发布时间：2023-03-07 15:04:59
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的光电信息技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：光电传感器，光电检控技术，应用
0.引言
随着科学技术的迅猛发展和信息时代的到来，作为现代信息技术三大支柱技术之一的传感器技术，已然成为监测和控制领域获取物理信息的重要手段，在国民经济建设中占据着极其重要的地位。比如，在工农业生产领域，工厂的自动流水生产线，全自动加工设备，许多智能化的检测仪器设备，都大量地采用了各种各样的传感器；在矿产资源、海洋开发、生命科学、生物工程等领域传感器的应用也是无处不在。可以说，没有传感器这个载体，任何先进的科学技术要实现这样那样的功能是不可能的。
1.光电传感器及测控技术简介
1.1基本概念
光电传感器是以光电效应为基础，是一种将光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。论文参考网。光电传感器是在各种光电检测系统中采用光电元件作为检测元件的传感器，它一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。其中，模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系，主要包括有透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻档)三大类型；脉冲(开关)式光电传感器中，光电元件接收的光信号是断续变化的，因此光电元件处于开关工作状态，它输出的光电流通常只有两种稳定状态的脉冲形式的信号，多用于光电计数和光电式转速测量等场合。
光电检测技术：是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转化成光通量，再转化成电量，并综合利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量。它具有高精度、高速度、远距离和大量程、非接触式检测、寿命长、数字化和智能化的特点。
1.2光电传感器工作原理
主要是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，其物理基础是光电效应。它是由于物体吸收到光子能量后产生的电效应，通常把光电效应分为三类：
1.2.1外光电效应
在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于该效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
1.2.2内光电效应
在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应，又称光电导效应。基于该效应的光电器件有光敏电阻、光敏晶体管等。
1.2.3半导体光生伏特效应
在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称为半导体光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。
1.3光电传感器特点
1.3.1 检测距离长。
1.3.2 对检测物体的限制少
由于以检测物体的遮光和反射为检测原理，所以都可以对金属、玻璃、塑料、液体等几乎所有物体进行检测。
1.3.3 响应时间短
光本身为高速，并且传感器的电路全都由电子零件构成，所以不包含机械工作时间，响应时间短。
1.3.4 分辨率高
能够通过高级设计技术使投光光束集中在小光点上，或通过构成特殊的受光光学系统来实现高分辨率，也可进行微小物体检测和高精度的位置检测。
1.3.5可实现非接触的检测
可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对传感器和检测物体造成损伤，因此，传感器能长期使用。
1.3.6可实现颜色辨别
通过检测物体形成的光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这个特性，可对检测物体进行颜色的检测。
1.3.7便于调整
在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
2.光电传感器的研究应用
光电传感器可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。论文参考网。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。本文就光电传感器最常见的应用实例来进一步说明。
2.1 在烟尘浊度监测仪上的应用
防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。
2.2 光电池在光电检测和自动控制方面的应用
光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。
2.3 CCD图像传感器（电荷耦合器件）的应用
CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合，应用了光、机、电和计算机相结合的高新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法，CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定位和自动调焦等方面。
2.3.1 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测量工件的尺寸或缺陷。
2.3.2 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用。论文参考网。
2.3.3 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视装置、指纹机。
2.3.4 CCD固态图像传感器作为摄像机或像敏器件，取代摄像装置的光学扫描系统（电子束扫描），与其它摄像器件相比，尺寸小、价廉、工作电压低、功耗小，且不需要高压。
2.3.5 M2A摄影胶囊（Mouthanus）,由发光二极管做光源，CCD做摄像机，每秒钟两次快门，信号发射到存储器，存储器取下后接入计算机将图像进行下载。
2.3.6 CCD是数码相机的电子眼，它革新了摄影术，现在光可以被电子化地记录下来，取代了胶片。这一数字形式极大地方便了对图像的处理和发送，”诺贝尔奖评选委员会称赞说，“无论是我们大海中深邃之地，还是宇宙中的遥远之处，它都能给我们带来水晶般清晰的影像。”
2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予华人科学家高锟以及两名美国科学家韦拉德-博伊尔(Willard Boyle)和乔治-史密斯(George Smith)，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。高锟的获奖理由为——“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”。两位美国科学家的获奖理由为——“发明了一种成像半导体电路，即CCD(电荷耦合器件)传感器”。
3.结束语
光电传感器及检控技术两者间的有效结合，提高了工农业领域、军用器械等等领域的生产率，降低了生产成本。可以预见，随着信息技术和自动化技术的快速发展，光电传感器、微/ 纳米光电测控技术等在国民经济建设中将继续得到越来越广泛的应用。
【参考文献】
[1] 彭军.传感器与检测技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003.
[2] 谢向花.光电传感器检测技术研究.中国科技信息,2005 年第7 期.
[3] 钟丽云.光电检测技术的发展及应用.激光杂志,2000年03期.
