光电子技术 教学大纲.docx

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1、光电子技术课程教学大纲一、课程基本信息课程名称光电子技术Optoelectronic Technology课程代码课程性质必修课开课院部应用物理与材料学院课程负责人课程团队授课学期5学分/学时3/48课内学时48理论 学时48实验 学时实训（含上机）实习其他适用专业电子信息工程专业（半导体绿色光源与光电工程模块）大三授课语言中文对先修的 要求先修知识点：必备的数学、物理、电路等基础知识；先修能力和素质基础：具备一定的分析问题和解决问题的能力，具备初步的 光电素质与实验基础；先修主要课程：高等数学、基础物理、基础物理实验、量子力学、低频电子 线路、低频电子线路实验等对后续的 支撑后续课程：光电子

2、专业实验、光学设计、光电综合训练、毕业设计（论文）、 激光原理与技术、光电检测技术、传感器原理与技术等。本课程为上述的后续课程提供光电专业基本概念、基本原理、基本公式与基 本计算等知识点，提供光电专业基本应用及拓展的必备能力与素质的支撑。课程思政 设计本课程在教学过程融入了 “光电名人的工作、学习及奋斗历史”等思政教育 元素，让学生在学习光电子技术的基础知识、提高能力与素养的同时，促进 学生提高社会责任感、树立奋发读书报效祖国的思想，最终进一步树立正确 的世界观与方法论。创新创业 教育设计本课程通过实验项目的引进，重点培养学生提出问题、解决问题、团队合作 以及综合素质等，锻炼学生创新创业的能力

3、，引导学生进行创新创业。以案 例讲授、项目实施的方式开展。课程简介本课程为电子信息工程（半导体绿色光源与光电工程模块）的专业核心 课程，共48学时。本课程首先承接先修课程的理论基础，通过本课程的学 习，使学生夯实光电专业基础知识、提升专业实践能力与培养光电专业素质， 能够顺利过渡到后续的课程学习。本课程在专业人才培养体系中起到了 “夯 实基础、提升能力、培养素质、承上启下”的作用。本课程提出“知识、能力、素质协同提高”的教学理念，将“项目导 入、任务驱动”教学模式与传统多种教学方法相结合，引导学生根据项目任 务驱动项目目标的完成，着重培养学生分析、设计开发与优化的能力，在此 过程中穿插采用“讲

4、授式、讨论式、案例式”等多种教学方法，教授光电系 统的常用光源、光辐射调制、光辐射探测、光电成像、光电存储、光电显示 技术的基本概念、基本原理。并进行学生团队协作能力、有效沟通和交流能 力的培养。目标2：学生能够运用 光电子技术的相关基 本概念、基本原理，识 另h判断和分析复杂光 电器件及系统，进而在 逻辑和功能上对其分 解成若干个部分。（支撑毕业要求指标 点 2.3）能够十分准 确运用所学 知识对复杂 光电器件及 系统进行分 析、判断,表 达方法合理， 标注完全正 确完整和清 晰。解答问题 十分正确。能够准确运 用所学知识 对复杂光电 器件及系统 进行分析、 判断，表达 方法合理， 标注完全

5、正 确完整和清 晰。解答问 题正确。能够较准确 运用所学知 识对复杂光 电器件及系 统进行分 析、判断， 表达方法合 理，标注完 全正确完整 和清晰。解 答问题有少 量错误。不能够准确 运用所学知 识对复杂光 电器件及系 统进行分析、 判断，表达方 法合理，标注 完全正确完 整和清晰。解 答问题时有 较多错误。考试评分标准教学目标要求评分标准权重 （%）90-10080-8960-790-59目标1：学生准确描述 光电领域中光电子技 术的相关专业知识，并 且能够将其运用到后 续的复杂光电器件及 系统的分析、设计制作 与优化。（支撑毕业要求指标 点 1.5）十分准确运 用光电子技 术的相关基 本

