开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇光学工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
光学之芒,灿烂辉煌。在光学的领域里,他头顶着太多的“光环”,却没有丝毫松懈,肩负着无限重任,但始终沉着、坚毅。他渊博宽厚,抱定赤子之心,十余载春秋献身中国光学领域,他就是首都师范大学物理系研究员、系科研副主任张岩。
九天揽月鸿鹄志步步为营创辉煌
在通往科学高峰的路上,张教授一路前行,品尝着希望与困难,交融着荣耀与汗水,深造期间,他用不懈的努力换来了中国光学科技前沿领域的重大突破。读研期间,他同导师刘树田教授一起在国内率先开展光学分数傅立叶变换的研究。为利用光学分数傅立叶变换进行信息处理铺平了道路。在中科院物理所攻读博士学位期间,开拓了分数傅立叶变换在光学信息处理领域中的应用,被评价是国内在现代光学技术科学领域研究工作中的优秀成果具有国际先进水平。
1999-2001年,他获得日本学术振兴会博士后基金资助,在日本山形大学工学部从事生物成像研究,被应用在实际的仪器上。2001-2002年,他在香港理工大学电子工程系从事光纤气体传感器研究。其研究内容被收录在《光纤传感技术新进展》一书中,已出版发行。2002-2003年,他在德国洪堡基金的资助下在德国斯图加特大学应用光学研究所任洪堡研究员,从事数字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢复算法来进行数字全息重建的新方案,引起了同行的重视和肯定。这部分内容作为美国NovaScience出版社的新书《NewDevelopmentsinLasersandElectro-OpticsResearch》中的一章,已经出版发行。
欢声震地惊退万人赢战绩
在多年的研究中,张教授撰写了众多论文和专著、获奖无数,参与撰写专著三部,申请专利4项,发表科技论文130余篇,其中SCI收录论文80余篇,影响因子在3.5以上的论文22篇,被他人引用510余次,H指数为12。1996年获黑龙江省优秀科技论文奖,1999年获得日本学术振兴会博士后基金,2002年获得德国洪堡基金资助,2004年荣获北京市科技新星称号,2005年获北京市优秀人才资助,2007年被评为北京市中青年骨干教师,2007年“基于太赫兹光谱和成像技术的检测方法”获中国分析测试协会科学技术奖(三等奖)。
正所谓,知者不惑,仁者不忧,勇者不惧,而今的他,顾自横笔向天笑,豪气冲天,在信仰的战场上,永保冲锋的状态……
测控技术与仪器专业主要课程精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础,微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
测控技术与仪器专业主干学科:光学工程、仪器科学与技术。
测控技术与仪器专业主要实践性环节:包括军训、金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等。
测控技术与仪器专业培养要求毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;
3.掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力,具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;
4.具有较强的外语应用能力;
5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
测控技术与仪器专业就业方向本专业学生毕业后可在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。
从事行业:
毕业后主要在仪器、电子技术、新能源等行业工作,大致如下:
1、仪器仪表/工业自动化;
2、电子技术/半导体/集成电路;
3、新能源;
4、计算机软件;
5、机械/设备/重工;
6、石油/化工/矿产/地质;
7、其他行业;
8、环保。
从事岗位:
毕业后主要从事仪表工程、硬件工程、电气工程等工作,大致如下:
1、仪表工程师;
2、硬件工程师;
3、销售工程师;
4、电气工程师;
5、嵌入式软件工程师;
6、区域销售经理;
7、技术支持工程师;
多数人只看到赴美留学光荣的一面,殊不知背后要付出加倍的努力,承受更大的压力。海外学子漂泊在外,孤独求学,仍然能够体会到祖国对我们的关怀,强烈的归属感油然而生。作为80后,我们享受着安定,在幸福中长大,也见证了祖国的迅猛发展势不可挡。身在异乡,心中想“家”归“家”的情绪日益强烈。——朱家华
朱家华,2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1983年出生,2006年获扬州大学应用化学工科学士学位,2009年获南京工业大学化学工程硕士学位。同年起于美国拉马尔大学攻读化学工程博士学位。博士期间主攻先进纳米聚合物复合材料的制备、表征以及在能源储存和环境保护方面的应用。目前已在Macromolecules、ChemicalCommunication等SCI期刊40余篇。参与《半导体纳米技术百科全书》等书籍的编写工作。多次在国际会议上介绍研究成果并作口头报告。
获得自费生奖学金对我是一项崇高的荣誉。在国外攻读博士学位期间,遇到了种种的困难,包括语言障碍、仪器操作、撰写论文等,但是在导师的指导、家人的关爱和朋友的帮助下,克服了所有的难题。在此特别感谢所有帮助过我的人,尤其要感谢祖国的支持与培养。——白振华
在美国留学的5年,是学业充实的5年,也是充满艰辛和坎坷的5年。能够获得自费生奖学金,我十分感激国家对海外学子的殷切关怀。它不仅是对我们学业成就的一种肯定,更激励着我们今后在科研的道路上披荆斩棘,有朝一日运用自己所学为祖国的繁荣发展添砖加瓦。——盛
??
