應(yīng)用型本科院校光電信息實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的探索與實(shí)踐

王 莉，程榮龍，許永紅，宮 昊，葛立新

（蚌埠學(xué)院 光電信息實(shí)驗(yàn)中心，安徽 蚌埠 233030）

應(yīng)用型本科院校光電信息實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的探索與實(shí)踐

王 莉，程榮龍，許永紅，宮 昊，葛立新

（蚌埠學(xué)院 光電信息實(shí)驗(yàn)中心，安徽 蚌埠 233030）

本文簡(jiǎn)要介紹了光電信息實(shí)驗(yàn)中心的主要內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等工作過程,并總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn).

光電信息實(shí)驗(yàn)中心；建設(shè)；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

1 光電信息實(shí)驗(yàn)中心的主要內(nèi)容和指導(dǎo)思想

蚌埠學(xué)院光電信息實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)思路：蚌埠學(xué)院自建校以來，各學(xué)科得到飛速發(fā)展，辦學(xué)定位發(fā)展為“地方型、應(yīng)用型、工程化”.學(xué)院各學(xué)科建設(shè)的目標(biāo)也相應(yīng)要求學(xué)生不僅掌握基本理論知識(shí)，還要求學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力上收到全面的培養(yǎng)和鍛煉.該中心的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)光信息傳輸、獲取、信息處理及再現(xiàn)等，致力于培養(yǎng)學(xué)生具備激光技術(shù)、光信息、光通信器件、光電子和信息電子領(lǐng)域的基本理論知識(shí)的學(xué)生，而且具備從事這些領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)運(yùn)行維護(hù)的能力.

光電信息實(shí)驗(yàn)中心的指導(dǎo)思想是在注重專業(yè)原理,結(jié)合專業(yè)方向的基礎(chǔ)上，以專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主,同時(shí)兼顧教師專業(yè)發(fā)展.實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)過程中，始終堅(jiān)持深化改革教學(xué)手段、方式、更新教學(xué)內(nèi)容，為落實(shí)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供必備的技術(shù)條件；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)；努力提高實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，真正把光電實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)和應(yīng)用型本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場(chǎng)所.

2 光電信息實(shí)驗(yàn)中心的主要現(xiàn)狀和建設(shè)內(nèi)容

光電信息實(shí)驗(yàn)中心以光源分析、光學(xué)成像、光電轉(zhuǎn)換、光載信息為模塊規(guī)劃建設(shè)四個(gè)實(shí)驗(yàn)分室，分別為激光原理與應(yīng)用、基礎(chǔ)光學(xué)、光光信息處理與通信、光電子檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室.實(shí)驗(yàn)中心目前主要承擔(dān)有關(guān)光學(xué)成像技術(shù)與處理、光源分析、光電轉(zhuǎn)換、光載信息檢測(cè)與分析的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué).同時(shí)為學(xué)生的課外科技活動(dòng)提供必要的軟硬件條件，還可為兩個(gè)專業(yè)每年約150名畢業(yè)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題提供實(shí)驗(yàn)和仿真分析平臺(tái).

光電信息實(shí)驗(yàn)中心設(shè)備配置主要以新型的綜合實(shí)驗(yàn)裝置為主，同時(shí)也有部分必需的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置.新型綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以為探究性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文提供了必備的實(shí)驗(yàn)平臺(tái).

2.1 激光原理與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

激光作為一門新穎科學(xué)技術(shù)發(fā)展極快，迄今已滲透到幾乎所有的自然科學(xué)領(lǐng)域，對(duì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、軍事技術(shù)等都產(chǎn)生了深刻的影響.激光原理與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為光電信息實(shí)驗(yàn)中心的一部分，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)激光技術(shù)的整體把握，使學(xué)生掌握激光是如何搭建光路而產(chǎn)生的，進(jìn)而分析激光的一些特性，最后通過一些激光技術(shù)改進(jìn)激光的特性，為學(xué)生自行設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)提供技術(shù)支持.同時(shí)為全校師生提供科研平臺(tái)，充分利用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)資源.教師的教研結(jié)合可以更好的培養(yǎng)學(xué)生，學(xué)生的科研可以更好的激發(fā)學(xué)生的興趣和鍛煉能力.主要建設(shè)內(nèi)容包括:氦氖激光原理與技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，半導(dǎo)體泵浦激光原理實(shí)驗(yàn)裝置，數(shù)字存儲(chǔ)示波器，精密隔振光學(xué)平臺(tái)等；可開設(shè)激光倍頻實(shí)驗(yàn)、可飽和吸收晶體被動(dòng)調(diào)Q實(shí)驗(yàn)、共焦球面掃描干涉儀調(diào)整實(shí)驗(yàn)等，完成《激光原理與技術(shù)》、《固體物理》和《光電子技術(shù)》等課程涉及的實(shí)驗(yàn).每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按十套配置，滿足每套實(shí)驗(yàn)儀器1到2名學(xué)生的要求.

