光电检测技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇光电检测技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词：光电传感器，光电检控技术，应用

 

0.引言

随着科学技术的迅猛发展和信息时代的到来，作为现代信息技术三大支柱技术之一的传感器技术，已然成为监测和控制领域获取物理信息的重要手段，在国民经济建设中占据着极其重要的地位。比如，在工农业生产领域，工厂的自动流水生产线，全自动加工设备，许多智能化的检测仪器设备，都大量地采用了各种各样的传感器；在矿产资源、海洋开发、生命科学、生物工程等领域传感器的应用也是无处不在。可以说，没有传感器这个载体，任何先进的科学技术要实现这样那样的功能是不可能的。

1.光电传感器及测控技术简介

1.1基本概念

光电传感器是以光电效应为基础，是一种将光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。论文参考网。光电传感器是在各种光电检测系统中采用光电元件作为检测元件的传感器，它一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。其中，模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系，主要包括有透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻档)三大类型；脉冲(开关)式光电传感器中，光电元件接收的光信号是断续变化的，因此光电元件处于开关工作状态，它输出的光电流通常只有两种稳定状态的脉冲形式的信号，多用于光电计数和光电式转速测量等场合。

光电检测技术：是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转化成光通量，再转化成电量，并综合利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量。它具有高精度、高速度、远距离和大量程、非接触式检测、寿命长、数字化和智能化的特点。

1.2光电传感器工作原理

主要是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，其物理基础是光电效应。它是由于物体吸收到光子能量后产生的电效应，通常把光电效应分为三类：

1.2.1外光电效应

在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于该效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

1.2.2内光电效应

在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应，又称光电导效应。基于该效应的光电器件有光敏电阻、光敏晶体管等。

1.2.3半导体光生伏特效应

在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称为半导体光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。

1.3光电传感器特点

1.3.1 检测距离长。

1.3.2 对检测物体的限制少

由于以检测物体的遮光和反射为检测原理，所以都可以对金属、玻璃、塑料、液体等几乎所有物体进行检测。

1.3.3 响应时间短

光本身为高速，并且传感器的电路全都由电子零件构成，所以不包含机械工作时间，响应时间短。

1.3.4 分辨率高

能够通过高级设计技术使投光光束集中在小光点上，或通过构成特殊的受光光学系统来实现高分辨率，也可进行微小物体检测和高精度的位置检测。

1.3.5可实现非接触的检测

可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对传感器和检测物体造成损伤，因此，传感器能长期使用。

1.3.6可实现颜色辨别

通过检测物体形成的光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这个特性，可对检测物体进行颜色的检测。

1.3.7便于调整

在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

2.光电传感器的研究应用

光电传感器可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。论文参考网。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。本文就光电传感器最常见的应用实例来进一步说明。

2.1 在烟尘浊度监测仪上的应用

防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

2.2 光电池在光电检测和自动控制方面的应用

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。

2.3 CCD图像传感器（电荷耦合器件）的应用

CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合，应用了光、机、电和计算机相结合的高新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法，CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定位和自动调焦等方面。

2.3.1 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测量工件的尺寸或缺陷。

2.3.2 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用。论文参考网。

2.3.3 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视装置、指纹机。

2.3.4 CCD固态图像传感器作为摄像机或像敏器件，取代摄像装置的光学扫描系统（电子束扫描），与其它摄像器件相比，尺寸小、价廉、工作电压低、功耗小，且不需要高压。

2.3.5 M2A摄影胶囊（Mouthanus）,由发光二极管做光源，CCD做摄像机，每秒钟两次快门，信号发射到存储器，存储器取下后接入计算机将图像进行下载。

2.3.6 CCD是数码相机的电子眼，它革新了摄影术，现在光可以被电子化地记录下来，取代了胶片。这一数字形式极大地方便了对图像的处理和发送，”诺贝尔奖评选委员会称赞说，“无论是我们大海中深邃之地，还是宇宙中的遥远之处，它都能给我们带来水晶般清晰的影像。”

2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予华人科学家高锟以及两名美国科学家韦拉德-博伊尔(Willard Boyle)和乔治-史密斯(George Smith)，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。高锟的获奖理由为——“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”。两位美国科学家的获奖理由为——“发明了一种成像半导体电路，即CCD(电荷耦合器件)传感器”。

3.结束语

光电传感器及检控技术两者间的有效结合，提高了工农业领域、军用器械等等领域的生产率，降低了生产成本。可以预见，随着信息技术和自动化技术的快速发展，光电传感器、微/ 纳米光电测控技术等在国民经济建设中将继续得到越来越广泛的应用。

【参考文献】

[1] 彭军.传感器与检测技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[2] 谢向花.光电传感器检测技术研究.中国科技信息,2005 年第7 期.

[3] 钟丽云.光电检测技术的发展及应用.激光杂志,2000年03期.