盛,2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1985年出生,2007年于南京大学化学化工学院获得理学学士学位,分别于2010年、2012年获美国加州大学洛杉矶分校化学与生化系硕士、博士学位。研究方向为锰超氧化物歧化酶的结构与机理,铜锌超氧化物歧化酶的沉淀机理以及其诱发肌萎缩性侧索硬化症的原因。留学期间,研究成果发表在Proc.Nat.Acad.Sci.,J.Am.Chem.Soc.等国际学术期刊。
关键词:理工融合教研结合知识共享体系教育信息化
在新的知识经济条件下,研究生教育目标呈现多元化,对高校的研究生培养提出了更高的要求[1],但研究生教学方式的多元化却没有跟上步伐,如何创新研究生培养模式以适应更高的要求是一个值得研究的重要课题。
1.研究生培养教育模式现状
研究生教育本应区别于本科教育,但国内部分高校研究生课堂教学多数只是本科课堂的简单延伸,甚至教学质量和效果还不如本科。教案陈旧,没有结合新的学科前沿与应用、让学生自习、让博士生代课成为研究生教学中的常见现象[2]。这样的培养模式使得研究生的学习、思维方式仍停留在本科阶段,无法激发研究生的科研潜力和创造力[3]。
各高校虽对研究生课程教学进行了探索创新,在培养环节中做了一些改进调整,但受传统观念和学科组织的阻力,仍存在一些共性问题,如教学方法与教学目标单一;课程考核评价体系单一[4];各院系各专业间未能进行很好的沟通交流,新的教学模式难以实现资源共享,没有形成合理推进的局面[5]。
2.研究生培养质量影响因素分析
2.1课程教学。
在对研究生、导师和教学管理人员调研时,绝大部分都认为课程教学环节十分重要,一些对论文、科研有帮助的核心课程,开设的标准、质量和要求甚至应该提高[6],有部分学生反映知识点的应用和学科前沿涉及太少,不利于培养研究生的创造性。
2.2课题研究。
课题研究对于研究生来说是最主要的获取学科知识的途径。课程学习一般只能覆盖最基本的知识,研究生在科研过程中运用到的学科知识与方法,大部分是在课题研究过程中通过与老师、学生的讨论学到的。
2.3学术交流。
学生在参加学术交流的过程中,可以弥补传统教学的不足,了解到所学学科的前沿领域及新的理论和方法。南京理工大学有针对研究生的定期学术交流论坛,且每个学院都会举办“学术交流月”,但大部分学术交流活动参与者是博士生,研究生参与学术交流意识薄弱,积极性不高,学术交流仅仅停留在课题组定期举行的学术研讨。
2.4专业实践。
2.5学位论文。
学位论文贯穿研究生培养整个阶段,是研究生训练科研能力的主要途径,是衡量研究生培养质量高低的重要标准。导师与教育管理工作者应该对学位论文的各个阶段进行严格地把关,以保证研究生学位论文的产出质量。
2.6导师因素。
除了以上提到的这些因素,像制度规范、学科文化、学科组织、制度规范、资源配置等方面对研究生培养质量也存在影响。
3.研究生课程教学新模式探索
根据研究生教育目标的多元化,我们从构建知识共享体系,完善课程学习反馈机制,试点教育信息化等方面进行研究生教育新模式的探索创新。
3.1理工融合,构建知识共享体系。
随着科学技术的发展,高校学科逐渐交叉融合,市场经济对人才综合素质提出了更高要求,@些促使高校更加重视理工融合[7]。
理学院拥有光学工程、基础数学、计算数学、凝聚态物理、力学、结构工程等学科,以理科为主,同时包含工科专业的学科设置,是实现理工融合的重要基础。
整个知识共享体系构建过程中,研究生能够获取新知识,突破原有知识框架,形成新的知识体系,最终将获得的知识内在化,在知识转换、共享的过程中形成有机整体,使得个人知识不断丰富,形成学术创新的能力。
3.2教研结合,完善课程学习反馈机制。
完善课程学习反馈机制主要集中在完善课程论文反馈和课程报告机制。
3.3实现教育信息化。
