光学工程的发展范文

时间:2024-01-24 17:47:13

导语:如何才能写好一篇光学工程的发展,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

光学工程的发展

篇1

关键词: 128公路园区 产学研互动 广州大学城

大学与城市的发展相互影响,紧密相连,产学研合作则是实现两者间良性互动的催化剂。MIT作为波士顿地区最为著名的创业型大学,对128公路园区的形成与发展起着举足轻重的作用。128公路园区孕育、兴起、衰落、再崛起的历程,也是MIT与地方间产学研互动的不断变化调整的历程。本文通过梳理这段历史,归纳两者互动过程中出现的得失,为广州大学城更好地开展产学研合作提供借鉴。

一、128公路园区的崛起:“大学―企业―政府”模式的建立

MIT与企业的“联姻”,其历史最早可以追溯至学校创始人威廉・巴顿・罗杰斯“一种全新的、与企业相联系、以科学为基础的技术大学的概念”。[1]罗杰斯的建校思想为后来校友所继承和发扬。MIT与企业实现紧密关系的里程碑是合同办公室的成立。1948年,麻省理工学院在工业界的建议下成立了工业合作项目,该项目的宗旨是“在工业界和大学之间建立直接的互利的联系纽带”。此外,MIT还设立了技术转让办公室,1988年,MIT的专利税收入达620万美元。

作为赠地学院,自建校起,MIT与政府间建立了千丝万缕的关系。二战是麻省理工学院的分水岭。1940年,MIT与政府的合同不到一万美元。到第二年的9月30日,MIT已有超过1000万美元的研究合同。战时的研究极大地拓展了MIT和波士顿地区的技术基础。校园内的研究者数量大幅增长。下面的一组数据很能反映问题。

二战结束时,波士顿大多数的资金集中于保险公司和信托投资公司,可用于风险投资的资金非常少。康普顿校长为了向以研究为基础的企业提供资金开放新技术,于1946年组建了风险投资公司――美国研究与发展公司(ARD)。在其带动下,私人投资也显著增长,波士顿第一国民银行(First National bank of boston)在1957年也建立了自己的投资公司,并在1958年成立了美国第一家小企业投资公司。[2]

在技术、人才和资金几大元素解决的情况下,战争结束后的短短几年直接造就了“128公路”高科技园区。60年代至70年代初,大公司不断涌现,如EG&G,王安公司等。[3]自70年代中后期,该州经历了为期10余年的高速发展时期。1985年失业率降至全美最低,人均收入也出现大幅攀升,这一现象被誉为马萨诸塞奇迹。

80年代后期园区经济一度陷入低谷,在度过了短暂的低迷期后,通过推动主导产业多元化,减少企业对政府依赖,注重发挥中小型企业的作用,打造开放型社区文化等措施,128公路园区在90年代后期再度崛起。2000年1月,马萨诸塞州失业率降至2.9%,比奇迹时期的1987年还低0.3%。[4]目前128公路园区共计有1800多家计算机软件公司、1300多家环保技术公司。其中生物技术企业总数更是居全美第二。[5]

二、128公路的教训:“大学―企业”的隔阂和过于倚重政府

128公路有过数度衰落。1975年,128公路地区处于30年代大萧条以来最不景气的时期,失业率居全美各州之首;80年代末,已持续了十余年的马萨诸塞奇迹戛然而止。128公路经历的两次危机有其深层次原因。

1.“大学―企业”的隔阂

波士顿所在的新英格兰地区,有着源于17世纪的保守传统。MIT也不可避免地带有保守文化的痕迹。尽管麻省理工学院是美国研究与开发公司的初创者,但在1955年它缩减了对该公司的资金支持。麻省理工学院认为,投资于刚起步的公司太过冒险,不符合“谨慎、有判断力的聪慧之士的处事原则”。麻省理工学院与这一地区新技术企业的一定距离预示了这所学校与128公路地区的关系。尽管大学致力于商业化的研究,但它与公司总是保持一段距离。[6]这无疑大大阻碍了MIT与企业的广泛深入合作。

2.“企业―政府”的失衡

在128公路地区,稳定和忠于公司较之勇于实验,敢冒风险更受重视。军事合同低风险、高收益的特性,与128公路地区公司文化十分契合,因此深受该地区公司的青睐。

MIT孵化出来的许多公司高层管理人员一直致力于建立并保持与政府之间密切的关系。为军事市场的长期服务进一步强化了企业本身的封闭性,忽视了与其他公司的交流与合作,128公路地区企业对外界经济发展趋势反应变得迟钝,技术开发与技术创新速度大为下降,产业区缺乏自我生存的机制和造血功能。一旦国防订货大幅下降,128公路园区经济就不可避免地陷入衰退中。

三、对广州大学城的启示

MIT在建立产学研合作模式的过程中有过惨痛的教训,但经过不断调整后,终于实现了与城市的良性互动。这为广州大学城的产学研合作提供了有益借鉴。

广州大学城位于广州市番禺区新造镇小谷围岛,其定位是以发展教育产业为基础、以发展高新技术产业为方向的集居住、休闲、生产等多种职能的学、研、产、住为一体的综合性城市功能区。[7]大学城目前进驻有中山大学、华南理工大学、华南师范大学、广东工业大学、广东外语外贸大学、广东药学院、广州中医药大学、星海音乐学院、广州美术学院、广州大学共10所高校,已建成两个产学研合作基地――国家数字家庭应用示范产业基地和广州大学城健康产业产学研孵化基地。国家数字家庭应用示范于2009年1月国家工业和信息化部、广东省、广州市和中山大学等合作共建。基地自成立以来已开发产品368种,制定标准47项,汇聚专利1500多项,吸引企业228家,并且开展了云浮、中山等地百万户级的应用示范工程。[8]健康产业产学研孵化基地由番禺区政府与广东药学院共同组建,成立于2009年7月。截止到2010年10月,已有广州新百泰生物科技有限公司等13家企业进驻。

成绩面前,广州大学城高校在产学研实践中也存在一些不足之处。

(1)开放性和共享性缺乏,大学与社区互动不足。

由于对大学城的管理缺乏预见性的统筹布局,造成各进驻高校各自为政,基本上仍处在属地化管理状态,各高校缺乏“大学城共同体意识”,其共享机制与共同治理都比较滞后,公共设施、学科实验室、图书馆等重复建设现象较为普遍。学科融合和资源共享方面还不尽如人意。大学城整合各高校的资源和发挥学科优势功能未能得到充分发挥。

由于广州大学城地处偏僻,迁入的各高校教学科研和学生的学习生活与城市的联系减少,形成较为明显的“围城”文化。大学城精神文化活动局限于大学城精神生活圈内,影响了大学城精神文化对社会精神文化营养的吸取和辐射功能的正常发挥。为了加强大学城与周边地区的交流、合作,广州大学城保留了五个原始村落,但由于大学城建城时间短,加上两者间的文化间距大,实际上大学城与周边社区之间的联系与交流并不广泛,大学城校园文化的服务与辐射功能不强,未能体现高校对当地社区文化的引领和带动作用。[9]

(2)政府干预色彩过于浓厚。

政府的作用主要体现在协调、监督、宏观管理和一定程度配置资源的作用上,政府的作用不能取代市场的作用和替代市场灵活应变的功能。如果政府行政干预过多,就会造成市场失灵,影响大学城的效益和有序发展

广州大学城自诞生之日起,就是在政府的主导下运行的。政府是规划建设的主体,规划、设计、审批、选址、划地等创建工作及入迁大学城企业、高等学校和科研机构的确定乃至搬迁都依赖政府的行政命令与指令性的安排,从而造成市场失灵。计划色彩过于浓厚,抑制了大学城应有的活力。

(3)对中小企业重视不够。

长期以来,我省校办企业规模小,自有资金不足,企业自我循环发展能力不强。[10]在大学城已建的两个产学研合作孵化基地里,高校偏向于与规模企业签署合作协议;政府科技资金的投入主要流向大型企业;孵化基地中的小企业融资渠道不畅,风险投资眼球集中于即将上市的大型企业,银行为降低风险不轻易向中小企业贷款,等等。以上种种都成为大学城高科技企业发展的现实障碍。

回溯128公路园区的历史发展历程,为使广州大学城更好地开展产学研合作,在下一个阶段,应该做到:

(1)推进大学城内部各高校间教师互聘、公共设施(如图书馆、博物馆等)相互开放等资源共享的工作;鼓励并推动各高校共同开展科研、教学和产业开发等活动,建立统一的协调机制,打破人才流动的人为障碍,在大学城内真正实现学科融合和资源共享及有效整合,以此带动周边地区社区文化的进一步提升。

(2)坚持以市场为导向,减少政府部门干预。政府固然是推动高技术园区发展的重要力量,但是园区必须摆脱对政府的依赖,充分发挥主动性和积极性,形成自我维持和自我造血的功能。地方政府须转变角色,从包揽一切的家长式转向为高新科技企业和科技人才创造良好环境,如制定鼓励创新、鼓励人才流动、保护知识产权的政策等。

(3)大学与企业界合作时,不能把眼光局限在成熟的大公司,而要对发展前景好的小型高科技术公司给予高度关注,致力于推动新企业的形成和发展。要大力发展各类风险投资基金和投资银行,拓宽融资渠道,为大学城高技术成果的转化提供便利。

参考文献:

[1][美]亨利・埃兹科维茨著.王孙禺,袁本涛译.麻省理工学院与创业科学的兴起.清华大学出版社,2007:29.

