光学论文范文
时间:2023-03-17 13:55:12
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关键词银幕类型亮度系数增益
银幕是指能接受幻灯、投影、电影等设备所投射出的光束,并在其表面显示图像的白色特制平面,也称之为放映银幕。它对放映画面的亮度、清晰度、对比度、色彩还原和放映声音起着重要的作用。要使银幕达到良好的放映效果,就必须对银幕的种类、光学原理和使用方法等进行充分的研究。
一、银幕的类型
目前常用的银幕按幕面的光学特性分为两大类:反射式银幕和透射式银幕。反射式银幕不受尺寸限制,但受环境光线的影响较大,包括各种规格的手动挂幕和电动挂幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金属平面幕、弧面幕等。反射式银幕按照光学原理分为漫散反射银幕和方向性漫散反射银幕。透射型银幕画面整体感较强,不受环境光线的影响,能正确反映图像质量,画面色彩艳丽,形象逼真,包括各种规格的硬质透射幕和软质背投幕。透射式银幕按照光学原理多为方向性漫散透射银幕。
1、漫散反射银幕
漫散反射银幕是放映电影和幻灯投影中常用的一种银幕。其特点是银幕表面能将照射到幕面上的光线,在较大扩散角范围内,均匀分散地反射到各个方向,在银幕的前方任何不同的角度观看银幕影像时,其亮度基本不随方向和角度而改变,散射角大,颜色准确自然。
2、方向性漫散反射银幕
方向性漫散反射银幕的特点是将照射到幕面上的光线经过反射并重新分配后集中于一定方向的角度内,因而在这个角度内银幕亮度高,观众在这一角度内观看时图像清晰明亮:但偏离这一特定的角度时。银幕亮度有明显下降。另外,有一些方向性漫散反射银幕对某些颜色具有排斥作用,会使彩色影像的颜色失真。
3、方向性漫散透射银幕
方向性漫散透射幕的特点是当光线照射到银幕上时,在以入射光线为中心的立体角内都有透射光,在入射光方向上透射光强有最大值,偏离此方向越远透射光强越小,因此看起来入射方向最亮,远离此方向则变暗。这种幕放映时,可不用遮暗。
二、银幕的几个重要光学指标
1、银幕的反射系数、透射系数和吸收系数
光线投射到银幕上,通常分成三部分:一部分被反射,一部分被吸收,还有一部分穿透银幕。我们分别用反射系数、透射系数和吸收系数表示银幕材料对入射光线的反射、透射和吸收程度。
反射系数=银幕反射的光通t/照射到银幕的总的光通量(1)
透射系数=银幕透射的光通量/照射到银幕上总的光通量(2)
吸收系数=银幕吸收的光通量/照射到银幕上总的光通量(3)
对于任何一种幕面光学材料,这三个系数之和都等于1。
即:反射系数+透射系数+吸收系数=1(4)
各种银幕的光学材料都可用上述三种系数表明其特性,某种材料的吸收系数大,说明射到它上面的光通量损失大。无论是何种银幕都要求吸收系数值越小越好。吸收系数的大小与银幕光学材料的吸光性、厚度和颜色有关:材料吸光性高、厚度大、颜色深,则吸收系数大。与其它材料相比,白色材料吸收系数值最小。
反射型银幕要求反射系数大,透射系数尽量小。在同样的光照条件下,反射系数越高,银幕反射的光线就越多。幕面就越亮。透射型银幕则要求透射系数尽量大,反射系数尽量小。
2、银幕的亮度系数
银幕的亮度系数Rα,就是在同一照明条件和规定的观察条件下,当入射光线沿银幕法线方向时,在观看银幕一侧与银幕法线方向成α角方向的银幕亮度Bα与同样条件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)
理想漫散幕是抽象的一种理想银幕,即反射系数(或透射系数)为1,并且能将全部入射光能量以完全均匀的亮度反射(或透射)到半球空间内。
显然,由式(5)看出亮度系数Rα是角度α的函数,不同银幕的亮度系数Rα可用亮度系数特性曲线表示,它表明银幕表面亮度系数根据观察方向不同而变化的情况,如图1。
(1)当银幕是理想漫散银幕时:Bα=BO,Rα=1。其特性曲线如曲线1所示。
(2)当银幕是实际漫散银幕时,亮度Bα在近法较大幅度内与。α角无关,仅在α接近90度时,亮度才有所降低,其特性曲线如曲线2所示。所以漫散反射银幕的光能量分配在一定范围内是均匀的。观看者在此范围内观看银幕时,亮度大致相同。
(3)当银幕是方向性漫散银幕时,在银幕法线(假定入射方向沿法线)方向的某个范围内Bα可以大于BO,因而Rα>1,但随着α角的增大,Bα不断减小,Rα则随着不断减小。当α超过一定值时,Rα即小于1,其亮度特性曲线如曲线3所示。由于方向性漫散银幕对入射的光能量在空间的不同方向上重新分配,光线集中在某个方向上,其亮度系数大于1,但是这些方向上的亮度提高是依靠降低其它方向上的亮度来实现的,反射系数(或透射系数)并未超过1。
我们把亮度系数的最大值称为银幕的增益。漫反射银幕典型的亮度增益值在0.8-1.0之间,而方向性漫散银幕的亮度增益可以从1.4直到2.0,甚至更高。所以方向性漫散银幕也称增益银幕。对于增益银幕,我们不能只虑它的增益系数,还要考虑银幕的亮度特性曲线是否平缓。低增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较小。高增益系数银幕的亮度系数随着角度的增大降低的幅度较大。也就是说,对于高增益银幕,我们希望其亮度特性曲线越平缓越好。
经多年试验和验证,电影界已形成银幕亮度标准,且被全世界采用。在SMPTE公布的与影院放映影片有关的银幕亮度标准中,规定银幕中心亮度为16英尺朗伯(55cd/m2)。边缘为12英尺朗伯(41.25cd/m2)。这是放映机上无影片运行、白光下所测得的银幕亮度值。该标准同时指出银幕中心亮度不宜过亮,也就是说不应有热点(hotspotting)。通常,银幕亮度取决于放映机发出的光流以及放映灯和银幕之间的光损失,也就是反光镜、镜头、放映窗玻璃所造成的光损失,以及从银幕上反射光线的损失。
3、银幕的散射角
散射角也称为视角,是指亮度系数为Rα=0.7Rαmax(Ramax指该银幕的增益)时的2a角称为散射角,如图1所示。散射角在选择银幕时是一个重要的光学参数,观看者观看银幕时,应处于散射角范围内,这样才能获得较为清晰、明亮的图像。一般来说银幕的增益越大,散射角越小:增益越小,散射角越大。
4、银幕的清晰度
银幕画面清晰度是放映质量的重要指标之一,是指银幕上影像各细部影纹及其边界的清晰程度。通常以解像力来表示,即每毫米可分辨的线条数,单位为线对\毫米。解像力越高。并且银幕中心和四周的解像力相差不大,则银幕上的图像显得越清晰。一般来说,银幕的解像力达到50线对\毫米就可以达到比较良好的图像清晰度。
三、常用的几种银幕
1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕
白色布幕由白布精漂而成l白色塑料幕是由白色聚氯乙烯制成,布基涂塑幕是在幕基(布或其它织物)上喷涂一层白色聚氯乙烯或白色硫酸钡涂料而成。这些银幕都属漫散反射式银幕,光线反射柔和,亮度均匀,增益不高,对放映环境透光遮挡要求严,反射系数在0.7~0.85,散射角在140度左右。
2、金属银幕
金属银幕均属方向性漫散反射银幕,金属银幕可提供更大的辐射强度,就像镜子反射光一样,这种银幕的亮度系数范围较广,一般在1.5~10之间。使用这种银幕时应注意,增益越高,散射角越窄。该银幕的缺点是密度不易做均匀,从而造成平整度受影响,因此,建议不要用这种材料制作太大的银幕。
