《光电专业综合设计》课程教学大纲

《光电专业综合设计》教学大纲一、课程基本信息课程名称光电专业综合设计ComprehensiveDesignofOptoelectronicsInformationScienceandEngineering课程编码SCC621011020开课院部理学院课程团队光电专业综合设计学分2.0课内学时2周讲授0实验0上机0实践2周课外学时0适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程应用光学、光学系统设计、物理光学、微机检测技术与系统、信息光学、激光原理与技术、光电检测技术课程简介（必修）《光电专业综合设计》是光电信息科学与工程专业主干课程全部修完后进行的一个重要的综合性实践教学环节，在教师指导下由学生独立完成。本课程要求学生综合运用光学、电学、计算机和机械方面的专业知识，在电子电路、光纤通信、激光技术、半导体物理等领域结合科研、生产实际进行创造性、综合性设计。通过本课程的学习，从理论联系实际的角度使学生掌握光电器件、光电系统设计的思路、方法和步骤，培养学生综合运用所学专业知识分析、解决实际工程问题的能力，训练和提高学生进行设计的基本技能，培育学生的科研素养、工程意识和创新精神，加强学生对社会、健康、安全及环境的责任感，为学生将来成为光电方面的管理、开发和设计的高素质人才打下必要的基础。"ComprehensivedesignofOptoelectronicsinformationscienceandengineering"isanimportantcomprehensivepracticalteachingstepafterthecompletionofthemaincourses,whichiscompletedindependentlybystudentsundertheguidanceofteachers.Thiscourserequiresstudentstocomprehensivelyapplytheknowledgeofoptics,electricity,computerandmachinery,andcombinescientificresearchandproductionpracticetocompletecomprehensivedesigninthefieldsofelectroniccircuit,opticalfibercommunication,lasertechnologyandsemiconductorphysics.Throughthestudyofthiscourse,fromtheperspectiveofintegratingtheorywithpractice,studentscanmastertheideas,methodsandstepsofdesigningphotoelectricdevicesandphotoelectricsystems.Thiscoursecultivatesstudentstocomprehensivelyapplytheprofessionalknowledgetheyhavelearnedtoanalyzeandsolvepracticalengineeringproblems,trainsandimprovesstudents'basicskillsindesign.Thiscoursecultivatesstudents'scientificresearchliteracy,engineeringconsciousnessandinnovativespirit,andstrengthensstudents'senseofresponsibilityforsociety,health,safetyandenvironment.Alsolaysthenecessaryfoundationforstudentstobecomehigh-qualitytalentsinthemanagement,developmentanddesigninthefuture.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握满足特定需求的光电材料、光电器件和光电系统的设计思路、方法和步骤，并对设计方案进行优化，体现创新意识。是3.32M2目标2：能够选择恰当的编程语言，如MATLAB语言、C语言，或专用的光电软件如Zemax、Comsol等，对光电材料、器件、系统设计过程中的相应问题进行模拟和预测，并能分析其局限性。是5.33M3目标3：能够从环境和可持续发展的角度讨论光电材料、光电器件、光电系统在制作、生产和使用过程中的可持续性，评价其可能对人类和环境造成的损害和隐患。是7.24M4目标4：能够就光电材料、光电器件和光电系统设计过程中的相关问题，用图表、流程图、设计报告、说明书等形式，面对同行和社会公众进行陈述、交流和答辩。是10.15M5目标5：能在光电材料、器件、系统的设计方案决策和实施过程中，能运用工程管理原理和经济决策方法。是11.36M6目标6：具备关注和学习相关科技前沿新技术、新方法的意识。是12.112.