前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的光電子行業分析主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:光電子信息產業;國際競爭力;產業政策
中圖分類號:F27文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)30-0190-03
引言
光電子技術及其產業已成為當今世界高科技產業中的主導產業之一。有專家預測,2010―2015年,光電子產業可能會取代傳統電子產業,在21世紀將成為最大的產業,并成為衡量一個國家經濟發展水平和綜合國力的重要標志之一。光電子信息產業作為武漢市四大產業之一,也是湖北省的重要產業支柱。自2001年由國家科技部、發改委批準在武漢建設第一個國家光電子產業化基地以來,“武漢?中國光谷”發展迅速,已經成為中國在光電子信息領域參與國際競爭的標志性品牌。但同時我們也看到一方面武漢光電子信息產業不僅要面對來自國內其他地區的競爭,更重要的是面對來自美、歐、日等發達國家光電子信息產業的競爭。武漢光電子信息產業如何在進一步對外開放條件下增強產業的國際競爭力,是我們目前面臨的重要課題。
一、武漢光電子信息產業國際競爭力比較
由于光電子信息產業鏈覆蓋面廣,產業外延不斷擴展,各國的光電子產業的相關數據資料的統計口徑也有差別。因此,本文選取產業規模(包括人均產業產出)和研發投入(包括人均研發投入)指標對武漢光電子信息產業的競爭力進行比較分析。
1.產業規模
作為武漢光電子信息產業的主要聚集地,2007年武漢東湖高新區內光電子信息產業實現427.69億元,同比增長21.87%,占高新區總收入的38.22%。“武漢?中國光谷”目前已發展成為中國最大的光纖光纜制造基地,中國光通信領域實力最強的科研開發基地,中國最大的IC卡網絡產品生產基地和最大的激光設備生產基地,其光纖光纜生產規模已位居全球第三,2007年全年生產光纖1 200萬公里、光纜300萬芯公里,占有50%的國內市場,國際市場占有率也達到了12%;器件和系統占有40%的國內市場,國際市場占有率達8%;光電子器件的開發與生產能力已進入全球前五位。“武漢?中國光谷”已在光電子信息產業方面形成了產業分工明晰、上下游產品配套齊全的產業鏈格局。在一些領域具有了相當的生產規模,形成了一系列擁有自主知識產權的產品,產生了一批能參與國際競爭的光電企業,在國內光電子產業發展中占有領先地位。但是就整體而言,與光電子信息產業發達國家相比在市場規模、市場占有率上還有較大的差距。例如,2004年美國的光電子產業規模達到2 360億美元,日本達到696.7億美元,德國143.8億歐元(2007年德國的光電子產業規模達到223億歐元)。在人均產業產出比較上,差距也比較明顯(如圖1所示)。
圖1光電子信息產業人均產值比較
資料來源:武漢的數據來源于參考文獻[6],日本和德國的數據來源于參考文獻[4]和[5]。
2.研發投入
在總體的研發投入上,中國高新技術產業的研發投入比例與發達國家還存在較大差距(如表1所示)。
在光電子信息產業人均研發投入上,我們與發達國家的差距也比較大(如圖2所示)。
圖2光電子信息產業人均研發投入比較
資料來源:武漢的數據來源于參考文獻[6],日本的數據來源于參考文獻[5]。
二、提高武漢光電子信息產業競爭力的對策建議
1.提高技術水平和自主創新能力
光電子信息產業的技術水平與創新能力是產業競爭力的決定因素,是提高武漢光電子信息產業競爭力的核心環節。
首先,要加強武漢光電子信息產業的基礎研究。光電子信息技術學科是融合光子、微電子、通信、信息、計算機以及機械和材料技術等多個學科的新興邊緣交叉學科,基礎研究是支撐光電子信息產業可持續發展、提高競爭力的重要環節。在基礎研究方面,政府的作用至關重要。一是制定發展戰略,要根據國家未來戰略的需要(國家“十二五”規劃)和武漢光電子信息產業的資源狀況,進行科學合理的規劃,集中力量,從光電產業某些重點領域突破帶動更多領域的突破,實現戰略布局。二是要制定政策,對市場力量還不能有效發揮作用的產業共性技術開發、產業公共創新平臺建設、戰略高技術產業培育等領域給予扶持,并列入發展計劃。在制定規劃上要適當超前,可以組織召開大公司、大學、大型科研機構負責人的聯席會議,分析全球市場及技術走向,確定重點發展領域和方向,進行新一輪光電前沿技術和產業的規劃、布局。其次,要加強產業政策引導,發展本地技術創新網絡。由于光電子信息產業具有多學科交叉綜合、產業技術群體性強的特征,產業技術創新具有集群性、基礎性、協同性等基本特征,因此合理配置整個社會資源,產學研合作,發展技術創新網絡是提高武漢光電子信息產業競爭力的有效方式。政府的產業政策導向應促進創新要素有效地向產業基地(園區)集中,形成專業化、社會化的生產。另外,政府要加強對行業性組織發展的引導,促使區域經濟具有整體協調優勢,增強競爭力。最后,要完善自主創新激勵機制。提高光電子信息產業自主創新能力,關鍵在人才,政府可以在激勵制度建設上大膽創新,吸引國內外光電子技術領域的高層次人才,提高武漢光電子信息產業的技術創新能力。首先要完善對技術研發人員的激勵制度。在企業、特別是在國資控股的龍頭企業中,對企業技術、管理、經營的骨干人才實行股權激勵制度,廣泛推行以股權等非固定的風險收入為基礎的多種長期激勵機制,探索適合科技創新型企業發展的各種智力要素參與收益分配的形式,增強對高素質人才的凝聚力和吸引力。
2.培育核心環節,提升產業鏈競爭力
隨著全球經濟發展趨勢的變化,在全球產業分工體系中,產業競爭力并不必然地由產業層次所決定,而是更主要地體現在創造附加值的能力上,體現在核心技術、品牌、銷售網絡(渠道)價值鏈高端環節上,體現在整個產業鏈的控制力上。要提高武漢光電子信息產業鏈的國際競爭力,需要實現武漢光電子產業集群的升級,逐步從簡單的加工貿易環節向產業價值鏈中上游的核心部件的制造、研發、品牌經營和市場銷售、技術許可、技術服務、專利及技術標準經營等高增值的環節推進。為此,一是要進一步掌握和提升核心技術,特別是內生型的核心技術;二是提高企業的對外合作水平,提高合作層次,重點加強在技術、資本層次上的合作,而不是只做簡單的代工;三是在招商引資上,要重點引進資金密集、技術密集型的企業;四是要培養和創造高層次的生產要素。
3.完善融資服務
首先,完善中小型科技企業信用擔保體系。制定一系列財政支持、稅收優惠的政策法規,鼓勵并建立科技型中小企業信用擔保體系,解決中小企業融資難的問題。具體包括:政府為科技型擔保機構提供資金支持,為科技型中小企業信息擔保機構拓寬資金籌措渠道;對科技型中小企業信用擔保機構實行免征營業稅和所得稅的優惠政策等。其次,建立光電子信息產業發展基金。產業基金主要圍繞根據國家光電子信息產業發展戰略和發展規劃制定的武漢光電子產業發展重點領域,重點支持武漢國家光電子信息產業基地和產業園區的光電子產業化技術項目,要通過產業基金,推進光電子信息技術核心領域和前瞻性技術領域的發展、扶植行業骨干企業成長,并通過政府背景的產業基金,引導光電子領域風險投資的發展。最后,支持區內企業上市融資。要充分發揮證券市場的融資功能,根據主板市場的上市要求,加強對核心產業集團的改制和上市輔導,積極籌措社會資本,解決產業大規模發展的資金來源。
參考文獻:
[1]穆榮平.中國高技術產業國際競爭力評價指標研究[J].中國科技論壇,2000,(3):28-32.
