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光學光電技術范文1
關鍵詞：有限元模型；仿真結果與討論；光電系統
中圖分類號：TP211 文獻標識碼：A
光電技術是以激光、紅外和微電子技術為基礎，由光學、電子、精密機械和計算機技術相結合而形成的一個高新技術領域。光電經緯儀或其它地基光電跟蹤設備，在結構系統、伺服控制系統和光學系統設計等方面，均形成了較為完整的理論。而機載光電系統不僅包括精密儀器的設計，還要考慮精密儀器的載機環境，尤其是高低溫環境的適應性問題。光機系統中的光學基座設計，作為光電元器件的承載平臺，不僅要考慮安裝在其上的光電元器件的安全性，保證光機系統的高精度與可靠性，還要考慮自身在機載環境下的熱變形和溫度場分布是否滿足設計要求，實現系統在機載高低溫環境中，清晰穩定成像跟蹤需求。
目前，機載設備的高低溫環境適應性問題主要通過兩種途徑解決，一種是采取改善環境或減緩環境影響的措施，通過添加輔助設備，如環控系統來改善光機所處的機載環境；另一種是選用耐環境能力強的結構、材料、元器件或工藝等，即通過改善系統的結構設計，提高光機系統的耐環境能力。本文主要通過第二種途徑的研究，來提升光機系統高低溫環境適應性。計算機數值仿真，可在設計初期就獲取豐富的分析數據，對設計進行優化，且周期短、成本低，便于實現。
為此，基于ABAQUS結構分析模塊對某機載光電系統光學基座高低溫環境適應性進行了數值仿真研究。通過光學基座的數值仿真分析，在綜合考慮結構熱形變、強度、重量、及加工工藝等因素下，經過設計改進，獲取一個滿足系統要求的光學基座設計方案。
1 結構有限元模型建立
建立有限元分析模型包括三維結構模型的簡化、網格劃分、材料屬性設置。之后依據具體分析類型，進行約束與載荷施加，選擇計算類型進行仿真，分析結果。
1.1 模型簡化
根據結構熱傳導、熱對流，以及熱輻射等方面的理論依據，結合具體的分析對象和分析內容簡化有限元分析模型，確定被分析部件的簡化方式與程度。本文研究光學基座的高低溫環境適應性，所以文中光學基座為詳細模型，其上光電元件均簡化為等效質量塊，系統有限元模型如圖1所示。
1.2 網格劃分
該系統三維模型簡化后，以iges格式導入ABAQUS中，采用四面體網格和六面體網格進行劃分。三個光學基座方案的網格劃分結果如圖2（a）～（c）所示。
1.3 材料屬性
本文中設計方案的材料主要有銦36，硬鋁合金7075，以及各簡化部件的等效材料，見表1。由于各光學支路的鏡座和光電器件的安裝支架均采用硬鋁合金材質，所以等效材料時，使用重量等效原理，與鋁合金的材料性能相近。
1.4 邊界與載荷施加
機載高低溫環境有限元仿真的工況邊界與載荷見表2。系統通過6個安裝點處的不銹鋼螺栓與機體固定約束，所以在結構熱分析中，將根據不同材料的熱膨脹系數不同，將該約束處理為螺紋孔內壁的平面內約束。光學基座的下表面安裝光電元器件，上表面有載機提供的5℃氣源吹過進行強迫對流，所以光學基座上表面的結構設計會影響整個系統的散熱效率。
2 仿真結果與討論
該光電系統正常工作時受載機高低溫環境影響，可能會出現成像質量差，不能穩定跟蹤與瞄準等，甚至結構的破壞。對于三種方案的結構熱分析結果見表3。
該光電系統機載環境溫度范圍-55℃～ 70℃：系統設計之初光學系統對光機座熱變形要求嚴苛，因此方案一選用了線膨脹系數較小的銦36鋼材料。但該材料密度較大，經詳細減重設計后，即使在結構局部加強筋僅2mm厚，且局部熱應力已超過材料許用應力的情況下，其重量仍不滿足要求，具體分析結果見表3。
方案一中的銦鋼光機座雖熱膨脹系數小，但其熱傳導性也差，溫度場分布不均勻，溫度梯度大，產生較大的熱應力集中。且其重量超過了20kg的設計限制，固不滿足設計要求。因此在方案一的基礎上，綜合材料力學和熱力學特性，選用硬鋁7075。該種材料是一種高強度的鋁合金，尤其在T6狀態下，可加工性好，且性價比高。方案二著重減小溫度梯度和重量，使溫度場更為均勻，重量滿足設計要求。但是由于鋁合金熱膨脹系數較大，導致其最大熱形變值達到0.42mm，超過0.2mm的設計要求，固亦不滿足設計要求。
在方案二的基礎上，針對熱形變較大的問題，對光學基座的上表面加強筋進行了散熱優化設計。并進一步進行減重設計和提高加工工藝性，減輕加工應力對光機座精度的影響，最終完成了方案三的設計。有限元結構70℃環境下的熱分析溫度場和熱形變結果如圖3所示。
綜合以上三種方案，最終選擇各方面滿足設計要求的方案三，開展該光電系統的光學基座設計。該基座在滿足最大熱形變小于0.2mm的情況下，比原設計指標減重2.3kg，說明有限元分析手段是結構在嚴酷環境下設計和優化的有效途徑。
結語
綜上所述，本文使用有限元分析手段，對光電系統中的光機座進行有限元高低溫環境下的有限元分析，根據分析結果，得出在有強迫對流的條件下，熱膨脹系數小不是降低熱形變的唯一途徑，根據流場情況，進行合理的導熱部件結構設計是降低設備重量和熱變形的良好選擇。且確定最終方案進行指導設計，樣機在高低溫試驗中，可靠穩定工作。
參考文獻
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光學光電技術范文2
[關鍵詞]科技水平；電子實驗室；設計與制作；新主張
[中圖分類號]F224.39
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5158（2013）05-0321-01
目前，隨著我國電子科學技術的發展，我國在專業設置方面也進行了不斷地改革，電子科學與技術專業的前身便是的電子器件、激光、微電子等專業的組合與推陳出新的成果。它是一個寬口徑、新生代的專業。并且一直是我公司研究的核心方向，擁有一支科研先進、學歷資深的強大隊伍。在我國，電子科學與技術專業的實用性與實踐性都相對較強，不管是我國初級階段的小康社會還是未來共同富裕的實現，電子科技都已經與普通百姓的生活息息相關。因此，目前光電子實驗室是培養電子科學與技術專業人才及其重要的一步。
1實驗項目的設置