6、概念、基本 原理、基本公 式进行解答 题目或分析 题目。准确运用光 电子技术的 相关基本概 念、基本原 理、基本公 式进行解答 题目或分析 题目。较准确运用 光电子技术 的相关基木 概念、基本 原理、基本 公式进行解 答题目或分 析题目，但 存在部分错 误。不能准确运 用光电子技 术的相关基 本概念、基本 原理、基本公 式进行解答 题目或分析 题目，同时存 在很多错误。40目标2：学生能够运用能够十分准能够较准确能够识别、不能够识别、光电子技术的相关基 本概念、基本原理，识 另1、判断和分析复杂光 电器件及系统，进而在 逻辑和功能上对其分 解成若干个部分。（支撑毕业要求指标 点 2.3）确识别

7、、判断 和分析复杂 光电器件及 系统问题，能 够十分准确 地进行逻辑 和功能上分 解。识别、判断 和分析复杂 光电器件及 系统问题， 能够较准确 地进行逻辑 和功能上分 解。判断和分析 复杂光电器 件及系统问 题，能够进 行逻辑和功 能上分解， 但存在少量 偏差。判断和分析 复杂光电器 件及系统问 题，不能够进 行逻辑和功 能上分解，存 在大量错误。设计评分标准教学目标要求评分标准权重 （%）90-10080-8960-790-59目标3.学生运用光 电子技术的相关专业 知识，根据各部分之间 的逻辑关系及功能，能 够进行光电器件及系 统的设计。（支撑毕业要求指标基本原理的 查阅正确；前 期准备

8、十分 充分；光电器基本原理的 查阅正确； 前期准备较 为充分；光基本原理的 查阅正确； 前期准备较 为充分；光基本原理的 查阅基本正 确；前期准备 不充分；光电件及系统的 设计十分合 理正确。电器件及系 统的设计合 理正确。电器件及系 统的设计较 为合理正 确。器件及系统 的设计存在 较大问题。15点 3.1)PPT和报告系 统全面，讲解 清晰；PPT和报告 系统全面， 讲解基本清PPT和报告 系统基本全 面，讲解基PPT和报告系 统不全面，讲 解不清晰；晰；本清晰；制作、优化评分标准教学目标要求评分标准权重 (%)90-10080-8960-790-59目标生学生根据前 期的设计，对光电器件

9、 及系统的性能进行实 验、制作,并能够验证光电器件及 系统的制备 过程中的实 验现象解释 十分正确；实 验数据分析 十分到位。能够按时优 化完成作品。光电器件及 系统的制备 过程中的实 验现象解释 比较正确； 实验数据分 析较为正确 到位。能够按时优 化完成作 品。光电器件及 系统的制备 过程中的实 验现象解释 和实验数据 分析都存在 一定的错 误；能够按时优 化完成作 品。光电器件及 系统的制备 过程中的实 验现象解释 和实验数据 分析都存在 明显的错误；不能按时优 化完成作品。15与优化。(支撑毕业要求指标点 4.2)光电器件及 系统的制作 优化过程合 理正确；方法 选择及解释 十分正确。

10、光电器件及 系统的制作 优化过程基 本合理；方 法选择及解 释基本合理 正确。光电器件及 系统的制作 优化过程有 明显失误； 方法选择及 解释有不合 理之处。光电器件及 系统的制作 优化过程不 合理；方法选 择及解释存 在错误。10PPT和报告系 统全面，讲解 清晰；PPT和报告 系统全面， 讲解基本清 晰；PPT和报告 系统基本全 面，讲解基 木清晰；PPT和报告系 统不全面，讲 解不清晰；结题报告评分标准教学目标要求评分标准权重 (%)90-10080-8960-790-59目标5：通过学生分 组完成光电器件及系能够融入团 队，积极参与 团队活动，组 内讨论积极 且正确，报告 撰写认真、陈