[2]溫海峰.構建高技術產業競爭力評價體系的思考[J].財貿研究,2004,(6): 63-69.
[3]衛平,等.中國光電子產業競爭力評價和分析[M].北京:中國標準出版社,2007:2.
[4]王灝.光電子產業創新網絡的構建與演進研究[D].上海:華東師范大學,2009:6.
[5]Okuma Y,Naka,jima M.近年日本光電子產業現狀[J].激光與光電子學進展,2005,(1):47-55.
光電產業競爭環境
光電產業是指采用光電組件作為關鍵性零組件的設備、器具及系統的所有商業行為所組成的行業。其大致可以分為激光、液晶顯示、LED、光纖和光通信設備等。作為二十一世紀最重要的朝陽產業之一,中國也在該產業的發展在出臺了許多的政策。筆者將從競爭環境的優勢和劣勢兩個角度來分析研究其發展狀況。
目前,中國光電子產業發展優勢較明顯,主要體現在一下幾個方面:
一是人才基礎優勢。到目前為止,國內擁有一大批高等科研院所,比如中科院長春光機所、中科院西安光機所、武漢郵電科學研究院、華中科技大學和武漢理工大學等等。它們每年都為中國的光電產業輸送了數以萬計高層次人才。特別是有著中國“光谷”之稱的武漢設立了東湖高新技術開發區,其占地達到50平方公里,同時在人才的集聚方面有著強大的吸引力,使得人才得以更加高效整合
二是技術優勢。近些年來,中國在光電子科學技術領域取得了比較大的發展,使得大量的研究開發轉換成為了有競爭了的成果,一舉使得我國各學科細分門類更加齊全、科研實力也更趨雄厚國家。例如,長春光機所在應用光學、空間光學、航空成像、光柵技術和光電對抗等領域都有著絕對的優勢。武漢郵電科學研究院與華中科技大學等武漢地區的高等科研院所則是在激光加工、工業激光器、光纖傳感器和光通信等科研方面在國內處于領先地位。中國在光電子產業領域的技術優勢在目前國際上來看是比較明顯的,這一領域也是我國與發達國家差距較小的領域之一,也是中國光電子產業不斷形成具有自身特色的競爭優勢的最為有利方面。
三是產業基礎優勢,著重體現在產業基礎發展健全,產業基地布局全面。首先作為中國光谷的武漢現已發展成為中國最大的光纖光纜制造基地,中國光通信領域實力最強的科研開發基地,中國最大的IC卡網絡產品生產基地和最大的激光設備生產基地,其光纖光纜生產規模已位居全球第三,光電子器件的開發生產能力已進入全球前五位。尤其在光纖光纜、光電器件、通信系統、激光設備、通信電源、軟件等領域形成了一系列擁有自主知識產權的拳頭產品,產生了一批能參與國際競爭的光電企業。具有代表性的企業有長飛光纖光纜、烽火通信、華工激光、楚天激光和團結激光等。
其次在珠江三角洲地區形成了以LED為核心的光電全產業鏈布局,并且使研發和市場有機地結合了起來,提升了研發成果的轉換和企業的效益。現已經形成了以廣州、佛山、深圳、汕尾、東莞等城市為主的LCD和OLED產業基地,以東莞、深圳、惠州、江門等城市為主的LED產業基地。特別是在LED領域,珠三角現已經成為全國最大的LED封裝基地,且占全球的比例超過一半。
四是市場優勢,主要體現在國內有著廣闊的市場需求。首先在LED封裝領域,我國占到了超過一半的世界市場份額;其次以華為、中興和大唐為首的一批中國企業在世界光通信領域具有較強的比較優勢和創新研發能力,且華為在通信設備的市場份額達到了世界第一位,其銷售額接近三千億元人民幣;最后光電子產品應用領域較廣,我國較大的人口基數和中西部地區的通信光纜的升級改造為我國光電產品提供了長足的發展空間。
五是政策優勢,表現為國家大力支持科技創新和發展。首先國家確立了創新驅動發展戰略,出臺了一系列支持高科技產業發展的優惠措施;其次國家提出大眾創業、萬眾創新的暢想,并鼓勵科研院所的科研成果轉換和軍工產品的民用化。而這些政策措施都將會促進光電產業的快速發展,提升科研院所的光電產品研發積極性。
目前,光電產業已經成為中國舉足輕重的產業,受到了國家、地方政府、科研院所和企業的高度重視。雖然目前中國在LED的生產封裝、液晶顯示和光通信等領域在世界上有相當大的影響力,但是經過細致的分析,仍然會發現很多較為明顯的不足之處。
一是產業規模發展不均衡。我國目前的光電產業規模主要集中在LED生產封裝、太陽能電池、液晶和光通信領域,但是在激光、光成像和高端光器件領域的規模較小,且競爭力不足,仍與發達國家有相當大的差距。
二是產業鏈不健全。從產業價值鏈來看,光電子產業本身的價值鏈較長,且具有相當大的發展潛力。但從中國光電子產業的發展現狀來看,這種潛力遠未得到有效發揮。其中最主要的問題是本地化生產體系不完善,沒有形成完整的產業鏈,導致需求外溢。例如長飛光纖光纜公司的配套供應60%左右來自國外,而烽火通信科技公司的光傳輸設備中的國外配套30%左右。與此同時,雖然我國是全球最大的液晶面板生產商,但是液晶生產線大多是引進自夏普和三星,造成本國企業的利潤并不高。而在發達國家的一些地區,衍生出來的小企業在整個產業鏈中擔當者極其重要的角色,它們能夠滿足大公司的各種需求,輕松的進入了大企業占重要地位的的生產鏈。大量的衍生企業不但滿足了大公司的生產需求,優化了整個光電產業的生產體系,更為重要的是提高了該產業鏈的競爭優勢。
三是技術創新研發能力存在明顯的不足。雖然目前我國是光電產品的生產和銷售大國,但是在產品的研發創新方面仍有很多劣勢。一方面是我國光電產品的核心組件大多需要進口,產品的加工工藝也很多來自國外引進。正是這些核心技術尚未掌握導致了目前很多光電產品的生產加工仍然處于整個產業鏈的下游,其投資收益并不高,一旦發生惡性競爭就會導致整個產業鏈的摧毀。另一方面是科研院所的科技創新轉換能力還很不足,這就導致一些科研成果僅僅是理論數據,并不能有效的轉換為能給企業帶來經濟收益的產品,相應地也降低了科研院所的創新收益。參考文獻:
[1]徐愛民.中國光電子產業發展研究.長春:吉林大學,2006.
[2]王琳.中國光電產業現狀與中國光學光電子行業協會發展.激光與外,2006(36):818-820.
[3]趙國浩.企業核心競爭力理論與實務.北京:機械工業出版社,2005.
