光学课程论文范例

光学课程论文

光学课程论文范文1

学生在经历了高中物理基础和大学物理课程学习之后,对光的认识上升到了一个新的科学高度。对于光的波动现象等理论,学生开始接受并有似懂非懂之感。物理光学的课程中,则是采用数学的方法描述光波的传播特性。因此,在授课过程中可删繁就简,遇到重复的内容可一带而过。物理光学课程内容繁多,在学习该课程时,需谨记一条红线,即光波的传播。光波在同性或异性介质,自由或半自由空间传播时呈现的八大传播现象,即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散与散射现象。在进行课堂讲述时,先由光波的传播现象,引出光波发生此现象的条件,进而总结光波的传播规律。为了理论知识与实际问题密切联系,着重介绍光波理论的理论和所涉及的行业领域,通过丰富的课程内容让学生真实地感触知识的应用。

2.问题导入式的教学方法

物理光学作为一门专业基础课,具有抽象性强、枯燥乏味等特点。同时,物理光学也具有较强的专业性,该学科的创建均来源于对实际光学问题的解释。在介绍一个知识点之前,为了理论联系实际,我们首先要有目的地设置问题。通过一步一步地启发学生,让学生带着问题思考解决的方法与思路,进而解决问题。例如,我们讲授光波的衍射时,首先从白光通过指缝的衍射现象出发,提出产生衍射的条件。如果采用单色光源,指缝转变为圆孔、矩形孔或不规则孔,衍射条纹如何变化?引导学生思考如果采用多缝或透射光栅,衍射条纹又将如何变化?从而引出影响衍射现象的因素和采用数学模型描述衍射现象的问题。实践证明,这种以实际问题为先导的模式,激发学生的思考和学习兴趣,培养学生分析和解决问题的能力,得到了良好的教学效果。

3.充分利用多媒体教学

多媒体教学在许多方面是传统教学模式所无法比拟的,具有直观性强、图文声像并茂、信息量大、生动活泼等特点。但运用不当,也会适得其反。为了弥补两方面的不足,我们采用了多媒体课件与传统板书相结合的教学方法。在物理光学课程中,采用PPT课件形式与FLASH动画结合,生动描述光波的传播现象与规律。多媒体课件重点介绍物理概念及方法,而大量的公式推导可在课后参考教材或其他课本。制作这种多媒体课件的教学方法不仅给学生留下深刻的印象,而且还给教师留下充足的时间来强调重点、难点和核心内容。

4.利用计算机虚拟仿真技术提高教学效果

在课堂教学之余,训练学生利用计算机仿真技术处理物理光学相关问题。利用现代计算机辅助手段,加深学生对光学现象的理解,发现学习中的盲区和误区,提高教学的针对性。计算机虚拟仿真技术将抽象难懂的光学规律和概念形象直观展现给学生,激发学生的求知欲。光学仿真设计软件有很多种,MATLAB、TracePro、Zemax、Fred、OptiSystem,分别应用于不同的光学领域。MATLAB是Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件,具有数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等功能,是工程界最流行的软件工具,在大学理工课程教学中的应用亦渐成热点。目前,已有众多文献采用MATLAB软件模拟光波发生干涉、衍射现象后光强度的分布。MATLAB软件中的图形用户界面(GraphicalUserInterfaces,GUI),可以实现交互式模拟。采用交互式滚动条动态地展现各物理量对衍射结果的影响,有利于加深学生对物理规律的理解和认识。TracePro是一款基于蒙特卡罗法的非序列光线追迹软件,为美国LambdaResearch公司开发。

TracePro以实体对象来构建光路系统,通过计算反射、折射、散热、吸收和衍射等行为来模拟光线与实体表面的作用,对真实场景进行计算和显示。TracePro图形使用界面简单,且具有强大的仿真功能,能对光学镜头、背光板、照明灯具、投影显示器、医疗仪器等进行光学模拟及分析。目前,在校学生已采用TracePro仿真软件成功对偏振棱镜、衍射光栅进行了模拟仿真,采用光线追迹方法形象直观地展现光波传播过程及特性的变化,加深对光波传播规律的认识和理解。当然,计算机虚拟仿真技术只是物理光学教学的辅助,不能代替理论教学。学生应该在认真掌握基本物理知识的基础上,逐步学会运用计算机仿真软件,才能达到促进学习的效果。计算机虚拟仿真的实际操作,培养了学生将理论知识应用于分析实际问题的能力,检验了学生专业知识的掌握程度,也为下一阶段的课程教学提供了指导方向。

