时间：2023-03-24 15:09:28
导语：在光电子技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
（一）存储信息
相比较而言，数字音频技术优于其他音频技术的一点是其数字化技术，数字化技术能够全面突破传统音频技术工作方式存在的不足之处。数字化音频技术管理与计算机数据存储器类似，能够实现音频资源的存储和共享，不仅能够方便使用者快速找到自己需要的信息，还能够加强对音频信息的管理，实现广播电视现代化管理。因此，数字化广播电视工程必将成为未来电视广播领域的重要发展趋势。
（二）广播系统
数字音频技术中的数字广播系统方面的技术，主要涉及到压缩编码数字、无线传输以及运用组网等，压缩编码数字音频信号主要是依据人耳的特点，对音频码率进行调整和优化，我们的耳朵在受到强度差别较大的音频信号的影响过程中，对音频较低的信号反应并不强烈。因此，将这种特性应用到数字音频广播传输系统中，能够有效避免电视广播工作中的问题，为电视广播工作可持续发展奠定基础。
二、广播电视工程数字音频技术的应用发展
（一）数字调音台
数字调音台作为现代电视广播工程中的重要组成部分，对广播电视节目具有十分重要的作用。因此，在数字调音台处理过程中，不仅要确保原有功能，提高广播电视节目的整体质量，避免电视节目中耳朵噪音、串音等问题的出现，还要将数字技术融入到调音台中，发展新型数字调音台，增加切换模块等功能，丰富数字调音台功能，促使数字调音台能够适应更多的环境，满足个性化需求，发挥通路多，且体积小的作用。
（二）音频嵌入技术的应用
音频嵌入技术以其独特的优势在广播电视节目制作过程中得到了广泛应用，通过运用数字音频技术并建立数字音频工作站，不仅能够有效提高节目制作质量，还能够节约大量时间和人力，提高电视广播工作效率。在视频数据信息传输过程中，音频信号仅能够在特定范围内进行信号传输，也就是嵌入音频。因此，嵌入音频主要是指将数据信息嵌入到特定范围之中，在进行视频传输过程中，通过嵌入音频技术，能够实现声音与画面同步进行，在提高电视节目质量过程中具有十分重要的作用。目前，嵌入音频技术主要应用于电视节目的前期与后期制作过程中，随着科学技术的不断发展，为电视广播工作提供了更多帮助，促使广播电视技术的发展逐渐细化，电视节目制作也会实现数字化建设，并将嵌入音频技术推广和普及。另外，广播电视的管理过程中，要结合自身实际情况与未来发展目标，制定科学、合理的发展战略，建立以嵌入音频技术为基础的管理系统，通过这种方式，不仅能够实现实时监督和控制，还能够确保数据信息的完整性和准确性。从而推动我国广播电视进一步发展。
（三）数字音频技术在广播电视工程中的发展
论文摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。
如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。
1世界光电子技术和产业的发展
光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。
Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。
2我国的光电子技术和产业
近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。
掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。
但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。
近年来，国内许多重点高校和普通高校都相继开设光信息科学与技术专业，并逐步形成具有自身特点的人才培养模式和培养方案[5].重点高校具有深厚的学科基础和优质资源，有的还有光学硕士和博士点；普通高校特别是新开设此专业，开始阶段从师资力量、实验室建设，以及学生的整体水平等都与重点高校相比存在差距.当前有企业反映高校毕业生存在理论脱离实际、缺乏实践的倾向，社会急需的是能胜任研究、开发、设计策划等工作高素质、应用型的复合型人才.那么，如何完善具有自身特点的人才培养模式和培养方案，如何培养适应社会不同层次需要的人才，如何提高毕业生的竞争力等，就成为必须认真思考的问题.蚌埠学院的光信息科学与技术专业已正式招生，该专业的人才培养方案、教学体系设置、师资队伍建设、实践教学、实验室建设等方面都需要认真思考与实践，不断完善和创新[2-5].
1.1人才培养模式的改革探讨
社会的发展对高校人才的发展提出新的挑战，要培养适应现代社会发展需要的高素质、应用型的复合人才，就必须改革人才的培养模式.结合蚌埠学院的特点，构建适合社会发展、学生发展的人才培养模式，成为专业建设中的首要问题.随着科学与技术的发展，各种学科之间的相互渗透已成为学科发展的主要趋势.面向21世纪，我校提出了加强基础，拓宽知识面，注重培养创新精神和实践能力，增强适应性和竞争性的总体要求，推进学科建设.实现专业与基础的结合，理论与实际的结合，相邻、相关学科的交叉、渗透和融合.其目的就是培养具有坚实基础和创新能力的复合型人才.致力于光电子学在信息领域的科学研究与技术应用，结合本校特点，本专业办学指导思想是：实基础、适口径、重应用、强素质、理工结合.培养学生具有坚定的社会主义政治方向、较强的创新意识、良好的职业道德和身心素质，并系统掌握光信息科学与技术的基本理论和基本知识，受到电子技术实训、光信息专业的基础实验和课程设计、毕业设计等方面的基本训练，具备从事光电子、光信息、光电技术及其相关学科工作的基本能力.本专业的培养目标是：培养适应经济社会发展需要的德智体美全面发展的，具备光信息科学与技术的基本理论、基本知识、基本技能和专业知识，能在光电子学、光通信、光学信息处理、光电检测、光电信息显示与存储，以及相关的电子信息科学、计算机科学等技术领域，从事产品设计与开发、生产制造与管理、科学研究、教学工作的应用型高级专门人才.按照社会需求，结合学生兴趣和学院办学定位和人才培养规格等，我们需要努力不断探讨和改革人才培养模式，以培养应用型人才.
1.2合理构建课程体系，优化教学内容
由于光信息科学与技术专业在国家目录上编列的时间不长以及社会日新月异的需求，目前课程体系中还存在一些问题，例如课程大纲、教材内容不统一和怎样符合不同学校的办学特色，不同课程内容相互重复，课程设置时课程先后顺序、学时分配的矛盾等.合理构建课程体系，优化教学内容，对人才培养具有决定性的作用，因此要以知识全面性和学习者为中心，结合学校办学特色来设计课程和培养环节，要合理安排通识课程、专业课程以及其它诸如实验课程等的比例，安排应突出学生知识、能力、素质结构的优化组合，强化学生应用和工程意识，另外要更多渠道优化，为学生研究性学习和创新能力的培养提供较大的时间和空间，诸如校选课制、网络课堂等.光信息科学与技术更新和发展飞速，在课程建设方面，我们要以构建“适应需求为导向的课程体系”为龙头，带动教学内容的更新，合理动态更新教学内容，淘汰过时的，促进课程质量的提高；其次根据课程设置对光学和光电子技术系列课程进行修订、整合，使课程体系少重复、层次清晰、拓宽知识面；再次为了反映当代科技的重大成就和前沿，我们除了完善光通信原理、光电子技术、激光原理与技术等专业基础课，还考虑研究生课程打通，考虑实际应用，增设了光信息科学与技术方面的选修课，如激光光谱技术、非线性光学、信号与系统、光信息存储与现实、MATLAB光学模拟技术、太阳能基础、传感器与检测技术等，以适应国内外迅速发展的光电子技术的要求，培养“理实交融”的复合型的光信息科学与技术人才.另外，由于光信息科学与技术属于应用面广,实战性强的专业，建立光学与光电子技术实验课程新体系也尤为重要.围绕本专业培养目标和市场对人才需求的特点，结合本院学科特点，经过反复调研、酝酿和会议讨论，我们设置光信息科学与技术专业的主要课程为高等数学、大学物理、物理光学、应用光学、电磁场与电磁波、模拟电子技术、数字电子技术、原子物理、量子力学、数学物理方法、光电子学、信息光学、光通信原理、光电子技术、光电检测技术及应用等.学位课程中的专业基础课、专业课，从以上主要课程中选取.