【關鍵詞】光電子技術,課程體系,工作過程
由于光電子技術是高新技術產業,行業技術更新快,覆蓋領域寬,對技術人員的素質和能力提出了更高要求,而目前高職光電子技術專業在人才培養模式、教學內容上仍舊存在不少問題和局限,導致這一結果的很重要原因是專業課程體系陳舊,仍然沿襲以學科為本位、以傳授系統理論知識為主體的模式。因此,要糾正人才培養和就業需求之間的偏差,就必須以新的職業能力內涵為目標,改革課程體系,反映光電子技術信息產業的發展和多樣化需求。
一、課程體系的形成與發展
高職在培養人才的過程中,課程體系建設是最基本、最關鍵的因素和環節,如何針對高職課程體系現狀,按照“質量工程”的精神和要求,研究課程體系改革措施和實用教材,對于高職不斷提高創新人才培養能力具有重要的理論和現實意義。光電子技術專業課程改革必須圍繞崗位群以知識建構和應用能力培養為重點。
二、課程體系改革的核心內容
1.解決人才模式的培養,進行“教、學、做”一體的工學結合人才培養模式改革;
2.解決課程體系改革,要深入企業進行調研,課程改革要根據企業行業的崗位需求,新的課程體系強調動手,實行對學生光、機、電、計算機一體化的訓練;
3.解決具有高職特色的高質量的教材,加大和企業合作,合編一批任務驅動式教學(項目式教學)的高職教材;
4.解決雙師型教師隊伍問題,教師要到企業進行定崗工作半年以上,專業全體教師都要具備雙師素質,另外要加大行業專家、能工巧匠、技術能手參與專業建設力度;
5.解決實驗實訓基地建設問題,與企業合作加大校內外實驗實訓基地的建設,保證實踐教學的效果;
6.解決為企業提供技術開發與技術培訓問題,為企業提供技術開發和培訓為企業解決問題,達到學校企業雙贏的目的,同時進一步發揮全省乃至全國本專業的引領作用。
三、以工作過程為導向重構專業課程體系
課程設計和體系構建是其中應當首先重點解決的問題。結合近年來的辦學實踐,本專業教師對此進行了一些探索,嘗試構建一個光電子技術專業高職教育課程的新體系。
1.樹立以技術為核心的高職教育課程觀
以就業為導向,以能力為核心,面向市場、面向技術、面向應用,培養綜合素質優良的高技能人才,是當前高職教育的辦學方向,也是確立高職教育課程理念的依據。
2.“學習領域課程開發”操作流程
理論課與實踐課是高職教育課程體系中的兩種課型。這兩類課程在教學過程中通常是平行或是分離的,實踐教學和理論教學計劃在內容上協調不充分,兩個學習場所(即課堂與實踐教學場所)完全分開,甚至教師也分為理論課教師和實踐課教師。
3.組織召開實踐專家研討會,確定典型工作任務
典型工作任務一般是通過實踐專家研討會的方式,從工作分析中得到的,這是職業課程開發的基礎。
4.組織召開教學研討會,將典型工作任務轉換為學習領域
召開教學研討會,對典型工作任務進行梳理、歸類、整合,進行典型工作任務描述。在此基礎上,按照學習規律,將其轉換為學習領域課程,并按照學習領域課程名稱的命名方法,確定專業核心能力培養課程,完成學習領域描述表。
5.確定課程體系
根據認知及職業成長規律,按照由簡單到復雜的順序完全重構本專業課程體系。建設過程中,遵循“以工作任務引領專業知識、以職業資格證書的標準規范課程內容”的基本原則,將職業標準融入職業教育課程,使課程能夠提供給學生實際工作中所需要的知識、技能和態度。
6.設計學習情境,細化課程內容
學習領域課程內容,應以從業中實際應用的經驗和策略的習得為主、以適度夠用的概念和原理的理解為輔。課程內容序化的最重要的目標指向,在于如何使學習的主體――學生容易地接受這一序列。
7.制定課程標準
課程標準按照專業教學標準要求制定,體現以工作過程為導向的課程體系的總體設計要求,突出職業能力和素質培養的特點。
8.課業文本設計
課業文本設計是學習領域課程實施的關鍵環節。實現具體的教學情境,應精心設計每一個教學單元,注重理論與實踐的一體化,以學生活動為主建立適合學生活動的教學組織方式,改變傳統適合學生聽講的方式,以小組教學為主要形式來組織實施,以便于建立彈性化的活動教學方式。
【關鍵詞】電子信息技術;應用;特征
0.前言
現代社會快速發展下,電子信息技術手段逐步成為各行業領域之中的一大應用主體,怎樣更加科學有效的應用該技術手段,激發其核心潛能價值,為現代社會市場經濟建設服務,則變成了當前我們應重點關注的問題。
1.電子信息技術重要內涵
電子信息技術主要是通過電子技術實現信息資源的獲取、傳輸、應用以及處置。具體來講,電子信息技術涵蓋傳感技術、通信應用、計算機網絡以及信號處理技術等。當前,電子信息技術漸漸滲透到了生產制造通信設備、計算機系統設備以及微電子元器件、音頻視頻設備、信息設備、軟件工具、信息服務行業、網絡建設等眾多產業之中,并漸漸獲取了各大行業的認可以及重視。
2.電子信息技術應用包含的問題
電子信息技術應用階段中,雖然取得了顯著的成效,然而卻始終包含一定的不足問題。首先,電子信息技術總體力量較為薄弱。無論在人力資源或是技術力量上均存在一定的不足,此問題恰恰變成對我國電子信息技術快速發展的主要制約因素。雖然,我國一些高校在培養電子信息技術專業人才上下大力氣、投入了較多精力,并取得了令人可喜的成績。然而高等院校培養的技術人才多停留在單一型層面,他們所從事的電子信息技術研究領域也較為單一,因此呈現出了我國復合型人才技術力量薄弱的問題。另外,該類電子信息技術人才水平有限,致使行業嚴重缺乏高端水平的電子信息技術人才。這類狀況在較大層面影響限定了我國電子信息技術快速、健康運行發展。
從環境條件上來講,由于資源匱乏,因此也對電子信息技術形成了負面影響。引發該現象的主體成因在于,一些假冒偽劣、質量較差的電子信息產品充斥著行業市場,一些不法分子知法犯法,對知識產權成果進行侵權的問題、產品盜版走私、非法販賣、企業單位互相之間的不良競爭等,均使行業發展陷入了惡性循環。令我國電子信息技術在世界領域、國際市場之中的核心競爭力不良降低,同時還縮減了電子信息技術在我國的建設發展核心潛力。因此,我們應主力為電子信息技術手段的應用開創優質的發展環境,方能全面激發信息技術人才最大化發揮技能水平,全面推進電子信息技術市場的良性循環以及持續發展。
當前,在我國建設的電子信息技術有關產業機構存在一定的不合理性。這在一定層面使得我國生產的電子信息技術產品同世界先進水平相比,存在較大的差距。雖然,我國建設電子信息技術產業具有較好的發展前景,然而由于產業機構的不科學,影響了電子信息技術在我國的高速更新與升級。僅有積極突破以往產業機構的規劃設置,依照我國電子信息技術手段的內在特征以及發展狀況,創建形成更加完備合理的電子信息產業機構,方能全面推進該行業的穩定、持續與健康發展。