11、 述发言正确。能够融入团 队，积极参 与团队活 动，组内讨 论较为积极 且较为正 确，报告撰 写较认真、 陈述发言较 为正确。能够融入团 队，积极参 与团队活 动，组内讨 论积极性一 般且较为正 确，报告撰 写较、陈述 有部分错误 之处。不能够融入 团队，不积极 参与团队活 动，组内讨论 不积极且有 不正确之处， 报告撰写较、 陈述有明显 错误。统的设计，实现培养学口头报告逻口头报告逻口头报告逻口头报告逻生团队协作能力。学生辑性很强，表辑性较强，辑性一般，辑性较差，表需要在分工、设计、制达能力很强；表达能力较表达能力一达能力较差；10作、口头和书面报告等书面报告学强；书面报般；书面报书面报告学

12、环节中相互协调、相互术性强。报告告学术性较告学术性一术性较差。报配合。过程中，能够强。报告过般。报告过告过程中，不(支撑毕业要求指标很好地体现程中，能够程中，能够能体现出通点 9. 1)出通力合作 与密切配合。PPT和报告系 统全面，讲解 清晰；较好地体现 出通力合作 与密切配 合。PPT和报告 系统全面， 讲解基本清 晰；体现出通力 合作与密切 配合。PPT和报告 系统基本全 面，讲解基 本清晰；力合作与密 切配合。PPT和报告系 统不全面，讲 解不清晰；学生通过该课程的学习，能够运用光电系统的常用光源、光辐射调制、 光辐射探测、光电成像、光电存储、光电显示技术的基本概念、基本原理等 基础知

13、识，通过光电项目的导入和项目任务的驱动，能够进行项目的分析、 设计、制作与优化，最终完成项目。并且在完成项目的过程中，具备团队协 作能力，以及有效沟通和交流能力。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：学生准确描述光 电领域中光电子技术的 相关专业知识，并且能够 将其运用到后续的复杂 光电器件及系统的分析、 设计制作与优化。指标点1.5能够将光 电子相关专业知识用 于解决光电子材料和 器件的设计、制造和应 用等电子科学与技术 领域的复杂工程问题。毕业要求1:能够将数学、自 然科学、工程基础和专业知识 用于解决电子科学与技术领 域，尤其是光电子材料、器

14、件 与系统中的复杂工程问题。2目标2：学生能够运用光 电子技术的相关基本概 念、基本原理，识别、判 断和分析复杂光电器件 及系统，进而在逻辑和功 能上对其分解成若干个 部分。指标点2.3针对光电子 材料、器件、系统的设 计、制造和应用等电子 科学与技术领域的复 杂工程问题，能列举多 种解决方案。毕业要求2：能够应用数学、 物理、电子、光电子及工程科 学的基本原理，识别和表达， 并通过文献研究分析电子科 学与技术领域，尤其是光电子 材料、器件与系统中的复杂工 程问题，获得有效结论。3目标3：学生运用光电子 技术的相关专业知识，根 据各部分之间的逻辑关 系及功能，能够进行光电 器件及系统的设计。指

15、标点3.1能够对光 电子材料、器件、系统 的设计、制造和应用等 电子科学与技术领域 的复杂工程问题完成 需求分析，制定设计目 标，并明确相关约束条 件。毕业要求3：能够设计针对电 子科学与技术领域，尤其是光 电子材料、器件与系统中的复 杂工程问题的解决方案，结合 工程应用中的内外部因素，设 计和开发满足特定需求的工 艺流程、器件与系统，并能够 在设计环节体现创新意识，考 虑社会、健康、安全、法律、 文化及环境等因素。4目标4.学生根据前期的 设计，对光电器件及系统 的性能进行实验、制作， 并能够验证与优化。指标点4. 2能够通过实 验获取实验数据并分 析，并能够运用物理、 电子、光电子原理及科

16、 学方法，解释实验现 象。毕业要求4：针对电子科学与 技术领域，尤其是光电子材 料、器件与系统中的复杂工程 问题，能够运用物理、电子、 光电子原理及科学方法，设计 实验方案并实施，解释实验现 象，分析实验数据，通过信息 综合得到合理有效的结论。5目标5：通过学生分组完 成光电器件及系统的设 计制作，实现培养学生团指标点9.1能够融入多 学科背景的团队，积极 参与团队活动，求同存毕业要求9：能够融入多学科 背景的团队，在团队实践中正 确处理个人与团队的关系，并队协作能力。学生需要在 分工、设计、制作、口头 和书面报告等环节中相 互协调、相互配合。异，理解、包容、接受 基于不同学科背景的 意见和建