5.总结

光学课程论文范文2

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

光学课程论文范文3

敏锐的观察能力能让我们获取灵感。正如一个好作家会感受人生百态,一个好设计师会从生活中找到设计灵感。敏锐的观察力意味着我们总能够及时迅速地在周围的环境中把握信息,发现平凡事物的闪光点,迸发创造力的火花。在课堂上,教师可以引导学生通过自己的手机去拍摄身边的事物、人,改变过去对周遭事物麻木不仁的态度,激发他们对生活的热爱。不要仅仅在课堂上进行教学指导,也可以适当地走到大自然中去,带领学生写生、制作手工,从小事入手培养他们的创作激情。平面广告设计包含的内容广泛,那么课程教学形式也应当灵活,比如要设计一张农业博览会的海报,不妨把他们带到农场、农舍或者农家乐体验生活,鼓励他们对观察农产品、农业资源,寻找创意的元素。

二.丰富学生的想象力

想象力是一个设计师能否设计出好作品的关键。想象力作为思想的原动力,为创意提供了无限可能。丰富的想象力可以活跃学生的创造性思维,想象力强大的学生总能在不经意间就获得灵感,由此及彼,举一反三甚至将创造性元素重新打散进行组合。要丰富学生的想象力,可以从这样这个方面着手:(1)多提出开放式的主题,让学生能够天马行空地想象,减少设计限制;(2)多让学生参与教学过程,让他们多提出假设性的问题,多样化的解决问题;(3)多走出校门,在社会实践和大自然中开展教学。

三.提高学生的实践操作能力

记忆力、观察力、想象力都有了,就是不知道怎么把脑子里的构思呈现出来,会导致构思和设计严重脱节。有的学生想法不错,作品却完全体现不出自己的设计理念,教师也只能表示遗憾。要改变这种状况,平面广告设计课程教学中要善于展现各种技术的巧妙应用,例如从具象的内容出发去展现技法,引导学生合理运用文字、语言、图像和各种符号、构图、上色等等。当然,完美实现构想的前提是,必须具备高超的手绘能力、设计软件操作能力。多样化的手段和技术能保证学生实现创新,展现自己的创造力和创新意识。

四.准确的逻辑思维和评价能力

准确的逻辑思维和评价能力能促使学生充分分析、判断、筛选眼前的创造性元素,知道哪些是可以利用并整合的,哪些是不应当采纳的,提高创造力的发挥和把构想转化成为现实作品的成功率。学生在学习广告设计的过程中,记忆力、观察力、想象力都得到了开发,才会激发创造力产生应有作用,例如新的解决办法,新的思考方式,新的技法等等,它们都是通过最初的逻辑思维和评价能力来实现的。没有基本的分析和逻辑思维能力,想要从现有的信息和知识里寻找到创造性因素,不但非常困难,还很可能让它和自己擦肩而过。创造性设计能不能成功,逻辑思维能力和评价能力的高低是决定性的因素之一。在课程中教师应当尽可能多让他们进行逻辑思维、抽象思维和逆向思维,遇到问题多提问,对思考,并引导他们总结和概括一些事物的共同特征,提高他们的逻辑思维和评价能力。

五.结束语

光学课程论文范文4

重视设计与制作,广告本身的创意概念薄弱。学生在学习广告设计这一课程当中,常常把设计与制作看为重中之重,而不是把对广告的创意当作最灵魂的东西。比如学生总是会对广告设计当中作品的各种流于表面的外在的元素(如色彩等)进行十分细致的修饰,而忽视了广告的灵魂———“创意”。高校教师正是应该从教学的内容这一方面着手,正所谓“授之以鱼不如授之以渔”,在广告设计这一课程的内容中,要更加重视学生对广告创意这一方面的才能的培养,只有学生们学会了自己使用创造性思维的能力应用于广告的设计当中,才能够避免在实践当中陷落于总是在抄袭或是重复其他的广告设计,才能够从框架中跳出来。其次,在高学学生毕业之后,广告公司所招聘的人才也正是一些能够具有独特的创意思维的学生,他们更看重的是学生的创意思维的能力以及把这种创意转化为表现的能力。