3.電子信息技術應用特征
作為計算機系統發展應用的主要特征,電子信息技術逐步在網絡環境下實現了更廣泛的應用。例如,智能集約化應用。可以這樣說,智能化始終為計算機系統發展建設進程中的核心方向。計算機職能需要利用科學研究而實現,通過現代化網絡技術手段可對人們從事的思維活動、有關感覺行為做合理適度的模擬,并就有關信息進行集約化的處理、綜合性的邏輯分析。再者,電子信息技術的應用體現了網絡數字化特征。現代社會持續廣泛的應用計算機系統技術過程中,網絡漸漸變成了計算機以及信息技術全面融合的產物,計算機因其高清晰度、高優質性的數字處理手段,透過網絡運行,完成信息資源的交流傳輸、互動以及共享應用,進而實現了網絡數字化發展的最終目標。
高效便捷性是電子信息技術的又一應用特征,事實上,計算機網絡技術手段最突出的特點便是高效便捷。在匯總集成各類重要信息資源的同時,借助計算機電子信息技術手段,可令各類管理任務均快速、優質、簡便的完成。
4.電子信息技術應用發展
4.1集成化應用發展
電子信息技術建設發展階段中,系統集成電路生產制造手段為核心部分,其作為硬件產品的重要環節,應用范疇日益擴充,涉及到計算機CPU、IC卡等領域。事實上,集成電路技術成為了我國研究開發高科技成果的一個典型代表,即便在世界經濟領域均發揮了至關重要的作用。同時,系統集成電路技術產品芯片隨著面積的增長,其集成度漸漸提升,而尺寸則變得更小,系統功能更加完備。因此,在未來的發展進程中,系統集成電路將向著細微化以及硅片大直徑的方向繼續發展延伸。
4.2光電子技術應用發展
電子信息技術由以往的光電子以及電子學階段逐步向著光電子技術快速發展。同時,后者漸漸衍生出來兩類學科,即能量光子以及信息光子學科。依照市場建設發展以及自身具備的規律特征,上述兩類學科實現了更大的進步與更新,并漸漸向著創建現代化光電子信息領域以及光電子交叉領域的方向繼續發展,其規模之大、速度之快我們無不為之感嘆。
5.結語
總之,伴隨我國現代科學技術的快速發展,電子信息技術正漸漸壯大。通過實踐足以證明,電子信息技術手段同總體科技水平密切相關。因此我們只有明確電子信息技術內涵、實踐應用特征,清晰其主體應用方向、實踐發展中存在的問題,并明確未來的應用發展趨勢,方能更好的為電子信息技術機構建設、行業發展打下堅實的基礎,營造完善的環境,提供充分的資源保障,令其更好的為百姓群眾、現代社會服務,凸顯核心優勢,進而實現可持續的全面發展。 [科]
【參考文獻】
[1]魏萬云.淺談當代電子技術的發展[J].中國科技信息,2005(19).
[2]楊清林.淺談電子信息技術的發展趨勢[J].電子制作,2013(19).
關鍵詞:高職;光電子技術;專業建設;特色
專業建設是高職院校教學工作的龍頭,是學校緊跟產業發展和適應人才需求的基本尺度,反映學校對于社會經濟發展、科技進步和職業崗位的適應程度。因此,“辦什么樣的高職專業?如何辦好高職專業”等成為高職教師不斷探索和研究的問題,需要我們密切關注產業的發展動態,走出一條富有特色的“建設專業鏈,服務產業鏈”的專業建設之路。
專業定位的準確性
專業定位適應市場的需要是確保實現專業培養目標的前提。專業設置同企業生產一樣,應該是“社會需要什么,我就生產什么”。我們堅持以市場需求狀況分析報告、就業率、訂單人數和新生報到率作為主要依據,對光電子技術專業進行規范化的人才需求分析,在此基礎上論證、預測所設專業與區域經濟結構的匹配程度,與就業市場需求的適應程度以及學生擇業志向的滿足程度,切實做到以市場化促進專業建設的標準化,以信息化帶動專業建設的現代化。
如今,人類社會正大步邁進信息時代,在此領域中,液晶顯示器以其突出的優勢成為當前最具活力的顯示器件之一,液晶器件制造產業的發展也隨之活躍起來。在過去的20年中,世界各國及地區對液晶器件產業的總投資已達數百億美元。在國內,我們發現僅南京地區就有“統寶光電”、“瀚宇彩欣”、“LG-PHILIPS”、“華日液晶”、“夏普”等大型項目紛紛相繼開工或投產,而境外眾多的相關配套企業也紛紛前來落戶。液晶器件產業的蓬勃發展在客觀上為光電子技術專業提供了很好的機遇。我們多次深入企業和研究所,以書面問卷、實地觀摩、咨詢專家等形式對專業方向定位、實際崗位需求等問題進行調研,在綜合市場調研結果和多方面專家意見的基礎上,在專業定位方面形成了共識,即培養液晶器件制造行業高級技術應用型人才。這種定位的特點在于,本專業的畢業生既能熟練掌握各種業務操作,又有一定的理論知識儲備。
目前,國內液晶行業科技人才的培養主要依靠高等院校和各企業內部的短期培訓,而我院光電子技術專業的定位實現了高職院校同類專業“零”的突破。
課程體系的務實性
課程是實現培養目標的重要手段,職業是從業人員為獲取主要生活來源所從事的社會工作類別。二者是不同的概念,但在職業教育中又緊密相連,這就需要依靠職業的標準和能力將二者聯系起來。
實踐證明,設置課程要求突顯務實性。高職專業課程的設置是對從事某一職業從業者必備的職業能力的層層分解和落實,是為課程學習者構建通向就業的橋梁。在具體的實施中,做到公共課以“必需、夠用”為度,主要發揮知識性與工具性兩項功能,淡化理論的推導過程,注重培養學生對理論成果的應用能力。專業課以“必知、必會”為度,以職業能力培養為主線來整合課程內容或教學模塊。實訓課以“先進、實用”為度,根據專業方向進行定向開發。
光電子技術專業在教學計劃的制定過程中,遵循高等職業教育培養技術應用型人才的目標,在課程結構設計上突出實踐性環節,理論性課程和實踐性課程的比例達到6∶4。為了適應電子技術行業迅猛發展的需要,限制性選修課程比例達到15%,根據行業和企業的發展及時調整選修類課程,大大提高了課程結構的靈活性和合理性,為培養學生就業之后的可持續發展能力以及迅速適應第二崗位的能力打下了堅實的基礎。在設置課程體系的過程中,我們還借鑒了職業教育模式中相對完善的DACUM模式,嚴格貫徹能力本位的原則,做到“備企業”、“備學生”,因需施教,有針對性地展開培訓。
辦學模式的科學性
高等職業教育必須堅持走產學結合的道路,這是發達國家職業教育發展的成功經驗,也是我國能否真正辦出具有高職特色院校的關鍵所在。
在實際工作中,應不斷地加強與社會和企業用人單位的緊密結合,建立產學研一體化的辦學模式,并建立相應的調查研究和組織機構等規范制度,推進專業建設的發展,使之具有針對性和前瞻性,并與產業的發展和社會的需要同步甚至實現一定程度的超前性。