通过完善自主学习策略、完善网络教学系统,提出实现微课程信息化改革。由于研究生人数激增,类型多样及基础差异离散化等特征,传统的课堂教学材料单一,难以适应学生多样化学习的需求。研究生自主学习能力强,采用网络多媒体变被动式学习为主动式学习成为可能,但是由于网络学习在本校还未有实践先例,我们在理学院光学工程专业采用微课程试验,通过课堂讲学和网络学习相结合的实践,以期得到研究数据,为后期网络课程推广提供一定的参考据。
4.结语
本文从知识学习、知识应用和创造性思维培养等方面对研究生现有教育形式进行深入分析,通过建立理工融合的知识共享体系,改善课程学习反馈机制,总结教育模式,激发学生的科研兴趣,探索创造性思维的培养模式,培养研究生成为具有坚实的数理基础、强烈的工程意识的应用型人才。
参考文献:
[1]徐晓华.普通高校国防教育研究生培养研究[D].南京:东南大学,2008:1-2.
[2]杨旌,吴鹏.新形势下研究生教育的思考[J].湘潭师范学院学报(社会科学版),2007(3):170-172.
[3]袁博.论研究生课堂教育与科研能力培养的错位[J].学位与研究生教育,2014(4):25-28.
[4]李l东,李敏,欧阳琼,林志彬.研究生课程学习新模式的尝试及思考[J].医学教育探索,2008(7):458.
[5]高磊.研究型大学学科交叉研究生培养研究[D].上海:上海交通大学,2014:80.
[6]刘春惠,李秀峰,党传升.理工融合教育模式的调查与研究[J].跨入新世纪-电子信息类专业教学改革之路,2004:72-77.
关键词:光电信息工程专业;课程体系;现状;必要性;策略
1.光电信息工程专业课程体系构建的现状
2.光电信息工程专业课程体系构建的必要性分析
3.构建与完善高校光电信息工程专业课程体系的理性策略
3.1通过国家教育政策与地方教育部门,加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度
3.2加强高校师资力量建设,丰富高校光电信息工程专业课程内容,加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习
我国光电信息工程专业的课程体系构建与完善,应当从自身的教师团队上寻找原因,由于从事光电信息工程专业教学的人员在专业能力与课程规划能力上的不足,以及各科教师的缺乏,导致课程体系的制定偏向于教师教学任务的分配,忽视了利用课程的合理搭配来提升教学质量,所以必须要加强高校的师资力量建设,确保光电信息工程专业教师的充足。另外,应当结合目前国际中最新的光电信息专业的知识与技术,及时对教学教材与教学知识进行更新与完善,像学生传递最新的专业知识与技能。同时,结合国外高校在光电信息工程专业课程体系上的优势进行分析,发现自身的不足之处,加深国内外对课程体系构建的经验交流与学习,进一步完善我国高校光电信息工程专业的课程体系,使其更加合理化、高效化。
4.总结
我国高校光电信息工程专业课程体系的构建与完善,应当深入了解我国各大高校在光电信息工程专业课程体系构建上方面的实际情况,明确课程体系构建的重要性,通过国家教育政策与地方教育部门,加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度,加强高校师资力量建设,丰富高校光电信息工程专业课程内容,加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习等措施,进一步完善我国光电信息工程专业的课程体系,从而取得更好的教学效果,为我国输送更多的具有扎实专业知识与技能的光电信息工程专业人才。
参考文献
[1]刘文耀,王晋疆,“光电信息工程”学科专业课程体系的构建[A],光电技术与系统文选――中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005.
