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《光电子技术》课程教学大纲
一、课程基本信息考试评分标准设计评分标准制作、优化评分标准结题报告评分标准学生通过该课程的学习,能够运用光电系统的常用光源、光辐射调制、光辐射探测、光电成像、光电存储、光电显示技术的基本概念、基本原理等基础知识,通过光电项目的导入和项目任务的驱动,能够进行项目的分析、设计、制作与优化,最终完成项目并且在完成项目的过程中,具备团队协作能力,以及有效沟通和交流能力
二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑
三、教学内容及进度安排
四、课程考核注各类考核评价的具体评分标准见《附录各类考核评分标准表》
五、教材及参考资料教材《光电子技术》(第三版)[M].安毓英,刘继芳,李庆辉编著,北京电子工业出版社,2011ISBN9787121131622参考书
[1]《光电子技术》梅遂生等,国防工业出版社,1999ISBN7-118-02035-4
[2]《光电子技术及其应用》石顺祥等,电子科技大学出版社,2000ISBN978-7-03-026567-8
[3]《光电子技术基础》彭江得,清华大学出版社,1988ISBN7-302-00165-0
[4]《光学传感与测量》安毓英,曾小东,电子工业出版社,2001ISBN7-5053-5833-2
[5]《光电子技术》张永林、狄红卫编著,高等教育出版社2012年第2版ISBN978-7-04-036482-8
[6]《红外系统》杨宜乐等,国防工业出版社,1995CN:
15034.3007
六、教学条件由于本课程是采用项目教学法,因此需要一些经费购买项目所需要的原材料、各种元器件等,每年需要经费大约5000元左右大纲执笔人于洋审核人(专业负责人/系主任)徐维制定时间2022年8月21日附录各类考核评分标准表作业评分标准课程名称光电子技术OptoelectronicTechnology课程代码课程性质必修课开课院部应用物理与材料学院课程负责人课程团队授课学期5学分/学时3/48课内学时48理论学时48实验学时实训(含上机)实习其他适用专业电子信息工程专业(半导体绿色光源与光电工程模块)大三授课语言中文对先修的要求先修知识点必备的数学、物理、电路等基础知识;先修能力和素质基础具备一定的分析问题和解决问题的能力,具备初步的光电素质与实验基础;先修主要课程高等数学、基础物理、基础物理实验、量子力学、低频电子线路、低频电子线路实验等对后续的支撑后续课程光电子专业实验、光学设计、光电综合训练、毕业设计(论文)、激光原理与技术、光电检测技术、传感器原理与技术等本课程为上述的后续课程提供光电专业基本概念、基本原理、基本公式与基本计算等知识点,提供光电专业基本应用及拓展的必备能力与素质的支撑课程思政设计本课程在教学过程融入了“光电名人的工作、学习及奋斗历史”等思政教育元素,让学生在学习光电子技术的基础知识、提高能力与素养的同时,促进学生提高社会责任感、树立奋发读书报效祖国的思想,最终进一步树立正确的世界观与方法论创新创业教育设计本课程通过实验项目的引进,重点培养学生提出问题、解决问题、团队合作以及综合素质等,锻炼学生创新创业的能力,引导学生进行创新创业以案例讲授、项目实施的方式开展课程简介本课程为电子信息工程(半导体绿色光源与光电工程模块)的专业核心课程,共48学时本课程首先承接先修课程的理论基础,通过本课程的学习,使学生夯实光电专业基础知识、提升专业实践能力与培养光电专业素质,能够顺利过渡到后续的课程学习本课程在专业人才培养体系中起到了“夯实基础、提升能力、培养素质、承上启下”的作用本课程提出“知识、能力、素质协同提高”的教学理念,将“项目导入、任务驱动”教学模式与传统多种教学方法相结合,引导学生根据项目任务驱动项目目标的完成,着重培养学生分析、设计开发与优化的能力,在此过程中穿插采用“讲授式、讨论式、案例式”等多种教学方法,教授光电系统的常用光源、光辐射调制、光辐射探测、光电成像、光电存储、光电显示技术的基本概念、基本原理并进行学生团队协作能力、有效沟通和交流能力的培养目标2学生能够运用光电子技术的相关基本概念、基本原理,识另h判断和分析复杂光电器件及系统,进而在逻辑和功能上对其分解成若干个部分(支撑毕业要求指标点