在三年多的專業建設過程中,我們不斷地建立和鞏固同南京及其周邊地區相關企業和研究所的合作,真正融入地方經濟和社會發展之中,始終以第一人的角色緊隨產業、行業的腳步。先后與“揚州鉅鼎”、“瀚宇彩欣”、“通用電氣”、“句容駿升”等多家企業建立校企合作關系。通過企業專家講學、學生實地觀摩、學生畢業實習等多種方式優化、整合和開發、利用社會的物質與智力資源,擴大專業優質教育資源,優化一體化辦學模式,從而獲得源源不斷的發展動力。
另外,還聘請企業和高校的專家教授組建了光電子技術專業建設專家指導委員會,定期召開專業建設的指導會議,根據企業對專業人才的需求狀況和對人才的能力要求,及時調整專業課程。專業課基本上每年都有新的工藝和新的技術內容的更新,每兩年左右就要根據行業的發展對專業的課程做出更新。
師資隊伍建設的多層次性
大學靠大師支撐,名校靠名師出名。師資隊伍是高職教學質量體系的根本保證。高職院校要有屬于自己的、能夠洞悉市場前景和專業發展方向的專業學術帶頭人。同時,高職教育的特點決定了高職教師不僅要具有深厚的理論功底,同時還要具有豐富的實踐經驗,這就為高職院校的教師提出了更高的要求。
在師資建設的實際工作中,一方面要切實推進“雙師型”隊伍建設,培養了一批適合本校特點的高水平教師,這是推動高職院校健康發展、樹立品牌的關鍵。高職院校也可以從社會的生產、建設、管理、服務第一線引進或聘請有實踐經驗的兼職教師,有關職業培養的課程以兼職教師為主,使教學更加貼近現實,而且可以使專業易于調整,避免“因人設廟”,還可以降低培養成本,密切加強學校和社會的聯系,一舉數得。另一方面要加大對青年教師的培養力度,通過多種途徑加快他們的成長。我院不僅制定了嚴格的培養計劃,還實施了導師制,聘請教學經驗豐富的教師擔任導師,具體負責青年教師的指導工作。
此外,產學研結合的方式也是鍛煉專業教師的重要途徑。教師通過深入企業參加工程實踐,定期為企業解決技術問題,開展應用研究、技術開發活動等行動,加深了對企業的了解,提高了技術應用的能力,并幫助他們在教學實施過程中給學生介紹更多更新的科技知識和操作技能。
學生能力培養的綜合性
高職教育的發展要求加快改革以課堂為中心的傳統專業的教學模式,大力推行工學結合、勤工儉學的專業教學模式。轉變教育觀念,狠抓實踐教學,切實從專業學科為本位轉向職業崗位和就業為本位;積極推進教學內容和教學形式的改革,形成一套內部體系完整、外部關系協調的工學結合的教學機制;兼顧學校教學和企業發展兩個方面的需要,調動學校和企業兩者的積極性,積極推進雙證書制度、訂單培養,形成學教結合、校企共進、互惠雙贏的良性循環。
在實踐中我們提出了以“一高二證三種能力”為目標的實施技能型雙證書的培養模式。“一高”指的是專業培養的人才必須是道德品質高尚,具備高度的社會責任感、高尚的職業道德和健全的人格,具有正確的技術技能價值觀,能夠用技術造福于國家、社會乃至人類的人。“二證”是指學生畢業時不僅獲得畢業證書,還要獲得國家認可的專業職業技能證書。2005年,專業在學院的支持下,建成了比較完善的液晶器件制造實訓工廠,將工廠的生產實際環境帶入教學環境之中,并將兩者有機地結合起來,為學生提供了更加完善、有效的學習過程,將核心教學與發展活動緊密地結合在一起,讓學生受到全面、規范、先進并與生產現場接近的職業技能培訓以及綜合職業崗位能力的訓練,從而確保學生順利地獲取國家勞動和社會保障部頒發的液晶制造中級工證書。“三種能力”是指職業能力、創業能力及創新能力。光電子技術專業是全國唯一以液晶工藝為專業方向的高職專業,由于我們根據行業的需求設置專業,根據崗位設置課程,在教學實施過程中努力做到全員育人、全程育人、全方位育人,使學生的綜合素質和能力的培養落實到教學過程的每一個環節。
專業建設是一項系統工程,涉及很多方面的內容,需要平衡各方面的因素,綜合考慮和安排。同時,專業建設又是一項動態工程,需要根據產業和技術的不斷發展以及企業對人才的新的要求及時做出相應的調整。然而不管怎樣,只要我們密切關注產業的發展動向,在上述五個方面下足功夫,不斷完善,就能辦好專業,辦活專業,辦出五星級的特色專業。
參考文獻
[1]教育部高等教育司,全國高職高專校長聯席會.點擊核心:高等職業教育專業設置與課程開發導引[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2]于淑萍.高職專業特色的建設[J].中國職業技術教育,2003,(29).
[3]蔣作斌.對職業教育特色問題的認識[J].職教論壇,2003,(1).
關鍵詞:中國特色基層型大學;應用物理學專業;人才培養模式;應用型人才;理工交融
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)53-0194-02
應用物理學專業是荊楚理工學院新辦的本科專業之一,2012年我校提出了“建設中國特色基層型大學[1]”的辦學定位,根據學校的總體定位和社會、企業對應用物理學專業人才的需求,我們對應用物理學專業的培養模式進行了改革,同時對人才培養方案進行了修訂。在硬件和軟件資源都不太豐富的情況下,地方高校如何培養出較高水平的、符合社會需要的畢業生呢?除了最大限度地整合、優化、利用資源外,人才培養模式的創新也是一個重要的環節,除了要吸收一流院校應用物理學專業的先進培養模式外,還要結合自己的實際情況,體現自身的辦學特色。首先專業方向上不能求多,國內很多院校的應用物理學專業都設置了幾個專業方向,例如有光電、材料、電子等方向,而我校在有限的師資力量和實驗設施的情況下,選擇光電信息技術作為專業培養方向,集中精力辦好一個專業方向。其次培養模式要體現實用性,要密切與企業結合,爭取定單式培養,要將企業的需求融入到培養模式當中來,讓學生畢業后有一技之長,到企業后能馬上從事相關工作。通過到武漢光谷信息園、荊門東光電子廠等企業調研和論證,并查閱參考了潘懋元教授的“高等學校分類理論”、“應用型本科院校人才培養的理論與實踐研究”、“高等教育大眾化理論體系”等相關資料[2],并且根據我校“中國特色基層型大學”的理論與實踐,依托學校的工科優勢和社會對應用物理學專業人才的需求,最終確定了“夯實基礎,理工融合,突出應用”的復合型應用人才培養模式。
一、應用物理學專業人才的培養定位與培養目標