二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索
1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。
4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了国家级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。
关键词:军工企业工程硕士培养机制
一、我国工程硕士的培养的历程和现状
为改善我国学位体制中工科学位比较单一的状况,进一步完善具有我国特色的学位制度,经国务院学位委员会批准,我国于1997年设置工程硕士专业学位,并于1998年成立了全国工程硕士教育指导委员会,作为指导和组织工程硕士招生和培养的组织机构,同时在《工程硕士专业学位设置》中明确规定:“对攻读工程硕士专业学位的人员实行学校与工矿企业建设部门合作培养,要加强合作培养基地建设,形成合作培养的有效机制。”[1]P82自1997年设置以来,清华大学等11所大学招生,工程硕士专业学位的教育发展迅速,到2008年,我国已经有200多所高校共招收4万8千多名工程硕士生,[2]目前工程硕士学位成为专业学位中涉及面最广、招生人数最多的专业学位类型。
工程硕士是具有与工学硕士学位同等效力的专业学位,是对工学硕士学位的补充和扩展,与偏重于理论研究相配合的偏重于实际工程应用的专业学位,主要为工矿企业和工程建设部门,特别是大中型企业培养应用型、复合型高层次技术和管理人才,因此,工程硕士教育培养的对象主要是工矿企业的在职科研技术和管理人员,采取的是“进校不离岗”的学习方式,以提高他们的专业能力、更新专业知识和提高管理水平为主要目的。而工程硕士学位的培养要求是工程硕士专业学位的获得者应该掌握所从事的工程领域的坚实的理论基础和广博的专业知识,掌握解决工程领域问题的先进技术方法和现代技术手段。因此,工程硕士的办学思想是“服务于工程企业,培养高级实用人才”,这就决定了工程硕士生的培养模式是一种弹性的、宽松的,能体现个性培养的全新的模式。
二、我国军工企业的人才培养的特点和困境
美国等国部队在海湾等局部战争中的胜利说明传统的机械性的武器已经被具有高科技的巡航导弹、远程空地导弹和各种隐形、夜视、激光制导等先进武器所替代,现代高技术战争已经是科技战、知识战、信息战,并进一步扩展了武器研究及生产领域,如控制、制导、光学、计算机、机械等多个领域,同时知识的交叉性要求现代军工企业的武器研究和生产必须打破原有的条块分割等壁垒,而战争的高对抗性也要求我们必须跨越式地加快知识更新和管理思想的转变。因此,在人才培养上,由于武器研究和生产的专业性较强,保密性较高,在培养上,我们必须在一定范围内有针对性地提高军工企业工程技术人才的研究能力和管理人员的管理水平。
而从历史上来看,造成我国军工企业人才培养处于困境的原因主要有如下几点,首先是计划经济体制和强烈的“备战”色彩使我国军工产业从建立起就被赋予特殊地位,即保密性,这种特殊性造成我国军工产业具有垄断性和特权性,使得企业经营观念僵化、落后,缺乏市场意识、竞争意识,更缺少市场风雨的严酷洗礼,制度上的僵化直接造成人才难以系统培养和交流。其次,改革开放以来,国家将工作重心转移到经济建设上来,并进行了相应的军事战略调整,国防开支占整个国家财政开支的比重在随后的一段时期内大大降低,人才培养经费的紧张直接导致了我国军工产业的技术改造和升级换代的步伐放慢,企业创新能力不够。最后,伴随经济建设的不断深化,军工企业由于其特殊性,在企业改制与创新方面严重滞后,曾一度连续多年成为亏损行业,直接造成大批军工企业的熟练工人和技术骨干向“三资”“合资”等企业流动,军工产业一度出现大范围的技术人员流失和断层。
