光学课程论文范文
时间:2023-04-11 07:31:06
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篇1
教材的选择应符合我院专业培养的要求并且应具有光电工程的专业特色,针对后续专业课程如“光电检测技术”、“光学测量”、“自动控制原理”等要求学生具备一定的检测技术方面的知识,再加上我院学生整体上电路方面的知识相对薄弱的特点,经过更换几次教材,最后我们选定的是自编的《传感与检测原理》。根据教学大纲32个课时的要求,我们对教学内容做了如下调整:适当控制光电传感器的学时,避免与光电检测技术课程重复的内容(如光电导、光生伏特器件等),结合专业特色,增加一些新型的传感器的介绍比如红外探测器、图像传感器、智能传感器等。一方面使光电学院的学生能够及时了解当下热门传感器的发展动态,其能达到的性能指标,以及一些新型的传感器的发展,紧跟时展,为学生在以后的毕业设计奠定一定的检测技术方面的基础,对专业知识的完善起到一定的辅助作用。结合专业特点,突出知识体系的重点和难点,特别是针对光电学院的学生以后做毕业论文或工作中可能会遇到的传感器(如光纤传感器、霍尔传感器等)做重点详细的介绍。
二、教学方法的改革探索
按照课程大纲的要求,在讲授过程中,分别介绍了应变式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、光纤、CCD、温度传感器等一些经典传感器的基本原理、特性、测量电路及其应用。各种传感器章节相对独立,可以适当地调整讲授的顺序。传感器的讲授基本遵循从组成结构、工作原理、分类、等效电路、特性参数到应用这一思路。另外结合较常见的被测量,教师适当地总结归纳常用的传感器的使用要点及其选择依据,如都是测量位移的传感器,应变式传感器、电容式传感器或电感式传感器在使用的时候区别在哪;又比如都是做开关,电容式传感器和电感式传感器在原理上是否有区别,等等。以前我校的教学模式是以课堂讲授为主,根据教学内容开设少量的验证性试验。这种教学模式过于注重原理的分析,学生只是机械化地记住了传感器的一些基本概念和工作原理,但是当要解决实际问题时却感觉无从下手,缺乏对传感器的直观认识,甚至有学生体会不到传感器的实际应用价值。鉴于此,我们有必要对传统的教学模式进行探讨,通过教学方法、教学模式的改革让学生切身感受到将“传感与检测技术”的知识学以致用的快乐,实现传统教学方法所未能达到的效果。
1.调动学生的积极性,激发学生学习的兴趣。
教学方法改革的一个关键问题就是如何吸引学生的注意力,培养学生对课程的学习兴趣。在《传感器与检测原理》课程的教学过程中,我们通过平时生活中比较常见的现象来引出相应的教学内容,如通过对吊扇和空调的对比,举出温度传感器的作用;又如教室里的自动感应灯、审讯室的监听设备、家用的电磁炉都是怎样工作的;又如医学上的进步:X照影技术、内窥镜手术等如何实施;机器人如何识别周围环境;最新研制的无人驾驶汽车怎么实现在高速路上的行驶;等等。通过分析吊扇和空调工作原理的区别,引出传感器的重要性。这些实例大大激发了学生的学习兴趣,使学生认识到了学习该课程的重要性,为学生学习该课程后续内容作了准备。
2.充分运用现代教学手段合理使用教具。
传感与检测技术课程的特点是原理多,公式复杂,推理较多。在传统以往的教学中,教师在黑板画原理图或组成图时,一方面图形较为复杂占用很多时间,另一方面图形缺乏立体感,无法形象地描述检测过程,无法激发学生的学习热情。因此在教学过程中,我们通过运用多媒体,让传感器参与的控制/检测系统的过程和结果比较形象化、立体化,让学生对其工作原理有了感性的认识;通过PPT,学生了解了各种不同类型传感器的形状,对传感器有了比较直观的印象。多媒体课件的引入充分激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,使学生对检测系统有了比较全面的认识。
3.教学与实验相结合。
为加强学生的动手能力、创新意识并促进学生对课堂知识的消化吸收,我们设置了相应的实验环节。通过实验学生自己动手接触各种不同类型传感器并搭建其相应的检测系统,一方面通过实验来验证原理,加强对基本定义的理解,另一方面增强了学生的测试技能、动手能力及实际问题的分析能力。
4.教学与科研相结合。
重视教学和科研的结合提高了学生的学习兴趣并拓展了学生的知识面,比如在讲霍尔传感器时,结合实际科研,采用霍尔传感器来定位,通过实际检测系统,对霍尔传感器的应用,包括霍尔元件的电路处理等进行介绍说明,加深学生对霍尔效应和对霍尔传感器工作原理的理解。又比方说,要设计一个测温系统,我们根据不同的测量温度和精度要求会选用不同的温度传感器。又比方结合我校光学工程的特色,在他们比较熟悉的光学类的科研项目中,通过具体的项目介绍各种不同光电类传感器的选取依据,包括不同类型的光源的选取。通过传感与检测原理知识在实际科研中的应用,学生可以更了解传感与检测原理课程学习的重要性。这种模式使学生认识到了传感与检测技术在科研中的重要性,并激发了学生学习的热情。
5.教学与生活、社会需求相结合。
目前,部分同学缺乏对课程学习的兴趣,不了解对本课程学习的意思,光学工程专业部分同学甚至认为跟他们以后的工作、研究方向没有关系,缺乏上课的积极性,不能很好地集中注意力。再加上枯燥理论的学习让他们很难集中精神听课,因此,在课程的讲授中最为重要的就是如何培养学生的学习兴趣,激发他们对本课程的学习热情。在知识点的讲授过程中,根据专业方向的不同,要有侧重点,通过一些热门的话题或他们比较感兴趣的话题引出知识点,如在介绍一种传感器的时候,通过列举一些现实生活中较常见的现象或者仪器,比如在介绍应变式传感器的时候,首先向学生介绍他们较为熟悉的电子秤重计的工作原理等,在介绍电感式传感器时可以先给大家介绍窃听器、拾音器等他们比较感兴趣的设备和比较感兴趣的话题。让学生比较直观地了解不同传感器的工作原理以及它的应用,让学生认识到,传感器在我们平时生活中随处可见,提高其学习的积极性。
三、结语
篇2
(一)学生方面的影响因素
1.学生思想重视不够由于市场营销是专业基础课,因此开课学期一般为大一第二学期或大二第一学期,而这两个学期的闭卷考试都很多,学生要花费许多时间去应付许多门课程的考核,所以在课程练习环节上投入精力较少。
2.学习存在应付现象江西理工大学对学生考试及练习要求都很严格,这也是对学生端正学习态度和踏实工作作风的培养。然而,部分学生学习态度不认真,学习应付了事,对于教师布置的课程练习不认真对待,甚至在别的同学作业中挂名以蒙混过关。
3.学习缺乏主观能动性学习兴趣和热情是提升学习效果的关键所在,由于学生普遍缺乏市场营销实际工作经验,加上能够有效提供给学生进行课程实践的平台较少,这些都会引起学生学习兴趣及热情不足,从而导致学生学习缺乏主观能动性。
(二)教师方面的影响因素