我校最初設置應用物理學專業時,專業定位主要是面向物電方向,學生就業面窄,專業沒有特色,不能順應時展的需求,通過到沿海和周邊城市進行調研,發現目前我國光電產業每年以20%的速度增長,約占全球市場的5%,從業人員需求達20萬人,其中研發和制造方面的人員需求將達到3萬人左右,湖北地區也將占到可觀的份額,但目前研發人才奇缺,復合光電專業的高層次物理類人才將會有較高的就業率。近年來,武漢“中國光谷”的光電子信息產業基地,極大地帶動了太陽能光伏產業、光電子產業以及相關產業的迅速發展,此類高級專業技術人才將大受青睞,因此將原來的專業定位改為培養光電方面的高級應用型人才。本專業開設光電信息技術方向,直接對接企業在信息顯示與光電技術產業高速發展形勢下對人才的需要,體現了“理工交融[1]”和融入區域社會經濟發展的培養理念。修訂后的培養目標:培養適應社會與經濟發展需要,德、智、體全面發展,具有系統、扎實的數學和物理學基礎,掌握光電子信息的基礎理論和實踐技能,能在光纖通信、光電信息獲取及處理等領域從事研究、開發及維護等方面工作,具有較強綜合能力的高級應用型人才。
二、應用物理學專業人才培養方案的修訂
人才培養的核心在于制訂科學合理的人才培養方案,培養方案是專業開展各項教學活動的主要依據,是實現人才培養目標的根本依據。因此,圍繞新的培養目標制定完善的人才培養方案是必須解決的首要問題。專業重新定位以后,我專業積極申報了《地方院校應用物理學專業人才培養模式研究》、《應用物理學專業人才培養模式改革研究》課題,項目組在仔細調研國內高校應用物理學專業人才培養現狀、人才培養模式及相應專業培養計劃[3]的基礎上,結合應用物理學專業在21世紀經濟、科技、社會發展中的地位和作用,對應用物理學專業人才培養方案進行了較大的修訂。課程體系設置的原則是:開放課程體系,整合同類課程,平臺與模塊結合,突出專業教學,體現全球化視野[3]。其中通識課為校一級課程,即人文課程和工程類基礎課。學科基礎課為院一級課程,強調專業理論素質的培養。專業方向課是根據學生意愿和專業所在行業的實際需要,靈活設置不同方向的課程模塊。上述三方面課程的比例為4∶3.5∶2.5,其中實踐課與理論課的比例為4∶6,且實踐教學課程不少于45周。在具體設置課程時優選教學內容,整合重組學科基礎課,研究課程之間的銜接,橫向貫通理論教學與實踐教學之間的聯系。修訂后的培養方案加大了實踐教學比例,降低了基礎課程的課時量,加開了光電方向限選課,以滿足應用型人才培養的實際需要。培養方案對課程采用了模塊式的設置,整個課程體系分為4個模塊,每一個模塊可以看成一個課程群。
第一個模塊由思想政治教育課和基礎文化素質教育課構成,其中包括了基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學英語、計算機基礎和體育等課程,培養學生良好的思想素質,增強英語、計算機應用能力,促進學生身心全面發展。
第二個模塊由學科基礎課和專業主干課構成,其中包括高等數學、普通物理、四大力學、數字電子技術、模擬電子技術、信號與系統、物理實驗、電子技術實驗等課程,讓學生掌握物理、電子方面的基本知識,為學生以后的學習打下了堅實的基礎。
第三個模塊由專業限選課構成,其中包括光電子技術、光電探測與信號處理、激光原理及技術的課程,這部分課程也是培養方案的特色,是培養目標在培養方案中的體現,該模塊緊緊依托光電行業背景,培養學生分析、解決問題的能力,為學生以后從事光電方面的工作奠定基礎。
第四個模塊由專業拓展選修課構成,該模塊包含了光電前沿、智能通訊等方面的課程,拓寬學生的知識面,為學生的就業打好理論基礎。
這四個模塊各成系統、相互牽連、層層遞進,緊密結合專業培養目標和定位,科學合理地構成了應用物理學光電方向課程體系。目前該方案已經實施,效果明顯。
三、應用物理學專業人才培養途徑上的創新
為提高人才培養質量,我們在學生的培養途徑上進行了積極的探索,采取了相應的措施,制定了相關的制度。這些制度的實施,極大地提高了學生的綜合素質。
1.本科生導師制度[4]。為了更好地提高辦學質量,增強學生的學習興趣,實現學生的跟蹤培養,我院組織了一支高素質的本科生導師隊伍,隊伍中的人員由教授、博士和重點大學的碩士組成。從大學二年級開始由學生自主選擇導師,每個導師根據學生的具體情況,實施個性化指導,不僅指導學生進行科學研究,撰寫畢業論文和參加各種科技競賽,還要不斷地和學生進行思想交流,引導學生身心健康發展。本科生導師制的實施,大大提高了學生實踐創新能力,充分尊重和發展了學生的個性。
2.開展物理創新實驗競賽活動,提升學生綜合素質。我院每年舉辦一次物理創新實驗競賽活動,并成立了物理創新實驗興趣小組,建立了物理創新實驗室,指派經驗豐富的實驗教師對學生進行指導,開展物理創新實驗。該項措施不僅培養了學生的動手操作、撰寫論文、相互交流與協作等能力,也開拓了學生的視野,豐富了學生的知識,提高了學生的綜合素質。通過活動的開展,我院學生取得了喜人的成績,去年獲得了四項國家發明專利,兩項湖北省大學生科研成果獎及湖北省物理創新實驗競賽三等獎等獎項。
3.校企合作,促進就業。依托荊門市周邊企業,大力推進校企合作。去年我們與荊門天合源電子有限公司簽訂了校企合作協議,通過引進來的方式,聘請企業的高水平工程師、核心技術人才和一線操作工人到我院講學,講授專業知識,交流工作經驗,傳授操作技能,使學生的學習與社會的需求接軌。這種方式,豐富了學生的知識,提高了學生的操作技能,更實踐了我校“中國特色基層型大學[1]”的辦學定位,達到了服務基層、服務社會的目的。
4.鼓勵學生繼續深造,提升辦學水平。學院把學生考研作為一項常規的工作來抓,每學年選派優秀的教師對考研的學生進行輔導,并安排專門的教室讓學生安心學習。每學期舉辦一次考研座談會,邀請已經考上和正在攻讀碩士的畢業生與在校生進行交流,傳授他們的學習經驗。通過這種方式一部分成績優秀的學生脫穎而出,走上了更高的臺階。我專業近三年研究生錄取比例直線上升,今年更是達到了學生總人數的30%,其中有五名同學被一本院校錄取,成績喜人。
5.加大實驗室建設投入,提高辦學質量。我們積極申報校級實驗室建設項目,爭取購買一批光電子信息方面實驗儀器,加強學生動手操作能力,為學生就業打好實踐基礎。今年學校總共投入120萬元為我專業添置了新實驗儀器,豐富了實驗教學,提高了辦學水平。
我校應用物理學專業人才培養模式改革中的一些思考和做法,在人才培養實踐中取得了初步成效。如何在地方本科高校向應用技術大學轉型的新形勢下,真正實現“夯實基礎,理工融合,突出應用”的復合型應用人才培養模式還需要在實踐中進一步探索。
參考文獻:
[1]吳麟章.中國特色基層型大學的理論與實踐探索[J].荊楚理工學院學報,2011,(8):5-9.
[2]潘懋元.中國高等教育大眾化的理論與政策[M].廣東高等教育出版,2008,(12).