二、在广告设计这一课程中理念转变的探讨与研究

高校中不少课程都有着一个共同的现象,那就是“纸上谈兵”。顾名思义,也就是在教学当中,更加重视的是理论的教育教育,这种理念急需转变,当今社会所需高校毕业生应该是能于、敢于创新与实践的,商场如战场,可以说是需要高校学生在毕业之后能够“真刀真枪”上“战场”的,所以在堂课上如何才能够让我们的学生成为真正的“战士”,如何才能让学生具有开阔的思路进而勇于创新与实践,这正是我们现如今最需要改变的教育理念。将广告设计的理论与实践相结合进行教育、教学,正是教育理念所要进行探讨和研究的重中之重。在以往的一些广告设计的教学设计中,要求往往是只要学生设计的精美一些,版式、字体等设计的美观即可,这就缺少了实践这一理念指导下应有的与市场需要相连接环节。应进行市场需要的调查与研究,适应当今企业发展的需要,“闭门造车”只会导致与现实与市场更加严重的脱离,再完美的设计如果离开了市场这一试金石,都只会成为温室中的花朵。所以,在高校的教学理念当中,教师一定要在传道授业解惑的同时,孜孜不倦地鼓励学生不断地提高自己的实践能力,教会学生面对市场、面向社会,综合地利用所学知识与市场实际需要向联结,学活广告设计这一课程。

三、在广告设计这一课程中教学方法的探讨与研究

在教学当中,应当应用教师传统的教学方法与多媒体教学相结合这一方式进行教学。首先,我们先来看一下教师教授为主的教学方法。在广告设计这一课程中,有些教师常常“照本宣科”,依据教材一一讲解,由教师向学生们讲授广告设计的内容,要求学生逐个掌握。首先要承认这样的一教师讲解为主的教学方法有其不可替代的必要性,比如大量的关于广告设计的知识点可以在十分有限的教学课堂时间当中传授给学生,这对于学生来说能够提高他们掌握知识的效率,这也是一种学生获得知识的最简单与最直接的方法之一。教师会将整个广告设计的整体知识结构宏观地传授给学生,这样就在很短的时间内让学生获得了系统的、大量的知识。除了最传统的教学讲授法外,还可以让学生成为课堂的主体,如教师可以事先设计好教学问题,这些问题都是能够启发学生灵感与创意的特定问题,然后让学生针对这一问题给出自己的理解与意见,教师从旁给予正确的引导。这种以学生为主体的教学模式更有利于学生积极踊跃地进行创造性、发散性的思维活动,不仅仅可以调节好课堂的教学气氛,更有利于培养学生的创造力。除了传统的以教师为主导的讲授法外,可以适当运用以学生为主体的讨论法。讨论式教学法强调教师为了实现一定的教学目标,精心的、预先的准备能够启发学生的特定问题,然后引导学生进行辩论与思考。让学生对某一文学问题发表自己的意见,给予他们独立思考的机会以及培养他们的创新能力。在讨论过程中,教师应该对学生的讨论结果进行系统的总结,对正确的理解与想法给予肯定,对错误的进行及时改正,然后再给学生阐释自己对这一问题的见解,从而正确地对学生进行引导。这样,在整个讨论的过程当中,教师积极地进行引导,学生积极踊跃讨论,教学过程中气氛会非常活跃,更加有益于学生发散性思维的培养以及教师对学生知识的传授。其次,我们来对多媒体教学对广告设计这一课程的影响。不只是广告设计这一课程需要多媒体这一教学模式进行,高校中很多课程都可以运用多媒体教学进行课堂的辅助教学,高校教师更应该多多的积累这一方面教学的经验来不断地完善广告设计这一课程教学的整体质量。所以就要求教师在备课的过程当中,力争在多媒体教学的辅助之下,使每一节课都丰富精彩。精心地制作课件已经设计教学的环节,很好地利用网络是十分必要的。在课件的制作当中,教师一定要将教材内容的总体性把握好,将其中宏观的知识点用十分清晰的思路表现出来并且贯穿于整个课件之中。传统的教学模式对于学生来说可以定义为一种理性的认识的话,那么可以说,在多媒体的教学过程当学,就是一种感性的认识过程,这种感官性刺激很强的教学方法无疑会是学生提高学习的兴趣,从而提高了广告设计这一课程教学的教学质量。因为使用多媒体教学的优点不言而喻:它既直观又清晰,既生动又富有趣味。既然如此,教师就更加应该利用计算机多媒体进行教学提高学生学习兴趣,也正符合这个利用电脑来传播文化与文明越来越普及的社会。知识通过学生的所有感官,如听觉、视觉以及感觉等等都给予了强烈的刺激,使知识更深刻地大大脑记忆。为社会培养出更加优秀的人才是高校教学的根本任务。应该稳步不断的、积极的提高高校的教育教学质量,能够越来越符合当今经济社会发展的必然要求。可以说教学是一门科学,有其合理的教学理念,正是要遵循这样的教学的内在规律来建立一种有效的课堂教学机制。也可以说,教学具有美学价值,所以教学又是一门艺术,而这种美得价值一定有待于教师引导学生去发现、领悟。通过上述的关于高校艺术专业广告设计这一课程教学改革的研究与探讨,更加能够深深地体会到改革的必要性,以及理论与实践相结合的必要性。这使高校学生们对广告设计这一课程有了一个全新的以及全方位的理解与体验。作为高校教育者,正是应该不断地进行探索,不断努力地提高学生的综合艺术的素质,加强学生进入社会后工作的实践能力,成为社会所需的真正人才。