17、议。承担作为团队成员、负责人的 角色和作用。三、教学内容及进度安排序 号教学内容学生学习 预期成果课 内 学 时教学方式支撑 课程目 标1一、光电技木介绍及光电 系统组成光电系统的基本组成； 光源、光辐射调制、光电 探测、光电成像、光电存 储、光电显示等技术的基 本知识框架。介绍我国光电领域科学 家，增加学生爱国情怀。认知光电系统的组 成，理解光源、光辐 射调制、光探测、光 电成像、光电存储、 光电显示等技术的 基本知识框架。1讲授/ 案例2二、光电项目的导入导入但不限于以下光电 项目：一款具有红外遥控 功能的无极灯；光纤内窥 镜的研究与设计制作；硫 化铅薄膜火焰报警探测 器；一款太阳能智能L

18、ED 路灯控制系统；激光传声 报警系统的研究与制作； 设计一个测量光照度的 照度计；设计并制作一款 “CCD成像及显示”装 置；可追踪光线的自动调 光LED照明装置；“光电 探测及照明”机器人 介绍我国科光电科学团 队的奋斗过程，激发学生 的刻苦学习精神。重点和难点：明确各项目 的内容及任务通过项目使学生进 一步认知光电系统 的组成，理解所布置 的各光电项目的基 本原理，明确各部分 的设计与开发要求、 性能优化要求，明确 在项目中所要完成 的任务目标。1讲授/案例/分组讨 论（8位学生组成一 个小组，每个小组 选择一个项目。）3三、光电项目的任务驱动 过程3.1光电系统的常用光源复习辐射度学与

19、光 度学的基础知识，掌 握各种光源的基本8讲授/ 案例/ 专题研讨/分组讨辐射度学与光度学的基 础知识复习；热辐射光 源；气体放电光源；激光 器；发光二极管（LED）； 项目：分组开题报告与指 导；介绍江门地区的光电行 业取得的成就，增加学生 的社会责任感。重点和难点:各种光源基 本原理与基本结构概念、基本原理与基 本结构，能够分析和 判断各种光源的性 能，在原理结构上进 行设计各种光源的 基本结构，并可以将 各种光源应用到复 杂光电器件及系统 中。论/分组实施项目。 通过项目的实施， 激发学生具备创新 创业的基本方法。目标1: 学生理 解并掌 握光电 领域中 光电子 技术的 相关专 业知 识

20、，并 且能够 将其运 用到后 续的复 杂光电 器件及 系统的 分析、 设计制 作与优 化。目标2： 学生能 够运用 光电子 技术的 相关基 本概 念、基 本原 理，识 别、判 断和分3. 2光辐射调制技术 电光调制；机械调制、声 光调制、磁光调制；介绍光电调制在光通信 中应用，增加学生服务社 会的思想意识。重点和难点：电光调制了解机械调制、声光 调制、磁光调制的基 本原理；理解电光调 制的基本概念与基 本原理。并能够应用 内调制和外调制进 行光电器件及系统 的分析、设计开发。10讲授/案例/ 专题研讨/分组讨 论/分组实施项目3. 3光辐射探测技术光辐射探测器的理论基 础；光热探测器；光电探

21、测器；光电发射器件； 项目：中期汇报与指导； 介绍紫外探测方面学者 的研究精神以及重要应 用，激发学生的努力科研 的精神。重点和难点：光辐射探测 器的理论基础、案例分析理解光辐射探测器 的理论基础，掌握光 电导效应、光伏效 应、光电发射效应的 基本原理。了解光热 探测和光电发射器 件的基本原理。理解 光电导器件、光生伏 特器件的基本原理 和基本结构，并能够 分析和判断其性能。14讲授/案例分析/ 专题研讨/分组讨 论/分组实施项目3.4光电成像技术摄像管摄像器件的性能 参数；电荷耦合器件（教 学重点和难点）；CMOS 图像传感器；介绍我国华为等企业所 取得的成就，增进学生的 爱国主义情怀。重点

