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：
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Abstract: According to the characteristics of the engineering optics and technology course, combined with the practical teaching experience, take the improvement of the students'' interest in learning and the cultivation of the students'' practice ability into consideration, this paper puts forward some suggestions and measures to change the teaching method.
关键词： 工程光学；课程改革；实践能力；学习兴趣
Key words: engineering optics；curriculum reform；practice ability；learning interest
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0215-01
0 引言
工程光学与技术课程作为东北石油大学测控技术与仪器专业的一门专业必修课，自2006年面向本科生授课至今已开设了6轮。课程的教学任务是使学生在掌握基本概念、基本定理之后，具备一定的光学精密仪器仪表的设计与开发能力。此课程理论与实践结合紧密，工程应用性较强，因此，课程教学质量的好坏将直接影响学生在以后科研和工作中的实践能力。但是，由于本课程在教授过程中涉及的理论知识较多，且晦涩难懂，在课堂上学生时常出现厌学现象，课堂效果不尽如人意。针对以上问题，本文将从如何激发学生的学习兴趣、提高学习效率和加强实践能力等方面进行教学改革探索。
1 重视绪论课，明确课程的重要性
万事开头难，讲好一门课程的绪论课的确不是一件轻而易举的事情。如何上好绪论课，引起学生对该门课程的学习兴趣，这确实是个既严肃又颇具艺术性的问题。对教师，这是能否上好一门课的首要问题；对学生，是愿不愿意学和能不能学好的感性基础。因此，绪论课不仅可以培养学生的学习兴趣，而且能够为教学工作取得良好的教学效果起到的积极作用。
浓厚的学习兴趣是影响学生学习积极性的重要因素，对于这门课的绪论建议首先从学生所熟知的小孔成像、海市蜃楼等光学现象入手讲解，这样，既可以第一时间激发学生的学习兴趣，与学生产生共鸣，增加课堂的互动性，还可以避开一些让学生听不太懂的专业术语。而后，循序渐进的引出课程将要学习的教学内容，让学生能够对学习要点有一个初步的认识。最后，明确学习这门课程的必要性和重要性。对于测控技术与仪器本科专业的学生，学好这门课程对于以后从事光学精密仪器制造、光电检测技术、超精密测量等工程领域的科研工作大有帮助。
2 转变授课方式，突出课程的实用性
工程光学与技术课程理论性较强，概念较为抽象，公式推导繁杂。传统的“填鸭式”教学方式难以取得良好的教学效果。这是因为一方面，学生对于抽象的光学概念没有一个具体的认识，对复杂的数学公式推导容易产生畏惧心理，从而降低了学习的兴趣；另一方面，在教师授课过程中过于重视课本上的理论知识讲解，大多采用灌输式教学方式。虽然课堂信息量较大，但是学生对于光学知识的理解仍然停留在表面，无法应用理论知识去解决实际的问题，最终，导致理论教学与实际应用存在严重的脱离现象。
在堂课教学中，教师务必向学生传授基础理论和实际应用两者之间的联系，从而培养学生具有理论联系实际的本领，明确教学的目的。例如：在第三章平面系统里介绍折射棱镜一节时，大多数教科书都是开门见山的介绍折射棱镜的基本概念。而后，在折射棱镜的两个工作面内分别按照光的传播路径利用折射定律列方程，最后结合主截面内的几何关系和繁杂的数学关系式，推导出最小偏向角、折射角、棱镜折射率三者之间的函数关系式。对于这部分教学内容，我们可以从仪器设计的角度以“启发式”教学方式进行讲解。教师向学生说明在一个非共轴光学系统中，折射棱镜利用自身的特性可以有效地对光路进行折转，此外，同一折射棱镜对不同波长的可见光所对应的折射角度不同，在一些科研场所使用的光谱分析仪就是基于折射棱镜的分光特性所设计的。另外，我们可以从参数测量的角度采用“讨论式”教学方式，让学生发挥想象力，提出如何找到一个能够测量出未知透明固体介质折射率的可行性方案。只要学生能够准确地找出该介质折射率与棱镜的最小偏向角、折射角的之间的函数关系，就意味着找到了解决问题的方法。
3 加强实践环节，培养学生的动手能力
如何将教科书的理论知识更直观的展示出来？如何培养学生的实践应用能力，适应以后的工程实践要求？这些是每位任课教师都会面临的问题。而实验环节的设置则刚好能够满足这些需要。一个好的实验项目，不仅可能培养学生的动手能力，还能够培养学生的创新能力和科研能力。
工程光学与技术实验课程主要讲授光学仪器的设计方法和光学系统的光路构建及计算方法两大类，我系实验室在此基础上又将实验项目分为验证性、设计性和综合性实验三大类。例如：在迈克尔逊干涉仪中，三个学生一个小组共同使用一张HLD－JQS系列激光全息实验台，从开始动手搭建光学系统的光路到最终观察实验现象，只要完全参照实验讲义中的实验步骤即可完成实验。这样的实验，为学生提供了充分的思考空间和自主实验空间，充分调动了学生的学习热情，使其真正的融入到实验去。不仅培养了学生的动手能力，还培养了学生的团队精神。
4 结束语
本文提出的课程改革内容都是源于长期的教学实践经验和课堂反馈意见。经过几年的教学探索，我们在课程建设和教学效果上虽然取得了一些成绩，但还有一些不足，这需要在以后的教学环节中不断的完善，使得教学效果进一步提高。
参考文献：
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[2]李丽.工程光学教学改革探索，实验室技术与管理[J].2009，26（8）：129-131.