四、新时代新科技对广告设计的影响的探索

当下科技发展日新月异,社会也随之发生变化,这些变化深深影响了各个行业,广告设计专业也深受影响。首先网络时代的来临改变了人们的生活方式以及信息的传导方式。网络时代使信息高度自由高度膨胀化,随之而来的广告媒体也发生的剧烈的变化,新媒体新渠道新的广告传播方式也逐渐产生。例如网页追踪广告、微博广告、微信销售平台、网络电商等等都是广告专业发生着剧烈的形态变化。随之而来的广告设计专业的教学模式也应该与时俱进,充分去了解使用这些新兴的网络媒体传播方式,使学生的知识结构能够紧跟时代的步伐,只有这样学生毕业后才能够具备现当代社会人才市场需求的竞争力。其次大数据时代来临,作为调查和统计的大数据系统具有高度的自由行和准确性,数据充分广泛,在当下的广告设计教学模式当中应该充分发扬大数据时代的统计特点把广告市场调研及信息汇总充分御用大数据的技术特征,紧跟时代的步伐。再次鼓励广告专业学生的创业精神,已小微企业为创业基础,突出创意、创新等创业新特点,以小搏大,运用现当代的科学技术给创业注入新的活力。在创新创业的过程中突出新的管理模式,已团队为创业基础,培养广告创业团队,在课堂当中,把学生的分组进行团队组合去完成相关课题进而培养学生的团队协作能力,提高学生相互协作共同创业的能力,把课堂当作工作室,发挥学生的主体性。