论文摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。
如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。
1世界光电子技术和产业的发展
光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。
Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。
2我国的光电子技术和产业
近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。
掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。
但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。
关键词：光纤通信；理论教学；实验教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0167-03
当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的，若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展，当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此，要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师，除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识，比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。
一、光纤通信技术简介
1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器[1]，给光通信带来了新的希望。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出现，并投入实际应用。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
1966年，英籍华裔学者高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中，光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。
由于在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4]，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。综上所述，可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5]，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
二、光纤通信课程教学研究
（一）光纤通信课程的理论教学
电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容，它们分别是：第一部分，光纤技术的基础；第二部分，光纤通信器件技术基础；第三部分，光纤通信系统和网络；第四部分，光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进，逐渐深入。理论学时总共32学时。
第一部分，光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识，比如：电信技术的发展，光通信的必要性及技术基础，光纤通信技术的历史、现状与未来。此处，可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程，并附带介绍微波通信的发展里程，然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点，让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象，重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中，光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性，这是该部分的重点知识。总之，笔者认为，第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的，不宜讲得深奥，而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理，使学生易于接受，才能提高学生对这门课程的兴趣，从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。
第二部分，光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件，这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件，学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括：基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等；光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等；光纤放大器的内容包括：掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括：普通的半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器（OSA）、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件，讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等，应结合动画或者视频讲解，甚至如果有条件的话，可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解，比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。
第三部分，光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分，包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中，光纤传输系统的内容包含：光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含：通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统（PDH）、同步数字系统（SDH）、异步传输模式（ATM）、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含：通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术（WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术）、无源光网络（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光传送网（G.709OTN）、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术，讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等，应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解，PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。
第四部分，光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器，在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备，是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括：光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计（OTDR）的使用；光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中，重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。
（二）光纤通信课程的实验教学
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计，因此，笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而，笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时，理论教学学时为32学时，7个实验的教学学时为16学r。
根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验，认为具体的实验课程设置如下。
1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理，熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。
2.光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法，学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。
3.光波分复用（WDM）系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。