目前,全球化已是一种世界性的趋势。面对国外先进的生产流程、管理制度和技术创新,我国的军工企业急需引进、消化和创新,而现有的我国军工企业难以与外国军工企业通过合资等渠道来引进先进的生产和管理制度。此外,一国之中,国防工业与民用工业的隔绝对彼此的发展也是一种极大的制约,国防经济只有被纳入国民经济的大体系中,两者才能相互促进,相互加速发展,军民兼容,开发技术资源,才能将大量尖端技术相互转化,才能对经济发展起推动作用,而其中的关键就是人才。
国防科技人才是国家战略性资源,人才资源也是未来国防科技工业基础中最宝贵的资源。今后一个时期,国防科技工业面临的最大挑战就是如何吸引、保留和培养关键技术人才。多年以来,我国国防科技工业人才队伍存在着结构不尽合理,分布不平衡,以及高级专业技术人才和高级技能人才,特别是拔尖人才短缺和后继乏人等问题,同时随着国防科技工业企业体制改革的深入,高级经营管理人才的问题也逐渐凸显出来。因此,如何加强军工企业的人才队伍建设,怎样强化创新人才的培养,以此来加快知识更新速度,提高军工企业的管理水平,现实地摆在我国军工企业面前。
三、以目标管理理论为基础的军工企业工程硕士培养机制
军工企业自身的特点是生产和科研的保密性,直接限制了军工企业人才培养合作单位和培养专业的范围,也要求其在培养目标和选择培养单位上要求较严,范围较窄,尤其对以提高本单位技术水平和创新为目标的企业而言,合作单位的选择更具针对性。作为原兵器工业部的一所全国重点大学,现归属于工业与信息化部,源于哈军工,以兵器研究和教学起家的南京理工大学,无论是历史渊源,还是现在的科研和人才培养,都与我国的军工企业存在着千丝万缕的关系,因此,作为研究和培养兵器科技人才的全国重点大学,且具有国家一级保密认证、武器装备科研生产许可证和装备承制单位资格审查认证的南理工,在与军工企业合作上具有得天独厚的优势,工程硕士的培养方式进一步强化这一合作关系,自1997年以来,通过与我国军工企业的长期合作办班培养工程硕士这一人才培养途径,已经为各地的军工企业培养了数百名科研技术和管理人员,并在实践中探索出适合军工企业人才培养的目标培养机制。
在与军工企业合作之初,学校与企业的人才培养部门根据企业情况共同确定培养目标,而这个目标不仅仅是要求学生顺利地拿到学位,更为重要的是以解决企业当下的科研项目为最终目标,并围绕这个目标来确定具体的培养方案;而对于从事管理的人员来说,则主要是以学习先进的管理理论、提高管理水平、提高企业效率为目标。因此,整个过程是通过调整课程学习和论文写作来具体体现,对于课程学习则不拘于原有的培养方案,适当增加对口的课程学习,尤其是那些企业急需的课程,尽可能地贴近企业当下的科研项目。与此同时确定企业导师和学校导师,结合两个地方的科研情况,共同进行理论探讨,取长补短,优势互补,通过培养人才,进一步实现企业和学校更多、更高层次的科研合作,实现多赢的目标。
四、工程硕士培养过程中的有效控制和信息反馈
五、结语
以目标管理为基础的军工企业工程硕士培养机制,不仅克服了军工企业国有的专一性、保密性等自身的人才培养的难题,更较好地增加了军工科研的广度和深度,提升了人才培养的层次,延伸了科研合作范围,尤其是解决了处在较为偏远的中西部地区军工企业人才难招、难留的困境。同时,目标管理的工程硕士人才培养机制也为其他具有行业特点的企事业单位的人才培养与科研合作提供了思路,也为更为广泛的多层次、多样化的人才培养提供了借鉴。
参考文献:
[1]张文修.中国工程硕士教育的实践与发展[M].北京:清华大学出版社,2001.