1.教师实践经验不足由于江西理工大学广告专业建立时间较短,教师普遍缺乏市场实际操作的丰富经验,难以充分把握市场营销学的实践应用技巧和方法,因此,应进一步丰富教师的实际操作经验,以促进教学效果的提升。
2.教师对学生课程练习要求不足教师应强化对学生的课程练习要求,针对课程中的核心问题,教师应安排学生围绕这些核心问题予以强化练习,为了提高课程练习效果,教师与学生之间应安排定期课外练习辅导,帮助学生解决课程练习中遇到的问题。然而教师受教学工作、科研任务等许多情况的影响,加上学生本身缺乏主观能动性导致学生不愿意主动找教师交流,这些因素都导致该方面的工作尚不到位,应予以加强。
二、相关教学改革措施和建议
(一)针对学生的改革方法和措施
1.加强学生学习观念意识教育
在开始做课程练习时,应正确引导学生对课程练习重要性的认识。引导学生正确处理理论学习、课程练习的关系,加强学生学习态度和学习意识的修养,加强学生观念意识教育,使学生引起足够的重视。
2.引导学生认真完成课程练习
教师应教育学生认真对待课程练习,尤其是引导他们认识到通过课程练习能有效提升自身的就业技能。教师还应通过耐心指导,帮助学生理解课程练习设计原理和提升技能的关键所在,引导学生提升主观能动性。
3.提升学生学习的主观能动性
学生除了完成教师安排的课程练习外,还可结合自己实践中遇到的实际问题作为课程练习课题予以分析研究,学生应主动与教师沟通,认真听取教师的建议。通过这些做法,可以进一步有效保证市场营销课程练习的教学质量,从而提升学生的课程实际学习效果。开展市场营销课程练习的一种理想做法就是有效利用实习单位提供的实践平台,让学生真正参与到企业中按照企业要求完成相关工作,并充分实行校企联合指导。这样可充分培养学生实践运用能力、团队合作精神,使学生真正意义上理解把握实际工作要求和过程;同时也利于企业单位和学生较早互相了解,使学生就业后尽早地进入工作角色。江西理工大学部分专业如数媒艺术设计专业已对这种新的指导方式进行了较为深入的探索,从企业、学校、学生各方面反映的情况看,已起到了较好的效果,深受学生和用人单位欢迎。
(二)针对教师的改革方法和措施
1.进一步有效提升教师的专业实践水平
市场营销课程是对实践要求较高的课程,教师应在教学任务之余,利用诸如暑期等较长假期,主动到企业去实践锻炼,虚心向企业学习并协助企业解决工作中的实际问题,从而有效提升教师的专业实践水平。
2.加强课程练习教学环节中的监督管理
教师在布置学生课程练习要求后,应增强对学生课程练习教学环节的监督机制。其一,要增强教师教学工作使命感;其二,引入现在企业常用的管理做法,要求学生以书面形式将自己的课程练习工作予以汇报,并将自己课程练习的体会包括遇到的困难及取得的进步及时记录下来。
(三)改革成绩考核评定方式,提升教学水平
检验标准学生课程练习的成绩考核评定方式可从两个方面予以衡量:一是课程练习的学习效果展示,可让学生根据自己的学习认识并结合相关案例制作演示PPT予以分析讲解;二是学生完成课程练习的质量情况,教师可按学生课程练习成果情况进行成绩考核。评审评分标准可采用比例方式进行综合评定,如可设定学生课程练习案例环节占50%,课程练习个人小结环节占30%,平时学习表现和学习态度综合等占20%。
三、结语
篇3
关键词 产学研 应用光学课程 课程教学 创新与实践
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.049
Innovation and Practice of Introducing Combination of Production,
Study and Research Model in Applied Optics Teaching
GAO Hongyun, LI Min, CHEN Qingming
(Physics Department, School of Science, Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070)
Abstract For the "Applied Optics" Teaching resources can not be achieved between the teachers, students and businesses of the three effective sharing of issues, this paper will research this innovative model into teaching session. Through flexible classroom teaching, classroom into the after-school learning network, as well as colleges, enterprises and practices throughout the three important teaching tool, designed to improve teaching effectiveness and achieve win three universities, businesses and students, and to provide a University Professional Courses effective teaching reference method.
Key words production, study and research; applied optics course; course teaching; innovation and practice
“产学研”这一创新模式在2011年就从国家高度被提出,它为高校的办学理念指出了一个重要的发展方向。①关于产学研的研究和应用受到众多相关研究人员的重视。②③然而,目前关于产学研的研究主要集中在内涵、办学、特征等方面进行分析,而关于产学研这一创新模式用于某个具体的专业课程却鲜有提到。众所周知,高校开设专业课和学生毕业以后的工作学习密切相关,扎实的理论基础和丰富的实践经验使学生具有更强的工作能力和竞争力。具有光学专业的著名高校,如浙江大学、南开大学、天津大学等都把应用光学列为重要的专业基础课程。尽管相关教育工作者在应用光学课程教研方面做了大量的工作,但是一些问题和矛盾也一直存在。④⑤其主要原因是科研经验丰富的授课老师、对专业知识茫然而又向往的学生以及一直提倡产学研的企业之间并没有有效实现资源共享和互动。
因此,本论文提出引入新型产学研模式这一理念,通过应用光学课程内容方法的创新与实践,为学校专业课程找寻一个有效的教学方法,为培养具有较强综合知识能力、较高竞争力和创新能力的复合型人才奠定扎实的专业基础。本论文研究主要包括灵活课堂教学、网络课堂融入课后学习以及实践和校企联合贯穿始终三个重要教学手段。
1 灵活课题教学