4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图，并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理；学习通过数字示波器调试、观测眼图；掌握判别眼图质量的指标；熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。
5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程，了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理；了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。
6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数；利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统；了解光环行器的工作原理和主要功能；了解光环行器性能参数的测试原理；了解光纤光栅的光谱特性；学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。
7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数；利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。
通过以上实验课程，能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识，而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性，为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。
三、结束语
光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位，电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言，除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外，了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析，讨论了该门课程与该专业的内在联系，分析其重要性，并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验，提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。
参考文献：
[1]高D.激光技术应用现状与分析[J].物理通报，2007，（11）：50-52.
[2]龙泉.光通信发展的回顾与展望电信网技术[J].2008，（2）：30-32.
[3]曲鹏.光纤通信技术的应用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.
关键词：第一课堂；第二课堂；创新和创业；人才培养
作者简介：田（1976-），男，湖南益阳人，湖南理工学院物理与电子学院，副教授；周峰（1986-），男，湖南常德人，湖南理工学院物理与电子学院，助教。（湖南 岳阳 414006）
基金项目：本文系湖南理工学院教学改革研究项目（项目编号：2012B06）的研究成果。
中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0038-02
2010年《教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》中指出大学生是最具创新、创业潜力的群体之一。[1]在高等学校开展创新创业教育，积极鼓励高校学生自主创业，是教育系统深入学习实践科学发展观、服务于创新型国家建设的重大战略举措；是深化高等教育教学改革、培养学生创新精神和实践能力的重要途径；是落实以创业带动就业、促进高校毕业生充分就业的重要措施。[2]
高校作为人才培养和科学研究的基地，担负着培养创新意识和创新人才的重任。长期以来，主要是通过课堂传授与被动吸收知识、通过固定实验的模仿与验证来锻炼实践能力，因此对学生和教师的创新意识没有起到最大的激发与促进作用。[2，3]高校作为学校教育和社会工作之间的纽带，“学而优则仕”的观念已经不适应现在的大学生。2013年我国大学毕业生达到700万人，受国内经济形势和市场需求等因素的影响，就业形势越来越严峻。如何培养学生的创新创业意识，锻炼学生的创新和创业能力应成为大学越来越重要的任务之一。[4，5]
“两堂”结合是将第一课堂和第二课堂结合，学生在第一课堂中获得的丰富的基础知识通过第二课堂的延伸和补充使之得到升华，来实现学生“双创”能力的全面提升。[6-8]本文结合在电子科学与技术专业和光电信息科学与工程专业在人才培养上的一些实践对“两堂”结合下的“双创”人才培养模式进行了初步探讨。
一、创新和创业教育的相关性
近十年，各高校除了对大学生创新能力的培养外，如何提高他们的创业能力也越来越受到各高校的重视。清华大学、南开大学、浙江大学等著名高校都相继成立创业研究中心，研究创业理论和实践，培养创业精神和创业意识。创新是一个从新思想的产生到新知识、新技术、新产品或服务的发现、发明和设计制作的过程。创业是一个发现和捕捉机会并由此创造新产品或服务和实现其潜在价值的过程。创新注重价值发现，创业注重价值实现。[9]创业与创新有着必然的联系，创新是创业活动的前提和基础，是创业活动最核心的要素和最本质的特征，是创业的灵魂和关键，也是创业可持续性的保障。创业基于创新，创业推进创新。端正“双创”教育观念，就是要认识创新教育与创业教育是一个辨证统一体，两者相互融合、相辅相成、相互促进、相互制约。
1.创新是创业活动的前提和基础
创业者所从事的各项创业实践活动都属于创业范畴，这些活动建立在创新的基础之上，只有通过认真、扎实学习创业实践活动中所需的各项知识，并积极主动、充分调动知识储备，将知识转化为创新意识，服务于创业活动，创业才会取得相应的成果。没有新的技术、制度、管理等创新活动，创业活动很难产生较好的经济效益，创业也就是“昙花一现”。创业需要高潜质的创新，任何不是基于创新基础的“创业”都不是真正意义上的“创业”。
2.创业推动和促进创新活动
创新的一个重要目的就是使创新成果走向社会、走向实践，通过创业实践活动来检验创新成果。创业作为检验创新成果的方法之一，创新成果的正确、优劣与否都可以通过创业活动体现，反之，创业实践活动中体现出来的问题又推动和促进了创新活动，使创新成果更趋于合理和成熟。当然，并不是所有的创新活动都适合创业，创新也不一定导致必然的创业活动，同时创业活动也不等于创新，没有创新的创业也就不会推动创新。
二、“两堂”结合下的“双创”人才培养
“两堂”结合是将第一课堂和第二课堂结合。第一课堂主要是学生在以专业为主的教学计划课程之内的一切教学活动，即课堂教学的所有活动；第二课堂是指相对于第一课堂而言的具有素质教育内涵的学习实践活动，即学生在规定的教学计划课程之外自愿参加、有组织地进行的各类活动。第二课堂的内容主要包括科技创新类、培训讲座类、竞赛类、实践类、社团类等。“两堂”结合下的“双创”人才培养是第一课堂获得的丰富的基础知识通过第二课堂的延伸和补充使之得到升华，最终实现学生创新创业能力的全面提升。培养具有创新和创业意识与能力的大学生，需要第一课堂和第二课堂紧密结合。
1.优化第一课堂教学，强化实践教学，培养创新能力
针对第一课堂教学中的必修和选修理论课程，遵从“厚基础、宽方向”方针，精选本专业最重要的基础课程作为核心基础课程。在核心基础课程的授课上挑选具有丰富教学经验的高职称、高学历教师担任教学，在核心基础课程在学分和课时的安排上多次组织相关教师讨论，以充分保证教学质量的要求。在专业基础课程教学上，教学内容严格精选，力求教学内容跟上科技发展的步伐、反映最新技术的前沿，同时避免多门课程中教学内容的重复。
强化第一课堂的实践教学环节，采取“步步推进、环环相扣”的实验教学模式来加强学生实践技能培养。所谓“步步推进、环环相扣”，是指对整个大学四年的实践教学通过分阶段训练，不同阶段中不同的实验内容之间相互衔接，逐步实现由基础到专业、由验证到综合设计、由单一课程到多课程联合的实践培养目标。比如大学第一年和大学第二年通过基础实验、基本技能实验和工艺实训对学生进行基本技能的培训。在大学第三年，实践教学主要以实践综合设计为主。如：光电信息科学与工程专业在大学第五学期进行电子技术综合设计，该课程主要是让学生通过综合利用模拟电子线路、数字电子线路和单片机等知识设计制作智能型的电子产品；在大学第六学期进行光电信息技术综合设计，该课程主要是让学生通过综合利用光电技术、激光技术、光学技术等知识设计制作光电信息类产品。大四阶段通过去企业实习，了解企业产品生产和管理，而后再通过毕业设计的综合训练对实践技能进一步巩固和提升。在实践教学中，除了突出创新外，还和实际产品紧密结合，两个综合设计都是制作与专业知识直接联系的相关产品，同时实践制作和理论模拟相结合，通过相关的软件对电子和光电的综合设计进行仿真以提高产品性能。
2.加强第二课堂和第一课堂的衔接，培养创业意识
“两堂”的结合首先是模糊第一课堂和第二课堂教学内容，将原来是第二课堂的部分内容引入第一课堂。如对一些最新理论和先进技术及其进展等相关知识，许多高校特别是一些教学型高校没有明确的培养要求，多是通过讲座、社团、培训等活动对部分同学进行训练。或者是部分教师在相关课程中，结合教学内容给学生进行简单介绍。其缺陷：一是讲授效果与教师的研究方向和能力紧密相关；二是学生的收益面较少；三是讲授内容分散于各课程中。结合教师的科学研究方向和兴趣，以课程的形式通过讲座给学生开设，这样学生能系统地感受到相关方向的研究热点和进展。在创业训练中，通过加强校企联合、举办创业大赛、邀请企业家来校进行创业和就业指导、鼓励学生自主创业、提供相关创业技能和考证服务等措施培养学生的创业精神和创业意识。
3.改变“双创”人才培养考核评价
在两堂结合的“双创”人才培养模式下，培养人才的考核方式和评价体系需要相应调整。从两方面来改变“双创”人才培养考核评价。
（1）考核方式多样化。通过对第一课堂和第二课堂课程的考核方式进行改革，实现考核方式多样化。核心基础课程通过考试进行考核，专业课程通过考试和考查相结合的方式考核。在考查中，不同课程的考核方式不同，如专业技术性强的课程采取设计、仿真和实物制作等方式来代替考试；对于研究性课程采用主题综述论文、分组答辩的形式进行考核。
（2）评价体系多元化。对于“双创”学生，要对不同的成绩赋予不同的权重，对不同第一课堂课程成绩和第二课堂课程成绩同样赋予不同的权重。同时还要加强对教师的考核，以充分调动教师的积极性和创造性，为“双创”人才培养服务。