2.2 光電子檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

光電技術(shù)是將傳統(tǒng)的光學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合在一起的一門高新技術(shù)，已滲透到許多科學(xué)領(lǐng)域，并得到迅猛的發(fā)展.光電檢測(cè)技術(shù)是由之產(chǎn)生的一門重要技術(shù)，該技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分.光電子檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)能夠完成光電技術(shù)方向?qū)W生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)等.該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要為光電類專業(yè)的《光電檢測(cè)》、《光電子技術(shù)》和《光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》相關(guān)課程提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái).主要建設(shè)內(nèi)容包括光學(xué)調(diào)制盤及信號(hào)解調(diào)實(shí)驗(yàn)、光電倍增管實(shí)驗(yàn)儀、光電探測(cè)原理實(shí)驗(yàn)儀、LD/LED光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀、光電傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)、彩色面陣CCD綜合實(shí)驗(yàn)儀、微弱光測(cè)試儀、印制板快速制作系統(tǒng)，光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、數(shù)字示波器及任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器等，主要完成光信息處理、光電檢測(cè)與信號(hào)處理和光電傳感等實(shí)驗(yàn).利用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可以讓學(xué)生對(duì)各種光電實(shí)驗(yàn)儀的性能指表、工作原理、適用場(chǎng)合有直觀的了解.同時(shí)學(xué)生可以設(shè)計(jì)搭建小型的光信息處理和光學(xué)系統(tǒng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)各種變換與處理電路，為全國(guó)大學(xué)生光電設(shè)計(jì)大賽奠定基礎(chǔ)和提供必備的硬件支持.

2.3 光通信與光纖技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

光纖通信技術(shù)由于具有傳送量大，信息傳遞損耗小，抗電磁干擾能力強(qiáng)，占用空間小等優(yōu)點(diǎn)，它已經(jīng)成為現(xiàn)代通訊的主要支柱之一.網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，要求學(xué)生不僅具備光纖通訊的基本理論知識(shí)和能力外，還能夠在高起點(diǎn)上進(jìn)行初步的探索性研究.建設(shè)內(nèi)容包括：光纖通信原理實(shí)驗(yàn)系ZY11804I10套、光調(diào)制及解調(diào)綜合實(shí)驗(yàn)ZY12234B10套、光纖通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10套、電光調(diào)制和磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各10套,FSO自由空間光通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)ZY12235C10套，20M示波器20臺(tái)，可進(jìn)行光纖制作、光調(diào)制、光通信和光纖特性測(cè)試等實(shí)驗(yàn).我們針對(duì)某些實(shí)驗(yàn)配置光纖熔接機(jī)2套,學(xué)生通過光纖熔接機(jī)自己動(dòng)手制作光纖，并對(duì)制作的光纖直接進(jìn)行調(diào)測(cè)、分析，有利于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的提高，也可以較大的提高儀器的利用率.

2.4 基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合平臺(tái)

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要為光信息科學(xué)與技術(shù)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的《應(yīng)用光學(xué)》、《物理光學(xué)》和《信息光學(xué)》相關(guān)課程提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái).建設(shè)內(nèi)容包括：系統(tǒng)像差光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置10套，WSZ系列光學(xué)平臺(tái)10套.主要開設(shè)光學(xué)系統(tǒng)和變焦距系統(tǒng)設(shè)計(jì)、像差分析兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，主要通過對(duì)經(jīng)典光學(xué)系統(tǒng)的搭建和經(jīng)典像差的認(rèn)識(shí)，使得學(xué)生掌握光學(xué)成像的基本規(guī)律和影響成像質(zhì)量的主要因素，為設(shè)計(jì)創(chuàng)新性光學(xué)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ).

2.5 光電信息實(shí)驗(yàn)中心的硬件模塊

光電信息實(shí)驗(yàn)中心硬件模塊由電子衍射儀、頻譜分析儀、光學(xué)車間檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、光學(xué)傳感三維面型測(cè)量?jī)x、光學(xué)非線性測(cè)量?jī)x、光時(shí)域反射計(jì)、各類制式光學(xué)精密調(diào)節(jié)架、LIBS實(shí)驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)、各類現(xiàn)代傳感器模塊、示波器和接收器件、FSO自由空間光通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、激光拉曼光譜儀、光調(diào)制及解調(diào)綜合實(shí)驗(yàn)儀、視頻傳輸組件等構(gòu)成,可作為進(jìn)行光電信息類本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái).