1.3实验与实践教学光信息科学与技术专业科学和技术关系密切
理论知识与实践能力并重，所以围绕专业方向和培养目标，以深化实验教学和实践教学以及实践锻炼、注重实验和实践能力、鼓励创新能力作为指导思想，加强校内外教学和实践环节的实效性，注重建立高素质的实验和实践教师队伍和教学考核办法，努力构建创新人才培养的实验与实践教学体系[1,6,7].围绕本专业培养目标和市场对人才需求的特点，根据本专业特点以及我校专业实验室建设指导思想和发展目标，全面考虑主要实验课程包括大学物理实验、光学基础实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、数字图像处理实验、光电子技术实验、光通信与光信息技术实验、激光原理与技术实验和光电检测技术及应用实验，精心设计实验内容和创建实验室.实验室要建出特色、建出水平、形成优势，发挥示范作用.基础课实验室要提高建设水平和教学质量，同时重视专业实验室建设，重视用高新技术提高实验室建设水平，强度基础性和完整性建设的同时，增加有利于学生动手能力培养的设计性、探究性、创新性类实验项目.我们利用已有光学实验室、数学建模实验室、电子技术实验室，强化建设信号与系统、EDA、电子工艺设计、近代光学实验、信息光学实验、激光实验室、光通信实验室、电子线路实验、光电技术实验等专业基础实验室，需要努力争取校领导及各职能部门的支持，确保经费到位，计划1年内基本建成，可以满足新专业教学和研究工作的需要.本专业主要实践教学环节包括军事训练、社会实践、金工实习、电工电子实习、光信息专业基础实验、光电子学课程设计、光通信原理课程设计、光电检测课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）等.我们需要进一步努力在原有校内、外实习基地的基础上，通过更多知名光电信息企业和重点实验室争取建立实践能力强、技术前沿以及管理一流的实习基地，主动与相关企业联系调研，理论联系实际，实现学校培养与市场需求的有机结合.此外，争取实施校园网进教室和实验室计划，增加图书馆馆藏文献资料数量，丰富教学手段，激发学生兴趣和创新动力.
1.4务必拥有自己的核心资源
开办新专业仅有良好的课程设置和合理的实验室建设是不够的，还需要优良的师资队伍建设.进一步加强教师队伍建设，教师队伍的数量、结构、素质、水平达到较高先进水平.计划到2014年，在学历结构上，教师中具有博士学位的比例达到30%左右；35岁以下专任教师中具有硕士学位的占90%以上.在职称结构上，教授占教师总数20%以上，副教授占教师总数40%以上.全力推进科学研究工作，以科研促教学，走产学研相结合的路子.充分发挥学科带头人的作用，多出一些高质量的研究成果.深入到蚌埠市及周边地区的企业，了解他们在生产中碰到的技术难题，寻找一些我们可以解决的问题作为研究课题，进行合作研究，为地方经济建设服务.同时建立与本地区科研院所的联系，加强合作，共同申报科研课题.建立科研激励机制，培养合理的科研梯队.广泛开展学术研讨、学术交流活动，形成浓厚的学术氛围，加大科技开发和成果转化力度.目前存在一个问题是该专业课教师数量不够，迫切需要加入新生力量充实教师队伍，加强教学和科研实力，还要注重在职教师的教学和学术进修.光信息科学与技术的建设必须拥有大量的人才资源，包括高素质的师资队伍、各种教辅人员、高效精干的行政管理人员.必须拥有较好的办学“硬件设施”和“软件平台”，包括教学和科研设施和服务、与外界交流的各种平台和渠道，以及各项政策法规、规章制度等.
2结语
【关键词】 光电子技术 光医学 光保健 学科现状 发展趋势
一 引言
生物医学光学与光子学是光学或者说光子学现展的一个分支学科。由于光学与光子学是具有极强应用背景的学科，所以“生物医学光子技术”这一多学科交叉的新兴研究领域在20世纪末叶也随之应运而生。
激光技术作为一项重大的科技成就，为研究生命科技和疾病的发生、发展开辟了新的途径，为保健和临床诊疗提供了崭新的手段,推动人类科学技术进入新的发展阶段。
可以把与光的产生、传播、操纵、探测和利用有关的物理现象和技术包括在内的科学及工程笼统地简称为光学。用光学最广的含义来概括各研究领域及其相关交叉分支时必然包括了激光和光电子技术。运用光学及其技术研究光与人体组织的相互作用问题可归之于“组织光学”范畴。它是研究光辐射能量在生物组织体内的传播规律以及有关组织光学特性的测量方法的一门新兴交叉学科，是光医学（光诊断和光治疗）的理论基础。经过40多年的发展，激光与光电子技术在人类的保健、医疗以及生命科学中产生了很大影响。
在医学领域，光电子技术使各种新疗法，包括从激光心脏手术到用光学图像系统的关节内窥镜进行微损膝关节修复等，成为可能或得以实现。目前，科学家们正致力于研究光学技术在非侵入式诊断和检测上的应用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“无针”监控等。激光在医学上的最早应用虽然集中在治疗方面，然而在80年代初期起便开始了光诊断技术的探索。指望无损害地获得诊断信息是这些研究的驱动力之一，其中在物理学中高度发展的光谱技术有望在诊断医学中得到应用。利用光纤把光传输到身体内部的能力，可以完成膀胱、结肠和肺等器官的检查。随着医学诊断方法向无损化方向发展，利用光电子学技术对组织体进行鉴别和诊断，有可能更早期、更精确地诊断各种疾病。近年来，人们开始把这种诊断方法称之为“光活检”。
随着现代医学模式的转变、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，从20世纪80年代后期起，“激光美容术”在世界各地包括在我国各大城市逐渐地开展。保健美容是光电子技术应用越来越活跃的领域。激光技术应用于美容外科的起步较早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治疗变得简易有效。到20世纪末，人们又开发了一种称为光子嫩肤术的新美容技术。它基于选择性的光热解作用，有效地改善肌肤的质地和弹性，达到美容的效果。之所以用激光或强脉冲光进行非消融性的嫩肤或治疗越来越流行，是因为这类手术具有无损、不必住院、几乎无副作用和无疼痛，从而使受术者容易接受的优点。
国家自然科学基金委员会先后二次在“光子学与光子技术”以及“生物医学光学”优先资助领域战略研究报告中分别指出：近年来生物医学光学与光子学的迅猛兴起，令人瞩目，并因而引发出一门新兴的学科－生物医学光子学（Biomedophotonics）。研究报告选定了近期优先研究领域包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题等诸方面。
福建师范大学在1974年成立了“医用激光及其应用技术”研究组，以激光与光电子技术为基础，围绕激光医学应用的核心技术开展研究与开发。至二十世纪九十年代，跟随该领域的国际走向，转入激光医学技术的基础理论研究工作，在国内率先开展了生物组织光学与光剂量学的研究。伴随研究工作的深入开展，逐步形成了我们有特色的若干前沿研究方向，并于2005年获准立项建设医学光电科学与技术教育部重点实验室。
二 国内外现状
光学在生命科学中的应用，在经历了一个缓慢的发展阶段后，由于激光与新颖的光子技术的介入，进入了一个迅速发展的新阶段。与光学有关的技术冲击着人类健康领域，正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段，并为医疗诊断提供了革命性的新方法。特别在近十多年来，与蓬勃的学术研究活动相对应，国际上出现了专门的研究性学术杂志，如：Laurin 出版公司于1991年发行了“Bio-Photonics”新杂志。美国光学学会重要的会刊之一“Applied Optics”也于1996年将其“Optical Technology”栏目扩充为“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有关生物医学光学的论文专集。SPIE亦于1996年创办了期刊Journal of Biomedical Optics，且声誉日隆。到2004年，该刊的SCI影响因子已达3.541。当前，发达国家普遍对生物医学光子学学科给予了高度重视。例如，在美国国家卫生研究院（NIH）新成立的国家生物医学影像与生物工程研究所（NIBIB）中，生物医学光子学也成为其主要资助的领域。近三年中，美国NIH已经召开过4次研讨会，认为新的在体生物光子学方法可用于癌症和其它疾病的早期检测、诊断和治疗。新一代的在体光学成像技术正处在从实验室转向癌症临床应用的重要时刻。在NIH的支持下，美国国家癌症研究所（NCI）正在计划5年投资1800万美元，招标建立“在体光学成像和/或光谱技术转化研究网络（NTROI）”，其研究内容主要包括：光学成像对比度的产生机理、在体光学成像技术与方法、临床监测、新光学成像方法的验证、系统研制与集成等五个方面。2000年底，在美国NIBIB的首批支持项目中，光学成像方法约占30%。2000年7月，美国NIH投资2000万美元，开展小动物成像方法项目（SAIRPs）研究，受到生命科学界的高度关注，其中光学成像方法是研究重点之一。美国国家科学基金会（NSF）在2000-2002年了4次关于生物医学光子学研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招标指南。“9.11”事件后，美国国防部启动了“应激状态下的认知活动”(Cognition under stress)项目，采用的研究方法就是光学成像技术。美国加州大学Davis分校于2002年10月宣布：未来10年内，将投资5200万美元建立生物医学光子学科学技术中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000万美元由NSF支持。在学术交流活动方面，国际光学界规模最大西部光子学会议（Photonics West）上，每年的四个大分会之一即是生物医学光学会议（BiOS），论文均超过大会总数的三分之一，如，2003年关于BiOS的专题为19个，占整个会议的19/52=36.5%；2004年，IBOS会议专题为20个，占整个会议的20/55=36.4%。另外，每年还召开欧洲生物医学光子学会议。除疾病早期诊断、生理参数监测外，在基因表达、蛋白质―蛋白质相互作用、新药研发和药效评价等研究中，特别是近年来的Science, Nature, PNAS等国际权威刊物发表的论文表明，光子学技术也正在发挥至关重要的作用。在某些领域，如眼科，光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现，并以最小的无损或微损疗法代替外科手术，如膝关节的修复。