五、结语

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1作者成果一流

如何确定一流作者?2018年10月24日出版的《Nature》,刊载了苏州大学功能纳米与软物质研究院一名硕士生为第一作者的论文[2]。该文的研究内容是二维材料中各向异性极化激元,通俗的说法就是把光关在笼子里。该文的第一署名单位为苏州大学(这也是苏州大学历史上在《Nature》上发表的第一篇一作论文)。一名硕士实现了许多科研工作者一辈子至少在《Nature》上发表一篇论文的梦想。反思一下,硕士生写的论文在国内的很多中文核心期刊上通常是不允许做第一作者的,很多中文期刊规定必须是博士及以上学位或者副教授及以上职称才可以做第一作者,如果是硕士生写的论文有的要求导师署名第一作者。笔者作为执行主编的一本中文刊就是这样规定的,是时候改正这种不以成果唯论的教条主义了。我们往往以为名气大、资历深、名誉多的就是一流作者,但事实上人在二十几岁时创造力应该是最强的,现在我国的90后不比欧美国家的90后差,智商和创新甚至比欧美90后更高,而且很努力,能做出这样的成绩也不奇怪。欧美得诺奖的专家学者一般也都是在30岁左右时做出的成果,比如2018年诺贝尔物理学奖得主DonnaStrickland,就是当年在美国罗彻斯特大学光学所读博士期间,在导师GerardMourou的指导下,在实验室实现了“啁啾脉冲放大”技术,后来在《光学通信》上。因为这篇文章,师徒两人共同获得了2018年诺贝尔物理学奖。很多人说DonnaStrickland除了这件事,就没有更多的成就了,“一篇文章吃了一辈子”,但从另一个角度也恰恰说明其创作高峰是在读博士期间。因此,培育一流科技期刊首先要培育发表一流成果的作者,而不是依据名气和声望认定一流作者,更不应该将名不见经传的青年的研究成果不假思索就认定为不可能是一流成果或简单粗暴地拒之门外。在过去几十年间,我国科学家在发表自己的顶尖科研成果时,时常遭受不公的待遇,致使我国的一些重要科研工作无法得到应有的曝光推广,首发延迟,甚至首发权被抢占。由此,《Light》从创刊至今,一直秉承着“发出来自中国的光学之声”与“为中国科学家抢占首发权”的理念,先后多次为我国科学家的重要科研工作开通快速处理通道,多次将在国际上未受到重视的我国科学家的重要工作发表并予以重点推广。其中,代表之一即是东南大学毫米波国家重点实验室崔铁军教授团队的数字编码超材料研究。2014年,已在《Science》和《Nature》子刊上发表过多篇论文成果的国际太赫兹、超材料领域著名科学家、长江学者崔铁军教授,在发表其首创的“数字编码超材料”的创新论文时受到阻碍,经由《Light》现任执行主编孙洪波教授的引荐,投稿至《Light》快速处理通道。该篇创新文章在《Light》上发表4年,就在WebofScience上被引超过250次,《Nature》《Science》子刊以及《AdvancedMaterials》等国际大刊纷纷跟进发表。此后,《Light》先后发表了崔铁军教授在数字编码超材料领域的多篇重要进展论文。这一系列工作先后被美国光学学会和中国光学学会评为“年度重大光学进展”,被ESI评选为超热文章(千分之一比例),并开创了国际数字编码超材料的研究。

2职业编辑一流

科技以人为本,科技期刊更是以人为本。国际一流科技期刊主要有两种办刊模式:一类为《Nature》模式,由专业科学编辑独立全职负责稿件处理;另一类为学会期刊/商业期刊模式,诸如《Science》等,这些期刊的稿件由不同领域的科学家担任副主编与专职编辑相配合处理稿件。中国的科技期刊大多数属于后者模式,但也有极少部分选择前者模式,两种模式各有优缺点,采用哪种模式关键是看期刊的需要。前者能够完全控制整个稿件处理流程,便于提供专业高效的服务,同时也便于控制整个期刊的学术水平,但需要专职科学编辑,运作成本较高;后者的优势在于编辑部人员成本较低,副主编本身就是一线科学家,对于自身领域非常熟悉,但也正是这个原因,其稿件的最后录用与否有时很难做到完全客观公正,同时不同副主编之间也较难统一标准。总体上来说,中国一流的专业科学编辑凤毛麟角[19]。笔者在这里区分一下专业科学编辑与职业编辑的主要差别。专业科学编辑,比如《Nature》系列期刊的科学编辑:第一,完全独立决定所有稿件的录用与否,审稿人的意见仅供参考;第二,不设编委会,所有学科编辑都是全时的专业编辑,没有兼职的科学家编辑;第三,专业学科编辑独立完成社论、述评、报道、新闻等稿件的撰写,具有科学记者的素质;第四,编辑专业分工非常明确,学术编辑管学术、美术编辑管美学、技术编辑管生产、语言编辑管润色等等;第五,在一流的国际重要学术大会上,受邀请作大会报告而不是分会场报告;第六,一流的科学家与一流的专业学科编辑,可以在一起讨论学科热点、难点问题,并诚恳地向专业学科编辑汇报团队的近期研究进展以及未来长远研究愿景。大多数中国科技期刊的编辑目前属于职业编辑,主要特征如下:第一,全时全职的工作是编辑,但不能完全独立决定所有稿件的录用与否;第二,无论是英文刊还是中文刊,大都设有庞大的编委会,职业编辑的主要工作是与编委沟通,努力求助编委做一些事情,特别是在学术上向编委学习并请教,是职业编辑但专业化程度不高;第三,中国的职业编辑很少有人能做到独立完成社论、述评、报道、新闻等稿件的撰写,具有科学记者素质并能写出完整科学前沿原创资讯的人更少;第四,中国的职业编辑专业分工不明确,很多期刊的职业编辑是十项全能型选手,很多期刊只有一个编辑,这就导致一个编辑几乎承担了一本期刊学术编辑、美术编辑、技术编辑、语言编辑等所有职责。客观地说,大多数中国科技期刊编辑承载的工作量与国际一流期刊学科编辑相比是超负荷的,但大量的重复性工作使其没有时间静下来思考和学习,从而使得职业编辑像生产线上的工人一样成为将主要时间用在编辑加工上的白领;第五,在一流的国际重要学术大会上,受邀请作大会报告而不是分会场报告的中国职业编辑几乎没有,如果有也至多是万分之一;第六,一流的科学家还没有特别重视与中国的职业编辑一起讨论学科热点、难点问题。更有甚者,一些中国主办英文学术期刊的职业编辑在期刊印本的版权页上连署名权都没有,这就导致无人知道是哪些职业编辑在为此学科的科学传播与交流做出贡献。