应用光学课程作为公共基础课程和专业课程的桥梁,它的成功开展不仅关乎本科生从公共基础课程到专业课程的顺利转换,更是学生后续专业课程的必要基础。灵活的课题教学不仅能提高学生的学习兴趣,而且有助于课堂知识的掌握,本论文首要的工作就是如何有效地灵活课堂教学。多媒体教学一直是高校推崇的有效教学手段,本论文主要是在多媒体教学的基础上采用以下两个方面灵活课堂教学:
(1)科研经验、实际应用和书本知识有效融合到课堂教学中。在课程开设期间,有效利用课题组成员的丰富科研经验,结合目前国家的热点发展和研究方向,尤其是航空航天、环境监测、新能源开发等方向中的应用。如讲授透镜成像这部分内容时,可让学生了解在我国目前最振奋人心的探月工程项目中,从月球上传回的每幅图片都有成像光学系统的功劳;在讲授望远系统这部分内容时,可列举最著名的哈勃天文望远镜以及其拍摄的部分经典图片;在讲授全反射原理这部分知识时,可以和当前环境监测中PM2.5的检测联系起来,光学表面等离子体共振生物传感器也利用的是光学全反射原理;在讲授光学不变量这部分知识时,可列举激光雷达中的光束扩束系统等等。如果每个教学内容部分都能和目前实际应用结合起来,就会使学生对所学习的知识有很深的理解,并能明确学习的目的和方向,自然而然地使学生的学习由被动变成了主动,大大提高了学生的学习兴趣,同时也会让授课教师更有激情和自信。
(2)光学计算机仿真融入课堂理论教学。在课堂教学中可充分利用光学软件辅助讲授光路追迹和光学像差等晦涩难懂的理论知识。如在讲授光路追迹公式这部分内容时,可利用光学设计软件Zemax仿真光线在光路系统中的传播过程;在讲授平面镜旋转这部分内容时,可利用PPT自带的动画功能仿真出旋转和光线传播的关系;在讲授光阑这部分内容时,可利用Matlab仿真出不同光阑对光路的影响;在讲授几何像差这部分内容时,可利用Zemax仿真不同像差的图样等等。应用光学不同于其他课程,课程内容里几乎所有知识都能用计算机形象地仿真和实现,如果课程内容的讲授和计算机仿真演示能有效结合起来,可使枯燥、晦涩的课程内容变得生动、形象。因此,三维图形和动画的合理使用会使学生有效地掌握专业知识,并能在以后的光学系统设计和实际应用中凸现较强的能力和潜力。
此外,可根据每个成员的优势,协作完成应用光学课程教学,如科研经验丰富的老师讲授应用方面的知识内容,计算机技能熟练的老师讲授晦涩难懂的理论知识,这样会更好地引起学生的学习兴趣,在有限的教学时间内让学生掌握更扎实的应用光学知识。
2 网络课堂融入课后学习
在教学过程中老师一般会留一些思考题或课后习题,然而这类学习缺少很大的互动性,学生自主学习的动力明显不足,致使不少同学都采用抄袭方式完成,给后续的教学带来不利的影响。网络教学是一种非常重要的辅助教学手段。本论文主要从以下两个方面使网络教学融入课后学习进而促进课堂教学。
2.1 建立一个专业课程学习网站供学生下载相关学习资料和视频
建立一个应用光学专业课程学习网站,学生可利用空闲时间下载并学习相关资料和视频,避免在课堂上记录大量的学习笔记,一定程度上减轻了学生的学习负担,学生只需在课堂上认真听讲,必要时做一下问题记录即可,大大提高了学生的学习效果。网络教学也是教师和学生的一个互动平台。教师把上课的教案、习题、测试题、思考题和一些相关的科研应用等放到网上,让学生自主学习消化,如果学生有任何问题或疑问可以在网上和老师交流讨论,实现网上在线答疑,可以把有限的40个学时的课堂教学发挥最大的教学效果。尤其是课堂上展示的三维动画视频,学生不一定能及时消化,如果学生能及时从网站上下载相关视频,就可以随时查看和学习,不受有限的课堂学习时间的限制,可以让学生的学习时间更灵活。此外,课程学习网站上可以上传一些相关的课外资料,如阿贝折光仪最早是谁发明的,现在已经发展到什么程度,望远镜最早是谁发明的,望远镜的种类和最新发展,尤其是同学们比较感兴趣的天文望远镜其原理和结构,照相机的发明者、种类、最新发展等等,大量的文字、图片、视频等资料都是同学们感兴趣而课堂上无法给他们详细展示的内容,这样一来专业课程网站的使用很大程度上拓宽了学生的知识面,开阔了学生的视野。
2.2 建立一个QQ交流群可以让学生和老师之间进行及时互动交流
目前武汉的无线网络已经普及,利用这一网络优势,可以建立一个供课程学习交流的QQ群。这样一来,无论是老师还是学生都可以很方便地互动,一定程度上弥补了专业网站必须登录才能交流的问题。利用所有同学都在使用手机QQ的现状,建立的QQ群可以实现问题和信息的及时互动,让老师能够第一时间掌握学生的学习动态,信息的及时反馈可以让老师更好地给学生授业解惑,一定程度上促进了教学效果的提高。此外,免费的信息交流方式让学生在学习更有主动性和积极性。
3 校企联合实践贯穿始终
我们不仅要培养学生的创新思维,更重要的是培养学生的实践能力和实际科研能力。主要通过课外实验、专业课程设计、实践实习考察和邀请企业技术高管人员来校开设公开讲座等方式,具体实践过程主要分为如下两个方面。
(1)产学研培养模式可以大大提高学生的综合能力和竞争力。应用光学课程不同于其他课程,课程内容的每部分理论知识都能和实际应用结合起来,在教学过程中可以充分利用这一优势,在每个独立章节之后都安排1~2个相应的应用光学实验,这样可以充分调动学生的学习积极性,而且通过实验可以让学生很容易理解和掌握所学的知识。学习期间也可让学生分成若干学习兴趣小组,如果有好的创新理论可以结合光电实验室实行具体实验和实践应用,这样可以大大提高学生的学习兴趣和创新能力。此外,通过课程设计可以让学生的学习能力得到进一步提高。这种理论和实践相结合的教学模式是基于学分制和大类培养背景下提出的新的教学方法,也是针对其他就业创业类人才提前开设的准备课程环节。这就使得产学研模式不再是企业公司的专属,面对激烈的残酷竞争,让学生的能力提前得到全方位的锻炼和加强。
(2)校企联合可以从根本上杜绝学校和企业的脱节问题。在课程学习期间可以适当安排学生到相关企业进行参观和学习,让学生提前了解到课程知识的具体科研和社会应用。适时邀请一些企业的技术高管进入课堂为学生开设相关的理论和实践公开讲座,并为感兴趣的和学习优秀的学生提供一定的企业实习机会,这会让学生看到未来的专业发展方向,让学生的学习有了明确的方向和目标,不仅促进了学生的学习动力,也提高了课堂教学效果。
4结束语
引入产学研模式后应用光学课程教学效果明显。然而,在这一新型模式下,有些问题必须引起一定的重视,一、每个成员老师都承担着一定量的教学和科研工作,如何协调好教学时间和实践教学活动不冲突是面临的首要问题;二、科研所需的知识面广而深奥,如何将书本知识和科研进行优化结合而不让学生觉得科研太难而失去对科研的兴趣;三、开设企业实践和相关课程设计,由于人数较多,过程环节监督有待完善。这一创新模式可以成功推广到其它专业课程教学当中。
基金项目:武汉理工大学教学研究项目(项目编号:2013081)
注释
① .在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话[N].人民日报,2011-04-25.