金属银幕分为铝箔反光幕和银粉幕。铝箔反光幕是在幕基(如麻布、白细布、漆布、塑料等材料)上喷涂一层铝反射层或刷一层铝粉漆。也可将铝板表面腐蚀或喷砂形成白色无光泽表面。这种银幕随制作工艺不同,反射系数通常不超过0.65,亮度系数可在1.5~4.5之间,散射角一般不超过50度。银粉幕是在幕基上均匀涂上银粉使之反射投影光。
金属银幕中有一种称为金属光栅银幕,它是在幕基上涂布一层含有增塑剂的白色聚氯乙烯,再涂含铝粉的清漆,干燥后在专门的机器中加热到200度C,并压出光栅网格。这种幕的散射角水平方向为1000,垂直方向为500,在此范围内亮度系数平均为1.3,在法线方向为1.5。这个范围内反射光占全部反射光的81%,占放映机有效光通量的52%,因而金,属光栅银幕光效高,均匀性好。
3、玻璃微珠幕
玻璃微珠幕是在幕基上涂一层白胶漆,然后再均匀喷上一层直径为0.02~0.03mm的透明玻璃珠,经干燥后而成。玻璃微珠幕属于方向性漫散反射印幕,具有耐老化、不易褪色、色彩还原性好的优点,银幕增益为2~4之间,幕前中心亮度为580E左右,反射系数0.75以下,散射角约为50度左右。此类银幕玻璃珠直径越大,散射角越小,亮度系数越大。这种银幕不能折叠,不能用手指、锋利硬物碰触幕面,否则容易造成污痕和裂纹。
4、穿孔银幕
通常放映时为了使声音与画面效果配合协调一致扬声器最好放置在银幕后的正中央处,这时就会影响声音的高频特性。为了提高声音保真度,可使用穿孔银幕。银幕穿孔既要获取最佳的声学特性,又要使观众观察不到幕孔。穿孔银幕的构造是在幕面均匀打上很多小孔,一般孔的直径在0.5-1.2mm之间,小孔之间应有5.5mm的间隔:小孔面积总和占银幕面积的2%~5%左右,这样观众在观看影像时看不到小孔。穿孔银幕有不同的幕面构造。常见的有橡皮穿孔幕、塑料穿孔幕、玻璃珠穿孔幕、金属穿孔幕等。银幕经穿孔后,其表面特性不变,只是改变了音响效果。穿孔银幕因幕面有孔,透光较多,亮度将降低。
5、毛玻璃银幕
属方向性漫散透射银幕,用毛玻璃制成,一般尺寸不大,方向性特别强,最大亮度系数可达13。
四、银幕的选择
银幕类型、形状和尺寸三个因素影响着银幕上的影像。银幕的选择主要依据放映场所的实际情况,合理选择银幕的类型、银幕的尺寸和银幕的形状。
1、银幕类型的选择
方向性漫散反射银幕,由于亮度系数大,散射角小,所以适合用于窄而长的放映场所。对于宽而短的放映场所,则应选择散射角大、亮度系数均匀的漫散反射银幕,这种银幕能使各个方位的观众都获得满意的视觉效果。对于无任何遮光条件而又明亮的放映场所,可考虑选择透射式银幕,其抗杂光干扰性能特别好。放映立体幻灯或电影,则必须选择金属银幕,因为金属银幕的反射不改变光的偏振情况,其它材料的银幕反射改变光的偏振情况。
2、银幕形状的选择
银幕的外形一般有长方形和正方形,长方形适用于电影放映,正方形适用于幻灯、投影放映,银幕的宽高比例要适合于放映设备显示的图像比例。银幕大小与影像格式的关系如表1所示
银幕形状还普遍认为应遵守漫反射银幕为平面、增益银幕为弧形这一准则。其理由是如果漫反射银幕采用弧形设计,银幕上相互之间由于光的散射会使亮度降低,而且有可能使对比度下降,所以漫反射银幕通常为平面设计,增益银幕弧深为弦长的5%(弦高比20:1)。弧形大的银幕可容纳更多的观众。所以,选择弧形银幕设计时推荐使用增益银幕。
3、银幕大小的选择
篇2
全世界光电子技术产业的市场规模己达1万亿美元,国外光电子产业主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。近十年来,中国光电子技术产品市场的年增长率始终保持两位数的高速增长。随着信息光电子技术、激光加工、激光医疗、显示、照明等光电技术的快速发展,我国已经形成市场可观、发展潜力巨大的光电子产业。2006年,《国家信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》明确提出,未来5~15年15个领域发展的重点技术中就包括了光电子技术,声明要重点发展激光器、光电探测器、光传输和光传感设备、微光机电系统、半导体照明等产品。[6]2010年10月,国务院正式《国务院关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》,进一步明确了光电产业是战略性新兴产业的重要组成部分,包括新型显示器件、LED等在内的细分产业都在国家战略性新兴产业规划中明确提到。[7]可见,在光电产业相关技术和生产能力快速提高的情况下,对光信息科学与技术专业人才的需求量也将逐年增大。
光信息科学与技术具有旺盛的生命力,处于高速发展时期。目前,在光通信、光电检测、光电照明、光学元件与系统、光伏产业、激光技术、光学设计、光学材料等方面都有广阔的应用前景,对社会的发展和贡献不可估量。作为高校,除了科研、教学,还要服务于社会,服务地方经济发展,这些不仅体现在科学研究和教师兼职方面,也体现在人才培养目标和方案上。光信息科学与技术同光学、机械、电子、材料、计算机、自动控制等多学科的知识息息相关,但也不能面面俱到,所以十分有必要结合当地企业的发展,调整学科的发展、人才培养计划,为地方经济服务,加强科学研究,引领社会的发展。三峡大学地处湖北省域副中心城市的宜昌,经济活跃,交通方便。现在高铁开通后,宜昌到武汉的时间已经减少到2小时左右。随着国内光电照明、太阳能、光电显示产业如火如荼地发展。宜昌太阳能、光电照明等光电企业也有较大的发展,如中国南玻集团宜昌南玻硅材料有限公司(一期项目已累计投资20多亿元,专门从事高纯多晶硅材料、太阳能硅片及电池片生产的大型制造企业)等等一大批光电企业。这些企业主要集中在光伏产业、节能照明、LED、光学冷加工等方面。这些光电企业有着旺盛的人员需求,对本专业产业人才的培养具有十分重要的意义。2011年出台的《宜昌市科技发展“十二五”规划(2011至2015年)》明确提出,在节能环保领域的发展方向要围绕光电子产业核心技术开发,抢占背景光源行业技术创新制高点,加快液晶照明灯、LED背光源及照明产业化。围绕太阳能技术开发,加快太阳能热水系统产品系列开发及产业化。[8]由此可见,在地方政府的扶持下光电子相关产业会得到快速发展,这些都为光信息科学与技术专业结合本地进行产业人才培养提供了难得的机遇。根据三峡大学理学院发展的需要,结合产业的蓬勃发展,产业人才培养措施如下:
改革本科教学培养方案,加强专业基础理论学习,巩固专业思想教育光信息科学与技术专业需要学生在系统、扎实的理论基础和在光电子技术、光通信及应用等方面具有较宽广的专业知识、较强实践动手能力,并成为在电光源、光学设计、光学材料、光纤通信等专业领域中的一个或两个方向具有特色的人才。毕业生能在光信息技术产业及其相关领域从事信息科学与技术的研究、设计、集成及开发、制造、技术管理等方面工作的应用型人才。因此要加强几何光学中的光学设计、模拟电子技术数字电子技术课程设计、嵌入式系统、光电检测技术、机械原理和设计等课程的实践环节,同时要加强专业思想教育,了解社会发展的动态,密切了解光电信息的最新发展和应用,掌握一些主流软件的应用。另外,为了使培养方案切合社会发展的实际,我们广泛征求本地企业的意见,积极邀请了相关企业参与了光信息科学与技术专业培养方案的修订工作。
加大力度开展实验教学,开足基本实验,充分利用专业实验,开展创新实践要加强实践的教学,更新教学设备和教学内容,加强电路设计和光学设计方面的实践教学,充实实验室设备,培养学生的实践能力。条件允许的情况下,将安排学生到实习基地完成相关实验。另外,创新实验室的设立为学生创新实践的培养提供了良好的工作平台。虽然这个方面的工作才刚开始,但是已经受到学生的积极评价。