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关键词：光电子学；教学方法；教学改革；实践环节

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0138-02

一、介绍

光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术，涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域，是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛，而且也是未来信息技术中的重要推动力量，它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容，如：光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论，它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。

光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后，其技术水平和工程应用技术取得了很多突破，在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用，光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前，国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中，许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向，将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。

因此，光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识，也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。

二、课程特点及专业培养目标

光电子学基础是整个专业中的基础专业课程，在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用，也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际，注重对学习者能力的培养，重点培养学生综合分析、解决问题能力，为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。

我们的培养目标为：培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能，德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才，使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此，基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点，我们在教学过程中进行了改革探索。

三、教学改革探索

1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要，从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发，研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件，重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上，对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解，同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说，既是基本的原理内容，但又是滞后的技术，若授课时只是按照教材内容讲解，往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果，易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此，在教学过程中补充和及时更新教学内容，增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求，从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向，培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时，要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解，结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解，使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景，对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨，尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文，指导学生学习专业词汇，在课堂中进行讲解，开阔同学们的视野，引导学生进行初步科研潜力的培养和学习，调动学生的积极性，引导他们进行文献学习，进一步了解国外光电子技术的发展现状，激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点，系统规划、组织，实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点，在课程内容上跟上市场技术需求，结合本地区经济发展的实际情况，培养既有专业知识和跨学科知识，又有极强的实际操作能力、适应性强的学生，全面提升学生的理论素养和实践能力，增强学生在未来光电子产业上的竞争力。

2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学，利用多媒体课件在表达上形象直观、方便，在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示，还能节约课程上的时间，从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容，较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件，充分利用网络上丰富的信息资源，并与兄弟院校的老师展开课程教学交流，共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时，利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》，开展光电子技术专题研究，如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等，既能强化学生所学的基础理论，又能激发学习兴趣，培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中，提前打下科学研究基础。③在方法改革中，在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师，帮助学生制定合理的研究计划，选择合适的研究方案和方法，积极发动研究光电子技术的老师，为这些同学们提供必要的实验条件，由学生自己动手去实验，考证研究方法和方案，来寻求实验结果中的答案。这时，教师起到的是一个组织者的角色，指导、规范学生的探索过程。这样的过程，不仅仅是要让学生学量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法。

3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中，本来并没有设置时间环节，而且多数放置在大三或大四学习，实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合，先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节，开设具体的、有针对性的实验内容，让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上，开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上，结合地方实际，联系相关光电子产业中的企业，组织学生进行参观学习，从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际，再从实验实际再到光电子技术，从光电子技术再到光电子商品的过程，能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中，从而更能培养和激发学生兴趣，也能将培养目标中的产业式人才完成，弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。

4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中，把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合，培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来，我们在教学过程和专业培养中，存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象，造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程，极大地激发和培养学生的学习兴趣，为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中，我们培养的本科毕业生就业率95%以上，该专业毕业生考研成功率30%以上，使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围，形成了争赶超的局面。同时，针对光信息科学和工程专业的学生，我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养，增加了企业参观及动手实践等环节，同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性，从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

参考文献：

[1]陶然，王越，单涛.信息对抗技术专业人才培养模式研究[J].中国电子教育，2008，（4）3：9-43.

[2]张向华.专业课教学应遵循的教学规律[J].辽宁教育学院学报，2014，（4）：71.

[3]陈小刚，陈俊风，林善明.《光电子技术》课程设计改革的探索[A].光电技术与系统文选[C].2005.

[4]梁红兵.提速光电子技术与产业[N].中国电子报，2001.

[5]柴金华.《光电子学基础》课程“两结合”与“三要素”教学内容的研究与实践[A].中国光学学会，2010年光学大会论文集[C].2010.

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关键词：新工科；实验教学体系；改革

光电技术对经济和社会的推动作用日趋显著，使光学技术从理论层面普及到光电信息技术的应用层面。信息时代质的飞跃的关键，是培养和依靠高素质、复合型的光电创新人才[1]。作为粤港澳大湾区优势的光电子信息产业集群，在国家大力推进粤港澳大湾区建设的新形势下，将迎来新一轮发展浪潮，产业升级发展需要高校输送更多优秀的光电子信息类创新人才[2]。而光电专业的实验课程体系是培养技术人才的重要支撑条件。

1改革思路

为培养符合粤港澳大湾区光电产业转型升级发展需求的光电专业工程人才，按照“一中心双融合三依托”的改革思路，对光电信息科学与工程专业的实验教学体系开展了新工科建设改革。“一中心”，即聚焦学生工程实践能力养成为中心，改革专业实验课程体系、实验平台、实验内容和教学实施方法，提升工科人才发现问题、分析问题、设计方案、实施方案、测试调试、团队协作等能力。“双融合”，即通过科教融合和产教融合推动实验教学创新[3]。发挥工科高校的科技创新和科技服务优势，鼓励支持教师将科研最新成果和技术服务最新方案，转化为实验课程教学内容或实验项目；发挥粤港澳大湾区和光电产业集群优势，强化校企合作，产教融合协同育人，将部分实验教学内容安排在学生的企业学习阶段，并建设企业实验教学指导教师队伍。“三依托”，即依托实验课程建设团队、企业技术团队和实验室管理团队。一是依托实验课程建设团队，升级改造面向新工科改革的专业实验课程，开发新的实验项目；二是依托区域企业技术团队，发挥课程产业创新优势，参与实验课程教学与实验项目建设，并指导学生在企业学习阶段的工程实践；三是依托实验室管理团队，按照实验课程体系改革要求，及时改造实验室，升级实验教学设备仪器，并加大实验室开放，积极参与实践教学指导[4]。

