手勢感應(yīng)
基于位置的運(yùn)動傳感算法涉及三個主要步驟：
（1）將原始數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換成可用的距離數(shù)據(jù)，
（2）使用距離數(shù)據(jù)來估計目標(biāo)對象的位置，
（3）檢查位置數(shù)據(jù)移動的定時，以查看是否有手勢出現(xiàn)。
3.2 基于相位的手勢感應(yīng)
基于相位的手勢感應(yīng)包括從原始數(shù)據(jù)尋找鄰近測量和尋找每個LED的定時變化反饋。當(dāng)手放在LED的正上方，將出現(xiàn)每個LED的最大反饋點(diǎn)。如果手掃過兩個LED，可以通過查看其LED首次出現(xiàn)的反饋來確定劃過的方向。
3.3 兩方法優(yōu)缺點(diǎn)比較
基于位置方法的優(yōu)點(diǎn)是可以提供目標(biāo)的位置信息，并允許系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比例控制。基于位置方法的主要缺點(diǎn)是位置計算的精度。位置算法假定LED是球形輸出，但在實(shí)際應(yīng)用中LED的輸出是圓錐形。該方法還假定LED的整個輸出是均勻光強(qiáng)，但實(shí)際情況中光強(qiáng)度會衰減。且該方法不考慮目標(biāo)的形狀，一個獨(dú)特形狀的對象會導(dǎo)致位置輸出不一致。例如該系統(tǒng)區(qū)別不出手和手腕之間的差異，因此涉及該手腕運(yùn)動的區(qū)域檢測則不太精確。該方法中提供的位置信息用于低分辨率系統(tǒng)是足夠的，但當(dāng)前的定位算法并不太適合于定點(diǎn)應(yīng)用。
對于不需要位置信息的應(yīng)用，基于相位的方法提供了一個非常可靠的方法檢測手勢。每個手勢可以在可檢測區(qū)域任一入口或出口進(jìn)行檢測，該方法的缺點(diǎn)是不能提供位置信息。這意味著可以實(shí)現(xiàn)手勢的數(shù)量比以位置為基礎(chǔ)的方法更有限。相位法只能從檢測區(qū)域區(qū)別出進(jìn)入和退出的方向，無法檢測到可檢測區(qū)域中的任何運(yùn)動。
3.4 兩方法結(jié)合提高手勢識別
系統(tǒng)將兩種方法結(jié)合，彌補(bǔ)了彼此的缺陷。基于位置的方法可提供某些位置信息進(jìn)行比例控制，基于相位的方法可以用于檢測大多數(shù)的手勢。這兩種方法配合使用，可以給手勢感應(yīng)提供強(qiáng)大的解決方案。
4 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計相關(guān)
4.1 臨近感應(yīng)
Si1143可以驅(qū)動三個單獨(dú)的紅外線LED。將這三個紅外線LED放入L形配置中時，可以對三維臨近場地內(nèi)的物體進(jìn)行三角測量。每當(dāng)?shù)絇S測量時，Si1143會進(jìn)行多達(dá)三次測量，具體依據(jù)CHLIST中啟用的參數(shù)而定。也可以修改這些測量的ADC參數(shù)，允許在不同環(huán)境光條件下正常運(yùn)行。在這三次測量中，都可以對LED選擇進(jìn)行設(shè)定。在默認(rèn)情況下，每次測量打開一個LED驅(qū)動器，但容易顛倒測量順序，或讓所有LED同時打開。根據(jù)情況，可以將每次臨近測量值與主機(jī)設(shè)定的閾值進(jìn)行比較。
為了動態(tài)支持不同的電源使用效率情形，每個輸出的紅外線LED電流都可以獨(dú)立設(shè)定，可在幾毫安到幾百毫安之間任意取值，因此主機(jī)可以動態(tài)地臨近探測性能或節(jié)能優(yōu)化。此功能允許主機(jī)在一個物體已進(jìn)入臨近范圍后降低LED電流，并在采用較低電流設(shè)置時仍然可以跟蹤該物體。最后通過靈活的電流設(shè)置，采用受控制的電流吸收器控制紅外線LED電流，從而提高精確度。
4.2 環(huán)境光