拓展实习基地的实践教学,提升专业技能在目前联系的实习基地基础上,增强与当地光电企业联系,经常参观了解企业的发展和社会需求,同时能争取进入相关企业实习,锻炼培养专业能力。我们已经同宜昌劲森光电(主要从事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明开发、制造、销售的高新技术企业)、中船重工388厂(光学冷加工、光电系统)、匡通照明(LED封装)等相关的光电企业建立了实质的合作关系。陆续有学生进入上述企业实习,一些优秀的学生也相继进入这些企业工作。教师参与了劲森照明新型节能灯具的开发。与匡通照明组建了联合的工程试验中心,投入1000万元左右,很快试验设备就将到位。这些不仅仅提高了教师的科研能力,反过来又提高了教师的教学水平,同时也为本专业的学生实习提供了一个良好的实践平台。实习基地的建立是一个长期的过程,需要与生产企业进行有效地沟通,制订实习项目,并且跟踪学生对实习的反馈,建立有效的实习效果的评估体制,保证学生的生产实践能力得到实质的训练。学生实习基地的进一步拓展一直是迫切的需要,多方位多角度的实习训练对学生实践能力的培养有利,有助于学生进一步深刻了解产业界对本专业的要求,反过来会激励学生对本专业的学习欲望。
人才培养与科研开发相结合人才培养能力与科研能力息息相关,科研不仅能提高教师的教学能力,也增强学生对专业的信心。在横向科研项目上,尽可能让部分能力强的学生参与进来,直接培养学生的专业技能。实践证明,学生参与科研项目是培养学生实践能力的及其有效的手段。比如学生的毕业论文有些涉及到大坝光纤传感、节能灯设计等实践性很强的课题。鼓励学生申请学校针对学生的创新基金项目,虽然经费不多,但是对学生实践能力、创新能力的培养是十分有益的,同时也提高了学生参与科研的热情。随着相关科研能力的快速提高,可以预见未来的几年内,伴随着学生进入实验室,至少有一部分本科生的科研能力也会得到极大的提高。#p#分页标题#e#
人才专职与兼职相结合以“双师型”教师为重点,加强专业教师队伍建设,加大专业教师的培训力度。依托相关的大中型企业,共建“双师型”教师培养培训基地。一方面要努力完善教师定期到企业实践制度。本专业的教师在条件许可的情况下,要轮流、定期到相关企业进行培训或者兼职工作一段时间,力争在3~5年内实现所有专业教师都有在相关企业工作的经历。另一方面,要聘任(聘用)具有实践经验的专业技术人员和高技能人才担任本专业专兼职教师,到学校指导教学、技术咨询、技术服务,甚至可以参与本科毕业论文的指导。这种指导可以是单独的,也可以是合作形式的。只要是有利于人才培养,有利于教学,这种合作的形式是灵活的。
篇3
[论文摘要]基于问题式学来受到了理论界的广泛重视。我们以《应用光学》课程教学为例,在教学改革中引入基于问题的学习理论,尝试设计基于问题学习的教学策略。实践表明,将基于问题的学习理念应用到应用光学的教学中,增强了学生的主观能动性,取得了良好的教学效果。
问题式学习法的内涵
问题学习法(Problem-Based Learning,简称PBL),从教师的角度来讲,是一种教学方式,而站在学生的角度看,是一种学习方式。
问题学习法的教学过程概括起来是由这样几个环节构成的:形成一个新的学习小组;启动一项新问题;执行问题解决;展示成果;评价。也就是说是由教师设计问题学习单元,要求学生充当复杂问题的解决者,学生通过解决问题的过程,提高对某些概念和知识的理解,培养分析问题和解决问题的能力,从而获得解决现实问题的经验。
如果把问题学习法引入到实际教学改革中,教师引导学生先进行问题学习,然后让学生们把问题带到学习小组中进行讨论,这样讨论的时候更有针对性。这一方法强调用问题启动学生思维,让学生在探索中学习,与传统的教学方式相比,学生合作与交流的几率大大增加了,教学效果也大大加强了。与此同时,学生的思维能力得到了训练,学生搜集文献资料的能力也得到了锻炼和加强,这些技能都有利于学生终身学习。
以《应用光学》课程为例的教学实践
1.教学设计
研究者在《应用光学》这门课程(所用教材为安连生主编的《应用光学》)的“辐射度学和光度学基础”一章中采用了基于问题式学习的教学实践。由于这一章的基本内容在同一学期的另外一门课程——《光电子技术》中也有涉及,并且是先于《应用光学》课程开讲,也就是说学生对这一章的基本内容已经有了一个初步的掌握,因此对本章进行问题式学习法的教学实践是比较合适的,教学效果也是有一定保证的。
(1)设计问题
设计的问题要有启发性和针对性,要使课堂教学在不断提出问题和解决问题的过程中完成教学目标。同时,要让学生知道本课的难点及重点是什么,在学习中做到有的放矢。以《应用光学》课程为例:
A.光度学基本量部分
①阅读的部分:了解各光学量的定义,意义以及表示方法。②基于问题部分:采用讨论加计算的方法,解决实际的太阳辐射的相关问题,进而要求学生对结果联系实际加以梳理和小结。
B.朗伯定律和全扩散面部分
①阅读的部分:了解朗伯辐射体和全扩散面的主要特点。②基于问题的部分:朗伯辐射体和全扩散面有什么区别?它们的共同点又在哪里?朗伯定律能适用于全扩散面吗?③基于问题的扩展部分:散射和吸收定律中的“朗伯定律”部分跟本课程中的朗伯定律在表述上有何不同?要求学生课后利用图书馆资料和网络资源了解它们在本质上的共通性。
C.像平面的光照度部分
①阅读部分:要求学生了解像平面光照度的具体含义,了解光学系统相对孔径的概念以及它对像平面光照度的影响。②基于问题的部分:阳光被聚焦后,可用于点火、钻孔、溶化烧毁等,起作用的是辐照度还是光源本身的辐亮度?何以见得呢?③基于问题的扩展部分:古希腊人曾想用长焦距反光镜烧毁远距离敌舰,即所谓超远距离燃烧,实际上是不可能实现的。这是为什么呢?
D.光学系统光能损失的估计
基于问题的部分:光学系统光能损失的主要原因是什么?实际常用光学系统的光能损失如何进行估算?(可为学生提供一些实际光学系统的结构图)
(2)学生探索,尝试解决问题
根据教师所设问题,引导学生去研究、去探索,在讨论、交流中发现新问题、新知识,逐步解决所设计的问题。同时,教师作为参与者应主动参与学生的讨论、交流,起到促进和调节的作用,使问题不断引向深入。
(3)信息交流,揭示规律
引导学生根据探索、尝试所得,归纳、总结出有关的结论,然后教师通过必要的讲解,加以修正。
(4)运用规律,解决问题。
教师可以针对学生存在的问题,借题深入地展开分析,提炼出规律,并由点及面,由例及类,教给学生分析问题与解决问题的方法。
(5)教学相长,总结与反思
在师生共同研究学习的基础上,引导学生对本节课所学内容进行总结与反思,对知识进行整理,并对思考方法进行提炼,形成自已的观点。
2.实践研究方案
(1)划分新的学习小组。
(2)光度学基本量教学。
(3)朗伯定律和全扩散面教学。
(4)像平面的光照度和光学系统的相对孔径教学。
(5)光学系统光能损失的估算教学。
(6)总结与反思。
结束语
在教学实践中无论采用哪种策略,“基于问题”的教学方法对“教”和“学”两个环节都提出了挑战。教师作为教学活动的主导,需根据学生的认知规律选择合适的教学方法,精心设计教学方案,驾驭整个教学过程。学生作为教学活动的主体,学习模式由接收式的被动学习转向基于问题的探索式的自主学习,面对所设的问题情境,他们需要在整理和分析相关信息和数据的基础上,通过独立思考和团队合作学习,拿出解决问题的方案。因此,在这种教学改革中,师生都需要投入不少的时间和精力,并且还要在一些主要环节的配合上多下点功夫。
参考文献
[1]张顺岚,莫建文,欧阳宁,丁勇.基于问题的教学在信号与系统中的应用.桂林电子科技大学学报,2008(4).