2改革内容

按照“一中心双融合三依托”的改革思路，面向光电新工科人才培养，实施了光电信息科学与工程专业的实验教学体系“四化”改革，即实验课程体系分层模块化、实验平台建设发展基地化、实验课程教学实施类别化、实验项目建设前沿工程化。2.1实验课程体系分层模块化。首先，优化光电技术实验课程层次结构。进一步厘清了专业实验课程的层次结构，将实验课程分为4个层次，如图1所示，内容涉及基础、专业、综合设计及综合创新。依据光电新工科人才培养目标，结合光电专业工程素养养成规律，将专业实验教学分层次开设，明确各部分的工程训练目的和目标。其次，模块化设计实验课程体系。根据实验课程教学目标制定相应的实验教学模块的主要内容和步骤，打破课程独立实验的界限，避免实验设置的无序和可能造成的交叉重复，建立综合实验教学体系[5]。综合设计性实验打破单一课程的封闭体系，追求实验教学体系与内容的综合性与整体性，形成多模块的实验课程体系[6]。第三，不断开发完善实验课程教学资源。根据光电信息技术的发展规律和趋势，依托学校、学院的优质师资力量，组建了一支高水平的理论教学与实验教学指导教师队伍。委托课程建设团队挖掘已有实验课程潜力，持续更新与开发层次多样、内容丰富、选读方式多样、开设方式灵活的实验课程及教学资源。2.2实验平台建设发展基地化。针对光电子信息学科特点，结合光电应用型人才成长规律，提出以基地化发展思路打造光电信息技术专业实验平台，以平台的建设来整合、改造和提升学校光电信息类创新创业实践教学水平[7]，努力将一体化平台打造成资源共享的实验平台及科学管理深度开放的实践平台，同时也是与校外实践平台对接的开放平台，通过产学研基地建设和对外交流来促进人才培养与平台发展。坚持创新型、综合化、全周期工程教育理念，以培养学生的综合运用能力、创新能力、工程能力为核心[8]，以光电技术创新能力培养为目标，建立了本科生光电信息技术综合实验教学平台——广东省实验教学示范中心“光电技术实验教学示范中心”，如图2所示。该平台包括6个子平台，即5个实验教学子平台和1个综合创新实践子平台，可支持强化多学科知识的综合训练，锻炼和培养学生在涉光科技层面的应用能力。平台运行坚持总结优化与基地化发展。根据建设目标和运行情况，及时总结平台运行管理中的优点和问题，不断调整优化，使平台以最佳状态支持光电新工科人才实践能力培养。平台运行成熟后，调整和提升其结构与功能，按照人才培养基地的高标准推进平台建设，挖掘基地化平台对人才培养的复合功能与潜力。推动基地化平台致力于全面提升学生创新能力，并以平台为基础，结合学校学科和专业优势，通过产学研合作与地方或大型企业加强交流，加强与校外实践平台的交流与合作，促进平台研究成果转化和校内外实践平台合作培养，达到学校、地方/企业、学生“三赢”局面。2.3实验课程教学实施类别化。在实验课程体系优化和实验教学平台建设发展基础上，根据光电信息科学与工程专业实验分为光源、光调制、光检测和光成像4个方面的特点，实验课程相应地分为“源、调、测、像”4个类别。紧密联系光电技术工程实际，对已有的教学与实验资源进行优化整合，对应实验课程类别相应建立了6个实验教学平台，包括基础光学实验室、激光技术实验室、光电传感与检测技术实验室、光纤与通信技术实验室、信息光学实验室、光电一体化实践创新实验室。新增购置一批实验教学仪器，完成主要实验教学仪器的更新换代。实验课程的类别化实施，提高了实验室管理效率和开课使用效率，也为综合设计性实验和综合创新实验项目的开展，提供更好的支撑。2.4实验项目建设前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教学推动本科实验教学项目前沿化。依托本专业教师科研能力较强、主持各类科研基金较多的优势，开设基于科研项目的综合设计性实验I及基于企业科技合作以及技术开发内容的综合设计性实验II。新增实验项目12个，其中创新实验项目5个。学生通过进入教师的前沿科研课题，亲身感知企业的前沿应用研究与技术开发，培养创新能力和工程能力，培养“应用能力”。例如，基于光电检测与机器视觉是目前华南地区涉光科技七大产业群之一的产业前沿优势，新增了8台套“TH-02光电视觉检测实验仪”，开展了“光路搭建调试与面阵CCD/CMOS数据采集实验”“面阵CCD/CMOS图像预处理实验”“OCR字符识别实验”“二维码识别实验”“图像模板匹配实验”“SVM支持向量机分类器实验”等具有示范意义的创新实验项目。第二，以产教融合、校企协同培养推动学生毕业设计选题工程化。建立鼓励基于企业实际工作内容的毕业设计选题制度。通过该制度，使毕业设计题目更加紧密结合工程实际问题，“真心实意”作设计、“真刀真枪”做工程，缩短工程师培养与企业需求之间的差距，提升学生的工程应用能力。在校企协同培养期间，指定企业和学校各1名指导教师共同指导学生毕业设计，让学生到企业完成毕业设计。