【關鍵詞】納米技術;納米材料;納米光電子器件;光通信
五十年前,硅材料的研制成功和硅晶體管的發明,導致了電子信息行業的一次大革命。材料科學在不斷地向前發展,隨之而來的光通信時代、量子時代帶給人們的是更多的“不可思議”。預計納米技術總的社會影響將大于硅集成電路,尤其在通信領域,它將使得光器件的體積微型化,功能大大提高,滿足人類對信息的需求。
1、納米科技為光通信帶來的影響
納米是一個微小的尺度單位,1納米是十億分之一米(10-9),大約是單個原子直徑的4倍。納米科技是指在原子分子層次上對物質精細的觀測識別與控制的研究與應用, 它將對于21世紀的信息科學、生命科學、分子生物學、新材料科學和生態系統可持續發展科學提供一個新的技術基礎,這將引起一場產業革命,其深遠的意義可與18世紀的工業革命相媲美,它涉及面十分廣泛,包括物理學、化學、生物醫學和材料等有關的領域。納米科技中最具有生命力的、最代表納米科技發展前途的、對未來新技術和產業可能帶來革命性沖擊的是未來的納米器件。將來的納米器件應該是高集成的、多功能的和智能化的。它應該將信息的探測(傳感器)、運算(芯片)、傳輸(通信)和動作的執行諸功能集為一納米結構。
納米激光器的第一個重要應用很可能是芯片互聯。過去,處理器速度一直是阻礙計算技術和電信技術發展的主要因素。但是,當處理器速度提高到一定程度時,互聯就成了制約發展的因素。為此,半導體制造商采用銅互聯取代了過去的鋁互聯。現在他們又在對光互聯以及超低K 值材料和碳納米管進行實驗。光互聯能夠提供足夠的帶寬,并能向最快的處理器提供數據。但是,考慮到尺寸和成本的因素,對于這種應用的激光器,要求將會非常苛刻。在板卡上可以采用VCSEL,同時使用保偏光纖也是降低成本的一種方法。在芯片中,激光器和波導都需要采用納米技術制造。
另一個需要面對的難題是如何將光子和電子集成起來。這就促進了硅光子技術的發展。如果硅既可以用來處理光子,又可以用來處理電子,那么就可以將二者集成到一起。硅加工方面的深厚技術積累對推動光互聯產品迅速進入市場將起到非常重要的作用。這一領域已引起最大的幾家半導體公司的關注。英特爾已推出了硅調制器和激光器,最近IBM也宣布了一種在硅片上制作光路的方法。小公司同樣不甘示弱,生產硅調制器的Luxtera就是其中的一個。
那么,納米光子互聯的市場到底有多大呢?這很難說。對于片上應用,激光器必須嵌入到芯片上,其價格將高于整個芯片的價格。但是一項針對板上應用的市場調查表明,納米互聯技術所帶來的市場需求可能非常大。假設在一塊板卡上有10個器件,如果要將這些器件互相連接在一起,那么就需要90個激光器來完成這項工作。目前每年售出的芯片板有上億只,激光器的數量之大就不難想象了。與此同時,英特爾、摩托羅拉和IBM等公司認為網絡發展中的下一個重大事件是光納米傳感器網絡。但它距離商用還有待時日,因為納米傳感器的研發主要靠政府資助,目前已知應用僅限于國土安全和軍事。
最后,納米科技還可以幫助我們降低10Gbit/s和40Gbit/s網絡的成本。隨著FTTX的迅速發展,市場對低成本器件肯定會有需求。盡管一些新興納米光子公司在大談降低現有網絡技術的成本,但是納米工程能否如他們所愿,就不得而知了。實際上,除非新技術具有無可比擬的絕對優勢,否則設備制造商決不會在這上面冒風險。上述的量子點激光器就表明納米科技并不總是集經濟實用于一體的。
2、納米技術在光通信中的應用
2.1應用于光通信中的納米光電子器件
2.1.1整齊排列的交叉式納米光纜線是一種“Y-形狀”的氧化硅納米光纜線,該納米光纜線的直徑為10nm,長度可達毫米級,線直而均勻并且是透明的,最重要的是該納米光纜線在生長過程中自動由一根分叉成為兩根,兩根可以分叉成四根,依次繼續分裂。
2.1.2納米級導電纖維是一種僅有一個分子粗細的導電纖維,可謂世界上最細“電線”。它的直徑僅3nm,中心部分具有良好導電性的丁二炔鏈,四周包覆著糖的衍生物,并作為絕緣層,防止漏電。
2.1.3納米聚合體電子器件是一種將化學合成的納米粒子和與其共扼的聚合體組合制成的二極管發光作用區,終于首次實現了具有應用價值的、轉化效率達2%~3%的有機近紅外發光二極管。
2.1.4新型納米激光器提高電腦信息存儲盆這種新型激光器實際上是以半導體硫化鍋為原料制成的納米線,直徑僅為一萬分之一毫米。研究人員將硫化鍋納米線安裝在涂有硅材料的基底上,制成一個回路。
2.2納米科技在光通信中的應用
2.2.1納米激光器
納米激光器的微小尺寸可以使光子被限制在少數幾個狀態上,而低音廊效應則使光子受到約束,直到所產生的光波累積起足夠多的能量后透過此結構。其結果是激光器達到極高的工作效率,而能量閾則很低。納米激光器實際上是一根彎曲成極薄面包圈的形狀的光子導線,實驗發現,納米激光器的大小和形狀能夠有效控制它發射出的光子的量子行為,從而影響激光器的工作。
2.2.2納米光纖
將碳納米管與聚乙烯醇(PVA)材料及水相混合,這樣就使得聚乙烯醇材料能夠將碳納米管緊緊包裹住,從而將無數的單個碳納米管捆綁在一起。這種最新材料的韌性比蛛死高4倍比用于制造防彈衣的凱夫拉爾纖維韌性強度高出了17倍。與同樣重量的鐵絲相比,新型納米光纖材料的硬度是前者的2倍,韌性是前者的20。
2.2.3納米光纖傳感器
納米光纖氣體傳感器的樣機,的特點在于核心部件采用了體積小、重量輕的普通光纖和納米光纖,耗電小、壽命長、不會中毒.除了一般條件下的用途外,適用于礦井井下的潮濕、強噪音、強振動、高粉塵的惡劣環境.該檢測儀的適應性強,除了應用于瓦斯的檢測外,簡單改變發光二極管和光電檢測管的工作波長,可以用于氫氣、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、水蒸氣、硫化氫、氨氣等多種用途。五十年前,硅材料的研制成功和硅晶體管的發明,導致了電子信息行業的一次大革命。材料科學在不斷地向前發展,隨之而來的光通信時代、量子時代帶給人們的是更多的“不可思議”。預計納米技術總的社會影響將大于硅集成電路,尤其在通信領域,它將使得光器件的體積微型化,功能大大提高,滿足人類對信息的需求。
【參考文獻】
[1]程開富.納米電子/納米光電子技術[J].飛通電子技術,2002(2):76-80.