篇4
本课程安排在大学三年级第二学期进行,而这个阶段学生大部分时间和精力主要放在准备考研或者开始联系实习单位上,学习时间和精力得不到保证。同时考虑该学期时所有专业课几乎基本学完,光通信原理课程中部分专业知识已在之前开设的不同专业课程中有所涉及,尽管在不同专业课中强调的学习重点不同,但毕竟和其他课程还是存在一定的交集。因此在这种状态下,只依靠课堂将光通信的知识全面而系统地讲授给学生是比较困难的,学生听到学过的内容就会自然而然开小差,这对未学习的知识也会产生消极的影响,从而影响整天的教学效果。
2教材选用方面
目前,该课程的上课讲义主要是根据清华大学袁国良老师编写的《光通信原理》,再结合其他通信类的参考书编写而成。该书对光通信原理的介绍虽比较系统,但是书中很多章节存在混乱的现象。如第三章介绍光纤的基本特性,但在第五章中再次介绍光纤温度特性和机械特性。光电检测器件也存在类似的现象,在第四章中介绍光电检测器的工作原理和主要要求以及光电检测器的工作特性,而第五章再次介绍光电检测器件,虽然两章节中介绍内容并不重复,但是这样授课过程中学生会觉得有些乱。虽然在实际课堂上已将内容调整并对其内容进行了扩充,但是毕竟没有配套的讲义,学生学起来还是有些不方便。与此同时,光纤通信领域科技发展日新月异,这本书缺少该学科最新的研究方向和前沿热点问题的介绍,如蓝光信息存储技术和白光照明等目前的热点问题。这显然很难引起学生的学习兴趣和热情。
3课程改革举措
结合学校2012版培养计划,根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标,该课程的现行教学体系和内容应做必要调整,教学方法和教学手段上也要进行必要的改革,从而保证课程教学质量的有效提高。
3.1整合课程内容,调整课程结构
首先以形象的图像介绍整个光通信系统的组成部分,让学生了解光通信的系统结构。其次简单介绍光通信系统组成的每个部分,先讲解光通信中的主要有源和无源的光器件,光纤的组成和传输原理,然后把通信的光端机、光调制等基本内容尽可能地缩小课时快速介绍完毕,这样可以尽量避免与其他课程的重复,从而让学生产生新鲜感。然后重点集中讨论数字光通信系统,阐述如何设计光缆线路损耗预算和怎样考虑光缆线路中的各种类型的噪声源,多向学生介绍电信、数据通信方面的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。这些改革为我们完成基本的教学任务提供了保障。同时鉴于袁老师课本中存在的章节混乱的情况,我们拟调整课程结构。课程的新结构首先从光通信的整体出发,从宏观上使学生了解光通信整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系。从简易的连接入手,到复杂网络为课程重点,把握各种光通信的特点,为培养学生应用能力奠定良好基础。
3.2分层实践教学,构建实践平台
光纤通信原理课程是一门理论性及实践性很强的课程,随着光纤通信与实际应用的结合越来越密切,仅仅在课堂上讲授基本的理论知识远远不能满足实际需求,必须加强和改进光纤通信课程的实践环境教学内容,突出本课程重实践、强能力的培养特色。实验建设和实验教学的重视和完善,有利于培养和提高通信工程类大学本科生的应用能力、创新能力和科研能力。首先,实践教学过程中采用了分层次的实践教学模式,根据学生理论知识学习情况及动手能力分组分层进行教学。动手能力一般的学生完成基础实验训练,动手能力较强的学生增加综合设计型、创新型实验教学内容,逐步构建了“基础型、综合设计型、创新型”的三级式分层次实践教学体系。其次在学校的相应经费支持下,鼓励学生根据所学内容搭建小型的光通信系统,让学生自己动手操作整个光通信系统的组成并了解实现通信需要注意的事项,如光纤损耗对中继距离的影响设计,色散对中继距离的影响等主要影响光通信性能的因素,让学生在动手操作中寻找评价光通信性能的指标等内容。这样充分调动了学生的积极性,不仅巩固了所学知识,还培养了学生的动手操作能力、观察能力及分析解决问题的能力,有效地提高光纤通信原理课程的教学效果。
3.3探索新的评价体系,改革考试模式
学生学习评价的目的是促进学生知识、技能以及情感、态度、价值观等方面的发展。发掘学生多方面的潜能,了解学生发展的需要和发展优势,增强学习的自信心。评价还要客观、全面地反映教学的实际情况,为改进教学提供真实、可靠依据的作用。结合学校2012版培养计划,根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标,主要从以下几个方面,探索新的有利于学生个性发展的评价体系:(1)丰富评价内容。改变过去只重视知识,忽视综合素质和个性发展的评价。应从知识、能力、过程、方法、情感、态度、价值观等方面进行综合评价。在考试试题的内容上减少死记硬背的题目,增加实际操作技能、实验技能的考察。(2)改变评价方法。改变过去那种考试、测验的单一评价方法。可采用观察法、调查法、报告法(提供相关学习参考资料,让学生撰写笔记或学习报告)。(3)增加操作性和实验性评价比重。在“光纤通信”的实验课评价体系中我们要注重学生操作过程和规范性的评定。测验考试评价应增加考核学生的应用知识分析、解决实际问题的能力和创造性思维能力的权重。
4结语
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传统的包装设计教学中,系统性规范性贯穿其中。包装设计课程设计通常按部就班从包装基本形态到应用设计逐步进行。但在结合广告学专业特性,尤其要求审美与使用结合的前提下,若仍一成不变得采用传统教学方式,教学效果将会大打折扣。包装设计如何面向传统和未来,不仅要培养学生设计审美的水平,但也要培养解决实际问题的能力,多方面进行包装设计创造力的教学。我们需要认清专业课堂教学与课程体系在社会实践中的关系。市场发展日新月异,我们必须紧密结合当下社会实际状况。包装设计课程中有许多细微的环节并没有做到从市场、实用以及整体的角度去把握包装设计,比如学生对包装材料认识的缺失———相当部分可利用材料已经成熟运作在产品包装中,但在专业实践教学中并没有更新这部分教学内容,学生当然也无法做到触类旁通、举一反三。包装设计课程不仅要体现出科学性、综合性、先进性,还要充分考虑到可操作性以及设计教学与市场研究的关系。
二、广告学专业教学中包装设计课程的建设的建议
(一)教学理念的更新
包装设计是与市场及产品非常贴合的课程,这需要我们在包装设计课程过程中加强对市场的勘探了解。作为以现代设计为导向的设计课程,不论我们在设计理论中,还是实践操作中,现代包装发展阶段和发展状况都要了然于心,而且这个过程是不断发展不断跟进的。这也是对于设计类课程教学来说最基本的要求之一。这并不是简单的几分问卷调查,也不是纸上谈兵,这需要在教学过程中引导学生了解现代市场发展,还要在生活中做个“有心人”,才能够真正的做到包装设计的现代化,做到包装的超前设计。课程教学需要把握包装设计在课程体系中的定位。包装设计并非孤立地做好保护产品和视觉美观就够了,它在广告学专业中是作为一个环节一个链条存在的。课程教学需要带动学生宏观得观察包装设计的意义并思考包装设计要与企业品牌的关系,将包装设计课程与其他课程融会贯通。将“以人为本,从实际出发”的理念注入教学设计。“绿色包装”等环保观念在包装设计发展中常被提及,实际上有些设计也已经将此付诸市场。但如何在教学实践中做到“以人为本,从实际出发”还是一个挑战。有些学生在错误的引导下盲目地追求“绿色包装”,结果导致设计成品甚至比非“绿色”更昂贵。这种形式主义在教学中确实需要我们深思,正确引导,避免这种状况的发生。