3编委会一流

《Science》一直控制出版系列子刊的节奏,面对《NatureCommunication》,出版了与之相对应的《ScienceAdvances》,但是目标很高,创刊伊始就严格按照一流期刊的标准组建了一个由来自世界一流大学和研究机构的163名科学家组成的编委会,仅是在生命科学领域就分别由6名副主编带领由54人细分的8个小组分工协作,其他学科虽没有生命学科庞大,但也是分工明确,目标清晰。其在2015年创刊出版,2017年下半年被SCIE收录,2018年第一个影响因子11.511。再看一下发文量:2015年283篇,2016年501篇,2017年987篇,2018年954篇。关于一流期刊,科睿唯安(SCI)的专家宁笔有一个说法叫“又强又大”,即发文量与影响因子双双占本学科前10%,按照这个标准,新创期刊《ScienceAdvances》可以认为已经是一流科技期刊了。虽然《Light》于2012年创刊,2013年即被SCIE收录,2014年第一个影响因子8.476,自2015年以来保持影响因子13以上,在光学学科保持前3名,但是其仍然不能称为一流科技期刊,原因是发文量不足。虽然以每年25%的速度增加发文量,怎奈基数太小,2018年全年也不过发了150篇。编委是期刊的灵魂与代表,是期刊品牌形成的有力保障。一流的编委会专家群体对期刊发展起着非常显著的促进作用[21]。以《Light》为例,依靠长春光机所多年开展国际合作积累的国际专家资源,《Light》编辑部在创刊初期便组建了一支国际化编委会。由原科技部副部长、光学专家曹健林担任主编,美国明尼苏达大学崔天宏教授和德国汉诺威激光加工中心StefanKaieler主任担任首任执行主编。最近两年,由于期刊来稿量激增,为降低主编们的劳动强度,在2018年的编委会上,新增了3位执行主编。因为执行主编的工作是在送审前直接退掉70%的来稿,所以其工作十分繁重、对其学术要求也非常高。目前,《Light》拥有来自中国、美国、德国、英国、澳大利亚、加拿大、瑞士、荷兰、奥地利等13个国家的62位国际一流光学专家作为期刊编委,国际编委占72%,编委中院士占22%。编委不仅为期刊审稿、组稿或直接供稿,还在世界范围内对《Light》进行有力的宣传。现在看来,因为所有的国际编委都是知名科学家兼职在做,如果想发表更多论文,只能扩大编委会人数,否则每名编委所承担的任务量过大,既无法调动编委的积极性也无法保证质量。对于编委会中的院士,其固然是所在领域的顶尖科学家,但他们工作繁忙,作为编委实在很难抽出大量的时间认真思考期刊的发展并对稿件进行评估。因此,有院士的支持和加入固然是极好的,但更应该脚踏实地去寻找那些可以直接参与稿件处理的科学家,真正做到与国际接轨。

