第一篇：《光電材料與器件》類課程教學(xué)研究

《光電材料與器件》類課程教學(xué)研究

【摘要】本文從高校開課情況、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以及教材等方面對《光電材料與器件》類課程在國內(nèi)高校的本科教學(xué)做了一個簡要的總結(jié)，以求從中吸取經(jīng)驗，更好的服務(wù)于本科教學(xué)工作。

【關(guān)鍵詞】光電材料與器件 教學(xué)研究

【基金項目】2016年上海工程技術(shù)大學(xué)課程建設(shè)項目（項目名稱：《光電材料與器件》全英語課程建設(shè)，項目編號：k201605007）。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）05-0209-01

光電材料與器件在信息產(chǎn)業(yè)中具有極其重要的地位。隨著微電子、信息通信和航空航天等行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)對這方面人才的需求增加。很多高校則設(shè)置了《光電材料與器件》的課程，以培養(yǎng)這一方面的專業(yè)知識。也有人認為《光電材料與器件》應(yīng)該作為電科專業(yè)的核心課程。為進一步提高《光電材料與器件》課程的教學(xué)效果，本文就國內(nèi)高校開設(shè)這一課程的情況、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以及教材等方面做一簡單的分析和總結(jié)。

1.《光電材料與器件》類課程開設(shè)情況

國內(nèi)大多數(shù)院校均開設(shè)了光電（子）材料和相關(guān)器件的課程。比如，北京科技大學(xué)開設(shè)了《光電功能材料》；蘇州大學(xué)開設(shè)了《有機光電材料》；北京化工大學(xué)、西安工業(yè)大學(xué)開設(shè)了《光電子材料與器件》；南京郵電大學(xué)開設(shè)了《光電子器件》課程和《光電子器件與工藝》課程。

2.《光電材料與器件》類課程教學(xué)

通過研究相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，除LED、液晶顯示等出現(xiàn)頻率很高外，其它講授內(nèi)容不盡相同。比如，北京科技大學(xué)在《光電功能材料》課程中加入了電功能材料比如壓電鐵電材料的內(nèi)容；而東莞理工學(xué)院使用《薄膜技術(shù)與薄膜材料》作為教材，因此講授內(nèi)容主要也集中在薄膜材料。究其原因，一方面，光電材料與器件在有些學(xué)校開設(shè)在電類專業(yè)，在有些學(xué)校開設(shè)在材料類專業(yè)，還有些學(xué)校開設(shè)在機械類專業(yè)或物理類專業(yè)。由于學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)課程不同、將來的發(fā)展方向不同，因此教學(xué)的內(nèi)容也因而各異。另一方面，也是為了體現(xiàn)教學(xué)特色。比如，為了讓學(xué)生追蹤光電領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，南京郵電大學(xué)在《光電子器件與工藝》課程中涉及到諸如石墨烯、碳納米管、拓撲絕緣體等新型光電材料在光電子領(lǐng)域的應(yīng)用。

在教學(xué)手段上，各個學(xué)校也各有特點。比如，蘇州大學(xué)、南京郵電大學(xué)均使用了雙語教學(xué)；而長沙理工大學(xué)《光電材料導(dǎo)論》課程設(shè)置了2學(xué)時的專門討論課。

3.《光電材料與器件》類課程教材

國防工業(yè)出版社2012年出版了候宏錄主編的《光電子材料與器件》，然而該書涉及的理論知識較深，對本科生來講有一定的難度。因此，有些院校使用了英文圖書作為參考資料來進行雙語教學(xué)。

近三年有一些新出版的教材。中文教材方面，王?h、李剛和李彩霞編著的《光電子技術(shù)與新型材料》，2013年由哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版；汪貴華編寫的《光電子器件》、2014年由國防工業(yè)出版社出版；張道禮、張建兵和胡云香編著的《光電子器件導(dǎo)論》，2015年由華中科技大學(xué)出版社出版。英文教材方面，由國際上光電子材料與器件專家S.O.Kasapa教授編著的、由Pearson Education出版的《Optoelectronics and Photonics Principles and Practices》是一本經(jīng)典教材。該書2013年由電子工業(yè)出版社出版，可以作為一本經(jīng)典的教材來用。考慮到各個學(xué)校課時的不同，可以選擇部分內(nèi)容講授。該書還包括一些科技先驅(qū)的介紹、先進技術(shù)和產(chǎn)品實例，可以進一步擴大學(xué)生的視野。實際上，國人也有編寫的英文教材，比如上海理工大學(xué)鄭繼紅編寫的、由中國科技大學(xué)出版社出版的《光電子技術(shù)導(dǎo)論》，內(nèi)容覆蓋全面，且以原理介紹為主，通俗易懂。

4.結(jié)語

通過對國內(nèi)《光電材料與器件》類課程教學(xué)的簡單梳理，我們可以看出：（1）國內(nèi)眾多高校開設(shè)了與《光電材料與器件》相類似的課程。（2）在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上，各個學(xué)校都是“因地制宜”，突出特色，有部分學(xué)校使用了雙語教學(xué)或英語教學(xué)。（3）雖然眾多高校開設(shè)相關(guān)課程，但是經(jīng)典教材還是比較少。近3年出版了一些教材，一方面表明國人開始重視這一課程教材的建設(shè)，也表明尚沒有比較合適的通用經(jīng)典教材。在此情況下，使用國外的經(jīng)典教材、選取章節(jié)講授是一個明智的選擇。

參考文獻：

[1]林承友.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的光電子材料與器件課程教學(xué)方法研究.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014，26：154-155.[2]楊洲，王冬，何萬里等.光電功能材料課程研究型教學(xué)設(shè)計與實踐.中國冶金教研，2014，（6）： 25-27.[3]楊曉明.雙語教學(xué)在《有機光電材料》課程中的實踐.邊疆經(jīng)濟與文化，2012，11：78-79.[4]林承友，邵曉紅，祁欣等.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的光電子材料與器件課程教學(xué)方法研究.創(chuàng)新教育，2014，（26）：154-155.[5]萬洪丹，施偉華，李培麗.《光電子器件》雙語課程中創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的方法探究――以小班化教學(xué)為視角.課程教育研究，2015，（28）：223-224.[6]楊濤，周馨慧，王磊等.《光電子器件與工藝》課程教學(xué)改革初探.科技信息，2013，（23）：46.[7]葉輝，時堯成.突出“設(shè)計”特色，調(diào)動學(xué)習(xí)熱情――《集成光電子器件及設(shè)計》課程建設(shè)探討.2006-2010年教育部高等學(xué)校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會及協(xié)作委員會2010年全體會議論文集，2010-07-25.[8]龔麗，陳召勇，李靈均.《光電材料導(dǎo)論》課程教學(xué)思考與實踐.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014，（10）：128.

第二篇：我校課程與教學(xué)研究

我校課程與教育教學(xué)研究

我校是湖南省最早招收智力障礙學(xué)生的學(xué)校，啟智部創(chuàng)辦于2000年9月，十年的風(fēng)風(fēng)雨雨，十年的坎坷，我校智障教育也猶如一顆嫩芽茁壯成長起來了，現(xiàn)已將自己的教育優(yōu)勢躋身于湖南特教行列的前列，初步形成了智障教育的辦學(xué)特色。

一、啟智課程改革的發(fā)展歷史 1、2000年9月—2002年7月，以國家教委頒布的《中度智力殘疾學(xué)生教育訓(xùn)練綱要》六個領(lǐng)域——溝通、認知、勞動、運動、娛樂等設(shè)置課程。

（不足：課程設(shè)置不配套，目標(biāo)內(nèi)容不具體，教師評價不配套）2、2002年9月——2004年7月，實行主題教學(xué)，以“生活經(jīng)驗取向型”作為課程模式，其中綜合主體單元側(cè)重于節(jié)日、季節(jié)、校內(nèi)外活動，生活單元課程的設(shè)計側(cè)重于居家環(huán)境，學(xué)校環(huán)境、社區(qū)環(huán)境等。