22、和难点：电荷耦合器 件、CMOS图像传感器掌握电荷耦合器件 CCD和CMOS图像传感 器的基本原理和基 础知识，分析和判断 CDD和CMOS图像传感 器的性能，及其在复 杂光电器件及系统 中的应用。能够搭酉己CCD和CMOS 的外围电路的组合， 能够应用CCD和CMOS 实现光电成像及图 像传感。4讲授/案例分析/ 专题研讨/分组讨 论/分组实施项目3. 5光存储技术光盘存储器的工作原理； 光盘存储技术发展 专题报告：通过阅读文 献，形成报告PPT讲解， 老师同学评委进行评价。 介绍光存储技术的历史， 增进学生对学科应用现 状的理解。重点和难点：光盘存储器 的工作原理掌握光盘存储器的 基本工作

23、原理，理解 各种光盘存储器的 基本特点与基本性 能，了解光盘存储器 的发展4PPT讲解/ 分组讨论/ 专题研讨/ 案例分析析复杂 光电器 件及系 统，进 而在逻 辑和功 能上对 其分解 成若干 个部 分。目标3： 学生运 用光电 子技术 的相关 专业知 识,根 据各部 分之间 的逻辑 关系及 功能， 能够进 行光电 器件及 系统的 设计。目标4. 学生根 据前期 的设 计，对 光电器 件及系 统的性 能进行 实验、 制作， 并能够 验证与 优化。目标5：3. 6平板显示技术液晶显示器；有机电致发光器件OLED； 等离子体显示器(PDP)； DLP投影显示；专题报告：通过阅读文献 形成报告PPT

24、讲解，老师 同学评委进行评价。介绍平板显示技术的巨 大成就，激发学生的奋斗 精神。重点和难点：液晶显示 器、OLED掌握信息显示的基 础知识，理解LCD、 OLED等各种显示技 术的基本概念与基 本原理和基本结构， 能够分析和判断各 种LCD、OLED等各 种显示器件的性能。4讲授/讨论/ 专题研讨/ 案例分析/分组实 施项目通过学 生分组 完成光 电器件 及系统 的设计 制作， 实现培 养学生 团队协 作能 力。学 生需要 在分 工、设 计、制 作、口 头和书 面报告 等环节 中相互 协调、 相互配 合。4四、光电项目的优化与解 题课下根据已学知识进行 优化；课上进行最后总结 报告。专题报告

25、：分析、设计与 制作、优化能力总结；团 队协作、沟通交流能力的 总结；学生延展成果的总 结；介绍光电团队在科研过 各中攻关精神，增进学生 努力学习提高光电素质 和团队意识。重点和难点：各项目的优 化与提升、项目过程中相 互协调、相互配合的方 法；以PPT报告的形式， 对项目内容进行全 面总结：1、基础知识的总结， 旨在“夯实基础”； 2、分析、设计与制 作、优化能力总结， 旨在“提升能力”； 3、团队协作、沟通 交流的总结，旨在 “提高素质”；4、鼓励学生形成较 高质量的学生延展 成果，鼓励学生参与 撰写论文及申报专 利,鼓励参加各级比 赛。旨在“成果产 出”。2讲授/ 分组讨论/上台讲 解/

26、 分组答辩 通过项目的实施， 让学生明白团队、 个人努力、基本知 识对创新创业的作 用，激发他们努力 学习。目标4. 学生根 据前期 的设 计，对 光电器 件及系 统的性 能进行 实验、 制作， 并能够 验证与 优化。目标5： 通过学5、形式上采用合格 的口头报告、PPT报 告、组内讨论等。生分组 完成光 电器件 及系统 的设计 制作， 实现培 养学生 团队协 作能 力。学 生需要 在分 工、设 计、制 作、口 头和书 面报告 等环节 中相互 协调、 相互配 合。5四、课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标 点）考核内容评价依据及成绩比例觥）成绩1匕例（%）作 业考试方案 设计 能力试验 研究

