王小菊，刘 爽，陆荣国，陈德军，祁康成，饶海波

（电子科技大学光电科学与工程学院，成都 611731）

0 引言

专业基础课是高校课程体系中与学生所学专业密切相关的一类重要课程，其目的是为学生后续专业课奠定必要的理论基础。课程理论性强，学生往往学习兴趣不高，学习效率低，不能学以致用。如何激发学生学习兴趣，强化专业认知和工程意识，提高学生分析问题和解决问题的能力是目前专业基础课面临的重点和难点［1-5］。

《固体物理》课程主要介绍晶体结构、晶格振动、能带理论和载流子输运特性等基本知识，是物理、材料和光电类相关专业的基础理论课［6-8］。我院为光电信息科学与工程、光源与照明专业三年级本科生开设该门课程，旨在为后续《物理光学》《激光原理与技术》《光电材料与器件》等专业课程奠定基础。课程能力目标是，学生学习该课程后，能够进行光电器件结构与工艺的设计和优化，能够对光电相关的各类物理现象、材料特性、检测手段进行研究和实验论证。

本文采用虚拟现实、Web GL 和H5 等技术，开发了一套基于能带理论的电子发射实验，包括光电发射、热电子发射、场致电子发射和二次电子发射。在此基础上，以卫星电推进中和器作为电子发射应用载体，帮助学生实现理论到应用的衔接。通过直观的动画与图像展示，加深学生对能带结构及电子发射的理解，提升专业兴趣。

1 电子发射虚拟仿真实验原理

本实验包括“电子发射原理基础仿真”和“卫星电推进中和器应用设计仿真”2 个模块，如图1 所示。……