根據我公司的現狀，設置了以激光電子為基礎貫穿整個光電子實驗室的全過程，在此基礎上，設計并制作了各種的實驗器材與設備。經過深思熟慮與各部門的討論研究，再結合公司周圍的建筑環境，明確了應建的實驗項目。通過實驗項目的研討，抽取項目中的四個實驗，作為確定測量激光以及技術的項目，其中，實驗以“光電子物理基礎”為依據，來測定激光增益、激光線寬、以及激光縱橫模。而另一方面，將以“光電子技術”為依據，主要項目是技術方面（包括電光調制技術、倍頻技術以及激光調Q等）。
2實驗儀器的設計和制作
公司通過走訪了國內的幾所科研公司的實驗室，根據與實驗室的領導談話，得知并了解了這些公司電子科技實驗室的一些狀況與創新之處。我們也明確了并規劃了屬于自己的電子實驗室設備配置的基本藍圖。
在測定激光增益這一項目過程中，發現我國內光電實驗的方法都是各持己見、截然不同。比如：就拿放大法來說，有些科研人士是透過一個放大器并根據激光器所輸出的激光，然后分別進行輸入光強大小與放大器輸出光強大小的測定，再根據最后的結果，求出所得的增益系數。另一些則在采用此方法時，也不盡相同。他們測試增益系數的方法是通過內損耗法而得。也就是把損耗輸出片插入腔內，并且，根據該損耗片旋轉的角度變化與損耗片上光反射率所發生的改變，然后，對損耗片上所輸出的光強以及損耗片旋轉角度變化關系曲線的測定，通過數據，就可以很快的求出小信號的增益系數，除此之外，還可以求出一些參數（如：腔內所損耗的以及飽和光強的參數等）。
但是用這種方法來測試機構是比較的復雜的，并且在數據處理方面，工作量與時間量都比較大，按照客觀的標準，我們可以換另外一種方法來測試激光增益，那就是內損耗法。一般公司的光電科研室，大多數都使用染料調Q的方法來進行激光調Q，目前，工業化進程較快，并且工業生產中，激光的應用現狀與調Q都比較的穩定與先進，基于這個原因與現狀，我們采用電光調Q技術，并且已經明確了我們所要建設的電光調Q的實驗基本的方法與操作原理。
確定了我們所采用的實驗設備方案之后，下一步，就是依據所使用的狀態與情形，明確與規劃好實驗設備的基本參數以及測量操作過程的精確程度，然后，就是設計新版的實驗操作儀器結構，但是，在使用的過程中，出現了一些小問題，所以，根據使用的狀況，我們對某些結構又開始了更精確與先進的改進，例如。當我們在采用內損耗法時，如果激光增益的損耗片旋轉角度為@時，那么，放射光束的旋轉角度就是2@。這就是為什么光探測器不能跟損耗片放在同一個旋轉驅動軸上的原因。為了能夠確保損耗片在旋轉的過程中能夠與反射光束探測器運轉方向一致，在我國許許多多的實驗裝置中都是采用一套齒輪系統。然而，我們測試反射光時，是直接地用我們所設計的一條長條形的光電池。但是，這并不影響實驗的內容與結果，如果損耗片在旋轉的過程中，使反射光束不脫離光電池，那就萬無一失了。這樣不僅使實驗裝置更加的簡潔，而且也降低了制作材料的成本。還有就是，三套裝置的空間都較?。òす鈾M模的測量、激光線寬的測量、激光縱模的測量）。在我們設計的過程，會將我們采用的同一種激光源（He-Ne激光）放置在同一個實驗箱里面。激光就會被光反射器各自的引到不同的測試光路里面。這樣可以有效的提高實驗空間的利用。
在我們推出新的實驗裝置時，我們會用微機采集測試代替之前設備中，使用函數記錄儀收錄實驗的數據。例如，如果在測量增益，損耗片上的反射光強度與其旋轉角度的相關曲線，或者在測量激光橫模時，光強的分布曲線，透過計算機的程序掌控步進電機運動，光探測器所測得的結果會通過模數轉換被串口輸進計算機里面去。這樣曲線與數據表文件都會在計算機的熒屏上顯示。為了能夠使操作員通過計算機讀取相關的數據并進行細致的分析與處理，在實驗結束后，可以將數據拷進自己的硬盤里。這樣不僅能夠提高操作員對實驗數據的敏感度與精確度，同時，還能更加熟練的操作相關的軟件，如：Origin或者Matlab等。為了確保實驗測試的精確度，如果我們測量激光線寬時，可采用多光束干涉法，并在我們新設計的實驗裝置中用CCD成像代替之前實驗中通過拍照來記錄的感光底片，輸入計算機里，這樣相關的程序讀取熒屏上顯示的數據以及圖形文件。
為了避免在操作過程中產生枯燥的心緒，在實驗設計制作的過程中，可以適當的加上其他有趣的項目。如果是進行電光的調制實驗，操作員可以把電光晶體上測得的電光調制曲線進行適當的調節，然后，增加正弦信號，并通過調節直流偏壓來觀察信號的失真狀況。緊接著，我們可以把MP3中一些通俗歌曲的音頻信號傳送到電光晶體上，收到的音頻信號放大后，通過揚聲器進行播放，在此過程中，操作員不僅可以領略到光通訊的整個過程，還可以感受到波片旋轉過程中信號失真的具體狀況。
3電子實驗室目前使用的現狀
目前，電子實驗室主要開放對象是電子科學與技術專業的技術員。在實驗的整個過程中，我們倡導操作員積極動手試驗，以提高他們對基本實驗的方法與技巧熟練度。本實驗室除了對專業的技術員開放外，還可以開放其他對電子科學感興趣的員工開設實驗（物理學和應用物理學設有“現代光學實驗”一課，物理學和應用物理學設有激光原理實驗課程）。實驗室除了能夠完成實驗任務外，還能幫助技術人員的研究其他的實驗活動。并且，還想使實驗室的設備更加簡單化，以便相關技術人員進行更廣泛的研究。如把電光調制系統更進一步的簡單化，完成了混沌信號光通訊的研究，還有采用了脈沖調Q激光器，進行了激光燒蝕制備納米材料的實驗研究。
4下一步的規劃
在光電子實驗室里，由于里面設備的局限n生，技術操作員只能進行一些基礎性的實驗項目，由此可看出，光電子實驗室在功能方面還有待完善。根據我公司的計劃，在實驗室的空間里，也新設了其他的實驗項目（電子科學與技術中的“現代光學基礎）這個實驗項目跟普通的物理實驗相差甚遠，主要針對公司電子實驗室的特點而設置。
它所涉及的領域比較的廣泛，包括一些顯示光學技術、光電檢測、眼視光學等較先進的實驗項目。為了能夠使技術操作員的視野更加的開闊以及更多的實驗供他們選擇，在不久的將來，我公司將開設一些創新型、高科技的實驗項目，其中，就包括新型激光器件應用、光纖通訊等實驗項目。
光學光電技術范文3
因為有知識，我們上了太空，我們延長了人均壽命。更因為有知識，我們超出生死，不再疑惑。下面小編給大家分享一些數學六年級知識點，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!