关键词：物理光学；信息化；教学改革
中图分类号：G642.0文献标识码：B文章编号：1671-489X(2015)20-0102-02
1前言
2012年，中央军委颁发《2020年前军队院校教育改革和发展规划纲要》，纲要指出形成现代军队院校教育体制、构建军事创新教育机制、基本实现院校教育信息化，为官兵成长成才提供优质教育，为新质战斗力建设提供人才保证的总体目标[1]。为了适应新形势下对人才培养的目标、人才的知识结构和能力、素质，特别是创新能力的新的要求，军械工程学院开展了信息化教学改革研讨活动，物理光学课程的改革也势在必行。物理光学课程是军械工程学院直通车军用光电工程专业开设的一门重要的专业基础必修课，它是研究光的基本属性、光的传播规律、光与物质相互作用以及相关应用的科学，是一门重要的基础学科，也是一门应用性很强的学科。该课程的学习与后继课程如光电技术、激光技术、光纤通信等有密切关系，也是学员今后从事科研工作不可或缺的基础内容。信息化条件下，如何提高该课程的教学质量，使学员更好地适应将来的岗位任职需要，一直是任课教员思考的问题。
2当前物理光学课程教学中存在的问题
课程内容陈旧，学员学习兴趣不高物理光学课程主要研究光的波动性，包括干涉、衍射、偏振现象、光在各向同性及各向异性介质中的传播规律等，内容体系比较经典、固定，不同的教材在内容组织、编排、讲述上变化不大，对基本理论的阐述也都很详细、完善。但是讲解完之后学员总觉得这门课程内容陈旧、脱离实际，无法将课上知识与现代先进光学技术及科研应用联系起来。究其原因，一方面在于物理光学课程本身的特点，它不像应用光学、几何光学那样，研究的是光线的传播行为及成像特点，比较直观可见。物理光学课程主要涉及的是光的波动理论，内容比较抽象，不便于理解。另一方面，物理光学课程的理论体系虽然固定不变，但是教员可以思考如何让枯燥的理论变得鲜活、生动起来，激起学员对物理光学知识的兴趣。课程理论性强，学员理解难度大军械工程学院培养的学员工科背景强，学员对课程的实际应用有特殊的兴趣。而传统课程的内容从光的电磁理论到干涉、衍射理论，再进一步学习傅立叶光学基础理论，对于数理基础相对薄弱的工科学生而言，随着理论教学的深入，很多知识和概念都理解得不够透彻，从而逐渐丧失学习兴趣。此外，传统课程中公式繁多而抽象，尤其是进入衍射和傅立叶光学部分内容后，经常出现又长又复杂的公式，学员表示见到这些公式就发怵，很难理解公式的物理含义，这将直接影响课程的学习效果。课程与装备联系不够紧密，学员感觉用处不大军械工程学院军用光电工程专业学员毕业后大多在各级修理分队或后方仓库从事与装备相关的工作。在院校学习过程中，学员普遍对与岗位任职相关的装备知识感兴趣。在军用光电工程专业的课程体系中，应用光学、军用光学仪器构造、军用光学检校，激光技术、激光测距机、激光制导等课程各自形成由浅入深的课程体系，而物理光学课程作为一门专业基础课，鉴于其研究内容主要针对波动光学，所以它不像应用光学、激光技术课程与装备联系得那么显而易见，而主要是体现在装备设计、研发中所应用的光学技术或理论。课程缺乏实践性教学内容物理光学课程一般开设在教学的第五学期，而与之相关联的、实践性教学课程现代光学实验和光学测试技术，分别在第六和第七学期开设，这样就出现实验课与理论课脱节、截然分开的现象，违背了光学本身是一门实验科学的规律，实验课程很难发挥其应有的作用。一方面，实验课与理论课相隔时间太长，学员在上实验课时理论知识忘得所剩无几，削弱了实验课本应起到的提高理论认识的作用；另一方面，实验课滞后理论课程，容易使理论课教员陷入对实验过程、实验现象的平铺直叙，忽视了本应由学员自己动手完成实验操作、分析实验结果的过程。教学方法单一，不够灵活多样物理光学课程具有较强的独立性、系统性、专用性，偏重于严谨的知识体系，讲究严密的逻辑推理等特点，目前课程的教学方式还是以教员讲授为主[2]。教学过程常常遇到教学方法古板、讲授平铺直叙等难题，尤其是遇到较多的公式推导时，采用这种教学方法，教员讲得大汗淋漓，学员却感觉枯燥乏味，教学效果大打折扣。
3课程信息化教学改革内容
针对上述课程教学中存在的问题，任课教员对物理光学课程在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了改革。教学内容的改革1）科学整合、修订教学内容。军械工程学院学员在上物理光学课程之前，已经较为系统地学习了大学物理课（约2个学期，130学时），其中光学部分的内容占据了相当的份量。结合学院修订人才培养方案的契机，课程组参考军内外名牌高校的教学经验，经课程组教员充分讨论，精简、删除了陈旧过时的、与大学物理课程重合的内容，修改完善了新的课程标准，重新明确了教学内容和掌握程度。2）加强教学内容与装备知识的联系。军校学员将来的任职岗位在部队，对知识的军事应用兴致颇高。鉴于此，任课教员在课堂教学中注重讲清基本概念、原理，弱化数学推导，平时注重收集与课程内容相关的军事知识，并对其进行提炼加工总结，使其与教学知识点对应起来，尽可能多地增加理论基础课和军事、装备的结合点，提高学员的学习兴趣，如已经梳理出激光告警、光学加密、相干激光器阵列、相控阵射电望远镜、相控阵雷达、莫尔条纹等应用知识点。此外，信息光学在现代光学技术和军事技术中应用广泛，任课教员适当将教学内容加以延伸，使学员对光学前沿有所了解。教学方法的改革1）采用问题引领式教学法[3]。物理光学课程虽然理论性强，但实质上它是一门与实际问题联系紧密的学科，其内容构架均来源于对实际光学现象的解释。因此，在课程讲授中，任课教员注重将理论知识与实际问题联系起来，从现实生活中生动的光学现象入手来讲授难懂的理论知识。在讲授某个知识点前，先介绍该知识点是为解决什么样的问题而提出的，在解决方法中注重问题的环环相扣，在解决完一个问题后，接着提出新问题，引导学员思考，形成提出问题、分析问题、解决问题这样一个逐次递进的过程。2）采用小组合作教学法。物理光学课程采用模块化设计，研究光的干涉、衍射和偏振三种波动光学现象。对于每部分内容，布置干涉应用、衍射应用、偏振应用三个专题作业。学员自行分组，每组3～5人，利用课下时间查阅资料、制作课件，每个专题选取两组学员走上讲台进行讲解。这些综合性的专题作业，不仅需要学员掌握基础知识，而且通过学员自己的工作加深了对理论知识的理解。事后，学员普遍反映，这种方式对知识的掌握程度甚至比最终考试的效果还要好。教学手段的改革1）合理组织安排理论课与实验课教学。针对物理光学课程理论课与实验课脱节的现象，任课教员在理论课授课过程中，合理安排设计多次实验操作课。同时，光学实验室实行开放式管理，学员在课余时间可以走进实验室，亲自体验光学现象的奥秘。通过实践，学员对课堂教学中抽象难懂的知识理解得更加深刻，能够很好地将光学实验与理论原理对应起来，尤其是将实验过程中参数变化对结果的影响与课上讲的理论分析联系起来。这种做法，一方面强化了学员对刚刚学过的理论知识的理解、加深了记忆；另一方面对后续的实验教学也大有裨益，学员能在完成基础性实验的基础上，再进一步向综合设计性实验深化。2）采用计算机数值模拟与仿真等信息化教学方式。由于物理光学具有一定的抽象性，以传统的教学方式，很难使学员充分理解知识。利用计算机硬件平台和可编程软件，如Origin、MATLAB和ANSYS等软件，将计算机数值模拟和仿真引入教学，对重要的教学内容进行仿真和数值分析，构建光学实验仿真平台，可应用于教学中对物理图像进行形象的、清晰的描述，使学员在感性充分认识的基础上，水到渠成地上升到理性认识，加深对关键结论的认识，有效增强教学效果。
4结束语
借军械工程学院信息化教学改革研讨活动之势，物理光学课程组在教学内容、教学方法及手段上进行了改革。经过近两年的教学实践，课程整体水平得到明显提升，课堂教学容量有了很大提高，学员对专业基础课的学习兴趣有了显著改善。虽然取得一定的成绩，但课程改革之路仍需前行。比如近年很多高校开展的MOOC教学模式及课程建设活动，使得学员可以时时、处处进行学习，学习的时间和空间变得更加自由。
参考文献
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关键词 多学科 跨大学科平台 研究生培养
中图分类号：G643.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）03-0001-02
在我国研究生规模化教育的背景下，提高研究生教育质量，培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今，不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点，同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台，探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。
1.跨大学科的科研平台构建的必要性
随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展，跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题，而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础，也是高层次人才培养的关键，科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务，进行科研平台的整体谋划和布局调整，以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展，其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。
2.工理结合的光电科研大平台
光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台，其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下，是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力，共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台，平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展，并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广，学科交叉明显，为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。
3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容
本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切，有机结合，支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。
①光电信息材料的理论与技术
光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑，是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象，以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法，为新型光电信息材料，特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导，并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。
②光电感测技术与器件
本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面，在光电信息材料理论与技术研究的基础上，针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象，对其感测机理进行探索，对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨，对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面，根据光电器件的基础理论及关键工艺技术，结合感测信息对象的需求，开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究，以此为基础，研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺，为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。
③光电信息传输体制与系统
光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用，是感知层与应用层之间的连接纽带，负责总体数据传输和数据控制，提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下，结合国内外的技术发展和技术趋势，本研究方向重点面向智慧医疗应用，主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题，形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权，形成基于光电感测与传输的共性技术体系，为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。
4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设
学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上，所涉学院密切合作，形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名，重庆市学术技术带头人1名，重庆市巴渝学者1名，拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队，同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验，为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。
5.人才培养成效
近5年来，本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人，授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人，授予硕士学位人数超过400人，有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时，注重研究生创新实践能力的培养和提高，健全了研究生培养保障体系和质量监控制度，保障了人才培养的质量。
参考文献：
关键词：电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学
中图分类号：G423 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0154-02