27、 能力团队 合作 能力注：各类考核评价的具体评分标准见附录：各类考核评分标准表1目标1：学生准确描述光电领域 中光电子技术的相关专业知识， 并且能够将其运用到后续的复 杂光电器件及系统的分析、设计 制作与优化。（支撑毕业要求指 标点 L 5、2. 3）1、以课后作业和考试的 形式，考察学生对“光源、 光辐射调制、光电探测、 光电成像、光电存储、光 电显示等技术的基本概 念与基本原理，以及光电 系统的基本组成”的理解 程度；030000要求：目标1为30分目标2：学生能够运用光电子技 术的相关基本概念、基本原理， 识别、判断和分析复杂光电器件 及系统，进而在逻辑和功能上对 其分解成若干个部分。（

28、支撑毕业要求指标点L 5、 2.3）2、以课后作业和考试的 形式，考察学生应用“光 电基础知识”分析“光电 器件与系统”的能力；530目标2为35分2目标3.学生运用光电子技术的 相关专业知识，根据各部分之间 的逻辑关系及功能，能够进行光 电器件及系统的设计。（支撑毕业要求指标点3.1）方案设计能力：以项目设 计任务完成的情况，考察 学生应用“光电基础知 识”设计“光电器件与系 统”的能力，能否正确制 定设计目标；001000103目标4.学生根据前期的设计， 对光电器件及系统的性能进行 实验、制作，并能够验证与优化。（支撑毕业要求指标点4.2）试验研究能力：以项目实 验与制作情况，以及项目

29、验证与优化情况，来考察 学生研究、验证和优化 “光电器件与系统”的能力；000150154目标5：通过学生分组完成光电 器件及系统的设计制作，实现培 养学生团队协作能力。学生需要 在分工、设计、制作、口头和书 面报告等环节中相互协调、相互 配合。（支撑毕业要求指标点 9. 1）团队合作能力：以学生分 组进行项目任务驱动的 情况，以及总结报告的完 成情况，来考察学生“团 队协作能力”的形成与 “有效沟通和交流能力”的提升；00001010合计560101510100五、教材及参考资料教材：光电子技术（第三版）M.安毓英，刘继芳，李庆辉编著，北京：电子工业出版 社，2011 ISBN： 97871

30、21131622参考书：1光电子技术梅遂生等，国防工业出版社，1999 ISBN： 7-118-02035-42光电子技术及其应用 石顺祥等，电子科技大学出版社，2000 ISBN：978-7-03-026567-83光电子技术基础彭江得，清华大学出版社，1988 ISBN： 7-302-00165-04光学传感与测量安毓英，曾小东，电子工业出版社，2001 ISBN： 7-5053-5833-25光电子技术张永林、狄红卫编著，高等教育出版社2012年第2版ISBN： 978-7-04-036482-86红外系统杨宜乐等，国防工业出版社，1995 CN : 15034. 3007六、教学条件由

31、于本课程是采用项目教学法，因此需要一些经费购买项目所需要的原材料、各种元器 件等，每年需要经费大约5000元左右。大纲执笔人：于洋审核人（专业负责人/系主任）：徐维制定时间：2022年8月21日附录：各类考核评分标准表作业评分标准教学目标要求评分标准权重90-10080-8960-790-59(%)目标1:学生准确描述 光电领域中光电子技能够十分准能够准确描能够较准确不能准确描术的相关专业知识，并确的描述光述光电子技描述光电子述光电子技且能够将其运用到后电子技术的术的基本概技术的基本术的基本概续的复杂光电器件及基本概念基念基本原理概念基本原念基本原理系统的分析、设计制作本原理等知等知识点存理等知识点等知识点存10与优化。识点理解无在少量非原存在一定错在大量错误。（支撑毕业要求指标 点 1.5）误。则性错误。误。