《光电显示技术》课程教学体会与思考

熊健　何珍　蔡平　薛小刚　张小文

【摘 要】随着科技、经济的发展，我国光电显示行业取得了长足的发展。光电显示行业是典型的资金密集、技术密集、人才密集型产业。其中人才的竞争将会成为该行业的竞争主体。通过对光电显示行业应用型人才的培养需要，我院应用物理专业开设了该门课程。为了提高这门课程的实用型、提升學生学习兴趣、加强学生学习效果，使学生能够更好的掌握光电显示技术相关原理，灵活掌握所学的基础知识，能与应用结合进行一些基本创新，并使得学生所学与企业所需紧密结合。笔者根据自身教学实践，就教学内容组织、教学方法以及对该课程谈一些体会与思考。

【关键词】光电显示技术；教学质量；教学体会

随着全球进入“后危机”时代，寻找和培育新的经济增长点，发展战略性新兴产业，成为各国抢占新一轮经济战略至高点的重要手段[1]。随着网络科技以及智能设备的更新换代，光电显示技术已经成为人类信息传递的主要媒介。尤其是最近几年智能手机、平板电视、LED显示屏得到大规模应用后，人类通过视觉获取信息已经占到获取信息总量的80%以上[2-5]。光电显示行业也因此成为具有影响力的新兴产业。通过政府引导、金融和科研支撑，韩国、日本、台湾省的光电产业迅速抢占了国际市场，促使光电产业成为了新一代官、商、产、学、研合作建设规模化高新技术产业的典范[6]。我国近年来在政府的大力扶持下也逐渐形成了北上广等重要的光电产业集群，发展前景相当可观。光电产业在我国的兴起对高校培养相关科技人才提出了新的需求。在这种背景下，我院应用物理专业开设了《光电显示技术》课程。

理解和掌握该门课程的知识对培养学生的创新思维、动手能力以及分析并解决问题的能力都具有重要的实际意义，尤其可以为学生在光电显示行业就业提供充足的知识储备。然而，《光电显示技术》课程开设对任何学校来说都是一个挑战，因为光电显示技术更新速度快、涉及面广、内容繁多，如何使学生所学知识能够与企业所需有机结合才是这门课程开始成功的关键。传统的以老师讲授，学生死记硬背的方式已经不适合这类新型课程的教学。笔者就近几年在这一门学科中的教学总结一点经验，同时提出一些思考供广大教师和同学们作为参考。

1 教学内容的改革

《光电显示技术》内容繁多、设计知识面广泛，包括光学、光电子学、通讯技术、计算机技术、机械设计等多方面科学内容。大多数内容又牵扯大量的工艺、工程技术等内容。在48学时的课堂完成教学内容，时间相对不足，为了使得学生能在有限的时间内掌握和理解相关知识要素，我认为必须从以下几方面进行改革。

1.1 以企业需求为导向，突出重点

自本世纪初，应用型创新人才培养的战略思想已经深入到高等教育的改革方针之中。2014年我国教育部明确提出将一半以上普通本科高等院校向职业教育转向。这说明现在人才培养的方向主要取决于市场职位的需求。以前的本科教育的培养体制在当今市场经济中表现出了很多不适应性，导致教育资源的浪费和人才培养的不合理。《光电显示技术》由于具有很强的应用性，与企业需求关联性很强。所以笔者认为这门课的授课主要应以企业需求为导向，针对性的突出重点内容，省略一些传统且面临淘汰的技术内容。我校以前的《光电显示技术》教科书（清华大学李文锋等编写的《光电显示技术》[2]）和教学大纲主要包括各类光电显示的器件结构、工作原理和驱动方式三个部分的主要内容，知识体系强调面面俱到，而对器件的上游工艺和下游工艺基本没有太多涉及。企业需求毕业生具有相关领域的基础理论知识，能够理解企业产品的工作原理，可以在此基础上做一些创新研发。同时，企业更需要毕业生具有对产品工艺技术、生产设备以及产品上下游具有一定的整体把握。因为这样，毕业生才能很快进入工作角色，才能切合实际的开展产品的生产工艺指导、生产现场管理、工艺技术创新及产品关键材料源头创新等。

鉴于此，笔者在大量调研了京东方、华星光电、友达光电及昆山龙腾等企业以及四大LED产业片区（株三角、长三角、福建江西地区、北方地区）的生产领域和产品特点的基础上，调整了授课内容。具体调整如下：

a）将液晶平板显示（LCD）、发光二极管（LED）、等离子体显示（PDP）列为授课重点；

b）将阴极射线管显示技术的课时缩短，以了解工作原理为基本教学目标；

c）增加重点授课内容所牵扯的上、中、下游产业工艺技术，逐层剖析，使学生掌握从材料到零件再到产品的整体工业生产过程；

d）增加新型光电显示技术的课后探索环节，培养学生创新思维，制造相关作品。

根据调整内容，以企业需求为导向、以理论基础知识为根据、以工艺生产流程为线索、以实际探索作品为兴趣点，逐步讲解光电显示技术中牵扯的器件工作原理、器件生产流程、器件驱动方式，这样逻辑清晰、目标明确，学生容易掌握和接受。

