“創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)前提下的《光電顯示技術》課程教學實踐

馬云峰 徐家躍

【摘 要】光電顯示是信息化、智能化時代我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點發(fā)展方向之一，對創(chuàng)新型人才的需求日益緊迫。我們重新審視《光電顯示技術》課程教學，考慮到學生的專業(yè)知識背景和國內外技術發(fā)展格局，對教學內容進行調整，對教學方法進行改進，與時俱進，砥礪知行，力求培養(yǎng)學習能力突出的“創(chuàng)新型”人才。

【關鍵詞】光電顯示技術;創(chuàng)新型;教學;學習能力

光電顯示技術是將電子設備輸出的電信號轉換成視覺可見的圖像、圖形、數碼以及字符等光信號的一門技術。上海應用技術大學為材料物理專業(yè)開設《光電顯示技術》專業(yè)選修課，目的是培養(yǎng)學生跟蹤和掌握國內外的光電顯示技術的能力，為將來畢業(yè)從事相關領域的研發(fā)提前進行必要知識儲備和學習能力儲備。

當前，多種顯示技術創(chuàng)新涌現，如有機發(fā)光二級管（OLED）顯示、量子點（QD）顯示、Micro-LED 顯示[1]、激光顯示（LD）[2]等，推動著顯示技術朝著高清化、全色化、大屏化、柔性化、綠色化方向發(fā)展。光學、半導體、材料、視頻、信息等技術的相互融合進一步提升了光電顯示產品的競爭力、創(chuàng)新力和對終端消費者的吸引力。國內新型顯示產業(yè)政策環(huán)境不斷優(yōu)化，產業(yè)規(guī)模處于領先，技術創(chuàng)新能力持續(xù)增強，新型顯示材料獲得創(chuàng)新應用，我國光電顯示關鍵材料對外依存度高，超過70%的相關材料依靠進口[3]。

材料物理專業(yè)學生在學這門課的時候，了解光電顯示領域的新舊理論、新舊技術的同時，還需了解光電顯示技術相關材料的研究和開發(fā)。以前的教學注重光電顯示技術的技術細節(jié)，如器件的結構和工作原理的詳細介紹，不注重光電顯示技術相關材料的研究概況介紹。以前的教學方法單一，主要采用講授方式，不注重根據教學內容采用其他教學方式，導致學生學習的積極性不高。因此，有必要針對教學內容及教學方式進行改進。

1、教學內容的改進

光電顯示技術涉及到的器件門類繁多，比如：陰極射線管、液晶顯示器、發(fā)光二極管、等離子體顯示器件、激光顯示技術、大屏幕顯示技術以及上文提到的近年來發(fā)展起來的諸多新型顯示技術。在32學時的限制下，這就涉及到“教什么、學什么”才能滿足行業(yè)需求。

1.1教案內容科普化

以前的教案經常采用器件結構-工作原理-特點-性能指標-應用這種內容框架，教學效果不好，學生知其然，不知其所以然，學習的是一個又一個器件結構，一個又一個工作原理，不知道這種光電顯示器件發(fā)展成當今這樣，學術界和產業(yè)界都經歷了怎樣的認知革命和技術革命。缺失這一教學內容，對創(chuàng)新型學生的培養(yǎng)不利。因此，筆者將教案內容科普化，通過查閱文獻資料，總結提煉，將每一種光電顯示技術的技術產生的過程呈現給同學們，比如科研人員和工程師在此過程中做出了什么貢獻，經歷了怎樣的競爭過程，發(fā)生了什么奇聞軼事，等等。同學們的學習興趣因此被大大激發(fā)起來，器件的結構、原理和性能等知識學起來也不會那么枯燥乏味。

1.2光電顯示相關材料教學

材料物理專業(yè)學生的知識儲備主要側重新材料的制備與性能研究，而不是器件設計與制造，所以結合材料物理專業(yè)學生的學力水平，突顯光電顯示相關材料介紹，國內、國外新型顯示關鍵材料的發(fā)展現狀，從政策環(huán)境、產業(yè)規(guī)模、技術創(chuàng)新能力、應用階段等方面詳細介紹。從產業(yè)發(fā)展目標，發(fā)展思路，重點發(fā)展方向對未來進行展望。

