摘要：按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，以學生工程實踐能力養成為中心，科教融合和產教融合，并依托實驗課程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊，實施光電信息科學與工程專業的實驗教學體系“四化”改革，即實驗課程體系分層模塊化、實驗平臺建設發展基地化、實驗課程教學實施類別化和實驗項目建設前沿工程化。改革形成了一批教學改革研究成果，提升了專業實驗教學隊伍保障。

關鍵詞：新工科；實驗教學體系；改革

光電技術對經濟和社會的推動作用日趨顯著，使光學技術從理論層面普及到光電信息技術的應用層面。信息時代質的飛躍的關鍵，是培養和依靠高素質、復合型的光電創新人才[1]。作為粵港澳大灣區優勢的光電子信息產業集群，在國家大力推進粵港澳大灣區建設的新形勢下，將迎來新一輪發展浪潮，產業升級發展需要高校輸送更多優秀的光電子信息類創新人才[2]。而光電專業的實驗課程體系是培養技術人才的重要支撐條件。

1改革思路

為培養符合粵港澳大灣區光電產業轉型升級發展需求的光電專業工程人才，按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，對光電信息科學與工程專業的實驗教學體系開展了新工科建設改革。“一中心”，即聚焦學生工程實踐能力養成為中心，改革專業實驗課程體系、實驗平臺、實驗內容和教學實施方法，提升工科人才發現問題、分析問題、設計方案、實施方案、測試調試、團隊協作等能力。“雙融合”，即通過科教融合和產教融合推動實驗教學創新[3]。發揮工科高校的科技創新和科技服務優勢，鼓勵支持教師將科研最新成果和技術服務最新方案，轉化為實驗課程教學內容或實驗項目；發揮粵港澳大灣區和光電產業集群優勢，強化校企合作，產教融合協同育人，將部分實驗教學內容安排在學生的企業學習階段，并建設企業實驗教學指導教師隊伍。“三依托”，即依托實驗課程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊。一是依托實驗課程建設團隊，升級改造面向新工科改革的專業實驗課程，開發新的實驗項目；二是依托區域企業技術團隊，發揮課程產業創新優勢，參與實驗課程教學與實驗項目建設，并指導學生在企業學習階段的工程實踐；三是依托實驗室管理團隊，按照實驗課程體系改革要求，及時改造實驗室，升級實驗教學設備儀器，并加大實驗室開放，積極參與實踐教學指導[4]。