[2][美]安纳利・萨克森宁著.曹蓬,杨宇光译.地区优势:硅谷和128公路地区的文化与竞争.上海远东出版社,1999:17.

[3]曾晓萱.128公路创造发明的摇篮――MIT.高等工程教育研究,1992,(4).

[4]韩宇.战后美国老工业基地马萨诸塞经济转型研究.世界历史,2006,(6).

[5]谷贤林.美国研究性大学管理――国家、市场和学术权力的平衡与制约.教育科学出版社,2008:94-95.

[6]Annalee Saxenian:《Regional advantage:culture and competition in Silicon Valley and Route128》:15.

[7]广州市城市规划局.对广州大学城发展规划的思考.城市规划,2002,(5).

[8]国家数字家庭获评广东省新兴产业基地.番禺日报,2010-8-28.

篇2

航技术的进步 、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我

国,生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中

国协和医科大学原院校长、我国着名 的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学

科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中

国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前,我

国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作

,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来,其意思是用

刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜,推动了

解剖学向 微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进

一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞

生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞

的超微细结构 、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,

使人们能观察到纳米(nm )级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电

子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用

影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域

之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于X线CT技

术的出现 和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水

平。即计算机体断层 摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人

体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量,远远大于普通X线照片观

察所得的信息。目前,螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世,能快速扫描

和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的CT, 提高了诊断准确率[1]。医学

工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc

e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI),它不仅 可分辨病理解剖

结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾 病在

早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步,促进了医学诊

断学 向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态MRI、MRA、FM

RI、MRS发展。 根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18F,11C,13N)的原理,

创造 的正电子发射体层摄影(PET),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体

把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史,但它已显示出对肿

瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值[2]。

影像学诊断水平的不断提高 ,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年

)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行

扩张治 疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(Interventional Ra

diology),这是医 学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 Gruenzing成功

地进行了首例冠状动脉球囊扩 张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小

、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎 。20世纪80年代随着生物医学工程的发

展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(DSA)、射频消融技术以及

高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世,使介入性

诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、 非血管

管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高

,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗

并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的

临床医学新领域--介入医学[3,4]。

人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医

疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们

称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏

瓣膜病的治疗,除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难

修复改善,不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技

术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修

补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样

的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材

料、

新技术的结果[5]。

篇3

论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新仪器设备 ,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。

本文就其目前发展情况进行分析讨论。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

一、显微镜的发明

“解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来,其意思是用刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。

二、影像学诊断飞跃进步

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。

50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于x线ct技术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography ct),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。x线ct片提供给医生的信息量,远远大于普通x线照片观察所得的信息。目前,螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已经问世,能快速扫描和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的ct,提高了诊断准确率。

医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(mri),它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为mri工程的进步,促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态mri、mra、fmri、mrs发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18f,11c,13n)的原理,创造 的正电子发射体层摄影(pet),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把pet列为十大医学生物技术的榜首。pet问世不过30年历史,但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值。影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

三、介入医学问世

介入医学是一种微创伤的诊疗技术。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功。1967年margulis首先使用过介入放射学,这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(dsa)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的临床医学新领域--介入医学。

四、人工器官的应用

当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们称这种装置为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材料、新技术的结果。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。

此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上可见,20世纪生物医学工程的发展,显著提高了医学诊断和治疗水平,有力地推动着医学科学的进步。

五、生物医学工程展望

纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现x线到今天x射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天b超诊断的广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天mri的问世,从赫斯费尔德发明ct到今天ct成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。

(一)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。

(二)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(三)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着pet的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。

(四)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。

(五)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效缓释材料,药物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有新突破。

篇4

1 加强医疗仪器设备使用前的人员培训

在引进医疗设备的安装和调试过程中,单位要安排操作使用者和医学工程技术人员都参与,以便了解仪器设备的使用环境要求,正确使用方法等。也可向厂方工程师学习了解设备的工作原理、工作流程等环节,了解维护保养方法。仪器启用后,医学工程技术人员还要经常上门了解设备的使用情况,发现异常及时向厂方反映,并利用仪器保修期内仪器设备出现故障由厂方工程师负责保修这一有利条件,多观摩、多学习,为日后仪器设备的维护保养及维修工作打好基础。

2 注重医疗仪器设备日常修护

做好医疗仪器设备的维护保养工作是提高仪器设备完好率和使用率,减少故障率、延长使用寿命的有效手段。医院设备科或维修部门要做好计划,根据各种设备的工作原理和工作特点,有计划、有方法,每年两次对仪器进行维护保养。了解使用情况,检查使用环境,如温度、湿度、防尘等是否符合要求;检查其安全性能等,并要做好记录。保养方法具体为:对光学仪器的光通道要进行防尘、除污及除霉点;对电子线路板除尘;对碳刷电机部分除碳粉;光电检测部分除尘、除污;机械和传动部分清除锈迹污物和上油;另外还要检查接地线是否接地良好等。通过维护保养,提高仪器设备的使用寿命,把一些故障排除在萌芽状态。保证其安全、高效、高质量使用。

3 加强医疗设备的使用维修管理

工作医疗设备的使用维修管理工作是整个管理环节的核心,一台质量好、性能稳定、保养及时、运行情况良好的医疗设备必将产生良好的社会效益和经济效益,要注意做好以下几点。首先是做好医疗设备使用记录。要求医疗设备操作人员每天对设备的使用情况进行如实记录,发现问题及时向设备管理科通报,以保证医疗设备的正常使用和故障的及时排除。其次是做好医疗设备日常维修记录。当遇到医疗设备在日常使用中发生故障时,必须在短时间内及时排除故障,并做好维修记录,如故障发生时间、故障现象,故障部位,经检修后分析故障产生的原因,排除故障的办法以及更换了何种元器件,恢复正常运行的情况。第三是加强岗位责任制建立健全完善的医疗设备维修制度,加强岗位责任制。每台设备的维修保养工作都具体落实到人,做到台台医疗设备有人管。形成一个科学、有序的管理体系。第四是提高医学工程技术人员的基础理论水平和综合素质。

篇5

实验室的科学研究总体上以适应世界科学技术发展和国国民经济中长期发展战略的需求为出发点,以探索精密测试技术及仪器学科领域的前沿科学技术问题为主,注重新兴交叉学科和综合技术的研究。主要研究方向包括:(1)激光及光电测试技术,(2)新型传感器及仪器自动化,(3)纳米测试及微型光机电集成技术及系统,(4)信息光学及光存储。

实验室清华大学实验区为了使学科发展均衡,特别是把深圳研究院的“光机电研究室”扩建为一个分室。调整后,清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室研究人员的年龄结构更加合理。目前实验区内共有研究人员96名。其中,有工程院院士1名、教授(研究员)31名、 副教授(高级工程师)35名,实验室专职技术管理人员5人(高级实验师3人)。

在2004年的科研项目中,清华实验区承担了国家“973”两个专题项目中的6个子课题;国家“863”课题9项;国家自然基金重点项目1项,面上项目19项:其中1项为国家杰出青年基金;省部重点科研项目6项;国际合作研究项目4个;重大国际合作研究1项。其科研成果年均获国家科技奖1~2项、省部级5~6项;2002到2004三年共获专利权129项。年均200多篇,2004年SCI收录54篇;2004年科研经费达到了3844余万。