(二)课程结构的调整
要想为学生设计创新型人才培养模式,必须将丰富的知识内容教学与实践制作教学视作同等重要。包装设计课程需要引导学生多方面地实践操作,包装设计教学并不能止于学生的电脑样稿或者手绘概念图,它需要学生熟悉相应的材料和工艺,熟悉包装制作的各个环节和流程,尤其是在课程中后期,实践制作起着至关重要的作用,它决定了学生是否将包装理论知识转化成设计能力并提高了设计素养,最终这些专业知识通过实践环节将有利于他们今后所面临的实际问题。
(三)教学方式的优化
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1.在人才培养方案改革
中引入国外研究性学习教学理念,精简广告学理论课程学时根据广告专业人才培养目标需要,为了培养具备扎实的理论基础、实践动手能力强的应用型专业人才,在广告学理论课授课过程中不应注重理论知识体系的完整性,而是重点讲授学生进行广告实践时必备的核心理论知识,改变教师“一言堂”的教学方式,培养学生研究性学习的主动性及兴趣,帮助学生掌握适合自己的学习方法,提高学生的学习热情。
2.编写适合应用型广告学专业
学生的广告学理论与实务教材在编写广告学教材时,应打破以往广告学教材的知识体系,要以广告活动的发生顺序安排章节内容,以广告调查、广告策划、广告创意、广告文案写作、广告媒体策略为重点章节,帮助学生更好地理解与掌握与广告活动密切相关的理论知识内容。
3.建设广告学网络课程
改革广告学课堂教学方法运用现代化教学理念与方法,以广告学课程为试点,改革广告学专业课程教学模式,通过广告学网络课程建设推进广告学课程教学方法改革,使网络课程与课堂教学紧密结合、相互配合、互为补充,在网络课程与教学过程中引入大量国外的优秀获奖广告作品,开拓学生视野,有效地提升学生的专业能力与素质。第一,建设广告学网络课程,在网上相关教学资源。将广告学教学大纲、教学计划、教案、课件、案例、习题等教学资源在广告学网络课程上进行,供学生阅读及学习使用。第二,向学生讲明广告学课程学习与广告学网络课程使用方法。在每学期开学之初即通过网络课程向学生通知,告知学生使用网络课程进行学习的方法,要求学生充分利用网络课程中课前预习、课件与案例、课后延伸三个文件夹进行学习,要求学生在上课前阅读相关资料,带着想法走入课堂,多讨论、多发言、多动手、多实践,真正使学生成为课堂的主体,教师对网络课程中已经展示过的案例不做重复的播放与讲解,直接请学生运用所学理论知识对案例进行分析与点评,以提高学生的学习兴趣与热情。课后要求学生利用案例延伸文件夹进行课后复习,进一步理解课堂讲授的理论知识,提升课堂的教学效果。第三,完善并充实广告学网络课程内容,引入大量中外优秀的广告案例。根据广告学课程的特点与教学需要,运用微信媒体建设广告Style订阅号,并开设微博与之进行绑定,即使将中外广告行业经典与行业前沿最新案例通过订阅号向同学展示,使学生可以自主地选择用手机或是电脑收看广告案例,开拓学生的视野,使学生及时掌握国外广告行业最新的创意理念与专业技术,提高学生的创意水平,使学生更加热爱广告专业。第四,鼓励学生充分利用网络课程进行学习与讨论,提升学生的学习热情与效果。要求学生充分利用网络课程,学生讨论及教师答疑模块进行互动与交流,将自己收集的案例与作品进行展示与点评,使学生在讨论中加强对专业理论知识的理解与掌握水平,提高学生灵活运用所学知识进行案例分析、解决行业实际问题的能力。第五,通过问卷调查与访谈相结合的方式,调查并掌握学生使用网络课程的情况,针对网络课程与教学方法存在的问题及时做出调整。为了进一步加强广告学网络课程建设,推进课堂教学改革,广告学专业定期通过调查问卷与访谈相结合的方式,对广告学课程教学方法改革与广告学网络课程使用情况进行调研,及时聆听学生对广告学课堂教学与网络课程的相关看法及使用体会,撰写调研报告分析存在的问题并提出解决方案,为进一步建设网络课程,改革课堂教学方法提供参考与依据。
二广告学网络课程建设与教学方法改革的作用
通过广告学网络课程建设与教学方法改革,有效地解决了课堂授课时间的局限性,更好地培养了学生开展研究性学习的兴趣及能力,充分开发及利用了广告学网络课程的功能,提高了学生对网络课程的认识,使网络课程与课堂教学相互配合、优势互补,充分发挥网络课程学习的交互性、共享性、开放性、协作性和自主性的优势,及时将中外广告行业前沿最新案例引入广告学教学中,开拓学生视野,使网络课程真正成为课堂的延伸,发挥教师的指导作用,引导学生通过对典型案例进行思考研究,得出自己的结论,同时将表面看似不同的案例与所学理论知识相互关联,找出解决这一类问题的共同方法,使学生掌握研究性学习的方法,并且通过网络课程培养学生选择自己感兴趣的专业问题进行研究性学习的习惯,帮助学生掌握适合自己的学习方法,养成良好的学习习惯,让学生在大学期间更好地理解及掌握专业知识和技能,在走上工作岗位以后依然能够运用这种学习方法不断学习中外广告行业最新的知识,更好地适应用人单位及社会对于专业人才的要求,使学生受益终身。
三广告学网络课程建设与教学方法改革的效果
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1.1课内精讲多练。联合国教科文组织在《学会生存》中提到,知识在不断地变革,革新正在不断地日新月异,教育应该较少地致力于传递和储存知识,而应该更努力寻求获得知识的方法。根据应用型人才培养目标要求,教师每节课讲授的内容应由以往致力于更多地传授知识,转化为帮助学生掌握获得知识的方法,发展学生的创意思维能力,培养学生分析问题、解决问题的能力。教师在授课过程中,要重视对教学内容、环节的设置,讲授内容要根据学生专业能力发展的需要进行整合,精简。因此,授课内容设计、问题的提出显得更加重要。在授课方法上,主动采用启发式、点评式、讨论式等方法,讲练结合,“教、学、做一体”。教学组织形式由单一的教师讲授为主,转化为教师和学生共同参与的实验课、案例分析课、讨论课、实践课、设计课、提案答辩课等多种形式。同时,配合课内教学任务,有计划有针对性地将实践教学环节向课外延伸。如:市场调研、经典广告、广告语的收集与点评、广告作品创意与设计、经典书目阅读等等。通过以上多种教学形式,学生参与课堂学习的主动性显著增强,真正成为学习的主体。
1.2横向集中实践。为促进学生把理论知识学习转化为实践能力。在主干课程结束后,可以安排3-4周集中项目实践,如美术设计基础类课程结束后安排“手绘POP集中实践”,广告设计类课程结束后安排实案广告项目设计实践,广告策划类课程结束后安排广告策划项目实践等。集中项目实践环节,使学生心无旁骛,集中时间和精力完成综合性较强的实践项目,这样的教学环节安排符合实践能力提高的学习规律,深受学生欢迎,教学效果好。
1.3纵向校外实习。校外实习不仅使学生了解行业特点、人才需求,而且能够帮助学生结合个人实际,进行入职前的岗位定位准备,是高校办学和社会需求无缝对接的有效途径。在实习环节上,除认识实习安排在第三学期外,其余的专业考察、专业实习、毕业实习都可以安排在第七、第八学期,这样的实习安排,保证了学生能有较长的时间参与实习单位广告项目运作,提高专业综合能力,也为学生参加企业招聘和就业创造有利条件。第七学期实习结束后,学生返校进行实结和交流,并在教师指导下初步确定毕业设计题目。第八学期,学生带着毕业设计题目进入毕业实习,同时边实习边收集整理毕业设计材料,毕业实习结束后,学生回校进行专题写作和毕业设计,进行毕业答辩和毕业设计作品展览。辽宁科技学院广告学专业采用上述方式安排学生实习,促进了学生就业。几年来,毕业生的就业率一直保持在95%以上,学生专业能力也得到用人单位充分肯定。