數學六年級知識點1第一部分【常用的數量關系】
1、每份數×份數=總數;
總數÷每份數=份數 ;
總數÷份數=每份數
2、速度×時間=路程
; 路程÷速度=時間 ;
路程÷時間=速度
3、單價×數量=總價;
總價÷單價=數量 ;
總價÷數量=單價
4、工作效率×工作時間=工作總量;
工作總量÷工作效率=工作時間;
工作總量÷工作時間=工作效率;
5、加數+加數=和;
和-一個加數=另一個加數
6、被減數-減數=差;
被減數-差=減數;
差+減數=被減數
7、因數×因數=積;
積÷一個因數=另一個因數
8、被除數÷除數=商
;
被除數÷商=除數;
商×除數=被除數
數學六年級知識點2第二部分【小學數學圖形計算公式】
1、正方形(C:周長，
S：面積， a:邊長)
周長=邊長×4; C=4a
面積=邊長×邊長; S=a×a
2、正方體(V：體積，
a：棱長)
表面積=棱長×棱長×6; S表=a×a×6
體積=棱長×棱長×棱長; V= a×a×a
3、長方形(C:周長，
S：面積， a:邊長， b：寬 )
周長=(長+寬)×2; C=2(a+b)
面積=長×寬 ; S=a×b
4、長方體
(V：體積， S：面積， a:長， b：寬， h:高)
(1)表面積=(長×寬+長×高+寬×高)×2;
S=2(ab+ah+bh)
(2)體積=長×寬×高;
V=abh
5、三角形(S：面積，
a:底， h:高)
面積=底×高÷2 ;
S=ah÷2
三角形的高=面積×2÷底
三角形的底=面積×2÷高
6、平行四邊形(S：面積，
a:底， h:高)
面積=底×高;
S=ah
7、梯形(S：面積，
a:上底， b：下底， h:高)
面積=(上底+下底)×高÷2;
S=(a+b)×h÷2
8、圓形
(S：面積， C：周長，π：圓周率， d：直徑， r：半徑 )
(1)周長=π×直徑π=2×π×半徑;
C=πd=2πr
(2)面積=π×半徑×半徑;
S= πr?
9、圓柱體
(V：體積， S：底面積， C：底面周長， h：高， r：底面半徑 )
(1)側面積=底面周長×高=Ch=πdh=2πrh
(2)表面積=側面積+底面積×2
(3)體積=底面積×高
10、圓錐體
(V：體積， S：底面積， h：高， r：底面半徑 )
體積=底面積×高÷3
11、總數÷總份數=平均數
12、相遇問題：
相遇路程=速度和×相遇時間;
相遇時間=相遇路程速度和;
速度和=相遇路程÷相遇時間
13、利潤與折扣問題：
利潤=售出價-成本;
利潤率=利潤÷成本×100%;
利息=本金×利率×時間;
漲跌金額=本金×漲跌百分比;
稅后利息=本金×利率×時間×(1-利息稅)
數學六年級知識點3第三部分【常用單位換算】
(一)長度單位換算
1千米=1000米;
1米=10分米;
1分米=10厘米;
1米=100厘米;
1厘米=10毫米
(二)面積單位換算：
1平方千米=100公頃;
1公頃=10000平方米;
1平方米=100平方分米;
1平方分米=100平方厘米;
1平方厘米=100平方毫米
(三)體積(容積)單位換算：
1立方米=1000立方分米;
1立方分米=1000立方厘米;
1立方分米=1升;
1立方厘米=1毫升;
1立方米=1000升
(四)重量單位換算：
1噸=1000千克;
1千克=1000克;
1千克=1公斤
(五)人民幣單位換算：
1元=10角; 1角=10分; 1元=100分
(六)時間單位換算：
1世紀=100年; 1年=12月;
【大月(31天)有：1、3、5、7、8、10、12月】;
【小月(30天)有：4、6、9、11月】
【平年：2月有28天;全年有365天】;
【閏年：2月有29天;全年有366天】
1日=24小時; 1時=60分=3600秒; 1分=60秒;
數學六年級知識點4第四部分【基 本 概 念】
第一章 數和數的運算
一、概念
(一)整 數
1.自然數、負數和整數
(1)自然數 ：我們在數物體的時候，用來表示物體個數的1，2，3……叫做自然數。
一個物體也沒有，用0表示。0也是自然數。
1是自然數的基本單位，任何一個自然數都是由若干個1組成。 0是最小的自然數，沒有最大的自然數
(2)負數：在正數前面加上“-”的數叫做負數，“-”叫做負號。
正整數(1、2、3、4、……)
(3) 整數：
零 (0既不是正數，也不是負數)
負整數(-1、-2、-3、-4……)
2、零的作用
(1)表示數位。讀寫數時，某個單位上一個單位也沒有，就用0表示。
(2)占位作用。
(3)作為界限。如“零上溫度與零下溫度的界限”。
3、計數單位
：一(個)、十、百、千、萬、十萬、百萬、千萬、億……都是計數單位。
每相鄰兩個計數單位之間的進率都是10。這樣的計數法叫做十進制計數法。
4、數位：計數單位按照一定的順序排列起來，它們所占的位置叫做數位。
5、數的整除
：整數a除以整數b(b ≠ 0)，除得的商是整數而沒有余數，我們就說a能被b整除，或者說b能整除a 。
(1)如果數a能被數b(b ≠ 0)整除，
a就叫做b的倍數，
b就叫做a的約數(或a的因數)。
倍數和約數是相互依存的。
如：因為35能被7整除，所以35是7的倍數，7是35的因數。
(2)一個數的因數的個數是有限的，
其中最小的約數是1，最大的因數是它本身。
例如：10的因數有1、2、5、10，其中最小的因數是1，最大的因數是10。