（優(yōu)點：能教授孩子較完整的生活經(jīng)驗，利于孩子有效的應(yīng)付現(xiàn)實生活綜合學(xué)科知識，利于孩子形成實際的知識經(jīng)驗，貼近學(xué)生生活，能提高學(xué)習(xí)興趣；不足：沒有形成系統(tǒng)的知識和技能。）3、2004年9月——2005年7月，以《全國培智學(xué)校義務(wù)教育課程設(shè)置方案》設(shè)置課程，課程體現(xiàn)了生活化、社會化、實用化、綜合化，減少了文化課程，增設(shè)了生活技能和社會適應(yīng)課程。4、2005年9月，根據(jù)學(xué)生智力程度分成了四個班。即輕度班、中度班、重度班；輕度班、中度班以《培智學(xué)校義務(wù)教育課程設(shè)置方案》設(shè)置課程，重度班采用順德的“人性化”課程教育模式。5、2007年9月以《現(xiàn)代特殊教育》2007年第三期中的《培智學(xué)校義務(wù)教育課程設(shè)置實驗方案》設(shè)置課程。

（不足：對所開設(shè)的課程沒有具體的大綱和教材。）

三、啟智教材的使用

（一）全日制培智學(xué)校教科書（試用本）

全日制培智學(xué)校教科書（試用本），它是以輕度智力障礙學(xué)生為教育對象的教科書。這套教科書有《語文》、《數(shù)學(xué)》、《常識》、《音樂》、《美術(shù)》，整套教材完整，知識全面，對學(xué)生要求高，難度大，為學(xué)生提供生活實踐經(jīng)驗的內(nèi)容極少。為了很好的利用這套輕度教材，2005年9月在我校輕度班使用。當(dāng)時我們的教師在使用這套教材過程中，特別是《語文》、《數(shù)學(xué)》，教師上課上得很“辛苦”，學(xué)生學(xué)得很吃力，但是效果不明顯，往往是一學(xué)期的教學(xué)任務(wù)難以完成，而下學(xué)期的教學(xué)又很難以進展，并且學(xué)生好不容易掌握的知識對自己今后融入社會的指導(dǎo)性也不大。另外，在提倡全納教育的今天，中、重度智障學(xué)生已經(jīng)成為了特殊教育學(xué)校招生的主要對象。這些學(xué)生注意力差，思維遲緩，容易遺忘，有的甚至連生活自理都不會。這套教材已越來越不適應(yīng)現(xiàn)在的教育對象了。可是目前，特別是音樂和美術(shù)，我校沒有找到合適的教材，現(xiàn)在仍舊使用全國輕度培智教材的《音樂》和《美術(shù)》。

（二）順德啟智學(xué)校“人性化”教學(xué)設(shè)計

順德啟智學(xué)校“人性化”教學(xué)設(shè)計，2005年9月在我校重度班使用。當(dāng)時采用順德教學(xué)模式，實行主、助教協(xié)同教學(xué)。教師在教學(xué)過程中，照搬順德的“教學(xué)設(shè)計”，可是，由于我們學(xué)生的個體差異和生活、學(xué)習(xí)環(huán)境等很多方面都不同于順德的學(xué)生，這樣很多的“教學(xué)設(shè)計”用在我們的孩子身上顯得“水土不和”。這樣我們的教師也試著自己設(shè)計“教學(xué)設(shè)計”，可是“教學(xué)設(shè)計”在教學(xué)中，對學(xué)生們的效果不是很明顯。

（三）北京海淀“單元主題”教材

北京海淀“單元主題”教材，2005年9月在我校中度班使用。這套教材以“單元主題”為主，教材內(nèi)容側(cè)重于學(xué)生個人生活、家庭生活和社會生活，各個階段都注重了文化知識、康復(fù)、生活實踐、技能發(fā)展的訓(xùn)練，各主題都是以解決生活中的某些問題為主，找出學(xué)生的生活環(huán)境中需要面對的問題形成單元主題，比較適合于學(xué)生，但難度偏大，且教材沒有形成體系。

（四）上海盧灣輔讀學(xué)校教材

上海盧灣輔讀學(xué)校教材，以中度智障學(xué)生為教育對象，教材主要有《實用語文》、《實用數(shù)學(xué)》、《生活》。本套教材的建構(gòu)建立在奧蘇伯爾提出的課程組織應(yīng)遵循不斷分化和綜合貫通原則的基礎(chǔ)上，以人為本、根據(jù)中、重度弱智教育大綱由淺入深，從低向高，最大限度地補償弱智學(xué)生的缺陷，挖掘潛能，幫助他們生存于社會，適應(yīng)社會生活，成為一名半自立于社會或自立于社會的人。《實用語文》圍繞生活單元主題，聯(lián)系學(xué)生生活實際，進行識字、寫字、說話、閱讀等方面的教學(xué)和訓(xùn)練。低年級課本偏重識字教學(xué)，圍繞《生活》教材的內(nèi)容，通過單元主題的橫向聯(lián)系，選擇了一些與生活密切相關(guān)的字詞和句子作為課文，同時注重了字詞的復(fù)現(xiàn)率，穿插了識字部分。課文還選擇了大量的兒歌，通過跟讀，以達到語音訓(xùn)練與語言文字訓(xùn)練的結(jié)合。

1、教材的設(shè)計

（1）教材字體相對較大，插圖真實、清晰，所有這些人性化的設(shè)計便于中度弱智學(xué)生學(xué)習(xí)和使用。（2）《實用語文》低年級段分為三年，每年有兩冊，每冊教材有八個單元和四個綜合練習(xí)，并適當(dāng)安排了集中識字，每課后面安排多種類型的練習(xí)，如：“聽一聽、讀一讀、說一說、練一練??”進行識字、寫字、聽話、說話、閱讀等方面的教學(xué)與訓(xùn)練。《生活》也安排了適當(dāng)?shù)木毩?xí)。

（3）教材內(nèi)容有個人衛(wèi)生、著裝、進餐、安全、家庭生活、學(xué)校生活、勞動生活、社會生活這些單元主題及相關(guān)內(nèi)容，圍繞弱智學(xué)生解決生活技能的各方面，每個訓(xùn)練內(nèi)容都遵循由淺入深、循序漸進的原則來安排。如：第五冊安排的是 《勤洗手 勤洗澡》，第六冊就安排了 《洗腳》《常換鞋襪》，不斷提高訓(xùn)練、教學(xué)要求，體現(xiàn)了訓(xùn)練、教學(xué)目標(biāo)的層次性和有序性。

2、教材的使用

（1）明確教學(xué)重點和要求。低年級《實用語文》教材的重點是進行語言、生活技能、認知能力、交往能力的訓(xùn)練；要求學(xué)會漢字筆畫、部首和簡單漢字、詞語；培養(yǎng)學(xué)生良好的聽說習(xí)慣、寫字習(xí)慣等。通過游戲、兒歌、實物、情景練習(xí)，進行語言、思維和動作的訓(xùn)練；學(xué)習(xí)跟讀句子、兒歌；學(xué)習(xí)用鉛筆寫字，提高手眼協(xié)調(diào)能力，并學(xué)會在田字格中書寫漢字。

（2）適當(dāng)選擇和制作教具。

準(zhǔn)備教具時，始終堅持直觀性原則。能采用實物的就用實物；能演示的，就提供場景，如：《紅燈 綠燈》、《對不起》；離學(xué)生生活較遠的，就用圖片或錄像進行教學(xué)。另外，還將需要孩子掌握的字詞制作成卡片進行教學(xué)。

（3）設(shè)計恰當(dāng)?shù)幕顒臃桨?/p>

由于本套教材是以中度智障學(xué)生為教育對象，而目前我校每個班級學(xué)生都是以中、重度智障學(xué)生為主，為了讓所有的學(xué)生在每堂課都有所收獲，我們在使用《實用語文》、《實用數(shù)學(xué)》、《生活》三科教材時，在設(shè)計教案的時候，就將全班的學(xué)生分成A、B、C三類，再根據(jù)A、B、C三類設(shè)計相應(yīng)的活動方案，讓每個層次的學(xué)生通過學(xué)習(xí)都有所收獲。

