時間：2022-12-12 15:08:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇光電子技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
納米光電子主要是研究在所有納米結構中各個電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關技術相互結合共同組成了納米光電子技術。傳統的半導體硅并不具備發光的基本功能，但是引進了納米技術以后，能夠發出一種非常耀眼的光，同時開設了一門新興的納米光電子。
二、納米光電子技術的發展
新時代的納米電子技術能夠快速的制作各種單電子存儲，同時還可以制作一些非常精巧完美的微電子機械以及電機械系統。隨著現代納米技術的不斷進步與發展，集成電路也將成為一種比較先進的半導體器件，并成為了未來發展的新方向。如今的信息社會對于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高，這就導致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會形勢下，納米電子以及納米電子光技術應運而生，并成為了半導體科學以及各種工程研究的重要領先技術。光電子技術屬于電子技術以及光電子技術的結合體。二十世紀以后，光電子技術逐漸發展，并取得了一定的進步。將光電子技術以及納米技術巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術，成為了未來電子技術不斷發展的新領域。如今的二十一世紀，也為光電子技術以及納米光電子技術發展提供了新的機遇。
三、納米光電子各個器件的具體分類
3.1納米光電技術探測器
如今的納米光電技術探測器主要是利用納米光電子的基本材料進而不斷發展而來。這種微型的探測器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成，例如，超高靈敏度紅外探測器等。
3.2納米發光器件
引進納米光電子的相關技術并利用納米光的基本材料，利用納米光刻技術，最終研制出新興的納米發光器件。主要有利用納米粒子等材料制作完成的一種硅發光二極管，使用各種納米尺寸制成的可以實現調諧的納米發光二極管。
3.3納米光子器件
納米量子機構以及量子電路等各種集成技術都蘊含著非常深奧的研究內容。例如，利用三維光電子自身的晶體天線，還可以利用光子晶體技術二極管，以及無損耗產生的光電波，光開關等，這些都屬于先進的納米光子器件，在量子保密通信中的各種重要的關鍵器件，都是利用納米光子器件完成的。
3.4納米顯示器
納米顯示器主要包括碳納米管顯示器，還有一種碳納米發生顯示器等。如今的納米電子學還有納米光子學以及先進的磁學微電子，自身具有的極限線寬都是70nm，這種先進的技術通過幾十年的研究就完成了。為了能夠在最短的時間內完成新興的器件，使用單原子具體的操作方式成為重要的研究方向，并且，利用這種先進的技術能夠制成計算機，并且能夠有效的提升計算機自身的計算能力，甚至可以提高上千倍，但是需要使用的功率只有現在計算機的使用功率的百萬分之一。如果使用先進的納米磁學，計算機具體的信息存儲量甚至能夠達到上千倍。使用納米光電子能夠提升通信帶寬的上百倍。另外，除了以上介紹的各種器件，還可以從廣義上分析，納米器件還有分子電子器件，這種器件無論是在材料上還是在使用的原理上都與上述的半導體量子器件存在較大的差異。
四、結束語
本文作者：劉雁 藍嵐翎 許云麗 曾曙光 李晶 王飛 單位：三峽大學理學院 三峽大學文學與傳媒學院
全世界光電子技術產業的市場規模己達1萬億美元，國外光電子產業主要集中在美國、西歐和日本等國家和地區。近十年來，中國光電子技術產品市場的年增長率始終保持兩位數的高速增長。隨著信息光電子技術、激光加工、激光醫療、顯示、照明等光電技術的快速發展，我國已經形成市場可觀、發展潛力巨大的光電子產業。2006年，《國家信息產業科技發展“十一五”規劃和2020年中長期規劃綱要》明確提出，未來5～15年15個領域發展的重點技術中就包括了光電子技術，聲明要重點發展激光器、光電探測器、光傳輸和光傳感設備、微光機電系統、半導體照明等產品。[6]2010年10月，國務院正式《國務院關于加快培育發展戰略性新興產業的決定》，進一步明確了光電產業是戰略性新興產業的重要組成部分，包括新型顯示器件、LED等在內的細分產業都在國家戰略性新興產業規劃中明確提到。[7]可見，在光電產業相關技術和生產能力快速提高的情況下，對光信息科學與技術專業人才的需求量也將逐年增大。
光信息科學與技術具有旺盛的生命力，處于高速發展時期。目前，在光通信、光電檢測、光電照明、光學元件與系統、光伏產業、激光技術、光學設計、光學材料等方面都有廣闊的應用前景，對社會的發展和貢獻不可估量。作為高校，除了科研、教學，還要服務于社會，服務地方經濟發展，這些不僅體現在科學研究和教師兼職方面，也體現在人才培養目標和方案上。光信息科學與技術同光學、機械、電子、材料、計算機、自動控制等多學科的知識息息相關，但也不能面面俱到，所以十分有必要結合當地企業的發展，調整學科的發展、人才培養計劃，為地方經濟服務，加強科學研究，引領社會的發展。三峽大學地處湖北省域副中心城市的宜昌，經濟活躍，交通方便。現在高鐵開通后，宜昌到武漢的時間已經減少到2小時左右。隨著國內光電照明、太陽能、光電顯示產業如火如荼地發展。宜昌太陽能、光電照明等光電企業也有較大的發展，如中國南玻集團宜昌南玻硅材料有限公司（一期項目已累計投資20多億元，專門從事高純多晶硅材料、太陽能硅片及電池片生產的大型制造企業）等等一大批光電企業。這些企業主要集中在光伏產業、節能照明、LED、光學冷加工等方面。這些光電企業有著旺盛的人員需求，對本專業產業人才的培養具有十分重要的意義。2011年出臺的《宜昌市科技發展“十二五”規劃（2011至2015年）》明確提出，在節能環保領域的發展方向要圍繞光電子產業核心技術開發，搶占背景光源行業技術創新制高點，加快液晶照明燈、LED背光源及照明產業化。圍繞太陽能技術開發，加快太陽能熱水系統產品系列開發及產業化。[8]由此可見，在地方政府的扶持下光電子相關產業會得到快速發展，這些都為光信息科學與技術專業結合本地進行產業人才培養提供了難得的機遇。根據三峽大學理學院發展的需要，結合產業的蓬勃發展，產業人才培養措施如下：
改革本科教學培養方案，加強專業基礎理論學習，鞏固專業思想教育光信息科學與技術專業需要學生在系統、扎實的理論基礎和在光電子技術、光通信及應用等方面具有較寬廣的專業知識、較強實踐動手能力，并成為在電光源、光學設計、光學材料、光纖通信等專業領域中的一個或兩個方向具有特色的人才。畢業生能在光信息技術產業及其相關領域從事信息科學與技術的研究、設計、集成及開發、制造、技術管理等方面工作的應用型人才。因此要加強幾何光學中的光學設計、模擬電子技術數字電子技術課程設計、嵌入式系統、光電檢測技術、機械原理和設計等課程的實踐環節，同時要加強專業思想教育，了解社會發展的動態，密切了解光電信息的最新發展和應用，掌握一些主流軟件的應用。另外，為了使培養方案切合社會發展的實際，我們廣泛征求本地企業的意見，積極邀請了相關企業參與了光信息科學與技術專業培養方案的修訂工作。
加大力度開展實驗教學，開足基本實驗，充分利用專業實驗，開展創新實踐要加強實踐的教學，更新教學設備和教學內容，加強電路設計和光學設計方面的實踐教學，充實實驗室設備，培養學生的實踐能力。條件允許的情況下，將安排學生到實習基地完成相關實驗。另外，創新實驗室的設立為學生創新實踐的培養提供了良好的工作平臺。雖然這個方面的工作才剛開始，但是已經受到學生的積極評價。
拓展實習基地的實踐教學，提升專業技能在目前聯系的實習基地基礎上，增強與當地光電企業聯系，經常參觀了解企業的發展和社會需求，同時能爭取進入相關企業實習，鍛煉培養專業能力。我們已經同宜昌勁森光電（主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發、制造、銷售的高新技術企業）、中船重工388廠（光學冷加工、光電系統）、匡通照明（LED封裝）等相關的光電企業建立了實質的合作關系。陸續有學生進入上述企業實習，一些優秀的學生也相繼進入這些企業工作。教師參與了勁森照明新型節能燈具的開發。與匡通照明組建了聯合的工程試驗中心，投入1000萬元左右，很快試驗設備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力，反過來又提高了教師的教學水平，同時也為本專業的學生實習提供了一個良好的實踐平臺。實習基地的建立是一個長期的過程，需要與生產企業進行有效地溝通，制訂實習項目，并且跟蹤學生對實習的反饋，建立有效的實習效果的評估體制，保證學生的生產實踐能力得到實質的訓練。學生實習基地的進一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的實習訓練對學生實踐能力的培養有利，有助于學生進一步深刻了解產業界對本專業的要求，反過來會激勵學生對本專業的學習欲望。
人才培養與科研開發相結合人才培養能力與科研能力息息相關，科研不僅能提高教師的教學能力，也增強學生對專業的信心。在橫向科研項目上，盡可能讓部分能力強的學生參與進來，直接培養學生的專業技能。實踐證明，學生參與科研項目是培養學生實踐能力的及其有效的手段。比如學生的畢業論文有些涉及到大壩光纖傳感、節能燈設計等實踐性很強的課題。鼓勵學生申請學校針對學生的創新基金項目，雖然經費不多，但是對學生實踐能力、創新能力的培養是十分有益的，同時也提高了學生參與科研的熱情。隨著相關科研能力的快速提高，可以預見未來的幾年內，伴隨著學生進入實驗室，至少有一部分本科生的科研能力也會得到極大的提高。#p#分頁標題#e#
人才專職與兼職相結合以“雙師型”教師為重點，加強專業教師隊伍建設，加大專業教師的培訓力度。依托相關的大中型企業，共建“雙師型”教師培養培訓基地。一方面要努力完善教師定期到企業實踐制度。本專業的教師在條件許可的情況下，要輪流、定期到相關企業進行培訓或者兼職工作一段時間，力爭在3～5年內實現所有專業教師都有在相關企業工作的經歷。另一方面，要聘任（聘用）具有實踐經驗的專業技術人員和高技能人才擔任本專業專兼職教師，到學校指導教學、技術咨詢、技術服務，甚至可以參與本科畢業論文的指導。這種指導可以是單獨的，也可以是合作形式的。只要是有利于人才培養，有利于教學，這種合作的形式是靈活的。
研究型人才與工程型人才相結合過去教學中，對學生在理論的掌握方面比較重視。我國高校培養的光電人才工程能力較差，對工程技術人員這一層次的培養有所忽視。而這方面的人才不僅是光電子產業園的需要，科研生產單位也需要。在鼓勵學生考研深造的同時，要加強培養對工程上認識和正確理解，并身體力行。可以充分利用現有條件適度建設校內實習基地作為校外實習基地的補充，同時也是對教學內容的補充。[9]我們正在設想建設一套光學冷加工的系統，讓每個學生完成設計、制作和檢測整個過程。在經費不足的情況下，可以購買一些光學公司淘汰的設備，或者可以謀求有實力的公司建立聯合試驗室，我們提供場地，同時為對方人員培訓提供服務，達到雙贏。不斷完善人才鼓勵政策，培養人才，吸引人才要樹立以人為本的思想，努力營造尊重人才、尊重知識的良好氛圍和招賢納士的優良環境。加強培養合理的教師隊伍梯隊，凝練學科的發展方向，努力爭取更多的外部資源為教學科研和社會服務做好鋪墊。教師的進修和學習要都要與本地企業的生產、研發緊密聯系。
本文以三峽大學為例，在分析光信息產業發展的特點和本地光電子產業發展的實際情況，提出了結合地方經濟發展的光信息科學與技術專業產業人才培養的具體措施。可為其他地方高校光信息科學與技術專業產業人才培養提供參考。