(3)一個數的倍數的個數是無限的，其中最小的倍數是它本身。
如：3的倍數有：3、6、9、12……其中最小的倍數是3 ，沒有最大的倍數。
(4)個位上是0、2、4、6、8的數，都能被2整除，例如：202、480、304，都能被2整除。。
(5)個位上是0或5的數，都能被5整除，例如：5、30、405都能被5整除。。
(6)一個數的各位上的數的和能被3整除，這個數就能被3整除，
例如：12、108、204都能被3整除。
(7)一個數各位數上的和能被9整除，這個數就能被9整除。
(8)能被3整除的數不一定能被9整除，但是能被9整除的數一定能被3整除。
(9)一個數的末兩位數能被4(或25)整除，這個數就能被4(或25)整除。
例如：16、404、1256都能被4整除，50、325、500、1675都能被25整除。
(10)一個數的末三位數能被8(或125)整除，這個數就能被8(或125)整除。
例如：1168、4600、5000、12344都能被8整除，1125、13375、5000都能被125整除。
(11)能被2整除的數叫做偶數。
不能被2整除的數叫做奇數。
0也是偶數。自然數按能否被2 整除的特征可分為奇數和偶數。
(12)一個數，如果只有1和它本身兩個約數，這樣的數叫做質數(或素數)。
100以內的質數有：2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89、97。
(13)一個數，如果除了1和它本身還有別的約數，這樣的數叫做合數。
例如 4、6、8、9、12都是合數。
(14)1不是質數也不是合數，自然數除了1外，不是質數就是合數。如果把自然數按其約數的個數的不同分類，可分為質數、合數和1。
(15)每個合數都可以寫成幾個質數相乘的形式。其中每個質數都是這個合數的因數，叫做這個合數的質因數。
例如15=3×5，3和5 叫做15的質因數。
(16)把一個合數用質因數相乘的形式表示出來，叫做分解質因數。 例如：把28分解質因數
(17)幾個數公有的因數，叫做這幾個數的公因數。其中最大的一個，叫做這幾個數的最大公約數。
例如：
12的約數有1、2、3、4、6、12;
18的約數有1、2、3、6、9、18。
其中，1、2、3、6是12和1 8的公因數，6是它們的最大公因數。
(18)公因數只有1的兩個數，叫做互質數，成互質關系的兩個數，有下列幾種情況：
①1和任何自然數互質。
②相鄰的兩個自然數互質。
③兩個不同的質數互質。
④當合數不是質數的倍數時，這個合數和這個質數互質。
⑤兩個合數的公約數只有1時，這兩個合數互質，如果幾個數中任意兩個都互質，就說這幾個數兩兩互質。
⑥如果較小數是較大數的因數，那么較小數就是這兩個數的最大公因數。
⑦如果兩個數是互質數，它們的最大公約數就是1。
(19)幾個數公有的倍數，叫做這幾個數的公倍數，其中最小的一個，叫做這幾個數的最小公倍數，
如：
的倍數有2、4、6、8、10、12、14、16、18 ……
3的倍數有3、6、9、12、15、18 ……
其中6、12、18……是2、3的公倍數，6是它們的最小公倍數。。
①如果較大數是較小數的倍數，那么較大數就是這兩個數的最小公倍數。
②如果兩個數是互質數，那么這兩個數的積就是它們的最小公倍數。
③幾個數的公約數的個數是有限的，而幾個數的公倍數的個數是無限的。
數學六年級知識點5小數
1、小數的意義
(1)把整數1平均分成10份、100份、1000份…… 得到的十分之幾、百分之幾、千分之幾…… 可以用小數表示。
(2)一位小數表示十分之幾，兩位小數表示百分之幾，三位小數表示千分之幾……
(3)一個小數由整數部分、小數部分和小數點部分組成。數中的圓點叫做小數點，小數點左邊的數叫做整數部分，小數點右邊的數叫做小數部分。
(4)在小數里，每相鄰兩個計數單位之間的進率都是10。小數部分的最高分數單位“十分之一”和整數部分的最低單位“一”之間的進率也是10。
2、小數的分類
(1)純小數：整數部分是零的小數，叫做純小數。例如： 0.25、0.368 都是純小數。
(2)帶小數：整數部分不是零的小數，叫做帶小數。
例如： 3.25、5.26 都是帶小數。
(3)有限小數：小數部分的數位是有限的小數，叫做有限小數。
例如： 41.7、25.3、0.23 都是有限小數。
(4)無限小數：小數部分的數位是無限的小數，叫做無限小數。
例如： 4.33 …… 3.1415926 ……
(5)無限不循環小數：一個數的小數部分，數字排列無規律且位數無限，這樣的小數叫做無限不循環小數。 例如：π
(6)循環小數：一個數的小數部分，有一個數字或者幾個數字依次不斷重復出現，這個數叫做循環小數。 例如： 3.555 …… 0.0333 ……12.109109 ……
(7)一個循環小數的小數部分，依次不斷重復出現的數字叫做這個循環小數的循環節。
例如： 3.99 ……的循環節是“ 9 ” ， 0.5454 ……的循環節是“ 54 ” 。
(8)純循環小數：循環節從小數部分第一位開始的，叫做純循環小數。
例如： 3.111 …… 0.5656 ……
(9)混循環小數：循環節不是從小數部分第一位開始的，叫做混循環小數。
例如： 3.1222 …… 0.03333 ……
光學光電技術范文4
關鍵詞：光電信息技術 大學生 創新能力 實驗模式