第一课堂和第二课堂结合，并在“两堂”之中融合创新和创业教育，将学生的知识获取和能力培养结合起来，有助于改变学生培养与社会需求的不匹配、学生的知识和能力不匹配等一些高等教育的现状，也必将进一步增强大学的社会责任感和使命感。
参考文献：
[1]李家华,卢旭东.把创新创业教育融入高校人才培养体系[J].中国高等教育,2010,(12):9-11.
[2]郑春龙,邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究,2007,(4):85-86
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【关键词】 电子数据通信 网络资源管理 应用分析
随着数据通信企业的快速发展，网络规模的不断扩大，传统的人工管理方法和手段也远远的不能满足现有模式的管理和发展的需要，所以，为了实现科学规范的现代化管理数据，通信网络资源管理系统的使用也越来越受到人们的重视。不过从我国现今的数据通信网络资源管理系统中看，还存在着一定的不足之处，因此，我们也要在实践的过程中，不断地对其进行完善和改进，从而实现数据通信网络资源管理系统的高效化、科学化管理模式 。
一、数据通信网络资源管理系统的相关技术及理论分析
1、相关的数据通信网络资源管理理论。数据通信网络资源管理系统就是在信息网络资源管理的角度去分析，以自身实际的发展条件为依据，从而对整个社会中的数据通信网络资源进行信息整合处理，使数据通信网络资源的信息能够正常的传输，并安全可靠。而在我国数据通信网络资源管理的发展过程中，企业也可以通过网络资源管理系统对数据通信中存在的基础信息数据处理进行有效的控制，从而保证数据通信企业的服务质量，进而有利于数据通信企业的稳定健康发展。因为，目前数据通信技术的网络资源管理还没有明确的系统管理要求，所以，在不同的国家和地区，对其的认识和理解的程度也不相同。因此，这也就成为数据通信网络资源管理系统中的阻碍。
2、数据通信网络资源管理系统的相关技术。随着社会经济的不断发展，我国的科学研究水平也在不断提高，数据通信网络资源管理系统也在不断更新。其中，通信资源管理系统的主体框架就包括：网络文件服务器，主机终端模式，网络客户服务端等。这些不同的应用模式在实际的操作使用中都与企业中的数据通信网络资源进行系统数据信息整合，并与系统中正常运行的数据有十分紧密的联系。所以，在使用数据通信网络资源管理系统时，一定要严格要求其使用性能，并合理选择ASP、NET技术与MS、SQL、SERVER技术。
二、数据通信网络资源管理系统设计
1、数据通信网络资源管理系统的结构设计分析。目前，我国的数据通信网络资源管理包括三大类数据通信专网：固定语音通信、宽带互联网通信技术、数据专线等，而网络资源的拓扑结构也为星形拓扑结构。它的核心设计理念就是负责企业设备的数据信息交换，汇聚层设备转发及管理接入层设备数据信息，路由器，接入层设备与传输资源系统为客户端设备与汇聚机房设备中的数据进行通信控制。而从整体数据的信息网络中分析，通信网资源管理的系统结构就包括：数据通信设备和相关的信息传输设备，而通信设备中的光电缆类资源则包括：电信号的传输设备，连接光电缆的系统设备。并且，数据通信资源管理系统的设计也可分为三个模块，包括：传输数据资源管理模块、数据信息管理模块和客户端资源管理模块，并且，在数据通信网络资源管理中，它的使用可在现实工作中实现网络机房数据设备资源与设备连接情况的管理，从而有效的降低数据通信网络资源管理系统的管理难度，提高工作人员的管理效率。
2、数据通信网络资源管理系统结构设计的理念。数据通信网络资源管理的设计结构有一独立的形式为概念理论结构设计。它是数据库中DBMS的独立支持系统，它可以认为是网络世界与现实世界发展的媒介，它可以充分的反应现实世界的环境，包括：信息实体与信息实体之间的联系性。同时，这种联系性也有利于数据信息向网络资源信息的模型转变，如：其中的网状、层次、关系等。这种概念性的设计在使用的过程中，方便用户理解，方便与不熟悉电脑网络应用的客户进行意见的交换，从而使更多的数据通信网络用户参与到资源管理系统当中，有效地提高其使用的效率。
3、数据通信资源的逻辑管理设计。数据通信网络资源的设备主要包括：ERP编码器、设备的名称、型号、生产地、软硬件的编码、设备的配置信息、入网时间、机房的编码号等。数据通信网络设备的端口信息包括：端口的编码、名称、ERP的编码及类型。还有传输设备的端口信息包括：传输端口的名称、编码、所属设备的ERP编码及类型等。
结语：总之，我国目前的数据通信网络资源管理系统在发展中势头良好，有利于企业对其数据信息的管理与应用。并且，在使用的过程中，还有利于对数据通信信息的采集与处理，从而达到数据通信网络资源信息共享的效果。虽然，在使用的过程中还存在不足，但是，在实践的过程中，我们依然对其不断完善，从而使其在使用的过程中，更加的稳定，创新能力更强。
参 考 文 献
[1]张伟斌，姜宏伟.建设完善的网络资源管理系统的探讨[J].通信管理与技术.2010年02期
信息、生物、新材料三大前沿领域
信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域，它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中，我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术，原始创新能力明显不足。
从更宽的视野来看，不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上，整个中国科技正面临着前所未有的发展压力：对外要适应国际科技竞争的紧迫形势，对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱，已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。
面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将，科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注，在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中，“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。
带着这个共识，再来看中国科技发展面临的“压力”，在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年，中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些？有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口？
下一代移动通信技术
移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月，全球（蜂窝）移动通信用户总数已达17亿以上，超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年，移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡，当前正处于由其巅峰状态向第三代（3G）移动通信技术过渡的进程中。
目前，世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。
——3G移动通信：国际电信联盟（ITU－T）批准为3G的三大标准分别是欧洲的WCDMA，美国高通公司的CDMA2000和中国大唐电信的TD－SCDMA。3G已在全球30多个国家开始商用。
——增强型3G（Enhanced3G）：为了克服3G技术不能很好支持流媒体等业务的不足，国际电信联盟已在制定增强型3G技术标准。专家预测，增强型3G技术将进入商用。
——4G（或Beyond3G）：下一代移动通信即所谓超3G（以下统称Beyond3G）技术的研究是国际上的热点。Beyond3G具有更高的速率与更好的频谱利用率。欧盟、日本、韩国等国家已开始4G框架的研究，预期Beyond3G技术可望在2010年后开始商用。
中国移动用户总数已达3.34亿，居世界第一，总体技术水平与国际同步，处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3G移动通信技术已经具备了实现产业化的能力，我国大唐电信2000年5月提出的TD－SCDMA标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外，在国家“863”计划的支持下，开展了Beyond3G技术的研究，预期该技术可望在2010年后开始商用。
Beyond3G技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。德尔菲专家调查统计结果显示，我国研发水平比领先国家落后5年左右，通过自主开发或联合开发，在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司，在第三代移动通信设备（3G）等研发方面紧跟国际前沿，打破了国外公司对高技术通信设备的垄断，开始参与国际通信标准的制定，开发具有自主知识产权的核心技术，具备了参与国际竞争的能力，具备实现技术和产业跨越式发展的契机。
中国下一代网络体系
下一代网络（NGN）泛指以IP为核心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。
世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门（ITU－T）、欧洲电信标准化协会（ETSI）、互联网工程任务组（IETF）、第三代伙伴组织计划（3GPP）等，都在致力于下一代网络体系的研究。目前，美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划，全面开展各项核心技术的研究和开发。
我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间，863计划建成了“中国高速信息示范网”（CAINONET）、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网NSFCNET”等重大项目，目前已开始基于NGN的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的NGN解决方案；在下一代互联网研究上，中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机，可应用于国家骨干IP网络建设，以及大中型宽带IP城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制ASIC芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。