2.3)能够十分准确运用所学知识对复杂光电器件及系统进行分析、判断表达方法合理,标注完全正确完整和清晰解答问题十分正确能够准确运用所学知识对复杂光电器件及系统进行分析、判断,表达方法合理,标注完全正确完整和清晰解答问题正确能够较准确运用所学知识对复杂光电器件及系统进行分析、判断,表达方法合理,标注完全正确完整和清晰解答问题有少量错误不能够准确运用所学知识对复杂光电器件及系统进行分析、判断,表达方法合理,标注完全正确完整和清晰解答问题时有较多错误教学目标要求评分标准权重(%)90-10080-8960-790-59目标1学生准确描述光电领域中光电子技术的相关专业知识,并且能够将其运用到后续的复杂光电器件及系统的分析、设计制作与优化(支撑毕业要求指标点
1.5)十分准确运用光电子技术的相关基本概念、基本原理、基本公式进行解答题目或分析题目准确运用光电子技术的相关基本概念、基本原理、基本公式进行解答题目或分析题目较准确运用光电子技术的相关基木概念、基本原理、基本公式进行解答题目或分析题目,但存在部分错误不能准确运用光电子技术的相关基本概念、基本原理、基本公式进行解答题目或分析题目,同时存在很多错误40目标2学生能够运用能够十分准能够较准确能够识别、不能够识别、光电子技术的相关基本概念、基本原理,识另1」、判断和分析复杂光电器件及系统,进而在逻辑和功能上对其分解成若干个部分(支撑毕业要求指标点
2.3)确识别、判断和分析复杂光电器件及系统问题,能够十分准确地进行逻辑和功能上分解识别、判断和分析复杂光电器件及系统问题,能够较准确地进行逻辑和功能上分解判断和分析复杂光电器件及系统问题,能够进行逻辑和功能上分解,但存在少量偏差判断和分析复杂光电器件及系统问题,不能够进行逻辑和功能上分解,存在大量错误教学目标要求评分标准权重(%)90-10080-8960-790-59目标
3.学生运用光电子技术的相关专业知识,根据各部分之间的逻辑关系及功能,能够进行光电器件及系统的设计(支撑毕业要求指标基本原理的查阅正确;前期准备十分充分;光电器基本原理的查阅正确;前期准备较为充分;光基本原理的查阅正确;前期准备较为充分;光基本原理的查阅基本正确;前期准备不充分;光电件及系统的设计十分合理正确电器件及系统的设计合理正确电器件及系统的设计较为合理正确器件及系统的设计存在较大问题15点
3.1PPT和报告系统全面,讲解清晰;PPT和报告系统全面,讲解基本清PPT和报告系统基本全面,讲解基PPT和报告系统不全面,讲解不清晰;晰;本清晰;教学目标要求评分标准权重%90-10080-8960-790-59目标生学生根据前期的设计,对光电器件及系统的性能进行实验、制作并能够验证光电器件及系统的制备过程中的实验现象解释十分正确;实验数据分析十分到位能够按时优化完成作品光电器件及系统的制备过程中的实验现象解释比较正确;实验数据分析较为正确到位能够按时优化完成作品光电器件及系统的制备过程中的实验现象解释和实验数据分析都存在一定的错误;能够按时优化完成作品光电器件及系统的制备过程中的实验现象解释和实验数据分析都存在明显的错误;不能按时优化完成作品15与优化支撑毕业要求指标点
4.2光电器件及系统的制作优化过程合理正确;方法选择及解释十分正确光电器件及系统的制作优化过程基本合理;方法选择及解释基本合理正确光电器件及系统的制作优化过程有明显失误;方法选择及解释有不合理之处光电器件及系统的制作优化过程不合理;方法选择及解释存在错误10PPT和报告系统全面,讲解清晰;PPT和报告系统全面,讲解基本清晰;PPT和报告系统基本全面,讲解基木清晰;PPT和报告系统不全面,讲解不清晰;教学目标要求评分标准权重%90-10080-8960-790-59目标5通过学生分组完成光电器件及系能够融入团队,积极参与团队活动,组内讨论积极且