早期工作主要針對大批量生產自動線和各類專用機床。70年代，在我國首次自行研制出立式和臥式加工中心。80年代，開始將信息技術引入傳統的制造業并成為國內最重要的研究力量。在CAD/CAM、柔性自動化、精密加工以及數控方面開始艱苦的創業。90年代，本學科在制造業信息化、激光加工自動化、大型醫療裝備方面的研究富有成效，尤其是在數控技術和制造業信息化方面取得了突破性進展，今天已形成相當規模的產業，總產值已超過5億元，在數控和CAM/CAM/CAPP方面當屬中國高校之最。進入21世紀后，本學科在數字制造、電子制造、微納制造、工業工程等交叉學科領域開展了諸多具有創新性的研究工作，并成為國內在相關研究領域的排頭兵。
目前，本學科已經形成了具有活力的學科方向及實力強且結構合理的學術隊伍，建立了高水平的教學、科研基礎平臺，形成了學、研、產協調發展的態勢，主要研究方向及其特色與前景如下：
1．數控技術與系統
此方向的研究與開發在國內處于水平，研究成果已轉化成有相當規模的產業，年產值超過5億元。現正在開發研究新一代的智能的、網絡化的數控系統。
2．先進裝備及其技術
結合國家支柱產業、國防、醫療等行業對關鍵裝備的需求，研制實用高水平裝備；參與企業重大關鍵裝備或重型機床的數控化改造；研制數值化基礎部件、先進功能部件及新型數字化裝備。
3．制造業信息化技術
此方向的研究與開發在國內處于前列，在CAD/CAM/CAPP方面的研究工作已形成較大規模的產業，其中CAD和CAPP所占國內市場超過70％。在數字化樣機、虛擬設計、多學科優化設計等方面的研究處于國內水平。
4．數字化制造
面向能源、運載、國防等領域的重大需求，在數字制造基礎理論研究方面國內并具有較大的國際影響，承擔了以我校為首席的973項目、國家自然科學基金重大、重點項目，研究工作具有國內水平。
5．現代設計理論與方法
以設計為主線，以機械、汽車等為載體，在機電系統動力學、動態、熱態設計理論與方法、智能設計、優化設計、振動噪聲及其控制、系統動力學與性能仿真、NVH分析與控制、測試與主動控制技術方面的研究具有特色。
6．液壓氣動技術
緊密結合國防需求，開展海、淡水液壓系統及其元件的研發及電液比例、伺服系統與控制技術的研究；以FESTO氣動中心為基地，開展氣動伺服技術的基礎理論、新型氣動元件、電液/電-氣伺服技術的研究。作為非國防口院校，此方向持續得到軍方重大項目及基地建設的支持。
7．測試技術與無損檢測
開展測量原理、實用儀器和自動檢測裝備以及評定理論與方法的研究；組建了教育部制造技術國際標準研究中心，開展GPS標準計量基礎理論與技術的研究；針對輸油、儲油及大型工程中安檢的需求，開展數字化無損檢測的理論研究和實用裝備開發，實現了學、研、產良性循環發展。
本學科較之國內同類學科的優勢主要表現在：
·學術隊伍：五位院士領銜，一批中青年骨干，包括長江學者9人，杰出青年基金4人，總裝備部先進制造領域專家組組長1人，國家863先進制造領域專家組成員1人，教育部創新團隊1個
·學科基地：數字制造與裝備技術國家重點實驗室
制造裝備數字化國家工程研究中心
國家數控系統工程技術研究中心
國家CAD支撐軟件工程技術研究中心
教育部制造技術國際標準研究中心
·學術地位：機械學科教學指導委員會主任委員單位
機械設計制造及其自動化教學指導分委員會主任委員單位
國家自然科學基金重大項目、民口軍口973項目牽頭單位
·學術成就：獎勵（國家科技進步二等獎四項）
全國百篇優秀博士論文三篇
獲得了國際SME大學獎
·學科產業：研究開發促進規模產業的形成（華中數控、天喻信息、天喻軟件、開目軟件）
學院在強化自身建設的同時，還先后與美、英、德、日、韓、俄、澳大利亞、新加坡、香港等多所大學、研發機構和企業建立了廣泛的合作辦學和合作研究關系，為引進和培養一流的國際型人才，積極參與國際競爭與合作奠定了基礎。近十年來，學院承擔并完成國家和企業的科研項目近千項，獲國家科技進步獎9項、國家技術發明4項、省部級科技進步獎100余項。1999年以機械學院為核心的華中科技大學CIMS中心，榮獲了國際制造工程師（SME）頒發的大學獎。今天的機械科學與工程學院形成了自己的學科優勢和辦學特色。它是國內高校同行中有競爭力的學院之一。
全日制博士研究生招生含直博生、碩博連讀生、提前攻博生和統考生，其中2014年博士碩博連讀比例約為45%，直博比例約為25%。
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學術學位招生目錄 學科專業名稱及代碼、
研究方向
招生
人數
考試科目
備注
100機械科學與工程學院
080201機械制造及其自動化
機械類考生考試科目：
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目：
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術）
（3355、3364 選一)
080202機械電子工程
機械類考生考試科目：
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目：
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術）
（3355、3364 選一)
080203機械設計及理論
機械類考生考試科目：
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目：
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術）
（3355、3364 選一)
080204車輛工程
機械類考生考試科目：
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
(2213、2215、2201選一) ( 3311、3312、3314選一)
光電子類、信息類考生考試科目：
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術）
（3355、3364 選一)
0802Z1工業工程
機械類考生考試科目：
①2213 控制理論
2215 優化設計
2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
2244運籌學（限工業工程專業考生選考）
②1101 英語
③3311 電子技術(二)
3312 計算機圖形學及算法實現
3314 工程測試與信號分析
3336 生產計劃與控制（限工業工程專業考生選考）
(2213、2215、2201、2244選一) ( 3311、3312、3314、3336選一)
光電子類、信息類考生考試科目：
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術）
（3355、3364 選一)
080402測試計量技術及儀器
①2201 高等工程數學(含矩陣論、數值計算方法與數理統計)
②1101 英語
③3314 工程測試與信號分析
3315 誤差理論與數據處理
3355 半導體光電子學
3364 微機原理與接口技術
3522 互換性與技術測量
( 3314、3315、3355、3364、3522選一)
專業學位招生目錄 學科專業名稱及代碼、
研究方向
招生
人數
考試科目
備注
100機械科學與工程學院
085272先進制造
①2309 專業基礎課
②1107 外語實際應用能力
③3546 專業素質和專業能力
關鍵詞：物理光學；應用光學；教學實踐；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0077-02
“物理光學與應用光學”是信息光學的重要技術基礎，是電子信息科學與技術專業的學科基礎課。物理光學從光的電磁理論出發講述了光在各向同性介質、各向異性介質中的傳播規律，光的干涉、衍射、偏振特性。應用光學不涉及光的波動本性，以光的直線、獨立傳播、折射、反射等實驗定律為基礎，研究受限光束的成像，特殊光電傳播過程的規律；在光學系統中進行光路追跡，研究光學系統成像特性、應用及初步設計。通過“物理光學與應用光學”課程的學習不僅使學生建立起有關光的電磁理論的完整體系，能夠運用光的電磁理論分析光的波動性、光在不同介質（包括物理光學元件和幾何光學元件）中的傳播和控制問題，能夠解決光電工程中的基本光學技術問題；同時還能使學生了解現代光學的發展和前沿，以及在光電技術中的應用；為“光電子技術”“激光原理”“光纖通信”等后續課程的學習打下基礎。因此，“物理光學與應用光學”課程是“現代光電子”“光學信息處理”“光纖通信”“光電傳感技術”等課程的重要基礎理論課程，也是光通信、光電子、光信息、光學工程類專業的考研課程。
一、“物理光學與應用光學”課程的內容及特點
內蒙古工業大學電子信息科學與技術專業從2006級學生開始開設“物理光學與應用光學”課，其內容包括：光在各向同性介質、各向異性介質中的傳播規律，光的干涉、光的衍射，幾何光學基礎，理想光學系統，光學系統的象差基礎，光學儀器等。從教學中發現學生學習該課程時感到很吃力，通過調查發現主要因為以下幾個方面：一是由于中學的光學知識少而簡單，與大學“物理光學與應用光學”知識跨度很大；二是物理光學部分涉及到的理論用到的數學知識太難；三是應用光學部分概念、公式多且抽象難記；四是本課程數學公式推導繁雜使學生望而生畏，難以提起興趣；五是內蒙古工業大學的“物理光學與應用光學”課程純理論，無相應的實驗；六是教材和課堂教學與實際應用、當今光學領域的前沿技術脫節，學生對光學的運用和前景感到迷茫。因此，加強對“物理光學與應用光學”基礎課的教學研究、適應教學要求和學生學習要求，充分調動學生的學習積極性，提高教學質量十分必要。
二、教學內容及方法的改進
考慮到“物理光學與應用光學”課程的重要性，根據該課程理論性較強、概念較抽象的特點，為了提高學生學習“物理光學與應用光學”課程的積極性，從教學內容、教學方法、教學手段、教學課件、加強實踐性教學環節等方面進行了調整。
第一，從教學內容上進行調整。自2007級學生開始，增加了ZEMAX光學設計軟件的介紹。ZEMAX是一套綜合性的光學設計仿真軟件，可做光學組件設計與照明系統的照度分析，也可建立反射、折射等光學模型，并結合優化、公差等分析功能。通過該部分內容的學習，學生能夠初步設計出簡單的單鏡頭及雙單鏡頭，增強了學生的動手能力，可以適當輔助對概念的理解。
第二，在教學方法上進行適當調整。在物理光學部分適當減少繁雜的數學推導，注重物理思想的講解；物理光學部分數學推導往往是繁雜、冗長和枯燥的，要耗費大量的課堂教學時間，而且容易使學生望而生畏。簡化數學推導，以光學中的光學定律和物理問題為線索，讓學生了解光學定律的適用范圍可以提高學生的學習積極性。比如光的電磁理論部分菲涅耳公式的數學推導比較繁瑣，而且公式難記，為此在教學中不要求學生掌握推導公式，而要求學生會用公式分析反射系數、透射系數及反射率、透射率與入射角和界面兩邊折射率的關系即可。在教學過程中注重對比，如在講解邁克爾遜干涉儀、馬赫澤德干涉儀及法布里干涉儀時，對三種干涉儀的工作原理及應用進行比較，學生掌握起來更容易；在講解衍射問題時將單峰衍射、圓孔衍射、矩孔衍射及多縫衍射的實驗裝置，衍射圖樣的特點及亮暗條紋的位置，條紋寬度等對比講解，學生在對比基礎上理解記憶的效果更好。在幾何光學的成像問題中，將單球面折射、球面反射及透鏡的成像進行對比，包括成像公式、焦距的表達式及放大率的公式進行對比，在光學儀器部分將放大鏡、顯微鏡及望遠鏡的放大率進行對比，這樣更有利于學生對公式的理解記憶及應用。