3实施效果

3.1实验教学队伍建设保障更加有力。保障光电新工科人才培养的实验教学体系改革有效实施的重点，在于实验教学队伍建设，即实验课程建设团队、企业技术团队和实验室管理团队的建设。改革进程中，进一步提高教学师资水平、改善师资队伍职称和学位结构。校内实验教师具有博士学位的达到了80%以上，并要求教授主讲实验课。引进的高水平人才7人，其中国家高层次人才1人，特聘教授3人，“青年百人”3人；选派教师到国内外高校学习进修，青年教师在国外高校进修1年以上的有2名，短期进修的1名，晋升教授2名；已具有30人规模且大部分为光电专业顶级优秀人才的高水平实验教师队伍。另外，依托实验教学平台，积极推进产教融合、校企合作，通过引进或聘用，建立了校外实践指导教师库，主要来自合作企业的总工程师或技术骨干。通过联合开发建设实验课程、实验项目等方式，成为推进改革的重要依托力量。鼓励支持实验教师队伍积极开展教研教改研究，近年来，获得省级立项2项、校级立项项目12项，出版实验教材1部。借助实验示范中心平台，积极与企业联系，共建产学研实验室1间，并与多家光电企业签署了产学研合作协议。3.2学生培养效果持续提升。近年来，经本专业培养的学生，积极参加“挑战杯”“大学物理实验大赛”“光电创意设计竞赛”“光电创客竞赛”等，获得省级以上课外科技竞赛奖励达70多项。其中，2018年获得第六届全国大学生光电设计大赛一等奖1项、二等奖1项。本科生近3年多来获得专利授权8项，发表第一作者科技论文12篇，其中有二区论文2篇。本专业应届参加就业的毕业生，90%以上进入粤港澳大湾区光电产业领域就业，用人单位普遍反馈毕业生在就业岗位可迅速承担起相应工程岗位职责，对毕业生的实践创新能力满意。

4结语

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关键词：实验开放管理 教学理念 分散错峰

高等学校实验室，尤其是理工科方面的实验室，是理论与实践相结合，培养大学生实践动手能力和科研创新能力的场所，对培养学生整体综合素质具有十分重要的作用[1]。随着光电等新兴科学技术的快速发展和各学科之间的相互渗透，光电行业对本科学生实践动手综合能力的期望和要求也越来越高，传统的实验室管理方式与高校培养创新复合型人才目标存在一定的差距，难以有效满足学生参与各种实践学习的需要。因此，不断探索和更新实验教学管理方法和手段，充分发挥实验室和实验教学对培养大学生创新精神和实践能力的重要作用，是学校实验教学环节关注的一个课题。我校光电工程学院光电与测试教学实验中心，作为理工科实验中心，除主要承担学院的本科教学实验任务外，不断探索和创新实验开放管理模式，改革实验教学方法和体制，培养光电学生创新能力。

1 目前现状和存在问题

1.1 目前现状

光电工程学院成立于2006年，它与我校光电子学研究所院所合一，资源共享，教学与科研互相促进，创办教学科研并重型学院。光电工程学院下设测控技术与仪器系、光电信息工程系和光电子技术科学系三个系和光电与测试教学实验中心。光电与测试教学实验中心隶属于光电工程学院，现有实验室面积约700平方米，仪器设备近600台套，价值1 000余万元。中心下设6个教学实验室，分别是：光学工程与测试实验室、测控与传感技术实验室、仪器电路实验室、深圳大学―NI虚拟仪器联合实验室、光电子器件与技术实验室和深圳大学―欧姆龙传感与控制联合实验室。实验中心主要承担光电工程学院本科专业的课内实验、课程设计、毕业论文实验、创新实践等实践教学活动；同时，中心所有实验室向全校师生免费开放，学生除了按照统一安排的时间做实验外，还可以通过开放预约管理系统自主选择实验室，预约实验时间。学生通过免费开放的创新实验，可以得到进一步锻炼，提高实践能力、创新能力和科学研究能力。

2013年，根据广东省教育厅下发的通知，我校光电专业本科学生招生计划将在粤上升到一本录取。这些专业将不分区域面向全省招生，这意味着光电工程学院的本科生培养将完全按照一本院校培养方案计划要求进行，加强培养光电学生实践动手能力和科研创新能力是我们实验中心责无旁贷的核心工作目标之一。