1.4搭建实践平台。为把学生的实践教学落到实处,校内可以采取面向广告专业学生开放广告策划创意、摄影、摄像、平面设计、视频编辑、广告制作等专业实验室,实验室有专业实验老师对学生进行指导,解答学生在实践中遇到的各类问题,开放的实验室成为学生利用课余时间完成广告实案项目、参加各种创新实践活动的主要平台。
2开展项目式教学
项目任务具有专业性、综合性、实践性的特点。项目式教学可以充分调动学生学习主体的主动性,学生成为完成项目的主体,教师成为项目实践的引导者、协调者、管理者,充分体现广告教育的“教、学、做”一体化的根本特征。目前,学校教学项目的来源可以是每年定期举办的全国广告专业赛事、网上注册威客平台申请项目、教师指导学生参与企业、广告公司的实际项目、学生参与教师的科研项目及大学生创新创业项目等。在项目式实践教学过程中,引进项目的数量、难易程度及可操作性等需教师在项目引进前充分论证,保障通过项目实践,加强学生对理论知识的理解和实践能力提高。教师针对具体项目的创作进行指导,组织学生开展调研、讨论、设计、制作,课堂组织形式是帮助学生解决实际问题的多种形式,如案例分析课、讨论课、集体辅导课、单独指导课、分组指导课、提案答辩课、观摩课等。学生完成的课后作业,就是参赛作品或企业实际项目实案。辽宁科技学院广告学专业把上述项目引进课堂,学生在专业比赛中取得了突出成绩,进一步激励学生学习信心,推动学生更深入地开展专业学习。
3进行团队式管理
广告行业是一个人才密集、知识密集、技术密集的行业,要求广告从业人员要具有良好的团队合作意识和沟通协调能力。因此,学生入校学习就应加强团队协作能力和沟通表达能力的训练。广告学专业团队合作意识和沟通表达能力训练可以借鉴学习型组织管理模式,以班级为单位、以课程为载体建立责任明确的学习型团队。团队的凝聚主要采取共同目标、任务分工、深入合作、共享成果的措施来实现,团队成员在阶段合作学习中取长补短,共同提高。3-5人组成的学习型团队,要求每个人在活动中都要承担工作角色并发表意见,这不仅使学生个体的主体意识、学习动力、创新精神得到最大唤醒,而且学生的团队责任意识、合作精神得到进一步强化,学生每天工作及成效处于不断交流、评价和竞争的良性循环上升中。因此,团队式管理学习形式是培养专业广告学专业人才的良好组织形式。在团队式学习管理形式中,对个别学生“搭乘车”现象,可以通过建立考核机制和发挥教师对学生学习过程检查中予以规避。
4开展针对性辅导
学生完成项目任务及开展学习活动的过程,改变了以往灌输式的教学方式,学生成为学习的主体。为保障学生学习活动能够高效有序地开展,应始终伴随教师及时、针对性的指导。如帮助学生团队确立阶段学习目标,开展项目设计、学习方法、团队管理制度建立等方面的具体指导。教师也需要对学生的学习过程进行监控,发现问题及时纠正,并对学生学习过程的表现进行综合评价与考核等。
5加强综合性考核
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我们说,数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学.它在现代生活和现代生产中的应用非常广泛,是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
数学在生活中无处不在,我们的一切日常几乎都用到了它。如:
“水利方面,要考虑海上风暴、水源污染、港口设计等,也是用方程描述这些问题再把数据放进计算机,求出它们的解来,然后与实际观察的结果对比验证,进而为实际服务.这里要用到很高深的数学。”
“要用数学来定量研究化学反应.把参加反应的物质的浓度、温度等作为变量,用方程表示它们的变化规律,通过方程的“稳定解”来研究化学反应.这里不仅要应用基础数学,而且要应用“前沿上的”、“发展中的”数学。”
“生物学方面,要研究心脏跳动、血液循环、脉搏等周期性的运动.这种运动可以用方程组表示出来,通过寻求方程组的“周期解”,研究这种解的出现和保持,来掌握上述生物界的现象.这说明近年来生物学已经从定性研究发展到定量研究,也是要应用“发展中的”数学。这使得生物学获得了重大的成就。
在买衣物时,物品所进行的优惠就运用到了数学中的折扣
与分率的知识运用。
谈到人口学,只用加减乘除是不够的.我们谈到人口增长,常说每年出生率多少,死亡率多少,那么是否从出生率减去死亡率,就是每年的人口增长率呢?不是的.事实上,人是不断地出生的,出生的多少又跟原来的基数有关系;死亡也是这样,由此可见数学的广泛性。
应用数学则是一个庞大的系统,有人说,它是我们的全部知识中,凡是能用数学语言来表示的那一部分。应用数学着限于说明自然现象,解决实际问题,是纯粹数学与科学技术之间的桥梁。
广泛的应用性也是数学的一个显着特征。宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。20世纪里,随着应用数学分支的大量涌现,数学已经渗透到几乎所有的科学部门。不仅物理学、化学等学科仍在广泛地享用数学的成果,连过去很少使用数学的生物学、语言学、历史学等等,也与数学结合形成了内容丰富的生物数学、数理经济学、数学心理学、数理语言学、数学历史学等边缘学科。
各门科学的“数学化”,是现代科学发展的一大趋势。
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1.1主要仪器与试剂LB962型化学发光分析仪
(德国伯托公司);白色96孔板(美国康宁公司)。鲁米诺(Sigma-aldrich公司);8-羟基喹啉(Sig-ma-aldrich公司);FeCl3(Sigma-aldrich公司);过氧化氢(30%,Sigma-aldrich公司);ATP生物发光检测试剂盒(ENLITEN,美国普洛麦格公司);实验用水均为经Milli-Q(Millipore公司)纯化的超纯去离子水。实验中所用试剂均为分析纯。
1.2实验方法
1.2.1储备液的配制
鲁米诺储备溶液:称取一定量的鲁米诺溶于1mol/L的NaOH溶液中,配制成1×10-2mol/L的鲁米诺储备液,储存在棕色瓶中,避光4℃保存。8-羟基喹啉储备溶液:称取一定量的8-羟基喹啉溶于0.1mol/L的HCl溶液中,配制成1×10-2mol/L的8-羟基喹啉储备液,4℃保存。Fe(III)标准储备溶液:称取一定量的烘干恒重的FeCl3溶于pH2.5的HCl溶液中,配制成1×10-3mol/L的Fe(III)标准储备溶液,其摩尔浓度通过硫代硫酸钠滴定法准确确定,通过GBW(E)081235硫代硫酸钠滴定溶液标准物质进行溯源。ATP标准储备溶液:称取一定量的ATP标准物质候选物溶于无ATP水(ATP生物发光检测试剂盒自带)中,配制成1×10-7mol/L的ATP标准储备液,-20℃保存。作为实验室研制的标准物质候选物,需要按照ISO导则35要求,摩尔浓度经过8家单位联合验证,并经过一系列均匀性、稳定性的考查。
1.2.2工作溶液的配制