现在，用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段，包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。光学技术还为生物学研究提供了新的手段，如人体内部造影、测量、分析和处理等。共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图象展现出来，在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法，不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤，而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。近场技术将分辨率提高到衍射极限以上，可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。激光器已成为确定DNA化学结构排序系统的关键组成部分。光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“DNA芯片”的高级复杂系统，和采用传输探针的简单系统。激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法，能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制，或在10-12m范围内实现力学参数的测量。结合光子学和纳米技术已经可以探测细胞机械活动，揭示细胞水平上隐秘的生命过程，利用纳米器件甚至可以检测和操纵原子和分子，这可以应用在细胞水平的医学领域。高技术的进步，如：微芯片极大地加速了生物光子学的发展进程。集成电路、传感器元件和相连电路的小型化、集成化促使在体和体外测量分子、组织和器官图像成为可能。许多生物医学光子学技术已经在临床上应用于早期疾病监测或生理参量的测量，如血压，血液化学，pH，温度，或测量病理生物体或临床上有重要意义的生化物种的存在与否。描述不同光谱特性（如荧光，散射，反射和光学相干成像）的各种光学概念出现在功能成像的重要领域。从大脑到窦体再到腹部，精确导位和追踪，对于精确定位医疗仪器在三维手术空间的位置具有重要的作用。基于分子探针的光子技术可以识别发生疾病时产生的分子报警，将真正实现令人激动的、个人的、分子水平的医学。
我国的研究基础与条件虽然相对落后，研究投入不足，但生物医学光子学是一门正在兴起和不断发展的学科，在这一新兴交叉学科上国内外处于一个起跑线上。近年来，在国家自然科学基金委、省部委以及其它基金项目的资助下，我国在生物医学光子学的研究中取得了很大的进展，尤其是2000年第152次主题为 “生物医学光子学与医学成像若干前沿问题”、第217次主题为“生物分子光子学”的香山会议后，有许多学校和科研单位开展了生物医学光子学的研究工作，并初步建成了几个具有代表性的、具有自己研究特色和明确科研方向的研究机构或实验室，并在生物医学光学成像（如OCT、光声光谱成像、双光子激发荧光成像、二次谐波成像、光学层析成像等）、组织光学理论及光子医学诊断、分子光子学（包括成像与分析）、生物医学光谱、X射线相衬成像、光学功能成像、认知光学成像、PDT光剂量学、高时空谱探测技术及仪器研究等方面取得了显著的研究成果。发表了许多研究论文，申请了许多发明专利，有些已经获得产业化。国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。这对我国生物医学光子学学科的发展起到了积极的推动作用。在我国近年所召开的亚太地区光子学会议中，有关生物医学光子学的内容已大幅增加，成为主要的研讨专题。我国的生物医学光子学研究和学术活动也方兴未艾，呈现与国际同步的态势。在基础研究、应用基础研究以及对新技术的掌握方面跟踪国际先进水平，但国内科研经费的投入相对较小，科研队伍规模不大，原创性的科研成果与国外有较大差距。和国外的发展水平相比，我国的生物医学光子学发展还存在以下问题：
（1）尽管从事生物医学光子学的科研单位很多，但取得突破性、创新性的研究成果很少，主要是由于我们的科研队伍在组织、组成上还不合理，过于分散、开展的内容繁杂，难以将有限的资金投入到一些有利于国计民生的及上水平的研究方向上；另外许多单位的研究重复，缺乏合作，导致水平低下；
（2）和国外相比，研究经费无论在绝对值还是相对值上均投入十分不够；
（3）缺乏研究成果产业化的引导机制。
三 医学光电科学与技术（福建师范大学）教育部重点实验室概况
“医学光电科学与技术”教育部重点实验室设立于福建师范大学物理与光电信息科技学院（激光与光电子技术研究所）内，作为本学科开展科研研究和实施建设与发展的一个基础平台。实验室已有30年发展历史，1973年成立福建师范学院物理系激光实验室，1984年成为福建师范大学激光研究所实验室，1995年为福建省首期211重点学科《应用光子学》学科实验室，2003年5月26日经福建省科技厅批准成立“光子技术福建省重点实验室”，2005年7月28日经教育部批准立项建设教育部重点实验室。实验室座落于福建师范大学长安山校园内。
30年多来，实验室在生物组织光学、医学光谱与光学成像技术、光诊断及光诊疗技术、信息技术光学及其生物医学应用等四个主要方向上努力开拓，承担并完成了数十项国家与省部重点、重大项目课题，取得一批代表我国本领域研究水平的科研成果，其中十五以来获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖2项，其它省级以上奖励12项。在国内外重要刊物发表的论文以及被SCI、EI收录的论文均超过100篇。
实验室目前承担着国家与省级重要课题50余项，科研经费超过2000万元。其中国家自然科学基金项目11项，国家教育部、科技部、卫生部项目9项，福建省科技重大专项1项，其它省级重要项目近30项。
中科院半导体研究所原所长王启明院士任重点实验室学术委员会主任，副主任由黄尚廉院士和谢树森教授担任。另有九位国内外著名的激光、光电子与医学学科交叉的院士、专家或资深教授担任委员，其中海外委员两人。他们规划、指导并检查本学科实验室的建设与发展。
重点实验室主要学术带头人、实验室学术委员会常务副主任谢树森教授是中国光学学会副理事长、福建省光学学会理事长、国家有突出贡献的中青年专家、光学工程专业博导、全国劳动模范，是我国医学光电科学与技术领域的学术带头人与开拓者。实验室主任陈荣教授、副主任李晖教授均为国务院特殊津贴专家，实验室常务副主任陈建新教授来自于北京大学的优秀博士后研究员。重点实验室拥有稳定的可持续开展高水平科研的学术梯队，其中的中青年学术带头人或学术骨干包括1位闽江学者特聘教授、1位福建师范大学特聘教授、3位国务院特殊津贴专家、2位全国优秀教师、2位福建省优秀教师和15位博士。
重点实验室与国内外学术界建立了并保持着广泛的联系。重点实验室已设立面向国内外的开放课题基金。已批准并实施来自浙江大学、厦门大学、上海光机所、西安交通大学、华南师范大学、天津医科大学、上海市激光医学研究中心等单位知名学者的开放课题。
重点实验室已具备良好的科研软硬件环境。现有面积近5000平方米，仪器设备原值2500多万元。重点实验室各项管理制度健全。
“医学光电科学与技术”重点实验室，在我国现代科学技术领域特色鲜明，在我国相关学科处于领头地位，有较大影响。重点实验室建设将有力促进福建省科技创新能力建设，促使福建师范大学迅速向高水平、有特色、开放型的综合性大学迈进。同时，重点实验室的建设与发展将有力促进我国医学光电科学与相关学科的发展，为广大民众的身心健康，为海峡西岸的科技、社会与经济发展做出重大贡献。
四 发展趋势和展望
光子学及其技术已广泛应用或渗透到生物科学和医学的诸多方面，被科学界所认同和重视。生物医学光学已经成为国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展，将为现代医学和生命科学带进崭新的时代。本学科的发展将继续体现了多学科交叉的特点，研究领域涉及到了生物学、医学、和光学，还有化学等不同大学科的方方面面。技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。一般认为，光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。当今世界中,与光子学有关的技术冲击着人类对生命体的认知及人类健康领域。基于现代激光与光电子技术的生物医学光子学技术将为生命科学研究带来具有原始性创新的重要科研成果，并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。
在医学领域，光子学技术正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。
在基础研究方面，研究重点在于从细胞，甚至是亚细胞尺度层次揭示病变组织与正常组织之间的差异，为新技术开发以及应用提供理论依据。另一方面，研究光与人体组织之间的相互作用以及所产生的光化学、光热和光机械效应。在技术的应用方面，研究重点转向比较各种技术中光源（相干光源/非相干光源、波长、功率密度、偏振性、连续/脉冲光源、脉冲持续时间等）和个体差异（年龄、性别、临床症状、发病史、发病时间等）对诊断或治疗结果的影响，在确定各种技术临床适应症的同时，进一步实用化各种技术。此外，还在不断开发新的实用于不同疾病的诊断、治疗和监测技术。
值得关注的是，国外从事“生物医学光学”领域研究的高校或研究机构中，来自大陆的中国学者的数量越来越多。这有助于使国内外的学术交流更加有效，并可以预期国内与国外在该领域的研究水平差距将不断缩小。
今后若干年内医学光电科技学科需关注的重大科学问题和优先研究领域如下：
（一）医学光子学基础
在组织光学方面，其中最主要的有光在组织体内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等。组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学（如光的传播）问题和动力学（如光的探测）问题是研究的主要内容，目的是要研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。应优先解决测量技术和实验精度的问题，利用近场光学显微技术、光镊技术测量活体组织的光学参量。在理论建模方面，建立生物组织中光的传输理论和数值模拟方法。具体开展的研究工作应包括：1）光在生物组织中传输理论：要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其中的传播行为。建立准确的组织光学模型，使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况；改造传输方程，使之适应新的条件，并能在某些情况下求出光在生物组织中传输的基本性质。2）光传输的蒙特卡罗模拟：继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求。除了了解光在组织中的分布，还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系。另外，发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重要的研究方向，从中可以获得比稳态条件下更多的信息。