1.2 存在问题

实验中心建立以来，对各实验室进行统一管理，各实验室负责各自工作范围以内的运行管理，每个实验室均责任落实到人，以确保实验室安全、高效使用。实验室为学院培养光电类人才提供了较好的实验环境条件和较高水平的实验教学服务。长期以来，本中心实验室基本上是采用传统的实验教学管理模式，很好地和任课教师一起完成了课程理论教学和实验教学任务，培养了大批优秀的光电专业本科生。但这种模式强调实验教学的共性发展而忽视了学生的个性发展，存在较大的缺陷：其一，在现行的教学模式和体制下，实验教学按照实验教学大纲和进度表进行，学生基本上根据教学给定的实验指导书和指定的实验任务内容预习、开展实验，属于被动式实验，学生的自主学习性和主观能动性在一定程度上受到限制，难以发挥学生实验学习的主体作用，许多学生到实验室做实验完全是为了完成实验任务和获得课程学分。与此同时，实验室的仪器设备一般情况只有在正式实验时使用，其余时间基本处于闲置状态，场地和设备资源利用率很低。其二，光电类学生因为属于一个光机电算的综合类专业，许多学生必须通过各种各样的实验实践才能获得实践动手和创新能力，他们为了解决在学习中遇到的问题或实现某些设计思想希望进行实验却找不到实验场所，只能在宿舍或图书馆等地方上网查看文献或在计算机上仿真模拟，因此，得不到真实的数据和真正的体验。针对上述问题，采取开放式实验教学和实验室开放管理是十分必要的，它能给学生提供一个充分开放和自由的实验环境，在教师的指导下由学生有步骤、有目的地学习相关知识，独立设计实验内容，培养独立思考和解决问题的能力，培养创新精神以及在共同完成任务过程中的集体协作意识。针对实验教学和开放管理过程中存在的问题，经过一段时间的探索和思考，我们总结和提出一些办法和建议供同行参考和商榷。

2 实验开放管理模式的改革与探索

光电信息类专业涉及光通信、光纤传感、光信息处理、光电对抗诸多学科，是一个实践性很强的专业，实践教学质量直接影响学生创新精神和实践能力的培养[2]。为了践行学校“有教无类、因材施教、厚积薄发、经世致用”的办学理念，以培养“素质好、基础好、上手快、转型快的事业骨干和创新创业型人才”，实验教学开放管理也必须从以下几个方面进行改革与探索，从而推进教学改革，提升教学质量：

2.1 实验教学思维模式和理念的转换

实验教学开放管理关键在于教师和学生思想的解放，打破传统的思维模式，转变实验教学理念，适应现代教学的需求，针对不同层次学生对实验实践的多元化需要，采取灵活多变的措施进行开放实验。

2.1.1 加大实验室宣传力度，鼓励学生走进实验室，提高开放实验室的使用效率

目前在校的部分理工科大学生思想观念还停留在认真上课、修满学分、按时毕业的保守状态，甚至部分学生只重视理论学习和考取好成绩以获得奖学金。而部分成绩不好的学生则得过且过，跟着教师走，实验只要完成报告即可。如何让学生爱上实验室，真正喜欢到实验室动手做实验，是一个从思想根源上需要解决的问题。只有学生本人真正意识到自己要成为一个合格人才，只有通过理论学习和不断实验实践相结合的途径才能实现，这样，实验室开放才真正具有培养高素质创新光电人才的意义。因此学院领导、任课教师和实验室教师需要通过学校、学院各种网络平台、授课平台和学生工作窗口等途径大力教育和宣传参加实际动手实验的意义，使学生从思想和思维上接受实验和爱上实验，变被动学习为主动学习和动手实验，从而达到锻炼学生实验动手的能力。

2.1.2 转变教师实验教学观念，在完成基本教学工作任务的基础上，大力推广各种开放性实验课题

实验教师和技术人员也要改变思想，除了按照实验教学大纲要求开设课程相关的实验外，还应以承担学校开放实验基金等项目为契机，以实施创新教育为主线，以加强创新人才培养为目标，对光电工程类实验室的建设模式以及实验教学进行开放性探索研究和尝试性实践。通过以科研促教学，扩展开放实验课题，完善实验教学课程体系，建立创新实践基地等措施，形成自己独到的实验教学体系和实验室建设新模式。根据学生的不同层次需求因材施教，引导学生作为实验主题，敢于学习和创新，提高实践能力，以培养大学生的创新意识和创新能力，全面提高学生的综合素质。总之，只有全院师生从思想意识上重视开放实验教学，才能使开放实验管理水平上一个新的台阶。

2.2 实验教学时间的合理开放与安排

要实现开放实验教学，还需要对现行实验教学课时进行组合和优化。因为实验室的资源固定有限，不可能随时接受学生无计划地进入实验室做无准备的实验。为了提高实验设备与实验用房的利用率，充分挖掘实验教学资源潜力，使学生有更多有效的自主学习、独立思考、参与开放实验的时间，我们将采用优化配置实验课程教学课时和学生开放实验分散错峰进行相结合的管理模式。

（1）实验中心将联合学院教务部门优化理论课程教学和实验教学，以教学实验中心实际情况为主，合理安排教学进度，保证实验教学主体目标的实现。如安排学生分阶段完成基础的电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、工程光学等实验后，待他们基本掌握实验室仪器设备的操作和使用方法后，再开设光电子技术、光纤通信、光电检测技术、液晶综合实验等实验课程。优化实验课程教学后，大二以后的学生具备了常规参与开放实验的基本技能，喜欢借助实验探索未知的知识领域。这样科学地安排实验教学时间，既减轻了实验技术人员的器材检修和准备时间，也避免了学生因盲目进入实验室做实验造成的尴尬局面。