② 朱方来,刘世林.高等职业教育实践教学基地产学研结合人才培养模式的研究[J].高教探索,2006(3):78-81.
③ 饶燕婷.“产学研"协同创新的内涵、要求与政策构想[J].高教探索,2012(4):29-32.
篇4
【论文摘 要】《光学设计》是一门实践性很强的课程,是光学工程和光信息科学与技术专业的主修课。本文对《光学设计》课堂教学内容的组织、教学方法的改进以及考核方式的改革等进行了探讨,以期对该课程的教学改革提供方法与思路。
《光学设计》是许多工科院校的“光信息科学与技术”、“光学工程”等专业的主修课程,北京信息科技大学光信息科学与技术专业在应用光学、物理光学等必修课基础上也开设了这门重要的专业选修课。《光学设计》是一门将几何光学与物理光学知识与实践相结合的学科,通过该课程的学习,学生可以系统的了解光学设计方面的知识,了解一些最常用的光学系统的设计方法,以及了解光学设计的发展方向。该课程的特点是应用性较强,涉及的内容较多,如何在有限的学时内,通过该课程的学习,培养学生熟练设计各种光学系统的能力,提高学生的分析能力和实践能力,这对授课教师提出了严峻挑战。该课程一般通过理论教学和实践教学两个环节完成教学内容,本文将几年来的课堂教学工作所积累下来的心得与体会加以总结,主要涉及到教学内容的组织,教学方法的改进与考核方式的变革等。
一、精心组织授课内容,理清主线,突出重点。
光学设计课程囊括的知识点比较多,面向不同的教学对象,因为其本身知识积累就不同,而不同的教材组织方式,调强的知识重点也不尽相同,因此需要教师因人而异、不断调整授课内容的组织方式。北京信息科技大学光信息科学与技术专业将该课程核定为32学时,在这么短的课时内,如何选择讲授的知识点来保证教学活动的完成,根据本专业的特点,我们精心组织了教学内容,主要为了理清思路,并突出重点。光学设计涉及到的内容可分为:高斯光学、像差理论、典型光学系统、计算机自动优化方法、光学系统公差分析及光学元件制图等。高斯光学是光学系统分析的基础,光学系统初始结构计算就是基于高斯光学理论的;像差理论是光学设计的重中之重,只有深刻了解了像差理论,才能够自主、灵活的设计光学系统;典型光学系统包括放大镜、显微镜、望远镜等系统,是了解实际光学系统的钥匙,也是光学系统初始结构计算的理论基础;而计算机自动优化方法、光学系统公差分析及光学元件制图等是实践性很强的内容,也是把上述理论知识与实际设计过程联系的纽带。只有理清了这些内容的知识体系,才能有的放矢,条理清楚的讲授。我们经过探索,发现在授课时选择一个实际的光学系统(如开普勒望远镜系统),从它的基本结构讲起,引出物镜和目镜的各自特点,用高斯光学知识分析其放大率、视场角等参数,再引申到实际系统像差对像质的影响,最后讲授怎样设计这样一个系统以及设计中应该注意的问题。这样就能把所有要讲授的内容串联起来,学生就能更好地理清思路,知道哪部分内容的作用以及怎样学习效率更高。另外,讲解时不能一概而论,必须突出重点,每个知识模块的学时要分配得当。比如像差理论是本课程的重点,需要占用较多的学时讲解;而且像差理论这一部分应该把重点放在各种系统参数(比如,光阑大小、位置,材料折射率、相对色散等)对初级像差的影响上,因为这是一个优秀光学设计工程师必须练好的最重要的基本功。最后,处理好知识点与实际光学系统之间的关系。比如要提醒学生每一部分知识点都要结合与实际光学系统设计(包括加工、检测)的关系来学习,做到有的放矢、思路清晰。
二、教学方法的改进
1.课堂教学与课外科技创新实践相结合
学习基本原理知识的目的是为了更好地应用到实际生活中。我们积极鼓励学生参加各种科技创新活动,坚持课堂教学与课外创新实践活动相结合,强化实践能力培养,提高学生的设计与综合分析能力。比如,在学习了照相系统基本知识以后,我们鼓励学生调研如今市场上的各种照相机(包括数码相机、传统相机、摄像机等),让学生考察照相机的基本结构以及重要技术参数,并让学生尝试自己设计一台照相机系统。这样,学生的学习积极性得到大大提高,他们在设计过程中遇到很多问题,再重新回过头在课堂找答案,被动接收变为主动学习,学习效率大大提高。
2.现代多媒体教学技术的使用
多媒体教学是以计算机为核心的教学手段,能交互的综合处理文本、图形、图像、动画、音频及视频等多种媒体信息,更丰富、更复杂的信息多媒体教学对全面提高教学质量,增进教学效果起着不可替代的推进作用。基于多媒体的光学设计课程教学优势包括:第一,图文并茂,简洁直观,激发学生学习兴趣,提高学生学习的主动性。比如在讲授望远系统时,我们把目前世界上的各种望远系统图片投影到黑板上,并列举各系统的优缺点,使学生顿时产生了浓厚的学习兴趣。第二,把教师从繁重的板书中解放出来,更有利于教师语言、人格魅力的发挥,学生可以在相同的时间内获取更多的知识,提高课堂教学效率和教学质量。比如,在讲授各种目镜结构时,由于目镜的种类很多,有惠更斯目镜、冉斯登目镜、凯涅尔目镜、对称式目镜以及广角目镜等,一一板书这些目镜结构和特点非常花时间,而且作用不大。使用多媒体就可以很快的展示各种目镜结构以及特点,从而把更多时间放到讲授目镜选型以及设计中去。第三,教师为主导,学生为主体,二者相互有机结合,实现教与学的良性互动。比如,在学习球差与系统相对孔径以及光阑的关系这部分内容时,我们让学生自己提出各种参数,然后现场用多媒体计算光线轨迹并画出光路图、像差图等,学生再根据像差图提出新的修正结构,直到得出满意的球差。在这个过程中,教师与学生不再是填鸭式的灌输与接受知识,而是很好的互动,并激发了学生学习兴趣。
3.光学设计软件的应用
在光学设计课程教学中,为了演示光线追迹结果及光学系统在各种不同情况下、不同输入光场时的输出光场情况等,需要编制相应的模块软件。但由于编制这样的模块软件工作量大、难度较高,往住使任课老师放弃在教学过程中演示复杂的光学现象,即使有人花大量时间和精力编制出一些,也因为功能不强、效果不佳而影响教学效果。我们将诸如zemax、oslo、code-v等功能强大的商业光学设计软件引入光学设计课程的教学过程,可以减小设计工作量,并且使课程课件的深度得到加强,从而扩大学生的感性认知和视野,增强教学效果。
现有的成像光学分析与设计软件主要有三种,分别为:美国optical research association 公司的code-v软件;lambda research corporation公司的oslo软件;focus software inc开发的zemax软件。其中zemax软件由于界面友好,容易上手,目前占据市场最大份额;我们在课堂教学中采用的也是zemax软件。该软件可做光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射、折射、绕射等光学模型,并结合优化、公差等分析功能,是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。课堂利用zemax的计算与模拟功能,鼓励学生通过自主探索,在掌握理论知识的前提下,让学生建立相应的物理模型和数学模型,通过自己输入参数去完成对光学系统的形象化和具体化,并对光学系统像差进行详细了解,为进一步设计提供参考依据。例如,如果要给学生讲授cook三片式透镜组(入瞳10mm,全视场角40°)的结构以及性能,通过zemax可以很形象地显示。图1所示,cook透镜组的二维和三维结构图都可以画出,而且所选三个视场(0视场、10°视场、20°视场)的光线轨迹也可以准确画出,这样就使得学生有更形象、直观的认识。如果要了解该透镜组性能,就可以利用zemax光线追迹程序快速计算出每一条光线的轨迹,并算出各种像差值。该cook透镜组的几种像差图见图2所示,这里只显示了四种像差图:点列图、波像差图、调制传递函数图和场曲、像散及畸变图。根据这些像差图,学生可以对该系统的像差有个全面的认识,可以更进一步改进并优化结构参数。而计算实际像差利用传统的手工计算花费时间是巨大的。
总之,利用光学设计软件,可以使光学设计课程授课效率更高,学生学习兴趣更浓,学习效果更好。
三、课程考核方法的改革
考试已成为课程改革的一部分,与课程的实施方法相辅相成,从而更客观地反映教与学的效果,达到拓展学生的个性,激发其学习能力和兴趣的目的。传统理工科课程通常以闭卷笔试加平时成绩相结合的方式进行考核。针对《光学设计》的课程特点,我们采用了以考核综合知识和能力为主导的考试方法。具体包括:①建立小课题,指导学生撰写小论文。比如让学生们调研目前流行的单反相机的原理并进行初步设计,学生通过查资料,深入调研,强化学生自己思考的过程,同时也能考察一个学生的综合素质。②开展课堂讨论,给予总结评价。这部分的考核主要是通过讨论来考察学生对知识点的应用和具体解决问题的能力。③试卷考核。该部分主要考概念题和思考题,加深学生对理论基本知识的理解和掌握。