关键词:生物医学;测试技术;传感器
一、引言
面向生物医学工程专业开设《测试技术与传感器》是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容,集光、机、电于一体,综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等学科技术的实践性非常强的专业基础课。杭州电子科技大学生仪学院目前开设的《测试技术与传感器》课程的课程目的为系统论述测试系统及其基本特性;介绍测试系统中传感器的结构、基本原理和典型应用,以及传感器的发展趋势、选用原则等,它是实现测试与自动控制的重要环节,仪器专业的重要专业基础课,也是自控原理、智能仪器课程设计、虚拟仪器课程设计的基础。
二、存在问题
传感课程教学方法研究大多是自动化、精密仪器专业中对该课程的教学方法研究。结合本专业优势,本文提出通过使用启发式教学、结合临床实际教学、结合多媒体等手段丰富教学方法,提高生物医学传感教学效果。这些方法对提高生物医学专业的传感教学提供了重要改进措施,对提高教学质量具有重要意义。改革和完善《测试技术与传感器》课程的教学模式,通过研究型教学,训练学生的高级思维能力和解决实际问题的操作能力,培养学生主动学习、独立学习与终身学习的能力,使学生具备一流大学本科生的素养,提高核心竞争力。
三、改革目标
1.本文拟从课堂教学模式、课程教材多样性模式、实验课教学模式等方面研究并探索出具有杭州电子科技大学生物医学特色的“测试技术与传感器”研究型教学模式,培养学生的高级思维能力、解决实际问题的操作能力、交流沟通能力,在大学学习结束后,离开校园和教师,具有继续自主学习的能力。
2.在以基本传感测试单元为框架的知识体系的基础上,收集整理基于生理学与工程应用或医学临床现象结合的传感学科交叉内容,为编写生物医学工程等工科专业适用的生物传感教材、论文等提供教学资料并制定教材理论体系框架。
四、具体措施
(一)课堂教学模式探索
1.教师课堂讲授重点为最核心的知识点,对具有迁移价值的学科基本原理进行阐述。讲授内容少而精,对重点、难点讲深讲透,引导学生多角度、深层次地理解基本原理,而对事实性知识点,则少讲或不讲;讲授内容宽而新,以学科的发展为大背景,了解课程基本原理在大学科中的定位,以及与学科最新发展的联系。
此外,在各个传感系统中识记结构部分内容琐碎难记,而生物医学工程专业对这部分内容的要求并不高,不要求掌握详细结构,在理解传感结构及工作原理的基础上,日后工作或科研中用到这部分内容时能够通过查阅参考书获得信息即可,课堂讲解突出章节纲要,对其中涉及的工程应用现象补充材料介绍。
在课堂教学中,除了使用多媒体和板书进行理论教学之外,还有意识地利用网络公开课等引导学生的自主学习。在我校图书馆的视频资源中有国内外著名大学的视频公开课,利用这些强大的网络资源可以弥补课时少、课程任务重的矛盾。比如,在该课程教学中,原理介绍部分占课时较少,在对重点器件结构和系统课堂讲解的前提下,其中一些具体的设计内容布置给学生自学。除了缓解课时不足的矛盾,网络课程资源还可补充教学内容,加深学生对知识的理解。
(二)实验课教学模式探索
1.基础性实验:围绕测试技术与传感器的核心知识点,掌握传感器的基本原理及信号检测,这类实验主要属于验证性实验。
3.提高性实验:对于提高阶段,我们将尝试结合虚拟仪器实验平台,虚拟仪器技术是仪器智能化发展的一个重要方向。我们增设实验内容要求学生采用软件LABVIEW或VB、VC等作为开发工具,设计直观友好的用户交互界面。如有可能还可根据检测分析的结果产生相应的输出控制信号。
五、总结
本文针对面向生物医学工程专业开设的《测试技术与传感器》课程当前存在的问题,结合生物医学专业学科交叉特色,提出了相应的改革目标和措施,使学生能自主使用各种通用传感和专用医疗仪器平台,灵活选择信号分析方法,加强对仪器平台分析的能力和对结果的理性认识,发挥该课程的实践性优势。通过施行开放式的《测试技术与传感器》课程教学模式改革,注重实验知识的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增强学生的自主性与参与性,培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型的“医工结合”型储备人才。
[1]杭州电子科技大学教务处.生物医学工程专业及医学信息工程专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划,2011.