原始创新 成绩斐然

清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室的科学研究注重应用基础研究,并以国家的实际需求为最终目标,实验室的许多研究是原创性的,并在实际应用中取得了一系列成果。

超高密度超快速光学体全息存储及相关识别技术研究取得进展

光学体全息存储具有存储密度高、并行传输、冗余度高、寻址速度快和具有关联寻址功能等诸多优点,是光存储研究中最重要的领域之一。实验室在超高密度超快速体全息存储机理、关键技术、小型化系统集成和应用等方面取得了突破性进展,使我国在这一领域的研究达到了国际先进水平。

该项技术的研究成果对于军用、医疗、金融、广播电视等领域大型数据库等数据存储、加密保存和快速传输,制导导弹武器的目标快速跟踪识别锁定等具有十分重要的实用意义。成果的部分相关技术已转为国防重点基金项目实施;该项技术的成功对于提高我国国防能力,保障国家和社会安全等方面研究具有重要意义。

新型微流体器件设计、加工、测试和应用研究成绩显著

新型的微流体系统技术是一个涉及微机械、流动控制和测试等多学科交叉的技术领域,微流体器件与系统在生化检测、医学和航天等领域有重要应用。该项研究是在 “集成微光机电系统”国家“973”项目等的研究基础上完成的,成功实现“微流动机理和技术基础器件和系统设计微制造技术微测试技术应用研究”的微流体技术平台。突破了几个关键技术,研制出了多种关键微器件和应用系统,如:高灵敏度的微量流体控制的微泵和微阀器件及其测试技术、阵列微喷和微推进器系统及其测试技术、生物微量采样和分析芯片的微型仪器技术等。该项技术的研究已经协助创建了两个高科技企业,已有正在发展的产业和应用;以微流体技术平台作为微流体系统开发的基础,将会衍生更多经济和社会效益大的技术和产品。

双频激光理论、现象、器件和在精密计量中的应用研究实现突破

这是一项经长期研究获得的较系统、完整的成果之一:从原理提出,到新器件的研制,再到这些新器件的新特性(效应)的观察发现,然后又利用这些发现创造出新的传感器。在长期的研究中,实验室发现了两个偏振激光模的在腔调谐中的相互竞争(抑制)效应和HeNe激光器和半导体激光器的回馈自混合纳米干涉条纹。首次研究成了以下激光器和测量仪器:应力双折射产生激光频率分裂及双折射双频激光器, 可获得40MHz以上的频差;研制成塞曼-双折射双频激光器,可以产生1 MHz到几百MHz的频率差;成功地将一支普通氦氖激光器“演变”成一个可判向的测量位移的激光器“激光器纳米测尺”;研究成功了激光频率分裂波片测量仪;双折射外腔回馈波片测量仪和激光器偏振、纵模、纵模分裂和模竞争教学实验系统等系列产品。

近年来,精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区也是一系列重大奖项的获得者。2002年,由陆达,潘龙法等完成的“电影数字制作系统及应用研究开发”获得国家科技进步二等奖;2003年,由冯冠平、朱惠忠、刘岩、董永贵等主持完成的“石英数字式力传感器及系列全数字化电子衡器的研究与产业化”获得国家发明二等奖。由叶声华,殷纯永等主持完成的“几何量计量仪器现场校准方法和装置”和由周兆英,朱荣,王晓浩 , 熊沈蜀完成的“MEMS的载体测控系统及其关键技术研究”则分别荣获2004年和2005年的国家发明二等奖。

在省部级科技奖方面,精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区也是建树颇丰。由周兆英、叶雄英、王晓浩等主持完成的“新型微流体器件、结构加工和相关应用研究”获得了2003年度教育部技术发明一等奖;由金国藩、何庆声、曹良才等主持完成的“超高密度超快速光学体全息存储及相关识别技术研究”和由徐端颐,潘龙法等主持完成的“高密度光盘存储技术”则同时获得2005年度教育部技术发明一等奖。

志在一流 勇攀高峰

精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区的学术带头人是金国藩教授。金教授是博士导师,中国工程院院士、教育部科技委副主任,世界光学学会副主席、亚太地区仪器与控制学会主席,美国光学学会(OSA)和国际光学工程学会(SPIE)资深会员。曾任国家自然科学基金委副主任、中国光学学会副主席、中国仪器仪表学会副主席、清华大学精密仪器系主任、机械学院院长等职。自上世纪60年代起从事光学工程研究,是我国光学领域的知名学者,曾主持几十项重大重点科研项目,是我国光学信息存储、信息光学和二元光学的开创人与奠基人,曾获得全国科学大会奖、中国工程院中国工程奖、国家科技进步三等奖,国家教委科技进步一等奖、二等奖、三等奖和第四届国家图书奖提名奖及全国优秀科技图书奖暨科技进步奖(科技著作)二等奖、北京市科技进步一等奖等多个奖项,在国内外220余篇,培养博士研究生40余名,硕士研究生60余名。

篇6

Abstract: Information optics is a frontier discipline in optics. It is a new optical discipline developed based on the combination of optics, computer science and information science. It is also an important component of modern information science. According to the characteristics of information optics course and the present situation of teaching, combined with the basic requirement of optical information science and technology specialty for information optics teaching, based on the fact that "information optics" theory is difficult and the mathematical formula is cumbersome, and it is throughout the specialty of applied physics, this article systematically introduces the information optics in the teaching of applied physics from several aspects, such as the establishment of teaching content, the construction of the laboratory experiment platform, strengthening the computer-aided experiment, taking advantage of the Internet and outside resources and strengthening practice teaching.

关键词: 信息光学;应用物理;探索;思考

Key words: information optics;applied physics;exploration;reflections

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)01-0216-03

0 引言

随着全球一体化经济的发展,信息是21世纪的主要支柱之一,它将取代物质和能源成为创造财富的主要源泉。信息科学与技术和信息紧密连接、密不可分。近几年来,光电信息发展迅猛,已经对科学研究、社会发展及各个方面产生了巨大的影响。光信息是信息时代不断发展的必然产物,它已经应用到了光信息存储、全息信息存储、光纤通信等多个领域中,它推动着国民经济、科技和军事的发展。信息光学作为光信息的重要分支,是光学中的前沿学科,是基于应用光学、计算机科学和信息科学相结合而发展起来的一门新兴光学学科,也是现代信息科学的一个重要组成部分。信息光学促进了图像科学、应用光学、光纤通信和光电子学的发展。信息光学包含了光信息传递的全过程,其中包括对光信息的收集,调制、传递、存储及再现的整个过程。

应用物理专业作为理工科的重要分支,对光电方向的掌握是该专业学生的基本技能。为了适应市场对光电方向人才的需求,成都理工大学地球物理学院在应用物理专业设置了光电信息类课程,目标就是要让学生掌握光电技术的基本技能。近几年来,应用物理专业的学生在大四毕业选择就业和考研的比例明显增加,以成都理工大学2015届应用物理专业为例(1个自然班30人),9位考取研究生的学生中有4位是考取了光学或光学工程专业,16位就业和创业的同学中有6位同学的工作与光电信息有关,再次选择考研的同学中又有3位同学报考了光学和光学工程专业。也有越来越多的高校近几年开设了光电信息这个专业。同时为了今后申报“光信息科学与技术”新专业,我们着手在应用物理专业为本科生讲授《信息光学》课程,理论授课学时数定为60学时,实验课时数定为4个学时。

应用物理专业目前本科的教学严重的脱离社会经济发展,脱离生产实际,与社会对大学生的需求极不适应。学生所学知识理论性强,严重影响本科毕业生与社会生产之间的联系,因此,开拓目前发展较好的光电信息方向,对应用物理专业的本科毕业生是受益匪浅的。如果能够跟光电类企业合作,让学生在假期(主要是寒暑假)去企业实习,让所学知识跟社会生产有相互联系,这样不仅符合当今社会对大学生的需求,增加就业,更能够让学生意识到所学理论知识的重要性,让学生学习起来有目标,不盲目。今后我们力争跟一些光电企业合作,使我们培养的学生对光电信息与技术产业的研发和市场需求有及时的了解,使学生得到社会实践的锻炼。但是应用物理专业和光信息科学与技术专业的学生有不同的光学背景知识,因此,在讲授这门课程时,不能和光信息科学与技术专业的学生一样授课。经过几年的教学实践,在应用物理学科中教授《信息光学》从以下五个方面探索和思考。