四、我們的追求

繼續(xù)堅持以科研精神開辦啟智教育，走“醫(yī)教結(jié)合”的道路，通過對學(xué)生進行課堂教學(xué)、個別化教學(xué)、藥物治療和感統(tǒng)訓(xùn)練相結(jié)合的方法，培養(yǎng)智障學(xué)生的生活自理能力，增強他們的自信心，樹立自尊、自信、自強、自立的高尚情操，使其成為一個“社會人”。建立訓(xùn)練中心、發(fā)展中心、職教中心、教學(xué)資源中心，實現(xiàn)智障學(xué)生從早期訓(xùn)練到職業(yè)訓(xùn)練的全過程，形成科學(xué)、全方位的智障教育體系。

1、注重校本教材的研究，探索一套適合本校學(xué)生的鄉(xiāng)土教材。

2、完善課程、教學(xué)目標(biāo)評價體系，促進啟智教學(xué)質(zhì)量的提高。

3、努力探索一套有本校智障教育特色的課堂教學(xué)模式。

4、繼續(xù)加強學(xué)生的個案研究，積累智障教育經(jīng)驗。

5、注重學(xué)生的康復(fù)訓(xùn)練，使學(xué)生在學(xué)校得到有效的發(fā)展。

6、發(fā)展特奧運動，打造學(xué)校品牌。

7、重視對學(xué)生進行“休閑娛樂”方面的培養(yǎng)。通過教育，使我們的學(xué)生能選擇適合自己的娛樂休閑方式。

8、努力探索一套適合本校學(xué)生的職業(yè)教育體系。

啟智部現(xiàn)有在校學(xué)生50多名，共5個教學(xué)班級，其中高年級1個班，中年級1個班，低年級3個班。先后有30多名智障兒童從這里步入了社會，其中2名學(xué)生參加了工作，8名學(xué)生轉(zhuǎn)入普通小學(xué)。學(xué)生畢業(yè)后發(fā)初中文憑，已畢業(yè)的學(xué)生大部分能夠做到了自食其力，還可以幫家庭分擔(dān)經(jīng)濟負擔(dān)。

我們堅持以科研精神開辦啟智教育，走“醫(yī)教結(jié)合”的道路，通過對學(xué)生進行課堂教學(xué)、個別化教學(xué)、藥物治療和感統(tǒng)訓(xùn)練相結(jié)合的方法，培養(yǎng)智障兒童的生活自理能力，增強他們的自信心，樹立自尊、自信、自強、自立的高尚情操，使其成為一個“社會人”。在課程設(shè)置上根據(jù)國家教育部培智學(xué)校的課程設(shè)置以及學(xué)校的實際情況開設(shè)了實用語文、實用數(shù)學(xué)、生活、音樂、體能、美術(shù)、勞動技能、感統(tǒng)訓(xùn)練、語言康復(fù)、生活技能等課程，另外，為了我們的學(xué)生今后能更好的適應(yīng)社會，被社會接納，我校根據(jù)學(xué)生的智力水平，先后開設(shè)了種植、洗車、穿珠、四門職業(yè)教育課程。

學(xué)校實施了湖南省首例IEP個案訓(xùn)練試驗，已經(jīng)取得了突破性的成果，不僅實現(xiàn)了科研融資10萬元，還為智障教育積累了推廣性的經(jīng)驗。此項試驗的得到了家長和專家的一致認可。

現(xiàn)有17名教師和護理人員服務(wù)于啟智部,全體教師都分別到北京、重慶、廣東等接受了智障教育的專職培訓(xùn)，教師的專業(yè)化程度得到了保證。啟智部實行班級包班制、辦公教學(xué)一體制、學(xué)科考核制等一系列的管理制度，基本上形成了一套較為完善的啟智教育管理模式。廣大教師注重教學(xué)研究，積極撰寫了論文，多次獲得在國家級和省級論大獎。本部門多次被評為了“優(yōu)秀教研組”。湘潭都市、湘潭新聞、《湘潭晚報》、《湘潭日報》等媒體報道了啟智部的優(yōu)秀事跡。作為全國奧林匹克示范性學(xué)校和全省特奧訓(xùn)練基地，我校長期重視對智障學(xué)生的特奧訓(xùn)練，學(xué)生多次參加國家和國際的特奧競賽，取得了優(yōu)異的成績：2004年，代表湖南在東亞特奧足球運動會上獲男子足球銅牌。2005年，代表湖南在全國特奧會上獲地滾球金牌一枚，銀牌三枚，銅牌三枚；高爾夫球金牌一枚，銀牌二枚。2006年代表湖南參加全國特奧會，獲男子足球金牌一枚，滾球金牌三枚，金牌三枚，銅牌一枚；高爾夫金牌一枚，銅牌一枚。2007年，代表中國參在北京舉行的世界特奧會，獲高爾夫金牌一枚，銅牌一枚，女子足球銀牌一枚。2008年參加?xùn)|亞區(qū)特奧足球運動會，獲男子足球金牌。

我們堅信：梅花香自苦寒來！有黨和政府對特殊孩子的關(guān)心和重視，有一群“甘為春泥護弱花”的特殊園丁的默默奉獻，只要充分挖掘各種有利因素和條件，開展多渠道、多途徑、多層次科學(xué)探究，智障教育的路子會越走越寬，這群孩子的明天定是美好的！

第三篇：有機半導(dǎo)體材料與器件課程教學(xué)大綱

《有機半導(dǎo)體材料與器件》課程教學(xué)大綱

一、課程說明

（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分； 課程名稱：（中文）有機半導(dǎo)體材料與器件；

（英文）Organic semiconductor materials and devices 所屬專業(yè)：物理學(xué)專業(yè)、微電子科學(xué)與工程專業(yè)及光信息科學(xué)與技術(shù)類專業(yè) 課程性質(zhì)：專業(yè)選修課程 學(xué) 分：3 課 時：54課時

（二）課程簡介、目標(biāo)與任務(wù)；

《有機半導(dǎo)體材料與器件》是一門新興交叉和前沿學(xué)科，是將電子科學(xué)與有機材料科學(xué)緊密結(jié)合在一起的一門尖端學(xué)科。它憑借著有機光電材料及半導(dǎo)體材料獨特的分子特性、軟物質(zhì)行為和超分子結(jié)構(gòu)，已成為繼真空電子、固體電子、光電子之后的國際研究熱點。當(dāng)前有機半導(dǎo)體材料與器件研究已經(jīng)從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，并滲透到許多領(lǐng)域而迅猛發(fā)展，為人類文明與科學(xué)技術(shù)的進步做出日益突出的貢獻。

本課程研究有機半導(dǎo)體材料及其光電子器件，講解光電信息技術(shù)領(lǐng)域中有機半導(dǎo)體材料與器件所涉及的相關(guān)原理、技術(shù)及應(yīng)用，是一門發(fā)展極為迅速、實踐性很強的應(yīng)用學(xué)科。學(xué)習(xí)本課程的目標(biāo)是掌握有機材料及器件的基本理論、器件原理，了解該領(lǐng)域的最新成就和應(yīng)用前景，進一步拓寬專業(yè)口徑，擴大知識面，為學(xué)生將來進入有機電子、信息科學(xué)領(lǐng)域打下基礎(chǔ)。

課程根據(jù)專業(yè)的特點，重點掌握目前有機光電功能材料與器件基本工作原理及其技術(shù)、了解和掌握最新國際發(fā)展趨勢，使學(xué)生獲得對有機半導(dǎo)體光、電子器件分析和設(shè)計的基本能力，掌握分析和解決實際問題的方法與途徑，重視理論與實踐的結(jié)合，以便為進一步開展有機光、電子相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。

（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接； 本課程涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域，其中主要的學(xué)科是半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體材料學(xué)，同時還需要具備有機化學(xué)和半導(dǎo)體器件的基本知識，并且還要應(yīng)用半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)等，因此本課程需要先修的課程包括：半導(dǎo)體物理、有機化學(xué)、半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體工藝等。

（四）教材與主要參考書。教材：

《分子材料與薄膜器件》，賀慶國、胡文平、白鳳蓮等編，化學(xué)工業(yè)出版社，2010 主要參考書：

1.黃春輝等，《光電功能超薄膜》，北京大學(xué)出版社 2.朱道本等，《有機固體》，上海科學(xué)技術(shù)出版社

3.黃春輝等，《有機電致發(fā)光材料與器件導(dǎo)論》，復(fù)旦大學(xué)出版社 4.M.Pope, Clarendon Press，《Electronic processes in organic crystals》，Oxford