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)
附表五:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(停考专业)(点击链接查看)
关键词:光纤通信;理论教学;实验教学
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。
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
[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:大学物理;物理学史;课堂教学;兴趣激发
作者简介:李玲(1980-),女,湖北荆州人,长江大学工程技术学院,讲师。(湖北荆州430020)
基金项目:本文系长江大学工程技术学院教研基金项目(项目编号:JY201112)的研究成果。
一、大学物理课程的意义
物理学史上的许多名人轶事及其主要研究成果的研发过程都对今人有积极的指导作用,如光学波粒二象性对立统一的认知发展过程。若能结合教学内容将物理学史中有代表性的知识体系发展融入教学过程,既可激发学习兴趣,改变满堂灌的理论推导,又可有机地将物理知识要点与科学的世界观及哲学发展理论结合起来,有利于学生知识底蕴的累积和眼界的开阔。
表1大学物理全模块教学内容及课时分配
我院经过数年的大学物理模块化教学改革[1]后,将学科内容分为六个模块(表1),参考课时分配,本文讨论如何在课堂教学中将物理学发明史、名人史等容易激发学生兴趣的内容导入,以及导入后其对课题教学可起到的积极作用,课程内容以我院现在使用的大学物理教材[2]为准。
二、大学物理全模块教学内容
1.力学
力学部分的讲授内容比较多,是物理学实践探索方法与思想体系建立的基础。质点运动学有两次课,第一次课绪论开端讨论物理学科的研究范围,介绍从古人对自然的朴素的感性认知,到近代利用微积分等数学工具归纳推导大量天文观测数据及实验室数据而获得的经典物理学基本定理与定律,再到近现代的量子物理和相对论,物理的发展史即人类文明的发展史。这两次课中要将大学物理用到的微积分、矢量等数学知识进行系统化介绍,而微积分的发明者之一牛顿正是近代物理的标志人物。
刚体力学三次课相对来讲较难较抽象,需要用到微积分、空间立体几何及矢量叉乘知识,质点的角动量守恒可以将开普勒第二定律的反向证明作为计算实例,而历史上牛顿正是由开普勒第二定律推导定义角动量的概念。在大段相对沉闷的概念讲解和定理推导之后,第谷与开普勒师生的历史故事以及他们对物理学发展的贡献很容易引起学生的兴趣。
2.振动与波
由于简谐振动的振动方程、平面简谐波的波动方程等都比较抽象,其对应物理量的计算和转换多,所以此处学生最易产生厌学情绪。
机械振动两次课,第一节课可用中国2013年6月太空课堂的单摆实验导入;第二次课的利萨,及其后的阻尼振动及共振在生活中的应用及历史中的实例就更多了,例如著名的18世纪拿破仑士兵齐步过桥致桥塌事件。在西方,波动现象的本质首先是由达芬奇发现的。机械波致质点受迫振动也可举共振的例子,如中国古代战场上利用共振器判断敌军多寡和方位、唐朝寺庙钟磬声波共鸣等事例。第二次课中可以用1842年多普勒在散步时的“多普勒效应”导入,目前该效应应用很广。
3.热学
热学部分我院仅勘工和化工类专业需要学习。气体动理论部分的两次课中涉及到微积分的计算不太多,学生们对克拉伯龙方程也有一定基础,总体难度不大。第二次课讲自由度及麦氏速率分布率时,由于涉及到统计学,相对比较枯燥且理论公式冗长。可以在前期已观察到学生状态及接受水平的基础上,淡化理论,介绍一下科学家麦克斯韦生平。麦克斯韦被誉为牛顿与爱因斯坦之间最伟大的物理学家,其一生对物理学的卓越贡献不仅表现在对后世产生巨大影响的电磁学上。他在热力学方面提出的麦克斯韦速率分布式也是应用最广泛的科学公式之一,在许多物理分支中起着重要的作用。同时代的科学家玻尔兹曼将麦克斯韦速率分布式应用到保守力场中,提出了玻尔兹曼速率分布律,在热力学研究中也具有重要地位。玻尔兹曼把物理体系的熵和概率联系起来,阐明了热力学第二定律的统计性质并引出了能量均分原理。
热力学基础三次课,可联系科学发展史上对永动机的探索导入。如第一类永动机不可能被创造出来是违背了能量守恒定律,但其探索过程为热力学第一定律的建立提供了实验基础;第二类永动机则违背了热力学第二定律。此外,热机的发明是工业革命的标志之一,第二次课的循环过程可借此话题导入。
4.光学