正确,报告撰写认真、陈述发言正确能够融入团队,积极参与团队活动,组内讨论较为积极且较为正确,报告撰写较认真、陈述发言较为正确能够融入团队,积极参与团队活动,组内讨论积极性一般且较为正确,报告撰写较、陈述有部分错误之处不能够融入团队,不积极参与团队活动,组内讨论不积极且有不正确之处,报告撰写较、陈述有明显错误统的设计,实现培养学口头报告逻口头报告逻口头报告逻口头报告逻生团队协作能力学生辑性很强,表辑性较强,辑性一般,辑性较差,表需要在分工、设计、制达能力很强;表达能力较表达能力一达能力较差;10作、口头和书面报告等书面报告学强;书面报般;书面报书面报告学环节中相互协调、相互术性强报告告学术性较告学术性一术性较差报配合过程中,能够强报告过般报告过告过程中,不支撑毕业要求指标很好地体现程中,能够程中,能够能体现出通点
9.1出通力合作与密切配合PPT和报告系统全面,讲解清晰;较好地体现出通力合作与密切配合PPT和报告系统全面,讲解基本清晰;体现出通力合作与密切配合PPT和报告系统基本全面,讲解基本清晰;力合作与密切配合PPT和报告系统不全面,讲解不清晰;序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1学生准确描述光电领域中光电子技术的相关专业知识,并且能够将其运用到后续的复杂光电器件及系统的分析、设计制作与优化指标点
1.5能够将光电子相关专业知识用于解决光电子材料和器件的设计、制造和应用等电子科学与技术领域的复杂工程问题毕业要求1:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电子科学与技术领域,尤其是光电子材料、器件与系统中的复杂工程问题2目标2学生能够运用光电子技术的相关基本概念、基本原理,识别、判断和分析复杂光电器件及系统,进而在逻辑和功能上对其分解成若干个部分指标点
2.3针对光电子材料、器件、系统的设计、制造和应用等电子科学与技术领域的复杂工程问题,能列举多种解决方案毕业要求2能够应用数学、物理、电子、光电子及工程科学的基本原理,识别和表达,并通过文献研究分析电子科学与技术领域,尤其是光电子材料、器件与系统中的复杂工程问题,获得有效结论3目标3学生运用光电子技术的相关专业知识,根据各部分之间的逻辑关系及功能,能够进行光电器件及系统的设计指标点
3.1能够对光电子材料、器件、系统的设计、制造和应用等电子科学与技术领域的复杂工程问题完成需求分析,制定设计目标,并明确相关约束条件毕业要求3能够设计针对电子科学与技术领域,尤其是光电子材料、器件与系统中的复杂工程问题的解决方案,结合工程应用中的内外部因素,设计和开发满足特定需求的工艺流程、器件与系统,并能够在设计环节体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素4目标
4.学生根据前期的设计,对光电器件及系统的性能进行实验、制作,并能够验证与优化指标点
4.2能够通过实验获取实验数据并分析,并能够运用物理、电子、光电子原理及科学方法,解释实验现象毕业要求4针对电子科学与技术领域,尤其是光电子材料、器件与系统中的复杂工程问题,能够运用物理、电子、光电子原理及科学方法,设计实验方案并实施,解释实验现象,分析实验数据,通过信息综合得到合理有效的结论5目标5通过学生分组完成光电器件及系统的设计制作,实现培养学生团指标点
9.1能够融入多学科背景的团队,积极参与团队活动,求同存毕业要求9能够融入多学科背景的团队,在团队实践中正确处理个人与团队的关系,并队协作能力学生需要在分工、设计、制作、口头和书面报告等环节中相互协调、相互配合异,理解、包容、接受基于不同学科背景的意见和建议承担作为团队成员、负责人的角色和作用序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标1
一、光电技木介绍及光电系统组成光电系统的基本组成;光源、光辐射调制、光电探测、光电成像、光电存储、光电显示等技术的基本知识框架介绍我国光电领域科学家,增加学生爱国情怀认知光电系统的组成,理解光源、光辐射调制、光探测、光电成像、光电存储、光电显示等技术的基本知识框架1讲授/案例2