电子科学与技术（以下简称“电科”）专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术，不仅是当代信息技术两大支柱之一，而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一，正是光电子材料与器件的广泛应用，例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外，诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用，是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见，学习光电子材料与器件的相关知识，不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响，也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生，提供了坚实的理论基础与知识储备。然而，根据笔者的调研，虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程，但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广，教学课时又往往有限（一般为32或48个学时），因此在光电子技术的实际教学过程中，讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学，而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性，并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验，研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。
1 光电子材料与器件简介
光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来，光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里，光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明，到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世；从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段；从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步，并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下，各种新型光电子材料与器件层出不穷，性能也不断提高。尤其是近年来，随着微米及纳米级加工技术的成熟，新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕，为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。
综上所述，光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位，因此，光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学，而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。
2 光电子材料与器件课程教学研究
2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择
光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识，例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等，而且与实际应用结合精密，因此，本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。
在课时安排方面，作为电科专业的一门核心专业课程，光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时（2学分），理论课学时不低于26学时，实验课不低于6学时。
另外，在教材选择方面，由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容，而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多，其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材，例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1]，西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件，但是，目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少，市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之，该书中所涉及的理论知识较深，基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见，对于光电子材料与器件这门新兴课程而言，设立统一的教材并不合适。因此，笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容，自行编写该课程的讲义与课件。
2.2 光电子材料与器件课程的理论教学
按照电科专业的专业定位以及培养目标，光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容，在光电子材料与器件教学中要弱化；而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识，要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下，让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。
在教学内容的设置方面，由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中，因此，为了便于学生的理解与知识体系的构建，笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程（共26学时）为例，该理论课程共被分成了绪论（2学时）、激光原理与典型激光器（5学时）、太阳能电池（4学时）、光通信器件与材料（5学时）、光探测器件（5学时）、光电显示器件（3学时）与光存储器件（2学时）等七个章节，这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章内容的设置上，也尽可能突出“工程”内容，弱化“理论”知识。下面，笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。
第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中，向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍，让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中，重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系，并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍，让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。
第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性，其主要内容包括三个部分：激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分，由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程，所以该部分内容为简略介绍的内容，主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重，在该部分内容中，将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似，在介绍完半导体激光器后，可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外，本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。
太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用，但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势，该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中，主要分两小节给学生介绍，第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用，让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求，然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势；第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。
第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节：第一小节介绍光纤通信的基础知识，包括光纤通信的定义，光纤的结构、导光原理、发展历史，以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中，最重要的器件当属光纤，所以，本节开始就着重介绍光纤的相关知识，包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后，又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类，并分别介绍了这两类光器件中的代表器件：掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后，在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件，例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。
第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声；其次，按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器（光电管与光电倍增管）与内光电效应探测器（光电导、光电池与光电二极管）。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。
第六章光显示器件重点介绍四种光显示器：阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。
第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。
2.3 光电子材料与器件课程的实验教学
光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连，并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件，实验课程的学时应不低于6学时，开设的时间最好在理论教学完成之后，以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面，既要保证与理论课程内容的相辅相成，又要尽量避免与其它课程实验项目的重复，造成资源的浪费。例如，许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程，并配备了相应的激光器实验。在这种情况下，如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容，不仅消耗了宝贵的实验时间，实验效果也会大大降低。
下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学（6学时）中的实验安排。
（1）实验内容：共包含六个实验项目，它们分别是：光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验（每个实验1学时）。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件，这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件，例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件；而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。
（2）实验要求：以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析，但经笔者调研，这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力，因此，在对原有的实验指导书进行改良后，笔者自行编写了实验的指导书，并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验，原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果，但是，在新改良的实验指导书中，要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流，并要求学生分析比较其差别。通过这种方式，充分调动学生的实验积极性，在具体的实验教学中也取得了很好的效果。
（3）实验方式：分组实验，共同撰写实验报告。这样，不仅提高实验效率，还能够锻炼学生的团队协作意识。
（4）考核方式：根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。
3 结语
光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节，也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析，讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性，并根据笔者自身的授课经验，提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。
参考文献
[1] 安毓英，刘继芳，李庆辉.光电子技术[M].3版.北京：电子工业出版社，2013.
