Информационные материалы по выполнению НОН 4

О работе
научно-образовательного
направления
«Фотоника и оптоинформатика»
инновационной образовательной
программы
С.А. Козлов
Инновационная образовательная программа
2007-2008 гг.
Цель программы – развитие инновационной
системы подготовки специалистов нового
поколения по пяти выбранным научнообразовательным направлениям в области
информационных и оптических технологий на
основе
качественного
обновления
методического,
организационного,
инфраструктурного и кадрового обеспечения
Университета.
Научно-образовательные
направления
• НОН 1: Технологии программирования и
производства программного обеспечения
• НОН 2: Встроенные вычислительные системы
• НОН 3: Интегрированные компьютерные
технологии проектирования и производства
приборов и систем
• НОН 4: Фотоника и оптоинформатика
• НОН 5: Лазерные технологии и системы
Исполнители работ по НОН 4
Факультет фотоники и оптоинформатики:
• Кафедра фотоники и оптоинформатки
• Кафедра оптоинформационных технологий и
материалов
• Кафедра компьютерной фотоники
• Кафедра оптической физики и современного
естествознания
• Кафедра оптики кванторазмерных систем
Факультет точной механики и технологий:
• Кафедра нанотехнологий и материаловедения
Инновационная образовательная программа
2007-2008 гг.
• Задача 1: Разработка образовательного
блока, направленного на формирование
новых и качественно усовершенствованных
образовательных программ.
Задача 1 для НОН 4
Завершение разработки первой в России
бакалаврской программы по направлению
200600 «Фотоника и оптоинформатика» и
создание пяти новых магистерских программ:
«Оптические
материалы
фотоники
и
оптоинформатки», «Оптические технологии
передачи, записи и обработки информации»,
«Компьютерная
фотоника»,
«Оптика
наноструктур»,
«Интегрально-оптические
элементы фотоники».
Задача 1 для НОН 4
• Модернизация учебно-методических
комплексов по модулям дисциплины
бакалаврского уровня.
• Создание учебно-методических комплексов
по модулям дисциплины магистерского
уровня
№
Учебно-методический комплекс
Наименование
1
1.
2.
3.
Объем
час.
МП
2
3
4
Направление 4: Фотоника и оптоинформатика
Общее ядро бакалаврской и магистерской программ
Оптическое материаловедение
800
5/5
Фотоника
Нанотехнологии и
1100
КЛ
Число элементов
ЭП
КЗ
АД
ИМ
Год
разработки
5
6
7
8
9
10
2/3
1/3
0/ 5
0/17
0/17
2007
1/7
4/5
5/10
0/ 7
2/24
2/24
2008
9/15
4/5
3/40
0/15
0/34
5/34
2007
1/12
0/4
0/27
0/12
0/21
1/21
2008
1/5
1/5
1/5
1/5
1/37
1/33
2007
2008
5/7
5/6
3/6
3/6
2/35
1/35
2007
600
4.
Оптоинформатика
5.
Магистерская программа “Оптические материалы фотоники
и оптоинформатики”
Конденсированные лазерные среды
100
1/3
1/1
700
2008
0/6
0/6
2007
2008
1/6
1/6
2007
2008
0/3
0/6
0/6
1/7
0/4
0/10
1/10
2/2
1/1
1/3
0/3
2/4
1/3
1/10
1/10
2007
2008
2007
2008
1/2
1/1
1/7
0/7
2007
2008
1/5
6.
Волноводная фотоника
150
1/3
1/1
0/3
0/3
1/10
7.
8.
Фоточувствительные и радиационностойкие
материалы
100
Материалы и технологии интегральной оптики
200
1/3
1/10
1/4
9.
10.
11.
1/2
Магистерская программа “Оптические технологии передачи, записи
и обработки информации”
Оптические линии связи
100
2/2
2/2
Оптические системы записи, хранения,
200
обработки информации
2/3
2/2
Фемтосекундная оптика и фемтотехнологии
100
1/2
12.