2、教學方法的改進

通過對教學內容的改進，解決了“教什么、學什么”的問題，“怎么教，怎么學”的問題，涉及到學生學習能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，成為光電顯示技術課程教學需要重點關注的問題。

2.1 翻轉課堂教學

近幾年，出現了幾種新的光電顯示技術或關鍵材料，比如：（1）印刷顯示及其關鍵材料;（2）蒸鍍OLED顯示材料;（3）激光顯示及其關鍵材料;（4）Mini-/Micro-LED顯示及其關鍵材料;（5）量子點顯示及其關鍵材料;（6）反射式顯示及其關鍵材料;（7）液晶顯示關鍵材料;（8）柔性顯示及關鍵材料，等等。

在課堂教學中，增加“新型光電顯示技術及相關材料”專題，進行翻轉課堂教學，老師提供選題，學生根據學習興趣確定選題，學生對新型光電技術及相關材料進行調研，學生要重點關注新型光電顯示技術的由來及發(fā)展現狀及未來前景，及相關材料的研發(fā)概況，學生 PPT匯報完成后，老師一一點評，全體學生投票選出四名表現最優(yōu)秀的同學，任小組長，每組八人，自由組合，小組成員確認后，通過互相協(xié)作，互相討論，對該選題進行更細致更系統(tǒng)的調研，第二次調研結束后，四名小組長各自匯報一次PPT，老師進行一一點評。老師在學生PPT的基礎上，將內容科普化，重點突出光電顯示技術相關材料的研究概況，完成一次課堂教學。

2.2課程思政元素融入教學

我國光電顯示產業(yè)雖然已有規(guī)模優(yōu)勢，但在全產業(yè)鏈發(fā)展不均衡，關鍵材料與裝備對外依存度較高，利潤率整體偏低，產業(yè)發(fā)展存在隱患，國內產業(yè)技術積累與國外企業(yè)尚存在較大差距，關鍵材料更是 “卡脖子”。光電顯示技術領域，是大國博弈的主戰(zhàn)場，有非常多的思政元素，比如：中國人如何突破國外的技術封鎖走出產業(yè)發(fā)展的困局，中國人幾十年如一日，艱苦卓絕趕超世界先進國家技術水平，等等。課程思政元素融入教學，學生的使命感、家國情懷、奮斗意識等等被激發(fā)出來，學習變得更有意義，更容易將來融入學習型社會，迎接知識經濟時代，為中華民族的偉大復興事業(yè)貢獻力量。

結語

光電顯示技術已經成為當今社會競爭最為激烈的領域，其人才需求日益增加，對人才的專業(yè)素養(yǎng)要求越來越高，只有不斷更新課程內容，采用更加開放、多元的教學方式，才能緊跟光電顯示技術發(fā)展的潮流，為國家多培養(yǎng)出創(chuàng)新型、學習型人才。

參考文獻：

[1]Huang Chen S，Huang Y M，Singh K J，et al. Full-color Mi-cro-LED display with high color stability using semipolar（20-21）InGaN LEDs and quantum-dot photoresist [J] . PhotonicsResearch，2020，8（5）：630–636.

[2]許祖彥，畢勇，張文平. 激光顯示是我國新型顯示技術發(fā)展主流[J]. 電子科學技術，2019（1）：53–61.

[3]高偉男，畢勇，劉新厚，許祖彥. 我國新型顯示關鍵材料發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 中國工程科學，2020：1-158.

作者簡介：

馬云峰（1985-），男，漢族，博士，材料學院講師，研究方向為：晶體生長技術及應用。

基金資助信息：

上海高校青年教師培養(yǎng)資助計劃（編號：ZZyyx19001）、國家自然科學基金青年項目（編號：51802196）的資助