关键词：对分课堂；教学改革；工程光学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0091-02
一、引言
《工程光学》课程主要包括几何光学和物理光学两大部分。作为开展光学理论和光学技术教育的专业课，它对于学生学习其他光电专业课程、培养综合能力具有十分重要的意义。通过本课程的学习，能够使学生了解本专业的前沿发展现状和趋势，掌握与本专业相关的光学知识，具备运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力，以及具有系统的工程实践学习经历[1]。
结合作者近几年的一线教学经历，目前该课程的教学状况存在的主要问题如下：几何光学内容学生之前未接触过，内容开始就引入光线概念对光波进行光路计算，学生理解掌握上难度较大，而后又涉及各类光学系统、光度学和色度学、像差理论、像质评价、光学设计等内容，涵盖范围较广。由于本专业的课程体系设置中有关光学的课程较少，学生对该部分内容的整体掌握度较差。物理光学内容中的干涉与衍射部分与《大学物理》课程内容结论上有很大部分重叠，但理性更强，学生接受程度下降，导致积极性不高。
此外本课程一般开设在大二第二学期，对大二学生来说，专业课课程任务比较重。在对本门课程投入时间和精力有限的条件下，想掌握该门课程重点内容可以说是难上加难。体现在课堂表现上，学生抬头率和师生互动程度都不太理想；而在课后作业上，不少学生采取抄袭的形式来完成作业，没有达到教师布置作业的目的。因此在学期末考试环节，学生普遍存在临时抱佛脚，突击看教材背作业的情况。
为提升《工程光学》课程的课堂教学效果，同时也为增强学生学习主动性和积极性提供一定的参考，作者结合“对分课堂”在其讲授的另一门课程中的实践总结，探索如何利用“对分课堂”对《工程光学》课程进行教学改革。
二、《工程光学》课程的“对分课堂”设计
复旦大学教师教学发展中心特聘研究员、心理系博导张学新教授融合讲授式课堂与讨论式课堂的优点，于2014年提出“对分课堂”的教学模式[2]。“对分课堂”将教学过程分为教师的课堂讲授、学生课后的内化吸收和学生的课堂讨论这三个相互联系的过程，如图1所示[3]。其核心思想是将课堂时间根据实际情况分配给教师讲授和学生讨论，并且将教师讲授与学生讨论隔堂进行，保证学生讨论前有足够的时间进行知识内化吸收[4]。
《工程光学》课程是作者所在学院面向大二学生开设的一门专业核心课，课程共占16周64学时，每周上课二次，连续2节，每节45分钟。由于《工程光学》课程内容涉及知识点较多，如一开始就对全部内容开展“对分课堂”模式，担心难以把握课程进度进而影响教学效果。因而考虑对该门课程重点内容进行“对分课堂”教学模式试验，效果突出的话推广到整门课程。下面以几何光学中的“光路计算”知识点为例进行阐述：
1.第一次课：教师首先介绍光线、法线、光轴、顶点、正方向、曲率半径、截距、孔径角等基本概念，着重讲授曲率半径、截距、夹角（光轴、光线、法线三者间的夹角）的符号规则，进而以实际光线为例，运用学生已有的正弦定律知识进行光路计算，并举实例进行光路计算推演。
2.课堂之外：学生掌握了教师讲授的基本内容以及重点难点后，将光路计算扩展到近轴光线的计算上，进而得出近轴区的成像公式。该成像公式是“光路计算”知识点的重点内容，学生运用该公式完成相应作业。该环节由学生课后自主完成，老师可以制定一些任务要求，如做读书笔记的“亮闪闪”，提问题的“考考你”，寻求解决问题的“帮帮我”。任务要求可以根据学生不同的学习能力进行设计，既能调动学生的积极性又能体现差别化。
3.第二次课：学生分组讨论自己学过并掌握的内容，小组之间、学生与教师之间进行互动交流，将学生学习消化知识点后提出的疑点难点通过该环节达到学习掌握的目的。由于该讨论环节与讲授环节分为两次课进行，学生经过课堂之外的内化吸收后再讨论可以提高讨论效果，从而更容易激发学生的学习兴趣。
总结
“对分课堂”教学模式下教师是课程课堂教学的主导者，学生是课堂内外学习活动的主体。在师生积极的良性互动过程中，能促进学生自学能力、应用知识能力、合作能力、表达交流能力的提升。在《工程光学》课程实施“对分课堂”教学模式过程中，如何克服学生学期末动机不足、作业抄袭等现象，如何制定有效且合理的作业评价机制等都是实施过程中需重点考虑并解决的问题。
参考文献：
[1]杭州电子科技大学教务处.测控技术与仪器专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划，2015.
[2]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（5）：5-10.
[3]王舒.对分课堂在英语视听说课程的应用效果研究[D].汕头大学，2016.
[4]杜艳飞，张学新.“对分课堂”：高校课堂教学模式改革实践与思考[J].继续教育研究，2016，（3）：116-118.