1/1
Квантовая информатика и параллельные
вычисления в оптике и оптоинформатике
1/1
150
2007
2008
2007
2008
2007
2/4
2/2
2/2
1/2
1/8
1/8
2008
1
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
2
3
4
5
6
Магистерская программа “Компьютерная фотоника”
Компьютерные технологии фотоники и
100
оптоинформатики
2/3
1/1
1/9
Методы, приборы и системы
компьютерной фотоники
150
Методы и техника цифровой голографии и
томографии
150
Теория распознавания образов и спец
разделы компьютерной фотоники
150
1/3
1/3
1/3
1/1
1/1
1/1
1/7
1/4
1/4
Магистерская программа “Оптика наноструктур”
Современная физика и оптика твердого
200
1/3
1/1
1/1
тела, оптика полупроводников,
диэлектриков и металлов
Физика и технология гетероструктур,
оптика квантовых наноструктур
150
Техника физического эксперимента в
системах с пониженной размерностью
100
Наноструктуры в электронике, оптоинформационных системах, биологии и
медицине
100
7
8
0/3
0/5
0/3
0/3
0/8
0/8
0/3
0/8
1/1
0/15
9
10
0/5
2007
2008
0/7
2007
2008
0/7
2007
2008
0/7
2007
2008
0/15
2007
2008
1/3
1/1
1/1
1/1
0/8
0/8
2007
2008
1/3
1/1
1/1
1/1
0/5
0/5
2007
2008
1/3
1/1
1/1
1/1
0/0
0/0
2007
2008
0/1
0/1
1/1
2007
2008
Магистерская программа “Интегрально-оптические элементы фотоники”
Оптические полимеры и нанокомпозиты
200
1/1
1/1
1/1
1/1
1
22.
23.
24.
2
Полимерные планарные
элементы фотоники
3
4
5
6
7
8
9
10
150
1/2
1/2
1/2
1/1
1/2
0/1
2007
1/1
2008
Технологии спектрального
мультиплексирования для
оптической связи
100
Применение элементов
фотоники в специальной
аппаратуре
100
ИТОГО 23 модуля
по направлению 4
5950
1/1
1/1
1/1
1/1
0/1
0/1
2008
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
2008
23/45 18/22 11/54
7/ 36 3/ 110
6/ 109
2007
20/59 21/31 24/11
2
8/ 54
11/ 175
2008
10/
176
МОДУЛЬ ДИСЦИПЛИН
бакалаврской подготовки
«ОПТОИНФОРМАТИКА»
Модуль дисциплин
«ОПТОИНФОРМАТИКА»
Дисциплины:
1.
4.
5.
Подготовлено:
Основы оптоинформатики
Печатные издания
2.
Прикладная голография
Электронные издания
3.
Оптические технологии
искусственного интеллекта
Общий объем модуля
Технологии программирования
700 часов
Моделирование оптических
Аудиторные занятия
материалов и процессов
175 часов
Нелинейная оптика
Самостоятельная работа
6.
525 часов
«ОПТОИНФОРМАТИКА»
Печатные виды УМК
1350 страниц печатных материалов для
10 учебно-методических пособий:
6 УМП по дисциплинам направления ФиОИ
3 УМП для выполнения экспериментального практикума
1 методическое указание по выполнению курсовых и
дипломных работ
В рамках выполнения УМК проведено рецензирование
материалов ведущими специалистами ИТМО
«ОПТОИНФОРМАТИКА»
Электронные виды УМК
750
слайдов
презентаций
размещены
для
электронных
лекционных
в
системе
курсов
ЦДО
и
используются в текущей учебной
деятельности кафедры
«ОПТОИНФОРМАТИКА» Электронные виды УМК
2100 тестовых вопросов размещены в системе ЦДО,
тестирование по которым введено в учебный процесс
кафедры с первого семестра 2007/08 учебного года.
Студенты 4-го курса
факультета ФиОИ на
тестировании в
компьютерном классе
кафедры.