二、光电项目的导入导入但不限于以下光电项目一款具有红外遥控功能的无极灯;光纤内窥镜的研究与设计制作;硫化铅薄膜火焰报警探测器;一款太阳能智能LED路灯控制系统;激光传声报警系统的研究与制作;设计一个测量光照度的照度计;设计并制作一款“CCD成像及显示”装置;可追踪光线的自动调光LED照明装置;“光电探测及照明”机器人介绍我国科光电科学团队的奋斗过程,激发学生的刻苦学习精神重点和难点明确各项目的内容及任务通过项目使学生进一步认知光电系统的组成,理解所布置的各光电项目的基本原理,明确各部分的设计与开发要求、性能优化要求,明确在项目中所要完成的任务目标1讲授/案例/分组讨论(8位学生组成一个小组,每个小组选择一个项目)3
三、光电项目的任务驱动过程
3.1光电系统的常用光源复习辐射度学与光度学的基础知识,掌握各种光源的基本8讲授/案例/专题研讨/分组讨辐射度学与光度学的基础知识复习;热辐射光源;气体放电光源;激光器;发光二极管(LED);项目分组开题报告与指导;介绍江门地区的光电行业取得的成就,增加学生的社会责任感重点和难点:各种光源基本原理与基本结构概念、基本原理与基本结构,能够分析和判断各种光源的性能,在原理结构上进行设计各种光源的基本结构,并可以将各种光源应用到复杂光电器件及系统中论/分组实施项目通过项目的实施,激发学生具备创新创业的基本方法目标1:学生理解并掌握光电领域中光电子技术的相关专业知识,并且能够将其运用到后续的复杂光电器件及系统的分析、设计制作与优化目标2学生能够运用光电子技术的相关基本概念、基本原理,识别、判断和分
3.2光辐射调制技术电光调制;机械调制、声光调制、磁光调制;介绍光电调制在光通信中应用,增加学生服务社会的思想意识重点和难点电光调制了解机械调制、声光调制、磁光调制的基本原理;理解电光调制的基本概念与基本原理并能够应用内调制和外调制进行光电器件及系统的分析、设计开发10讲授/案例/专题研讨/分组讨论/分组实施项目
3.3光辐射探测技术光辐射探测器的理论基础;光热探测器;光电探测器;光电发射器件;项目中期汇报与指导;介绍紫外探测方面学者的研究精神以及重要应用,激发学生的努力科研的精神重点和难点光辐射探测器的理论基础、案例分析理解光辐射探测器的理论基础,掌握光电导效应、光伏效应、光电发射效应的基本原理了解光热探测和光电发射器件的基本原理理解光电导器件、光生伏特器件的基本原理和基本结构,并能够分析和判断其性能14讲授/案例分析/专题研讨/分组讨论/分组实施项目
3.4光电成像技术摄像管摄像器件的性能参数;电荷耦合器件(教学重点和难点);CMOS图像传感器;介绍我国华为等企业所取得的成就,增进学生的爱国主义情怀重点和难点电荷耦合器件、CMOS图像传感器掌握电荷耦合器件CCD和CMOS图像传感器的基本原理和基础知识,分析和判断CDD和CMOS图像传感器的性能,及其在复杂光电器件及系统中的应用能够搭酉己CCD和CMOS的外围电路的组合,能够应用CCD和CMOS实现光电成像及图像传感4讲授/案例分析/专题研讨/分组讨论/分组实施项目
3.5光存储技术光盘存储器的工作原理;光盘存储技术发展专题报告通过阅读文献,形成报告PPT讲解,老师同学评委进行评价介绍光存储技术的历史,增进学生对学科应用现状的理解重点和难点光盘存储器的工作原理掌握光盘存储器的基本工作原理,理解各种光盘存储器的基本特点与基本性能,了解光盘存储器的发展4PPT讲解/分组讨论/专题研讨/案例分析析复杂光电器件及系统,进而在逻辑和功能上对其分解成若干个部分目标3学生运用光电子技术的相关专业知识根据各部分之间的逻辑关系及功能,能够进行光电器件及系统的设计目标
4.学生根据前期的设计,对光电器件及系统的性能进行实验、制作,并能够验证与优化目标