1 教学内容设置

在上《信息光学》这门课之前,应用物理专业的学生已经开设了与光学相关的科目,主要是光学,光学内容包含了:光的干涉、衍射、偏振、几何光学的基本原理、光学仪器的基本原理、光的吸收、散射和色散、光的量子性以及简单介绍现代光学。通过这门课程的学习,学生掌握了初步的光学知识,但是对标量衍射、传递函数、部分相干、全息和信息处理了解甚少,更对莫尔条纹、傅里叶变换、阿达玛变换、光学小波变换、光计算和三维面形测量没有听过。因此,在进行教学内容设定时,保证既要强调基础理论及相关的应用技术,强调理论与应用的结合,同时兼顾理论和技术的当前发展,使应用物理专业的学生对光电信息产生浓厚的兴趣。在讲授信息光学开始阶段,简单讲授有关二维线性系统的一些基本知识,如矩形函数、sinc函数、三角形函数、符号函数、阶跃函数、圆柱函数及δ函数等。重点强调应用物理专业学生陌生的运算,如傅里叶变换、卷积和相关运算。我们详细讲授标量衍射理论、光学成像系统的传递函数、部分相干理论,使学生有一个夯实的信息光学基础。同时结合其他科研工作者和自身的科研工作,讲授光学全息,计算全息及空间滤波,使学生了解信息光学在现代科技中的作用,让他们对光电信息有个初步的认识。并且通过对信息光学的学习,让学生对科研的基本思路有个初步的认识,基本思路是:通过物理概念、到建立数学模型、编写计算机程序到实验验证。

2 校内实验平台的建设

信息光学课程概念抽象,逻辑推理能力要求强,在教学中仅仅以讲授为主,减少实验环节的话,可能会导致应用物理专业的学生对信息光学的理解达不到要求,以及对光电信息也不可能产生兴趣,同时教学效果也得不到很好的结果。因此在教学中应加大学生的实验环节,但是,在应用物理这个专业中,很多与光信息相关的实验设备又不具备,大量的实验器材也没有到位,所以选择经典的光信息实验内容尤为重要。由于实验条件限制,我们开设了与信息光学相关的四个实验,全息光栅制作及特性、阿贝成像原理与空间滤波、面形的三维干涉测量和光电探测原理实验。这四个实验分别涉及信息光学的光学全息,空间滤波,干涉实时测量技术和光照度、测量的基本知识、光电池的结构、工作原理和光照度特性及其应用等。结合这些实验,让学生对理论知识做一个透彻的理解,同时让学生对光电信息产生浓厚的兴趣。光电类实验能够体现学生所学知识的直接使用,使应用物理专业的学生认识到光电类的理论知识在现实生活中的直接使用,相比纯物理学来讲,更有实际的使用价值。比如让学生做4f光学系统FT及IFT系统实验,学生可以直接根据4f光学FT系统观察常见图样的逆傅里叶变换图,以及FT频谱,比较复杂的公式通过一个光路和图像显现的淋漓尽致。

3 加强计算机辅助实验

由于实验器材的缺陷和基础设施的缺乏,基于以上几个实验是远远不能实现对信息光学的掌握和理解,同时由于光学实验的苛刻要求,很难达到实验要求。因此,采用计算机仿真实验是信息光学不可或缺的一种手段。使用计算机仿真光学实验,不仅可以直观的观察到真实的实验效果,同时对理论的推导也有更深的认识,还能解决信息光学中抽象问题。通过数值模拟计算,有利于将信息光学中抽象的、难以描述的物理现象可视化显示出来,有助于抽象为形象思维,从而更好地让学生掌握理论方法,了解实用价值。比如说学到相干光学传递函数和非相干光学传递函数时,就可以结合工程光学的像质评价的相干内容,通过Zemax来计算模拟的MTF曲线解释,使学习的内容更加直观。使用Matlab工具,可以使学生对繁琐的数学公式,变成具有物理意义的直观图像,从而将学生对理论的掌握从枯燥的数学推导深入到丰富的物理本质,有助于学生创新能力的培养。

例如利用Matlab矩阵实验可以将空间二维光场从输入面到光场空间分布,经过二维傅里叶变换之后在频谱面和滤波之后的场强空间的频谱分布,最后得到输出面的空间场强分布的变化过程用图像和动画输出的形式描述清楚,更换输入光场或滤波器,可以获得相应的输出的图像。总之,使用计算机辅助实验,可以使教学内容更加逼真,更加接近实际,同时让学生深刻理解繁琐的数学公式,把繁琐的数学公式变成有意义的物理概念。

4 借助互联网和校外资源

由于校内资源和实验器材的缺乏,使得学生掌握更多的信息光学的知识受到了限制,但是,各个光学科目强的高校都已经建设了信息光学课程网站,比如浙江大学、华中科技大学、北京理工大学、四川大学等,同时教育部光电专业教指委全国光学光电类专业教育教学支委也在积极筹建光学教学网站,让全国优秀的光学教学传递到每一所大学。通过信息光学网站,使学生能够充分利用丰富的网络资源来弥补在课堂上疑惑的知识,从而达到了学生积极主动学,确立了学生在教学过程中的中心地位,这种教育模式将成为革新传统教育模式的重要途径。在实际教学中,讲授到计算全息这一章节的时间,和学生一同学习了由四川大学电子信息学院曹益平教授负责的光信息处理这门精品课程,教学内容在教学录像的第三章计算全息,主讲教师是苏显渝教授,网址是http:///G2S/Template/View.aspx?courseId=1299&topMenuId=125878

&action=view&type=1&name=&menuType=1&curfolid=

125901,通过学习视频内容,一方面让学生学习到了计算全息的抽样定理与信息容量、时域信号和空域信号的调制与解调,更重要的是让学生见识国内顶尖大学的教学模式以及教学大师的教学风采。通过这次视频课教学,学生反向强烈,受益匪浅。

5 加强实践教学

信息光学是一门实用性很强的课程,光靠课堂教学、实验室教学或者计算机辅助教学往往都不能体现该门学科的重要性。因此,实践教学是非常重要的。它可以提高学生的动手能力、工程实践能力、科研能力和创新能力,这些能力很难从课堂教学、实验室教学和计算机辅助教学中提升。因此,我们在大四开学之后进行两周的实习,实习基地是四川绵阳长虹培训中心,实习内容主要是在实验室对电视机内部电路进行理论的学习以及对电视机实物各个部分识别和元器件参数的测量。通过实习,让学生意识到信息光学中的光在信息处理中起到承载传到信号,把信号加载在原光信号中,使信号发生改变,然后接受光波的时候把信号还原出来,起到了调制调解的作用。同样在实习的过程中会接触到与信息光学相关的知识点,比如说,波前编码、傅里叶变换、空间滤波、计算全息等。

6 结束语

我们从教学内容设置、校内实验平台的建设、加强计算机辅助实验、借助互联网和校外资源以及加强实践教学五个方面总结了应用物理专业的学生在信息光学教学中的探索与思考。但是要进行应用物理在光电类的教学改革,增加学生在光电类专业考研和就业,光靠一门课程或者实验是远远达不到要求的。应从光电专业人才培养需求和学生自身素质的实际情况出发,不仅在课堂和教学实践中加强光电信息的改善,更需要光电信息的教师不断提高个人业务水平、科研能力,更需要教学单位配备有助于光电信息教学和实践的场地和器材。在各个方面的配合下,应用物理专业的教学才能将学转化为用,才能满足社会的需求。因此,通过一步一步的努力,进一步深入研究光电技术专业方面的人才培养特点,拓展教学课程内容和手段,为我校申办光电信息专业打下坚实的基础。

参考文献:

[1]孔伟金,云茂金,黄家寅,等.光信息科学与技术专业实践教学创新体系的研究[J].实验技术与管理,2010,27(3):19-21.

[2]王仕[,刘艺.《信息光学》课程教学改革探索与实践[J].实验科学与技术,2012,10(6):42-44.

[3]刘轩.信息技术在信息光学教学中的应用[J].信息通信, 2011,5(115):88-89.