35 виртуальных лабораторных работ
№2 Дифракция
№4 Лазеры: Синхронизация мод
№3 Лазеры: порог генерации и плотность фотонов
«Оптоинформатика» - электронные виды УМК
35 видеорядов, сопровождающих лекционные
курсы
Изменение интенсивности нулевого и дифрагированного
пучков при увеличении толщины голограммы
Регистрация голограммы
по методу Ю.Н. Денисюка
регистрирующая
среда
объект
W – освещающая
R
волна
источник
излучения
W 0 – объектная
волна
T
; 0,5p
Соосное направление интерферирующих пучков
При фиксированном угле между пучками
период определяется длиной волны
«ОПТОИНФОРМАТИКА»
Электронные виды УМК
ГЛОССАРИЙ – более 350 терминов
«ОПТОИНФОРМАТИКА» Электронные виды УМК
ГЛОССАРИЙ – более 350 терминов
В результате выполнения УМК для модуля дисциплин
бакалаврской подготовки «Оптоинформатика»:
1.
2.
3.
Введены новые формы работы преподавателей
кафедры ФиОИ со студентами: тестирование,
проведение виртуальных лабораторных работ.
Повышен уровень и улучшено качество учебнометодической работы преподавателей: сопровождение
лекций видеорядами, презентациями, использование
глоссария.
Созданы условия для возможности внедрения
модульной системы обучения студентов.
В создании УМК принимали участие
более 30 сотрудников, преподавателей, студентов
кафедры ФиОИ
Инновационная образовательная программа
2007-2008 гг.
• Задача 2: Разработка блока интеграции
образования, науки и инновационной
деятельности
Задача 2 для НОН 4
• Создание научно-образовательного центра по проблемам оптической
томографии и цифровой голографии;
• Модернизация регионального учебно-научного центра «Методы и
средства нанодиагностики и наномодификации материалов» и центра
фемтосекундной оптики и фемтотехнологий;
• Создание учебной лаборатории НИИ оптоинформатики по
компьютерному моделированию оптических материалов и процессов,
лаборатории компьютерного моделирования и параллельных
вычислений в оптоинформаткие, учебно-научной лаборатории
«Оптические свойства полупроводников, диэлектриков и металлов»,
учебно-научной лаборатории «Оптика квантовых наноструктур»,
учебно-научной лаборатории по технике физического эксперимента;
• Модернизация учебной лаборатории оптических технологий
искусственного интеллекта и учебной лаборатории оптоинформатики;
Задача 2 для НОН 4
•
•
•
•
Создание учебного опытно-производственного участка НИИ оптоинформатики по
формообразованию оптических поверхностей и обработке оптических материалов,
учебно-технологического участка формирования и тестирования полимерных
интегрально-оптических структур;
Модернизация учебного опытно-производственного участка НИИ оптоинформатки
«Синтез оптических материалов», учебного опытно-производственного участка НИИ
оптоинформатки по формированию элементов фотоники;
Организация и проведение регулярных (ежегодных) международных школ и
конференций, в том числе в 2007 году – 5-й Международной конференции молодых
ученых и специалистов «Оптика 2007», 6-й встречи студенческих отделений SPIE, в 2008
году – 2-й Международный научной конференции «Optical Sensing and Artificial Vision 2008», 5-го Международного оптического конгресса «ОПТИКА XXI век», включающего
школу
молодых
ученых
и
специалистов
«Оптика-2008»,
конференцию
«Оптоинформатика-2008», 7-ю встречу студенческих отделений SPIE, конференцию
«Фундаментальные проблемы оптики - 2008»;
Создание инфраструктуры ресурсного обеспечения регулярных международных
конференций, молодежных школ и научно-практических семинаров, интегрированной с
данным научно-образовательным направлениям.
Лаборатория высокотемпературного синтеза оптических материалов
кафедры ОТиМ
Закупка платиновых варочных комплектов для высокотемпературного синтеза
стекол – тигли, проволока и мешалки
Лаборатория низкотемпературного золь-гель синтеза нанокомпозитов
на кафедре ОТиМ
Закупка микроволновой автоклавной системы
Лаборатория по прецизионной механической обработке оптических материалов
на кафедре ОТиМ
Закупка станков по раскрою, шлифовке и полировке оптических материалов
Лаборатория голографии кафедры ОТиМ
Закупка гелий-кадмиевого лазера для записи голограмм
Студент 4-го курса работает
с системой спектральной
томографии
Учебный интерферометр
Майкельсона, оборудованный
видеокамерой
Цветная цифровая голография
Зеленый
Цветной
Красный
Оборудование
Суперлюминесцентный диод
Цифровой микроскоп
Волоконный спектрометрmeter
Новое научное оборудование основа
выполнения диссертаций и дипломов на
современном уровне
Аспирант Фокина М.И. и студент
Шекланова Е.Б. настраивают
лазерный литограф.