组织光学参数的测量方法和技术方面，尚未获得人体各种组织的可靠实验数据。发展和完善活体的无损检测尤为重要。在这方面，时间分辨率与频率分辨率的测量方法引人注目。
（二）医学光子学光谱诊断技术
医学光子学光谱（非成像）诊断技术实质上是利用从组织体反射、散射、发射出来的光，经过适当的放大、探测以及信号处理，来获取组织内部的病变信息，从而达到诊断疾病的目的。
生物组织的自体荧光与药物荧光光谱技术，内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。目前，某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用，自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究，探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究，以期获得极其稳定、可靠的特征数据，为诊断技术的发展提供科学依据。
近年来，拉曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势。应开发并完善重要医学物质拉曼光谱数据库，并使基于拉曼光谱分析的小型、高效、适用于体表与体内的医用拉曼光谱仪和诊断仪将在医学临床获得更广泛的应用。
超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此，将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视，其一，应发展超快时间分辨荧光光谱技术，用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间，分析癌组织分子驰豫动力学性质等，为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据；其二，应发展超快时间分辨漫反射（透射）光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射，从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法，为确知光与生物组织的相互作用，解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。
（三）医学光子学成像诊断技术
发展出具有无辐射损伤、高分辨率、非侵入、实时、安全的光子学成像诊断技术，并具有经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分等特点的医疗诊断设备。主要的医学光子学成像诊断技术包括：
超快时间分辨成像技术：以超短脉冲激光作为光源，根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性，使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光，进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。
散射成像技术：包括光子密度波散射层析成像、组织深度光谱测量以及复合成像等，利用红外光源，光子密度波在生物组织中的穿透深度可达几个毫米，在低散射的人脑组织中甚至可达30mm。
红外热成像：红外热成像是利用红外探测器测量人体和动物的正常与病变组织的温度差异来诊断病变及其位置，现已在医学诊断中得到广泛的应用，如乳腺肿瘤的诊断。
光学相干层析成像技术：一种非侵入式无损成像技术，并且可以与显微镜、手持探针、内窥镜、医用导管、腹腔镜等相结合使用，从而具有广阔的应用领域。而且，OCT能进行众多功能成像，如分光镜OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以与众多成像技术结合使用，如荧光、双光子、二次谐波成像等技术。
荧光寿命成像：受超短光脉冲激发后，荧光团，包括自体荧光团如NADH、FAD等和外源荧光团，如有机荧光染料、荧光蛋白等，所发出荧光的寿命取决于荧光团的分子种类及其所处的微环境，如pH、离子浓度（如Ca2+、Na+等）、氧压等，因此荧光寿命的测量和成像，有助于提供生物组织的功能信息。和内窥镜结合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期诊断，是一种很有前途的具有高灵敏度、高特异性以及高诊断准确性的早期癌症诊断方法。
光声作用成像：利用超声场在生物组织中的优良传输特性和激光在生物组织中的选择性吸收特性,将超声定位技术和光学高灵敏度检测技术结合,以实现无损伤临床医学的结构和功能层析诊断。预期成像深度远好于目前的光学成像方法,对于较厚生物组织成像及临床应用特别具有吸引力,可为及早发现一些特殊病变提供一种无损、有效、高准确度的方法。
非线性光学成像：双光子激发荧光显微成像、二次谐波等成像技术由于具有三维高空间分辨率，对比度高、对生物组织的损伤小等优点，研究工作重点是扩展成像技术在生物医学领域的应用范围，重点解决研制小型化内窥型诊断设备所面临的相关技术问题。
人体经络的光学表征及其调控功能：已经用不少事实证明了经脉循行路线的现象，也初步显示了人体体表沿十四经脉路线存在的红外辐射轨迹。然而，至今未能用西医的形态学或生理学方法证明它的存在，也不能明晰地阐明“经络”的实质。可以利用已发展的生物医学光子学诸多成像技术为工具，研究这个具有中国特色的中医学中的重大问题。
4.医用激光治疗技术（激光医学）
强激光治疗：是当前激光医学中最成熟和最重要的领域。随着新型医用激光器的不时出现，如：钛激光、铒激光、准分子激光等，强激光治疗技术的临床用途也逐渐增多，提出一些新的问题。关于这些新型激光器及新的工作方式对人体组织的作用特点的认识还相对不足，基本没有适合国人组织特性的治疗参数。为此需加强研究激光与生物组织间的作用关系，特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系；研究不同激光参数（包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等）对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系，取得系统的数据，同时也有必要加强新型激光器及新的工作方式的临床适应证的研究。
低强度激光治疗：非热或低强度激光辐射可作为一种辅助治疗手段，其作用机理尚不清楚。对弱激光治疗机理的认识有待于整个基础医学的提高，如充分认识细胞基因表达与调控、细胞代谢的调控、免疫反应的调控等，同时还需研究不同弱激光剂量对这些调控的影响，这才能提高弱激光治疗的针对性和疗效。针对目前临床上盲目夸大疗效、照射剂量严重混乱的局面，建议重点扶持2-3个弱激光研究中心，集中财力与人力进行弱激光的细胞生物学效应研究；弱激光生物调节作用和细胞生物学现象（基因调控和细胞凋亡）的量效关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的关系及其机制。寻求弱激光生物刺激效应的可能机制与量效关系；规范临床治疗参数与操作等。
光动力学治疗（PDT）是当前激光医学中最具活力且发展迅速的领域。光动力疗法具备了诊断和治疗肿瘤、心脑血管病等人类重大疾病的潜力。光动力疗法在鲜红斑痣、老年性眼底黄斑病变、某些顽固性皮肤病、类风湿性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中取得一系列进展，并结合内镜技术的发展等，其应用领域得到很大的延伸和扩展。这些都说明发展光动力疗法具有重要的社会和经济效益。应当重点资助PDT相关产品的国产化，扶持新一代国产光敏剂的开发及相应激光器的产业化，资助新一代光敏剂光动力学治疗的机理研究。作用机理、光动力疗法各要素对光动力学效应的影响、建立数学模型、新型光敏剂光动力学效应的研究，为开拓光动力疗法新的应用领域取得系统的数据。
激光美容与光子嫩肤术：利用激光或强脉冲光照射皮肤后的选择性光热解效应，即靶组织（病灶）和正常组织对光的吸收率的差别，使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则，达到去皱、去文身、脱毛和治疗各种皮肤病或达到美容的效果。
五 结论
医学光子学及其技术的学科发展，对生命科学有重要且积极的意义。在医学领域，将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供可能性，从而提高人类的生存价值和意义，其中的重大突破将起到类似X射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用，在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。
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课题组成员：
1.谢树森：教授、博士导师，中国光学学会副理事长，福建省光学学会理事长
2.李 晖：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
3.陈 荣：福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
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。
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关键词：电子科学与技术学科概论；博精兼备；职业规划
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0112-02