第三，在課件制作上加入phy3D演示。如，講解凸凹透鏡的成像、球面鏡的反射成像、玻璃球的成像在推導完成像公式時要進行相應部分的光路圖的phy3D演示，這些演示可以任意改變物距、像距或焦距，學生能夠直觀地觀察到這些系統在成像過程中物距、像距和焦距之間的關系，彌補了枯燥的單純理論計算的缺點。再如，在講述邁克爾遜干涉儀時通過3D演示，學生可以清楚地看到光的傳播過程，通過調整兩鏡的距離及位置看到干涉圖樣的變化，有助于加強理解。光的衍射問題向來是學生理解的難點，通過phy3D的演示學生能夠清楚地看到障礙物尺寸變化時衍射圖樣的變化。
第四，加強實踐性教學環節。為了培養復合型的實用人才，要求學生必須具有一定的實際工作技能，以便走上工作崗位后能很快地適應工作環境。因此，為鍛煉培養學生的實際操作能力，增強學生畢業后的工作適應性，教學中必須高度重視實踐教學環節，而畢業設計正好能增強學生的光學設計水平，從而培養出既有理論又有實踐水平的高級專門人才。自引入ZEMAX光學設計軟件以來，物理系三屆畢業生中已有七名學生用ZEMAX光學設計軟件完成了畢業設計，且設計效果良好。
第五，改革考試內容和考試方法，命題從以知識立意為主轉變為以能力立意為主，加強了概念題、應用題以及與圖形結合的判斷題，適當出一些開放題、討論題；改變一卷定總評的情況，采取措施多元化測試學生的能力，比如將學生論文、平時作業成績、期中考試成績、期末考試的分數折算計入總評等，每次考試后都堅持進行分析評估，找出教學中的薄弱環節。
三、教學中還存在的問題及今后的計劃
第一，“物理光學與應用光學”是內蒙古工業大學電子信息科學與技術專業的學科基礎課，目前沒有設置相應的專業實驗，理論和實踐有所脫節，加大了學生對理論理解的難度。
第二，沒有將光學的最新發展融入教學。針對以上問題，一是應盡快引入演示實驗，利用實驗室現有的儀器設備進行演示；通過實驗能使學生接觸并使用一些典型的光學系統為學生后續專業課程的學習和今后的工作中利用或組合這些光學系統進行創造性工作打下基礎。二是增加現代光學基礎內容，將光學的最新發展和研究成果融入講授內容，使學生能緊跟科技發展步伐，這樣不但可以擴展學生的基礎知識，還可以開闊學生的視野，激發學生的學習興趣，同時可以使學生了解學科前沿的概況及其發展動態，進一步拓寬學生的知識面，使他們的知識結構更趨合理。三是教學內容的重點和難點應通過課前預留預習作業與課后作業的方式分解消化；上課時應針對重點和難點問題采用討論式等多種教學手段，以培養學生的創新精神和自主學習的能力。四是充分利用現代信息技術手段，將傳統教學手段和輔助教學方式相結合，提高教學效果。針對課堂教學的重點、難點，利用CAI課件、錄像、網絡資源等增加學生對知識的感性認識，幫助學生掌握教學內容。五是在完成基本教學任務的前提下，針對不同層次學生的需求，適當擴充一些知識，這樣既可以鞏固所學知識，還可以提高學生的動手動腦能力，為將來的就業打下一定的基礎；對有志向考研的學生，可以提前給他們提供一些重點院校的考試真題，讓他們有所準備，并能夠根據自己的能力選擇合適的院校，以免到了大四盲目選擇考研院校。
以上是筆者從事“物理光學與應用光學”教學的一些體會、所做的改進與嘗試以及下一步努力的方向，希望通過改革使“物理光學與應用光學”課程的教學質量有所提高。
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關鍵詞 光電信息 實踐教學 實驗室建設
中圖分類號：G424 文獻標識碼：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
按照國家專業目錄的指導思想，我校光電信息工程專業的培養目標為：培養既具有扎實的數理基礎，又熟練掌握光電技術、光學工程、信號處理、計算機應用與控制方面的知識和各種實驗測試技能，了解有關光學工程、光纖通信技術、電子技術、光電圖像處理等方面的基礎知識，能在光電系統與信息處理、光纖通信與傳感及其相關領域從事科研教學、科技開發、工程技術及生產管理的綜合型人才。①與機械、電氣、電子、材料等專業相比，光電信息工程專業具有非常鮮明的特點，就是其知識的廣泛交叉性。②③本專業學生不僅在光電信息的獲取、傳遞、處理及應用等方面具有堅實的理論基礎，同時還需在光電信息處理、光電系統設計、光電技術及其應用等專業領域具有扎實的專業知識和熟練的實踐技能。④
針對本專業實踐教學中普遍存在的實驗課課時數不足、學生開展自主創新實驗機會不多、學生實驗動手能力不強以及實驗教學內容明顯落后于技術發展等問題，本文提出以行業和社會需求為導向、鼓勵學生自主探究和創新、專業實驗與專業實踐環節相結合的實踐教學理念，構建科學的實踐教學內容，建立分層次、多模塊、系統的實踐教學環節，進一步優化和完善學生知識結構體系，培養學生的創新精神和實踐能力。
1 實踐教學體系的設計
1.1 實踐教學層次設計
根據本專業實踐教學的要求、功能及特點，實驗教學內容可由基礎演示型、應用提高型、綜合設計型以及研究創新型等四個不同層次的實驗組成。
基礎演示型實驗：實驗教學內容與光電專業基礎理論課內容相對應，進行基本的專業技能訓練。通過開展這類實驗項目，幫助學生加深對所學專業課程內容的理解與掌握，并使學生有機會學習正確使用本學科領域的常用儀表和設備。
應用提高型實驗：它是基礎演示型實驗的提高和拓展，根據本專業發展方向和實驗室特點，主要實驗內容應包括光纖通信與傳感技術、光電檢測技術以及激光技術等。通過開展這類實驗項目幫助學生了解光電專業知識在實際生產生活中的應用領域、光電技術的應用原理和測量方法，提高學生解決實際問題的能力，增強學生的就業競爭能力。⑤
綜合設計型實驗：它涉及的專業知識內容較廣泛，包括光電檢測與傳感的部分實驗，光纖通信的部分實驗以及激光技術的部分實驗。這類實驗內容比較豐富，實驗儀器比較復雜，開展這類實驗可以培養學生利用所學專業知識解決復雜問題的能力。實驗可在老師指導下，由學生自行設計實驗方案、實驗步驟，并由學生自行實施完成。
通過以上三個層次實驗課程的學習，學生學習如何做好實驗，掌握研究光電規律和分析光電實驗現象的思想和方法，學會分析和評價實驗結果，達到激發學習熱情、變被動學習為主動學習的目的。由以前教師安排好實驗、準備好實驗儀器、學生來做實驗的狀態，過渡到學生在老師的指導下，自己設計實驗，自己準備實驗儀器完成實驗，從而培養和提高學生的綜合思維和創造能力。
研究創新型實驗：主要安排融合各分支學科和交叉學科的綜合創新性實驗。特別是突出光電技術與計算機技術、信息前沿科學發展的融合。部分實驗項目采用項目式管理模式，題目由學生自由選擇，實驗時間不受限制，實驗室對學生實行全方位開放。由學生自己查閱資料、設計實驗方案、選擇實驗儀器、獨立完成實驗、撰寫總結報告并口頭交流，注重創新意識和創新能力的培養，為學生提供發展個性和施展才能的機會。
1.2 實踐教學模塊設計
本專業的實踐教學模塊可分為四類，如表1 所示。第一類是基礎實驗，主要開設在大一、大二學年。這一環節的實驗內容主要有計算機語言程序設計、物理實驗、數電模電實驗以及工程基礎訓練。這一實驗模塊主要是學生自己動手進行實物制作，從而提高動手能力。第二類是專業課程設計，包括光電檢測與信號處理課程設計、電子線路設計與PCB、光學軟件設計、光電子系統課程設計等。課程設計內容與專業理論課知識相銜接，使學生將理論課中學到的知識應用到實踐中去。大三年級以后，每學期都開設有專業課程設計環節，而且課程設計的內容逐步與生產實踐相結合。第三類是專業綜合類實驗，包括學科基礎實驗、光電子學專業實驗、畢業設計等。通過這類專業綜合實驗，來系統訓練學生的光電信息專業知識，提升學生的光電信息專業素養。第四類是社會生產實踐，包括生產實踐、畢業實習等。這類實驗包括大學生光電設計競賽、大學生電子設計大賽、大學生數學建模大賽、寒暑期勤工儉學、畢業實習等。通過統籌安排這些實踐內容，使學生盡快了解、認識社會、企業對光電信息專業的實際需求，真正理解專業學習目的，以增加學生畢業后的就業競爭力。
表1 光電信息工程專業實踐教學模塊
2 實踐教學內容的實施
2.1 基礎實驗
在大二年級之前完成全部基礎類實踐教學環節，主要是關于儀器、儀表的使用、基本量測量、基本實驗技能的訓練和基本測量方法等，設計物理、電子學以及計算機技術實驗的一些基本實驗技能和基本知識點，培養學生的觀察能力、分析能力和判斷能力。除了傳統的演示實驗，還包含學生自己動手操作完成的實驗，讓學生在實驗中通過探索獲取知識和經驗。
通過該實踐教學環節，可以使學生具備基本實驗技能，學會基本測量儀器的使用，掌握基本的實驗方法和經驗，為下一階段的學習打下良好的基礎。⑥
2.2 課程設計
課程設計是實踐教學體系的重要環節，是理論課程的互補，理論課程中抽象的理論知識可以在課程設計中直觀地反映。指導老師根據所學專業課內容給出多個設計題目，學生選擇后自己查閱相關資料對所選題目做出課程設計報告。課程設計分布在第2學年與第3學年，這一階段學生已經有了一定的理論基礎及實踐基礎，可以完成相關課程設計要求。
通過課程設計這一實踐教學環節，可以提升學生的思維能力，尤其是鍛煉學生應用理論知識解決實際問題的能力。
2.3 專業實驗
充分利用現有實驗室設備設計專業實驗，可將專業實驗劃分到多個實驗室，指導教師在固定實驗室指導，學生分組完成規定的實驗，有效地克服了實驗設備臺數不足的問題。畢業設計是教學過程中最重要的實踐性教學環節，是本專業學生畢業前的一個重要的綜合性實踐環節。該實踐環節的任務是，通過指導教師對學生有針對性的指導，讓學生系統完成選題、文獻檢索、文獻綜述、開題、實證研究、論文撰寫、論文修改、答辯等各個具體環節，深入探討專業知識，綜合運用專業技能，學會選用合適的研究方法，從而完成畢業論文。畢業設計的目的在于通過這些環節，使學生鞏固所學的光電專業知識和各項技能，對培養學生開拓務實的工作學習作風、拓寬專業視野、鍛煉專業技能有很好的幫助作用。
2.4 社會實踐
社會實踐是本專業教學計劃中非常重要的實踐性教學環節之一，實踐形式包括校內實踐和校外實踐。通過社會實踐讓學生真正接觸、了解社會實際。一方面讓學生認識到光電信息專業在社會經濟建設中的地位和作用，了解光電信息技術的發展前沿;同時增加學生對光電信息專業的認識和理解，通過本專業知識在實際生產中的應用來鞏固所學習的理論知識，培養學生分析和解決工程實際問題的能力;最后通過社會實踐讓學生熟悉工程技術人員的工作職責和工作程序，學習組織和管理生產的初步知識，培養學生嚴謹認真的科學態度和嚴謹求實的工作作風。
3 結束語
根據光電信息工程專業知識結構特點和社會對本專業學生的要求，結合我校實際對光電信息工程專業實踐教學體系進行優化，在拓展學生專業知識面的同時，更加注重現代光電信息領域的高、新、尖技術，并且充分利用校內外教學資源，提高學生的綜合素質，促進教學改革、科研和產業的發展。
基金項目：三峽大學教研項目（J2014069）
注釋
① 中華人民共和國教育部高等教育司.中國普通高等學校本科專業設置大全[M].北京：高等教育出版社，2003：201-202.
② 郁道銀，蔡懷宇，葛寶臻，李清，陳曉冬.光電信息工程專業建設的探索與實踐[J].光學技術，2007（S1）：293-294.
③ 劉向東，劉旭，劉玉玲.從高等教育的發展到光學工程類專業研究型人才培養方案再調整的思考[J].光學技術，2007（S1）：276-277，279.
④ 劉蓉，侯宏錄，陳海濱.電子科學與技術專業實踐教學體系優化建設的探索[J].科級信息，2011（19）：198-199.
關鍵詞：實踐能力培養 理工結合 創新性實踐
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0201-02