關鍵詞:激光原理;教學實踐;教學體系
南京航空航天大學以育人為本,不斷豐富和發展辦學指導思想。樹立并踐行“三個為本,三個促進”的辦學理念,即“以育人為本,促進人才輩出;以學術為本,促進學術繁榮;以航空為本,促進特色發展”。 把提高質量作為學校教育改革發展最核心最緊迫的任務,堅定不移地走有特色、高水平、內涵式發展道路,形成人才培養新優勢,努力出名師、育英才、創一流,在加快建設高水平研究型大學的進程中取得新的更大的成就。
學校學生來自全國各地。長三角地區光電子行業非常發達,考慮到這些因素,對本課程,定位為光電信息科學與技術專業的專業課程,目標是使學生掌握激光器運轉的基本物理原理,為后續專業課程的進一步學習奠定基礎,為今后在光電子學及相關的電子信息科學等領域從事學術研究和教學工作奠定扎實的理論基礎,服務江蘇,兼顧長三角,播及全國。
1、教學方法與教學手段
《激光原理》是高等院校光電子技術和有關專業的一門極其重要的專業基礎課程[1]。是學習相關課程“激光器件”、“激光技術”、“激光應用”的基礎,也是學習光電子學、激光化學、激光生物學、激光光譜學、非線性光學等新的交叉學科的重要基礎[2]。為此,除嚴格的課堂教學以外,我們還配合一些課程設計、專題課堂討論及前沿學術動態講座等多種形式。在介紹課程的學習意義時,采用啟發式的教學方式[3]。從激光發展歷史和相關技術入手,介紹了激光科學技術近50年的發展,其應用遍及科技、經濟、軍事和社會發展的許多領域。本課程制定了詳細的教學內容,明確了教學目標。講述激光器基本原理、開放式諧振腔理論,講授激光振蕩和放大理論。經過系統地學習,使學生掌握產生激光的基本原理和處理激光問題的基本理論和基本方法[2]。
2、課程的重點、難點及解決辦法
本課程是一門理論性較強的課程。主要闡述激光器的基本原理和理論。本課程的重點,是要掌握激光器的基本原理、光諧振腔理論、激光振蕩理論。光和物質的共振相互作用是激光振蕩和放大的物理基礎,這一部分的重點放在闡明光和物質的共振相互作用的基本物理過程和主要理論分析方法方面,課程的難點也在此處[4]。采取多樣靈活的教學手段。課堂教學包括:課堂講解、PowerPoint幻燈片課件、課堂小測驗、課堂提問、筆記檢查、課后作業、作業及課堂小測驗講評等。十分重視該專業學生英文水平的提高,并一直堅持在講課中盡量向學生介紹英文的專業詞匯。教會學生正確的學習方法。要學好本課程,學生們要建立一套適應于理論知識學習的科學的學習方法,更重要的是,掌握基本物理過程和主要理論分析方法,要求學生必須通過對知識的理解和消化來學習和掌握知識,培養知識的實際運用能力。針對教學內容中的重點和難點內容,采取重點授課,講解細致、詳盡,增加學生的實踐機會等措施,使學生真正理解和掌握重點、難點內容。
3、教學資料與實踐
我們采用的教材是高等學校電子信息類規劃教材“《激光原理》” (第五版),由清華大學周炳琨院士擔任主編。一方面,補充一些基本知識,例如學生沒有學習過原子物理的有關知識,在介紹激光基本知識時,加入了有關能級的一些知識點,有利于學生對后面內容的了解和掌握[5]。另一方面,隨著激光科學的發展,主講教師在授課中不斷及時補充內容,及時反映國內外激光科學的最新進展,使學生及時了解該學科的發展動向;吸納兄弟院校本課程的教學經驗,取各家之長,豐富我們的教學內容。與《激光原理》課程配套的激光專業實驗教學日趨完善,目前已經開設了高斯光束參數測量及透鏡變換實驗、半導體激光器系列實驗、連續激光相位調制實驗、激光散斑干涉計量、激光全息干涉振動分析、脈沖調Q Nd:YAG倍頻激光器實驗、氦氖激光器模式分析實驗[6]。隨著激光原理和相關科學技術的發展,實驗室老師正在籌建新的激光實驗,并撰寫了現代光學實驗指導用書。新的實驗設備已經編入211工程學科建設預算,正在采購中。專業實驗室面積擴大到250平方米[7]。。我們還與南京東方激光、南京煜宸激光科技、南京激光儀器廠、江蘇恒達激光圖像、江蘇聯正利惠激光科技等企業有長期穩定的教研合作關系,經常派學生去實習,或請對方專家來學校交流指導學生。
4、總結。依據教研融合、開放共享和體現特色與水平的原則,以理論與實踐結合為特色,闡述了激光原理教學體系建立和完善的經驗。目前,已完成了激光原理的課程建設,包括課程教學內容項目建設、實驗課程建設等。本課程緊密跟蹤學科前沿,一貫堅持把前沿研究內容及時充實到課堂教學活動中,引導學生接觸前沿學科知識,保持課程內容的先進性。教學科研互促共進。教學手段豐富靈活。
參考文獻:
[1] 周炳琨,等. 激光原理[M]. 北京:國防工業出版社,2009.
[2] 蘇紅. “激光原理”課程的專題研究型教學方案探討[J]. 電氣電子教學學報,2011, 31(3): 34.
[3] 蘇紅. 《激光原理》教學方法的初探與實踐[J]. 中國校外教育,2009, 08: 90.
集成光電子器件近年來隨著光纖通信技術的廣泛利用而得到了極大的發展,由部分走向集成化已經成為其可預期的發展趨勢。32x32、64x64的MEMS光開關現在已經逐步實現了商用化,而兼具組裝光電子器件和直接集成光電子器件的PLC平面光波導線路也正處于投入試用階段。各種家庭,辦公用滿足高清要求的顯示終端也正在大規模推行中。以高清數字電視為例,我國國家廣播電視總局在2000年公布了關于HDTV的行業標準,采用1125/50/2:1格式,通常表達為1920/1080/50i格式。而高清數字電視的水平清晰度可以分為絕對清晰度和相對清晰度兩種。水平方向上實際顯示的線條(黑白線條)數量便是絕對清晰度,通常由于電視畫面寬度與高度尺寸的不同,會導致水平方向能容納相對而言更多的像素數量,而為了兩個方向上可以用相同方法來表示其清晰度,通常會將水平方向的顯示線條數量用以乘上畫面的寬高比,從而得到其“電視線”。等離子顯示器的選擇應該區分專業工程用和民用的產品,用于高清晰多媒體高清電視會議用的專業工程等離子顯示器的優勢在于接口類型非常豐富,插槽式的設計使得其適用的接口類型更加廣泛,此外RGBHV、AVI接口通常只有專業工程等離子顯示器才有,所以高清晰多媒體應用與電視會議辦公通常會采用專業工程用等離子顯示器。
而高清晰多媒體應用之一的電視會議的投影機選擇則需要滿足物理分辨率在1920×1080p,不通過轉換可以實現畫面比例16:9,亮度高于3000ANSI;RGBHV、VGA分量,HDMI、DVI分量,串行控制接口RS232等都應該具備。而工程類投影機長時間使用所顯示出的穩定性極佳,因此一般會選擇工程類投影機。
二、技術需求分析光交換技術
由于光纖通信將光作為載體,要將其用于高清晰多媒體領域,需要解決的首要問題便是傳輸與光交換。其傳輸損耗因為使用的介質的改變而大大降低,使得傳輸問題不再那么棘手。光交換技術主要包括了光分組的產生技術,光分組后再生技術,光分組緩存技術等。而其最主要的目的是為各個端口提供光通道或是無限傳輸方式,以支持各類型數據的傳輸。而如今已經實現的光突發交換技術將DWDM技術所擴展的帶寬進行了充分利用,可以不經由光電相互轉化而直接實現“T比特級別光路由器”,為實現高清晰多媒體數據的傳輸提供了可能性。
光纖接入技術正是由于高清晰多媒體領域對于高質量視頻通信媒體業務和高速數據通信的需求,使得光纖接入技術得以被關注,進而得以實現。光纖接入技術的優勢在于其極大程度地降低了故障發生的頻率,進而降低了維護費用與使用成本,促進了新設備的不斷研發與升級。人民生活水平的日益提高,使其無法再滿足于以往傳統接入方式的傳輸速度,高清晰多媒體成為其競相追逐的對象,而其費用的低廉使其適用度逐步拓展,所以光纖接入技術必將是光纖通信技術在高清晰多媒體領域應用與發展的必然趨勢。
波分復用技術光纖傳輸容量的爆炸式膨脹正是得益于波分復用技術。以光波的不同波長作為低損耗窗口信道劃分的重要依據,在其劃分完畢之后,再用波分復用器將光載波再一次合并,進而在光纖通道中完成傳輸,最后在到達接收端時用復用器再將光波進行分離,這樣便實現了在一個光纖中多路光信號的傳輸過程。這樣的一個過程使得傳輸信息容量得到了極大擴展,大量復雜數據的傳輸在極短的時間內就可以完成,正符合高清晰多媒體的需求。
三、光纖通信技術在高清晰多媒體領域的發展展望