鲁米诺工作溶液:用纯水将鲁米诺储备液稀释成1×10-3mol/L的鲁米诺工作溶液(其中NaOH的摩尔浓度为0.1mol/L)。8-羟基喹啉工作溶液:用纯水将8-羟基喹啉储备溶液稀释成1×10-3mol/L的8-羟基喹啉工作液(其中HCl的摩尔浓度为0.01mol/L)。Fe(III)标准工作溶液:用pH2.5的HCl溶液将Fe(III)标准储备溶液逐级稀释成Fe(III)标准工作溶液(1×10-4mol/L,3×10-5mol/L,1×10-5mol/L,3×10-6mol/L,1×10-6mol/L)。过氧化氢溶液:取一定量体积分数为30%的过氧化氢,用水稀释至1%,用时现配。ATP标准工作溶液:用检测缓冲液(ATP生物发光检测试剂盒自带)将ATP标准储备溶液逐级稀释成ATP标准工作溶液(1×10-8mol/L,1×10-9mol/L、1×10-10mol/L,1×10-11mol/L),现用现配。
1.2.3实验方法
1)化学发光标准体系的建立
化学发光反应动力学检测:在1.5mL离心管中分别依次加入以下溶液,立刻将该离心管放到化学发光分析仪中,进行动力学检测,每秒取一个点,检测时间共100s。①10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLpH2.5的HCl溶液(相当于10μLFe(III)标准工作溶液)、85μLpH2.0的HCl溶液(相当于85μL8-羟基喹啉工作溶液);②10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLFe(III)标准工作溶液(3×10-5mol/L)、85μLpH2.0的HCl溶液(相当于85μL8-羟基喹啉工作溶液);③10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLpH2.5的HCl溶液(相当于10μLFe(III)标准工作溶液)、85μL8-羟基喹啉工作溶液;④10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLFe(III)标准工作溶液(3×10-5mol/L)、85μL的8-羟基喹啉工作溶液。8-羟基喹啉的用量对体系发光值稳定性的影响:在10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLFe(III)标准工作溶液(3×10-5mol/L)中分别加入不同体积的8-羟基喹啉工作溶液,并用pH2.0的HCl溶液将体系补足205μL,立即检测当前发光值。pH对体系发光值稳定性的影响:在1.5mL离心管中依次加入10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLFe(III)标准工作溶液(3×10-5mol/L)、85μL的8-羟基喹啉工作溶液,利用HCl或NaOH调整体系的pH值,立刻将该离心管放到化学发光分析仪中检测当前发光值。反应介质对体系发光值稳定性的影响:在1.5mL离心管中分别加入50μL的Tris-HCl、H3BO3-KOH、Na2CO3-NaHCO3和B-R缓冲溶液,然后分别依次加入10μL鲁米诺工作溶液、100μL过氧化氢溶液、10μLFe(III)标准工作溶液(3×10-5mol/L)、85μL的8-羟基喹啉工作溶液,立刻将该离心管放到化学发光分析仪中检测当前发光值。
2)生物发光标准体系的建立
用ATP标准物质代替ATP生物发光检测试剂盒中的ATP校准溶液,采用试剂盒中的其他溶液建立生物发光标准体系:首先,将10μL检测缓冲液加入有100μL荧光素/荧光素酶试剂的1.5mL离心管中,立刻将该离心管放到化学发光分析仪中进行检测,作为背景信号;然后,将10μLATP标准工作溶液加入有100μL荧光素/荧光素酶试剂的1.5mL离心管中,立刻将该离心管放到化学发光分析仪中进行检测。
2结果与讨论
2.1化学发光标准体系的建立
鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰肼)是最常见的化学发光试剂之一,具有发光效率高、结构简单、容易合成、水溶性好等优点;在碱性条件下,鲁米诺被氧化剂(如过氧化氢)氧化后能发出波长425nm的蓝光。在不同体系中,鲁米诺发光形式不同:金属离子-过氧化氢-鲁米诺体系是闪光型发光;辣根过氧化物酶(HRP)-过氧化氢-鲁米诺体系[9-10]是辉光型发光。HRP-鲁米诺体系虽是辉光型发光,但生物酶的活性很难控制和复现,不适用于仪器的计量校准。本文将8-羟基喹啉(8-Ox)引入鲁米诺-过氧化氢-金属离子体系中,实现发光方式由闪光型到辉光型的转变,建立了发光强度稳定的鲁米诺-过氧化氢-铁(III)-8-羟基喹啉化学发光标准体系。
2.1.1添加8-羟基喹啉
初步实现稳定辉光型信号鲁米诺在碱性溶液中,与OH-反应生成阴离子,该阴离子被某些氧化剂氧化产生氨基邻苯二甲酸根离子,氧化过程中产生的化学能被氨基邻苯二甲酸根离子吸收,使其处于激发态,回到基态时发出波长为425nm的光,Fe(III)可以催化该反应过程,增强化学发光信号,而8-羟基喹啉可以与Fe(III)络合,从而起到稳定剂的作用。不同体系中鲁米诺-H2O2的发光情况,其纵坐标为相对发光强度(RLU)。曲线a说明鲁米诺与H2O2混合后,被H2O2氧化并发光,刚开始发光值缓慢上升,随着反应物的消耗,发光值开始缓慢下降,发光形式呈现一个较平缓的闪光;曲线b说明在鲁米诺-H2O2体系中加入了Fe(III)之后,加速了鲁米诺与H2O2反应,因此一开始体系的发光就达到了最大值,之后随着反应物的快速消耗,发光值也急速下降;曲线c说明当在这个体系中加入8-羟基喹啉,Fe(III)与其络合,保证了在碱性条件下Fe(III)的稳定性,使化学发光反应变成非常平稳的辉光型,在100s内发光值的相对标准偏差仅为1.1%。曲线d是没有Fe(III)的空白对照实验。
2.1.2优化反应体系的稳定性
为获得稳定且容易操作的化学发光反应体系,选择了10μL鲁米诺工作溶液(摩尔浓度为1×10-3mol/L)和100μL过氧化氢溶液(体积分数浓度为1%)的基础上,考察8-羟基喹啉的用量、反应体系最终pH和反应介质3个方面的因素,最终确定了该化学发光体系优化浓度比例。
1)8-羟基喹啉的用量对体系发光值稳定性的影响
随着向体系中加入8-羟基喹啉工作溶液的增多,体系的发光值持续降低,直到当加入50μL8-羟基喹啉工作溶液,体系的发光值不再随着8-羟基喹啉加入量的增加而降低。在仪器计量工作中,可以选择加入50~85μL8-羟基喹啉工作溶液,此时8-羟基喹啉的体积对发光强度的影响最小。在后续实验中,选择65μL作为优化的8-羟基喹啉加入量。
2)反应体系最终pH对体系发光值稳定性的影响
鲁米诺的化学发光反应需要OH-的参与,因此体系的pH也是影响发光值的重要因素之一。当pH>10.0,体系的发光值会随着pH增大而呈指数增加,体系不容易控制;当pH值在8.80~9.60范围内,体系的发光值增长比较稳定,可以满足仪器计量检定中操作方便的需求。
3)缓冲体系对体系发光值稳定性的影响
考察了相同浓度的Tris-HCl、H3BO3-KOH、Na2CO3-NaHCO3和B-R缓冲溶液对鲁米诺-过氧化氢-铁(III)-8-羟基喹啉化学发光体系的影响,发现Tris-HCl中化学发光信号最为稳定,故选择Tris-HCl缓冲溶液;最终体系定为:加入50μL0.05mol/L的Tris-HCl缓冲溶液,pH=9.10。通过对8-羟基喹啉的用量、反应体系最终pH和反应介质3个方面的考查,确定了化学发光分析仪计量用鲁米诺-过氧化氢-铁(III)-8-羟基喹啉体系,其用量分别为:10μL摩尔浓度为1×10-3mol/L鲁米诺工作溶液(pH13.0)、100μL体积分数为1%过氧化氢溶液、65μL摩尔浓度为1×10-3mol/L8-羟基喹啉工作溶液(pH2.0)、和50μL0.05mol/L的Tris-HCl缓冲溶液(pH=9.10)。此时化学发光强度与Fe(III)的摩尔浓度具有很好的线性关系。