通过这三种方式来全面综合地考察、评定学生对该门课程的学习掌握和理解程度,从而更好地反馈和指导教学。这样的考核方法覆盖指标更全面,考核的结果就会更客观合理,能够真实全面反映学生的学习情况与能力水平,有利于对学生的知识和能力进行综合评价。
四、教师自身能力提高
教师是课程改革最直接、最关键的群体,因此教师的自身成长与课程的建设发展密切相关。教师的专业成长不仅仅是教学经历和教学经验的累积与丰富,更是教师由被动到主动参与课程决策、课程运作和课程评价,促进课程、教师和学生共同发展的过程。在不断变革的社会大环境下,教师应树立终身教育和终身学习的观念,即“教育既是为了促进个人的终身全面发展,又是为了促进社会的持续发展和全面进步。”只有具备这样的观念,才能不断解决教育中出现的各种问题,才能建构新课程条件下的目标、教学、评价体系。另外,很多人对于光学设计存在错误的认识,认为只要学好几种光学设计软件就可以进行光学设计。其实,光学设计是一种创造性的工作,它需要经验也需要设计人员有正确的设计思想和设计理念,而软件只是工具而已。光学设计总要从像差补偿开始,如果没有对基础像差理论的深入、正确理解,只是按照已有参数按步就班地操作,光学设计则成了完全的技术工作,毫无思想性可言。对于这部分理论内容要有“板凳要坐十年冷”的准备,从复杂、枯燥的公式中理解设计的基础,打好光学设计的基础。光学设计是一门需要慢慢磨的手艺,作为教师的我们就更要负起责任,不断提高自身水平,不浮躁、不图快,踏踏实实的不断学习,积极地参与科研,积累更多的光学设计经验,这样才能更好地讲授好这门课。
五、结束语
随着科学技术的发展,光学系统的作用越来越被重视,迫切需要光学设计的专业人才,为此高校肩负着培养具有良好光学设计人才的重任。本文对光学设计教学内容与课程设置的安排、教学方式的优化改革以及考核方式多样化等问题进行了研究与讨论,为学生更好地掌握光学设计知识、将来更好地服务于社会打下良好的基础。
参考文献
1 王之江.光学设计理论基础[m].北京:科学出版社,1985
2 李 林.计算机辅助光学设计的理论与应用[m].北京:国防工业出版社,2002
3 黄一帆、李 林.光学设计教程[m].北京:北京理工大学出版社,2009
4 张卫纯、王开圣.浅谈《光电检测技术》课程的课堂教学[j].甘肃科技,2009(18):170~171
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测控专业主要课程 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。
测控专业主干学科:光学工程、仪器科学与技术。
测控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。
测控专业就业方向 本专业毕业具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面的基础知识与应用能力,能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。该专业既可以进入生产工程自动化企业从事自动控制、自动化检测等方面的工作,也可以在科研单位进行仪器仪表的开发和设计,同时还可以在工程检测领域、计算机应用领域找到适合本专业个人发展的空间。
测控专业培养要求 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;
篇6
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。
专业实践是体现知识运用的阶段,大部分研究生都愿意参加专业实践,但认为机会太少,希望学校和学院能够提供高质量的产学研结合的实习机会。研究生导师则认为目前专业实践现状并不好,学生实践种类杂,多数从事的实践与专业并无关系,不仅浪费时间,耗费精力,且对学术研究无帮助,一定程度上影响培养质量。
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。
导师制是研究生培养最显著的特点,导师自身水平、指导方式、指导时间等都直接影响研究生的培养质量。当前有部分院校采用“双导师制”和“导师组”的形式,联合指导研究生培养。
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。
通过理工融合的课程设置,建立知识共享体系,使理学和工学两大学科有机互动、相得益彰,有利于培养学生的综合素质、实践能力和创新精神。知识共享是指知识发散、吸收、交流学习、共同创新的过程。构建知识共享体系主要包括知识积累、知识转移和知识整合构成三大部分。第一阶段是知识积累。在研究生入学至研一课程结束期间,完成知识积累,掌握本专业领域的知识。第二阶段是知识转移。此阶段是核心环节,主要渠道有面对面接触与交流,电话交流,书面交流,数据材料交流。在此提出几种适合研究生的新型交流模式,如虚拟交流、论坛讲座、团体讨论等。该部分的实践以团队、项目为依托,将培养学生创新能力、实践能力与具体的科研过程相结合,重点培养学生在实践过程中解决问题的能力[5]。时间主要集中在研究生参与项目组课题研究、论文开题至论文中期答辩的阶段。第三阶段是知识整合,是整个体系的升华阶段,是促进研究生学术创新的关键,集中在研二下学期至研三阶段。
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。
课程论文是研究生教学中一种较普遍的课程考核形式,但该种考核缺少任课老师的反馈,学生只看到分数,而且大部分课程反馈集中在学期末,这样的模式造成学生即使写了不少课程论文,但科研能力的培养和提升仍十分有限。因此,应完善课程论文反馈机制。首先,要加强对该项工作重要性的认识,只有观念转变,才会在行动上有所改变。此外,要建立起专门的课程考核反馈制度,督促教师及时反馈。对于反馈方法和策略,可以面对面交流,也可以针对论文写下详细评语后通过邮件反馈给学生,还可以要求研究生针对论汇报和讨论。反馈的时间不应集中在期末,老师应注意日常的反馈,这样既有利于学生把握好学习的节奏,又可以将反馈分散。最后,反馈是否及时是影响教育评价反馈作用的重要因素,教师及时反馈使学生对论文内容比较熟悉,这样反馈效果较好。
课程汇报机制是指教师提前一个月将该次课程的主题向学生公布,要求学生查找资料,组织并消化资料,制作PPT进行课堂宣讲,同时留给学生提问及讨论时间,课程以报告内容和课堂表现作为综合的评分依据。这种模式可以使学生在课程学习过程中转变角色,由传统的被动接受知识变成主观能动地学习。在整个过程中,前期准备工作学生必须有一定的知识储备,这个过程最大化地培养了学生获取资料、整理资料、解读资料的能力,在这个信息爆炸的时代,捕捉新的信息,更新知识十分重要,学生在准备汇报的过程中培养了自主学习的能力。课堂宣讲讨论又可以形成内容的互补,同时教师能给出正确的引导、实时的评价和及时的反馈。对于教师来说,对学生的评价不再停留在文字表述,而是较为立体地呈现,包括理解能力、表达能力、资料整理能力等,在内容、专业性及态度上能看出学生明显的差异,评分标准较为客观。传统的教师授课方式知识量具有局限性,更多学生的参与可以多角度多层次地阐述论题,这种反馈模式有助于师生双方相互理解、教学相长。
3.3实现教育信息化。
实现教育信息化,是以现代信息技术为支撑,利用网络辅助学习,培养学生探索知识的能力,压缩课堂教学内容的总容量,增加学科前沿知识,使教学不受时间、地点的限制,朝着个性化、自主式学习方向发展。
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:
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[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.
篇7
关键词:信息素养;物理学;毕业论文;高等教育
作者简介:刘婷婷(1978-),女,山东泰安人,泰山学院物理与电子工程学院,讲师;孙海滨(1974-),男,山东泰安人,泰山学院物理与电子工程学院,副教授。(山东 泰安 271021)
基金项目:本文系山东省教育科学“十一五”规划课题(课题编号:2010GG042)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0175-02