（2）充分利用网络媒体等现代化工具，合理利用学校的勤工俭学制度，保证实验室全天候对学生开放[3]。要保证实验室对广大学生有效开放使用，时间管理上也要进行优化组合。如可以利用网络建立预约管理系统，学生可以提前预约，错峰分时实验。通过网络、电话和多媒体提前了解实验室资源的配置情况，从而事先预习仪器设备的使用操作方法，做好开放实验方案的可行性研究和充分准备，进入实验室后即可快速有效地进行实验研究。实验中心教师不可能时刻守在每个实验室指导每个学生的实验，我们利用先进的视频监控来辅助完成[4]，另外我们利用学校勤工俭学制度配备优秀的实验室助管学生和研究生助教，先培训他们熟练掌握实验设备的操作使用方法和常用测试技能，然后让他们协助实验中心教师轮换分时值班和指导学生的开放实验。这样大大提高了实验室开放使用的效率，保证了实验中心全天候对外开放。

2.3 实验资源的科学配置和有效开放管理

（1）开放实验教学对实验室管理提出了更高的要求，由于课题的开放性和实验内容的广泛性，对仪器设备，实验代课教师，实验室工作人员都提出了更多、更高的要求，要使开放实验教学规范有序、顺利、高效地进行，科学规范的管理必不可少[5]。学校和学院对实验中心十分重视，投入了大量的财力和物力。目前实验资源配置都是优质一流的硬件，实验中心对从模数电子技术综合实验平台、光学平台、全息技术实验平台、光电综合实验平台到光纤传感检测等光机电算系统进行了较为科学系统地配置。实验中心教师还根据学院专业的特点和最新业界发展形势，自制了大量的仪器设备，如PLC传感与控制实验装置等。实验中心还与一些知名公司合作，引进业界最新技术，建立了校企联合实验室，如深圳大学―大恒光电联合实验室、深圳大学―欧姆龙联合实验室、深圳大学―NI虚拟仪器联合实验室。通过这些措施，实验中心资源配置充足完善，完全可以满足光电学生开展各种各样的开放课题实验的要求。

（2）为了有效进行开放管理，需要建立健全规章制度，保证实验室规范有序地运行[6]。实验中心为了充分利用实验教学资源并发挥其效益，根据我院现有实验教学资源和各专业教学大纲，基于实验教学资源共享的原则，对实验教师、实验仪器与设备、实验消耗材料及实验用房等分别制订科学管理条例，如《实验室开放管理办法》《实验器材管理办法》等。经过较长时间的探索和实践，摸索和总结出一条切实有效的实验器材开放管理办法―分门别类、标签编号、归类存档、统一收放、借用登记、专人负责。

2.4 实验师资队伍的提高建设与优化[7]

当然，开放管理运行的成功与否最终还是由人来决定的。因此建立一支强有力的实验师资队伍对实验中心建设至为关键。实验技术工作比较烦琐，选拔一批思想品质好，任劳任怨的教师和技术人员承担实验教学管理工作是十分必要的。只有具备高度责任心的实验师资队伍，才能胜任实验室开放管理的重任。有了责任心，实验师还必须有技术，业务能力强。光电学科涵盖了光机电算的许多知识点，实验教师和实验技术人员也必然要熟练掌握这些方面的知识，否则难以指导学生和管理好实验室各种仪器设备。实验中心利用寒暑假分批选派实验技术人员外出进修学习各种知识，联系业界龙头企业专家来学校培训实验技术人员，使实验教学师资队伍的业务水平得到不断提高和知识结构的不断优化。

3 结束语

通过实验教学开放管理的探索和实践研究，实验中心摸索出一条适合光电工程学院实际情况的开放管理模式和分散错峰的实施办法。本中心实验室实验教学资源利用率得以大大提高，实验室全天候开放，为学有余力的学生提供了一个锻炼动手能力的机会和环境。学生可以在实验室进行各类课外科技创新实验或自主开放实验，从而使光电学生日后走向社会具有更好的实用本领、竞争实力和创新能力。

参考文献

[1]陈鹤鸣，范红，钱晨.光电信息实验室建设的探索与实践[J].光学技术，2007（S1）：307.

[2]薛巧巧，吴援明.光电信息类专业实践教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2010（8）：255.

[3]白云，柴钰.加强开放式实验教学 培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2010（8）：112.

[4]张宇，莫蓓莘，汪安泰.深圳大学的开放式实验教学体系[J].实验室研究与探索，2010（8）：255.

[5]王福娟，蔡志岗，王嘉辉.光信息专业开放实验的探索与实践[J].大学物理实验，2012（1）：78-79.