Проведение
голографического
эксперимента
студентами
Линейка технологических
приборов для нанесения
тонких пленок
Студенты проводят
исследование нелинейнооптических свойств наностеклокерамики
Лаборатория центра фемтосекундной оптики и
фемтотехнологий
Лаборатория параллельных
вычислений в нанофотонике и
оптоинформатике
Инновационная образовательная программа
2007-2008 гг.
• Задача 3: Разработка кадрового блока,
обеспечивающего повышение научнопедагогического потенциала и мотивации
активности сотрудников
Связи с представителями промышленности и зарубежных ведущих
университетов
Демонстрирация установки
терагерцовой спектроскопии
Российским заказчикам – получен
Госконтракт «Досмотр-Д» на 9 млн.
руб.
Известный ученый в области физики лазеров
проф. Anne Tropper (Университет Саутгемптон
Великобритания) в лаборатории
Известный ученый проф. Isabelle LedouxRax (Франция), приглашенный в рамках
Инновационной программы проводит
доклад на семинаре
Профессор И.Ю.
Денисюк перед
научным
докладом в
Саутгемптоне
Магистрантка Е.Буяновская
представляла наш Университет в
Сан-Диего США
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ВУЗА
ПО НОН 4 «ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА»
Таблица 1.
Количество участников и партнеров реализации научно-образовательных направлений Программы
Участники и партнеры
реализации Программы
НОН
4
1
Кафедры и научные подразделения
университета
9
2
Довузовские структуры
3
3
Российские университеты
5/5
4
Зарубежные университеты
13/15
5
Институты и организации РАН
5/5
6
Санкт-Петербургские компаниипартнеры
13
7
Российские компании-партнеры
6
8
Зарубежные компании-партнеры
7/12
9
Российские и зарубежные фонды и
организации
10/6
Таблица 2
Итоги реализации образовательного блока по научно-образовательным направлениям
Достигнутые
количественные
показатели
Компетентностные модели
выпускников
Магистерские программы
Инновационные учебнометодические комплексы
Методические и/или
учебные пособия
Конспекты лекций и/или
семинарских занятий
Электронные презентации
курсов
Комплекты контрольных
заданий и тестов
Анимированные учебные
демонстрации
Интерактивные модели
с сетевым доступом
НОН 4
Годы
6/12
2007
2008
6/11
2008
23/
25
2007
2008
23/41
2007
20/43
2008
18/20
2007
21/24
2008
11/51
2007
24/63
2008
7/35
2007
8/47
2008
3/57
2007
10/129
2008
6 - 2007
11- 2008/88
2007
Таблица 3
Количественные показатели итогов реализации блока интеграция науки, образования и инновационной
деятельности
Достигнутые
количественные
показатели
НОН 4
Годы
Разработка программных
продуктов
Закупаемые программные
продукты
Создание центров,
лабораторий и участков
Модернизация центров,
лабораторий и участков
1/3
1/1
3/10
9/10
-8/6
6/4
Конференции и семинары
5/20
7/22
80/172
100/250
40/86
50/152
2/1
3/2
2007
2008
2007
2008
2007
2008
2007
2008
2007
2008
2007
2008
2007
2008
2007
2008
25/3
2008
Доклады и статьи
Доклады и статьи студентов
Интернет-представительства,
кол.
Договора с предприятиями
на целевую подготовку, кол.
Достигнутые
количественные
НОН 4
показатели
Трудоустройство
90
выпускников, процент
Студенты, участвующие в
90
НИР, процент
Магистерские
диссертации, выполненные
100
в рамках НИР, процент
Доля СРС в учебном
процессе, (не менее)
75
процент
Годы
2008
2008
2008
2008
Выводы:
• Инновационная
образовательная
программа по НОН 4 «Фотоника и
оптоинформатика»
выполняется
успешно.
• Появились новые конкурентные
преимущества Университета на
рынке образовательных и научных
услуг.