隨著現今社會經濟和科學技術的迅猛發展，新興產業的不斷涌現，社會對人才的需求有了很大的改變。許多行業由原來對單純理科或工科人才的需求轉變為對兼具理、工兩方面能力的復合型人才的需求。同時，一些領域的理學與工學之間的界限也漸趨模糊，隨之出現了一些結合理學和工學特點的新興學科和專業[1]。此類專業可以授予理學或工學學位，不同高校的培養可以有所側重。這給予了人才培養一定的靈活性，同時也對大學專業教育提出了新的要求[1，2]。
傳統理學和工學的主要區別，在于理學基本屬于科學的范疇，而工學基本屬于工程技術的范疇。理學重在培養探索未知、認識客觀世界的人才，而工學重在培養掌握技術方法以改造客觀世界的人才。在培養模式上，理科專業更注重掌握厚實的基礎理論，其基礎課和專業基礎課所占學分較多，學生在基礎研究上更具潛力；工科更注重培養學生的工程應用能力和動手能力，其實踐環節所占課時更多。而對于具有理工結合特點的專業，并非理科與工科的簡單相加，而應是有機的結合。光電信息科學與工程就是具有此特點的一個典型專業。由于其涵蓋多個前沿科技領域以及行業發展迅猛的特點，對專業人才也具有更高的要求。對本科院校而言，要辦好此專業，便需要培養同時具備較厚實的專業理論基礎和較強的實踐應用能力，能適應行業發展和實現自我發展的創新應用型人才。畢業生既可參與基礎科學研究，也可從事工程上的系統設計和器件研發，以及勝任管理、技術咨詢等相關工作。設計培養方案時，應通過合理的知識結構設計，使學生在擴充知識的同時體會其中所包含的方法論，在一定程度上對科學方法論和工程方法論的要旨兼而得之[1，2]。此外，實踐能力的培養最為重要[3]，其目的并非單純強調和實際工作相關的職業技術式實踐，也并非單純科學規律驗證的教學式實踐，而應是緊跟科技熱點與行業前沿步伐的創新性實踐。下文將結合筆者所在學院開設的光電信息科學與工程專業的教學實踐探索和體會，談談對理工結合專業實踐能力培養的一些思考。
我們認為理工結合專業的實踐能力培養應包含以下四個重要環節，如下所述。
1 第一環節：注重實踐體會的專業引導
如今許多高校對新生教育以及專業導論課都逐漸重視[4]。專業導論課雖屬于專業基礎理論課，但對后續的專業教學具有深遠的影響，這其中就包括對實踐能力培養的影響，因此我們不妨將之作為實踐能力培養體系的第一個重要環節。專業導論課肩負著引導大學新生了解所學專業是什么、學什么、能干什么等問題，激發學生未來的學習興趣，幫助學生規劃大學生涯的重任[4]。其中關于所學專業能干什么這一實踐性的問題通常最受學生關注。而對于具有上述培養要求的理工結合專業，專業導論課的重要性更為突出。我們認為一門到位的專業導論課應該注重利用實踐體會進行專業引導，并提出如下建議。
首先，導論課的第一講通常是對專業建立和發展背景、培養計劃與目標、本專業發展方向，課程設置等問題的介紹，但枯燥的講述通常效果不好。我們的做法是適當穿插本專業的行業應用例子進行講述。其中數學、物理等基礎課與后續專業知識和技能的關系是新生最易感到迷惑的問題，應予重點解釋。這一講以專業負責人講述為主，結合高年級或已畢業學生的講述更為有效。
其次，邀請企業工程師以講座的形式介紹相關行業結構以及專業人才需求，與學生交流職業發展規劃經驗。企業的一線人員擁有不同于高校教師的行業視野，所介紹的內容更具實踐性和說服力，更易引起學生的興趣，引發學生的主動思考。此外若條件允許還可組織學生參觀相關企業和產業展會，以加深對專業及行業的認識。例如每年秋季的深圳光電技術博覽會就是我們光電信息專業很好的實踐學堂。
最后，應注重引導學生盡早參與課外科技活動，有助于訓練專業技能，鍛煉創新實踐能力，同時也為下文討論的實踐環節做好引導和鋪墊。
2 第二環節：模塊化、注重綜合設計性的專業實驗
專業實驗課程是培養學生專業實踐能力的常規化且必不可少的一環。但在知識快速更新的背景下，高校希望開設的專業實驗項目越來越多，在有限的實驗課學時內如何使學生的實踐能力得到更有效的鍛煉，這本身就是各專業需要研究的課題。我們的做法是在專業知識能力結構模塊劃分的基礎上，將所有實驗任務，特別是理論課中附帶的較為零散的實驗項目進行統籌整合，使實驗學時和實驗教學資源都得到更有效的利用。例如將光電信息專業的基礎光學實驗、幾何光學課內實驗與物理光學課內實驗整合為工程光學綜合實驗，將激光技術實驗與光信息處理技術課內實驗整合為激光技術與應用實驗。整合后總實驗學時不變甚至更少，但因同類實驗可以連續進行，也避免了不同課程間的實驗項目交叉重復（如原來基礎光學與物理光學實驗都含邁克爾遜干涉儀的實驗內容），實驗鍛煉可以取得更好的效果。
實驗課中應合理地增加綜合性、設計性實驗的比例，如傳統利用成套的邁克爾遜干涉儀進行條紋測量的實驗可以改為利用光學元件自主搭建干涉儀并進行測量。這種改變有利于使培養綜合工程素養和能力的目的得到實質性的體現。此外，主干實驗課的項目應在經費允許的基礎上緊隨科技熱點與行業前沿步伐適時進行調整，這需要與一線企業保持一定的學術交流和溝通。
3 第三環節：高質量的課內綜合實踐鍛煉
這一環節主要包含三個方面：階段性的課程設計、專業實習（見習）以及畢業設計（論文）。
對于理工結合的專業，要求扎實的理論基礎與較強的實踐應用能力兼而有之，而兩者間的又有著密切的聯系，因此階段性的課程設計便顯得尤其重要。它通過實踐應用使學生對前一階段所學知識，特別是系列專業課程形成的知識線索得以融會貫通，并促使知識向技能轉化。我們在光電信息專業設有光電子課程設計，便是對工程光學、激光原理與技術、光電子技術、單片機原理與應用等專業課程的一次階段性實踐鍛煉。在課程設計中，指導老師應注重設計題目的綜合性，使階段所學的知識和技能盡可能全面地得到應用。設計過程檢查和答辯驗收也需把好關，以保證實踐鍛煉的質量。
專業實習（見習）通常被認為是最直接的專業實踐環節，但前提是實習基地與專業對口，并能提供學生充分的參與機會。高校實習基地的質量與數量受很多客觀因素影響，此處不作討論。
畢業設計（論文）可認為是對大學所學的一次最終檢驗，對于理工結合專業，畢業設計（論文）的完成質量更是專業理論基礎和實踐應用能力水平的綜合體現。因此我們認為，畢業設計（論文）的選題應首先考慮運用了基礎理論或原理的綜合設計性課題。當然，對于偏重理論研究或偏重應用實踐的學生應該因才出題，還應鼓勵合理的學生自擬題目，鼓勵創新思想。此外，檢驗并不是最終目的，應做到通過檢驗促進提高，促使學生盡早進入課題準備工作，及時通過學習彌補知識和技能的不足。
4 第四環節：貫穿大學各階段的課外科技創新訓練
從開始時間來看本環節并非最后，但因它貫穿了整個本科專業教育，我們便將之放在最末。同時筆者認為它是鍛煉創新實踐能力最行之有效的辦法，也是最重要的一環。無論是筆者所在學校還是所了解的其他普通高校的情況，畢業生整體素質優秀的理工專業都有著的開展課外科技活動的良好氛圍。課外科技創新訓練讓學生真正在興趣與所學知識的基礎上凝練出自己的想法，形成自己的創新思維，找到適合自己的發展方向，更能促進其對專業課程學習的積極性。大多數學生都有著發揮所學之長的愿望，但通常因缺乏平臺和引導而產生懈怠。我們提出構建一個包含以下因素的課外科技創新訓練平臺，并提倡鼓勵學生盡早參與到其中。
首先是拓展性實驗和實訓。這方面可以結合教師的科研課題，特別是對研究生源不足或沒有研究生招生的地方高校，這是一個使學生課外科技與教師科研相互促進的行之有效的辦法。另外如條件允許，應積極聯系相關企業或研究單位，通過合建實驗室的方式使實驗和實訓平臺向產學研結合的方向發展。
其次是充分的發揮和展示空間。這方面包括眾多立項和競賽平臺，如大學生創新創業立項、“挑戰杯”課外學術科技作品競賽等跨專業的平臺，各類小專業范圍的科技競賽，以及高校間或高校企業聯合組織的交流競賽。學院應建立鼓勵機制，充分調動學生和教師的積極性，逐漸形成良好的參與氛圍。
最后是學生間的交流學習平臺。有些學生因為還未學習應用性的專業課程便不參與課外科技，實際上這并非充分理由，實踐中所需知識和技能通常需要長期自主的鉆研。而合適的交流學習平臺有利于促進自主學習鉆研的氛圍。筆者所在學院便因應所設三個專業建立了物理協會、電子協會與光信息協會，提供實驗室和常規設備資源，實行日常值班制，并定期組織內部交流報告。這些措施對促進課外科技氛圍，提高積極性和參與度起到較大作用。
5 結語
我們結合自身教學實踐的探索和體會提出并討論了理工結合專業實踐能力培養的四個重要環節。當然這些環節并非分立的，而是一個有機的整體，只有始終重視學生實踐能力的鍛煉并貫穿于教學培養的全部階段，才能取得最大的成效。實踐能力培養的探索研究是大學教育的長期課題，本文只對其中的重要環節進行了歸納，可能有其他一些環節和過程未包含其中。雖然是基于理工結合專業特點的探索思考，但我們的觀點和方法可能對傳統理科或工科專業的實踐能力培養改革也有一定的借鑒意義。
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關鍵詞：光纖通信；理論教學；實驗教學
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03
當代信息高速公路的骨干網絡是由光纖通信網絡構成的，若沒有光纖的發明及相關有源和無源光纖器件的發明和發展，當今的高速信息網絡是無法想象的。但是當今信息產業的高速發展得益于微電子學、光電子學、計算機技術及通信工程等多門學科的快速發展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術領域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業的課程知識以外，也應該熟悉現代信息技g的其他相關主要知識，比如光纖通信網絡及其相關器件等。本文從光纖通信技術的研究內容、應用及發展等方面說明其在電子信息工程專業教育中的重要性，并研討電子信息工程專業中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。
一、光纖通信技術簡介
1960年，美國人梅曼（Maiman）發明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現，并投入實際應用。激光器的發明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。
1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸的可能性和技術途徑，奠定了現代光通信――光纖通信的基礎[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術進步，使1970年成為光纖通信發展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網絡的逐步商用化帶動了相關信息產業鏈的蓬勃發展[3]。
由于在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優點。綜上所述，可見光纖通信技術在現代信息產業技術中的重要地位，因此，光纖通信技術這門課程不僅是光學工程專業的基礎必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業的專業選修課程來開設。
二、光纖通信課程教學研究
（一）光纖通信課程的理論教學
電子信息工程專業的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關聯的層次和內容，它們分別是：第一部分，光纖技術的基礎；第二部分，光纖通信器件技術基礎；第三部分，光纖通信系統和網絡；第四部分，光纖與光纖通信系統測量。這四個部分的關系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。