下一代网络技术对促进我国高新技术的发展，以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用，对国家安全至关重要。从总体上看，我国互联网技术跟随国外发展，在技术选择上缺乏系统研究，走过一些弯路，至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼，应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样，技术、标准都是外国的，给国家安全造成隐患。
纳米级芯片技术
当前，集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”，即其集成度和产品性能每18个月增加一倍，按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。
自上世纪90年代以来，全球集成电路制造技术升级换代速度加快。当前国际上CMOS集成电路大规模生产的主流技术是130nm，英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年，美国AMD公司已开始量产90nm的高性能芯片，国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级，考虑到扩大生产规模和降低成本，大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片，这也必将带来半导体设备的大量更新。
近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起，使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小，但整体水平仍与先进国家相差2～3代。目前，我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种，主流设计水平达到180nm，130nm技术正在开发中，90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看，我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在CPU研发方面所取得的新进展，标志着我国集成电路设计具有较强能力，与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域，IC卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20％左右。
世界第一颗0.13微米工艺TD－SCDMA3G手机核心芯片10月9日在重庆问世
今后的IC是纳米制造技术的时代，而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键，它的成功将会是我国IC工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力，专家认为应优先发展。
中文信息处理技术
包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术，是汉语言学和计算机科学技术的融合，是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。
随着互联网的发展，中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年，微软开始进入中文软件市场，微软的WORD把国产WPS挤出了市场，继而Windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位，使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的Windows、Office等占据了大部分的中文软件市场，使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。
经过二三十年的努力，我国的中文信息处理，包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化，目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段，处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制，并取得了较大进展，涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。
随着中国加入WTO与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临，中文信息处理技术越发显得重要，其自动化水平的提高，将大大促进我国科技、国民经济和社会发展，同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。
人类功能基因组学研究
20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑，其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成，国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。
功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿，代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究，是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计，其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。
目前功能基因组研究的重点集中在四个方面：一是基因测序技术研究。预计今后几年内，测序技术将继续发展，特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究；二是单核苷多态性（SNP）以及在此基础上建立的SNP单体型研究；三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等；四是计算生物学和系统生物学研究。
近几年来，在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下，我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1／5，有丰富的遗传疾病家系资源，这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间，我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划，高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务，建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因SNPs及其单倍型的数据库的建设，在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文，申报了一批国家专利，收集、保存了一批宝贵的遗传资源，并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统，组建了一批国家级基地，培养了一支队伍，建立了一批技术平台。但总体而言，我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少，还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。
未来研究重点包括：
——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究；
——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域，目前还处于初期发展阶段，仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究；
——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面；
——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿，它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用，也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。
专家认为，我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右，若能高度重视，充分利用我国已有的技术和资源优势，未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。
蛋白质组学研究
随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施，生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”，自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”，构成了功能基因组学研究的战略制高点。
目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法，进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性，大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。