Practice and Reflection on Improving the Teaching Effect of "C++ Programming" Course by PAD Teaching
XU Ying1，GU Yu2
（a.College of Life Information Science and Instrument Engineering；
b.School of Automation，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China）
关键词：道路工程材料；教学方法；行业规范
中图分类号：U41-4；G642
随着公路建设的大规模开展，道路工程材料的使用和发展速度也在逐步加快，道路工程不断涌现出新结构、新材料、新方法和新工艺[1]。《道路工程材料》是土工工程专业方向的一门重要的专业基础课。为了使学生深入系统掌握这门课程的知识及相关试验技能，应以相关的行业规范为指导，深入解析《道路工程材料》中的重点和难点内容，让学生清晰深刻的了解这门学科，培养本专业学生具备较强的道路专业基础知识和基本操作技能，为后续《路基路面工程》、《桥梁工程》、《道路养护与管理》等专业课程打下基础[2]。本文将从《道路工程材料》课程简介、教学过程中的难点分析、教学方法介绍和教学过程中行业规范配合使用的重要意义四方面进行讨论。
1. 《道路工程材料》课程简介
道路工程材料是泛指用于道路和桥梁工程及其附属构造物所用的各类建筑材料，主要包括土、沥青、水泥、砂石、石灰、工业废料、工程聚合物以及木材等材料[3]。该学科学习专业课的必备基础，又是一门应用技术。它与物理学、化学、理论力学、材料力学以及工程地质等学科有密切的联系。系统学习道路工程材料的基本性质、技术指标、测试技术、组成设计以及应用技术等方面的知识，不仅是道路工程相关专业重要的知识结构组成，而且也是科学合理地选择、设计、评价、应用和研发道路工程材料的理论基础。
2. 教学方法介绍
本课程参照行业规范，对道路工程常用材料的技术性能、质量要求、性能影响因素、评价测试技术和组成设计方法等基础理论知识进行重点论述，定期开展实验课程，建立“教、学、做”一体化的教学模式和动态的、形式多样的立体教学内容，构建起理论和实践相结合的教学模式。具体从以下几个方面进行[2]：
（1）、理论介绍。通过课本和规范内容进行理论讲解，让学生构建起材料组成、结构与性质之间关系的框架。
（2）、运用对比的方法。通过对比各种材料的组成和结构来学习它们的性质和应用，特别是通过对比来熟悉它们的共性和特性。这在学习沥青、水泥及其混凝土材料时非常重要。
（3）、密切联系工程实际，重视实验课并做好实验。试验课是本课程的重要环节，通过实验可验证所学的基本理论，让学生学会检验常用道路材料特别是水泥及水泥混凝土、沥青的实验方法，熟悉试验技能，并能够对实验结果做正确的判断和分析。这对培养学生的学习和工作能力以及严谨的科学态度十分有用。
3. 教学过程中行业规范的配合使用
行业规范是指在该行业统一使用的标准。在本课程教学过程中主要参考的规范包括 《公路工程集料试验规程》 、 《公路工程沥青基沥青混合料试验规程》 和 《通用硅酸盐水泥标准》 。这些规范在教学中起到很好的解释和引导作用。主要体现在：课本中有些名词的解释过于抽象，对于初次学习这门课程的同学来说不容易理解，即使理解也很难在实践中应用，此时可通过规范中对专业名词的解释及其测试方法进行提取，并结合课本，给学生做细致的讲解，让同学真正理解该名词的由来和应用。下面通过实例做具体说明。
教材在介绍集料磨光值概念时，在给出“磨光值是反映集料抵抗轮胎磨光作用能力的指标”。集料的磨光值PSV是将9.5～13.2mm并剔除针片状颗粒的集料制成试件，加速磨光后测定磨光后集料的摩擦系PSVra，并按式PSV=PSVm+49-PSbra求得[1]。关于磨光值，规范《公路工程集料试验规程》[4]首先给出了磨光值试验的目的和适用范围，详细介绍了试验所用的加速磨光机（见图1）；并且给出了摆式摩擦系数测定仪的示意图。详尽介绍了试验仪器、材料、试验方法和数据处理。
对比可见，如果在教学中仅将教材的中的概念灌输给学生的话，不仅枯燥，而且学生只能对磨光值有个模糊的概念，教学效果差。然而，如果能配合规范学习，首先让学生明确这个概念的由来以及用途，随后通过PPT展示测定装置，通过具体的试验步骤并结合现场实测视频给学生做一步步的讲解，理论结合实际，不仅让学生了解磨光值的概念，还要明确磨光值测定方法和评价方法，将抽象的概念具体化，不但能提高学生的学习兴趣，而且真正的达到教学的目的。
4 结束语
规范作为某一领域统一使用的标准，要明确其重要性。在教学中，对于书本中一些抽象的名词和简略介绍的知识点，可通过查阅规范进行展开和介绍，从而达到教学的目的。
参考文献
[1] 申爱琴. 道路建筑材料[M] 北京：人民交通出版社，2010
[2] 伍必庆. 道路建筑材料[M] 北京：人民交通出版社，2012
[3] 李立寒. 道路工程材料[M] 北京：人民交通出版社，2013
【关键词】教学改革;激光课程;军校专业特点
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)02―0070―04
引言
军队院校培养的人才必须适应部队需求,专业具有较强的针对性和军事特色,近年,部分军事院校针对自己的专业特点进行了教学改革和探索[12]。我院激光测距与激光制导课程是典型的装备教学,激光原理与激光技术(以下简称激光课程)等专业基础课的教学质量直接影响激光仪器的装备教学,最终将影响军校培养军事技术人才的质量,所以激光课程等专业基础课的教学质量和教学改革备受关注。激光课程是我院光学工程教研室(以下简称我室)军用光电工程本科专业的重要专业基础课,是激光测距仪器、激光制导仪器等专业课的理论基础,贯穿本科乃至研究生学员培养的全过程,在我室教学工作中占有很大比重。由于激光课程内容多,概念抽象,加上传统的“灌输式”教学的弊端,学员积极性不高,教学质量长期得不到提高。近两年,我室借鉴地方院校的成功经验[3-5],结合军校的专业特点,在该课程上积极寻找突破。2006年,我室光学工程学科获全军2110工程资助,2007年,我院参加全军教学工作评价,面对机遇和使命,我室在“重基础,抓实验,贴装备”教学思想的指导下,多渠道、全方位对激光课程进行教学改革,经过近三年多的努力,改革取得一定成效,并且圆满完成教学工作评价的各项指标。本文介绍教员队伍建设、课堂教学、实验教学以及课外实习教学等7个方面的改革工作内容。
一 改革内容
1关于教员队伍建设
(1) 教员层次结构的完善。积极引进外校一流大学的硕士及博士生来充实教员队伍。2006年和2007年接收了国防科技大学硕士生1名、博士生2名,2008年接收了北京理工大学的军工专业的优秀博士生1名,极大地活跃了教学组气氛。积极选派有能力的教员进修和学习,2007年,选派了2名教员到上海交通大学进修,2008年以“强军计划”的方式选送一名青年教员到清华大学攻读博士学位。
