光電子專業應用型人才培養模式的探索

摘要針對目前高校光電子專業本科生科研能力比較薄弱這一問題，本文提出將科研實驗與本科培養聯系起來的改革思路和具體實施措施。本文提議利用教育改革來指導本科生參與科研和創業等實踐活動，還對如何培養大學生的創新精神、創新能力，提高學生的科研能力來推動實驗教學改革作了詳細的論述。

關鍵詞 LED 教學改革 科學研究

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Exploration on Photoelectron Talents Training Mode

ZHANG Mei， HE Xin， WANG Ping， WEN Jinxiu

(Applied Physics and Materials School， Wuyi University， Jiangmen， Guangdong 529020)

AbstractFor the problems of the research capacity of undergraduate studentsis weak， using the educational reform to guide the undergraduates to participate the research works is proposed. In the paper， how to educatet the students innovative ability so as to push the reform of experiment teaching to the higher level is discussed in detail.

Key wordsLED；reform； science research

隨著科技飛速發展，社會對人才素質要求不斷提高，如何培養大學生的創新精神、創新能力，提高學生的科研能力，是每個學校不容忽視的問題。我國的大中學生在教育上存在一個共同的問題：重書本知識，輕動手實驗， 明顯的表現就是擅長書面考試，動手實驗能力較弱。廣東省教育廳提出的“大學生創新實驗項目”資助本科生從低年級開始，參加一定的研究項目，是一項很好的教育改革思路。

近年來，我國光電子產業發展非常迅速，光電子技術是結合光學和電子學技術而發展起來的一門新技術，主要應用于信息領域，也用于能源和國防領域。已使用的光電子材料主要分為光學功能材料、激光材料、發光材料、光電信息傳輸材料、光電存儲材料、光電轉換材料、光電顯示材料和光電集成材料。廣東省的光電產業發展主要集中在LED、平板顯示和太陽能電池等重點領域，這些領域的快速發展離不開大量專業人才的培養。五邑大學應用物理與材料學院光電子專業就是順應這一趨勢而建立的，并且具有明確的專業培養目標：培養掌握光電子信息技術領域的專業知識和實驗技能，具有光電子材料與器件、光電檢測等技術領域的初步科學研究與技術開發能力的應用型人才，服務于地方。

江門市從事光電子行業的企業——LED技術的企業比較多，大約有200余家，這些企業對光電子專業的人才需求量非常大，但是很多企業甚至還沒有一名技術人員是光電子專業出身，這樣就限制了企業本身在行業技術領域的發展速度，使得企業難以在高端產品競爭中取得良好的效益。因此，作為江門市的最高學府，我們五邑大學如何去建設光電子專業，如何滿足企業的需求，培養從事LED行業的芯片制備、發光材料制備、封裝、驅動電路設計等領域的技術型人才，需要我們不斷地探索。

半導體白光LED產生白光的最常用的途徑為 “熒光轉換技術”，即使用發射綠-黃橙光的YAG: Ce3+類無機稀土熒光材料與發射藍光的InGaN半導體芯片封裝組成白光LED，熒光轉換技術具有操作簡單、成本低等優點。顯而易見，YAG類無機熒光材料是半導體白光LED器件的核心和關鍵材料，對白光LED的性能影響重大。日本日亞化學公司于1996年首先研制出以發黃光系列的釔鋁石榴石，熒光粉配合藍光LED得到高效率的白光光源。隨著白光LED應用范圍的擴大，伴隨著的是LED芯片功率的增大和封裝方式的改變，芯片結溫的增加，所以導致所用熒光粉的用量比例隨之增加，對熒光粉的發光效率及其穩定性等性能也提出了更高的要求。

在此基礎上，本文主要是提出以培養光電子專業本科生的科研能力為目的，研究包括：以上理論課的形式介紹行業背景以及相關理論知識，然后讓學生從事白光LED材料的合成、性能改進、發光材料性能表征、封裝功率型LED，電路設計、組裝燈具以及燈具參數測試這整個流程的工作，理論課和實驗交替進行，從理論和實踐上讓學生對白光LED的制造過程有深刻的認識和了解，激發學生的科研興趣，并在此過程中培養一定的專業技術能力，為以后從事這一行業的工作打下良好的基礎。本著為地方經濟建設培養應用型人才的辦學指導思想和“重基礎，厚實踐，有特色”的專業建設理念，我們主要從以下兩個方面進行研究：

（1）理論課程設置： 給學生介紹白光LED、稀土發光材料合成、稀土發光材料在白光LED中的應用、LED封裝、電路、光路設計等原理性內容，以及文獻和專利檢索方法，分別由不同專業方向的老師完成教學內容，并和實驗過程交替進行，做到學以致用，理論和實踐相結合。

（2）相關實驗安排： 白光LED的課題內容涉及廣泛，需要學生合作完成。整個過程從查文獻、實驗設計到實驗實施都由學生自主完成，老師從旁指導。這樣就讓學生對白光LED從稀土發光材料的合成、表征到封裝白光LED，組裝燈具這一過程都非常熟悉，而且這種真實的科研過程讓學生對此專業方向產生極大的興趣，學生們從事科研探索的熱情被充分調動起來。在教學過程中，讓學生自主設計實驗，充分利用應用應用物理與材料學院和測試中心的合成設備和分析儀器，并到學院相關的產學研基地實習，做到真正產學研相結合。

在學校課外科技活動小組和廣東省教育廳提出的“大學生創新實驗項目”的資助下，王平和溫錦繡等幾位同學開始從事白光LED用稀土熒光材料的合成、表征以及應用等方面的工作。首先是用高溫固相法合成白光LED用的鋁酸鹽和硅酸鹽類熒光粉，利用X-射線粉末衍射（XRD)和熒光光譜(FL)進行表征，優化熒光粉的合成條件，并將熒光粉GaN芯片封裝成LED，進一步研究它們在LED中的應用效果。最后，還設計成“太陽能-市電聯合驅動長余輝LED智能燈”，利用太陽能和綠色照明LED的優勢，以及長余輝稀土發光材料輔助指示照明，首次將三種節能、環保資源（太陽能、LED、長余輝）結合到一起，并且加入時控和光控電路，實現分時段切換供電能源供不同功率LED的智能照明，達到節能減排的目的，此作品結合太陽能和LED燈的優勢，以及可循環使用的長余輝發光材料，可以在多種場合提供不同需求的照明。

由于同學的努力工作，以溫錦繡為第一作者的工作“太陽能-市電聯合驅動長余輝LED智能燈設計”獲得第三屆大學生節能減排社會實踐與科技三等獎。以王平為第一作者的論文“稀土Eu2+、Dy3+摻雜的硅酸鹽熒光粉的研制及其在白光LED中的應用”被我校選為2011年廣東省大學生“挑戰杯”競賽參賽項目，并獲得三等獎。通過指導本科生參加科研工作，我們也更深入地認識到科研需要創新。創新也是一個大學的生命力和活力， 不斷涌現創新性的思想和成果，反映了一個學校的教學和科研的水平。因此，讓學生們能夠經歷這種努力，對于他們的學習、將來的成長和工作是有好處的，從一定意義上講是必需的。在科技日新月異的現代社會，應該為本科生創造更多的實踐機會，最大程度上激發他們的興趣參加一定的科研工作，培養和提高他們的創新能力。

參考文獻

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[2]徐敘瑢，蘇勉曾.發光學與發光材料.北京:化學工業出版社，2004.