2改革內容

按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，面向光電新工科人才培養，實施了光電信息科學與工程專業的實驗教學體系“四化”改革，即實驗課程體系分層模塊化、實驗平臺建設發展基地化、實驗課程教學實施類別化、實驗項目建設前沿工程化。2.1實驗課程體系分層模塊化。首先，優化光電技術實驗課程層次結構。進一步厘清了專業實驗課程的層次結構，將實驗課程分為4個層次，如圖1所示，內容涉及基礎、專業、綜合設計及綜合創新。依據光電新工科人才培養目標，結合光電專業工程素養養成規律，將專業實驗教學分層次開設，明確各部分的工程訓練目的和目標。其次，模塊化設計實驗課程體系。根據實驗課程教學目標制定相應的實驗教學模塊的主要內容和步驟，打破課程獨立實驗的界限，避免實驗設置的無序和可能造成的交叉重復，建立綜合實驗教學體系[5]。綜合設計性實驗打破單一課程的封閉體系，追求實驗教學體系與內容的綜合性與整體性，形成多模塊的實驗課程體系[6]。第三，不斷開發完善實驗課程教學資源。根據光電信息技術的發展規律和趨勢，依托學校、學院的優質師資力量，組建了一支高水平的理論教學與實驗教學指導教師隊伍。委托課程建設團隊挖掘已有實驗課程潛力，持續更新與開發層次多樣、內容豐富、選讀方式多樣、開設方式靈活的實驗課程及教學資源。2.2實驗平臺建設發展基地化。針對光電子信息學科特點，結合光電應用型人才成長規律，提出以基地化發展思路打造光電信息技術專業實驗平臺，以平臺的建設來整合、改造和提升學校光電信息類創新創業實踐教學水平[7]，努力將一體化平臺打造成資源共享的實驗平臺及科學管理深度開放的實踐平臺，同時也是與校外實踐平臺對接的開放平臺，通過產學研基地建設和對外交流來促進人才培養與平臺發展。堅持創新型、綜合化、全周期工程教育理念，以培養學生的綜合運用能力、創新能力、工程能力為核心[8]，以光電技術創新能力培養為目標，建立了本科生光電信息技術綜合實驗教學平臺——廣東省實驗教學示范中心“光電技術實驗教學示范中心”，如圖2所示。該平臺包括6個子平臺，即5個實驗教學子平臺和1個綜合創新實踐子平臺，可支持強化多學科知識的綜合訓練，鍛煉和培養學生在涉光科技層面的應用能力。平臺運行堅持總結優化與基地化發展。根據建設目標和運行情況，及時總結平臺運行管理中的優點和問題，不斷調整優化，使平臺以最佳狀態支持光電新工科人才實踐能力培養。平臺運行成熟后，調整和提升其結構與功能，按照人才培養基地的高標準推進平臺建設，挖掘基地化平臺對人才培養的復合功能與潛力。推動基地化平臺致力于全面提升學生創新能力，并以平臺為基礎，結合學校學科和專業優勢，通過產學研合作與地方或大型企業加強交流，加強與校外實踐平臺的交流與合作，促進平臺研究成果轉化和校內外實踐平臺合作培養，達到學校、地方/企業、學生“三贏”局面。2.3實驗課程教學實施類別化。在實驗課程體系優化和實驗教學平臺建設發展基礎上，根據光電信息科學與工程專業實驗分為光源、光調制、光檢測和光成像4個方面的特點，實驗課程相應地分為“源、調、測、像”4個類別。緊密聯系光電技術工程實際，對已有的教學與實驗資源進行優化整合，對應實驗課程類別相應建立了6個實驗教學平臺，包括基礎光學實驗室、激光技術實驗室、光電傳感與檢測技術實驗室、光纖與通信技術實驗室、信息光學實驗室、光電一體化實踐創新實驗室。新增購置一批實驗教學儀器，完成主要實驗教學儀器的更新換代。實驗課程的類別化實施，提高了實驗室管理效率和開課使用效率，也為綜合設計性實驗和綜合創新實驗項目的開展，提供更好的支撐。2.4實驗項目建設前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教學推動本科實驗教學項目前沿化。依托本專業教師科研能力較強、主持各類科研基金較多的優勢，開設基于科研項目的綜合設計性實驗I及基于企業科技合作以及技術開發內容的綜合設計性實驗II。新增實驗項目12個，其中創新實驗項目5個。學生通過進入教師的前沿科研課題，親身感知企業的前沿應用研究與技術開發，培養創新能力和工程能力，培養“應用能力”。例如，基于光電檢測與機器視覺是目前華南地區涉光科技七大產業群之一的產業前沿優勢，新增了8臺套“TH-02光電視覺檢測實驗儀”，開展了“光路搭建調試與面陣CCD/CMOS數據采集實驗”“面陣CCD/CMOS圖像預處理實驗”“OCR字符識別實驗”“二維碼識別實驗”“圖像模板匹配實驗”“SVM支持向量機分類器實驗”等具有示范意義的創新實驗項目。第二，以產教融合、校企協同培養推動學生畢業設計選題工程化。建立鼓勵基于企業實際工作內容的畢業設計選題制度。通過該制度，使畢業設計題目更加緊密結合工程實際問題，“真心實意”作設計、“真刀真槍”做工程，縮短工程師培養與企業需求之間的差距，提升學生的工程應用能力。在校企協同培養期間，指定企業和學校各1名指導教師共同指導學生畢業設計，讓學生到企業完成畢業設計。

光電信息技術是將光、電子及通信技術相結合的一門高新技術學科。光電信息技術實驗是高校中光電信息科學與工程、電子信息科學與技術等本科專業必修的一門重要的專業實驗課，涉及的物理知識面廣，具有較強的綜合性和技術性。它在培養學生的綜合實驗能力、分析和解決問題能力及創新意識等方面起著至關重要的作用。目前光電信息技術實驗儀器精密度高，操作復雜，易損壞；實驗內容落后于技術發展，學生積極性不高。因此，如何發揮光電信息技術實驗的功能，培養出厚基礎、寬口徑、重能力、理工復合光電信息技術人才［1－2］是需要重視和解決的一個問題。

1實驗設備和教學現狀分析

我校從2000年開始物理學（光信息科學與技術方向）本科專業招生，2005年正式開辦光信息科學與技術本科專業（屬電子信息類專業），2006年組建光信息技術實驗室，2012年更名為光電信息科學與工程專業，是湖北省高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃本科項目。近幾年來，實驗室在中央財政支持地方高校發展專項資金、地方政府及學校大力支持下，投入1000萬元建設資金，在科研平臺、科學研究等方面都取得了較大進展。主要表現在：

（1）科研平臺建設初見成效，建有湖北省電工電子教學示范實驗中心、湖北省光電信息技術虛擬仿真實驗教學中心、孝感市集成光電子器件研發中心、孝感市大禹電氣校企合作研發中心等平臺。