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1模块一光源与照明系统设计模块固体激光光源腔型及腔镜镀膜设计，LED照明系统设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////2模块二光电显示模块投影显示系统设计，OLED显示系统设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////3模块三光纤器件与光纤通信系统模块光纤传感器设计，光纤水听器设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////4模块四光电图像处理及应用模块数字全息成像系统设计，激光光束质量因子测量系统设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////5模块五新型光电材料及器件设计模块新型半导体材料设计，光子晶体、表面等离激元设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////6模块六光束传输与控制模块空间光调制器产生涡旋光束设计，空间光调制器控制光偏振态设计M1,M2,M3,M4,M5,M6////7阶段一调查研究阶段针对课题要求进行调查研究，收集相关资料，阅读文献。M1,M61天///8阶段二设计与研究阶段该阶段课程的主体，在该阶段应完成全部设计，包括通过实验、理论计算等方式取得必须的研究数据，满足课题要求。M1,M2,M3,M4,M5,M610天///9阶段三撰写研究报告阶段 在该阶段学生综合利用所学知识和有关资料对设计或研究工作进行分析、归纳总结，形成设计说明书或研究论文。M1,M2,M3,M5,M62天///10阶段四答辩阶段答辩是对学生完成任务情况进行考核的一个重要手段。通过答辩考查学生对所做研究理解的深度和广度，考查学生的思维能力和表达能力。M3,M4,M5,M61天///四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1设计方案1.对每一个项目，给定设计目的及设计要求。2.针对给定的设计任务，通过调研资料等途径，提出一个或多个完整的设计方案，有详细的设计思路、执行流程以及实现步骤等必要内容。3.设计过程中能够综合考虑资源、材料、人力、资金等要素，同时认识到该方案对人类和环境造成的损害和隐患。4.依据方案的完整性、可实施性、创新性等进行评分。25%2方案实现1.运用恰当的编程语言，如MATLAB语言、C语言进行程序开发。2.或运用专用的光电软件如Zemax和Comsol等，进行软件设计和仿真。3.针对特定的项目进行实物制作或具体实验实现。4.依据方案实现的过程、效果及完整性进行评分。25%3报告撰写1.项目完成之后撰写一份文字性总结，形式包括研究报告、说明书、科技论文等。2.依据报告内容及规范程度评分。30%4交流答辩1.对总体方案制作PPT进行陈述、交流和答辩。2.依据答辩表述是否流利、思路是否清晰、回答问题是否准确等进行评分。20%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1设计方案80%A-依据给定的设计任务，能够综合各方面因素提出两个及以上的研究方案，有详细的设计思路、执行流程、实现步骤、资金预算等必要内容，且具有一定创新性。B-依据给定的设计任务，能够提出一个研究方案，有较为详细的设计思路、执行流程、实现步骤、资金预算等必要内容。C-依据给定的设计任务，能够提出一个基本的研究方案框架，但是不够详细。D-提出的研究方案不可行或无法达到设计目标、无法完成设计任务。2M1报告撰写10%A-报告内容非常完整，格式十分规范，能够对不同方案达到的设计结果进行评价，同时考虑环境、材料、成本等因素对不同方案进行决策。B-报告内容基本完整，格式基本规范。C-报告内容不完整，格式不规范。3M1交流答辩10%A-答辩过程中表述十分流利、思路十分清晰、回答问题非常准确。B-答辩过程中较为流利、思路较为清晰、回答问题较为准确。C-答辩过程中表述不流利、思路混乱、不能准确回答问题。4M2方案实现80%A-程序编写完善、简洁，软件设计及仿真结果非常理想，对特定的项目能够完成实物制作或者搭建实验实现，效果良好。B-能够完成基本的程序实现、软件设计及仿真，结果较为完整。C-能够利用程序实现、软件设计及仿真等形式完成部分设计任务。D-实验操作过程中发生安全事故。5M2报告撰写10%A-报告内容非常完整，格式十分规范，能够对不同方案达到的设计结果进行评价，同时考虑环境、材料、成本等因素对不同方案进行决策。B-报告内容基本完整，格式基本规范。C-报告内容不完整，格式不规范。6M2交流答辩10%A-答辩过程中表述十分流利、思路十分清晰、回答问题非常准确。B-答辩过程中较为流利、思路较为清晰、回答问题较为准确。C-答辩过程中表述不流利、思路混乱、不能准确回答问题。7M3报告撰写60%A-报告内容非常完整，格式十分规范，能够对不同方案达到的设计结果进行评价，同时考虑环境、材料、成本等因素对不同方案进行决策。B-报告内容基本完整，格式基本规范。C-报告内容不完整，格式不规范。8M3交流答辩40%A-答辩过程中表述十分流利、思路十分清晰、回答问题非常准确。B-答辩过程中较为流利、思路较为清晰、回答问题较为准确。C-答辩过程中表述不流利、思路混乱、不能准确回答问题。9M4报告撰写50%A-报告内容非常完整，格式十分规范，能够对不同方案达到的设计结果进行评价，同时考虑环境、材料、成本等因素对不同方案进行决策。B-报告内容基本完整，格式基本规范。C-报告内容不完整，格式不规范。10M4交流答辩50%A-答辩过程中表述十分流利、思路十分清晰、回答问题非常准确。B-答辩过程中较为流利、思路较为清晰、回答问题较为准确。C-答辩过程中表述不流利、思路混乱、不能准确回答问题。11M5报告撰写60%A-报告内容非常完整，格式十分规范，能够对不同方案达到的设计结果进行评价，同时考虑环境、材料、成本等因素对不同方案进行决策。B-报告内容基本完整，格式基本规范。C-报告内容不完整，格式不规范。12M5交流答辩40%A-答辩过程中表述十分流利、思路十分清晰、回答问题非常准确。B-答辩过程中较为流利、思路较为清晰、回答问题较为