附图
自1995年蛋白质组一词问世到现在，蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展，并取得了许多有意义的成果，中国科学家已经在重大疾病如肝癌，比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就，在“973”计划的资助下，我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。
如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机，迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿，是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。
目前我国在该领域的研发基础较好，只比先进国家落后5年左右。蛋白质组学属科学前沿，专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究，不要重复或追随国际已有的工作，而应走自己的路，未来10年内有可能取得重大科学突破。
生物制药技术
生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”，其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。
在过去的30年间，全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析，2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市，激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。
近20年来，我国医药生物技术产业取得了长足的进步，据《中国生物技术发展报告2004》统计，我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗，具有自主知识产权的上市药物达9种，重组人ω－干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文，可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距，医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5％左右。
为加快我国生物制药技术的发展，今后的研究开发重点是：
——生物技术药物（包括疫苗）及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断，应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术，开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗，拓宽医药新产品领域；
——高通量筛选技术。目前，国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物，而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大，分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点；
——天然药物原料制备。目前，已经发现人类患有3万多种疾病，其中1／3靠对症治疗，极少数人能够治愈，而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物，随着科技的进步，人们自我保健意识增强，对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。
生物信息学研究
在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析，对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生，生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务；另一方面是利用这些数据，从中发现新的规律。
具体地讲，生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区；同时，阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律；在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测，并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合，阐明其分子机理，最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。
生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起，它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合，造就一批新的交叉学科。
科学家们普遍相信，本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代，也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测，到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。
我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末，国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前，多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所，各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立，同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器，实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接，开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序，开展了大规模EST数据分析，建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术，并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文，取得了引人注目的进展，尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果，在国际上获得普遍认可。
农作物新品种培育技术
最近几年，农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响，已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良，创造更加适合人类需要的新物种，获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷，品种在农业增产中的贡献率将由现在的30％提高到50％。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻，非洲培育出增产10倍的超级木薯。
我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果：如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等，使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前，已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻；2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50％左右；利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩；植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。
专家认为，我国农作物新品种培育的研发基础较好，整体科研技术与国外处于同等水平，只要充分利用资源，发挥优势，很可能在该领域取得突破。
纳米材料与纳米技术
纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域，它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础，许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑，传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。
近年来，科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。
在纳米材料的制备与合成方面，美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法，获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线；法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜，实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测；德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术，将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离；日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。