4审稿人一流

在世界范围内寻找一流审稿人,已成为所有一流期刊的难题。同行评议是国际主流科学家的义务工作,科学家基本都是利用自己的工作之余做同行评议,而且这是一份完全奉献型的工作。因此如何打动审稿人,让他们愿意花时间帮助作者是每一本期刊努力的方向。很多科学家反映:如果答应所有邀请他们审稿的请求,他们不仅没有时间作科学研究,甚至连休息的时间都没有。当然,也有很多期刊,同行评议基于信任原则大量采用作者推荐的专家,有时被第三方中介机构钻了空子。比如2017年4月,107篇中国学者论文因同行评审造假被国际学术出版巨头斯普林格一次性撤稿,创下了正规学术期刊单次撤稿数量之最。而这次事件距离2016年12月底的同类事件才仅仅过去4个月。有一种声音认为出版集团和期刊存在“内控机制不完善、审核把关不严格”等问题,“理应对此承担责任”。学术期刊撤稿是科研领域的常见现象,原因主要有两类,一类是“错误”,一类是“造假”。此次斯普林格从期刊《肿瘤生物学》(《TumorBiology》)大规模撤稿,原因就是造假,更具体点说是同行评审造假。2016年同类事件出现后,《科技日报》采访了斯普林格医学及生物医学出版执行副总裁威廉•柯蒂斯,专门询问同行评审程序上是否有漏洞,柯蒂斯是如此回应的:“同行评议制度本身不存在漏洞。同行评议过程是以信任为基础,只不过有时遗憾地被人操纵了。”这一说法值得深思[22]。《Light》从创刊之初,就在全世界范围内寻找一流审稿人,2012—2013年间,最多的时候一篇文章送过30多人都没有人接受审稿,因为这是一本光学学术圈内完全陌生的新期刊,尽管我们在审稿邀请信中态度诚恳,对期刊的定位描述清晰,但大多数科学家采取的态度仍然是不予理睬。我们没有因此而放弃高标准,以一种锲而不舍的精神坚持在世界一流科学家范围内寻找知音,熬过创刊初期的两年之后,特别是2014年第一个影响因子8.476出来之后,再找审稿人时情况发生了很大的变化,科学家通过已发表文章的作者和期刊的作品认识到这本期刊的价值,逐渐有越来越多的人愿意参与同行评议。到了2018年,受邀请为《Light》审稿已经被很多人视为一种荣誉。越来越多的人主动给编辑部写邮件,希望能成为《Light》的审稿人。