光学是一个古老而充满活力的学科。[4]从十七世纪中叶牛顿和惠更斯分别提出光的微粒学说和波动学说之后,对于光的本质的讨论一直是科学界热点话题,直到二十世纪爱因斯坦提出光的波粒二象性才告一段落。牛顿对光学的研究可视为近代光学的开端,其棱镜分解白光实验入选十大最美物理实验,[3]而牛顿环实验至今仍是大学普通物理实验室经典必选实验之一。因牛顿的权威,光的微粒学说在科学界占主导地位达一个多世纪。光的干涉第一次课以十九世纪初托马斯杨的双缝干涉实验导入,这一实验揭开了近代波动光学的序幕,亦是十大最美丽的物理实验之一。[3]第二次课薄膜干涉可以用牛顿环导入。第三次课中介绍在物理学史上有重要地位的迈克尔逊(1907年获诺贝尔奖)干涉仪。
光的偏振总体上是介绍性质的讲授,重点是1808年发现的马吕斯定律和1815年布儒斯特定律,不作重点但比较有趣的双折射现象则是早在1669年就被人们发现的,其在生活中可作为辨别晶体与非晶体的一种方式。
5.电磁学
经典电磁学理论是大学物理中的必修模块,虽然理论推导多、微积分计算多,但现在电磁学在生活中的应用无处不在,且名人辈出,将课上得生动有趣并不困难。如静电学部分的库仑定律是1785年的库仑扭秤实验确立的,电荷的不连续性是由1909年密立根油滴实验证明,该实验是十大最美物理实验之一。[3]第三次课讲授的静电场高斯定理因“数学之王”高斯得名。高斯生平传闻轶事很多,尤其是其研究生时期,误将悬留两千余年未解的尺规作正十七边形问题作为导师布置的课后作业一夜解决的故事,与学生们发散讨论其心理学与教育学意义,对于学生打破心理设限努力钻研学习很有意义。
稳恒磁场八次课,第一次课可介绍中国古人在磁学方面的发现,司南和指南针的意义;1820年近代磁学标志性的奥斯特实验等,也是学生们熟悉且有兴趣的内容。第二次课的毕奥-萨伐尔定律,可介绍其定律的得出与安培、拉普拉斯等在数学上的帮助密不可分,再次强调大学物理学习中高数知识的重要性。安培是一位在数学、物理、化学领域都有很高造诣的科学家,约第四、五次课中学习的磁场安培环路定理、安培定律都由他发现,被称为“电学中的牛顿”。
电磁感应部分则由著名科学家法拉第的故事导入。被誉为电磁学领域的平民巨人,著名的自学成才的科学家法拉第,生于英国一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。1831年,他作出了关于力场的关键性突破,永远改变了人类文明。[4]法拉第是一位无以伦比的实验物理学家,在电磁学、化学、电解、气体液化等实验方面都做出了巨大贡献。而且法拉第十分幸运地在晚年遇到了既能理解他的物理思想,又长于数学的麦克斯韦,第三、四次课中的感生电场和位移电流假设都是由麦克斯韦提出。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》,系统、全面、完美地阐述了电磁场理论,这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。1888年,赫兹经反复实验,终于发现了人们怀疑和期待已久的电磁波,由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论,得以完美的证明。
6.相对论与近代物理
这部分内容我院只有全模块的勘工和建环专业按十六课时教学并考试,其他专业都只作为了解内容,用物理学史的故事串讲主要内容即可:
(2)光电效应方程中的普朗克常数对描述光的量子性非常重要,因研究黑体辐射而提出该常数的普朗克(1918年诺贝尔物理学奖)是量子力学的创始人。有趣的是,普朗克本人并不认同量子理论的许多观点,直到爱因斯坦利用能量子假设完美地解释了光电效应。
(3)被戏传一举拿下诺贝尔奖(1929)的德布罗意也是量子力学创始人之一,以物质波假设理论最初的确是在其博士论文中提出的,因德布罗意是法国公爵兼德国王子,使其曾被传闻是一位花花公子,事实上德布罗意终身献身于科学,深居简出,是个标准的工作狂。
(4)提出氢原子能级假设的天才玻尔是著名的哥本哈根学派创始人,量子力学的奠基人之一。
(5)概率波动力学的创始人薛定谔,提出著名假设“薛定谔的猫”。
本文按长江大学使用的《大学物理》教材[2]中各章节先后顺序列出各章可能提及的名人轶事,希望对执教于大学物理的同仁们在课堂教学中有所助益。
[1]李玲,梅丽雪.独立学院大学物理模块化教学探讨[J].华章,
2009,(9).
[2]康垂令,伍嗣榕,李玲.大学物理[M].武汉:武汉理工大学出版社,2013.
[3]宫铁波,张炳恒.十大经典物理实验回顾[J].大学物理实验,