篇(5)

【关键词】创新精神；实践能力；工程教育

《高等教育法》明确规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。所以，发展创新教育、培养创新人才是高等院校的重要使命，也是世界高等教育的发展趋势。特别是国家把创新人才的培养，作为实施科教兴国战略，构建国家创新体系的重要内容，作为教育发展和改革的主攻方向。高等工程教育作为高等教育的一个重要组成部分，主要培养目标是为国家和社会培养高素质的工程技术人才。随着时展、科技的进步，高等工程教育面临着新的挑战与发展机遇，这就要求广大高等工程教育工作者认清形势，抓住机遇，大力拓宽学生的专业知识，养成学生较高的工程意识，而且站在新的高度关注学生创新精神与实践能力的培养。

传统的高等工科教育十分注重知识和技能的传授，注重具体专业的实践能力培养与训练，多数毕业生只能胜任按所学专业分配的工作。然而，当今世界知识更新、技术进步之快和不同学科交叉之广不可避免地造成所学与所用之间的脱节。随着高等教育大面积普及和拓宽专业、加强基础的改革，毕业生的能力将更多地体现在知识更新能力、处理问题能力、创新意识、创新能力。

21世纪“创新教育”是一种新的教育模式，它以培养学生的创新意识、创新精神、创新思维、创新能力和创新人格为基本价值取向，它是指在新的教育思想观念指导下，运用现代教育技术和方法，促使受教育者个性不断得到发展，形成适应经济、科技、和社会发展需求，能够不断创新的知识、能力、和素质结构。

一、高等工程教育创新教育体系的构建

高等工程教育培养学生的创新精神与实践能力是一个系统工程，我们必须从时代大背景出发，更新教育思想，转变观念，构建新形势下的创新教育体系。所谓创新教育体系，是指建立在素质教育和学生个性发展基础上，高等学校采取各种教育手段，培养学生创新素质，提高学生创新能力和水平，以培养适应时代要求、具有创新意识和创新能力为目标的高等教育体系。创新教育体系的构建，就是把创新教育作为一项系统工程，通过对学校教育教学的目标、课程体系、教育方法和手段以及校园文化等诸多要素进行较为深刻的变革，从整体上形成一种在过程和结果上都具有创新特征的教育环境和教育氛围，并在实践中逐渐形成一套具有固定行为特征的教育表达方式，产生鲜明的教育特色。

1.树立适应创新型人才培养的教育观

要想培养创新型人才，首先要改变原来的知识型教育观念，推崇可持续发展的教育观，将“培养学生利用已知去探索未知”作为培养工作的核心，把学习能力、创造精神和创新能力的培养确定为高校最重要的培养目标。教师应将知识型教学改为研究型教学，除了向学生传授知识，更要引导学生探索未知世界作为教学的目的，通过不断地构建各个级别的探索空间并将学生引入这一空间，激发学生的探索兴趣，使其积累探索经验和方法，不断地增强他们的探索创新意识。要真正树立起适应与创新相统一的以培养学生创新精神和实践能力为重点的全面发展的素质教育观。在教给学生基本知识、基本理论的同时，注重教给学生做人之道、治学方法和创新能力，在此过程中潜移默化地培养学生的创新精神。同时，把教学当作师生双方相互学习、相互探讨的过程，教学相长、尊重学生的主体作用和主动精神，注重开发学生的潜能。

2.突出学生创新能力和个性的培养和发展，营造创造性环境

注重学生创新精神、创新能力的培养，鼓励学生自主学习，勤于思考，勇于创新，要坚持不懈地推崇创新，追求创新，同时为学生创造能力的发挥提供一个宽松的环境和氛围，把具有创新精神和创新能力看作是大学生必备素质，使学生建立起献身科学，敢于怀疑，敢于批判的科学精神。学生的创新精神和创新能力来源于学生个性的充分发展，我们应鼓励学生发挥自己的能力和特长，营造一个使学生个性得以自由发展的宽松的氛围，使学生敢于表现个性，敢于突破，敢于创新。只有这样，我们才能在高等工程教育实践中做到尊重学生个性，不断促进学生创新精神的养成以及创新能力和实践能力的培养。

3.改进教学方法和教学评价制度

改变传统的以学科知识体系为线索，“以教师为中心”的灌输式教学方法，课程的教学方式可以不拘一格，可以以课堂讲授、专题研究与讨论、工作室、项目、案例分析、课程设计、网络课程进行自学等多种教学方式进行。积极实行启发式和称为“头脑风暴”的讨论式教学，激发学生独立思考和创新意识。特别要转变由教师单向传授知识，以考试分数作为衡量教育成果的唯一标准，改革现在考试模式，建立一种有利于发现创新型人才、培养和提高新的教学评价制度，使之能够综合体现学生的知识、能力和素质水平，推行德、智、体、美综合评价。

4.积极推进教学内容和课程体系的改革

加强工科大学生创新能力的培养是当前高等工程教育改革的重要课题，教学内容和课程体系是人才培养的主要落脚点，也是教学改革的关键。为了适应新的人才培养规格，应按“重构基础、突出现代、反映前沿、交叉综合”的思路，整合课程体系，改革原有的教学内容、课程体系，形成有利于创新精神、创新思维和创新能力发展的教学内容和课程体系，以适应时代的要求。改变过去教学内容划分过细，各门课程过分强调各自的系统性、完整性的状况，加强不同学科的交叉和渗透。学科设置应综合化，打破课程界限，开设跨学科、跨专业的课程。在课程体系上要大力优化与重构，打破传统的体系框框，按知识、能力、素质协调发展的要求来重新设计与科技、社会发展相适应的教学计划和课程体系，培养复合型人才，使学生在未来工作中具备全面素质及创新能力。