Si11413具有能夠同時測量可見光和紅外光的光電二極管，但可見光光電二極管也受紅外光影響。測量照明度時需要與人眼相同的光譜響應(yīng)。如果需要準(zhǔn)確測量照明度，則必須補(bǔ)償可見光光電二極管的額外IR響應(yīng)。為了讓主控制器可以對紅外光的影響進(jìn)行校正，Si1143在單獨(dú)通道報告紅外光的測量結(jié)果。單獨(dú)的可見光光電二極管和IR光電二極管適合于各種算法解決方案。主控制器可以執(zhí)行兩次測量，運(yùn)行算法推導(dǎo)出與人眼感覺相當(dāng)?shù)恼彰鞫取Ｔ谥鳈C(jī)中運(yùn)行IR校正算法可以非常靈活地調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)變量。如果在系統(tǒng)中使用的玻璃阻止的可見光超過紅外光，則需要調(diào)節(jié)IR校正。如果主機(jī)沒有進(jìn)行任何紅外線校正，則可以在CHLIST參數(shù)中關(guān)閉紅外線測量。
4.3 主控制器接口
Si1143的主控制器接口由SCL、SDA及INT三個引腳組成，設(shè)計INT、SCL和SDA引腳的目的是使Si1143通過軟件命令進(jìn)入關(guān)閉模式，而不會干擾總線上其他I2C器件的正常運(yùn)行。Si1143的I2C從地址是0x5A，可響應(yīng)全局地址（0x00）和全局復(fù)位命令（0x06），但僅支持7位I2C地址，不支持10位I2C地址。
4.4 運(yùn)行模式
Si1143的運(yùn)行模式包括關(guān)閉模式、初始化模式、備用模式、強(qiáng)制轉(zhuǎn)換模式和自發(fā)模式，在任何時候可以處于眾多運(yùn)行模式中的一種。且必須考慮運(yùn)行模式，因為該模式對Si1143的整體功耗有影響。
4.5 命令和響應(yīng)結(jié)構(gòu)
在讀取或?qū)懭胨蠸i1143的I2C寄存器（除了寫入COMMAND寄存器之外）時都不喚醒內(nèi)部定序器。Si1143可以在強(qiáng)制測量模式或自發(fā)模式中運(yùn)行。處于強(qiáng)制測量模式時，除非主控制器通過特定命令明確請求Si1143進(jìn)行測量，否則Si1143不進(jìn)行任何測量。此時需要寫入CHLIST參數(shù)，以便讓Si1143知道要進(jìn)行哪些測量。參數(shù)MEAS_RATE為零時會將內(nèi)部定序器置于強(qiáng)制測量模式。處于強(qiáng)制測量模式時，僅當(dāng)主控制器寫入COMMAND寄存器時，內(nèi)部定時器才喚醒。處于強(qiáng)制測量模式時（MEAS_RATE=0），耗電量最低。當(dāng)MEAS_RATE不為零時，Si1143在自發(fā)運(yùn)行模式中運(yùn)行。MEAS_RATE表示Si1143定期喚醒的時間間隔。內(nèi)部定時器喚醒后，定序器根據(jù)PS_RATE和ALS_RATE寄存器管理內(nèi)部PS計數(shù)器和ALS計數(shù)器。當(dāng)內(nèi)部PS計數(shù)器過期時，根據(jù)通過CHLIST參數(shù)高位啟用的測量，最多執(zhí)行三個臨近測量（PS1、PS2和PS3）。順序執(zhí)行這三個PS測量，從PS1測量通道開始。同樣當(dāng)ALS計數(shù)器過期時，根據(jù)通過CHLIST參數(shù)高位啟用的測量，最多執(zhí)行三個測量（ALS_VIS、ALS_IR和AUX）。
4.6 命令協(xié)議
與其他主機(jī)可寫入的I2C寄存器不同的是，COMMAND寄存器將內(nèi)部定序器從備用模式喚醒，以處理主機(jī)請求。執(zhí)行命令時，將更新 RESPONSE寄存器。通常在沒有錯誤時，高四位不為零。為了允許命令跟蹤，低四位實(shí)施4位循環(huán)計數(shù)器。一般而言，如果RESPONSE寄存器的高半字節(jié)不為零，則表示有錯誤或需要特殊處理。
5 結(jié) 語
在各種多元化的手勢識別環(huán)境中，當(dāng)用戶的手被占用、出汗或手持物體而不利于觸摸屏操作時，就要用到非接觸式手勢識別。Si114x系列傳感器的手勢識別系統(tǒng)可以滿足非接觸的需求。Si114x系列傳感器具有高靈敏度、高效節(jié)能以及超長感應(yīng)距離等優(yōu)點(diǎn)，且封裝體積小，易用性高，能夠用于手機(jī)、電子閱讀器、平板電腦、個人媒體播放器、辦公設(shè)備、工業(yè)控制、安全系統(tǒng)、銷售終端和其他設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)高級的接近感應(yīng)和非接觸式界面。
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