(2) 选用优秀年轻教员担任主讲教员。年轻教员与老教授相比,虽然经验和学识少一些,但年轻教员有自己的优势:年轻教员上课有活力、有激情、有干劲;科班出身的年轻教员基础扎实,工作在科研一线,既有较强的理论基础,又了解前沿,熟悉科研的具体细节工作,授课中能做到一丝不苟,解决工程实际问题;年轻教员与学员年纪相差无几,有共同语言,有感染力,有助于学员学习积极性的提高。
2 关于教材与课程内容
(1) 选用英语参考教材,逐步开展双语教学。随着时代的发展,双语教学在院校中逐步兴起,这是发展趋势。由于开设双语教学并无经验,我们实施了“谨慎”的双语教学,即用中文教材,另外选用英语参考教材,课堂授课部分内容使用英文。随着不断地学习和经验的积累,今后将逐步扩大英语讲述内容的比例,提高双语授课水平。我们注重思维和创造能力的培养,所以在双语教学中重要概念和物理思想用英语讲述,背景知识和数学推导用汉语讲述,值得一提的是,在双语教学中,年轻教员的英语特长得到了发挥。
(2) 课程内容整合。我室本科激光课程包括激光原理、激光技术和激光器件三部分,激光原理讲述激光特性、激光器组成、光和物质相互作用、谐振腔内光场分布和高斯光束传输特性等基本概念和基本原理,激光技术讲述改善激光光束质量(压缩脉宽、提高峰值功率、单模输出、稳定频率等)所作的技术调整(调Q、锁模、选模、稳频等),激光器件贴近工程,讲述不同种类激光器(气体、固体、半导体激光器等)的器件组成及其特性。这三部分是统一的整体,我们对激光课程进行了整合,把三部分合成一门课,激光原理是重点,激光技术次之,器件部分穿插在前两部分中,内容整合突出了重点,加强了基础教学,体现了“重基础”的教学思想。
3 关于课堂教学
(1) 以非课程因素带动课堂教学。所谓非课程因素是与激光教学内容无关的,但有利于提高教学质量的因素,包括师生感情、教员个人魅力的塑造、“以人为本”的素质教育思想等。这些不是教学过程的重点,但影响重点,不能忽视,应该充分利用这些因素带动课堂教学。在这方面,年轻教员有明显优势,因为年轻教员更了解学员所想。笔者作为一线教员,真切感受到:当非课程因素发挥作用时,学员喜欢任课教员,喜欢上激光课,学习积极性大大提高。
(2) 营造和谐的课堂环境。我们在课堂教学中努力做到以学员为中心,增进沟通,加强交流,增强互动,充分调动学员的积极性,打破以往沉闷、死板的课堂气氛,营造轻松和谐的课堂环境。我们努力把抽象的物理概念与生活中的事相联系,与学员感兴趣的事相联系,让知识在“笑谈”之间进入学员的头脑。例如讲介质对光增益一节中把“增益饱和”比作“科学发展观”,解决了光强不断增强和稳定输出的矛盾。通过这样的比喻,能紧紧抓住学员的注意力,同时也把课讲活了。
(3) 树立良好心态,利用“两大法宝”热情高涨地投入教学。“态度决定一切”,作为年轻教员,要有良好的心态,即不浮躁,对教学漠不关心,又不好高骛远,对教学急于求成。只有脚踏实地地深入教学,才能在教学中发现乐趣,提高教学水平,增强成就感,进而把成绩作为进一步提高教学的动力,形成良性循环,在讲台上实现自我价值。在教学实践中,笔者认为:上好课的两大法宝是:自信和学习。只有自信地站在讲台上,授课才有感染力和说服力,才能做到落落大方,举一反三,侃侃而谈,授课才能游刃有余,才能充分调动学员的积极性,提高课堂的互动层次。当然自信是建立在对课程内容非常熟悉,对整个课程有一定把握,对学科有一定学术水平的基础上,年轻教员多数具有硕士以上学历,具备这样的基本素质。学习是上好课的另一法宝,这里的学习是向有经验的老教员学习,多听老教授的课,多向老教授请教,多听老教授意见,耳濡目染、仿效改进,这些必定会对自己有潜移默化的影响,这样的强化学习能够在短期内大幅度提高授课质量,逐渐形成自己的教学风格。
4 关于军校教学保障制度
军校比较地方院校,多一份严肃,强调整齐划一,强调纪律性。我室制定了教学保障制度,为提高课堂教学质量提供强有力保障。第一,岗前试讲制度。本着教员、学员双负责的原则,坚持年轻教员岗前试讲制度,一方面让其他有经验的教员进行指导,一方面严把上岗关,确保了授课质量;第二,听查课制度。教研室主任和激光组组长听查课率不低于10%,从军容风纪、内容、课件、课堂气氛以及学员意见等各方面严格把关,及时发现和改进教学实施中存在的问题;第三,教学观摩制度。激光组一线教员每学期至少组织两次教学观摩活动;第四,导师制度。为一线年轻教员指定经验丰富的老教授作为教学导师,导师定期指导,严把军纪关、教案关、课件关、板书关、语言关等。这些制度规范了教学,提高了教员的授课水平,保证了课堂教学质量。
5 关于实验教学
(1) 实验课程设置改革。打破以往先激光理论课、后激光实验课的传统课程设置,采取理论课与实验课同时开,交叉上的课程设置,即把理论课和实验课开在同一学期,学完一部分理论,做与之相关的激光实验。真正做到理论与实践相结合,这对加强学员对理论的理解是很有帮助的。学员反馈信息,都有共同的感觉:课堂上没听懂的东西,在做实验时豁然开朗,有一种柳暗花明的感觉。这种课程设置也增强了学员的自信心和成就感。
(2) 实验室硬件建设。在2110工程经费的支持下,激光组抓住机遇,经过多方调研和论证,购置大量先进实验仪器,建成激光原理实验和激光技术实验两个教学实验室,并瞄准前沿,组建了激光与物质相互作用实验室,作为研究生教学和科研实验室。利用先进的实验仪器,课程组努力发掘与课本理论联系密切但又高于课本、贴近前沿的实验题目。
(3) 发掘军研口的实验带动教学。以实验室硬件为平台,以教员军队科研项目为牵引,积极发掘以军研口为背景的基础实验或原理实验,例如高功率激光器成为定向能技术的研究热点,实验室搭建了固体热容激光器(Solid State Heat Capacity Laser,SSHCL)、LD泵浦板条激光(DPSL)、光纤激光器相干组束(Fiber Laser coherent beam combination)等原理性实验平台,这些都是国内外光电子领域研究的热点,让学员通过实验了解前沿,以此带动学习的积极性,激发学员的科研潜力。例如当今激光领域研究的热门之一:光纤激光器相干耦合技术。利用耦合器把两个光纤激光器耦合,输出功率约是这两个光纤激光器功率和的2倍,让学员产生疑问,主动思考,查阅文献。虽然这些原理实验不能包含太多的学术价值,但对学员来说是在教材和一般实验中未见到的,对于培养学员的创新精神是有益的。另外,我们还设置了起点较高的自助设计实验,利用长春理工大学研制的自组装电光调Q固体脉冲激光实验平台,学员可自主设计感兴趣的实验,这些对科研能力和创新能力的培养是非常有益的。
(4) 以科研和学术带动教学。让有能力的好苗子尽早地参与科研实验和学术论文的创作,不但有助于课本教材的深化学习,还有助于培养学员的科研和学术能力。笔者从2007年开始尝试带学员,指导学员查阅文献,消化前人工作,在现有实验条件下进行创新性实验。笔者发现,部分学员兴趣已经形成,潜力已经发掘出来,他们在教员的指导下很快掌握了学术论文的写作技巧,参与撰写的诸文已经在学术期刊上发表[6-9],反过来,这些极大地鼓励了学员,形成良性教育过程。