5.改革实验实践教学，培养学生的创新精神和实践能力

实验与实践教学对于培养学生创新精神、实践能力和创业精神，提高综合素质起着至关重要的作用。创造思维是基于实践始于问题的，创新能力是在不断地解决实践问题的过程中锻炼培养出来的，要克服目前重理论轻实践的倾向，不断改革实践教学的内容和模式，站在培养创新人才的高度研究和解决实践教学中的问题，让学生在广阔的社会实践中，锻炼培养自己的创新能力，并在实践中磨练意志，提高承受挫折的能力，培养百折不挠的进取精神，锻炼思想的敏锐性。

二、我院在培养创新人才方面的实践与探索

21世纪的创新教育是面向全体大学生进行的创新素质教育，必须从改革教学体系和“学习环境”（教学模式、实验模式、考核模式等）入手，重新构建创新教育体系。于是，我们通过在几个不同的工科专业本科教学中实施为期四年的创新教育改革实践，初步探索了影响新型人才成长的教育“环境”因素，确定了教学改革内容、改革目标和急需解决的问题：

1.“创新设计”课程教学设计的改革与实践

“创新设计”课程是培养大学本科低年级学生创新意识的重要环节，主要是通过采用专题研究与讨论、游戏、竞赛等多种形式，教学方式可以不拘一格，关键形成一个师生平等、互动的环境，让学生通过不断的尝试、体验，逐渐培养求异、创新的意识，在教学过程中要努力营造创新性的氛围，把学习过程变得丰富多样、有趣，保护、挖掘学生创造的“灵气”。同时，课件的设计既要符合这个层次学生的知识水平，又要有足够的拓展空间。在这个问题上国外大学已有过类似的尝试，在我院与英国大学合作开设的课程当中也采用了他们的部分课件，我院还先后有12位教师专门到英国考察学习、借鉴他们的经验，设计了一系列能够培养创新意识的课件。

2.专业课教学模式的改革

专业课教学是培养创新能力的重要环节之一。在我院各专业新修订的教学计划中提出了每个专业设几门以学生活动为主、教师讲授为辅的专业课，如“计算机辅助工程设计”、“机电一体化控制系统设计”和“自动控制系统设计”，“光电检测技术”等。我们一般先重点在几门课程中开展教学模式的改革，突出以学生为中心、边干边学，积累教学内容、知识结构、组织方式、考核方式等方面的经验，然后编写出各自专业教学讲义和经验总结，由点带面，逐渐向其他专业课教学中推广。

3.实践教学模式的改革

我院课程体系的改革把培养学生实践动手能力和创新能力放在显著位置，除了开设一些常规的验证性实验、模仿型实验，用以培养学生的实验技能。在此基础上我们设计出一系列自立设计型、综合性、创新性实验，让学生自主选题，自行讨论方案，自己组织实施。实验内容结合学科的发展，使学生能体会到学科发展的新动态，且难度适中，适合本科生的实际水平。这些实验给予了学生自我发挥的余地，充分激发学生的创造性思维，为学生将来从事前沿创新的工作打下基础。

4.学生科研实践的开展与创新实践基地的建设

为了鼓励更多的同学进入实验室，加入到老师的科研工作或企业的技术开发工作，我们增设了“研究开发与实践”选修课程，旨在给高年级学生创造实践锻炼的机会，使学生在校期间就有机会参与科研活动。这样有助于学生加深所学专业知识理解，提高科研、实践能力，更加明确学习目的。现在，我们计划从现有条件出发，组建一个学生课外科技活动实验室，配备基本的设备，全天对学生开放，与此同时加强校外创新实践基地的建设，通过与企业项目合作、派高年级学生帮助企业进行技术开发实践等途径建立更加稳固的校企联系。这些提前参与科研工作同学成绩显著，其中有二十多位学生以第一作者名义公开发表了学术论文。有四篇被EI索引收录，两人获深圳市科技进步三等奖，5人获“挑战杯”广东省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖，有14位学生参加中南赛区“机械创新大赛”获一等奖一项、二等奖二项。根据我们毕业生跟踪调查反馈，用人单位普遍反映这些学生理论基础扎实，动手实践能力强。

通过教学改革的实践表明，高等工程教育工作者必须站在战略的高度关注学生的创新精神和实践能力的培养，把创新教育摆在人才培养的突出位置。我们的教学改革必须始终坚持以学生为中心，无论是课堂教学还是实践教学，都从学习者的学习成长过程与环境这一视角来观察分析问题，这是与素质教育、创新教育本身是一致的。我们必须构建全新的教育环境，使学生通过大学学习成为具有强烈创新意识、雄浑激昂的创新精神、高水平创新实践能力的新型人才。

【参考文献】

[1]阮双琛．21世纪初高等教育教学改革项目“理工科大学生创新教育体系及其实践基地建设”申请书．

[2]杨新春，许珂敬．论创新型人才培养方案的建立[J]．黑龙江高教研究，2001，（3）．