“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程，课时少，知识点多，涉及面广。该课程作为专业先导课程，为学生学习后续专业课程作指引非常重要，直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化，将课程在有限的课时内讲出特色，让学生有所收获，并对学生后续学习有指导意义，就需要在教学中不断地进行研究与实践。
一、课程教学实践
1.教学内容要博精兼备
电子科学与技术专业是一个宽口径的专业，包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此，该专业概论涉及的知识面广，涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面，且每个方面理论比较抽象，对于大一学生来讲，理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到，一定要有所选择，突出重点。但是，如果将教学内容分割开来，缺乏系统性，学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此，在教学内容上，首先综合考虑课程总体结构，明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简，在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况，又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中，部分内容可以选取专题讲座式教学，将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时，有侧重地安排教学内容，如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲，安排2个课时，使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲，安排6个课时，使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲，对于概念、应用、发展前景等部分，重点讲应用，如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。
2.以实例为先导的多样化教学
在教学过程中，教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证，教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此，在教学过程中，首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养，这是学生能够学好一门专业课程，并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法，在教学过程中将最新应用成果，或身边的事物展示给学生，让学生能看得到实实在在的应用，能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术，可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子，培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手，逐步到高新技术，让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位，微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等，使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。
对于概念和理论模型内容比较枯燥，缺乏直观形象的内容，可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法，充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组，要求学生通过课下提前查阅和搜集资料，然后由学生在课堂上讲述，老师加以引导补充，最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论，补充知识，又可以加深学生对知识的理解，以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程，使学生在讨论中训练了思维方式，并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感，进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心，提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室，通过对实验室的观摩，可以了解专业实践内容，这样更明确、直观，学生会有想动手的欲望。
3.正确理解专业课程体系，方便学生做好职业规划
电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向，横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识，就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科，是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科，也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域，因此，电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程，学好本课程，方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解，对后续课程的选择学习有目标，更理性，使所学知识成系统，又不失广泛性，使学生可以对未来职业进行合理规划，真正地高质量实现专业培养目标。
二、教学反思
1.探索循序渐进式教学
在该课程的教学过程中，课程所涉知识面很广，很多概念十分抽象，原理难以理解，推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成，将知识体系分割开来，这样学生将很难跟进，教学内容安排应该是循序渐进，层层加深，循环上升，符合从简单到复杂，从个别到一般，从实践到理论，又从理论到实践的认识过程，体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用，它的直接结果是引来问题的复杂性，对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑，精心合理安排，才能化难为易，取得好的学习效果。
2.兼顾教学艺术和学术水平
该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动，学术性是该类课程的根本属性，没有科研学术做支持，没有扎实的专业素养，无法体现该专业教学的学术性。同样，教学也是一门艺术，教学水平得不到提升，教学效果就会大打折扣，只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性，在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中，一定要真正实践“授人以鱼，不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”，不再“迷信”教材，不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新，侧重加入发展成熟的新理论、新知识，突出研究热点、难点问题，力求做到基础性和前瞻性的紧密结合，使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识，让学生学会怀疑，懂得思考，设法探索事物的本质。
3.启发创造性思维
鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点，该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础，还需注重专业思维的训练。因此，在教学内容的构建中，一定要详略得当，深浅适宜，由浅入深，深入浅出，部分内容要方便学生自学，提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点，通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力，为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会，但不面面俱到，要留有余地，启发自主学习的积极性。事实上，看起来多而杂的知识，当整理形成网络时，就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物，启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索，多角度的透视，多层次的重组，将产生知识的迁移和认识的“临界点”，这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。
三、结束语
学生最关注的是自己的未来发展，如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数，有的放矢，就可对自己的未来职业进行合理规划，不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师，一年级学生可塑性很强，大学知识不同于中学，学生有强烈求知欲望，是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展，与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的，也是非常必要的。
参考文献：
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[3]封余军， 王文华，师文庆.影响电子科学与技术专业教育的因素分析[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2009，11（5）.