光電信息是把光學、電子電路和計算機技術融為一體的綜合性技術。因此對光電信息技術專業學生創新精神和動手能力的培養，在很大程度上依賴于實驗教學基地的建設和管理。并且在這一過程中，要始終從學生的根本利益出發，以培養實踐型、創新型人才為目標，優化實驗教學的組織模式和建設思路，充分發掘和發揮學生的個性和多樣化需求，將實驗教學的功用發揮到極致，最終向社會提供具有更高素質的專業人才。從這個角度講，光電信息技術專業的人才培養打破了傳統思維的限制，其目的不再只是對學生進行系統嚴格的實驗技能訓練，使其掌握該學科的基礎知識和應用技巧，更重要的是，要把理論與實際結合，以專業基礎知識為基礎，提升學生分析問題和解決問題的能力。而這對身處信息化和網絡化社會中的高校，對肩負著傳道授業解惑責任的高校教師而言，無疑是需要時刻重視和解決的現實問題。
一、光電信息技術專業大學生創新能力培養的支撐體系
大學生創新能力的培養是一個復雜的系統工程，任何一個單獨的要素都無法完全實現這一目的，需要多方面、多角度的共同配合，才能最大限度地提升學生素質。
1.教學體系方面
光電信息技術實驗室的建設不是各個組成要素的簡單羅列，需要將各個要素有機地組合起來，共同構建一個適合培養學生創新能力的教學體系或平臺。然而實際情況卻是，在我國部分高校的此類實驗室中，教學管理制度模糊，管理體系不健全，尤其是“工―學一體化”模式改革滯后，學生自主學習和教師引導之間存在較大差距。這使得部分學生將精力放在工作和尋求未來的出路方面，而教師也將更多的時間應用于課程以外的活動，這對培養和建立實驗課程的教學體系來說是一種阻礙。
2.實驗室管理方面
在部分高校中，光電信息技術專業實驗教學和管理人員較為缺乏，并且在實驗室管理方面也存在較嚴重的問題。比如實驗教學人員在高校的地位因“特殊”的考核和培訓制度而顯得有些尷尬，實驗教師的積極性和主動性難以被調動，嚴重影響了實驗教學的質量。此外，由于資源的限制和實驗室開放制度的約束，每位學生獲得的實驗時間相對較少，無法對實驗產生持久的興趣，阻礙了學生創新能力的培養。
3.教師方面
長期以來，高校對實驗教學的重視程度存在較大的偏差，這在光電信息技術領域也不例外。比如，部分管理者和教師偏重于理論教學，對實驗教學則“另眼相看”，只是將其看作是理論教學的附庸，甚至認為其可有可無。這種認識上的不足反映到實際工作中，將大大降低實驗教學能力。與此同時，“教研脫節”的現象也對大學生創新能力的培養不利，教師的科研工作不與實驗內容掛鉤，致使學生能參與的創新型設計實驗欠缺，難以跟上新技術的發展步伐。
4.學生方面
在主客觀因素的共同作用下，高校光電信息技術專業實驗課程對學生而言，是一項難題。基于此，部分學生會由于課程本身的原因和自身的自律性不夠，對實驗產生畏懼心理，繼而對該門課程的學習興趣大打折扣。這種不正確的學習態度使學生在進行實驗操作時，難以進行主動思考和實踐，只是進行簡單的測量和對實驗結果進行記錄，甚至會編湊實驗數據、抄襲實驗報告，敷衍以對，這樣的實驗教學效果可想而知。
二、實驗模式下大學生創新能力培養的宏觀優化方向
1.優化實驗方法
光電信息技術實驗課程應以培養學生的創新能力和科學素質為主，因此課程的設計應重點優化實驗方法，使學生改變以往的以聽為主的學習模式，繼而轉向自主性、獨立的思考和學習，并在教師的引導下，逐步由理論學習向實驗技能學習轉變，通過對實驗過程的觀察和分析，提升自身的思維能力和解決實際問題的能力。
2.優化實驗類型
光電信息技術專業實驗類型的設計，將直接影響學生分析問題、解決問題能力的提高，直接關系到學生自主實驗意識和專業創新思維的形成。為此，需要對實驗類型進行優化，改變傳統實驗教學的觀念，將多種學科知識和方法應用于其中，加深和拓展學生對相關知識的理解，使其能夠形成較為完整的學科知識體系，能夠創新實驗方法、提升實驗技能。比如在自主實驗方面，可以讓學生自己確定實驗的設計方案，并對原始資料和實驗過程進行處理，在獨立思考和設計的過程中，提升自己的創新能力。
3.優化實驗內容
實驗內容的設置應體現綜合性和多元化的要求，基礎與應用并重，傳統和創新結合，使學生在多角度的宏觀環境中，提升學習興趣和學習的主動性。比如，可以將光電信息技術的實驗內容進行分解和重排，并有意加大設計型或綜合型實驗、研究型或創新型實驗在實驗課程體系中所占的比重，培養學生的發散性思維，這對學生創新能力的培養不無裨益。此外，還應通過實驗教學系統平臺的搭建，鼓勵學生將多種實驗工具（比如仿真軟件等）應用于實驗的設計和操作，最大限度地使實驗內容完整地體現出來。
4.優化實驗過程
實驗過程處于實驗模式中的中間位置，起著承上啟下的作用。因此，需要改變傳統的教學模式，變以教師為主為以學生為主，使學生的學習興趣和實驗熱情得到激發。比如，在激光加工實驗中，教師可以要求學生以實驗指導書為依據，單獨或通過小組討論的形式設計和加工樣品，這樣一來，學生不但在實驗中學習到了新的知識，還通過獨立實驗，使自己的學習興趣、實踐能力和創造能力獲得了明顯提高。
三、實驗模式下大學生創新能力培養的微觀優化方向
1.優化知識傳遞模式
