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摘要针对目前高校光电子专业本科生科研能力比较薄弱这一问题，本文提出将科研实验与本科培养联系起来的改革思路和具体实施措施。本文提议利用教育改革来指导本科生参与科研和创业等实践活动，还对如何培养大学生的创新精神、创新能力，提高学生的科研能力来推动实验教学改革作了详细的论述。
关键词 LED 教学改革 科学研究
中图分类号：G642文献标识码：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
随着科技飞速发展，社会对人才素质要求不断提高，如何培养大学生的创新精神、创新能力，提高学生的科研能力，是每个学校不容忽视的问题。我国的大中学生在教育上存在一个共同的问题：重书本知识，轻动手实验， 明显的表现就是擅长书面考试,动手实验能力较弱。广东省教育厅提出的“大学生创新实验项目”资助本科生从低年级开始，参加一定的研究项目，是一项很好的教育改革思路。
近年来，我国光电子产业发展非常迅速，光电子技术是结合光学和电子学技术而发展起来的一门新技术，主要应用于信息领域，也用于能源和国防领域。已使用的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料和光电集成材料。广东省的光电产业发展主要集中在LED、平板显示和太阳能电池等重点领域，这些领域的快速发展离不开大量专业人才的培养。五邑大学应用物理与材料学院光电子专业就是顺应这一趋势而建立的，并且具有明确的专业培养目标：培养掌握光电子信息技术领域的专业知识和实验技能，具有光电子材料与器件、光电检测等技术领域的初步科学研究与技术开发能力的应用型人才，服务于地方。
江门市从事光电子行业的企业——LED技术的企业比较多，大约有200余家，这些企业对光电子专业的人才需求量非常大，但是很多企业甚至还没有一名技术人员是光电子专业出身，这样就限制了企业本身在行业技术领域的发展速度，使得企业难以在高端产品竞争中取得良好的效益。因此，作为江门市的最高学府，我们五邑大学如何去建设光电子专业，如何满足企业的需求，培养从事LED行业的芯片制备、发光材料制备、封装、驱动电路设计等领域的技术型人才，需要我们不断地探索。
半导体白光LED产生白光的最常用的途径为 “荧光转换技术”，即使用发射绿-黄橙光的YAG: Ce3+类无机稀土荧光材料与发射蓝光的InGaN半导体芯片封装组成白光LED，荧光转换技术具有操作简单、成本低等优点。显而易见，YAG类无机荧光材料是半导体白光LED器件的核心和关键材料，对白光LED的性能影响重大。日本日亚化学公司于1996年首先研制出以发黄光系列的钇铝石榴石，荧光粉配合蓝光LED得到高效率的白光光源。随着白光LED应用范围的扩大，伴随着的是LED芯片功率的增大和封装方式的改变，芯片结温的增加，所以导致所用荧光粉的用量比例随之增加，对荧光粉的发光效率及其稳定性等性能也提出了更高的要求。
在此基础上，本文主要是提出以培养光电子专业本科生的科研能力为目的，研究包括：以上理论课的形式介绍行业背景以及相关理论知识，然后让学生从事白光LED材料的合成、性能改进、发光材料性能表征、封装功率型LED，电路设计、组装灯具以及灯具参数测试这整个流程的工作，理论课和实验交替进行，从理论和实践上让学生对白光LED的制造过程有深刻的认识和了解，激发学生的科研兴趣，并在此过程中培养一定的专业技术能力，为以后从事这一行业的工作打下良好的基础。本着为地方经济建设培养应用型人才的办学指导思想和“重基础，厚实践，有特色”的专业建设理念，我们主要从以下两个方面进行研究：
（1）理论课程设置： 给学生介绍白光LED、稀土发光材料合成、稀土发光材料在白光LED中的应用、LED封装、电路、光路设计等原理性内容，以及文献和专利检索方法，分别由不同专业方向的老师完成教学内容，并和实验过程交替进行，做到学以致用，理论和实践相结合。
（2）相关实验安排： 白光LED的课题内容涉及广泛，需要学生合作完成。整个过程从查文献、实验设计到实验实施都由学生自主完成，老师从旁指导。这样就让学生对白光LED从稀土发光材料的合成、表征到封装白光LED，组装灯具这一过程都非常熟悉，而且这种真实的科研过程让学生对此专业方向产生极大的兴趣，学生们从事科研探索的热情被充分调动起来。在教学过程中，让学生自主設计实验，充分利用应用应用物理与材料学院和测试中心的合成设备和分析仪器，并到学院相关的产学研基地实习，做到真正产学研相结合。
