董祥美光电信息技术专业实验室建设_信息技术专业建设
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光电信息技术专业实验室建设
董祥美 周钰博 陈家璧
(上海理工大学光学与电子信息工程学院 上海 200093)
摘 要光电信息技术是光子技术与电子技术相结合的一门全新的、交叉性学科。其实验环节已经成为高等院校中应用物理学和光信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课程。上海理工大学光电信息技术专业实验室从2000年开始投入建设,形成五门独立的系列实验;通过8年的教学实践,目前已经完成1500多本科学生的实验教学工作,并获得“上海市本科实验教学示范中心”称号。
关键字 光电信息技术 实验室建设 实验教学
The construction of the Optical and Electronics Information
laboratory
Dong xiang-mei, Zhou yu-bo, Chen jia-bi
(College of Optical and Electronics, University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)
Abstract: The technology of Optical and Electronics Information is a new cro-discipline which is a combination of photon technology and electronics technology.As a important experiment course, to some undergraduate majors such as: the applied physics, optical information and technology, this experiment course is a obligatory course.The laboratory of College of Optical and Electronics, University of Shanghai for Science and Technology, was founded in 2000, has five independent series experiment courses.With the 8 years development and accumulation of teaching experience, now, it has completed the experiment education to 1500 students.At the same time, The title of ‘demonstration center of shang hai undergraduate experimental teaching’has been obtained.Keywords: Optical and Electronics Information, construction of laboratory, experiment teaching,0前言
光电信息技术是光子技术与电子技术相结合的一门全新的、交叉性学科。它的特点是:理工复合、注重基础;应用面广、实践性强。光电信息技术实验课程已经成为高等院校中应用物理学和光信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课程。因此,围绕该专业方向和培养目标,建设一个较为完善的专业实验室,是一项十分重要的工作。本文基于我们在一线教学实践经验,对我校光电信息技术实验教学过程进行剖析,从以下几个方面对光电信息技术专业实验课程建设进行探索。
1实验室程体系建设
我校光电信息技术专业实验课程建设时,始终坚持以学生的实践能力和创新能力培养为核心,增加综合性、设计性实验、研究创新型实验为指导思想。已经把光电信息类专业的基础课打通,按照光电信息类专业的培养目标和所需技能要求,把各门课程的实验提炼整合,去重、去肿,由专业基础到专业,分层次、形成阶梯型五门独立的系列实验:工程光学系列实验、激光与信息光学技术系列实验、光电信息技术系列实验、光通讯系列实验和光通信仿真[1,2]
设计系列实验。规定各系列实验均为必修课程,具有独立实践学分。通过系列实验的设置,引导学生从实验的角度去认识了解一门专业课程或某个光学领域的基础技术和基本技能,循序渐进的掌握实验技能,通过对实验现象的剖析,逐步上升到分析、解决普遍问题的能力提高层次上来。