大學生創新能力的培養必須結合時代的發展趨勢，必須具有前瞻性和超前意識。而對光電信息技術專業而言，開展高新技術講座就是一種模式，這不但能夠對教材內容、專業知識進行必要的補充，還能拓展學生的視野，對學生進行更高層次的科學教育；同時，高新技術講座還可以有效縮短學生對前沿科技的獲取時間，及時獲得大量的信息。講座可以以國內外相關專業的科學家為主，兼有特定區域內的專家學者，并通過系列講座的形式，擴大學生對光電信息技術領域的視野，掌握光電信息技術專業的最新發展趨勢。而在前沿講座中，要展示最新的科技知識，并將多學科的知識進行融合，通過本學科的新成果和新進展激發學生的學習興趣，構建知識體系。
2.優化知識獲取途徑
舉辦知識競賽是優化光電信息技術專業學生知識獲取的有效途徑。這不但能夠使學生更好地將理論和實踐結合，還能進一步培養學生的實踐能力。與此同時，競賽還能充分發揮學生的潛力，調動其對學習的興趣。學生通過競賽中的競爭和學習，彌補自己的不足，培養團隊合作能力和自我學習能力等；競賽還能夠為學生提供一個良好的平臺，使部分優秀的學生能夠更好地展現自己、發掘自己，使自己成長為具有專業特長和創新精神的人才。
3.優化專業考核方式
光電信息技術專業的課程內容以原理介紹和應用分析為主，現有的考核方法難以全面評價學生。為改變這種現象，需要對考核方式進行改革。比如，將平時成績與綜合性作業題、小論文質量以及討論課的發言情況聯系起來，并適當增加平時成績的比例，改變過去僅依靠出勤率和作業評定平時成績的方式，增加研究型學習成果所占的比例。此外，試卷中還應進一步引入開放性和綜合性的實驗題目，減少考核方式中存在的弊端。
4.優化資源結構
毋庸置疑，大學生參與科研活動具有十分重要的意義。通過這個過程，他們不但能夠直接獲取專業知識，還能在很大程度上被激發出創造精神和創造能力，突破舊有的知識范圍，自覺圍繞一個明確的方向構筑有效的知識結構，增強進行科學研究的自信心。在這一過程中，還能夠持續激發學生的好奇心和創新意識，使其思維變得更加活躍、超前和成熟，從而使學生的創新意識和創新能力得到良好的培養。
四、小結
光電信息技術是現代科學技術的一個重要分支，在高校的教學工作中占有十分重要的地位，為此需要在學科結構和課程體系的基礎上，最大限度地提升大學生的實際動手能力和分析問題、解決問題的能力，唯有如此，才能為社會提供具有創新能力的人才。光電信息技術專業涉及的課程種類較多，實驗體系、實驗內容、實驗方法復雜，需要從宏觀上進行統一規劃，在微觀上進行調整，這樣才能實現人才培養的目的。
參考文獻：
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光學光電技術范文5
隨著互聯網和網絡公開課的發展，網絡上的教學資源構建成一個無國界的一個教育環境，可以讓學生和老師免除地理環境和教學器材的限制，從而能夠多方位、障礙地學習一門課程，并開始重新思考課程的具體內涵和意義。TED是其中的優秀代表，每個約18分鐘的演講視頻，包含科技、娛樂、設計等主題的探討。本文將以《光電技術》課程教學為例，將TED科技視頻融入課堂教學，探索其在本課程中的一些運用和教學成效。
一、TED視頻在《光電技術》課程教學中的具體運用
《光電技術》課程從TED科技主題內選取一系列和光電技術應用、研究相關的視頻，融入到課程教學中。每堂課20分鐘左右的TED科技視頻播放，然后做一些簡單的講解。通過視頻播放和講解，同學們能夠了解到一些相對比較新的光電技術的發展，不僅能夠大開眼界，也能夠激發學生對本課程的一些興趣。《光電技術》課程主要內容包括：光的度量、黑體、光電效應、半導體以及一些基本的光電器件的原理和運用。在課程教學上存在以下問題。
1.教學內容的廣泛，導致教學演示、實驗的缺乏。課程內容所涉及到的光電概念及相應的傳感器，如光電導器件、光生伏特器件、熱輻射探測器件、發光器件等，由于種類眾多，無法在課堂上通過實驗一一展示。因此需要采用教學實驗視頻來展示該傳感技術原理的實驗驗證，以及傳感器在生活中的應用。
2.由于傳感器的多種多樣，且每一類型的傳感器件也包含不同系列產品，導致課堂上對于傳感器，只是概念、參數的簡單介紹，且缺乏與同類相近產品的比較認識，使得這個教學過程比較枯燥、學生也興趣缺乏。
3.課后作業是引導學生去學習光電原理、光電器件的應用，以便對該光電器件產生具體的印象。目前課本上的應用示例較少，且不夠形象，還需要更多生動、形象的實際應用展示。
將關于光電技術領域最新的技術發展、應用的科技視頻融入到課堂中，每堂課前播放二十分鐘左右的視頻和講解。其中一部分是將課本上的傳感器和傳感技術，通過視頻實際地展示在同學們的眼前。另一部分則是光電技術的最新發展與技術，用以拓展視野。在這二十分鐘里，同學們通過實際應用以及新技術發展，去了解光電器件，感受其在日常生活、高科技領域的運用。結合實際不僅能給學生留下深刻印象，也能激發起他們的學習興趣。例如：Johnny Lee[1]通過他的TED視頻講述了運用紅外發光二極管、Wii游戲手柄上的紅外照相機、投影儀來實現交互式的電子白板的過程。該電子白板能夠滿足大部分需求，且很大程度上降低了費用。另一個案例則是實現了游戲中的三維方案，游戲畫面跟隨著視角變化。很形象、很生動地向我們展示了簡單光電器件的拓展應用。Michael Rubinstein [1]應用算法將拍攝到的微弱小移動放大，可以看到靜態時人臉的微表情；也可以觀察由聲波引起的物體的振動從而恢復出聲音。Ed Ulbrich[1]講述了他的團隊如何生成《本杰明.巴頓奇事》中巴頓從年輕到老的面容。Ramesh Raskar[1]應用飛秒成像捕捉萬億份之一秒的圖像。