5.Joseph Shinar, 《Organic light emitting devices》, Springer 6.馬丁.波普，《有機晶體中的電子過程》，上海科學(xué)技術(shù)出版社 7.高觀志等，《固體中的電輸運》，科學(xué)出版社 8.黃維等，《有機電子學(xué)》，科學(xué)出版社

二、課程內(nèi)容與安排 課程簡介（緒論）第一章 有機材料與電子學(xué) § 1.1 有機材料概念及發(fā)展簡史 § 1.2 電子學(xué)與有機材料

§ 1.3 有機半導(dǎo)體與無機半導(dǎo)體比較 § 1.4 有機光電材料中的電子過程及相關(guān)性質(zhì) § 1.5 有機電子學(xué)及其應(yīng)用

§ 1.5.1 有機場效應(yīng)晶體管（Organic field effect transistor，OFET）§ 1.5.2 有機太陽能電池（Organic photovoltaic cells，OPV）

§ 1.5.3 有機電致發(fā)光器件（Organic electroluminescence devices，OELD）§ 1.5.4 有機傳感器和存儲器（Organic sensor，OS；Organic memory，OM）第二章 有機材料中的電子結(jié)構(gòu) § 2.1 有機分子內(nèi)成鍵及相關(guān)概念 § 2.1.1 固體物質(zhì)的成鍵方式 § 2.1.2 原子的電子軌道和電子云 § 2.1.3 原子之間的雜化軌道

§ 2.1.4 σ鍵與π鍵，單鍵、雙鍵與三鍵，飽和鍵與不飽和鍵 § 2.1.5 價電子、σ電子、π電子和n電子 § 2.1.6 典型實例：化學(xué)成鍵與材料性質(zhì) §2.2 有機材料的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論簡介

§ 2.2.1 分子軌道理論（molecular orbital theory，MO理論）§ 2.2.2 配位場理論 § 2.2.3 能帶理論 § 2.3 有機材料中電子能級

第三章 有機材料分子間作用力及其晶體堆積方式 §3.1 分子作用力 §3.2 有機分子晶體結(jié)構(gòu)

第四章 有機材料中與光、能量相關(guān)的概念及電子過程 §4.1 分子內(nèi)光激發(fā)態(tài)及其衰變過程

§4.2 聚集分子中的激發(fā)態(tài)及衰變特點（指晶體、固體時的特點）第五章 光躍遷規(guī)律 §5.1 光躍遷本質(zhì) §5.2 光躍遷選擇法則

§5.3 Franck-Condon原理（Franck-Condon Principle）§5.4 Einstein方程：激發(fā)過程與輻射過程之間的關(guān)系 §5.5 光吸收強度分布

§5.6 光的發(fā)射效率及激發(fā)態(tài)壽命 §5.7 物質(zhì)的發(fā)光 §5.7.1 發(fā)光物質(zhì)／體系 §5.7.2 有機發(fā)光材料 第六章 激子 §6.1 激子的產(chǎn)生 §6.2 激子的分類

§6.3 激子輸運——能量傳遞／轉(zhuǎn)移 §6.4 激子擴散

§6.5 激子的動力學(xué)過程

第七章 有機材料中與電學(xué)性能相關(guān)的概念及電子過程 §7.1 有機材料電學(xué)性質(zhì)研究歷史 §7.2 描述電學(xué)性質(zhì)的基本概念 §7.3 有機材料中載流子類型 §7.3.1 光生載流子

§7.3.2 非本征激發(fā)----摻雜型載流子（另一個是雜質(zhì)缺陷型）§7.3.3 注入型載流子 §7.4 導(dǎo)電有機材料 第八章 有機半導(dǎo)體器件（專題討論）

（一）教學(xué)方法與學(xué)時分配

1、教學(xué)方法：

（1）以課堂講授為主，充分利用教材，圍繞知識點組織教學(xué)內(nèi)容；（2）多媒體教學(xué)：PowerPoint講稿、Movie演示；（3）考試：閉卷筆試。

2.學(xué)時分配：

（4）本課程共54學(xué)時，講授7章，課堂專題討論1章。各章節(jié)的學(xué)時分配如下：

緒論（2學(xué)時）第一章（6學(xué)時）第二章（8學(xué)時）第三章（6學(xué)時）第四章（10學(xué)時）第五章（6學(xué)時）第六章（6學(xué)時）第七章（8學(xué)時）第八章（2學(xué)時）

（二）內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：

以學(xué)科特點和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)設(shè)計課程內(nèi)容，加強理論概念和技術(shù)應(yīng)用的講授，重點講授有機光電材料中的電子過程及相關(guān)性質(zhì)、有機材料中的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論、有機材料分子間作用力及其晶體堆積方式、有機材料中與光、能量相關(guān)的概念及電子過程、光躍遷規(guī)律、激子的產(chǎn)生輸運理論及其動力學(xué)過程以及有機材料中與電學(xué)性能相關(guān)的概念及電子過程；

引導(dǎo)學(xué)生自主搜索和閱讀相關(guān)文獻，讓學(xué)生大膽提出自己的見解，并在課堂上進行 討論典型的有機光電器件（有機發(fā)光二極管、有機場效應(yīng)晶體管、有機光伏電池、有機存儲器、有機激光、有機傳感和有機光電探測器等）的原理、結(jié)構(gòu)、材料、性能參數(shù)以及制造工藝。

【重點掌握】：有機光電材料中的電子過程及相關(guān)性質(zhì)、有機材料中的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論、有機材料分子間作用力及其晶體堆積方式、有機材料中與光、能量相關(guān)的概念及電子過程、光躍遷規(guī)律、激子的產(chǎn)生輸運理論及其動力學(xué)過程以及有機材料中與電學(xué)性能相關(guān)的概念及電子過程；

【掌握】：有機光電器件的原理、結(jié)構(gòu)、材料、性能參數(shù)以及制備工藝； 【了解】：有機半導(dǎo)體材料與器件的發(fā)展歷程、最新進展及應(yīng)用前景； 【一般了解】：發(fā)展中的有機半導(dǎo)體材料與器件；

【難點】：有機材料中的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論、有機材料分子間作用力、有機材料中與光、能量相關(guān)的概念及電子過程、光躍遷規(guī)律、激子的產(chǎn)生輸運理論及其動力學(xué)過程以及有機材料中與電學(xué)性能相關(guān)的概念及電子過程。

制定人：李海蓉

審定人： 批準(zhǔn)人： 日 期：2017.1.5 6

第四篇：光電子材料與器件

光電子材料與器件

緒論 例舉信息技術(shù)與光電子技術(shù)所涵蓋的幾大方面：

信息技術(shù)主要包括信息的產(chǎn)生、傳輸、獲取、存儲、顯示、處理等六大方面；與之相對應(yīng)的光電子技術(shù)主要包括光的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化、光傳輸、光探測、光存儲、光顯示、光信息處理。2 簡述光電子技術(shù)的定義及其特征： 光電子技術(shù)：是電子技術(shù)與光子技術(shù)相結(jié)合而形成的一門新興的綜合性的交叉學(xué)科，主要研究光與物質(zhì)中的電子相互作用及其能量相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)技術(shù)。

光電子技術(shù)的特征：光源激光化、傳輸波導(dǎo)（光纖）化、手段電子化、現(xiàn)代電子學(xué)中的理論模式和電子學(xué)處理方法光學(xué)化。簡述信息技術(shù)的發(fā)展趨勢及各階段的主要特點： 第一階段——電子信息技術(shù)

其特征是：信息的載體是電子；半導(dǎo)體，計算機等

第二階段——光電子信息技術(shù)

其特征是：光子技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合；激光器，光纖等 第三階段——光子信息技術(shù)

其特征是：以光子作為信息的載體；全光通信，光計算機等 4 簡述光子傳遞信息的特點：

（1）極快的響應(yīng)時間，可用于超高速、寬帶通信（2）傳輸信息容量大

（3）信息傳輸過程中失真小（4）高抗干擾、高可靠性

（5）光儲存具有儲存量大、速度快、密度高、誤碼率低的優(yōu)點 總之，超高速、抗干擾、大容量、高可靠性是光子技術(shù)的特點。

太陽能電池

1、舉例說明太陽能利用的優(yōu)缺點

優(yōu)點：普遍（不受地域及技術(shù)條件限制，無需開采和運輸）?