【关键词】中外合作办学 课程体系 教学实施
【中图分类号】G521 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0003-01
一、引言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》明确指出要加强国际交流与合作，借鉴国际上先进的教育理念和教育经验，引进优质教育资源，提高我国教育国际化水平。目前中外合作办学的内容丰富多彩，形式多样[1]。核心目的是引进国外优质资源为我国的高等教育服务[2]。教育资源是指在社会环境中蕴含一定教育价值、能促进教育教学活动顺利开展的一切要素，它包括财力资源、物力资源、人力资源、信息资源和制度资源等。中外合作办学项目的优质教育资源则更集中在课程、教材和师资三个方面。由于合作办学的层次不同，及合作办学的专业特点不同，合作办学项目在课程、教材和师资引进方面侧重点各有不同。长春理工大学光电信息科学与工程专业是国家级特色专业， 2014年与美国特拉华州立大学合作举办本科教学项目，目的是培养具有国际视野的拔尖创新人才。论文以该项目研究为背景，分析了引进课程的选择方法，介绍了中外合作办学项目课程体系构建，提出了课程管理与教学实施的具体措施，为光电类本科专业的中外合作办学提供了依据。
二、引进课程的选择
根据中外合作项目定位和模式不同，选择引进课程的原则也有所区别。我校与美国特拉华州立大学合作办学项目是在原有国家级特色专业基础上实施的，目的是在原有数理基础扎实的基础上，提升学生的自主创新意识和科技创新能力，提升学生的国际竞争力。培养模式为国内外两个校区分段培养，形式是“3+1”，即前三学年在长春理工大学学习，第四学年到特拉华州立大学学习。国内培养阶段注重素质教育课程和数理基础课程，在保留原有国家特色专业理论教学优势的基础上，共引进美方核心课程10门，均采用美方教材，由美方任课教师到中国授课，借鉴美方课程体系中的先进元素，在课程开发理念、教学模式等方面，结合本校实际，进行本地化融合和改革，推进合作项目整体课程体系的建设。国外培养阶段主要包括系统的专业知识学习和实验操作课程。从课程的技术先进性和实用性的角度出发，学习美方具有光电领域最新成果的应用课程，使课程体系溶入大量新技术，使学生的知识体系和专业技能更符合当今社会对光电类专业人才的需求。
三、课程体系的构建
项目的课程体系体现了合作办学的培养目标。长春理工大学光电信息科学与工程是国家级特色专业，目的是培养具有国际视野的拔尖创新人才。目前的培养过程中，课程内容的先进性、学习方式的自主性及实践性方面与国际知名大学存在差距。因此中外合作办学项目在课程体系构建方面，我们首先引入了数理基础核心课程，如“Calculus”、“Discrete Mathematics” “Electricity and Magnetism I/ II”“Atomic Physics”等，学习美方先进的教学理念和自主的学习过程，让学生养成自主学习和独立思考的习惯，并尽快适应英语教学环境。然后过渡到 “Quantum Mechanics”“Physical Optics”“Principles of Lasers”等理论性较强的课程，最后延伸到“Theoretical and Experimental Research”“Technical Elective”等综合性课程和设计类实验课程，实现学科知识学习和提高实践能力与外语应用能力的目标。
四、引进课程的管理与教学实施
课程是教学的先导，课程内容体现专业培养目标的内涵，科学有效的课程管理是确保中外合作办学质量的必备条件。长春理工大学光电信息科学与工程专业合作办学项目在课程目标定位、课程内容的选择和设置、成绩测评等方面都进行了积极的探讨和实践，为消化吸收引进课程，提高我们的培养质量提供了保障。
首先，为了让学生适应外籍教师的专业课程，我们大胆改革，积极与外语学院老师沟通，确定英语的授课方案，即第一学年，学生除了学习普通高校的大学英语教材外，我们增加了外籍教师的听、说课程，和专业词汇课程，建立了以实用为先导的英语课程体系，为后续专业课程的学习扫除障碍。
其次，成立了专业课程小组，由专业负责人及本专业资深教授和教学经验丰富的教师组成，主要负责课程编订、审核和评价等工作。其工作内容包括：确定课程目标，开展引进课程理论教学研究，及时跟踪课程实施情况，定期组织教师进行交流和学习，帮助教师及时调整和改进教学方式，总结教学经验等。
最后，明确每门引进课程的课程目标和课程内容，根据课程目标和课程内容选定优秀的教材。在10门引进课程中，结合本校特点和专业学生的素质及学习情况，通过中美双方教师共同商讨确定了课程授课内容，及授课方式和测评方式，确保课程的教学质量。
五、结论
引进优质教育资源，科学有效的利用和消化吸收，是确保合作办学项目顺利实施的必经之路。长春理工大学光电信息科学与工程专业与特拉华州立大学合作举办的本科教育项目是本校首次实现的中外合作办学。本论文以此项目为背景，从课程选择、体系构建、教学实施等方面入手，详细分析了本项目的实施过程，提出了科学有效的建议。该论文的结论为光电类中外合作办学提供了参考。
参考文献：
[1] 贺中辉. 论中外合作办学的现状与可持续发展[J]. 《职业》， 2015（14）.
关键词：固体物理学；专业特色；教学调整与优化
作者简介：关玉琴（1975-），女，蒙古族，内蒙古通辽人，内蒙古工业大学理学院，副教授。（内蒙古 呼和浩特 010051）
基金项目：本文系内蒙古工业大学精品课程建设项目的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0121-02
固体物理学是主要研究固体的结构，研究组成固体的粒子之间相互作用与运动规律以阐明其性能与用途的课程，在当代高新技术的发展中起着关键的作用。[1]固体物理课程，不仅是物理学专业而且是电子学、材料学等相关专业的专业必修基础课，是基础理论和众多高科技应用学科之间的桥梁。该课程本身涵盖的知识面广，不同类型学校的固体物理课程均有不同的取舍和特点 。随着学科的发展和人才需求的变化各专业的课程体系和人才培养模式应与时俱进地作相应的改革，不断完善和发展以适应专业特点和新形势下的培养目标。本文针对固体物理教学自身的特点，结合电子信息科学与技术非微电子专业学生的培养模式和特点，讨论了几点关于固体物理课程教学的优化与调整方案。
一、根据专业特色调整和优化教学内容
电子信息科学与技术专业是整个电子信息科学的基础和支柱，专业覆盖面宽，属于多学科的交叉学科。内蒙古工业大学（以下简称“我校”）的电子信息科学与技术专业方向为光电子技术，固体物理是光电技术专业重要专业基础课。重视基础是我国本科教育的优良传统，培养创新型人才已成为新世纪教学改革的中心议题。培养创新型人才要重视基础抓好“五基”教学。[2]“五基”教学要求在基础理论、基础知识和基本技能这“三基”基础上，加入基本思维和基本能力。固体物理是一门综合性很强，除了需要原子物理、量子力学和统计物理等方面的内容外在传统的内容上增加了不少现代科技内容。电子信息科学与技术等非物理专业的学生本身基础知识薄弱，学时少，再加上固体物理课程本身的内容多、与应用和前言领域联系密切等因素，很容易导致教师教不下去，学生学不下去的恶性循环。为了适应课程特色与专业培养目标，本文提出了以下几点教学调整与优化方案。
1.传统教学内容的调整和优化
工科类光电技术专业的学生主要从事光电工程技术与光电器件应用等工作，需要理论与实际结合，把理论知识能够应用在生产与工作当中。而固体物理面对的是复杂而具体的体系和问题，需要抓住物理过程的主要方面，构造简化的模型，才能有效地进行数学处理，其中最关键的是必须有清楚的物理图像。因此讲述固体物理传统内容时，紧扣物理思想和模型，适当降低起点，适当减少传统固体物理内容与光电技术类专业关联不大的内容；在使学生初步具备固体物理的基础知识，如周期结构结构、能带论、晶格动力学等内容的前提下，将与光电技术专业密切结合的晶体的缺陷、晶体衍射和金属电子论等章节作为重点讲授的内容。教学内容顺序上尽量保持知识的系统性和连惯性。例如，第四章的布里渊区的内容[3]应该放在倒格空间内容之后，布里渊区之后应该讲解晶体衍射。有了倒格空间和原胞的基础知识再讲解布里渊区，学生清楚地理解和掌握布里渊区的概念及物理图像。接着讲解晶体衍射，一方面无形中强调了抽象而难理解的倒格空间和布里渊区概念的重要性，另一方面使得教学内容具有很强的系统性和连贯性。