這些相機的應用極大地拓寬了關于傳感器的固定應用思路。另外還有研發新型光固化材料實現快速3D打印；利用LED燈實現可見光通訊LI-FI；對四旋翼飛行器進行編隊控制，完成一系列動作；利用激光三維掃描，獲得建筑的三維圖像，用于數據保存傳統古建筑，該數據可以通過網絡瀏覽，且可以用來重建古建筑；等等。由于TED主要是英文?頻，純英文對于大三的學生來說還是比較困難，不能夠很好地理解內容。目前，國內有網易云公開課提供中文字幕的TED視頻在線觀看，TED官方也提供中文字幕下載，這樣即使同學們不能夠完全理解英文的講解，也可以通過中文字幕、課程中的講解明白視頻內容。當然，課堂上不僅僅是TED視頻，還包含一些其他視頻，例如可口可樂工廠生產紀錄片、Intel芯片工廠的紀錄片、佳能相機的生產紀錄片、光電效應實驗視頻、赫茲實驗視頻、熱電偶實驗等，只要能夠幫助課程內容理解的視頻都將在課程中作為例子出現。
二、TED視頻在《光電技術》課程教學中的影響
1.營造課堂氛圍，激發學生對本課程的興趣。TED科技視頻主要來源于生活和高科技的應用。因此同學們不僅可以看到生活中的應用還可以看到在最新科技中的應用，這些生動活潑的例子將激發他們的學習興趣。另一方面演講者的風趣、演示產品的效果也帶動活躍了課堂氣氛。
2.了解演講者的激情、對科學熱愛、好奇心，激發學生的創新思維能力。這十八分鐘的演講也是演講者在傳達他們的思想，靈感的來源。演講的內容要么是高科技行業的應用，要么是利用現有材料制作簡單的器件以達到一定的目的。演講者對其所從事的工作充滿了激情與想法，對演講內容有清晰的組織架構。觀看他們如何傳達思想、觀點，聽取經驗，感受他們的激情，可以學習到如何演講，如何表述自己的思想，同時跟隨演講者們開拓思路。
三、能夠更好地激發學生創新思維
在TED演講視頻中，要求演講人員應當在18分鐘之內，對自身的一些觀點、想法以及成果進行敘述和展示。所以，演講人員更要充分的利用僅有的18分鐘，以使自己的觀點、成果可以更完美的展示。所以，演講人員通常會花費幾周甚至是幾個月的時間，對演講進行充分的準備。能夠站在TED演講臺上的人，均有著個人不同尋常的故事與經歷，這些演講者包括某些行業中的精英、新興行業的領跑者、或者是自身的行為對社會產生了極為重要的影響與改變。因為每一個演講人員，對自身從事的工作擁有極度的熱情，這些人員所作的演講，通常是最具打動性，同時也可以引人深思，讓人們可以對該行業和社會有更加深入的思索。而對于學生創新力的教育，一直以來是我國教育事業的重點工作。將TED演講應用在《光電技術》課程的教學之中，其目的是可以更好的促進學生可以實現“群體加速創新”的目標，讓學生開發陌生領域的一些愛好與興趣，激發學生的創新靈感，讓學生擁有更強的全球化以及多元化的視角。對于TED演講的觀看，不僅僅是為了觀看演說，更為重要的通過TED演講，讓學生獲得靈感，使學生的思維更加的拓展，讓學生擁有多元化思考的技能，使學生在這一學習過程之中，可以具備更高的視角去看待學習中所遇到的問題。學生通過觀看TED演講，能夠更好的激發創新意識以及反思精神。
四、TED社團可以促進高校之間的學術交流
在東西方的文化由于所處的地理位置不同，而出現一些差異性。通過互聯網的教學與學習，可以讓學生在互聯網中獲得學習資源，為真正促進東西方教育理念的融合提供了良好的平臺。通過對TED演講的學習，能夠使學生以及教師對于地理位置差異進行重新的理解。我國高等教育培養學生的目標是要讓學生成為國際市場所需求的人才。通過對TED演講的學習，可以更加的豐富《光電技術》課程教學的課外學習內容，讓課程教學的課內與課外可以更好的結合，并促進教師和學生之間形成多維性的交流，建立立體化教學模式。教師在教學中，能夠按照《光電技術》課程的相關內容，而再結合TED演講內容，對一些相關的課程進行開發，從而使學生的知識體系得以豐富。學生也能夠建立TED演講團體，對于TED演講進行定期的學習與討論，使學生擁有更強的自主學習能力。并且，通過高效TED團體之間的密切交流，可以使不同高校間形成更為良好與廣闊的學習交流平臺。
光學光電技術范文6
讓遠程特殊高等教育在特區先行先試
2001年初夏,深圳市委黨委中青干部班開班。深圳電大的胡新生被選派去學習。就是在這次中青班上,胡新生結識了時任深圳市殘疾人聯合會組宣部主任?！拔覀冊谕粋€組,相互交流。一次,他問我做什么的,我說我是搞遠程教學研究的。他一聽,很有興趣,并向他展示了我校的教學模式。”
看了胡新生的遠程教學演示,這位組宣部主任一下子被吸引住了,若有所思,說了句:這一教學模式很適合我們的殘障朋友。這句話點燃了胡新生的激情:“好呀!我正想找一個群體進行遠程教學研究,你說的殘疾人這個特殊群體非常適合!”兩人一拍即合。
隨即,深圳市殘聯安排了胡新生為殘疾人講了一次課,新穎的多媒體輔助教學讓這些殘障人士“耳目”一新,學習熱情高漲。胡新生意識到,“殘障”阻擋不了他們的求知欲,最關鍵的是學習方式、教學工具的選擇,讓這些殘障人士學習無障礙。
胡新生在教學實踐中清楚地看到,遠程教育形式可以較大限度地避開由于身體和生理缺陷給殘疾人帶來的制約,適合殘疾人的生理、心理和學習特點,能夠為殘疾人提供比較靈活、便利的接受高等教育及終身學習的機會。特別是信息技術的飛速發展,為殘疾人接受較高質量的高等教育提供了許多新的可能性。因此,他認定,遠程教育對殘疾人高等教育的發展可以起到特殊重要的作用。