潔凈（不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，無噪聲，不影響生態(tài)）

?

巨大（1.68×1024cal/年，相當(dāng)于20萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的熱量）

缺點：能流密度低（1kw/m2，需要相當(dāng)大的采光集熱面才能滿足使用要求）

?

不穩(wěn)定（受時間，天氣影響明顯）

大規(guī)模使用的成本和技術(shù)難度均很高（5～15倍）

2、例舉太陽能電池發(fā)展史中的里程碑事件

1839年法國科學(xué)家E.Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng)（簡稱光伏現(xiàn)象）

1954年美國貝爾實驗室三位科學(xué)家關(guān)于單晶硅太陽電池的研制成功，在太陽電池發(fā)展史上起到里程碑的作用

3、光電效應(yīng)包括哪幾類？舉出每類的代表性器件

光電效應(yīng)(photoelectric effect)：物體吸收了光能后轉(zhuǎn)換為該物體中某些電子的能量而產(chǎn)生的電效應(yīng)。根據(jù)電子吸收光子能量后的不同行為，光電效應(yīng)可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)：在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。——金屬

§其主要應(yīng)用有光電管和光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)：光照射到半導(dǎo)體材料上激發(fā)出電子-空穴對而使半導(dǎo)體產(chǎn)生了電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)可分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。——半導(dǎo)體

光電導(dǎo)效應(yīng)是指光照射下半導(dǎo)體材料的電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，從而引起材料電阻率的變化。其應(yīng)用為光敏電阻。——本征或摻雜半導(dǎo)體

光生伏特效應(yīng)是指光照射下物體內(nèi)產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象。其應(yīng)用主要有光伏電池（太陽能電池）、光(電)敏二極管、光(電)敏三極管等。——PN結(jié)半導(dǎo)體

4、簡述太陽能電池的光能-電能轉(zhuǎn)化原理

當(dāng)光照射p-n結(jié)上時，如果入射電子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度(Eg)，就會在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生大量的自由載流子-空穴和電子。它們在p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下，空穴往p-區(qū)移動，使p-區(qū)獲得附加正電荷；而電子往n-型區(qū)移動，n-區(qū)獲得負電荷，產(chǎn)生一個光生電動勢，這就是光伏效應(yīng)(光生伏打效應(yīng))。當(dāng)用導(dǎo)線連接p-型區(qū)和n-型區(qū)時，就會形成電流.5、說明太陽能電池結(jié)構(gòu)中金屬梳狀電極以及SiO2保護薄膜的作用

金屬梳狀電極：一方面金屬收集載流子，要比半導(dǎo)體有效；另一方面梳狀不會完全的阻擋陽光，增加了光的入射面積；

SiO2保護膜：硅表面非常光亮，制作者給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的SiO2保護膜（減反層），將反射損失減小到5％甚至更小；

6、簡述發(fā)光二極管、太陽能電池以及光電二極管工作原理的異同 太陽能電池和光電二極管都是基于光伏效應(yīng)的光電器件。其主要區(qū)別在于：①光伏電池在零偏置下工作，而光電二極管在反向偏置下工作②光伏電池的摻雜濃度較高1016-19從而具有較強的光伏效應(yīng)，而光電二極管摻雜濃度較低1012-13③光伏電池的電阻率較低0.1-0.01 Ω/cm，而光電二極管則為1000Ω/cm④光伏電池的光敏面積要比光電二極管大得多，因此光電二極管的光電流小得多，一般在uA級。

發(fā)光二極管：Light Emitting Diode，在電場作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入，空穴和電子在發(fā)光層中相遇、復(fù)合形成激子，激子經(jīng)過馳豫、擴散、遷移等過程復(fù)合而產(chǎn)生光子。

7、推導(dǎo)理想光電池最大輸出功率公式

8、畫出理想太陽電池的等效電路，寫出通過負載電阻的電流公式，開路電壓及短路電流公式。

9、太陽能電池按材料分分哪幾類？例舉各類型中有代表性的太陽能電池。

10、簡述太陽能電池的應(yīng)用能夠解決人類社會發(fā)展在能源和環(huán)境方面的三個主要問題，并逐一舉例說明。

開發(fā)宇宙空間所需要的連續(xù)不斷的能源：太陽電池非常適合空間應(yīng)用，因為它不消耗燃料，不消耗自身、不排放廢物，目前通信衛(wèi)星、空間探測器、空間站等都廣泛采用太陽電池。地面一次能源（天然能源）的獲得，解決礦物燃料短缺與環(huán)境污染問題：目前最重要的地面應(yīng)用為并網(wǎng)發(fā)電,包括城市與建筑結(jié)合得并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(BIPV)和大型荒漠光伏發(fā)電站.目前60%的太陽電池用于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),主要用于城市.日益發(fā)展的消費電子產(chǎn)業(yè)所需要的電力供應(yīng)：太陽電池也作為小功率電源使用,如太陽路燈、庭院燈、草坪燈、太陽能噴泉、太陽能城市景觀、太陽能信號標(biāo)識、太陽能廣告燈箱、太陽能充電器、太陽能鐘、太陽能計算器、汽車換氣扇、太陽能汽車、太陽能游艇等。

光通信

1、從通信波長、傳輸速率、中繼距離等方面說明各代光纖通信系統(tǒng)的主要特點。光纖通信：以光波作為載波；以光纖作為傳輸媒介 1.頻率高、頻帶寬、容量大 2.損耗小，中繼距離長 3.保密性能好 4.抗干擾能力強

5.原料豐富、成本低、重量輕、壽命長

6.耐高溫、耐高壓、抗腐蝕、性能穩(wěn)定、可靠性高

2、光纖通信的主要優(yōu)點有哪些？

3、光纖通信系統(tǒng)的主要組成部分？

光纖通信系統(tǒng)一般由電端機(收發(fā))、光發(fā)射機、光接收機、光中繼器以及光纜等組成。此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調(diào)制器、濾波器、光開關(guān)及路由器、分插復(fù)用器ADM等。

4、分別計算光信號在衰減系數(shù)為0.2dB/km、20dB/km與1000dB/km的光纖通信系統(tǒng)傳輸1km，5km以及20km距離后輸出光功率與輸入光功率的比值。

5、分別計算光信號在衰減系數(shù)為0.2dB/km、20dB/km與1000dB/km的光纖通信系統(tǒng)中傳輸時，光功率衰減一半所需要的傳輸距離。

6、簡述光纖通信發(fā)展所經(jīng)歷的三次技術(shù)飛躍。

20世紀(jì)60年代。1962年第一臺半導(dǎo)體激光器誕生，隨后半導(dǎo)體光檢測器也研究成功。特別是1966年英籍華人科學(xué)家高錕與Hockham提出用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導(dǎo)纖維，1970年美國康寧公司首先制出了20dB/km的光纖，這標(biāo)志著光纖通信系統(tǒng)的實際研究條件得以具備。

20世紀(jì)70年代。1970年發(fā)明了LD的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得光源與光檢測器的壽命都達到了10萬小時的實用化水平。1979年發(fā)現(xiàn)了光纖1310nm和1550nm新的低損耗窗口，緊接著單模光纖問世。光纖的衰減系數(shù)一下降到0.5dB/km。這使得光纖通信邁進了實用化階段，從80年代初開始光纖通信便大步地邁向了市場。20世紀(jì)90年代初。1989年摻鉺光纖放大器EDFA的研制成功是光纖通信新一輪突破的開始。EDFA的應(yīng)用不僅解決了光纖傳輸衰減的補償問題，而且為一批光網(wǎng)絡(luò)器件的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。使得光纖通信的數(shù)字傳輸速率迅速提高，促成了波分復(fù)用技術(shù)的實用化。

7、光纖通信常用的低損耗窗口有哪些？它們的最低損耗系數(shù)分別是多少？ 光纖通信常用的三個低損耗窗口：

0.85 ?m ：2dB/km、1.31 ?m：0.5dB/km、1.55 ?m：0.2dB/km

1、計算n1=1.52，n2=1.51的階躍光纖在空氣（n0=1）中的數(shù)值孔徑，對于這種光纖來講，最大入射角是多大？

0i12

2、設(shè)光纖的纖芯半徑為25um，折射率n1=1.46，n2=1.45，光纖的工作波長為0.85um，求歸一化頻率及傳播模式數(shù)。如果工作波長為1.3um，傳播模式數(shù)為多少？