在学校课外科技活动小组和广东省教育厅提出的“大学生创新实验项目”的资助下，王平和温锦绣等几位同学开始从事白光LED用稀土荧光材料的合成、表征以及应用等方面的工作。首先是用高温固相法合成白光LED用的铝酸盐和硅酸盐类荧光粉，利用X-射线粉末衍射（XRD)和荧光光谱(FL)进行表征，优化荧光粉的合成条件，并将荧光粉GaN芯片封装成LED，进一步研究它们在LED中的应用效果。最后，还设计成“太阳能-市电联合驱动长余辉LED智能灯”，利用太阳能和绿色照明LED的优势，以及长余辉稀土发光材料辅助指示照明，首次将三种节能、环保资源（太阳能、LED、长余辉）结合到一起，并且加入时控和光控电路，实现分时段切换供电能源供不同功率LED的智能照明，达到节能减排的目的，此作品结合太阳能和LED灯的优势，以及可循环使用的长余辉发光材料，可以在多种场合提供不同需求的照明。
由于同学的努力工作，以温锦绣为第一作者的工作“太阳能-市电联合驱动长余辉LED智能灯设计”获得第三届大学生节能减排社会实践与科技三等奖。以王平为第一作者的论文“稀土Eu2+、Dy3+掺杂的硅酸盐荧光粉的研制及其在白光LED中的应用”被我校选为2011年广东省大学生“挑战杯”竞赛参赛项目，并获得三等奖。通过指导本科生参加科研工作，我们也更深入地认识到科研需要创新。创新也是一个大学的生命力和活力， 不断涌现创新性的思想和成果，反映了一个学校的教学和科研的水平。因此，让学生们能够经历这种努力，对于他们的学习、将来的成长和工作是有好处的，从一定意义上讲是必需的。在科技日新月异的现代社会，应该为本科生创造更多的实践机会，最大程度上激发他们的兴趣参加一定的科研工作，培养和提高他们的创新能力。
参考文献
[1]Nakamura S., Fasol G., The blue laser diode: GaN based light emitters and lasers. Springer-Verlag,Berlin,1997.
[2]徐叙瑢,苏勉曾.发光学与发光材料.北京:化学工业出版社,2004.
关键词 LED 教学改革 科学研究
中图分类号：G642文献标识码：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
随着科技飞速发展，社会对人才素质要求不断提高，如何培养大学生的创新精神、创新能力，提高学生的科研能力，是每个学校不容忽视的问题。我国的大中学生在教育上存在一个共同的问题：重书本知识，轻动手实验， 明显的表现就是擅长书面考试,动手实验能力较弱。广东省教育厅提出的“大学生创新实验项目”资助本科生从低年级开始，参加一定的研究项目，是一项很好的教育改革思路。
近年来，我国光电子产业发展非常迅速，光电子技术是结合光学和电子学技术而发展起来的一门新技术，主要应用于信息领域，也用于能源和国防领域。已使用的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料和光电集成材料。广东省的光电产业发展主要集中在LED、平板显示和太阳能电池等重点领域，这些领域的快速发展离不开大量专业人才的培养。五邑大学应用物理与材料学院光电子专业就是顺应这一趋势而建立的，并且具有明确的专业培养目标：培养掌握光电子信息技术领域的专业知识和实验技能，具有光电子材料与器件、光电检测等技术领域的初步科学研究与技术开发能力的应用型人才，服务于地方。
江门市从事光电子行业的企业——LED技术的企业比较多，大约有200余家，这些企业对光电子专业的人才需求量非常大，但是很多企业甚至还没有一名技术人员是光电子专业出身，这样就限制了企业本身在行业技术领域的发展速度，使得企业难以在高端产品竞争中取得良好的效益。因此，作为江门市的最高学府，我们五邑大学如何去建设光电子专业，如何满足企业的需求，培养从事LED行业的芯片制备、发光材料制备、封装、驱动电路设计等领域的技术型人才，需要我们不断地探索。