2.2生物发光标准体系的建立
在众多生物发光体系中,ATP-荧光素-荧光素酶发光体系应用最为广泛,ATP检测也经常被业内用于化学发光分析仪灵敏度的衡量指标。其原理是:荧光素酶在有氧条件下,可以和荧光素结合后催化ATP转化成AMP(磷酸腺苷),同时释放出光子(波长562nm),发光效率高,而且发光强度与ATP含量呈很好的线性关系。为了统一仪器灵敏度的评价方法,我们研制了ATP标准物质,并结合商品化ATP检测试剂盒,建立了一套稳定可靠的ATP生物发光标准体系,用于化学发光分析仪的计量校准。
2.3生物化学发光标准体系
在仪器计量校准中的应用最终将化学发光标准体系和生物发光标准体系联合,共同对化学发光分析仪进行计量校准研究,对仪器的计量性能进行全面的考察:采用鲁米诺-过氧化氢-铁(III)-8-羟基喹啉化学发光标准体系对伯托LB962型化学发光分析仪的测量重复性、交叉污染和线性相关系数的计量特性进行评价;采用ATP生物发光标准体系作为标准光源对伯托LB962型化学发光分析仪的灵敏度的计量特性进行评价。
2.3.1测量重复性
以1×10-5mol/LFe(III)标准工作溶液进行测量,重复测量6次,相对发光强度值分别为302579,298800,321145,299523,338856,356041,计算其相对标准偏差为7.4%,即为仪器的测量重复性。实验数据说明仪器测量重复性较好;同时也说明建立的化学发光标准反应体系发光值稳定,完全可以用于仪器测量重复性的计量特性的评价。
2.3.2交叉污染测量中心孔
(样品位置,1×10-5mol/LFe(III)标准工作溶液)发光值I0和周围孔发光值I0i,如表1所示,周围孔发光值的平均值与中心孔发光值之比的百分数即为化学发光分析仪的交叉污染。由实验数据可以看出,中心孔的发光对周围孔发光影响很小,仪器的交叉污染仅为0.02%,与仪器的出厂指标无明显差异;同时证明了我们建立的化学发光标准反应体系可以用来评价仪器的交叉污染的计量特性。
2.3.3线性相关系
数采用化学发光标准体系对0,1×10-6,3×10-6,1×10-5,3×10-5,1×10-4mol/LFe(III)标准工作溶液进行测量,考察仪器测量线性相关系数,以检测发光值信号减去本底信号得到的相对发光值ΔI为纵坐标(本底信号为Fe(III)摩尔浓度为0时的发光值),Fe(III)的摩尔浓度为横坐标绘制标准曲线,Fe(III)在1×10-6~1×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系:ΔI=2×1010C-22396,线性相关系数r=0.9986。使用ATP生物发光检测试剂盒对0,1×10-11,1×10-10,1×10-9,1×10-8,1×10-7mol/LATP标准工作溶液进行分析,考察仪器测量线性相关系数,以相对发光值Δ(IΔI为检测发光值信号减去本底信号,本底信号为ATP浓度为0时的发光值)为纵坐标,ATP的摩尔浓度为横坐标绘制标准曲线。ATP在1×10-11~1×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系:ΔI=7×1012C+550,线性相关系数r=0.9999。采用化学发光标准反应体系和生物发光标准反应反应体系评价仪器的线性相关系数分别为0.9986和0.9999,说明仪器的线性相关系数的性能指标较好;这两种反应体系均能评价仪器的线性相关系数的计量特性。
2.3.4灵敏度使用
ATP生物发光检测试剂盒对空白溶液的本底信号进行测量,平行检测11次,本底信号相对发光强度分别为29,34,32,34,40,47,37,42,34,39,32,计算检出限(3×S/N)为2.24×10-16molATP(100μL样品体积),即为化学发光分析仪的灵敏度,达到仪器的出厂指标,说明ATP生物发光标准反应体系可以用来评价仪器的灵敏度的计量特性,统一了化学发光分析仪灵敏度的表示方法。
3结束语
篇10
一、写作素材个性化
写作素材的积累,就是筹备建筑材料。近几年,一些专家学者书商,为了丰富考生的写作素材可谓八仙过海,各显神通,绞尽脑汁。像“方寸之间”“素材积累大全”“写作周计划”“高考作文一本全”等等,花样翻新,层出不穷,应该说有一些成效。但议论文写作素材的积累宜专不宜泛,宜精不宜广,宜熟不宜生。
首先,我们的素材要极具个性化。可以选择那些能够揭示人生灵魂大主题、展示穿越时空大境界、表现见解独特大智慧、描写宏伟壮丽大意象、颂扬英雄壮烈大精神,使作文具有大气象的国内国际大题材,增强厚重感和现实感。让同学们根据自己的特点,尽量关注自己熟悉的素材,构建自己方便驾驭的题材库。然后熟记最典型的人物的名言,牢记他的典型事例,了解他的鲜为人知的故事。其次,可为屈原、司马迁、苏武、陶渊明、李白、苏轼等人们耳熟能详的名人找替身。比如,能用屈原的地方,而用诸葛亮、文天祥、冯唐、李广等人代替;能用司马迁的地方,却用蔡伦、郑和、卞和一类的人代替。尽量用“新人”代替“故人”,用陌生代替熟悉,用典型代替普通。此外,还可以让学生根据学科或行业类别分类整理素材。比如按文学家、数学家、翻译家、物理学家、化学家、生物学家、地理学家、历史学家、政治学家、书法家、美术家、音乐家、舞蹈家、科学家等类别去整理名言和典型事例。同时照顾到古今中外的典型事例。这样,就能让学生多角度、多层次地构建起立体的素材库。
二、写作结构简单化
如何根据现有的材料建一座房子,这就要巧安排。叶圣陶先生说过:“作者思有路,遵路识斯真。”这是说阅读文章要理清作者思路,遵循思路把握文章的“真谛”(主旨)。同样,写作也要有明晰的思路,尽管作者的思路一般是隐性的,但在考场上要尽量将之显性化。不然,阅者就不易很快地准确把握。为了便于操作,我们可以借鉴杨初春老师议论文快速作文口诀:“提论点,阐释清;讲道理,事例证;正面讲,反面论;到结尾,再照应。”例如,一学生根据“沉香与木炭”材料所写的《坚信自我》一文中一上来就提出我们应该“坚信自己”的观点;然后简要阐释“坚信自己,就是坚信自己的立场,坚信自己的道路,坚信自己的力量,坚信自己终有一天会像沉香一样发出自己的芳香”;接着举出李白、辛弃疾、、达尔文和林肯的事例作为正面例子进行论证;再用材料中年轻人的失败的事实作为反面论据;最后照应开头重申论点“请坚信自己,相信是金子终有一天会发出光芒”。首尾圆合,浑然一体。
三、写作语言精美化
语言表达的作用恐怕就是黏合和装饰。墙体正不正,墙面平不平,色调美不美,特色明不明,直接影响到房子的外观效果。因此,考场议论文的语言成了成败的又一关键。
首先,要有个漂亮的开头。通常在开头宜采用引用、对偶、比喻、排比、反问等手法抓住阅者眼球。如2009年陕西考生的满分作文《西安的无奈》开头写道:“兔子弃长补短,以它的弱项代替擅长的奔跑,不禁令人哑然失笑。你又何尝不是如此呢?我的西安!巍巍的城墙是你千年不变的沧桑容颜;淙淙的护城河是你历经千辛却依然盈盈的眼波;葱葱的骊山是你一如既往的青丝。周朝古拙的铜鼎是你坚硬的骨骼;秦朝磅礴的兵马俑是你卓尔不群的身姿;唐朝宏大的石经是你闪烁的思想。”作者就运用了比喻、反问和排比等多种手法,使人眼前一亮。
其次,要有个有力的结尾。结尾可以对论点进行另一种表述,或者用有点文采的语句来煞尾。要尽量高度概括,特色鲜明。如一高考满分作文《用心雕琢真诚》的结尾“世界本应春暖花开”就非常简洁有力。