3、當(dāng)工作波長λ=1.31μm，某光纖的損耗為0.5dB/km，如果最初射入光纖的光功率是0.5mW，試問經(jīng)過40km以后，輸出光功率？

4、一光信號在光纖中傳輸，入射光功率為200W，經(jīng)過1km傳輸功率變?yōu)?00W，又傳輸一段距離后功率變?yōu)?5W，問后一段距離為多少？

5、影響光纖通信傳輸損耗的因素主要有哪些？目前有幾個通信窗口？為什么光纖通信要向NA?nsin??n?n1.55um的長波方向發(fā)展。

包括本征吸收、雜質(zhì)吸收、原子缺陷三種。

影響較大的是在1.39、1.24、0.95、0.72?m，峰之間的低損耗區(qū)0.85，1.30，1.55 ?m構(gòu)成了光纖通信的三個窗口。

光探測

1.簡述光電效應(yīng)與光熱效應(yīng)的區(qū)別。

光電（光子）效應(yīng)：探測器吸收光子后，直接引起原子或分子內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，光子能量的大小直接影響內(nèi)部電子狀態(tài)的改變。對光波頻率表現(xiàn)出選擇性，響應(yīng)速度一般比較快（ns～us）。

光熱效應(yīng)：探測元件吸收光輻射能量后，并不直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，而是把吸收的光能變?yōu)榫Ц竦臒徇\動能量，引起探測元件溫度上升，溫度上升的結(jié)果又使探測元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)發(fā)生變化。一般對光波頻率沒有選擇性，響應(yīng)速度比較慢（ms）。2.光電探測器中的常見噪聲有哪些？簡述它們產(chǎn)生的原因。

熱噪聲：或稱約翰遜噪聲，即載流子無規(guī)則的熱運動造成的噪聲。

散粒噪聲：也稱散彈噪聲，穿越勢壘的載流子的隨機漲落（統(tǒng)計起伏）所造成的噪聲。光電探測器的研究表明：散粒噪聲是主要的噪聲來源。

半導(dǎo)體受光照，載流子不斷產(chǎn)生—復(fù)合。在平衡狀態(tài)時，在載流子產(chǎn)生和復(fù)合的平均數(shù)是一定的,但在某一瞬間載流子的產(chǎn)生數(shù)和復(fù)合數(shù)是有起伏的，這種起伏導(dǎo)致載流子濃度的起伏，由這種起伏引起的噪聲產(chǎn)生—復(fù)合噪聲。

1/f噪聲：或稱閃爍噪聲或低頻噪聲。由于光敏層的微粒不均勻或不必要的微量雜質(zhì)的存在，當(dāng)電流流過時在微粒間發(fā)生微火花放電而引起的微電爆脈沖稱為1/f噪聲。3.根據(jù)量子效率的定義推導(dǎo)量子效應(yīng)與電流響應(yīng)度之間的關(guān)系。4.光電倍增管由哪幾部分組成？簡述每部分的作用。

光入射窗：光窗分側(cè)窗式和端窗式兩種，它是入射光的通道。由于光窗對光的吸收與波長有關(guān)，波長越短吸收越多，所以倍增管光譜特性的短波閾值決定于光窗材料。

光電陰極：光電陰極由光電發(fā)射材料制作。光電發(fā)射材料大體可分為：金屬材料、半導(dǎo)體材料。

電子光學(xué)系統(tǒng)：(1)使光電陰極發(fā)射的光電子盡可能全部會聚到第一倍增極上，而將其他部分的雜散電子散射掉，提高信噪比；

(2)使陰極面上各處發(fā)射的光電子在電子光學(xué)系統(tǒng)中有盡可能相等的渡越時間，以保證光電倍增管的快速響應(yīng)。二次發(fā)射倍增系統(tǒng)：倍增系統(tǒng)是由許多倍增極組成的綜合體，每個倍增極都是由二次電子倍增材料構(gòu)成，具有使一次電子倍增的能力。因此倍增系統(tǒng)是決定整管靈敏度最關(guān)鍵的部分。陽極：陽極是采用金屬網(wǎng)作的柵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把它置于靠近最末一級倍增極附近，用來收集最末一級倍增極發(fā)射出來的電子。

5.某光電倍增管具有5級倍增系統(tǒng)，倍增系數(shù)（二次發(fā)射系數(shù)）δ=100。如果用λ=488nm，光功率p=10-8w的紫光照射倍增管的光電陰極，假設(shè)光電陰極的量子效率為10%，試計算收集陽極處短路電流強度。（h=6.63×10-34J·s，e=1.602×10-19C，c=3.0×108m/s）

NN解：

?8?9

5?19

?348

1、簡述PN結(jié)的形成過程以及PN型光電二極管的工作原理。

當(dāng)光照射到光電二極管的光敏面上時，能量大于或等于帶隙能量Eg的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導(dǎo)帶上（受激吸收），產(chǎn)生電子-空穴對（稱為光生載流子）。電子-空穴對在反向偏置的外電場作用下立即分開并在結(jié)區(qū)中向兩端流動，從而在外電路中形成電流（光電流）。

2、比較PIN型以及APD型光電二極管與PN型光電二極管的異同。

PIN光電二極管是在摻雜濃度很高的P型、N型半導(dǎo)體之間，加一層輕摻雜的N型材料，稱為I（Intrinsic，本征的）層。由于是輕摻雜，電子濃度很低，經(jīng)擴散后形成一個很寬的耗盡層，這樣可以提高其響應(yīng)速度和轉(zhuǎn)換效率。

利用PN結(jié)在高反向電壓下（100-200V，接近反向擊穿電壓），光生載流子在耗盡層內(nèi)的碰撞電離效應(yīng)產(chǎn)生的雪崩效應(yīng)，實現(xiàn)光電流倍增（電流增益達106）。具有靈敏度高，響應(yīng)速度快的特點。

3、列出熱電器件的種類以及其代表器件。熱敏電阻—輻射熱計效應(yīng) 熱釋電器件—熱釋電效應(yīng) 熱電偶—溫差電效應(yīng)

4、畫出熱釋電探測器的原理圖，并簡述其工作原理。

溫度恒定時，面束縛電荷被晶體內(nèi)部或外部的自由電荷所中和，而觀察不到它的自發(fā)極化現(xiàn)象。因此靜態(tài)時不能測量自發(fā)極化。

當(dāng)溫度變化時，晶體表面的極化電荷則隨之變化（馳豫時間約10－12s），而自由電荷中和面束縛電荷所需時間長（一般在1~103秒量級）因此跟不上它的變化，在來不及中和之前，熱電體側(cè)表面就呈現(xiàn)出相應(yīng)于溫度變化的面電荷變化，失去電的平衡，這時即顯現(xiàn)出晶體的自發(fā)極化現(xiàn)象。

5、簡述各類熱輻射探測器的特點。

熱電器件的共同特點是，光譜響應(yīng)范圍寬，從紫外到毫米量級的電磁輻射幾乎都有相同的響應(yīng)。而且響應(yīng)率都很高，但響應(yīng)速度都較低。

1）由半導(dǎo)體材料制成的溫差電堆：響應(yīng)率很高，但機械強度較差，使用時必須十分當(dāng)心。它的功耗很小，測量輻射時，應(yīng)對所測的輻射強度范圍有所估計，不要因電流過大燒毀熱端的黑化金箔。保存時，輸出端不能短路，要防止電磁感應(yīng)。2）熱敏電阻（測輻射熱計）：響應(yīng)率也很高，對靈敏面采取致冷措施后，響應(yīng)率會進一步提高。但它的機械強度也較差，容易破碎，所以使用時要當(dāng)心。它要求踉它相接的放大器要有很高的輸入阻抗。流過它的偏置電流不能大，免得電流產(chǎn)生的焦耳熱影響靈敏面的溫度。3）熱釋電器件：一種比較理想的熱探測器，機械強度、響應(yīng)率、響應(yīng)速度都很高。但根據(jù)它的工作原理，它只能測量變化的輻射，入射輻射的脈沖寬度必須小于自發(fā)極化矢量的平均作用時間。輻射恒定時無輸出。利用它來測量輻射體溫度時，它的直接輸出，是背景與熱輻PP?I??????e??????eh?hc10?488?10??0.1?100?1.602?106.63?10?3.0?10?3.93A射體的溫差，而不是熱輻射體的實際溫度。另外，因各種熱釋電材料都存在一個居里溫度，所以它只能在低于居里溫度的范圍內(nèi)使用。