2.现代科技内容的弹性增加
新的实验条件和技术日新月异，正为固体物理不断开拓新的研究领域。结合我国本科教学的专业核心能力[4]和创新能力的培养目标，考虑到传统的固体物理教学内容和日新月异的固体物理前沿内容问的关联，在教学中引入和穿插与专业相关的学科前沿研究的具体问题。比如，与晶体结构有关的C60和碳纳米管的研究进展、[1]与能带理论有关的LED的研究进展和应用和固体激光器等与光电技术相关的前言知识穿插在教学当中，强化学生的基础知识学习，明确学生的专业方向，提高学生的学习兴趣，拓宽学生的视野。
二、根据专业特色调整和优化教学方法
教学实际上是教员与学员互动的过程，科学有效的教学方法是培养学员创新意识、增强创新能力的催化剂。传统固体物理偏重理论体系的学习，学习起来枯燥，不易引起学员兴趣，教学方法多样化和相互结合不够。不同层次的大专院校开办专业也应定位于不同的培养层次上。因此，教学过程中应该做到根据专业特色调整和优化教学方法。为满足人才培养以及专业教学内容和课程体系改革的需要，结合学生实际情况，在教学中贯彻“教为主导，学为主题”[5]的基础上，在教学方法上进行了以下几点调整和优化，达到了事半功倍的效果。
1.引导式教学法在教学当中的应用
引导式教学方法的前提条件是有一定的基础知识，而对于工科类院校的学生来说固体物理基础知识比较薄弱，针对这一现象，本文中用大学物理基础知识引导学生掌握固体物理学的内容。例如，从大学物理中的光的衍射增强现象[6]引入倒格矢的概念；再如，从牛顿第二定律引导学生掌握一维单原子链和一维双原子链的振动方程而不是泰勒展开式出发；从大学物理中理想气体的刚性和非刚性双原子模型引导学生掌握声学波和光学波的异同点。这样，即使是只有大学物理基础的学生也很轻松地掌握固体物理中的难而抽象概念的物理图像及物理本质。
2.比较式教学法在教学当中的应用
比较式教学法是指在教学中一些相关、相似或者具有某种关联和区别的教学内容放在一起进行讲解，便于学生理解、掌握和记忆。固体物理的教学现状存在着教材不统一，同一个概念在不同教材中描述方法不一致，除此之外固体物理学中还存在不少的概念容易混淆。针对工科类院校的学生基础薄弱，学时有限的情况，若应用比较法进行对比、辨析、比较它们的共同点和差异性，进而抽象和概括，达到理解、巩固、深化概念、开拓学生的思维、培养学生的能力，也是帮助学生纠正错误最有效的措施。笔者在以下案例教学过程中应用了比较法，明显提高了教学质量。
（1）第一布里渊区和维格纳-塞茨（Wigner-Seitz）原胞的比较：第一布里渊区和维格纳-塞茨（Wigner-Seitz）原胞的概念，一个在正格空间，一个是倒格空间中的两个不同的概念，很多教科书把它们放在不同的章节。但是这两个概念的几何作图法完全一样，把这两个概念放在一起用比较法讲解时很容易指出异同点，学生清楚理解概念，不容易混淆。
（2）米勒指数和晶面指数的比较：不少的固体物理学和结晶学教科书中存在着米勒指数和晶面指数概念的区分度低，学生容易混淆。其一，米勒指数和晶面指数都是晶面在坐标轴上截距系数的倒数的互为整数。但是二者对应的坐标系的不同，米勒指数是指晶胞基矢坐标轴的截距，晶面指数是指原胞基矢坐标轴的截距。此处用比较法指出两个面指数的异同点，能解除初学者的疑惑，提高教学质量。其二，有些教科书[3]讲面指数时强调离坐标原点最近的晶面或第一晶面，而有些教科书[6]强调任一晶面。这样，初学者很容易产生到底是第一晶面还是任一晶面的疑虑。此时，可以用比较法比较出它们的异同点，让学生明确两种讲法的本质是一样的。
三、根据专业特色调整和优化考核体系
学生成绩评定是教学过程的主要环节之一。目前常用的考核方式有闭卷和开卷期末考试两种形式。闭卷考试一般主要考课本上的内容，需要学生记住一些知识，不离开书本，缺乏应用性和综合性的题目，很容易加强学生靠死记硬背通过考试。开卷考试的试题，虽然说更具开放性，更加灵活，为学生回答问题提供了充分的思考空间，有利于学生充分发表自己的见解，展现自己的能力，发挥自己的水平。但是，考试时间安排在结课之后，容易导致大部分学生不及时消化所学内容，考前积累问题过多，复习时概念混淆，掌握不彻底。即便是开卷考试，可能出现“看书能看懂，做题不会做”的现象。因此，对于固体物理课笔者采取以下考核措施：
第一，开卷、闭卷相结合，分章节考试、期末考试相结合。这样做虽然加大任课教师的工作量，但是提高学生学习、听课的主动性，督促学生及时复习所学内容，提高课堂效率。
第二，平时成绩的计算上，除了传统的考勤、作业分以外还设置了小论文的成绩。小论文的题目涉及到本课程基础知识的应用和与本课程相关的前言内容，引导学生主动探索分析学科应用领域和前沿动态，提高学生的综合分析问题和解决问题的能力。
第三，成绩的综合评定上分章节考试占30%，期末考试占30%，平时成绩占40%（其中考勤和作业各站10%，小论文占20%）。这样，在考核体系中包含了与本课程有关的所有教学活动，能够体现出学生对本课程的真实掌握情况。
参考文献：
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【文章编号】0450-9889（2016）05C-0188-03
我国是人口大国，如何将众多人口转化成人力资源优势，是各级政府和人力资源开发工作者面临的重大课题。高职教育作为国家人力资源开发的重要基地，在实现科教兴国战略中具有十分重要的地位。高职实训基地是高职院校培养高素质应用型人才的重要基地，也是高职院校人力资源开发的重要平台。因此，探索高职实训基地开发人力资源模式，大力培养经济社会发展所急需的高素质技能型人才，实现人力资源开发与经济社会发展的良性互动具有十分重大的意义。本文试以自治区级示范实训基地――桂林师范高等专科学校“电工电子与自动化技术实训基地”为例，分析高职实训基地人力资源开发的指导思想和开发原则，并提出校企联动模式、工学一体模式、学研互动模式、技能竞赛模式和社会服务模式等五种人力资源开发模式，对利用高校实训基地开展人力资源开发进行了有益的探索。
一、高职实训基地人力资源开发指导思想
高职实训基地的主要功能是人才培养，承担着学生职业素质训练、职业技能培训与职业技能鉴定、科技开发和新技术推广应用、社会服务等四项任务。因此，高职实训基地人力资源开发指导思想可概括以行为主义、建构主义等人力资源开发理论为基础，以职业技能训练、科技开发和新技术应用推广能力开发为重点，为以提高受训者素质和能力为目标，紧密结合经济社会发展的需要，构建高素质技能型人力资源开发模式。
二、高职实训基地人力资源开发原则
为了形象直观地描绘制订的原则，作出高职实训基地人力资源开发原则模式图。如图1所示。
三、高职实训基地人力资源开发模式
（一）校企联动模式。紧紧围绕行业发展需求，以校企合作为抓手、以高职教育理念为指导、以专业课程体系和课程内容改革为切入点，以订单式培养为载体，积极探索与实践基于校企联动过程中的人才共育新模式的高职实训基地人力资源开发模式。主要做法有：
1.构建“两平台、三环节、四合一”人力资源开发实训模式。围绕电子信息工程技术等专业的人才培养目标，构建以紧密校企合作的“两平台、三环节、四合一”人力资源开发实训模式，即依托学校和企业两个平台，采取教师与师傅合一、学生与员工合一、教室与车间合一、作品与产品合一的人才培养方式，把职业岗位工作过程融入到基本技能实训、生产性实训和顶岗实习三个实训环节中去。学校先后与桂林、深圳等地的企业签订了实训基地共建协议书或校企合作协议书，基于企业和校园内的实训基地联合开展人力资源开发，共同提高学生的技能水平和职业素养。
2.构建“双师素质型”结构的师资队伍。一是通过“校企互聘”，学校聘请企业技术骨干和技术能手担任专业课兼职教师，2013年以来电子信息工程技术（太阳能光电子技术方向）已聘请桂林吉阳光伏应用有限公司等2家企业的4名企业工程师为学校专业课兼职教师，他们每年根据专业课程理论教学与专业实践教学需要，到校兼课和指导实验室建设及其实训基地建设。这两家企业则各聘请学校2名专业课教师担任企业的兼职工程师或技术负责人，参与校外实训基地建设、作为企业顶岗实习指导教师，还参与企业项目开发。二是通过“校企互培”，学校为桂林市3家大型企业27名技术骨干进行了技术培训，并为企业237名职工进行了职业资格培训和职业资格鉴定，为企业产品质量的提高发挥了重要的作用。得到了相关企业的好评。企业则为学校专业教师到企业挂职锻炼指定人员进行专项培训和指导。三是校企共同打造“双师素质型”教学团队，目前实训基地团队有20名成员，团队中正高职称有3人、副高有10人，他们中既有教师也有企业技术骨干，共同建设校内外实训基地、共同培育人才，联动人力资源开发之人才培养工作的教学各个过程。