1.2 以科研为依托，激发学生兴趣，培养创新能力

光电显示技术与物理学、光学、光谱学、光电子学、铁电学、半导体技术、微电子技术、通讯技术等学科是相互交叉。它们之间相互促进、相互制约。近几年由于光电子技术、半导体技术的飞速发展，推动了光电显示技术的高速发展。现有的光电显示技术的飞速发展，使得大部分先进技术还没有在教科书中体现。为了使得学生在这一领域树立前瞻性眼光，感触光电技术发展的脉搏，开拓他们的视野。作为教师必须时刻学习和填充自己的知识结构，提升自己的理论实践水平；同时注重科研能力的提升，并将科研思维注入教学中，做到科研教学相结合。

此外，对于产品制造中牵扯的上、中、下游产业牵扯的工艺技术在授课中是一个难以实现教学效果的环节。桂林电子科技大学材料科学与工程学院具有广西区信息材料自治区重点实验室，其中几乎涵盖了光电器件制备的所有工艺设备和技术。比如，LED制备、光刻技术、CVD设备、真空蒸镀设备、磁控溅射设备、透明电极制备技术及衬底表面处理设备等等。在教学过程中，笔者在课程教学、实验实践、毕业设计（论文）等方面开展了改革探索。具体包括：

a）围绕设备，讲解工作原理与操作

设备是实现工艺技术、大规模生产的基础。讲述工艺技术必讲述设备的工作原理和操作。结合重点实验室的设备和人员配置，给大学生们讲解设备的工作原理和操作步骤。让他们熟悉光电显示器件生产中的设备仪器和操作流程。笔者通过这一环节，使得学生深入了解了所学知识和实际之间的对接，效果很好。

b）課题带动，深入培养创新能力

以笔者研究课题相关的前沿问题，面向学生开设与光电显示相关课题。让学生加入到实际科研探索中，通过设计探索实验和解决问题的探索思路，让广大学生们对光电显示技术领域的上游行业进行充分认识。培养他们的独立创新能力和研发能力。通过实践，激发了一部分学生对于光电显示技术相关的探索兴趣。

c）紧扣毕业设计，重点提升

结合笔者研究基础，针对有意在LED领域发展的同学，设置专项的LED毕业设计课题。让学生独立思考并提出相关问题，集中培养大学生的科研素养，让大学生具备独立进行技术开发和研发的初步技能。这一过程中，重点培养学生的在LED领域的原创开发能力。笔者已经指导了少数本科生顺利完成了LED相关的毕业设计，现已经成功进入相关企业进行工作。

2 教学方法改革

教学方法是针对教学内容选择使用的。没有好的教学内容，教学方法显得苍白无力；但是只有好的教学内容，没有好的教学方法则达不到预期的教学目标。如何将教学内容以生动、形象的形式展现给学生，让他们容易接受和掌握，就需要好的教学方法来诱导。《光电显示技术》由于知识繁杂，缺乏体系，掌握和理解起来比较困难，教学方法显得尤为重要。

2.1 启发式教学为主

通常所说的教学方法是指老师在课堂上以讲述为主，结合板书或是教学媒体将知识点传递或灌输给学生。教师是整个教学环节的主体，学生成为学习的被动方。这种教学方法有利于教师对于课堂的组织与管理，但是忽略了学生的能动性和创造性。如何达到预期的教学效果，调动学生的积极性才是关键。据不完全统计，由于光电显示技术的发展，大学生上课玩手机的现象已经变得非常普遍。如果学生对课堂失去兴趣，那么教师讲述得再具体、再透彻也是失败的。因此，必须充分调动学生学习的主观能动性。首先，《光电显示技术》是一门非常接近应用的课程，所以讲述每一种光电显示技术之前，必须结合身边实例，激发学生的求知欲。比如：在讲解液晶显示器章节之前，提出一个讨论题目“以自身成长为线索，谈谈你对家里电视机的更新换代的感受？”，让学生分组讨论，得出小组意见。这样让学生体会光电显示技术发展的速度和带来的便捷。同时也借助光电显示技术的缩影-电视机来说明光电显示技术就在我们身边。然后提出一个具体问题“你知道家中的电视机是何品牌，是如何制造和工作的呢？”，这样让学生带有一定的疑问来学习液晶平板显示的内容。当学生对于你提的问题存在疑问，并且这个显示器件又是经常接触的，就会激发他们的求知欲。这样会使得他们认真听讲，教学效果也就有质的提升，掌握的知识也最牢固。所以《光电显示技术》课程教学中的启发式教学容易实现，能大幅度提升教学效果。这就要求教师对每一种显示技术能提出适当的问题，让学生带着问题进入课堂学习。课后布置一些思考题，让学生学会借助网络资源加深学习的效果以及拓展自己的知识结构。教师集中一段时间集中和学生讨论，分析学生自主学习中存在的问题。这样通过启发式教学手段，结合课内课外学习，提升学生的学习兴趣和学习效果，培养他们自主学习能力、分析能力。