(5) 实验管理制度改革。以往实验仪器少,学员多,只能多人一组,轮流做,教学效率和质量大打折扣,现在基本做到2人一组,学员动手率100%。为了充分利用实验室,调动学员积极性和体现“以人为本”教育思想,实行开放式实验管理。我们研发了实验网上预约系统,对课上没有做完或者感兴趣的实验进行预约,负责实验室的教员及时安排,并进行指导,预约系统和开放式实验管理方便了学员,受到学员的普遍欢迎。另外,为了加强纪律,增强学员爱护实验仪器的意识,实验室建立了实验签名制度,对学员起到一定监督约束作用。
6 关于课外教学活动
(1) 激光装备故障检查。激光理论课和实验课是激光测距与激光制导等专业课的基础,我们重基础,抓实验,同时也紧紧围绕装备开展教学,教研室配备了我军装备的大部分型号的单体激光测距机(与大型武器平台上的激光测距系统相区别),可为学员学习训练使用。为了提高学员的动手能力,我们对装备设置一些故障点,让学员查明原因并进行修理,这些活动极大的调动了学员的积极性。
(2) 军工厂参观学习。为了加深学员对所学知识的认识,我们制定了学员参观实习制,确保每名军用光电工程专业的学员都有到军工厂参观实习的机会。由于我院与军工厂科研业务联系密切,我室与诸多军工光学仪器厂签订参观实习协议,这为课外教学活动的开展提供了有力保证。2006年、2007年和2008年,笔者组织学员分别到焦作平原光电仪器厂、江苏曙光光电仪器有限公司、南阳中光学集团进行短期(一般在20天内)的参观实习,在工厂允许情况下,学员进行了部分生产环节的操作,对激光器零部件的设计、加工、检测、组装、调试以及军检等方面有了深刻的认识,这些活动在一定程度上增强了学员的工程意识,对学员今后从事军械保障工作不无裨益。
7 关于考核评定体系
(1) 实行多种考核与课终考试相结合的方式。鼓励学员参与教学、参加科技竞赛等活动,对制作多媒体课件、写实习感受、参与科研等活动的积极分子进行加分。多种考核方式使被动的“灌输式”学习变成主动的“发掘式”学习,有助于培养学员的创新能力,是素质教育思想的重要体现。笔者于2007年和2008年分别组织了以“神奇的激光”和“激光在军事上的应用”为主题的征文活动,并印制优秀论文集,在学员间传阅,还对录选论文集的学员进行加分。学员对活动反响强烈,这些措施不但激发了学员查阅资料和学习的积极性,也培养了学员的自学能力。
(2) 制定严格的考试出题和阅卷制度。为了体现公平、公正的原则,激光课程考试实行教考分离制,即任课教员不参加出题和阅卷。2006年,激光教学组建设了激光原理与激光技术试题库,并录入学院考试组卷系统,考试前2天由非任课教员到考试中心组卷出题,考试结束后由非任课教员阅卷,3天内上交成绩。这些制度的实施改善了学习风气,学员出勤率提高了,上课瞌睡现象减少了,作业完成质量显著提高了。
(3) 成绩与分配去向挂钩。为了提高学员素质,增加学员的紧迫感,形成比学习、比成绩的良好学风,教研室与学员队(军校管理学员的大队)充分沟通,把专业课成绩与分配去向挂钩,一定程度上改善了以往军队院校学员坐、等、靠的懒惰思想,改善学习风气。
二 改革成效
激光课程教学改革近三年来,无论是教员还是学员都感到身上担子不轻、责任重大,功夫不负有心人,改革取得明显成效,主要体现在:1、教员方面:教员教学能力提高,授课质量提高,2008年笔者以激光原理中“激光产生的基本原理”为授课内容参加了学院组织的优质授课评比获得第6名的好成绩,并在总装备部举办的院校优质授课评比中获得三等奖。2、学员方面:学员积极性明显提高,学习成绩明显高于往届,学员考研率明显增加,说明学员产生了对科学研究的兴趣,主动积极要求深造。在我们对2006和2007届学员做的问卷调查中,80%以上的学员对激光教学改革工作给予了充分的肯定。2008届毕业学员闫宗群、黄富瑜利用实验室平台搭建的全光纤激光相干合成系统[10-11]进行实验研究获得学校电子设计大赛一等奖,两人在全国的数学建模竞赛中获得二等奖,在他们的获奖感言中说道:建模二等奖的获得得益于在激光多普勒测速实验中数据采集的编程训练。
另外,我们完善了教学过程中的各种规章制度和教学评价体系;组建了现代化实验室,完善了实验室规章和资料体系;建立了网上预约实验系统;制作了一套符合我院专业特点的激光多媒体课件和教案;针对激光课程的教学研究也取得一定成绩[12,13]。在2007年的全军教学工作评价中,激光课程达到评价要求的各项指标,且在专家的抽查课中受到专家的好评。
总而言之,我们注重基础理论教学,狠抓实验教学,仅仅围绕装备开展课外实习教学,教学改革取得阶段性成绩。当然,改革需要循序渐进,改革中也出现了新的问题。
三 问题和努力的方向
1 年轻教员经验不足,要达到一定的教学艺术水平,还有待进一步学习提高。
2 双语教学对教员和学员都有一定难度,对于英语所占的比例还应具体情况具体分析,双语教学需要长期教学经验的积累,才不至于成为教学过程中的负担,真正促进教学改革。
3 急需一本适合我院特色的激光课程教材,突出“重基础,抓实验,贴装备”的教学特色,现在,我们激光教学组正在着手调研,组织编写。
4 创办激光网络课程,方便学员自学。
参考文献
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Teaching Reform Exploration in Laser Course Aiming at Professional Features of Military College
SHEN Hong-binLI GangHU Wen-gang WANG Yuan-bo
(Department of Optics and Electronic Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, Hebei, 050003, China)
关键词：高职；光伏应用技术专业；课程体系；工作过程
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）05-0040-02
近年来，随着光伏产业的蓬勃发展，各地区高职院校纷纷开设了光伏应用技术专业。由于光伏应用技术专业是一门新专业，而且各地区光伏产业结构不尽相同，因此课程体系也存在差异。高职教育作为现代教育的组成部分，坚持以服务为宗旨，通过合理的专业课程体系建设更好地为地方经济服务，一直是专业建设的首要任务。笔者拟从课程体系构建原则、区域产业特色、职业岗位能力分析、课程体系构建等四个方面，探讨我院光伏应用技术专业基于工作过程的课程体系建设。
课程体系构建原则
以科学发展观为指导，全面贯彻落实国家的教育方针，主动适应地方经济社会发展需要，以提高质量为核心，以突出特色为重点，以合作办学、合作育人、合作就业、合作发展为主线，创新体制机制，推进产教结合，促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接、职业教育与终身学习对接。