（2）科學研究形成穩定且有特色的研究方向：光電材料與器件、光信息與光纖通信技術、激光與物質相互作用。

（3）實驗室組織專任教師和教輔人員多次修訂實驗教學大綱、實驗指導書，優化實驗課程體系，實驗教學質量穩步提高。目前我校光電技術實驗教學也面臨著不少困難：

（1）實驗教學手段比較單一，學生缺乏自主學習的平臺。

摘要:光電子技術是電子信息類專業學生的必修課程，是一門承上啟下的核心課程。根據應用型本科院校的培養目標并結合光電子技術課程的特點，對該課程的教學內容及教學模式進行了初步的改革探索。通過把課程內容與具體的應用實踐及科研聯系在一起，激發學生學習的興趣，著力培養學生的動手和創新能力，使得這門課程更適應于地方性、應用型高校的培養目標。

關鍵詞:光電子技術;教學改革

光電子技術是由光子技術和微電子技術相互融合而發展起來的一門以研究光子與電子相互作用并產生獨特性質的一門新興科學。經過幾十年的發展，人們在光電子理論基礎上研制了各種光電器件。這些光電器件已經應用于社會生活的各個方面并給我們的生活帶來了巨大的改變。而以光電器件為基礎帶動起來的光電子產業一直是我國重點支持而且發展最快的高科技產業［1－2］。因此，我國每年都需要大量的光電類技術人才。近幾年來，很多高校都設置了與光電子相關的專業，比如:電子科學與技術專業、光電信息技術專業等以用來培養具有相關知識和技術的光電科技人才。光電子技術課程就是這類專業的專業必修課程［3－4］。該課程的特點是涵蓋內容廣，理論性和應用性并重，既是把前期所學基礎理論知識(如半導體物理與器件、固體物理等)的進一步深化，又是對相關理論知識的具體應用。學生通過該課程的學習，不僅可以具備相關光電子技術的理論知識，還應該具有一定的應用創新能力［5－6］。因此，該課程是此類專業的一門承上啟下的核心課程。這就對該課程的教師教學和學生學習提出了更高的要求。目前，應用型本科院校學生的知識儲備相對較低，對理論性較強的部分接受程度也比較低。同時，應用型高校的實踐教學環節也相對比較薄弱。這些都限制了學生對該課程的理解與掌握。因此，我們需要對光電子技術這門課程進行相關改革，以適應應用型本科院校的培養目標和學生的實際情況。

一、教學內容重構

課堂教學內容需要依據教學目的及具體教學對象而設定。與研究型大學不同，應用型本科院校主要服務于地方區域經濟發展、側重于對理論知識的應用化;主要培養的是與地方經濟發展相適應的應用型技術人才。因此，我們對教學內容的設定就不能完全依照于研究型大學的教學內容，而是需要根據應用型、技術型、地方性的人才培養目標重新設定教學內容。除此之外，還要考慮到學生的知識儲備水平。因此，我們減少了理論知識的講授，除了光源及光輻照度等理論知識外，更偏重于光電器件基本原理的介紹，并增加光電器件應用方面的內容。調整后的光電子技術課程主要包括:光源及光調制等理論知識、光電探測器件、光伏器件、光電成像器件、光存儲器件、平板顯示器件等。在此基礎上，我們對部分內容進行了更新，去掉已經過時的器件介紹，增加當前社會關注度比較高、應用前景更強的光電子器件。比如:去掉了陰極攝像管等比較陳舊的內容，增加了QLED、OLED等當前研究及應用的熱點內容。

二、教學方法改革

1．理論講授

摘要:隨著科技的發展和生活水平的提高，對資源的充分利用已經涉及到各行各業，保護生態環境的理念也越來越深入人心。綠色環保理念的提出，適應人們對美好生活的期盼和生態環境保護的趨勢。因此，推進綠色環保建筑材料在工程中的應用成為當前建筑行業的主要發展方向。將以綠色環保建筑材料為切入點，具體闡述綠色環保建筑材料的分類特點，及其在工程中的應用現狀和發展前景。

關鍵詞:綠色環保;建筑材料;節能

為響應國家綠色環保的號召，建筑材料行業紛紛加快技術研發，采用對環境友好的原材料，依靠高科技手段，把生產重點從傳統的產品產量移向現在的清潔生產質量。傳統的建筑材料通常使用不可再生資源，比如礦石、煤炭、石油等，對環境造成了無法修復的破壞。相比之下，綠色環保的建筑材料使用的原材料通常是居民生活垃圾、城市廢棄物等材料，這樣不僅不可減少對不可再生資源的使用，有利于生態保護，還可以降低生產廠家的采購成本。綠色環保的建筑材料有著無污染、能耗低、功能多的特點，包括生態水泥、環保再生混凝土、節能光電幕墻等，可廣泛應用于各種建筑工程中，受到廣大消費者的青睞，有利于建材行業發展，契合國家可持續發展戰略。