光顯示

1，什么是三基色原理？

自然界中任意一種顏色均可以表示為三個確定的相互獨立的基色[紅(700 nm)、綠(546.1 nm)、藍(435.8nm)]的線性組合。將三基色按一定比例相加混合，就可以模擬出各種顏色。2，光度量有哪些？單位分別是什么？

(1)光通量: 單位時間內(nèi)所發(fā)出的光量；單位：流明(lm)。

(2)發(fā)光強度: 在給定方向的單位立體角（）輻射的光通量，單位：坎德拉(cd)。(3)光照度:單位受光面積（S）上所接收的光通量，單位：勒克斯(lx).(4)亮度:垂直于傳播方向單位面積（）上的發(fā)光強度，單位cd/m2 3，黑白CRT主要由哪幾部分構(gòu)成？簡述其工作原理。CRT顯示器的核心部件是CRT顯像管（即陰極射線管），其主要由五部分組成：電子槍(Electron Gun)、偏轉(zhuǎn)線圈(Defiection coils)、蔭罩(Shadow mask)、熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼，其中電子槍是顯像管的核心。

工作時，電子槍中陰極K被燈絲加熱發(fā)射大量的電子，電子束首先由加在第一控制柵極的視頻電信號調(diào)制，然后經(jīng)加速和聚焦后，高速轟擊熒光屏上的熒光體，熒光體發(fā)出可見光。電子束的電流是受顯示信號控制的，信號電壓高，電子槍發(fā)射的電子束流也越大，熒光體發(fā)光亮度也越高——不同灰度級的實現(xiàn)。

最后通過偏轉(zhuǎn)磁軛控制電子束，在熒光屏上從上到下，從左到右依次掃描，從而將圖像或文字完整地顯示在熒光屏上。

4，簡述彩色CRT中蔭罩的作用。

蔭罩的作用——為了防止每個電子束轟擊另外兩個顏色的熒光體，在熒光面內(nèi)設(shè)有選色電極－蔭罩。當(dāng)電子束到達屏幕后部時，還要通過一個非常薄的，大約只有0.1MM厚的蔭罩板，只使有用的電子束通過，無用電子束擊打在蔭罩板上做無用功發(fā)熱。對于原來孔狀的蔭罩板，其上每一個孔都與屏幕上的一組三個熒光粉顆粒相對應(yīng)(一個點有紅綠藍三個熒光粉顆粒組成)。

5，簡述CRT顯示器件的優(yōu)缺點。優(yōu)點：

1、亮度高（可調(diào)）

2、對比度高

3、視角大

4、色彩還原度好

5、色度均勻

6、分辨率高（可調(diào)）

7、響應(yīng)時間短 缺點：

1、耗電量大

2、尺寸大，重量大

3、無法制造較大面積的顯示屏

技術(shù)上的困難：較大真空玻璃外殼容易破裂

顯示面積較大時，掃描頻率降低，無法顯示運動影像

4、受電磁場影響，容易發(fā)生線性失真

5、存在輻射，影響使用者身體健康

1，按照液晶分子排列狀態(tài)分類，液晶可分為哪幾類？簡述它們的分子排列特征。按液晶分子排列狀態(tài)，熱致液晶相可分為三大類：

近晶相液晶:棒狀或條狀分子按層狀排列，二維有序，層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可垂直于層面或與層面傾斜。分子質(zhì)心位置在層內(nèi)無序，分子可在層內(nèi)轉(zhuǎn)動或者滑動。

向列相液晶:由長徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平行的排列狀態(tài)。分子的重心雜亂無序，并容易順著長軸方向自由移動，像液體一樣富于流動性。

膽甾相液晶:具有層狀結(jié)構(gòu)，分子長軸在層內(nèi)是相互平行的，而在垂直于層的平面上，每層分子都會旋轉(zhuǎn)一個角度。整體呈螺旋結(jié)構(gòu)，螺距的長度與可見光波長相當(dāng)。膽甾型液晶具有負的雙折射性質(zhì).膽甾相和向列相液晶可互相轉(zhuǎn)換。2，何為液晶的電光效應(yīng)？ 電光效應(yīng)：

液晶材料在施加電場（電流）時，其光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱為液晶的電光效應(yīng)。

3，說明TN-LCD的工作原理。

當(dāng)入射光通過偏振片后成為線偏振光，在無外電場作用時，由于扭曲向列液晶的旋光特性，線偏光經(jīng)過扭曲向列液晶時偏振方向跟隨扭曲向列液晶旋轉(zhuǎn)90°，在出射處，檢偏片與起偏片相互垂直，旋轉(zhuǎn)了90°的偏振光可以通過，因此呈透光態(tài)。

在有電場作用時，當(dāng)電場大于閾值場強后，液晶盒內(nèi)液晶分子長軸都將沿電場方向排列，即與表面呈垂直排列，此時入射的線偏振光不能得到旋轉(zhuǎn)，因而在出射處不能通過檢偏片，呈不透光態(tài)。

4，何為液晶顯示器的“交叉效應(yīng)”？該效應(yīng)存在于哪幾種液晶顯示器中？

若半選擇點上的有效電壓大于閾值電壓時，在屏幕上將出現(xiàn)不應(yīng)有的顯示，使對比度下降，這就是交叉效應(yīng)。TN、STN-LCD存在所謂的“交叉效應(yīng)”。由于每個像素相當(dāng)于一個電容，當(dāng)一個像素被先通時，相鄰像素將處于半選通狀態(tài)，產(chǎn)生串?dāng)_。因此對于多路、視頻運動圖像的顯示很難滿足要求。5，簡述LCD的優(yōu)缺點。

優(yōu)點：低壓、低功耗；平板結(jié)構(gòu)；顯示信息量大；易于彩色化；長壽命；無輻射、無污染。缺點：顯示視角小；響應(yīng)速度慢；亮度相對較低；對比度低；畫面均勻度相對較差、存在點缺陷。

6，PDP如何實現(xiàn)彩色顯示？。

PDP顯示原理：PDP是利用氣體放電發(fā)光進行顯示的平面顯示板。這種屏幕采用等離子管作為發(fā)光元件，大量等離子管排列構(gòu)成屏幕。每個等離子管對應(yīng)的每個小室內(nèi)部充滿惰性氣體（AC： Ne； DC： Ne, Ar, Hg；彩色：Ne:Xe, Ag:Hg）。等離子管電極間加上高壓后，封裝在兩個玻璃之間的氣體放電，產(chǎn)生等離子體，等離子體產(chǎn)生紫外光照射三基色熒光粉發(fā)出可見光。

第五篇：軟件工程課程的教學(xué)研究與探討

軟件工程課程的教學(xué)研究與探討

摘 要：介紹軟件工程這門課程的內(nèi)容特點，結(jié)合軟件工程教學(xué)的現(xiàn)狀及培養(yǎng)目標(biāo)，對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、考核方式等提出相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)方法；課程設(shè)計

中圖分類號：TP311.5

軟件工程是為了解決“軟件危機”的困擾應(yīng)運而生的一門工程性學(xué)科，它指導(dǎo)著軟件開發(fā)人員以工程化的手段規(guī)范地開發(fā)高質(zhì)量的軟件。軟件工程課程的教學(xué)強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，要求教師利用實際項目及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對軟件工程的核心理論進行深入的講解。