在纳米生物医学器件方面，科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病，成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外，纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时，国外大企业纷纷介入，推动了纳米技术产业化的进程。
当前纳米材料研究的趋势是，由随机合成过渡到可控合成；由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样；由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。
纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破：一是IT产业（芯片、网络通讯和纳米器件）；二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗，到2010年将给人类带来新的福音；三是在显示和照明领域的应用已有新的进展，纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响；四是纳米材料技术与生物技术相结合，在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破，预计2010年纳米技术对国际GDP的贡献将超过2万亿美元。
我国纳米材料研究起步较早，基础较好，整体科研水平与先进国家相比处于同等水平，部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位，并在纳米材料研究上取得了一批重要成果，引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示，我国纳米专利申请件数排名世界第三位。
国内目前已建成100多条纳米材料生产线，产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比，我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段，缺乏应用目标的牵引，集成不够；二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外，对标准试样和标准方法的建立重视不够，对表征手段的建立投资不足；三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节，纳米材料研究缺乏针对性；四是学科交叉、技术集成不够。
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信息技术正在发生结构性变革
目前，信息技术正在发生结构性的变革，在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时，软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展；移动通信技术正在向第三代、第四展，将提供更优质、更快速、更安全的服务，并带来巨大的经济利益；电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快，无线网络成为世界关注的重点；全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务，越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式，也将对产业结构调整产生重大影响。
微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾，极有可能引发新一轮产业革命。
大显神通的新材料
高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料，对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。
新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料，是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。
本论文提出实现自动称重的总体方案，应用功能设计理论，划分出系统三个功能模块,即称重传感器将机械量转换成与其相对应的电信号；称重模块实现数据采集并处理该电信号，将其送入放大器，经A/D转换器、滤波器、光电隔离器和安全线路作进一步信号处理，将处理后的电信号通过MCS－51串行通讯送入外部控制单元；单片机控制系统实现相关参数设置，监控自动称重平台的运行状态，并且将其结果以数据形式输出、保存。合理的硬件选择和程序设计使该自动称重平台具有测量精度高、可靠性高等特点。系统的软件开发是以单片机操作系统为基础，采用汇编语言开发控制主程序，设计监控主程序。
关键词：自动称重，称重模块，带式输送机，自动控制，串行通讯，智能化称
重控制仪表
中图分类号： TU232 文献标识码： A 文章编号：
自动称重平台是一种用数字量显示和输出的工业上广泛应用的称重计量装置，它一般由称重传感器、称重控制显示仪、附属机械设备以及计算机、打印机等附件组成。由于它具有远距离测量、测量迅速准确、使用方便、操作直观等优点，目前已广泛应用于石油、电力、化工、冶金、交通运输、机械制造、军事、商业等各个部门，是进行自动称量、配料控制和生产过程自动化的必不可少的重要技术工具，对保证产品质量、提高劳动生产率、改善工作条件、提高工业自动化水平具有主要意义。
为了满足制造及其设备现代化管理的需求，越来越多的公司要求在利用机械设备的基础上，从传感器到计算机设计一套性能可靠的自动称重系统，实现精度在 2％以内，具有实时在线模拟、数据显示、数据存储、报警功能的高精度的自动称重系统。该系统精度高，操作界面清晰、友好，操作简单方便，不仅可以应用于公司产品的自动称重，也可以用于其它各行各业的产品测量、检测和监控，是准确计量行业中的重要环节，是实现机械自动化操作的必要组成部分，也是我国计量行业中的一大进步。
衡器是工业生产中进行称重的主要计量工具，它是称重系统的重要组成部分。德国的赫尔穆特.魏因贝格在《衡器的起源和未来》一文中提到，最早的衡器出现在公元前一千年中法老帝国时期的古代埃及，是等臂式天平，随后古意大利出现了配有滑动称锤的杠杆。从罗马纪元一直到中世纪，衡器的发展趋于平缓，直到14世纪出现了大型滑动磅秤。这些远古时期的衡器已经能完成一定的称重功能。
随着工业生产的发展，衡器也得到了快速发展。首先是传统的机械式衡器进一步发展，出现了如液体静力秤、“罗伯瓦尔称重系统”、“贝兰格原理”等技术和称量理论。到了20世纪50年代，电子、晶体管、微处理器为这一时代新颖的物理测量原理的发展作出了巨大贡献。出现了电阻测力法、电动力平衡、振弦测力装置与陀螺测力装置，而开始了机电式衡器的新纪元。
传感器技术是现代信息社会的重要技术基础，传感器是各种信息采集系统的首要部件。现代微电子技术、计算机技术、微细加工技术、新材料技术、激光与光纤技术等高新技术的发展，为设计新型传感器提供了技术和物质基础。为了军用与民用的目的，近年来，世界上主要工业发达国家都研制了一些制造传感器的新的测量原理、新型的敏感元件材料和新的制造技术与工艺技术。研制出了精细陶瓷、非晶半导体、形状记忆合金、恒弹性合金、碳纤维以及钛酸铅为主要材料研制的新型传感器，现代传感器技术在衡器中的广泛应用为自动称重系统的发展奠定了良好的基础。
传感、通讯、计算机技术构成现代化信息的三大基础，80年代是个人计算机，90年代是计算机网络，预计21世纪第一个十年热点很可能是传感、执行与检测。传感器的作用主要是获取信息，是信息技术的源头。在信息年代里，随着各种系统的自动化程度和复杂性的增加，需要获取的信息量愈来愈多，不仅对传感器的精度、可靠性和响应要求愈来愈高，还要求传感器是标准输出形式以便和系统联结。显然传统的传感器因其功能差，体积大，很难满足要求。发展高性能、高精度的传感器已成为必然。
称重传感器是这样一种传感器，它是能把所谓粘贴在钢制柱形或圆柱形应变体的周围的电阻应变片的应变转换为电阻的变化，并与负载按钮相结合，它的计量结构是当荷重加于负载按钮时，则其重量施加于应变体，因此就产生与重量成比例的应变，并使与应变量相对应的应变片的电阻发生变化，从而使通过应变片的电流发生变化，将该电流转换成数字信号，并用数字来显示该重量。
作为世界产业信息革命的代表技术之一的称重传感器技术，已成了各行各业关注的焦点。下面，就国内为在称重传感器的几个方面的发展与现状，谈谈个人的看法。
弹性元件材料
弹性元件材料是称重传感器之本，其基本要求是弹性极限高，热处理后应有均匀稳定的晶相组织，热膨胀系数小，弹性滞后尽量小。在国外，美、英、德、日本等国小量程传感器较多使用铝、铜、钦合金，其中铝合金牌号以2024－T6、2024－T81、2025－T351居多。而在大量程规格中则普遍使用中碳镍镕钢，如AISH304、SNCM8等，但在东欧各国则较普遍使用中碳镕锰硅钢或弹簧钢，如35SA等。我国在七八十年代，在大量程钢制传感器中，借鉴西方国家材料成份，在大部分传感器制造企业中均采用了40A的合金结构钢。其特点是强度高、韧性与渗透性较好，蠕变很小，在850淬火，380℃回火状态，韧性、滞后、稳定性均较好。目前国内原材料生产供货一般以Lyl2一CZ居多，质量较稳定，价格亦较低，所以，作为传感器生产厂家比较喜欢采用峨型并配以适当消除内应力措施。
用于称重传感器的弹性元件材料一般为高弹性合金，其弹性模量E随温度变化而带来明显的温度误差，所以，最好能有一种弹性模量温度系数较小且稳定的材料。我国称重传感器用弹性元件材料是否需要采用恒弹性材料，而不需要进行杨氏模量温度补偿，从成本及发展前景上值得推敲。
2）、应变计
在称重传感器中起主导地位的电阻应变式传感器的另一关键敏感元件是电阻应变计。一般电阻应变计由敏感栅、基底、面胶、粘合刑与引线组成，分金属丝式与箔式两种。我国七十年代以前的电阻应变式传感器大多采用丝式应变计。此类应变计转换元件是丝栅状的电阻丝，缺点是电阻丝与弹性体表面结合不严，端线接头极易损坏。七、八十年代以后，应变计技术发生变革，由于光刻腐蚀工艺的成熟，箔式应变计逐步在电阻式传感器中占据主导地位。箔金属材料一般为康铜、卡玛合金、镍镕锰硅合金等。基底材料在国外最早是以硝基纤维素纸基发展起来的。聚酰亚酸树脂由于具有极好的韧性与柔性，延伸率高，耐温性好曾风糜一时，但由于其粘附性差，长期稳定性不理想，所以只适用于准确度要求不高的场合。
3）、结构形式