2001年9月23日,深圳電大與深圳市殘聯聯合辦學的全國首屆“殘疾人遠程教育大專班”正式開學。這個班是在深圳市殘疾人聯合會的參與指導下,深圳廣播電視大學充分利用自身的開放教育優勢,創新地應用現代遠程教育技術手段,面向有學習能力的殘疾人(主要是指三類殘疾人:肢體殘疾、聾啞和盲人)開展的現代遠程教育實踐探索。這一探索是深圳電大利用開放教育的理念和現代遠程教育手段為殘疾人發展高等教育創造出的一種新模式。
深圳電大是全國電大面向殘疾人開展遠程教育的先行者。深圳電大數任校長都對殘疾人教育進行了大力支持。深圳電大時任校長曾仲培在中央電大殘疾人教育學院成立之初為之傾注了大量的心血。近年來,該校黨委書記、校長鄧孟忠更是將發展殘疾人教育作為一項公益事業來做,認為這是深圳電大應當承擔的社會責任,抽調深圳電大的精干人員在教學和支持服務方面給予了大力支持。
“深圳殘疾人遠程教育模式”面向全國推廣
2002年12月1日,中央電大、深圳電大、深圳殘聯在京舉行中央電大殘疾人教育學院建設合作協議簽字儀式,學院建設工作正式啟動。
2004年2月16日,在深圳廣播電視大學開設的殘疾人遠程教育大專班的基礎上,經報教育部高教司備案,中央廣播電視大學殘疾人教育學院在深圳市掛牌成立。中國殘聯、教育部、中央電大的領導出席了掛牌儀式,時任中國殘聯主席的鄧樸方也為學院的揭牌題詞。該學院的成立標志著電大系統開始打造殘疾人教育同殘疾人福利事業與就業共同發展的新平臺,填補了中國社會殘疾人繼續教育結構的空白。
自掛牌成立之時,中央電大副校長、殘疾人教育學院院長嚴冰就明確指出,殘疾人教育學院辦學思路定位為:充分利用全國電大系統的教育資源和全國殘聯系統的組織網絡優勢及政策優勢,運用網絡現代遠程教育方式,面向全國的殘疾人和殘疾人工作者開展學歷教育和各種培訓,逐步構建起比較完善的殘疾人遠程高等教育系統,為建立滿足全民學習需要的終身教育體系做出貢獻。
深圳電大是全國電大面向殘疾人開展遠程教育的先行者。中央廣播電視大學副校長、殘疾人教育學院院長嚴冰深情地說,“深圳電大和深圳殘聯合作,較早在面向殘疾人開展遠程教育方面進行了有益的嘗試,為全國電大殘疾人教育的發展提供了經驗?！焙律J為,中央電大殘疾人教育學院設在深圳,這是對深圳電大工作的充分肯定,同時,也為深圳電大開展殘疾人教育提供了強大的支撐,深圳電大更應利用這樣的平臺,為全國電大的殘疾人教育做出更多的貢獻。
經過多年的發展,中央電大殘疾人教育學院的辦學規模正在逐漸擴大,在全國設立的教學點已達33個,且有不斷增加的趨勢。在具體辦學實踐中,逐漸把“深圳市殘聯+深圳電大兩個單位”的辦學模式拓展為“殘聯+電大兩個系統”的辦學模式,具體的辦學模式主要有三個層面:一是省殘聯和當地省級電大合作辦學;二是中心城市殘聯和當地電大合作辦學;三是地市級殘聯和當地電大合作辦學。在辦學規模不斷擴大的同時,招生規模也逐漸增長,目前共招收殘疾學員5553名,已有1550名學員順利畢業,促進了全國殘疾人教育事業的發展。
創新探索背后的巨大心血
近年來,中央電大殘疾人教育學院在許多方面都進行了創新探索,這其中凝聚著胡新生的巨大心血。
殘疾人教育學院自主開發了陽光學習網,充分發揮了現代信息技術的優勢,為學習者提供了一個完整的、虛擬的校園環境,使教、學、考都能夠基于網絡完成。這是國內首建的殘疾人專屬的學習網站。在其中教學模塊,可以實現教學中的遠程面授輔導、教學資源、形成性作業、實踐指導、課程導學等。胡新生談到陽光網的設計、開發及使用時談到,陽光學習網在構建適合殘疾人現代遠程教育模式中起到了非常重要的作用,為滿足殘疾人的學習需求提供了一個非常好的平臺。據悉,陽光網曾榮獲2003年“用友軟件杯”全國電大多媒體課件和教學網頁制作大賽特別獎。
由于生理上的特點,對于殘疾人來說,適合健全人的“正?！狈绞綄τ谒麄儾⒉弧罢！?傳統的教學和學習方式不完全適合殘疾人。在學習方式上,殘疾人和非殘疾人既有同質性,又有異質性,但是在設計教學方式時,不能簡單地把兩種特性相加,而應該具有一個完整的體系。胡新生說,中央電大殘疾人教育學院根據實際情況,設計、實施了一種“混合”教學模式?！耙环矫鎸⒅w殘疾學生、聾啞學生、視障學生和非殘疾學生混合編班,在一起實施教學,符合當今國際流行的全納教育理念;另一方面課堂教學、個性化自主學習、協作學習、導學輔導、網上教學和網上考核等多種教與學手段相互補充、取長補短、綜合應用?！?/p>
另據殘院院長嚴冰介紹,在專業建設方面,殘疾人教育學院力求建設能夠與殘疾人學習、就業密切聯系,與他們未來發展需求相一致的專業,使殘疾學生在接受了系統的專業教育后能夠獲得適于自己的、更大的職業發展空間?！氨热?數字媒體專業很適合存在嚴重行動障礙和聽力障礙的學生學習和就業。為了更進一步適合殘疾人就業,這個專業又能派生出平面設計、網頁制作、影視設計、動漫設計這4個方向以滿足不同的就業需求?！?/p>
經過多年的不斷總結和完善,中央電大殘疾人教育學院基本形成了獨具特色的、扁平化的教學管理模式。在教務和日常的教學管理方面,由學院直接面向各教學點進行教學、教務、學籍和考務管理,而胡新生也在辦學的過程中更是如魚得水,在辦學思路上愈加明確,教學理念上更加務實。他親自為殘疾人授課,設計教學和管理模式,為殘疾人遠程教育付出了巨大的心血。被教育部、全國殘聯授予“2010年交通銀行杯特殊教育園丁獎”。