[4]高玮,黄金哲,张洪英.信息光学教材建设与课程教学改革探索[J].黑龙江教育,2013(9):30-31.

[5]苏显渝,李继陶.信息光学[M].北京:科学出版社,1999.

[6]郑继红,陈家璧.培养兴趣,引导创新―《信息光学》理论教学改革实践[J].光学技术,2007(33):317-319.

篇7

生物医学光子学是作为生命科学和医学研究的辅助手段而发展起来的,它以生物或医学样品为研究对象,以医学、生物学和光学工程等学科的基础知识的充分融合为基础,通过工程技术手段为生物医学研究或临床应用提供检测或监控仪器和方法,所以生物医学光子学的发展和成功应用除了对生物或医学学科本身的发展具有促进作用外,对工程学、物理学、化学、材料学等学科也提出了新的要求,并客观上推动和促进了这些学科的交叉和技术的融合[4]。生物医学光子学可分为生物光子学和医学光子学两个部分,分属于生物学和医学领域,但二者的研究内容并无严格界限。也可以根据应用目的的不同,将生物医学光子学划分为光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域[5]。由于生物医学光子学的学科跨度大,不能明确界定在某一单一学科领域内,所以并无生物医学光子学专业,而是根据导师隶属单位情况和科研项目需要,在光学工程、电子工程、生物医学工程、生物技术、临床医学等一级学科下设置该研究方向,招收并培养研究生。

2当前生物医学光子学研究生培养面临的困难和问题

生物医学光子学的研究需要生物医学和工程技术两方面多学科知识的交融,需要生物学、医学、药理学、病理学、脑科学、光学、电子学、图形图像学、信号处理等多学科专家学者的参与,因而具有复杂性和综合性的特色。这种特点促使我们在生物医学光子学专业研究生培养时需要特殊的学术环境,需要观念上的转变和政策上的支持,更需要高水平的导师队伍和先进的培养模式来保证。目前,生物医学光子学方向的研究生培养还面临以下问题。

2.1缺乏新技术和新知识的传授,知识培养体系亟需完善

生物医学光子学的理论知识和技术更新都很快,不断有新的应用领域和市场需求出现,国家和社会要求我们培养具有更强创新意识和应用实践能力的研究生,可以在某一行业领域担当领头人。但当前的研究生培养,对新技术和新知识的传授不足,教材内容严重滞后,缺乏让学生开拓视野、跟随学科领域发展前沿的综合交叉性课程。

2.2研究生培养环节缺乏规范性

从事生物医学光子学交叉学科的研究生,其本身的专业背景多属于传统的单一学科范围,攻读的研究生学位也多属于此范围等。由于生物医学光子学这门交叉学科涉及的知识内容非常广博,而导师的科研课题又非常具体,使这种以导师科研课题作为研究生培养载体的方式,具有较大的不确定性和随意性,无法兼顾研究生的专业背景、科研兴趣和科研课题几方面的因素,常常是为了完成课题而进行相应的学习,未能在研究生对知识的综合—消化—应用方面下足功夫,在研究生的科研培训和能力培养环节缺乏系统性和规范性。

2.3研究生的培养质量受限于导师的研究课题

当前生物医学光子学的研究生培养大多依托于导师现有科研项目,因此在培养过程中存在一系列问题,如:以完成特定生物医学光子学研究课题为目标的研究生培养,对培养目标以及培养过程等没有清晰明确的认识,无法让学生既具备合理的知识结构,又具备综合多学科知识的素质和能力;有的导师的研究课题仅是借用了其它学科的名词和概念,而未真正开展跨学科领域的研究内容,结果是研究生的理解、认识混乱,甚至出现概念错误等现象;还有研究课题仅仅是生物医学和光学内容的简单叠加,缺乏真正的融合和借鉴,研究生在课题研究中无法深入下去。以上种种,不但不能产生创新成果,反而影响了研究生培养质量,阻碍了研究生的学术水平提高。

2.4现行的教学管理体制难以满足学科交叉研究和研究生培养的需要世界各国对交叉学科研究极为重视。英、美等发达国家都相继成立了生物医学相关的交叉研究中心,便于来自不同学科背景的科研人员相互交流和沟通,为前沿学科建设开辟道路。反观国内,只有少数几所重点大学或中科院的研究所设立了专门从事生物医学相关领域的交叉学科研究院或研究中心,如,北京大学的前沿交叉学科研究院建立的生物医学跨学科研究中心,而大部分学校院、系划分都是长时间不变的。从事生物医学光子学研究方向的教师要有确定的学科“归属”才具有所在学科的资源(包括经费和科研设施等)使用权,而研究生也是通过某一特定学科的入学考试内容,遵循其培养方案和培养目标进行学习和科研培训[6]。严格的学科界限使生物医学光子学研究方向的导师无法合理整合校内资源为交叉学科研究服务,是开展交叉学科研究生培养的直接障碍。

3生物医学光子学研究生培养模式的探索和建议

完善培养和管理工作是生物医学光子学方向研究生培养顺利进行的保证,我们需要在人才输入(招生)—人才培养—人才输出(学位授予)这三个方面都留有足够的空间,给予适当的政策倾斜,并完善配套的管理运行机制。

3.1采取灵活的招生政策,鼓励跨学科招生

招生机制是人才培养机制三步曲中的第一步,高质量的生源是高水平人才培养的第一关。我们的目标是选择合适的人,创造适合的环境,让通过适当的机制选拔进来的人能在这样的环境中成为优秀的交叉学科人才[7]。因此,为发展生物医学光子学交叉学科研究,调动导师在交叉学科培养研究生的积极性,调动学生从事交叉学科研究的热情和兴趣,学校对交叉学科研究生的招生工作应采取特殊的政策:首先,对交叉学科的招生名额分配有倾斜政策,以支持交叉学科的学科发展和人才培养;第二,鼓励跨学科招生和报考,例如,光学工程专业生物医学光子学方向招生,即可以招生简章中列出欢迎生物、医学相关学科研究生报考,并增加相应的入学考试可选科目;第三,学校保留部分名额优先录取优秀的跨学科学生或接收跨学科推免生等。

3.2规范研究生培养和管理环节

(1)设立跨学科联合指导教师小组。目前的研究生培养主要采取导师责任制,是一对一的责任关系。但对生物医学光子学研究生而言,应结合科研需要、本单位研究特色以及研究生的专业背景,合理配置跨学科联合指导老师小组,整合本校内的优势力量,实行多对一或多对多的师生关系,如,以生物显微成像为特色的单位,应配备细胞生物学、光学工程和图像处理技术方面的导师队伍,以光学医疗仪器为特色的单位,应配备光学、测控技术和临床医学方面的导师组。来自相关学科的高水平教师共同培养交叉学科的人才,对研究生相关学科知识结构的建构和高水平研究课题的选定都具有重要作用,同时,研究生也可以在导师组的指导下以补修和自学等方式学习欠缺的跨学科知识。

(2)严把培养环节质量关。导师指导小组要对研究生从入学、选课、选题、科研实践、、毕业答辩各个培养环节全面负责,将知识传授和能力培养相结合。首先,入学之初,指导小组即对每个研究生的学科背景和能力进行评估,针对学生的背景和兴趣初步确定科研方向,并制订课程学习计划,为学生完成生物医学光子学交叉学科研究课题储备必要的专业知识,同时鼓励学生选修具有“新兴、前沿和交叉”特点的课程;其次,安排跨学科的学生补修部分相关学科的本科生课程,以补充知识上的欠缺;第三,指导小组要为学生提供参与科研实践的平台,在未正式进入课题之前,指导学生参与短期(2~3个月)科研轮训,使学生对本学科方向正在进行的科研内容有所了解,进而因势利导明确研究课题;第四,导师指导组应随时跟进研究生的科研进度,在研究生论文选题和中期检查时对所开展科研工作进行正确的引导和调整,保证培养过程的顺利进行。

(3)构建科研大平台,引导研究生学术成长。良好的科研环境是个人学术成长的关键因素。构建生物医学光子学科研大平台,吸引更多相关学科优秀的科研人员加入到导师队伍中来,是提高研究生培养质量的重要举措,不同学科学术思想的熏陶,不同思维方式的影响以及多学科导师在科学研究方面的通力合作和团队精神也会对研究生产生潜移默化的影响,有利于其学术成长;此外,导师要充分调动研究生的积极性,保护研究生跨学科研究的科研热情,重视研究生个人的主观能动性和兴趣,只要使用正确、合理的引导方式,不同专业背景的研究生与导师之间可以碰撞出很多新的思想火花,获得意想不到的收获。