目前电阻应变式结构形式按敏感元件变形形式可分为拉压式、弯曲式、剪切式。我国在七十年代以中国计量科学研究院为代表的拉压型传感器技术已经成熟。其结构分圆柱形与板孔柱式，特别是后者，主圆孔四周开4个小孔，应力流线分布合理，输出灵敏度高，具有良好的温度均匀性，可制成拉压两用。在拉压式传感器中，日本大和公司的CC21型高精度摇柱压式以其优良的蠕变、温度、防潮防爆特性，很适用于汽车衡、轨道衡等场合，其最大特点是安装于秤台一般毋需调整四角误差。与此类传感器相似的还有德国Philips公司PR6201系列传感器，美国SENSORONICS公司的整体多柱式65088型传感器 。弯曲式传感器主要有扁环式、弓形、悬臂梁式，特别是八十年代形成批量规模生产的S型与平行梁式结构。S型弯曲传感器主要用于小型拉式测力称重场合，其受力型式为开通孔，工作应变计贴于孔壁。平行梁式传感器由于其结构简单，加工性能好，对作用力点不敏感等优点广泛应用于电子计价秤与电子台秤上。此类传感器在目前国内生产批量最大，上海大和公司现已有年产10万台的生产能力。剪切式传感器在八十年代以来国内外均较流行，其最大特点是外形低、抗内向力强、加工简单。其结构形式又可分为环裁剪切型、轮幅型、悬臂梁型、双梁桥式、S型剪切式等.
本设计所研究的高精度，小量程称量系统就是集机电于一体的现代化计算机集成系统，具有实时在线称重、较称、去皮、自动统计、查询、实时模拟、掉电保护等功能。从而为工厂实现计算机网络技术，便于将产品开发与设计自动化、生产管理自动化和车间制造自动化三者有机结合,对加强企业管理、提高技术水平、改进产品质量、增强企业竞争能力、解决供收双方因计量问题带来的矛盾具有重要作用。同时，也是对提高我国计量科技水平，加速现代化进程做贡献。
1.唐金松.简明机械设计手册.上海科学技术出版社.1992
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3.机电一体化技术应用实例编委会.机电一体化应用实例.机械工业出版社.1994
4.张毅刚 彭喜源 谭晓昀 区春波.MCS－51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社
5.李朝青.单片机原理机接口技术.北京航空航天大学出版社
关键词：面向对象程序设计；教学模式；实践教学
中图分类号：TP311 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）09-0096-03
引言
“面向对象程序设计”是高校计算机专业中一门重要的专业课程，其教学目标是让学生熟练掌握面向对象的程序设计思想，培养学生应用面向对象的思想解决和处理实际问题的能力。课程设置的目的符合应用型本科院校计算机专业“培养复合型应用软件人才及产业急需的软件工程高级管理人才”的培养目标[1]，其在整个专业教学体系中占据非常重要的地位。
传统的“面向对象程序设计”课程教学模式以教师讲授、学生被动接受为主，不但割裂了面向对象核心知识单元之间的内在联系，而且重理论、轻实践，使得学生在遇到具体问题时，往往不能分析、设计出符合面向对象编程思想的解决方案，在应聘时无法达到用人单位的要求。因此，基于就业导向和追求实用的心理，教师必须将面向对象程序设计的理论教学与实际应用相结合，以激发学生的自主学习兴趣，从而提高教学质量。[2]本文从就业角度重新定位该课程，研究了以能力培养为导向、以实践为核心的任务驱动教学模式，旨在激发学生的学习兴趣，不断提高课程的教学质量。
从就业需求出发进行课程的定位
计算机行业的快速发展不仅加快了社会信息技术、经济等方面的发展速度，而且提高了就业市场对求职人员的专业水平和综合素质的要求。在提升学生就业率以及培养应用型计算机人才的背景下，计算机专业的教学应从就业需求出发，在要求学生掌握必要的理论知识的基础上，加强实践教学环节，从而达到提高学生实践能力和就业竞争力的目的。[3]为此，教师要认清当前软件人才的培养与企业用人需求之间的差距，从就业需求的角度重新审视“面向对象程序设计”的课程定位，合理组织、安排和优化教学内容，以保证教授给学生的知识能满足企业的要求。
目前，很多高校为了提高学生的就业竞争力，不仅开展了校内实践、操作比赛，还积极与企业联合，设置校外实习基地，作为专业课的教师也要从教学上积极配合，对课程重新定位，尽量在教学中引入实际工作环境下的现实问题，更好地培养学生解决问题的能力。大量实践研究表明，以就业为导向进行课程定位，不仅能有效调动起学生的学习积极性，激发其学习兴趣，而且也有助于他们树立正确的学习观，形成良好的学习习惯，使其终身受益。
引入软件设计模式，从行业需求组织教学内容
找到解决问题的算法并用计算机实现是计算机解决实际问题的主要过程，它离不开软件设计模式这一重要概念，随着面向对象技术的发展和广泛应用，软件设计模式已成为软件开发人员必须掌握的设计思想和开发技能。软件设计模式是一套经过分类编目后被反复使用的面向对象的代码设计经验的总结[4]，它反映了软件设计过程中以“重用”为重点的面向对象的设计思想，能够构造出结构良好的程序，有效提高代码的可重用性和可维护性。
“面向对象程序设计”课程核心内容――封装性、继承性和多态性本身就蕴含着设计模式的思想，同时也是设计模式的灵活应用和体现。因此，在组织教学内容时，从设计模式的角度分析封装性、继承性和多态性这些基本的面向对象核心的概念，让学生不只从单个知识点的层面理解这些概念，还要明白这些面向对象的重要特性是如何体现先进的设计模式特色的，这样不仅有利于学生对面向对象的思想有一个全面、整体的把握，而且也有利于培养他们在实践过程中对专业知识的综合应用能力，提高其专业素质。
初学面向对象程序设计时，学生为解决具体问题而设计出的程序多由简单的变量和功能堆砌而成，体现不了面向对象的设计思想。教师可分别用基本的面向对象方法与引入设计模式后的程序进行对比讲解，详细分析后让学生明白：未融入设计模式的程序设计方法虽然也能解决问题，但程序的可复用程度低、缺乏灵活性，后续的变更和功能扩展比较困难；而引入设计模式，代码的复用性和扩展性就很好。因此，教师在分析、讲解实例程序时，不仅要从设计语言的语法和逻辑上进行分析，而且要挖掘实例背后隐含的设计模式和思想。
以实践教学模式提高学生的就业竞争力
1.构建“层次化、模块化、渐进式”的实践教学体系
对计算机专业人才培养实践课程体系的不断整合，以专业素质和创新能力培养为主线，实施“以项目实践为核心、学生为主体、学用合一”的实践教学模式，实践内容由低到高依次分为基础训练、综合应用训练、研究创新训练三个层次，实现了不同阶段理论和实践的有机的结合，这样不仅满足“实践―认识―再实践―再认识”的认识论规律，也符合应用型人才的培养目标和要求。
2.改革教学模式、教学内容和教学方法
在学习过程中，学生常会感觉面向对象的内容抽象，难以理解，因此，教师要向学生明确面向对象的思想的建立要循序渐进，教师要注意教学方法，对于基本的理论知识应结合实际应用问题来讲授，以提高学生的学习兴趣和学习主动性，具体可从以下几方面着手。
①采用案例教学，将知识与生活中具体的内容联系起来。案例教学法是在计算机课程教学中非常有用的一种教学方法。对课程中的某些内容，精选一些合适、有趣的实例，注意将例题与实际生活联系起来，先让学生对所学知识有一个感性的认识，再讲解抽象的概念，激发学生的学习兴趣。
②通过分析开源软件领悟面向对象设计思想。许多开源软件本身就是面向对象程序设计的经典范例，学生在教师的引导和辅助下，积极主动思考，从开源软件中获得启示，领悟面向对象设计思想的真谛。教师从知识传授者变为启发者和引导者，学生成为学习的主体，充分调动了学生的主观能动性。例如，Java工具包包含了附有源代码的丰富实例，在教学中可以让学生自己分析。对于面向对象设计能力掌握得较好的学生，教师可以鼓励其根据自己的兴趣向开源软件社区中贡献代码，与高手交流、协作。
③注重抽象思维和技术的锻炼。抽象思维和技术是人类理解和解决复杂问题最重要的工具之一，从抽象角度分析和理解面向对象设计技术的主要特性，也是面向对象程序设计中广泛应用的原则之一。利用抽象技术，通过层次分类方法自上而下地对复杂问题逐步求精和模块化，可以适当引入统一建模语言（UML）的符号与图形表示方法，以简洁、直观的方式表达面向对象思想。
④以任务驱动教学方法实现实践教学环节。任务驱动教学可以引导学生把学习的面向对象知识和思想灵活融入具体的实践项目中去，体会基于面向对象思想的代码设计和结构设计对软件稳定性、扩展性和可维护性的影响。在教学过程中，针对课堂教学内容设置具有真实背景的项目由学生分组协作完成。教师要充分调动学生自主学习、积极探索的积极性，同时通过小组协作，从合作伙伴的反馈信息中形成对问题的再认识也有助于构建相互学习、共同提高的机制。
此外，积极鼓励学生使用多种开发工具完成实验，这样不仅有利于加强学生对各种程序设计语言的理解，而且理论知识与编程实践的结合能够提高学生利用所学的程序设计语言、数据结构和算法分析等专业知识解决实际问题的能力[5]，使其更好地适应就业市场的需求。
3.发挥网络教学优势，建立课程教学网站
互联网上有丰富的面向对象程序设计学习资源值得我们借鉴和学习，尤其是一些专门针对就业培训的免费资源。为了有效整合这些资源，笔者通过开发“面向对象程序设计”课程学习网站延伸课堂教学内容，以弥补课堂教学与就业实践的差距，把课堂上的教学难点、重点和未讲授的面向对象程序设计应用实例通过网络平台展现给学生。借助学习网站，学生不仅可以便捷地获取网络上的各种学习资源和职业培训资料，还可以与教师互动交流，解除疑惑，这些专业知识拓展信息对学生设计、完成相应的实践项目和提高从业素质有很大的帮助，并且让教学形式更加多元化，激发学生积极主动地锻炼自身的能力以适应未来行业的专业需求。
结束语
“面向对象程序设计”是培养学生应用面向对象的思想解决和处理实际问题能力的核心专业课程。现阶段，传统的课堂教学已经不能满足应用型本科院校计算机专业人才的要求，计算机专业课程的教学模式需要不断改进，才能满足培养企业、行业、社会发展的需求。以就业为导向，将“面向对象程序设计”课程的教学定位于学生的实践操作与应用能力的培养，不但能让学生以实践的方式更好地理解和应用所学的理论知识，而且可以帮助他们达到就业市场对应用型人才的实践应用能力的要求。因此，我们充分利用互联网时代先进的教学方法和手段，给学生创造多样化、弹性化的学习机会，注重程序设计实践与抽象的面向对象理论的有效结合，强化课程知识的使用性，突出教学的针对性，从而调动学生的学习积极性，促进教学质量的提高。
参考文献：
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[3]梁琨.对“90后”大学生计算机教学的改革与探索[J].教育与职业，2014（23）：135-136.
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