专业实验的设立也没有完全抛开理论教学,针对理论课程的教学,并行地穿插开设了以认知性和验证性为主的课程实验,与理论课程相辅相成,以增强教学效果。为了适应交叉学科的发展,以及不同学课背景的交融,针对当前研究的热点,开设了跨专业选修课,激发了同学的兴趣和热情。
1.1 工程光学实验平台
该实验平台是专业基础实验平台,由8套由德国研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展焦距测量、入瞳参数测量、近视、远视成因及校正、显微、望远系统参数的测量及偏心摄影验光等二十多个实验项目。该实验平台主要针对刚刚接触专业课程的低年级学生,一般以认知性和验证性实验为主,要求学生掌握基础知识、基本技能。
1.2 激光与信息光学技术实验平台
该实验平台是专业基础实验平台,由8套由浙江大学研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展用干涉原理进行面型测量、用衍射原理进行细丝、微孔直径测量以及利用4f系统进行光学频谱分析等二十多个实验项目。该实验平台主要针对刚完成专业基础课学习,掌握一定专业基础知识的低年级同学。学习如何把光学理论与工程实际相联系。
1.3 光电信息技术实验平台
该实验平台是专业实验平台,由8套由浙江大学研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展常见光敏器件,如光电池、光电阻等,辨向电路、报警器以及综合设计等18个实验。该实验平台主要针对完成专业基础知识及专业知识学习后的高年级同学,以设计性、综合性实验为主。
1.4 光通信实验平台
光通信实验平台是专业实验平台,由8套由北京理工研制的实验设备组成。整个实验平台可以进行光纤特性测试、光-电和电-光信号转换、码型转换,WDM系统等十多个实验。该实验平台主要针对完成专业基础知识及专业知识学习后的高年级同学,以设计性、综合性实验为主。
1.5 软件仿真平台
终所周知,光学理论比较抽象,必须结合实验教学才能达到理想效果。然而,光学实验环境要求苛刻,设备购置费用较高,而且实验项目的开展往往受到硬件限制。因此,在建设光电信息专业实验平台硬件基础上,同时,建立起软件设计、仿真软件平台。如,光学系统设计软件——ZEMAX、国际上流行的光通信仿真设计软件——VPT。这样学生可以不仅可以完成一些过去因条件限制根本无法完成的综合性、设计性实验和课程设计,更主要的是学生可以利用这些工程软件平台进行设计、仿真分析、反复修改,增强能力,提高了将来就业的竞争实力,颇受学生欢迎。实验室队伍建设
人的因素是实验室建设的关键因素。光电信息技术课程涉及到光、机、电和控制多学科专业知识,内容负责,应用性强,这就对光电信息技术实验的师资队伍提出了更高的要求。因此要建设成一个高水平、高效益的光电信息技术专业实验室,使之成为培养高素质创新人才的重要基地,必须建设一支业务精、素质好、爱岗敬业的实验室人员队伍[3]。
1.加强力量,教师参与实验室工作,学术带头人进实验室,参与实验室建设的总体规划
和教学大纲修订,形成一支结构合理的队伍。
2.量化管理,奖罚分明,提高实验室人员的工作积极性。按教学、科研和管理等三方面
综合对实验室人员进行考评和评聘制度。而不是一味地从某一方面来衡量和认可。
3建设实践与效果
在学校和学院的大力支持下,光电信息技术实验室经过2000年的第一期建设和2004年的第二期建设以及后续建设,共投资600万元,目前在硬件条件、师资力量都已经达到了一定的规模。目前已经完成7届共计1500本科学生的教学工作。
经过几年的教学实践,光电信息实验教学深受学生的欢迎。学生对课程实验的积极性更高,更加主动,学生更乐意在实验课上下功夫。表现在以下几个方面:
1.参与实验室建设,自己动手开发新实验。例如在光通信系列实验的综合设计性实验
中,学生对实验仪器进行二次开发,自己设计制作了光纤通信电话语音双向传输接口模块,从电路设计到制板、从外形设计到安装调试都由学生独立完成。
2.在设计型实验中,鼓励同学进行创造性思维思考问题,涌现出许多奇思妙想,不少
设计不仅获得了学校创新基金的鼓励,还申请了发明专利。例如“光学棱镜组合密码锁”、“自动脉搏测试仪”、“利用柱面镜的安全光幕”[4]等。
3.积极参加各种设计性竞赛。在全国大学生设计大赛、全国数学建模大赛、中国国际
发明奖展览会等都获得优秀的成绩
4.2007年,光电信息实验中心获得上海市本科实验教学示范中心称号。
参考文献:
[1] 周金运,裴文彦,胡义华.电子技术类专业设置光子技术类课程的研究[J].电气电子教学学报,2004,26(3):40-43.[2] 何国兴.厚基础、宽口径、理工复合培养光电信息技术人才[J].光电子技术与信息,2005,18(3):95-97.[3] 陈国庆,吴亚敏.光信息科学与技术实验室建设的实践和探索.实验技术与管理.2005,Vol 22:121-123.[4] 吕玮阁,殷森余,高红叶.光电信息专业实验教学中的创新能力培养.光学技术,2007,Vol.33:303-304.