(4)多途径培养创新人才,完善知识体系。在当今这个多元化的时代,人才培养的途径也是多种多样的。为了适应生物医学光子学领域对创新型人才的需求,学校应设立专项基金,支持和鼓励研究生从事学术交流,如吸引学生参加国际会议、科技竞赛、制作大赛等活动,激发学生主动学习的兴趣,引导学生掌握正确、科学的学习方法,尤其是适应自身特点的学习方法及获取知识的能力,引导学生学会用所学的知识创造性地解决实际问题,提升学生实践能力与创新精神。此外,针对课程设置方面存在的问题,建议在专业培养目标指导下,从师资队伍、课程内容、实验教学资源全方位的整合。鼓励老师多开设前沿性课程,邀请本领域国外专家为研究生开设讲座类课程;通过汲取国内外相关领域的先进经验,结合科研和实验教学资源,建设生物医学光子学交叉学科系统、完善的知识体系,重视课程内容的系统性、前沿性及与本单位研究特色的相关性,重视学生集成—融合—应用能力的培养。

3.3正确把握学位内涵,严格学位授予工作

学位是评价个人学术水平的一种尺度,是表明个人学术水平的资格证书,是在某一学科、专业上达到一定标准的凭证。具体到生物医学光子学方向,完成研究生教学环节,达到生物医学光子学方向研究生学位授予要求的研究生,是表明该研究生在生物医学光子学领域达到一定学术水平标志,应具备以下特点:了解本学科的研究现状和前沿问题,能够在相应的学术背景之中提出和确定具体的研究课题,能够论证该课题的学术意义和社会意义;明确自己研究问题的难度和解决问题的关键之所在,能够在导师指导下提出可行的研究方案和周密的实施计划;能够在导师的指导下独立研究问题、解决问题,独立完成实验,能够做到理论与实践的有机结合,并将结果整理成规范的学术论文。因此,研究生培养单位、尤其是研究生导师组,除在入学之初对学生进行必要的引导外,更应加强对研究生培养过程中各环节的检查与监督,严格课程教学、论文选题、答辩等方面的工作,严审研究生毕业资格,扭转学生重结果轻过程的心态,真正为社会输送合格的、具有革新和创造力的生物医学光子学人才。

篇8

梁老师的《物理光学》是一本真正的经典教材,从1987年的第二版到2012年的第四版,25年只有两次修订,可见久经考验,积淀深厚。梁老师当年独自著述,承自波恩《光学原理》的理论脉络,以光的电磁理论和傅里叶分析方法为基础,系统地阐述了经典物理光学的基本概念、原理和应用。梁老师长期从事一线教学,教学经验丰富,也是从事科学研究的学者。该教材可谓博采众长,也凝聚了梁铨廷老师数十年的教学经验。梁老师高屋建瓴,《物理光学》这一教材知识结构清晰,逻辑性强,循序渐进而又深入浅出。该教材既便于教师有效组织教学,也便于学生自我学习提高,一直以来广受高校师生的好评,也曾获得全国高校第二届优秀教材一等奖,可谓实至名归。

梁老师是一位治学严谨的学者,从当初的独立著作,到后来几次修订也都是亲力亲为,使得全书体例如一,前后叙述、公式形式一致,脉络清晰。更难能可贵的是,他一直力求教材中的传统内容能够与现代科学的发展相衔接。

众所周知,自20世纪中叶开始,光学无论是在理论方法还是技术应用上都已取得许多重大发展,如何在有限的篇幅中编入最适合的内容,本身就是一个难题。正如梁老师自序所言:“光学的飞跃式发展,使它能以崭新的面貌在现代科学技术各个领域别引人注目……对于一本基础光学教材,引进的现代内容不是越多越好,越新越好,关键是要把现代内容和传统内容结合、融汇得好,把它们的内在联系沟通起来。”经过仔细考虑,精挑细选,梁老师选择了在修订中编入超光学分辨率、白光信息处理、液晶电光效应等内容。无数的教学实践也证明,这些现代内容的加入与原传统内容的衔接与融合是自然的,体系是完整的。另外,梁老师增加了约70道例题分布于各章节,以满足教学和自学需要。这些工作主要是在第三次修订中完成,而那时候,梁老师已六十多岁高龄。

此外,该教材其他的一些优点也广受师生们的称赞。如书后有专门的附录,简明扼要,避免读者为抽象的物理概念以及复杂的数学描述所困。书中的插图亦十分准确精美,简洁易懂,降低了学生对抽象、难懂内容的理解难度。

作为配套教材,近年刘翠红教授为本书编写了《物理光学学习指导与题解》,列有精要的学习提纲,对书中的习题给出了详细解答,并增加了不少例题和习题,这为读者更好地理解书中内容、建立数量级概念以及提高解题能力提供了很大帮助。

为了改变高校教学学时不足的现状,另有《物理光学简明教程》出版,书中对《物理光学》教材中的内容加以浓缩,更适用于课时较少的教学。梁老师和刘老师在2016年修订的第二版中加入二维码内容,分布在各章节中,其中所含电子资源包括实验仪器及典型实验过程、诠释抽象概念的动画、延伸阅读的资源以及重点难点讲解的微课视频等。这一新型载体的加入,使读者可以方便地进行延伸学习,在图文并茂、声形兼备的过程中自主学习,有助于提高学习兴趣。

《物理光学》是一本以基础性、经典性内容为主,与前沿科学接轨的教科书,数十年来为培养光学相关专业的科技人才贡献良多,至今,它的价值越来越大。《物理光学》及其配套教材是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,适合作为高校物理类、光电信息类、光学工程类专业的物理光学课程教科书,也可供其他专业学习物理光学的本科生、研究生和科技人员参考。可以预期,《物理光学》在高等教育人才培养上将发挥更大的作用。

参考文献:

[1]梁铨廷.物理光学(第4版)[M]. 北京:电子工业出版社,2012.

[2]刘翠红.物理光学学习指导与题解(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2013.

篇9

关键词:电磁场与电磁波;教学改革;科研促教学

作者简介:马凤英(1975-),女,河南濮阳人,郑州大学物理工程学院,副教授。(河南 郑州 450001)

基金项目:本文系国家自然科学基金(项目编号:60907046)、河南省教育厅自然科学研究计划项目(项目编号:2009A140008)、郑州市科技局项目(项目编号:121ppTGG360-7)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0099-02

“电磁场与电磁波”是郑州大学(以下简称“我校”)电子信息类、通信工程、电子科学与技术、电气工程及自动化等专业学生必修的一门重要专业基础课,主要研究电磁场的基本属性及其运动规律、波与物质相互作用及信息的提取、电磁场系统的计算方法及仿真技术和工程技术应用中的电磁理论问题等。它和电磁干扰与电磁兼容、射频及高速电路设计与开发等课题紧密联系,是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。同时,电磁场与电磁波作为能量的一种形式、信息传输的载体和探测未知世界的一种重要手段,在通信、雷达、医疗保健、导航、军事、能源和环境检测等领域中得到了广泛的应用。但是由于电磁场与电磁波概念抽象、理论深奥、应用数学知识多、分析推导繁琐等,使该课程历来被认为是教师难教、学生难学的课程之一,甚至有学生私下里称电磁场这门课为“火葬场”。随着“宽口径、轻专业、重基础”本科培养理念的出现,各高校开设基础课程门类增多,我校自2009年来将该课程的课时数由64学时减少为48学时。这样一来,要在教学计划学时内完成教学内容,每节课的上课内容就会增加,满堂灌的教学方式势必会导致学生疲倦,不利于学生自主学习能力和自我发展能力的培养。另外,针对我校光学、光学工程硕士专业方向和电子科学与技术、电子信息科学与技术两个本科专业就业的需要,对教学内容需进行适当调整。因此,为了适应这种情况,对于课程讲授内容适当增减,教材的重新选择及教学方法的改革势在必行。