第一部分，光纖技術的基礎。可以先講解光纖通信技術的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術的發展，光通信的必要性及技術基礎，光纖通信技術的歷史、現狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現代光纖通信技術從學術研究到商業應用的發展里程，并附帶介紹微波通信的發展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸的基礎理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結構和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識。總之，筆者認為，第一部分內容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。
第二部分，光纖通信器件技術基礎。這部分講述光纖通信系統中的有源和無源光通信器件，這些器件是構成一個完成的光纖通信系統必不可少的部件，學好這部分內容有利于理解后面學習的光纖通信網絡的內容。這部分內容包括：基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件。基本光纖器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環形器和衰減器等；光學濾波器的內容包括Fabry-Perot濾波器、介質膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內容包括：普通的半導體激光器（LD）和發光二極管（LED）、FP型雙異質結構激光器、動態單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內容包括這些光纖器件的結構、工作原理、具體參數、應用場合等，應結合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。
第三部分，光纖通信系統和網絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統、光纖通信網、全光網技術及其發展三大部分。其中，光纖傳輸系統的內容包含：光纖傳輸系統的基本組成、光發送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯、色散調節技術、光纖傳輸系統設計、光纖傳輸系統性能評估。光通信網絡的內容包含：通信網的拓撲結構和分類、準同步數字系統（PDH）、同步數字系統（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯網協議、光纖通信網的管理/保護/恢復。全光網技術及其發展的內容包含：通信網絡的發展過程、全光網絡中的傳輸技術（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術）、無源光網絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網（G.709OTN）、自動交換光網絡、全光網的網絡管理、全光網的安全問題。對于每一種光纖網絡技術，講解內容包括這些光纖網絡結構、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。
第四部分，光纖與光纖通信系統測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養光纖通信工程師的基礎技能知識部分。該部分的內容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態范圍的測量、光纖通信系統誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統的在線監測技術。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。
（二）光纖通信課程的實驗教學
對于電子信息工程本科專業而言，畢竟培養的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業本身都有很多屬于自己專業的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術課程的實驗教學應根據該專業學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。
根據筆者10年來給電子信息工程專業本科學生講授這門課的經驗，認為具體的實驗課程設置如下。
1.插入法測光纖的平均損耗系數。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數。掌握插入法測量光纖損耗系數的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。學時設置為2個課時。
2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。
3.光波分復用（WDM）系統實驗及其誤碼率測量構建1310nm/1550nm光纖波分復用系統并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統的工作原理和系統組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。學時設置為2個課時。
4.數字光纖通信系統信號眼圖測試。構建數字光纖通信系統并且用數字示波器觀測系統的信號眼圖，并從眼圖中確定數字光纖通信系統的性能。了解眼圖產生的基礎，根據眼圖測量數字通信系統性能的原理；學習通過數字示波器調試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質量的指標；熟練使用數字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。
5.光纖切割與焊接技術演示實驗。利用全自動熔接機向學生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。
6.光纖光柵光譜特性測試系統的設計實驗。測量光環行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數；利用PC光譜儀、光環行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統；了解光環行器的工作原理和主要功能；了解光環行器性能參數的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。
7.光帶通濾波器的設計。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數；利用光耦合器或者光環行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數的測試方法。學時設置為2個課時。
通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統的基本器件、基本測量系統等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎。
三、結束語
光纖通信技術在國家的信息產業、國防工業中具有舉足輕重的地位，電子信息技術與光學信息技術的結合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業的學生而言，除了需要掌握本專業牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術的基礎知識和相關的技術發展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業特點和光纖通信課程內容的分析，討論了該門課程與該專業的內在聯系，分析其重要性，并根據筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業講授該門課程的經驗，提出了本門課程在電子信息工程專業中的理論及實驗的教學內容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。
參考文獻：
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關鍵詞：項目教學；光電探測；分組實踐；課程設計
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）35-0079-02
一、引言
《光電探測與處理技術》課程是光電子技術專業的傳統職業核心課程，圍繞各種光電探測器件的工作原理，介紹各種器件的特性參數和使用方法。以往在講授這門課程時，任課教師會著重講解理論知識，并以課內實踐項目輔助教學。但這種教學方式無法適應如今高職教學的需要，無法較好地與企業對接，滿足生產實踐需要。因此，筆者在承擔這門課程教學時，加大實踐課程比例，以項目驅動，分組教學完成，取得了較好的效果。
二、選取典型項目，寓教于實踐
《光電探測與處理技術》共54課時。為達到更好的教學效果，任課教師在課程教學過程中簡化枯燥的理論知識講解，增加實踐課程的比例，以期學生在實踐過程中驗證書本所學。但是在實際教學中，由于班級人數多，實驗設備臺位數少，實驗課上一般都是一位教師管理30多位學生，因此只能夠保證部分學生得到了充分的鍛煉，還有一部分學生并沒有按照教師的要求完成實驗項目，渾水摸魚，蒙混過關。因此在承擔這門課程教學時，筆者一直在思考如何進行課程改革，對課程教學的各個環節重新進行設計重組，來達到更好的教學效果。
《光電探測與處理技術》課程本來就是研究各種光電探測器的實用性的，光控器件可以組成一些控制電路和測量電路。相關的企業大多以生產器件為主，而生產制造光控電路的企業則比較分散，因此并沒有從企業中尋找到合適的實踐項目。教師在教學過程中，設計并積累了一些實用性較強的光控電路，學生完成整個光控電路的制作，即可在實踐的過程中來驗證課堂中的理論知識，并要求他們根據電路實際需要自主選擇合適參數的光電探測器件。表1列出筆者選擇出的幾組實踐性和實用性都較強的八個實踐項目，使用了常見的光電探測器，并完成光控、測量、控制、顯示等實用的效果，學生對這些實踐項目一般有較大的興趣。課程初期，教師將學生進行分組，要求他們自主選取合適的選題，并自主完成選題。在實踐的過程中，參考光電探測器的選取規則及特性參數，并加以應用。
教師在課上僅給出實踐項目的要求以及需要達到的效果，不提供具體的電路圖和器件參數，要求小組成員自己查找相關電路并進行設計。例如，第一個項目聲光控夜明燈，較多的參考資料中都有類似的電路。教師僅提出電路的設計指標，要求使用光敏電阻，讓電路能夠達到天黑燈亮，天明燈滅，聲控也只在天黑時有效。學生在自主設計電路的過程中，根據課上內容和相關資料中的光電探測器件特性參數的列表，選取合適的材料，實現電路功能。在完成實踐項的過程，實際上就設計了一個小型光控電路，了解了光控電路的基本組成和功能。有的小組完成的項目還在教師要求的基礎上再做出一些新的創新功能，如溫度控制的功能，讓學生由簡單的項目中力求創新，從復雜的項目中領會新知。課堂理論教學中的枯燥乏味、難于理解的內容，都可以在實踐項目中予以解決。