半导体白光LED产生白光的最常用的途径为 “荧光转换技术”，即使用发射绿-黄橙光的YAG: Ce3+类无机稀土荧光材料与发射蓝光的InGaN半导体芯片封装组成白光LED，荧光转换技术具有操作简单、成本低等优点。显而易见，YAG类无机荧光材料是半导体白光LED器件的核心和关键材料，对白光LED的性能影响重大。日本日亚化学公司于1996年首先研制出以发黄光系列的钇铝石榴石，荧光粉配合蓝光LED得到高效率的白光光源。随着白光LED应用范围的扩大，伴随着的是LED芯片功率的增大和封装方式的改变，芯片结温的增加，所以导致所用荧光粉的用量比例随之增加，对荧光粉的发光效率及其稳定性等性能也提出了更高的要求。
在此基础上，本文主要是提出以培养光电子专业本科生的科研能力为目的，研究包括：以上理论课的形式介绍行业背景以及相关理论知识，然后让学生从事白光LED材料的合成、性能改进、发光材料性能表征、封装功率型LED，电路设计、组装灯具以及灯具参数测试这整个流程的工作，理论课和实验交替进行，从理论和实践上让学生对白光LED的制造过程有深刻的认识和了解，激发学生的科研兴趣，并在此过程中培养一定的专业技术能力，为以后从事这一行业的工作打下良好的基础。本着为地方经济建设培养应用型人才的办学指导思想和“重基础，厚实践，有特色”的专业建设理念，我们主要从以下两个方面进行研究：
（1）理论课程设置： 给学生介绍白光LED、稀土发光材料合成、稀土发光材料在白光LED中的应用、LED封装、电路、光路设计等原理性内容，以及文献和专利检索方法，分别由不同专业方向的老师完成教学内容，并和实验过程交替进行，做到学以致用，理论和实践相结合。
（2）相关实验安排： 白光LED的课题内容涉及广泛，需要学生合作完成。整个过程从查文献、实验设计到实验实施都由学生自主完成，老师从旁指导。这样就让学生对白光LED从稀土发光材料的合成、表征到封装白光LED，组装灯具这一过程都非常熟悉，而且这种真实的科研过程让学生对此专业方向产生极大的兴趣，学生们从事科研探索的热情被充分调动起来。在教学过程中，让学生自主設计实验，充分利用应用应用物理与材料学院和测试中心的合成设备和分析仪器，并到学院相关的产学研基地实习，做到真正产学研相结合。
在学校课外科技活动小组和广东省教育厅提出的“大学生创新实验项目”的资助下，王平和温锦绣等几位同学开始从事白光LED用稀土荧光材料的合成、表征以及应用等方面的工作。首先是用高温固相法合成白光LED用的铝酸盐和硅酸盐类荧光粉，利用X-射线粉末衍射（XRD)和荧光光谱(FL)进行表征，优化荧光粉的合成条件，并将荧光粉GaN芯片封装成LED，进一步研究它们在LED中的应用效果。最后，还设计成“太阳能-市电联合驱动长余辉LED智能灯”，利用太阳能和绿色照明LED的优势，以及长余辉稀土发光材料辅助指示照明，首次将三种节能、环保资源（太阳能、LED、长余辉）结合到一起，并且加入时控和光控电路，实现分时段切换供电能源供不同功率LED的智能照明，达到节能减排的目的，此作品结合太阳能和LED灯的优势，以及可循环使用的长余辉发光材料，可以在多种场合提供不同需求的照明。
由于同学的努力工作，以温锦绣为第一作者的工作“太阳能-市电联合驱动长余辉LED智能灯设计”获得第三届大学生节能减排社会实践与科技三等奖。以王平为第一作者的论文“稀土Eu2+、Dy3+掺杂的硅酸盐荧光粉的研制及其在白光LED中的应用”被我校选为2011年广东省大学生“挑战杯”竞赛参赛项目，并获得三等奖。通过指导本科生参加科研工作，我们也更深入地认识到科研需要创新。创新也是一个大学的生命力和活力， 不断涌现创新性的思想和成果，反映了一个学校的教学和科研的水平。因此，让学生们能够经历这种努力，对于他们的学习、将来的成长和工作是有好处的，从一定意义上讲是必需的。在科技日新月异的现代社会，应该为本科生创造更多的实践机会，最大程度上激发他们的兴趣参加一定的科研工作，培养和提高他们的创新能力。
参考文献
[1]Nakamura S., Fasol G., The blue laser diode: GaN based light emitters and lasers. Springer-Verlag,Berlin,1997.
[2]徐叙瑢,苏勉曾.发光学与发光材料.北京:化学工业出版社,2004.