一、教学内容的改革

新的教学计划修订之前,这门课采用的教材是马海武教授编写的《电磁场理论》,该书基础性较强,偏重于理论,教授这门课的老师也是我校物理专业的教师。而电子信息、电子科学与技术这两个专业毕业生,无论深造还是就业,均偏重于电磁场的应用——解决工程类电磁场问题。因此,教学计划修订后,这两个专业的教材换为谢处方、饶克谨教授编写的《电磁场与电磁波》。教学内容上也进行适当优化,比如大学物理中电磁学部分已经对真空和介质中的静态场以及电磁感应现象和位移电流假设进行了详细的讲解,也简单介绍了麦克斯韦方程组。在教授“电磁场与电磁波”这门课时对静态场的特性和分析就可以用较少的学时,以学生为中心,多以提问的形式进行讲授。而对时变电磁场的分析方法、电磁波的反射与透射以及波导与谐振腔相关章节的讲授就要用较多的学时。另外在讲授这部分内容时要增加一些工程实例,加深学生对知识的理解并提高应用能力。如在讲授“均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射”时,引入滤光片、介质高反膜和增透膜的设计原理及应用,使学生对课程的背景、研究领域、主要技术、发展方向有大致的了解,培养学生在此领域的兴趣和深入研究的愿望。

二、教学方法与教学手段的改革

1.将科研课题引入课堂教学,提高学生对基础研究的兴趣和关注

早在2005年教育部的教高[2005]001号文中就强调“积极推动研究性教学,提高大学生创新能力”。探索性是本科研究性教学的主要特征之一,不但要传授知识,还要培养学生探求未知的能力。因此,高校教师不但要讲好书本知识,还要做好科研,大量查阅文献资料,实时关注本专业方向的最新发展动态,有针对性由浅入深地将最新科研成果引入到教学中以激发学生的求知欲,使学生主动参与到科研中来。例如笔者结合研究方向微腔器件与物理,在讲解“均匀平面波反射与透射”时,只带领学生推导导电媒质分界面的垂直入射,根据电磁边界条件得出分界面上电场振幅反射和透射系数,强调入射介质中的电场为入射波和反射波的叠加,把具体的科研问题——平面微腔器件结构设计引入课堂教学。平面微腔是典型的集成光电子器件,而光电子集成又是信息技术的发展新方向。平面微腔(尤其是光学微腔)结构设计中,比较重要的一个参数是有效腔长的确定。有效腔长的大小不但包括两反射镜之间的光学距离,还应包含两端反射镜的相位穿透深度。以电磁波在介质/金属界面反射为例,让学生了解相位穿透深度的概念。

介质/金属界面的反射系数为。其中和分别为入射和出射介质(金属)的波阻抗,其中为复数。因此,为复数。一般金属反射镜的反射率接近于1,即,为界面上反射波相对入射波的位相延迟。

假定入射电场为,经界面反射后入

射介质中的合成电场为,

即合成电场为行驻波场。

当时,合成电场取最大值;当时,合成电场取最小值。

驻波比,由于接近于1,因此驻波比接近无穷大,即入射介质中的电场接近于驻波场。不同于理想介质/理想金属界面,此时界面处并不是驻波的波节,其波节位置由合成电场取最小值时所对应的z值确定,如图1所示。

取n=-1,所对应z值即为金属的相位穿透深度(如图1标注)。

2.多媒体与传统板书相结合的教学手段

多媒体教学相对于传统板书教学具有自身的优越性,它可以在文字、图形的基础上增加图像、动画、声音、影像等,将传统教学手段很难表达的教学内容或无法观察到的现象利用视觉和听觉的形式展现出来,使抽象复杂的问题简单化,枯燥难懂的知识形象化。比如在分析波从波密媒质到波疏媒质传播且入射角大于临界角时透射电场的分布时,如果仅从公式推导得出透射电场的形式,学生很难直观地理解透射波的传播情况。此时就可以通过MATLAB编程来再现透射电场,学生就能够直观地看到透射波(表面波)沿分界面传播但其振幅在垂直于分界面方向上按指数规律的衰减情况。这时告诉学生表面波的等幅面和等相面垂直为非均匀波,学生就会产生深刻的理解。多媒体授课可以提高课堂教学效果,提升教学质量,但并不是所有的课程都适用多媒体教学。比如电磁场这门课有很多公式推导,如果一味地依赖多媒体就会造成讲课节奏过快,学生理解消化时间减少,反而不利于课堂教学效果的提高。因此,这门课程适合采取多媒体和传统板书相结合的方式进行授课。

3.尝试开设相关实验

“电磁场与电磁波”作为工科电类专业的技术基础课,具有理论性强、概念抽象、数学基础要求高等特点。要想提高教学效果,应设法使复杂的问题简单化,抽象的概念形象化。目前开设的课堂演示实验有:电(磁)介质的极化(磁化)、均匀平面波在非导电媒质和导电媒质中的传播、波的极化、均匀平面波在理想介质(导体)界面上的反/透射及表面波等。为了进一步提高学生的动手能力,使他们在实验中验证所学理论,笔者正计划开设实验课,实验内容初步定为:电磁信号的波速、波长和相位常数的测量;电磁波的极化;电压驻波比测量;电磁波的反射与透射;电磁场与电磁波的计算机仿真等。通过实验教学环节,从测量基本参量入手,利用专业测量仪器研究波的传播、极化等特性。

4.设置合理的考评机制

课程的考核是督促学生学习、检验教学效果的重要手段,其最终目的是使学生更好地掌握专业基础知识和相关研究领域的应用。这门课的成绩取决于学生的综合表现,包括学生平时出勤情况、作业完成情况、课堂与老师的互动情况以及期末考试成绩。每个学期会不定期抽查学生出勤情况,出勤成绩占总成绩的20%。另外,平时作业占总成绩的20%,期末考卷成绩占总成绩的60%。课后习题让学生自己在课下练习,而需要交的作业是结合具体工程实例的设计或者论述题,没有具体的参考答案,避免出现敷衍、互相抄袭的现象。此外,根据学生平时课堂发言以及与老师互动情况,还设立奖励分,最高10分,这部分直接计入总成绩。

5.不断提高自身素质和教学水平

教学活动中,教师首先要尊重学生,热爱学生,以学生为中心开展教学工作。课堂上要保持热情,每次上课之前都要抽出几分钟把上节课的主要知识点回顾一下,让学生轻松过渡到教师接下来要讲授的内容。课上列出纲领和精华部分,对有些问题给出思路,然后结合具体的科研和工程问题,让学生掌握更多新的知识和科研前沿。穿插一些有关人生的感悟和思考,让学生在轻松的气氛里学习,培养积极向上的人生观。除了以满腔的热情对待事业和学生外,教师还要自觉高标准地塑造自身的人格,才能以自身健康的人格培养学生的人格。在教学中还要不断充实自己,完善教学资料,跟踪最新的教学和科研成果,积极参加高等学校电路和信号系统、电磁场教学与教材研究会,跟兄弟院校电磁场教师进行交流,不断提高教学水平。

三、总结

针对我校光学、光学工程硕士专业方向和电子科学与技术、电子信息科学与技术两个本科专业就业的需要,以及目前“电磁场与电磁波”课时大幅缩减的教学现状,提出了从教学内容、科研促教学到教学手段、实践教学等一系列的改革思路,目前已取得了初步成效。下一步的目标是增加课外实验内容,通过实验验证并巩固所学理论知识,激发学生的学习兴趣,进一步增强学生的创新能力。

参考文献:

[1]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,

1999.

[2]刘万强,孙贤明,王海华.电磁场与电磁波实验教学的探索与实践[J].大学物理,2012,(12).

[3]田雨波,张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子学报,2008,(1).

[4]中国高等教育学会.改革开放30年中国高等教育发展经验专题研究[M].北京:教育科学出版社,2008.

[5]赵晓霞.大学本科研究性学习的特征[J].现代大学教育,2006,

(5).

[6]李阳,梁蕊.循环系统的多媒体课件设计及教学应用体会[J].当代医学,2011,(10).