三、實踐教學分組實施，小組互評
任何實踐都應以理論作為基礎，因此課堂的教學仍是必不可少的一個環節。但可以將這個環節進行壓縮。比如只講述器件的基本工作原理、器件的性能參數、使用方法及檢測方法，其它的內容讓學生在實踐的過程中去領會。
由于現在仍然實行大班教學，筆者將班級劃分成四到五個小組，每個小組七至八名成員。每個小組于每次理論課完成后要自行進行討論，總結學到的知識和遇到的問題，并由組長負責總結。課堂實驗時，也是以小組為單位，每次完成相應的實驗項目，并記錄數據。課程設計項目由小組成員討論，選擇自己所要完成的設計項目。小組長進行分工，安排成員負責采購器件、查閱相關資料、完成電路設計及制作、檢測的工作，最后以小組為單位進行總結報告。實踐項目的完成必須由小組的每位成員互相合作，每個成員必須按時完成自己份內的工作，才能夠使所在小組的設計能夠按時、按要求完成。
實踐項目的最終結果作為小組各個成員的一個重要考核成績。每個設計項目最終是否完成，或者是否實現全部的功能，并不能作為最重要的考核標準。學生選擇的設計項目有難有易，關鍵要看學生能否從簡單的項目中有所創新，從復雜的項目中領會新知。同時，團隊協作的能力也非常重要。
課程設計項目完成后，最重要的一個環節是要求學生以小組為單位進行討論，并對自己完成的項目成功與否、成敗關鍵，在全班同學面前匯報總結。任課教師以及其它小組的學生，針對其匯報內容及設計項目完成情況為每個小組打分。每個小組的成員都要以背靠背的形式為本組成員評分。最終的評分成績作為教師評定小組成員的平時成績、實踐成績的一個參考依據。小組的每個成員對最終的設計項目的所做出的貢獻多少，付出多少，都會在小組互評之中得到體現。在完成設計項目的同時，鞏固了在課堂上學習的理論知識，也鍛煉了學生的團隊協作能力。
四、課程改革實施效果
在依照上述方法進行實踐項目驅動、分組教學的過程中，收到了較好的效果。學生學習積極性高，而且完成的項目都達到了教師要求的效果，有的更有自己的特色與創新。筆者發現，由于課程實踐項目需要學生花費較多的時間，僅僅依靠在課堂上有限的學時數是不可能達到目的的。各個小組的成員都利用大量的課下時間完成自己的設計項目。因此，還需加大課堂教學中實踐教學比例，盡量壓縮理論教學，讓學生有足夠的時間在課堂上進行實踐、討論、總結。要加大實踐課時比例，在實踐教學的過程中穿插理論教學。另外，考慮到學生的理論課程壓縮，在最終的考核方式中也應該向實踐環節傾斜，將實踐項目、包括課堂實驗和課程設計項目的評分比例加大到70%，將期末考試的成績比例降低為30%。這樣，可以降低學生的負擔，將更多的精力投入到完成實踐項目之中。
參考文獻：
關鍵詞：專業建設；“十三五”學科專業規劃；人才培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0014-02
一、“十二五”期間物理學科專業建設概況
新師大物理學專業經過“十二五”期間的建設逐步形成了以本科生教育為基礎，研究生教育為抓手的人才培養機制。學院現有物理系、電子信息科學與技術系和綜合實驗室三個部門，包含基礎物理實驗室、近代物理實驗室、物理教法實驗室和電子與信息技術實驗室4大實驗室15個實驗分室，逐步形成了本科教育、研究生教育、成人教育、繼續教育、短期培訓的綜合辦學體系。為響應學校“十三五”規劃中的新能源新材料、信息技術應用等重大發展戰略方向的需求，學院在物理學和電子信息科學本科專業的基礎上，新增應用物理學本科非師范專業，這將為自治區“三化”建設所需要能源、材料、電力、郵電、廣播電視、通信、信息技術等行業培養合格人才。學院一方面積極培養及引進物理及電子信息專業博士，另一方面在本科及研究生培養模式上加大改革力度，積極與內地高校洽談聯合培養本科生及研究生的新模式和途徑。
碩士點建設方面，形成物理學一級學科為引領，三個二級學科及物理課程與教學論專業碩士學位授權點共同發展的良好局面。現圍繞新疆礦物發光特性及機理、團簇物理及碳納米材料、量子信息及理論、統計與凝聚態理論、激光光譜學、納米尺度物質結構調控及其物理化學性質、發光物理與光電子理論為主要研究方向，逐步形成了自己的研究特色和優勢。
十二五期間，物電學院各類教學、科研平臺有了新的突破，在中央財政支持地方高校省部共建光學實驗室和理論物理自治區重點學科建設基礎上，申報立項了新疆礦物發光材料及其微結構教育廳級實驗室、物理教育專業校級教學團隊、物理教學實驗示范中心、新型發光材料與納米微結構校級重點實驗室和大學生科技創新中心等教學科研平臺，為學院的學科專業發展，師資隊伍建設、本科及研究生培養提供了資金支持。
二、物理學科專業建設中存在的主要問題
1.學科建設總體水平有待提高，合理的布局學科方向是關鍵。申報物理學一級學科博士學位授權點和電子信息一級碩士學位點申請一旦獲得立項建設，現有師資隊伍結構及層次的優化問題會立刻顯現，如何把現有的團隊快速、有效地發展成為各方面合理的高素質團隊，如何合理布局新的學科方向將是個挑戰。
2.目前還沒有形成層次分明和獨樹一幟的特色專業。如何將現有的理論物理學科優勢逐漸轉變為適應地方經濟社會和科技發展需要的新興學科、交叉學科還有待于進一步明確思路，既要與區內高校有所區別，建設出自己的特色，又要符合新疆經濟發展和社會需求，目前的學科方向在產學研方面結合得不是很緊密，缺乏思想上的解放，方向的轉變存在一定的困難。
3.教師隊伍、辦學空間和走出去工作有待于加強。面對民漢學生統一培養的新模式，如何培養出思想上先進，專業上扎實的物理雙語師資的問題上沒有進行特別深入的調研和全方位的研究。另外，如何使我院相關學科走向國際化也亟待大膽探索。師資隊伍建設還不足以適應十三五期間的發展要求。十二五期間，我院主要與三所國內知名高校簽訂了委托培養本科生協議，有十多人次已經派出，開局很好，但與我院本科生總量相比明顯不足，學術交流偏少。
4.部分專業方向缺乏優秀的學科帶頭人，學科方向有待于進一步明確。教師的教學科研工作未能緊緊圍繞主攻方向展開，科研力量分散，協同攻關能力較弱，競爭力不強，y以爭取到國家甚至是國際級重大重點聯合科研項目。
5.教學科研成果含金量有待提高。目前學院獲得的省部級以上教學研究獎勵、國家級重大重點科研項目、高學術價值論文、重大發明專利等方面比較缺乏，尤其是成果轉化方面有待于提高。更為緊迫的是，如何盡早實現服務地方經濟社會發展和真正意義上推進就業是亟待去解決的問題。
6.對新的教育碩士學位點規劃有所欠缺。除了現有的教育碩士學位點以外，在專業碩士學位點建設方面，對新的實踐性研究生教育最佳切入點和詳細規劃方案上的探索尚為缺乏。研究生聯合培養的模式雖然有共享資源的優勢，但缺乏長遠性，目前學院碩士生導師隊伍建設還有待于加強，為做好內部培養做準備，另外研究生辦學規模也有待于加強。
7.專業建設各項支撐有待加強。學科專業建設中，缺乏多渠道籌措經費的能力；高層次學術交流活動偏少；起支撐作用的新的實驗基地缺乏，產學研合作基地和新的文獻數據庫等條件建設有待進一步加強。
8.電子信息科學與技術學科專業建設還很薄弱。物理學學科建設雖然已取得了較好的成績，但電子信息科學與技術學科建設沒有取得明顯的提升，僅有電子信息科學與技術一個本科專業，沒有相應的學科碩士學位授權點，辦學規模、層次，以及辦學力量還很薄弱。作為一個發展前景廣闊、就業形勢良好的應用類學科，相應的人才引進激勵機制、政策鼓勵和實驗室建設經費投入還有待繼續加強。
三、關于今后學科建設及人才培養的幾點思考
1.積極推進學位點建設工作，提高辦學層次。充分發揮新疆師范大學服務地方教育事業的作用，實現物理本科辦學規模穩中有升，落實應用物理專業的本科招生，將醫學物理專業及應用電子技術本科專業作為重點新增專業進行申報。以現有的教育碩士招生學科――初高中物理為基礎，深化并大力推動學校本科人才統一培養模式和雙語教育培養方案在我院的實施。加強理論物理一級碩士點的建設工作，積極申報理論物理一級學科博士學位點及電子信息專業一級學科碩士學位點。
2.優化學科結構，提升學科專業隊伍水平。充分用好國家和自治區對口援疆政策，特別是少數民族教育的各項優惠政策，加快學術隊伍學歷提升速度，對現有教師進行有計劃、高水平培養，重點建設發光物理與光電子理論、團簇物理及碳納米材料、量子信息及理論、統計與凝聚態理論、激光光譜學、納米光學及理論等幾個研究方向。
3.發揮優勢平臺的引領作用。合理配置資源，充分用好各項平臺建設經費，注重項目產出效益，推出一批標志性成果，逐步使之向“物理學”一級學科的其他二級方向拓展，萌芽出服務地區經濟社會發展的、特色鮮明的新方向。
4.提升教學、管理水平，有效提高人才培養質量。學院爭取十三五期間繼續建立與多個高校的本科生及研究生培養更深層次方面的合作意向，為本科生和研究生的就業和繼續深造提供較好的環境。
5.注重人才培養的創新性、綜合性、實踐性、開放性和選擇性。注重學生知識、能力和素質的全面培養與提高，培養造就基礎好、能力強、素質高的創新復合型人才，依托對口支援學校，進行聯合培養，為使他們將來能夠成為具有國際競爭力的優秀人才奠定堅實基礎。倡導研究性教學方法，學術講座與學術交流環節進課堂；引進國外大學優質教育資源，使用國外原版教材，在學術研究與創新等方面為學生營造一個良好的環境。
參考文獻：
[論文摘要]基于問題式學來受到了理論界的廣泛重視。我們以《應用光學》課程教學為例,在教學改革中引入基于問題的學習理論,嘗試設計基于問題學習的教學策略。實踐表明,將基于問題的學習理念應用到應用光學的教學中,增強了學生的主觀能動性,取得了良好的教學效果。
問題式學習法的內涵
問題學習法(problem-based learning,簡稱pbl)，從教師的角度來講,是一種教學方式,而站在學生的角度看,是一種學習方式。
問題學習法的教學過程概括起來是由這樣幾個環節構成的:形成一個新的學習小組;啟動一項新問題;執行問題解決;展示成果;評價。也就是說是由教師設計問題學習單元,要求學生充當復雜問題的解決者,學生通過解決問題的過程,提高對某些概念和知識的理解,培養分析問題和解決問題的能力,從而獲得解決現實問題的經驗。
如果把問題學習法引入到實際教學改革中,教師引導學生先進行問題學習,然后讓學生們把問題帶到學習小組中進行討論,這樣討論的時候更有針對性。這一方法強調用問題啟動學生思維,讓學生在探索中學習,與傳統的教學方式相比,學生合作與交流的幾率大大增加了,教學效果也大大加強了。與此同時，學生的思維能力得到了訓練,學生搜集文獻資料的能力也得到了鍛煉和加強，這些技能都有利于學生終身學習。
以《應用光學》課程為例的教學實踐
1.教學設計
研究者在《應用光學》這門課程（所用教材為安連生主編的《應用光學》）的“輻射度學和光度學基礎”一章中采用了基于問題式學習的教學實踐。由于這一章的基本內容在同一學期的另外一門課程——《光電子技術》中也有涉及，并且是先于《應用光學》課程開講，也就是說學生對這一章的基本內容已經有了一個初步的掌握，因此對本章進行問題式學習法的教學實踐是比較合適的，教學效果也是有一定保證的。
（1）設計問題
設計的問題要有啟發性和針對性，要使課堂教學在不斷提出問題和解決問題的過程中完成教學目標。同時,要讓學生知道本課的難點及重點是什么,在學習中做到有的放矢。以《應用光學》課程為例:
a.光度學基本量部分
①閱讀的部分：了解各光學量的定義，意義以及表示方法。②基于問題部分：采用討論加計算的方法，解決實際的太陽輻射的相關問題，進而要求學生對結果聯系實際加以梳理和小結。
b.朗伯定律和全擴散面部分
①閱讀的部分:了解朗伯輻射體和全擴散面的主要特點。②基于問題的部分:朗伯輻射體和全擴散面有什么區別？它們的共同點又在哪里？朗伯定律能適用于全擴散面嗎？③基于問題的擴展部分：散射和吸收定律中的“朗伯定律”部分跟本課程中的朗伯定律在表述上有何不同？要求學生課后利用圖書館資料和網絡資源了解它們在本質上的共通性。