1綠色環保建筑材料的特點

依賴于科技的進步和清潔生產過程，綠色環保建筑材料有著無污染、能耗低、功能多的特點。

1.1無污染

綠色環保建筑材料在研發過程中秉承著環保節能的理念，在生產中使用居民生活垃圾和城市廢棄物等作為原材料。在應用于建筑工程過程中，注重對項目周圍的生態系統的維護。既減輕了對環境的污染，也減少了對業主身體健康的威脅。

饋電線作為光電復合纜重要組成的電單元，饋電線的導體截面設計必須根據傳送的距離、供電的電壓、以及被供電設備、儀器所消耗的功率總和等三者的要求必須合理設計、選擇。城市居民區的低壓電網供電的電壓一般為直流電壓48V或交流電壓220V，輸送電能的距離均小于兩千米，大部分都采用的是三相四線制。饋電線導體的載流能力必須滿足在正常工作條件下，升溫不明顯，以確保光纖傳輸性能不受到影響。除此之外，因光纖復合纜中含光纖單元，又是直接進入用戶的，所以在低壓電纜的饋電線載流量設計時是很關鍵的。因為光電復合纜中包含了光單元部件，可以讓電力傳輸與光通信得到了有效的融合。光纖的主要核心結構為包層和纖芯，一起構成介質光波導，組成了對光信號的傳導和約束。通常，為了保護裸光纖，提高光纖的機械硬度、強度及抗微彎的強度，并且降低衰減，光纖必須覆有涂層。光電復合纜應用彎曲不敏感單模光纖，并且單模光纖的涂覆層的結構及其光纖強度篩選的水平、剝除力及其它各項技術指標均必須符合相應標準的規定。按標準規定，目前我國的技術工藝尚存在一定的問題，半干式填充工藝通過設備的局部改造后，可達到半干式的工藝要求，但全干式填充工藝，在目前的填充設備、工藝技術等方面都不具備生產的條件，但全干式是后期的發展方向。

光電復合纜的優點

光電復合纜因其既具有光纖的優點又具有輸電銅線的特點，光電復合光纜結構常用于架空/管道/直埋三種規格，這樣就使得其具備以下優點：（1）解決互聯網絡建設中的設備用電問題；（2）將光纖作為到戶預留之用、節約成本，避免了二次布線；（3）提供非常大的帶寬接入；（4）同時提供較多的傳輸技術，同設備的適應性能高、可擴展性能強，產品適用面較廣；（5）具有良好的耐側壓性和優越的彎曲性，施工非常方便；（6）客戶采購成本較低，網絡建設費用低，施工費用低；（7）重量輕，外徑小，占用空間小；從以上幾點可看出，將光電復合纜應用于通信系統及電力傳送會有無可比擬的優勢。

光電復合纜的各種應用

1光電復合纜作海底電纜

與海底電纜和海底光纜分別敷設相比，海底光電復合纜具有成本低、施工時間短、敷設方便等縱多優點。光電復合纜是日本住友公司在1978年首創，開發應用于海底光電復合光纜。隨著海洋經濟的快速蓬勃發展，光電復合海纜作為高端海纜市場近年來快速蓬勃發展的產品，具有很廣泛的應用前景，它集中了電力傳輸及信息傳輸等幾項功能，充分體現光纖傳輸大容量，高抗干擾的優勢，并有效地結合電纜通道完成光電復合輸送。伴隨光通信技術和光纖光纜技術的深入發展，1985年意大利比瑞利公司在亞得利亞近海鋪設的10kV三芯35mm海纜，含4芯光纖單元。至今光電復合纜已在各國海纜中扮演起了重要的角色，日本藤倉公司于1998年在首都東京灣富津工廠生產了士SO0kV48.gkm直流PPLP電纜，復合了12芯光纖單元,可作為目前世界上已投運的較高電壓等級的復合海纜。隨著福建省平潭電網110kV第二電力聯網通道啟動送電，國家電網公司首條自主生產的110kV光電復合海底電纜在2010年8月正式投入運營。這項工程結束了平潭電網將近10年年來主要靠福建省電網連接與110kV單回路的歷史，進入110kV高壓“雙線雙變”新歷程，并且結束了平潭電力通信網長時間的“孤島”的困境。

2光電復合纜在WLAN小區建設中的應用