篇10

[关键词]物理光学;教学内容;教学方法;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)03-0073-02

物理光学课程是光电信息科学与工程和电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础必修课[1][2],是一门实践性很强的课程,强调理论与实践相结合。学好这门课程要求学生全面理解和掌握光的电磁理论、光与物质相互作用基础知识和晶体光学基本知识和技术。[3][4]

随着光电子技术的不断发展,光学和光电子产品也呈飞快的速度发展,光纤通信系统的升级和CCD的不断更新,一些新知识、新技术、新概念不断涌现,体现了新知识经济时代的到来,这些都在一定程度上冲击着传统的工作方式和生活方式。与此同时,对物理光学课程的教学方法也提出了新的挑战。这就要求我们在讲授该课程时, 既要保持物理光学理论的基础性和完整性, 又要突出其在光电子技术中的特色, 并适当反映最新科技成果。[5][6]只有这样,才能为光电信息科学与工程等专业学生进一步学习相关专业课程, 如激光原理与技术、光纤通信与传感技术、红外技术、光电检测技术、光电成像原理与技术及纳米光子学等的学习打下坚实的基础。

一、教学内容的安排

课程教学内容的安排共分为九大教学模块:(1)光波的基本特性(6学时);(2)光波在各向同性介质界面上的反射和折射(4学时);(3)光波的全反射特性(2学时);(4)光的干涉(8学时);(5)光的衍射(8学时);(6)光波在各向异性介质中的传播特性(6学时);(7)晶体光学元件及其偏光干涉(4学时);(8)晶体的感应双折射(6学时);(9)光的吸收、色散和散射(4学时)。

针对上述重点和难点, 在教学实践过程中,采取如下教学方法:

1.融趣味性于知识传授过程中,以提高学生的学习热情和兴趣。例如,在讲解光与物质相互作用的内容时,结合{锟研究光纤在通讯领域运用的事例,以光纤通信发展为例,通过对光与光纤相互作用的深入研究,引导学生了解光纤的“三个窗口”导致了光纤通信系统的几次升级换代,增添了学生学习的兴趣。在讲解光的吸收定律时,介绍了布右厄与朗伯师生关系,用以引起学生的学习兴趣,然后在一定的前提条件下,推导出朗伯-比尔定律的定量公式,强调了“先有条件,后有结论”的规律[7],并结合煤矿“瓦斯爆炸”这一现象,强调基于朗伯-比尔定律,可开发吸收型瓦斯浓度测量仪器,使学生认识到学好理论知识的重要性,提高了学生的学习热情和兴趣。

2.采用多媒体技术, 充分发挥优势资源,提高学生的学习效果。例如,我们把美国麻省理工学院录制的一些开放视频资源,如光的反射、干涉、衍射和光的偏振等运用于教学过程中。这些视频均是一个短小但完整的光学实验,体现了一个完整的知识点,这样做的益处是把复杂的光学知识,以简单、形象的方式展现在课堂教学中,收到良好的效果。另外,我们也充分运用仿真模拟软件,把一些抽象的内容,以仿真结果体现在课堂教学中。如利用Matlab仿真软件把菲涅耳系数及反射率与入射角的变化规律,以及利用COMSOL Multiphysics5.1模拟软件,把光在直角棱镜中的全反射及在发生全反射时的古斯-汉欣位移展现在教学过程中。

3.把教师的科研成果与教学内容有机地融合在一起,以提高教师讲课的生动性和学生学习的兴趣。例如,在讲解倏逝波(消失波或表面波)的特性时,结合发明专利“一种棱镜SPR高灵敏度光纤液体折射率传感器”,以SPR传感器为例,通过对消失波与金属薄膜中电子共振的深入研究,开发了新型的光学传感器,为测量介质折射率的微量变化提供了新的检测手段。由于教学过程中引入了教师在科研过程中的一些趣事,因此,容易激发学生的学习兴趣和启发学生的创新思维。

二、合理选择实验内容和实验仪器,强化培养学生的动手能力

结合物理光学的教学内容和我校光学工程的学科特点,实验内容安排有四大模块:(1)光的干涉、衍射实验(2学时);(2)偏振光产生与检测实验(1学时);(3)声光、电光调制参数测定及音频声光、电光通信实验(3学时);(4)光外差干涉实验(2学时)。在这些实验中,第1实验模块是基础性实验,主要是帮助学生对光的干涉、衍射现象的深入理解与提高。第2实验模块采用了角向偏振片,使学生在实验过程中能观察到光的偏振方向,结合CCD相机和角度计算程序,可精确计算出旋光角度,通过实验可巩固学生对晶体光学元件及其偏光干涉和旋光现象的理解。第3实验模块,主要凸显物理光学在光电子技术中的特色,以巩固学生对晶体感应双折射现象的理解。第4实验模块是一个综合设计性实验,以提高学生综合运用光的偏振、光的干涉、光的衍射知R和晶体光学元件运用的能力,培养学生的创新意识。另外,在实验仪器的选择上,既要保证较多的实验项目,提高实验效率,也要注意在客观上加强学生动手、动脑能力的培养。例如,支撑声光调制实验的声光调制实验仪,能提供显示声光调制波形,观察声光调制偏转现象,测试声光调制幅度特性,显示入射光与衍射光的能量分布,测试声光频率偏转特性,测试声光调制衍射效率、带宽等参数,测量超声波在介质中的声速,模拟基于声光调制的语音信号通讯实验;支撑电光调制实验的电光调制实验仪,能显示电光调制波形,观察电光调制现象,测试电光晶体的调制特性曲线,测量电光晶体的特征参量,模拟基于电光调制的语音光通讯实验。再比如,偏振光产生与检测实验仪,其基本光路采用的是共轴“笼式”结构,可以完成旋光实验、线偏振光产生实验、可视椭圆偏振光检测实验等。在实验过程中,以学生为主,教师适时加以指导,可充分发挥学生主动性,以利于学生动手能力的提高。

三、寓新技术于教学过程中,培养学生的科研意识

光学和光电子技术发展迅速,若完全依靠教材的内容作为教学内容,往往跟不上技术进步的步伐,这就要求教师要紧密关注新技术发展动态。一方面,除了选用最新出版的教材外,还应当在课堂上结合所讲知识,适度补充当前的新知识、新技术等内容,以加深学生对所学知识的理解。比如在晶体的感应双折射教学模块,教材重点论述了声光调制和电光调制原理等,而对其应用论述的比重不大。为了让学生较全面地掌握光调制技术知识,需要补充光调制技术的新应用,如利用声光调制或电光调制技术进行激光大屏幕显示以及基于光外差干涉原理的SPR相位检测技术等。另一方面,要积极引导学生关注相关技术资料,如《中国物理快报》《中国激光》《光学学报》《光子学报》等学术期刊,使学生能了解本领域国内外的前沿动态,培养学生的科研意识。比如在光波的全反射特性教学模块,在讲授古斯-汉欣位移及其特性的同时,引导学生在课后阅读《中国物理快报》2004年文章“Thin-film enhanced Goos-H?nchen shift in total internal reflection”;在晶体光学元件及其偏光干涉教学模块,在讲授波片和补偿器的同时,引导学生在课后阅读《中国激光》2009年文章《一种标定Soleil-Babinet补偿器的新方法》。这样,在学生了解相关研究和应用动态的同时,也使学生认识到所学知识在科研工作中的重要性, 培养了学生的科研意识,提高了学生的学习积极性。

四、结论

对于物理光学课程的教学改革,我们经过多年的探索和创新,形成了一些理论与实践相结合的行之有效的教学方法。以光电信息科学与工程和电子信息科学与技术专业2010、2011、2012、2013级学生为试点,从反馈结果来看,该方法有利于提高学生的学习兴趣,有利于提高课程的教学质量。总之,对物理光学课程教学方法的研究,使我们深刻地认识到只有通过进一步深化教学改革才能有效地提高教学质量,才能培养出能较快适应社会发展需要的研究和应用型人才。同时,我们还深刻地认识到物理光学课程教学内容和方法的研究尚处于探讨阶段,对物理光学课程教学内容和方法的改革是一个不断探索、不断完善的过程,但只要坚持不懈的努力,一定可以获得满意的教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 徐宁.“物理光学”研究型教学模式探索与实践[J].电气电子教学学报,2012(3):103-105.

[2] 温淑敏,王细军,杜云刚.物理光学与应用光学教学实践与改革初探[J].中国电力教育,2014(21):77-78.

[3] MAX Born, EMIL Wolf. Principle of optics [M]. Cam?鄄bridge: Cambridge University Press,1997.

[4] 石顺祥,王学恩,马琳.物理光学与应用光学(第三版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2014.

[5] 哈斯趿吉,吕志伟,张爱红,何伟明,林殿阳.“物理光学”教学设计的研究[J].电气电子教学学报, 2008(4):91-94.