信息素养是人们的一项基本生存技能,它形成了终身学习的基础,[1]是人们成为信息化社会中独立的终身学习者的关键。信息素养是当代大学生必须具备的基本素养之一,信息素养主要表现为:熟练运用信息技术工具的能力;敏锐的信息意识及主动获取信息的能力;收集、整理、评估、利用、传递和交流信息的能力;良好的信息协作意识与合作能力;信息免疫能力及信息伦理道德修养;将所获得的信息用于问题解决,进行创造性思维活动的开发能力。[2]
大学生信息素养的培养是一项系统工程,不应该也不可能脱离专业课程的教学。为了获得最佳的信息素养教育目标,必须实现信息素养教育与专业课程教学的有机整合,即实施专业信息素养教育。专业信息素养教育是基于学科的专门信息素养,是高等教育各专业课程体系的前提和基础。[3]
结合专业课程教学实施信息素养教育,培养物理学专业学生的信息素养是非常有效的一个现实途径。对于物理学专业学生而言,信息素养是物理学专业素养、文化素养和信息技术应用能力的交集。[4]在物理学专业课程的教学中,教师要注意将信息素养的培养要素有机融入教材、认知工具、网络以及各种教学资源中,在各个教学环节渗透信息素养教育,以满足大学生对海量信息的迫切需求,进而更好地实现专业课程的教育教学目标。[5]
一、基于毕业论文写作的信息素养教育目标――以物理学专业为例
作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作,是一种重要的专业实践教学形式,是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出:“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性,对所研究的问题应有比较充分的调研,分析具体,结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求,内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]
因此,结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标,能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中,使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化,并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]
对于物理学专业学生而言,基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时,促进信息素养的发展,使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标:一是使学生掌握信息检索策略,学会运用专业数据库,具备检索物理学专业信息的良好能力;二是使学生学会批判性的运用所获得的信息,并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系,会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新;三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德;四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。
二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略
毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识,扩大知识面,发展学术素养,全面提升信息素养。
1.通过论文选题培养学生的信息检索能力
物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分,也可以在教师指导下自由选题。例如,与教师科研项目相关的毕业论文题目:一维三原子链的晶格振动分析,一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算,相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析,航天器变轨过程分析,光学涡旋的产生及衍射特性,数字全息显微技术研究,光学实验中的图像处理与应用,等等。学生参与教师的科研项目,可以增加科研实践机会,拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时,要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力,并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题,以及公众关心的热点问题中自主选题,也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题,都是以大量信息为基础的,充分利用信息,善于捕捉为己所用的信息,了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展,就会大大拓宽研究思路。[8]
在论文选题过程中,课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索,有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧,如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法,了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、Science Direct、SpringerLink、IEEE Xplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习,使学生学会课题检索,掌握文献检索知识,丰富信息知识,巩固所学物理学专业知识,使学生的专业信息能力得到发展。
2.通过文献综述培养学生的信息能力
在确定好论文题目之后,学生需要进一步进行文献的检索和整理,并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上,对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论,以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]
在文献检索过程中,教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性,引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源,提取有价值的信息内容,并将收集到的文献资源进行分类,将其融入到自己的知识体系中。在此基础上,应充分利用所获取的信息,完成文献综述。当然,本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面:第一,充分了解课题的全面情况,把握课题的发展规律,熟悉已取得的成果和存在的问题,以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平;[10]第二,可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力;第三,文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求;第四,文献综述可以有效减少学生的抄袭现象,便于对学生进行信息伦理道德教育。
3.通过毕业论文写作全面提升学生的信息素养
毕业论文的写作不仅需要学生掌握系统的物理学专业知识,还需要学生具备复合型的知识结构、良好的逻辑思维能力和扎实的文字功底。在论文写作过程中,学生要充分利用所占有的各类信息资源,运用各种创造性思维,在综合归纳材料、分析实验数据的基础上形成自己的见解。