一、軟件工程的教學(xué)內(nèi)容體系

傳統(tǒng)的軟件工程的教學(xué)圍繞軟件開發(fā)生命周期各個階段展開，主要包括可行性研究、需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼、軟件測試及軟件維護等內(nèi)容。隨著軟件行業(yè)的不斷發(fā)展，軟件工程的內(nèi)容已發(fā)生了很大的變化，該課程的教學(xué)內(nèi)容必須及時更新，才能保證教學(xué)內(nèi)容的先進性。現(xiàn)在的軟件工程教學(xué)內(nèi)容中，增加了面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法、UML統(tǒng)一建模語言、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件度量、軟件復(fù)用及構(gòu)件工程等知識。在講授軟件工程知識體系和基本原理的同時，我們向?qū)W生介紹CMM（Capability Maturity Model for Software，能力成熟度模型）以及ISO9000等國際標(biāo)準(zhǔn)。布置學(xué)生課后了解敏捷開發(fā)、軟件復(fù)用、構(gòu)件接口等新技術(shù)。為了保證軟件的質(zhì)量，軟件工程領(lǐng)域中項目管理這一部分也越來越受到重視。在CMM指導(dǎo)之下的軟件開發(fā)的過程管理方法越來越科學(xué)，軟件質(zhì)量和開發(fā)過

程的評估體系也逐漸完善。學(xué)生應(yīng)該了解這些新的理論、方法和

技術(shù)。

二、軟件工程的教學(xué)模式

軟件學(xué)院和常規(guī)的計算機專業(yè)在軟件工程課程的教學(xué)模式上存在較大的區(qū)別。軟件工程課程教學(xué)模式一般有純英文教學(xué)或雙語教學(xué)。常規(guī)的計算機專業(yè)在軟件工程上采用純英文教學(xué)的目前極少，但有不少采用雙語教學(xué)。雙語教學(xué)對于軟件工程這樣的計算機專業(yè)課程來說是十分必要的。雙語教學(xué)有助于學(xué)生閱讀國際軟件工程權(quán)威們召開的研討會報告原文，了解軟件工程技術(shù)的發(fā)展趨勢。雙語教學(xué)過程中需要把握好幾個問題：（1）授課者應(yīng)綜合考慮學(xué)生的英語水平，把握好教學(xué)過程中使用英文的比例；（2）需要選擇合適的教材，軟件學(xué)院基本選擇國外軟件工程專家專著類英

文原版教材，如，Roger Pressman的經(jīng)典教材：《軟件工程?實踐者之

路》（第六版）（影印版，清華大學(xué)出版社）；（3）畢竟學(xué)生的水平參差不齊，而且有別于傳統(tǒng)的中文授課方式。教師課后要及時了解學(xué)生對課堂教學(xué)的反映，收集學(xué)生的反饋意見并調(diào)整教學(xué)方法，重視并做好課后輔導(dǎo)和答疑工作。

三、軟件工程教學(xué)方法

軟件工程教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力。為了實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，我們可采用以下行之有效的教學(xué)方法。

1.理論與實踐相結(jié)合

軟件工程課程的理論性與實踐性都很強。教師課堂上利用多媒體講解理論知識中的重、難點，學(xué)生通過網(wǎng)上課件瀏覽、自行查閱資料等方式學(xué)習(xí)其余內(nèi)容。沒有扎實的理論做指導(dǎo)，在今后很難成為一個有創(chuàng)新思想的人才。當(dāng)然，要很好地理解軟件工程的理論知識體系是離不開實踐教學(xué)的，在教學(xué)過程中，可設(shè)計一個貫穿整個教學(xué)過程的、完整的、易于理解的、實際的軟件項目案例，在教學(xué)中結(jié)合該案例講授每個知識點。該案例最好來源于授課教師參與過的項目，授課教師對項目的整個開發(fā)過程比較了解。講解項目的每個知識點后，再布置一些讓學(xué)生做的案例，學(xué)生在做的過程中能加深他們對理論知識的理解。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生從事科學(xué)研究的基本技能和素養(yǎng)。

2.在教學(xué)中充分運用“反思性實踐”

“反思性實踐”注重學(xué)習(xí)中人的因素，采用反思思維方式可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。美國教育家DonaldSchon在他的《反思性實踐者》中指出，作為一個實踐者，要不斷地在行動中對行動進行反思，并不斷地從自己的實踐中學(xué)習(xí)。在學(xué)生的課程設(shè)計或?qū)嶋H的軟件開發(fā)過程中，學(xué)生從軟件系統(tǒng)的開發(fā)開始，反思自己和他人如何開發(fā)和使用算法。然后，再進一步反思與開發(fā)和各步驟相關(guān)的策略、規(guī)則和理論等。教師也可以將自己在課堂上的體驗、教學(xué)心得、教學(xué)方法和教學(xué)過程的反思以隨筆的形式記錄在自己的博客上，學(xué)生通過閱讀，將這些言傳性知識內(nèi)化為個人的實際能力。同時通過閱讀，可以進行經(jīng)驗交流。在不斷的自我反思和不停的相互追問中，教師可以不斷地豐富和完善自我。

3.注重課程設(shè)計

在課程設(shè)計中布置大型項目，將學(xué)生劃分為6～10人的小組，每個小組就是一個團隊，團隊成員分工合作，分別擔(dān)任項目經(jīng)理、客戶、系統(tǒng)分析員、程序員和測試人員等角色，小組成員角色可以互換，讓每個學(xué)生都能體驗不同階段的任務(wù)。教師、助教可以扮演用戶的角色，幫助學(xué)生提高在需求分析中的談判與溝通技巧。最后，學(xué)生分組上臺，講述本組對項目的理解、分析、論證和決策過程。教師和學(xué)生可以進行提問，對每個小組的工作進行指導(dǎo)和提出意見。通過合作和交流，學(xué)生間不僅能實現(xiàn)信息與資源的共享、整合，拓展并完善自己，還可以從中學(xué)會交往、學(xué)會傾聽、學(xué)會尊重、學(xué)會合作、學(xué)會負責(zé)。經(jīng)過課程設(shè)計，學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用能力、綜合能力和團隊合作能力以及與人溝通交流的能力都得到充分的鍛煉和

發(fā)展。

四、構(gòu)建多元化教學(xué)輔助平臺

1.建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的平臺

可以設(shè)立軟件工程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，教師在網(wǎng)站上公布教學(xué)課件、課程進度、作業(yè)和實驗要求等內(nèi)容，并且將要補充介紹的一些先進技術(shù)放在網(wǎng)上供學(xué)生自行閱讀，拓展學(xué)生的知識面。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗，隨時和教師在網(wǎng)上進行交流和答疑。

2.加強實驗室建設(shè)

實驗室是軟件工程課程實踐環(huán)節(jié)的主要場所，軟件工程的課

程設(shè)計要求實驗室配備合適的硬件設(shè)施和軟件工程工具軟件，以便為教學(xué)研究和學(xué)生實踐創(chuàng)造必要的環(huán)境和條件。

3.加強校企合作，建立實習(xí)基地

學(xué)校應(yīng)該與管理規(guī)范的軟件企業(yè)建立長期的實習(xí)合作伙伴關(guān)系，及時了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)，并且經(jīng)常請企業(yè)里有豐富開發(fā)經(jīng)驗的軟件工程師為學(xué)生作軟件工程技術(shù)和管理規(guī)范方面的專題報告。學(xué)生能夠及時了解軟件開發(fā)的實際問題、行業(yè)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，確定自己今后的專業(yè)研究方向。更為重要的是，讓企業(yè)成為學(xué)生的實習(xí)基地，使學(xué)生就業(yè)時具有明顯的競爭優(yōu)勢。

五、綜合考評方式

軟件工程課程的考試方式要注重學(xué)生綜合知識和應(yīng)用能力方面的考核，期末理論考試不是考核的重點，應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)合理的考核方式，為此，我們建立了一個由課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、課程設(shè)計、期末筆試組成的綜合評價學(xué)生的考核體系。我們的考核方案為：作業(yè)、課堂表現(xiàn)占20%，課程設(shè)計（小組為單位）占40%，筆試占40%。

計算機領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，教師一定要不斷提高自己的理論水平和科研水平，密切注意軟件工程技術(shù)的發(fā)展趨勢，根據(jù)軟件行業(yè)需求的變化更新教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計合理的教學(xué)模式，采用有效的教學(xué)方法，為學(xué)生搭建良好的教學(xué)平臺。培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能

力，造就具有國際市場競爭力和軟件行業(yè)急需的實用性人才。

參考文獻：

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工程學(xué)院）

編輯 韓 曉