（二）工学一体模式。多年来，学校物理与工程技术系电子信息工程技术专业及其方向为适应市场经济和社会发展进行了有效的教学改革，坚持“以服务为宗旨、以就业为导向、以市场为需求、以能力为本位”，始终注重在高职人力资源开发过程中围绕提高专业人才培养质量这一主线，并把实训基地打造成“教、学、做合一”的“工学一体”课堂，积累了高职实训基地人力资源开发模式之“工学一体开发模式”。
所谓“工学一体”课堂，就是按照专业人才培养要求，将企业要完成的生产“项目”作为实验和实训的项目，即把实验和实训课堂营造成企业 “车间”的氛围，把实验和实训的教学环境设计成如同到企业“车间”生产或作业环境，实验室和实训基地的教学设备如同企业生产设备，参加实验的学生如同企业的“职工”，教学的环境置身于职业的环境中，把工作和学习融成了一体。
自2010年来学校电子信息工程技术、电子信息工程技术（太阳能光电子技术方向）、机电一体化技术、建筑装饰材料及检测等专业的实验、实训项目依托“电工电子与自动化技术实训基地”的“工学一体”课堂有序地开展实践教学，基地先后与桂林长海科技有限责任公司、桂林吉阳新能源有限责任公司、桂林航天工业学院等七家企业和高校与学校签订合作协议，共建基地共育人才。目前校内实训基地已投入600多万元。传感器技术实验（实训）室、单片机EDA实验室、风光互补发电实训室、太阳能材料综合实训室、材料加工实验室和材料检测实验室等倾注了校企人员的心血，成为名副其实的“工学一体”课堂，也成为展示学校专业办学特色的窗口。陈列在“工学一体”课堂的仪器设备都是企业正在使用的，也是市场上最流行的。学生利用“工学一体”课堂并操作这些仪器设备进行学习和实训，企业的员工及社会人员也能来基地培训。实训基地的人力资源开发的群体就有教师、企业工程师、学生、企业职工和社会人员等。同时学校还与企业紧密合作，在6个校外实训基地也开设了“工学一体”课堂，通过聘请企业的工程师和技术能手作为专业兼职实践教学指导教师，与学校专业教师一起共同开展人才培养。随着人力资源开发模式之“工学一体”模式的推行，学生的实践能力和职业岗位能力得到了较大幅度的提高。“工学一体”开发模式的改革带来了高就业率，2010年以来电子信息工程技术专业及方向的毕业生一次就业率高达95%以上。
（三）学研互动模式。高职实训基地人力资源开发模式之学研互动模式包括以教师为主体的的学研互动和以学生为主体的学研互动。
1.以教师为主体的学研互动模式有下列几种方式。一是教师为了提高学历实施的学研互动。有3名教师为了提高学历报考了硕士研究生，他们结合硕士研究的方向依托实训基地申报项目立项，在开展项目中一边学习、一边研究，既完成了研究生学习，也完成项目研究的任务。二是教师为晋升职称开展的学研互动。几年来，有2名教师结合在学习和教学实践中遇到的问题，结合企业生产和地方经济发展需要解决的问题，以实训基地为平台开展教学专题和项目专题立项研究，并在项目的学习和研究中寻找解决问题的方法、途径，总结和撰写教学研究论文和学术研究论文在有关杂志上发表。三是结合课程教学和实践教学开展学研互动。利用实训基地搭建的平台，在教学中教师们实施了项目教学法、任务驱动教学法、合作教学法中的项目中的学研互动、完成任务的学研互动、合作学习的学研互动。四是专业人才培养过程中与企业间的学研互动。共同讨论专业设置、共同制订专业人才培养方案、共同建设校内外实训基地、共同培养人才，在专业人才培养工作过程中互相切磋、共育人才。五是教师与企业技术骨干联合申报项目的学研互动。如以企业委托的技术攻关项目、新产品的开发，或教师根据企业生产实际或自拟研究的项目为载体，依托实训基地和校企合作的平台，结合教学过程、生产实际和科技发展开展项目的学研互动，研究成果回馈教学、生产实际和企业生产应用中，既解决教学中的实际问题，也解决企业生产中的实际问题。
2.以学生为主体的学研互动模式有以下几种方式。一是结合课程学习和实验实训开展学研互动。根据学习的课程和实验实训内容，利用实训基地搭建的平台在教师和企业技术人员的指导下，以项目学习、任务驱动学习、合作学习开展课程和实验实训中的项目学研互动、任务学研互动、合作学研互动。二是在毕业论文和毕业设计教学中开展学研互动。毕业论文和毕业设计题目可由教师或者企业技术骨干拟题，也可由学生自拟，在这一教学过程中必须进行资料收集和分析整理、论文开题、论文撰写和修改、论文陈述和答辩等，这些工作需要自我学习和实验，需要与同学探讨交流，需要向老师请教。三是开展职业资格培训和考核的学研互动。对电子信息工程技术专业毕业的学生要求毕业时拿到毕业证和职业资格证“双证”。学生参加职业资格考核前必须参加考核前的培训和职业资格的模拟考核，培训和模拟考核的内容本身就是学习和实践，师生间探讨和同学间探讨本身就是学研互动的活动。四是开展技能竞赛的学研互动。全国电子设计大赛要求3人组成1队参赛，赛前训练和参加竞赛，就是队员合作学习、合作探究的学研互动过程。五是学生参与教师立项项目。通过参与项目研究，学生在选题立项、方法设计、外业调查、内业资料整理、项目结题等方面得到了学习，也得到了锻炼，拓展了知识，培养了科研素质。
学研互动模式是走校企合作、工学结合之路的具体表现，有效提升了教师的教学能力、协作能力和科技创新能力，也提高了学生的学习能力、合作能力和创造能力，为培养创新型人才、提高教学质量和人才培养质量奠定了基础。
（四）技能竞赛模式。技能竞赛是推动职业教育教学改革，促进职业院校学生个性发展，培养学生综合素质和职业技能，提高实践能力和创造能力的有效方式。技能竞赛是整合课内外实践育人的重要环节，是培养学生创新精神和职业素养的有效载体。2009年以来，依托实训基地，组织学生参加技能竞赛活动，取得好的效果。具体的做法是：一是成立技能竞赛领导小组和工作小组。工作小组具体负责竞赛活动的指导工作，负责人由专业负责人担任、小组成员由专业骨干教师和行企业技术骨干组成。二是制订竞赛活动计划。竞赛活动列入专业人才培养方案，如在制订电子信息工程技术专业人才培养方案时，把电子设计竞赛作为一门课程开设，由有经验的教师担任主讲和训练指导教师。竞赛工作小组与电子技术教研室教师一起讨论制定竞赛活动计划，以技能竞赛成绩作为课程学习成绩，构建并不断完善技能竞赛教学体系。三是合理安排竞赛活动训练时间、训练内容和训练形式。结合课程学习组织全体学生参与技能训练活动，通过技能竞赛完成课程学习。按照竞赛结果选拔和推荐参加校内、校外电子设计竞赛人选。四是校内竞赛活动采取以“自由探索、自主设计、自己动手”的形式，在教学活动中充分发挥学生的主体作用，促进学生的个性发展。五是积极参加全国大学生电子设计竞赛活动。从2009年以来依托实训基地每年暑期由竞赛工作小组组织“电子设计竞赛活动”，组织训练和选拔学生参加全国大学生电子设计竞赛。训练和竞赛采取以“合作探索、合并设计、合力动手”的形式，在训练和竞赛活动中拧成一股绳，调动集体力量积聚集体智慧。六是对每年参加全国大学生电子设计竞赛的成果进行宣传，展示竞赛成绩和作品，起到示范和辐射的作用。2009―2014年，共组织了19队（每队3人）参加全国大学生电子设计大赛广西赛区专科组比赛，共有5队获一等奖，12队获二等奖，2队获三等奖；有15人次学生获一等奖奖状，36人次学生获二等奖奖状，6人次学生获三等奖奖状；有38人次获指导教师奖。开展丰富多彩的技能竞赛活动，教师、学生齐上阵，有利于增强学习气氛，促进良好的学风；激发学生追求科学的热情和对创新的渴望，激励学生更好地学习和掌握专业知识和职业技能；培养学生的竞争意识和团队协作精神，相互学习、相得益彰，培养学生的实践能力和创新能力；有利于专业人才培养质量提高，促进学生综合素质的全面发展，更好地实现社会对人才的需求目标。实训基地构建了技能竞赛的人力资源开发模式，建立以培养学生应用能力和创新能力为目标的专业人才培养模式，取得了良好效果。
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