教师要指导学生掌握论文写作的各个细节,如要让学生掌握科技论文的结构:一是论文前置部分,包括封面、题名、中英文摘要、目录;二是主体部分,包括引言、材料和方法、结果与分析、讨论、结论、致谢、参考文献;三是附录;四是致谢。在开始论文写作前,要列出论文的写作提纲。写作提纲要提纲挈领、主次分明、组织合理。在写论文的主体部分时,要注意结构严谨、层次清楚、文字通顺、衔接自然、用语符合技术规范,图表清楚,格式规范。论文中的论据应该真实可靠;论证要合情合理;论述要具有科学性、专业性、创新性;结论与全文观点要保持高度的一致性。
4.通过论文答辩评价学生的物理学专业信息素养能力
论文答辩是毕业生在规定时间内展示自己毕业论文的研究内容、研究方法和主要结论,由答辩委员会就论文进行点评,指出优缺点及修改意见的过程。论文答辩是学生展示、交流毕业论文成果及学业成就,检验学生信息能力的重要环节。通过论文答辩可以全方位检验学生对所写论文的认知程度,对物理学专业知识的掌握程度及运用能力,运用论文观点回答问题的应变能力,以及对文中创新点的解释能力。
三、结论
信息素养教育与专业课程学习的有机整合是发展大学生信息素养的最佳途径。物理学专业学生的毕业论文写作,是基于物理学专业情境的学习过程,是专业素养教育与信息素养教育的有机整合。通过毕业论文写作,可以丰富大学生的信息知识,拓展信息视野,锻炼信息能力,培养信息道德。因此,毕业论文写作既是一种重要的专业实践教学形式,也是全面发展学生物理学专业素养和信息素养的一个有效途径。
在毕业论文写作过程中,教师可以把信息检索、信息获取、信息评价、信息创新、信息交流、信息伦理等内容渗透到论文写作的各个环节,如文献查阅、开题报告、中期检查、文献综述、论文提纲与结构、论证方法、实验研究、数据处理、图表处理、论文撰写与排版、文献引用等。与此同时,指导教师自己也应在教学过程中不断学习,更新自身的知识结构和思维方法,不断优化教学,探索出适合信息素养教育的教学方法;教师自身也要采取有效措施提升信息能力,发展信息素养,在教学过程中与学生共享各类信息,充分实现师生的有效互动。[11]
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关键词:测控技术与仪器;特色专业建设;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0172-02
一、建设背景
进入21世纪,国际竞争日趋激烈,竞争的焦点是人才的竞争,是全民素质的竞争。随着科学技术高速发展,专业发展出现了一些新问题,表现在专业之间的交叉不断增加,相近专业内涵界限不清,专业与学科联系更加密切。同时由于高等学校本科招生不断扩大,势必造成各专业办学规模也不断扩大,由于发展速度过快,教学质量参差不齐。同时由于“测控技术与仪器”是由十几个专业合并而来,从名称上体现不出特色与优势。为此对于办学有鲜明特色的学校,必须探索一个适合自身特点,形成一个既有历史特色,又符合教育、教学发展规律的新专业。经过多年的教学实践,总结长春理工大学“测控技术与仪器”专业的办学基础与特色,依据本科教学的规律,对该专业建设进行了全面地研究与规划,制定出了一套全新的具有鲜明特色的专业培养方案,用以指导本专业的教学工作。
二、建设方法与步骤
1.建设指导思想。以当前人们普遍关注的本科生教学改革为对象,探讨适合人才培养与特色教育发展的教学方法,形成具有创新意识与能力的人才培养机制。总结长春理工大学测控技术与仪器的特点,建设成为以光电测控技术为优势的国家级特色专业,并以此形成办学的特色与品牌。
2.建设主要内容和方法。主要从培养方案、课程体系、教学内容三个方面入手,重点进行教学计划、教学大纲、课程建设、实验实习、毕业设计(论文)等教学环节规范。在此基础上完善教师队伍、创新基地、实验示范中心等内容建设。建设分五步进行,调研阶段整理资料阶段建设内容研讨建设内容实施总结与交流。①调查研究。面向高校:通过到国内设有“测控技术与仪器”专业的大学走访、实地考查、与教师座谈等方式,对测控专业的办学现状有了进一步了解。国内目前设置该专业的院校由几十所发展到140余所,其中此专业侧重电信的有45%,侧重机电的有35%,侧重计算机的有10%,侧重光电的有11所。以光电技术为主的学校多数集中在光通信、光电对抗等方面,进行光学精密仪器总体与结构为主并形成优势的学校只有天津大学、浙江大学及长春理工大学3所。面向企业:通过两种方式进行了调研:一是在每年的毕业生招聘会期间,与各企业相关人员座谈,了解他们的需求和对往届学生的评价;二是每年到与本专业相关的单位去实地调研,特别是近年来国外光学、光电相关企业在我国“长三角”、“珠三角”及周边地区建厂,急需大量的光电测控方面人才。我校培养的“测控技术与仪器”专业的人才就业情况很好,特别是光学仪器方向的人才。我校培养光学、光电仪器方向的学生近五年来实际就业率达到85%以上,近几年来社会对侧重光电专业人才的需求有上升趋势。跟踪国际:通过访问发达国家著名高校、聘请回国人员讲座等办法,了解国外高等学校办学方式与经验。国外控制技术伴随计算机技术的发展已达到较高的水平,特别是机器人、多轴转台等的智能控制研究方面,美国、日本、英国等达到相当高的水平。而我校在光电检测方面具有相当优势,但控制方面教学与科研都是弱项,使得“测”、“控”出现严重脱节现象。②培养方案调整根据掌握的资料,结合实际情况进行综合与分析。我校是以光学仪器发展而来,是以光学仪器创造品牌,这一点始终不能放弃。近年来许多大学遵循“宽口径,厚基础”原则,按专业培养学生。但我校一直沿用专业方向培养,这样更有利于突出特色。我校“测控技术与仪器”专业原来下设4个专业方向:“光学仪器”、“检测技术及仪器”、“精密仪器”和“光学工艺与光学设计”。由于近几年教育部增加了一些有特色的目录外专业,我校以“测控技术与仪器”专业中的“光学工艺与光学设计”方向分离出来,在2003年申办了“光电信息工程”专业。这样测控技术与仪器专业只有“光学仪器”、“检测技术及仪器”和“精密仪器”3个方向。但在近几年实际执行中,“测控技术与仪器”专业的“精密仪器”在分方向时很少有学生选择,基本分不出班级,所以实际上本专业就是两个方向。而“光学仪器”方向与“光电信息工程”的专业有交叉。所以在实际运行过程中,本方向越办越窄,而且已失去了原有的优势的地位。现代测控技术多学科的交叉,发挥我校在精密仪器基础、凭借光学相关课程、实践教学和光学仪器总体设计方面长处,结合现代控制技术的发展。对专业方向进行了重新调整,即形成“光学精密仪器”、“检测技术及仪器”和“光电测控技术及系统”3个专业方向,形成以光学仪器和光学设计优势,光电测控技术领先,检测技术和信息处理并进的人才培养方案。
三、具体建设内容
根据社会对人才的需求、培养方案的具体内容,设立适应人才市场的培养方向,构建经济社会发展需要的课程体系。同时设立“王大珩创新实验班”进行创新人才培养方法的探索。具体建设内容如下。
篇9
1900年大学毕业之后,爱因斯坦面临着一个大学毕业生的典型生活状态:求职、租房、上班、交友、兼职。
毕业成绩一般,留校当助教是不可能了,寄到德国和意大利的求职信也无佳音。申请博士学位也没成,因为他递交的论文质量平平。国家档案管还留存了爱因斯坦1901年写给伯尔尼州工程学院的回函,自荐为该校物理讲师,未遂。运气不好的爱因斯坦靠在苏黎世附近的温特图尔和沙夫豪森做学校临时工和家教赚钱,与女朋友一起捱穷。
给朋友Besso寄出明信片4个月后,爱因斯坦通过对哈勒的私访和附加的面试,终于在1902年6月16日被瑞士联邦专利局聘用为试用工(1904年9月才转为正式三级技术员)。他赢得了年薪3500瑞士法郎(现约合人民币24364.9元)的工作,虽然学院职位之梦未圆,但养家糊口总算不成问题了。
此时爱因斯坦搬到伯尔尼Postfach大街Kramgasse49号三楼,40平方米的1室1厅,在这租住了两年半。当时,整栋楼四层共用一个厕所和厨房。
从住处步行1分钟即到伯尔尼钟楼,步行10分钟即到专利局办公室。爱因斯坦每天8点上班,每周工作48小时。累吗?爱因斯坦跟朋友说:“很好啊,还有每天自由支配的16小时和周日呢。”他业余时间研究物理,没有专业压力,尽情表达自己的想法。他与同学MauriceSolovine、家教对象ConradHabicht共同组成一个物理学爱好者圈子,
起名“01ympiaAcademy”。下班后他先跟朋友去附近喝点东西,聊研究,然后再回家,有时也聊天到深夜。此外,他还会与朋友排练室内音乐放松心情。
1905年,26岁的爱因斯坦迎来奇迹年:3月,完成《关于光的产生和转化的一个推测性观点》;4月,完成《分子大小的新测定法》;5月,完成《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》;6月,完成《论运动物体的电动力学》,提出狭义相对论和著名方程式E=mc2;9月,完成《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》。他写出了光,热,电3个不同领域的5篇论文,在德国《物理学年鉴》上发表。