2.6 光電信息實(shí)驗(yàn)中心的軟件模塊

光電信息技術(shù)軟件模塊由光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件(LinkSIM)、光學(xué)CAD設(shè)計(jì)軟件 (ZE-MAX)、PDA和EDA軟件、光電子器件設(shè)計(jì)與仿真軟件(Optiwave)構(gòu)成,可作為光電信息類本科生進(jìn)行創(chuàng)新性畢業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的軟件平臺(tái).

教育部在第二次全國(guó)普通高校本科教學(xué)工作會(huì)議中強(qiáng)調(diào),要在本科教學(xué)中著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.專業(yè)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要陣地.考慮到目前光電專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心使用的人數(shù)和次數(shù)不多，在配備實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)以10組為基本配置.為確保實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)中心經(jīng)過精心調(diào)度，2個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)開出，學(xué)生交叉進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

3 建設(shè)實(shí)踐與效果

蚌埠學(xué)院光電信息實(shí)驗(yàn)中心經(jīng)過近三年的建設(shè),已完成了四個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè).該中心目前承擔(dān)了“光信息科學(xué)與技術(shù)”和“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)的綜合性、設(shè)計(jì)性畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)以及主要的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn).在保證基本教學(xué)外還面向全院開放，為學(xué)生綜合類、創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目創(chuàng)新提供指導(dǎo)和幫助，為教師科研提供平臺(tái)，最大限度發(fā)揮實(shí)驗(yàn)中心效能.目前實(shí)驗(yàn)中心可以開設(shè)光纖通信原理系列實(shí)驗(yàn)、光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)、彩色面陣CCD綜合實(shí)驗(yàn)、CMOS傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、光調(diào)制及解調(diào)綜合實(shí)驗(yàn) (電光、聲光、磁光)、傳感器檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、FSO自由空間光通信原理實(shí)驗(yàn)和氦氖激光器系列實(shí)驗(yàn)等綜合性實(shí)驗(yàn).其中面向“光信息科學(xué)與技術(shù)”和“光電信息科學(xué)與工程”專業(yè)開設(shè)“激光原理與技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”24學(xué)時(shí)；“基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“光電技術(shù)與檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)”各32學(xué)時(shí)；“光纖通信原理綜合實(shí)驗(yàn)”40學(xué)時(shí).實(shí)驗(yàn)中心努力使所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程滿足現(xiàn)代創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的需要，逐步形成了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、提高實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)的分層次教學(xué)體系.

4 實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)工作的下一步目標(biāo)

建設(shè)系統(tǒng)性綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)是光電信息實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的重點(diǎn)，不只是針對(duì)一門課設(shè)置實(shí)驗(yàn)，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)多門課程或者多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的貫穿應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)中心始終以服務(wù)專業(yè)發(fā)展服務(wù)社會(huì)為宗旨，與用人單位合作開發(fā)一些具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目.積極參與與儀器廠家及用人單位的交流合作，努力打造共建實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生學(xué)完相關(guān)理論和實(shí)踐課程后具備綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力.

實(shí)驗(yàn)中心下一步建設(shè)的目標(biāo)是加強(qiáng)軟件方面的建設(shè),主要包括以下建設(shè)內(nèi)容：

（1）合理安排減少部分基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)高水平、高質(zhì)量.

（2）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè).建設(shè)一支高質(zhì)量、高水準(zhǔn)、高層次的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、實(shí)踐教育的關(guān)鍵，是良好實(shí)施實(shí)踐教學(xué)體系的保障.目前光電信息實(shí)驗(yàn)室年輕教師較多，雖然年輕教師理論知識(shí)扎實(shí)，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，下一步將會(huì)采取多種形式提高教師的實(shí)踐水平，以滿足實(shí)踐教學(xué)需要.如：聘請(qǐng)一批學(xué)術(shù)與技術(shù)骨干從事實(shí)驗(yàn)技術(shù)和管理工作；有計(jì)劃地組織青年教師參加企業(yè)調(diào)研培訓(xùn)；鼓勵(lì)教師參加國(guó)內(nèi)各類學(xué)術(shù)交流活動(dòng)；加強(qiáng)與行業(yè)和兄弟院校的合作等.

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G642

A

1673-260X（2017）01-0176-02

2016-10-21

2015年蚌埠學(xué)院自然科學(xué)研究項(xiàng)目（2015ZR17)