c.像平面的光照度部分
①閱讀部分：要求學生了解像平面光照度的具體含義，了解光學系統相對孔徑的概念以及它對像平面光照度的影響。②基于問題的部分：陽光被聚焦后，可用于點火、鉆孔、溶化燒毀等，起作用的是輻照度還是光源本身的輻亮度？何以見得呢？③基于問題的擴展部分：古希臘人曾想用長焦距反光鏡燒毀遠距離敵艦，即所謂超遠距離燃燒，實際上是不可能實現的。這是為什么呢？
d.光學系統光能損失的估計
基于問題的部分：光學系統光能損失的主要原因是什么？實際常用光學系統的光能損失如何進行估算？（可為學生提供一些實際光學系統的結構圖）
（2）學生探索，嘗試解決問題
根據教師所設問題,引導學生去研究、去探索,在討論、交流中發現新問題、新知識,逐步解決所設計的問題。同時,教師作為參與者應主動參與學生的討論、交流,起到促進和調節的作用,使問題不斷引向深入。
（3）信息交流，揭示規律
引導學生根據探索、嘗試所得,歸納、總結出有關的結論,然后教師通過必要的講解,加以修正。
（4）運用規律，解決問題。
教師可以針對學生存在的問題,借題深入地展開分析,提煉出規律，并由點及面，由例及類,教給學生分析問題與解決問題的方法。
（5）教學相長，總結與反思
在師生共同研究學習的基礎上,引導學生對本節課所學內容進行總結與反思，對知識進行整理，并對思考方法進行提煉,形成自已的觀點。
2.實踐研究方案
（1）劃分新的學習小組。
（2）光度學基本量教學。
（3）朗伯定律和全擴散面教學。
（4）像平面的光照度和光學系統的相對孔徑教學。
（5）光學系統光能損失的估算教學。
（6）總結與反思。
結束語
在教學實踐中無論采用哪種策略,“基于問題”的教學方法對“教”和“學”兩個環節都提出了挑戰。教師作為教學活動的主導,需根據學生的認知規律選擇合適的教學方法,精心設計教學方案,駕馭整個教學過程。學生作為教學活動的主體,學習模式由接收式的被動學習轉向基于問題的探索式的自主學習,面對所設的問題情境,他們需要在整理和分析相關信息和數據的基礎上,通過獨立思考和團隊合作學習,拿出解決問題的方案。因此,在這種教學改革中,師生都需要投入不少的時間和精力，并且還要在一些主要環節的配合上多下點功夫。
參考文獻：
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1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。
1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。
科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。
2全息術的基本原理和特點
全息術是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(重現)。
波前記錄依據的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應當指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。
波前再現的理論依據是衍射原理，照明光波(再現光)經過全息圖衍射后出現一個復雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現代記錄和重現的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。
全息術的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點：
(1)三維性——因為全息圖記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。
(2)不可撕毀性——因為全息圖記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。
(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復曝光記錄，并能互不干擾地再現各個不同的圖像。
(4)全息圖的再現相可放大或縮小——因為衍射角與波長有關，用不同波長的激光照射全息圖，再現相就會發生放大或縮小。
3全息術的主要應用及其發展方向
全息術經過60年的發展，已與計算機技術、光電技術以及非線性光學技術緊密結合，成為一種高新技術，擴展到醫學、藝術、裝飾、包裝、印刷等領域，在一些發達國家還興起了全息產業，并且正在形成日益廣闊的市場，實用前景非常可觀。本文介紹全息術中幾個應用較為廣泛、產業化較成熟的領域并說明其發展方向。
3.1全息存儲
全息存儲是依據全息術的原理，將信息以全息照相的方式存儲起來，它利用兩個光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲和信息之間的比較(相關)、識別，甚至聯想的功能結合起來，也就是可以把信息存儲和信息處理結合起來。用于全息信息存儲的記錄介質較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復使用的實時記錄材料有光導熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優勢，原因是：
(1)全息存儲具有存儲容量大的優勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時，信息存儲密度的數量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲信息時，存儲密度一般可提高一個數量級達106bit/mm2；如果用體全息圖存儲信息時，存儲密度可高達1013bit/mm2。
(2)全息存儲具有極大的冗余性，存儲介質的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。
(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特點，每個數據頁可包含達1Mbit的信息，寫人一頁的時間在100ms左右，讀信息的時間可以小于100μs，而磁盤的尋址時間至少需要10ms。
當前，在世界范圍內掀起了全息存儲研究的熱潮，并取得很大的進展，其主要表現在：
(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向實用化。例如，1994年美國加州理工學院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學的一個研究小組把經壓縮的數字化圖像視頻數據存儲在一個全息存儲器中，并再現了這些數據而圖像質量無顯著下降。1999年美國加州理工大學利用空-角復用技術，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學實現了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結構的靈巧型全息存儲裝置。
(2)實用化的全息存儲系統逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學等聯合成立了協作組織并在美國國家存儲工業聯合會(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數據存儲系統(HDSS)項目，預期在5年內開發出具有容量為1Tbit數據，存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復寫人的全息數據存儲系統。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。
近幾年來，光電子技術和器件取得了系列重大進展，為全息存儲器提供了所必要的高性能半導體激光器、液晶空間光調制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲的理論和方法的發展使這項技術日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數密度越高，存儲系統的整體性能越好，但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲界研究的熱門課題。
3.2顯示全息
顯示全息技術是在激光透射全息圖的基礎上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內裝飾、投影等；再如，以動態顯示的全息技術、層面X射線照相術、3DCAD技術、3D動畫片、雷達顯示、導向和模擬系統等，每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術創造性的魅力和藝術的美。
顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質量記錄材料的發展，隨后的一些研究者和藝術家不斷追求更實用的拍攝技術，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學學會主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀80年代都有關于這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協會主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報道有關顯示全息圖的最新制作技術和商業信息。但從這些報道情況來看，顯示全息存在不足主要表現在：
(1)視角范圍、圖像體積有限；
(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計算方法；
(3)由于全息計算數量巨大，導致動態顯示異常困難。克服以上不足，將可能成為顯示全息研究的幾個熱點。
近年來，顯示全息技術掀起一場數字化變革，數字合成全息技術為全息三維顯示開辟了前所未有的應用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調制器件的發展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性，在不久的將來開發出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術創造良好的商業前景。
3.3模壓全息
模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標準件的全息拷貝而提出的，它是將全息術和電鍍、壓印技術結合起來，使全息圖的制作產業化，用白光再現時，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產，使得它在許多領域得到廣泛的應用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復制。這三個階段生產工藝和技術要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當其沖，是安全防偽技術的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應用在鈔票的包裝上，不能去除性、價格低廉、容易驗證等特點，使它很快占領了防偽領域。模壓全息是一種技術與藝術結合的高科技產品，無論在高檔商品促銷、名優商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀念郵票和廣告標牌等都有采用模壓全息技術，并備受使用者青睞。