一次,爱因斯坦得意地对密友扬言:“我是伯尔尼专利局的小公仆,却给物理界带来了革命。”
论文没有帮助爱因斯坦迅速跳槽成功。德国物理学权威普朗克认为爱因斯坦的工作可与哥白尼相媲美,但爱因斯坦申请大学讲师和中学教师职位的尝试相继失败,他只得继续当小公仆,并构思广义相对论。1906年4月,他晋升为二级鉴定技术员。1908年他总算申请到了伯尔尼大学的兼职教员,但是1908年,他上热量理论课,只有3个听众(其中两个还是他朋友):上光学课,只有4个听众。1909年夏天,校方取消了他的课程,因为没有学生来听了。
篇10
作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作,是一种重要的专业实践教学形式,是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出:“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性,对所研究的问题应有比较充分的调研,分析具体,结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求,内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]因此,结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标,能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中,使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化,并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]对于物理学专业学生而言,基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时,促进信息素养的发展,使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标:一是使学生掌握信息检索策略,学会运用专业数据库,具备检索物理学专业信息的良好能力;二是使学生学会批判性的运用所获得的信息,并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系,会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新;三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德;四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。
二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略
毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识,扩大知识面,发展学术素养,全面提升信息素养。
1.通过论文选题培养学生的信息检索能力物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分,也可以在教师指导下自由选题。例如,与教师科研项目相关的毕业论文题目:一维三原子链的晶格振动分析,一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算,相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析,航天器变轨过程分析,光学涡旋的产生及衍射特性,数字全息显微技术研究,光学实验中的图像处理与应用,等等。学生参与教师的科研项目,可以增加科研实践机会,拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时,要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力,并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题,以及公众关心的热点问题中自主选题,也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题,都是以大量信息为基础的,充分利用信息,善于捕捉为己所用的信息,了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展,就会大大拓宽研究思路。[8]在论文选题过程中,课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索,有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧,如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法,了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习,使学生学会课题检索,掌握文献检索知识,丰富信息知识,巩固所学物理学专业知识,使学生的专业信息能力得到发展。
2.通过文献综述培养学生的信息能力在确定好论文题目之后,学生需要进一步进行文献的检索和整理,并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上,对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论,以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]在文献检索过程中,教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性,引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源,提取有价值的信息内容,并将收集到的文献资源进行分类,将其融入到自己的知识体系中。在此基础上,应充分利用所获取的信息,完成文献综述。当然,本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面:第一,充分了解课题的全面情况,把握课题的发展规律,熟悉已取得的成果和存在的问题,以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平;[10]第二,可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力;第三,文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求;第四,文献综述可以有效减少学生的抄袭现象,便于对学生进行信息伦理道德教育。
3.通过毕业论文写作全面提升学生的信息素养毕业论文的写作不仅需要学生掌握系统的物理学专业知识,还需要学生具备复合型的知识结构、良好的逻辑思维能力和扎实的文字功底。在论文写作过程中,学生要充分利用所占有的各类信息资源,运用各种创造性思维,在综合归纳材料、分析实验数据的基础上形成自己的见解。教师要指导学生掌握论文写作的各个细节,如要让学生掌握科技论文的结构:一是论文前置部分,包括封面、题名、中英文摘要、目录;二是主体部分,包括引言、材料和方法、结果与分析、讨论、结论、致谢、参考文献;三是附录;四是致谢。在开始论文写作前,要列出论文的写作提纲。写作提纲要提纲挈领、主次分明、组织合理。在写论文的主体部分时,要注意结构严谨、层次清楚、文字通顺、衔接自然、用语符合技术规范,图表清楚,格式规范。论文中的论据应该真实可靠;论证要合情合理;论述要具有科学性、专业性、创新性;结论与全文观点要保持高度的一致性。
4.通过论文答辩评价学生的物理学专业信息素养能力论文答辩是毕业生在规定时间内展示自己毕业论文的研究内容、研究方法和主要结论,由答辩委员会就论文进行点评,指出优缺点及修改意见的过程。论文答辩是学生展示、交流毕业论文成果及学业成就,检验学生信息能力的重要环节。通过论文答辩可以全方位检验学生对所写论文的认知程度,对物理学专业知识的掌握程度及运用能力,运用论文观点回答问题的应变能力,以及对文中创新点的解释能力。
三、结论