53.6平板显示技术液晶显示器;有机电致发光器件OLED;等离子体显示器PDP;DLP投影显示;专题报告通过阅读文献形成报告PPT讲解,老师同学评委进行评价介绍平板显示技术的巨大成就,激发学生的奋斗精神重点和难点液晶显示器、OLED掌握信息显示的基础知识,理解LCD、OLED等各种显示技术的基本概念与基本原理和基本结构,能够分析和判断各种LCD、OLED等各种显示器件的性能4讲授/讨论/专题研讨/案例分析/分组实施项目通过学生分组完成光电器件及系统的设计制作,实现培养学生团队协作能力学生需要在分工、设计、制作、口头和书面报告等环节中相互协调、相互配合4
四、光电项目的优化与解题课下根据已学知识进行优化;课上进行最后总结报告专题报告分析、设计与制作、优化能力总结;团队协作、沟通交流能力的总结;学生延展成果的总结;介绍光电团队在科研过各中攻关精神,增进学生努力学习提高光电素质和团队意识重点和难点各项目的优化与提升、项目过程中相互协调、相互配合的方法;以PPT报告的形式,对项目内容进行全面总结
1、基础知识的总结,旨在“夯实基础”;
2、分析、设计与制作、优化能力总结,旨在“提升能力”;
3、团队协作、沟通交流的总结,旨在“提高素质”;
4、鼓励学生形成较高质量的学生延展成果,鼓励学生参与撰写论文及申报专利鼓励参加各级比赛旨在“成果产出”2讲授/分组讨论/上台讲解/分组答辩通过项目的实施,让学生明白团队、个人努力、基本知识对创新创业的作用,激发他们努力学习目标
4.学生根据前期的设计,对光电器件及系统的性能进行实验、制作,并能够验证与优化目标5通过学
5、形式上采用合格的口头报告、PPT报告、组内讨论等生分组完成光电器件及系统的设计制作,实现培养学生团队协作能力学生需要在分工、设计、制作、口头和书面报告等环节中相互协调、相互配合5序号课程目标(支撑毕业要求指标点)考核内容评价依据及成绩比例觥)成绩1匕例(%)作业考试方案设计能力试验研究能力团队合作能力1目标1学生准确描述光电领域中光电子技术的相关专业知识,并且能够将其运用到后续的复杂光电器件及系统的分析、设计制作与优化(支撑毕业要求指标点L
5、
2.3)
1、以课后作业和考试的形式,考察学生对“光源、光辐射调制、光电探测、光电成像、光电存储、光电显示等技术的基本概念与基本原理,以及光电系统的基本组成”的理解程度;030000要求目标1为30分目标2学生能够运用光电子技术的相关基本概念、基本原理,识别、判断和分析复杂光电器件及系统,进而在逻辑和功能上对其分解成若干个部分(支撑毕业要求指标点L
5、
2.3)
2、以课后作业和考试的形式,考察学生应用“光电基础知识”分析“光电器件与系统”的能力;530目标2为35分2目标
3.学生运用光电子技术的相关专业知识,根据各部分之间的逻辑关系及功能,能够进行光电器件及系统的设计(支撑毕业要求指标点
3.1)方案设计能力以项目设计任务完成的情况,考察学生应用“光电基础知识”设计“光电器件与系统”的能力,能否正确制定设计目标;001000103目标
4.学生根据前期的设计,对光电器件及系统的性能进行实验、制作,并能够验证与优化(支撑毕业要求指标点
4.2)试验研究能力以项目实验与制作情况,以及项目验证与优化情况,来考察学生研究、验证和优化“光电器件与系统”的能力;000150154目标5通过学生分组完成光电器件及系统的设计制作,实现培养学生团队协作能力学生需要在分工、设计、制作、口头和书面报告等环节中相互协调、相互配合(支撑毕业要求指标点
9.1)团队合作能力以学生分组进行项目任务驱动的情况,以及总结报告的完成情况,来考察学生“团队协作能力”的形成与“有效沟通和交流能力”的提升;00001010合计560101510100教学目标要求评分标准权重90-10080-8960-790-59%目标1:学生准确描述光电领域中光电子技能够十分准能够准确描能够较准确不能准确描术的相关专业知识,并确的描述光述光电子技描述光电子述光电子技且能够将其运用到后电子技术的术的基本概技术的基本术的基本概续的复杂光电器件及基本概念基念基本原理概念基本原念基本原理系统的分析、设计制作本原理等知等知识点存理等知识点等知识点存10与优化识点理解无在少量非原存在一定错在大量错误(支撑毕业要求指标点
1.5)误则性错误误。