坚持主动适应区域经济和社会发展需求的原则 要深入行业或企业一线，广泛开展社会调研，充分听取行业、企业专家意见，关注市场经济和本专业领域技术的发展趋势，对人才需求状况进行充分分析和预测，准确把握专业定位和发展方向，并据此作为设计专业人才培养方案的起点，使专业人才培养定位和规格既具有特色，又适应社会经济发展和现代产业体系建设的时代要求，具有一定的前瞻性。
坚持工学结合、校企合作共育人才的原则 深化人才培养模式改革，以工学结合为切入点，校企合作共同探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的多样化人才培养模式；共同开发专业课程和教学资源，将企业（行业）工艺流程、产品标准、服务规范等引入教学内容。推行“双证书”制度，使学校的教学过程与企业的生产过程、专业课程内容与职业标准紧密结合，校企共同完成教学任务，突出人才培养的针对性、灵活性和开放性。
坚持能力与素质并重，知识、技能与素质协调发展的原则 以素能并重为原则，正确处理好传授知识、培养能力与提高素质三者之间的关系，坚持素质、知识、能力整体设计协调发展。要从岗位工作任务或职业能力分析入手，按照实际工作任务、工作过程和工作情境进行整体设计，梳理工作逻辑，理顺课程之间的关系，确定课程结构，形成工作过程系统化的工学结合现代高职教育课程体系。进一步强化学生职业道德、诚信品质、敬业精神、责任意识、交流沟通能力、团队合作能力、创新创业意识等职业素质与关键能力教育，并将之渗透到所有课程中，全面提高学生的核心竞争力。
坚持理论与实践结合、“教学做”一体多元化教学模式改革的原则 重视教学过程的实践性、开放性和职业性，遵循理论与实践结合、“教学做”一体的原则，单项技能实训回归课程，将仿真教学、情境教学、案例教学等多元教学方法融入课程中，积极试行多学期、分段式等灵活多样的教学组织形式。构建“以培养职业能力为核心”的岗位认识实习、情境式仿真实训、综合性生产实训、就业式顶岗实习等能力递进的实践教学体系，探索建立“校中厂”、“厂中校”等形式的实践教学基地。
区域产业特色与人才培养定位分析
浙江省现有光伏企业200余家，是全国光伏电池生产大省，产量约占全国的35%。衢州市作为浙江省第一个省级光伏产业基地，现有光伏企业60余家，是国内光伏产业链最为完善的地区之一。从市场调研情况来看，由于受到国际金融危机及欧债危机的影响，2011年下半年，硅材料加工、光伏电池市场受到了极大的影响，产量及价格受到巨大冲击。但从光伏应用市场来看，由于光伏电池、原材料价格的下降及国家光伏发电标杆电价的出台，给光伏发电系统集成市场带来了前所未有的利好前景。从国内光伏发电装机容量上看，2009年装机不到300MW，2010年装机约500MW，2011年装机约2.8GW。随着不可再生能源的不断消耗和国家对能源需求的不断增长，预计在未来的10年内，每年装机容量将急剧增加，人才需求将非常短缺。
根据以上调研情况，我院对光伏应用技术专业的培养目标进行了重新定位，即重点培养具备光伏应用技术的基础知识，掌握光伏发电系统集成的能力，能适应光伏电站建设和光伏产品生产等光伏企业生产运行、技术服务、产品检测等一线需要的高素质技能型专门人才。
职业岗位能力分析
在课程体系构建中，我们主要围绕专业培养目标，以职业核心能力为主线，引入行业职业资格标准，以生产岗位典型工作任务为载体，与企业共同开发基于工作过程的系统化课程体系。结合专业定位，我们对处于光伏产业下游的光伏电站建设与光伏应用产品企业展开了调研。
光伏电站建设工作岗位能力分析 从调研情况来看，光伏电站建设的主要工作岗位有电站建设前期调研、工程设计、工程项目申报、工程施工、入网调试、电站运行维护与检修等，具体能力要求如图1所示。
光伏应用产品生产工作岗位能力分析 从调研情况来看，光伏应用产品生产的主要工作岗位有单体电池检测、特种组件生产、组件检测、控制器制作、系统集成与检测、系统维护与技术服务等，具体能力要求如图2所示。
专业拓展能力调研分析 结合专业定位及企业调研，本专业毕业生可在光伏电池生产、光伏发电系统集成等相关企业从事硅太阳电池方阵组合工、光伏系统集成工程师等相关岗位工作，经过1～3年后，可升为技术员，或转岗至管理岗位，如车间班长、车间主任等。学生的专业拓展能力如图3所示。
课程体系构建
高职教育是以培养高素质技能型人才为目标的，课程体系的建设必须抓住区域产业、企业、学生三个要素，要保证学生在掌握专业技能的同时，具备大学生应具有的素质。因此，课程体系的建立不能仅考虑学生职业技能的提高，而是更应该关注学生职业素质的养成与提高。
文化素质课程平台构建 在课程体系建设过程中要以专业人才培养为目标，对原属于文化素质课的公共基础课程进行重新定位。比如，在大学英语课程中，应改变以往课程模式，设置基础英语与行业英语；在计算机文化课程中，应按照专业定位及要求，设置Word高级应用、Excel高级应用、PowerPoint高级应用等课程模板，供不同专业学生选择。为加强大学生文化素质教育和交叉学科能力培养，使学生更好地适应社会需求，应基于文化素质课平台开设人文社会科学、自然科学、工程技术、艺术鉴赏等四大类素质拓展课程。
专业课程平台构建 专业课程平台主要包括基础理论课程与职业能力课程。基础理论课程是为专业核心技术提供基础理论知识和基本实践技能的课程，主要有《电工基础》、《太阳能电池材料制备工艺》、《光伏电子产品制作》、《电子线路制图与制板》、《工程制图与CAD》、《电力系统基础》等课程。在课程体系中，基础理论课程与职业能力课程的实践教学比重应占50%以上，平时的课程教学应注重学生的技能培养。由于学生在学科系统理论学习上存在一定的缺失，所以在课程体系中，很有必要增设一门回顾总结性课程——《光伏发电技术》，使学生在“做”的基础上掌握学科的完整性，有利于学生的可持续发展。职业能力核心课程是培养职业岗位能力的关键课程，必须根据技术领域和职业岗位（群）任职要求，参照相关职业资格标准设置。本专业开设了《光伏电池制造工艺》、《光伏发电系统集成与设计》、《光伏逆变技术》、《光伏发电系统施工与入网调试》、《光伏电气设备检修与电站维修》、《智能光伏产品制作》等6门职业核心课程。
独立综合实训平台构建 独立综合实训课程是针对多门专业课程的综合实训，不是对一门课程的实训。在专业综合实训平台上除了军事课、毕业论文、顶岗实习等实践环节外，还开设了《光伏认识实习》、《光伏电子产品生产综合实训》和《光伏电站安装与维护综合实训》等课程。
在专业建设过程中，课程体系建设、专业课程建设、实践基地建设、教学团队建设、质量评价管理体系建设等内容都是决定专业服务水平提升的主要因素。由于光伏应用技术专业是近两年刚兴起的新专业，专业建设需要在实践探索过程中不断发展，不断完善。
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