2.2 介入翻转课堂

对于有一些新型光电显示技术，如果采用教师讲解为主的教学方式，难以达到预期的教学效果。适当介入翻转课堂，发挥学生的能动性。翻转课堂的形式采用团队协作形式。以新型显示技术为课题，分为基础理论、基础制作工艺、驱动原理与方式、显示器的优缺点分析等模块。将这些模块分给一个小组，小组人数一般在5-7人，由组长组织讨论，结合教材，借助网络和重点实验室师资平台，最终完成一个讲稿PPT。最后由组代表进行15-20分钟时间讲述。讲述结束后由教师总结并针对讲述内容进行评价和补充。经过笔者总结，适当引入翻转课堂可以在很大程度上激发学生主动学习的兴趣，有的学生还根据网络资源，采用简单的光学投影装置制备出了立体的全息投影实例，并在课堂上进行了展示。还有很多学生根据自己的亲身动手尝试制备了一些其他简单的显示装置。这种先根据基础理论，结合网络资源，再通过亲手制作，加深了对基础理论的理解，也让学生觉得学有所用。

2.3 介入研究型教学方式

在教学内容中，笔者将课程教学与毕业设计、大学生创新活动结合。将学生带入课题中。给他们树立解决工程问题的信心、培养他们解决实际问题的能力。在指导学生毕业设计过程中，采取大方向由教师给出，然后根据方向进行大约1-2个月摸索，然后开小组会议讨论确定具体的研究内容。随时让他们总结实验探索过程中存在的问题和提出拟解决的思路，和教师共同制定下一步研究计划。通过反复的摸索，总结失败、成功的教训，最后实现小的研究目标。以此培养学生严谨的科研态度，体会科研中探索创新的乐趣，进而加深他们对知识的理解深度，拓宽他们对光电显示前沿的相关认知，培养他们基本的研发素养，为学校教育和社会需求的衔接提供基石。

3 对该课程进一步深化改革的几点思考

3.1 校企联合

在上述教学内容和教学方法的改革的基础上，本课程还需要强大的实验平台作为支撑。这里所述的实验平台，笔者认为包括两个部分：第一包含学校基础实验平台。第二包含企业见习实验平台。国内很多高校开展了该课程的教学，但是具有相关完整的实验设备的学校较少。必须健全这一课程实验课的开展，形成与理论课程配套的实验课程，才能加强这门课的培养作用。比如开设：LCD驱动方式实验、LED制备实验、LCD＼LED驱动实验、显示器参数测试实验、光刻实验、透明电极表面处理实验等等。在学校实验平台建设的基础上，通过学校积极和相关企业达成实习合作机制，积极鼓励学生参加企业见习实践，使学生真正的融入光电显示器件生产中。在见习过程中，让学生熟悉显示器件制备流程、工业制备设备的运作模式、显示器件存在的主要问题、企业的相关岗位设置等，加深学生对该行业的工业生产、研发的了解。这样做到学校的培养和企业的需求能够基本实现无缝对接。

3.2 调整课程考核制度

该课程和很多基础课程性质存在很大差别，没有比较系统的知识体系和理论结构。这门课程主要强调的是学生能够学以致用。所以考核可以采用卷面考试、科研小论文、创意小作品等多元化的综合考核形式。同时可以结合企业实习表现，与企业协同考核。这样可以避免现有的纯试卷考试的弊端。

4 结束语

对于《电显示技术》光课程来说，需要根据学生本身的专业性质不同有所侧重。与此同时，结合企业需求，进行有的放矢的培养。本文就笔者在这门课程的教学过程中的一些经验体会和一些思考进行了一点总结，希望能给相关教学人员做一些参考。

【参考文献】

[1]戢超.“后危机”时代LED照明成为制高点产业[J].中国新能源，2011（1）：25-26.

[2]李文峰.光电显示技术[M].清华大学出版社，2010.

[3]高鸿锦.液晶与平板显示技术[M].北京邮电大学出版社，2008.

[4]谢莉.平板显示技术[M].电子工业出版社，2015.

[5]王丽娟.平板显示技术基础[M].北京大学出版社，2013.

[6]孙兆慧.台湾光电产业发展现状与趋势[J].海峡科技与产业，2007（6）：31-34.

[责任编辑：田吉捷]