模壓全息出現于20世紀70年代，80年代中期已形成了一種產業，90年代達到了鼎盛時期。本世紀初，隨著防偽技術要求的不斷提高，模壓全息技術又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數字化采集和拍攝技術；2003年，蘇州大學研制成功并已批量生產“數碼激光全息照排系統”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術達到新的境界。
模壓全息產業在我國起步較晚，但發展速度迅猛，目前國內已有100多條模壓全息生產線。為了使模壓全息技術健康發展，我國模壓全息產業發展必須在三個方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發全息包裝材料，實現立體防偽包裝，第三個方向是模壓全息技術和現代印刷術相結合，體現傳統的美術效果和現代科技的藝術魅力。
3.4全息干涉計量
全息干涉計量術是將不同物光，在不同的時間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術的空間波前再現原理，非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術是全息應用的一個重要方面，它能實現高精度非接觸性無損測量，比一般光學干涉計量有很多優點。一般光學計量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進行測量，測量精度為光波波長λ的數量級。目前，全息干涉計量術在方法上先后發展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術的另一個新的分支-激光斑紋計量術。隨著光電技術、計算機技術、CCD器件及光纖技術的飛速發展，使得全息干涉計量技術在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術、外差技術和鎖相技術等，可使測量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉計量在20世紀80年代美國等西方先進國家已產業化，我國在20世紀80年代初有幾所大學和科研單位的研究項目通過鑒定，其中有些達到當時的先進水平。經過近幾年的開發和研制，我國在全息干涉計量測試設備方面主要發展有：
(1)用于測試火箭發動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態激光全息測試儀；
(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；
(3)包括記錄、再現、圖像處理三部分的瞬態激光全息干涉計量測試系統；
(4)用于對航空、航天、石油化工等部門常用的膜盒進行位移檢側的激光全息光柵精密測試系統。目前美國和德國已經研制出有菌子質記錄介質的激光全息干涉計量設備。
將全息干涉計量術與計算機圖像處理技術相結合，借助光電圖像傳感器、大孔徑面陣CCD器件和小型化的脈沖固體激光器等先進設備的出現，發展系統化、智能化、小型化的全息干涉計量裝置將是未來全息干涉計量術的發展方向。
摘 要：LED電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子﹑光電子技術的迅猛發展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性能價格比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。
關鍵詞：LED電子顯示屏；計算機；信息領域；二極管；微機
1.LED的概述
LED即發光二極管是利用半導體的P-N結電致發光原理制成的一種半導體發光器件。LED具有亮度高、功耗小、壽命長、工作電壓低、易小型化等優點。近幾年來，它得到迅猛的發展和廣泛的應用。從七十年代起，已有人開始用LED做為發光像素研制LED顯示器。隨著微機技術的發展和LED器件的成熟，LED 顯示屏也得到迅猛的發展。目前已研制出多種規格的LED屏，從色彩上講有單色、多色、全色顯示屏，從顯示尺寸上講，LED屏現已做到了數百平方米。現已形成了一個新興的高科技產業。最近，藍色、純綠色超高亮發光二極管相繼研制成功并已商品化，用LED制成室外"大彩電"已成為現實，它標志著 LED顯示技術達到了一個新的高度。
LED顯示屏是用發光二極管作顯示像素而構成的顯示屏，受空間限制小，適合于幾平方米到幾百平方米的屏幕，在此范圍內和其它幾種屏幕相比有較強優勢，可表現文字、圖形、圖像、動畫和視頻，能較好地適應各種使用環境。
LED顯示屏系統一般由微機、發送控制板、接收控制板、顯示屏屏體、穩壓電源及金屬框架等部分構成。一是微機，微機主要用于大屏幕系統的操作和控制，體現在上層軟件部分。用來制作、編輯欲顯示的內容，包括文字、圖像、表格，并設置各種節目的播放順序及畫面停留時間等。編輯完成后，微機用來運行播放制作好的內容。微機播放時，內容在微機的顯示器上顯示出來。二是發送控制板，該部分的作用主要是將微機上顯示的內容采集下來，進行數據處理和變換，轉換成為大屏幕顯示所需要的數據格式，并將信號進行功率放大，以發送給遠處的大屏幕。三是接收控制板，該部分的作用主要是將發送控制板發送來的數據接收下來并送到大屏上的相應位置。四是顯示屏屏體，顯示屏屏體主要是由LED發光管矩陣和驅動電路構成。它收到接收控制板送來的數據信號，驅動顯示屏正面LED發光管矩陣的亮滅，使大屏幕顯示出一幅幅畫面。
1.1 LED屏的分類
1.1.1 按顯示顏色可以分為
單基色顯示屏：單一顏色（紅色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色。全彩色顯示屏：紅、綠、藍三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。
1.1.2按顯示器件分類
LED數碼顯示屏：顯示器件為7段碼數碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數字的電子顯示屏。
LED點陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。
LED視頻顯示屏：顯示器件是由許多發光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。
1.1.3按使用環境分類
室內顯示屏：發光點較小，一般Φ3mm-Φ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。
室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風、防雨、防水功能
1.1.4.按顯示方式分類
有靜態、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。單塊模塊控制驅動12塊（最多可控制24塊）8X8點陣，共16X48點陣（或32X48點陣），是單塊MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等類似LED顯示驅動模塊）3 LED顯示屏的技術
2.LED點陣顯示屏
2.1 LED顯示屏的提出
LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發展起來的新型信息顯示媒體，它利用發光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。
2.2 LED顯示屏的需求分析
信息化社會的到來，促進了現代信息顯示技術的發展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息顯示產品，縱觀各類顯示產品，各有其所長和適宜的市場應用需求。隨著LED材料技術和工藝的提升，LED顯示屏以突出的優勢成為平板顯示的主流產品之一，并在社會經濟的許多領域得到廣泛應用，主要包括：
（1）證券交易、金融信息顯示。
這一領域的LED顯示屏占到了前幾年國內LED顯示屏需求量的50%以上，目前仍有較大的需求。
（2）機場航班動態信息顯示。
民航機場建設對住處顯示的要求非常明確，LED顯示屏是航班住處顯示系統FIDS（Flight information Display system）的首選產品。
（3） 港口、車站旅客引導信息顯示。
以LED顯示民間為主體的信息系統和廣播系統、列車到發揭示系統、列車到發揭示系統、票務信息系統等共同構成客運樞紐的自動化系統，成為國內火車站和港口技術發展和改造的重要內容。
（4） 體育場館信息顯示。
LED顯示屏作為比賽信息顯示和比賽實況播放的的主要手段已取代了傳統的燈光及CRT顯示屏，在現代化體育場館成為必備的比賽設施。
（5） 道路交通信息顯示。
智能效通系統（ITS）的興起，在城市效通、高速公路等領域，LED顯示民間作為可變情報板、限速標志等，得到普遍采用。
（6）調度指揮中心信息顯示。
電力調度、車輛動態跟蹤、車輛調高度管理等，也在逐步采用高密度的LED顯示屏。
（7）郵政、電信、商場購物中心等服務領域的業務宣傳及信息顯示。
（8）廣告媒體新產品。
除單一大型戶內、戶外顯示屏做為廣告媒體外，集群LED顯示屏廣告系統、列車LED顯示屏廣告系統等也已得到采用并正在推廣。
（9） 演出和集會。
大型顯示屏越來越普遍的用于公共和政治目的的視頻直播，如在我國建國50周年大慶、世界各地的新千年慶典等重大節日中，大型顯示屏在播放實況和廣告信息方面發揮了卓越的作用。
（10） 展覽會。
LED顯示大屏幕作為展覽組織者提供的重要服務內容之一，向參展商提供有償服務，國外還有一些較大的LED大屏幕的專業性租賃公司，也有一些規模較大的制造商提供租賃服務。
我國的LED產業也將面臨不同的機遇和挑戰。用常用的AT89S52控制。技術比較熟練，應用廣泛，現在的51系列技術硬件發展的也非常得快，也出現了許多功能非常強大的單片機，因此使用單片機可以實現要求的基本功能。都是8051的內核，只不過52的內部資源比51稍多，比如增加了一個16位的計數器T2，當然相應的特殊寄存器（SFR）也有了一點變化，另外52的內存也從51的128字節提高到了256字節，ROM也從2K提高到4K，可以裝下更大的程序，但是若單從運算速度來講，由于二者都是8051的直系后代，基本上可以認為二者運算性能相同。考慮到內存的增加對較復雜的程序帶來的好處，52的總體性能是要比51好不少的。另外S52比C51還增加了ISP功能，就是在線可編程功能，這可是很有用的功能哦，首先是省去購買編程器的錢，另外，對于買不起仿真器或希望能板上調試（就是插在成品電路板上調試）的人來說十分有價值，你可以隨時更新插在電路板上的單片機的程序，十分方便。當然S51也具備這一功能。
LED是一種電致發光的光電器件。它的產生已經三十多年。LED顯示屏是20世紀90年代出現的新型平板顯示器件，由于其亮度高、畫面清晰、色彩鮮艷，使它在公眾多媒體顯示領域一枝獨秀而就LED的特點使得它生產和研發具有一定的針對性，也將會發展許多新型產業。（作者單位：華中科技大學文華學院）
參考文獻：
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