5出版平台一流

一流期刊同时孕育一流平台,比如《Nature》《Science》的期刊平台,域名是超越期刊更宝贵的资源。在平台上基本可以找到一切和学术资源相关的内容,出版内容是流媒体碎片化的,在学术论文之外,还有学术会议、培训通知、广告甚至招聘信息。目前中国在国际上影响力较大的期刊,基本都在与国际一流出版商合作,主要利用其一流出版平台。在《Light》的成功因素中,一个重要因素是同《Nature》合作。这也是《Light》一经问世就被许多科学家看好的原因之一。事实证明,《Nature》非常给力,除了助力《Light》专业性的起步,还在《Nature》及其子刊中对《Light》的文章进行推荐,使《Light》能够快速扩大影响力。中国期刊走向国际,是依靠自己的力量还是借助外力?对此,《Light》主编曹健林认为,中国的出版集团本身也在走向市场化改革的进程中,要想快速攀升,不能仅仅依靠内力。任胜利博士的看法是,我国的出版业发展没有跟上学术水平的提升,出版集团普遍偏小,依靠现有模式很难赶上国际水平,必须采用其他模式才能爆发式增长。杨卫院士的提议则是“无问西东”,以开放的原则,学习全球顶级期刊的先进办刊理念和出版平台解决方案,办好基于中国的顶级期刊和期刊平台。悉尼科技大学教授金大勇亦认为,将最优秀的在祖国的大地上还需要过程,办优秀刊物要从“拿来主义”开始,以开放的思路建立与国际接轨的渠道、学习其先进经验,只有以一流出版平台为起点,才能将全世界的目光吸引到祖国的大地上,在此基础上,建设中国的一流出版平台。与传统出版模式相比,数字化出版实现了内容的多渠道传播,扩大了内容的受众面,提升了内容的使用价值[24]。《Light》由国际知名的专业排版公司(印度MPS公司)承担排版工作,文章以网页版(XML格式)和PDF版本同时上线,可实现内容的一次制作,多次使用和。期刊官网在SpringerNature平台上,与Nature系列期刊具有相同的风格。网站采用流媒体技术,展示了文章的Altmetric数据,同时具有移动端自适应功能。在新媒体时代数字化出版趋势下,科技期刊作为载体的传播和推广作用显得尤为重要,新媒体对于提升期刊的显示度和影响力,实现可持续发展发挥重要作用。在集约化协同创新机制下,《Light》编辑部通过建立期刊新媒体部,打造“互联网+”环境下科技期刊融合新媒体的优势,加强新媒体技术在科技期刊和学术交流中的全面应用。利用期刊中英文网站、光视界网站、《LightWorld》杂志、微信公众号、微信群、微博主页、Twitter主页、Facebook主页、人人公共主页、易企秀等多种形式的宣传载体对《Light》刊载文章进行全方位、多层次传播。基于SpringerNature出版平台的《Light》英文网站,利用其先进的国际化数字出版技术,实现了文章结构化和增强出版等功能。《Light》中文网站、微博主页与微信公众号中文版文章概要以及《Light》最新动态。Facebook与Twitter由海外及区域办公室运营,光学相关领域专家采访及研究概要。光学之家资源共享App旨在为从事光学领域的专家学者、学生以及行业人员提供光学类课程、视频、科普信息以及资源共享的平台。目前,《Light》新媒体平台阅读量已经超过了20万人次,超过30%的关注者为光学领域杰青、优青等优秀科学家。但是,如果《Light》要成为真正的一流期刊,未来努力的方向应该是有自己独具特色的全媒体平台。

6出版量一流

2007—2016年十年间,我国在SCI收录科技期刊中总发文量为2533591篇,在SCI收录的中国科技期刊中总发文量为216318篇,比例仅为9%。而我国科研人员发表在中国SCI期刊上的论文总被引频次与我国论文的总被引频次比为0.04∶1[25]。这说明近十年间,中国有超过90%的优质论文外流,同时外流论文的篇均被引频次是我国科技期刊发文篇均被引频次的2.25倍,也就是说,优质论文更倾向于在非本国主办的国际科技期刊中。荷兰、英国和美国主办科技期刊发表的文章数量大于其本国的论文产量,而德国、日本、巴西等国家主办科技期刊发表的文章数量小于其本国的论文产量,但是鲜有国家的论文流出情况要比我国更糟糕。我国大部分的优秀科技论文流入到他国主办的科技期刊,为他国的学术出版商缴纳版面费,版权或者属于开放获取,或者属于他国的出版社,最后由世界主要的数据机构向他国出版社购买版权,我国科技人员在订阅这些科技论文时,仍须由我国单位或个人支付高昂的费用。这一恶性循环的源头在于我国承载一流科技论文的科技期刊的质量与体量严重不足。近年来,我国被SCI收录本就不多的科技期刊,个别为追求高影响因子,减少数量,即缩小影响因子计算中的分母,从而迅速提高影响因子,这种做法短期内也许有效但不利于长期提高影响力。在国际上通行的提法是,一本期刊的高影响力,即在某一学科领域被所有科学家认可的程度,有一些期刊有很高的影响因子但很多科学家甚至从来没有听说过,因为一年只发表8~10篇论文,科学家们开玩笑地说,只能影响十几个人的期刊,影响因子再高又有什么影响力呢?没有科学共同体的认可,再高的影响因子都是没有意义的。这里引用宁笔的一篇博文:什么是世界一流期刊?用两个通俗的字或许可以说明:强+大。强,可以用影响因子这样的指标来测度。大,不妨可以用CitableItems数量这样的指标来测度。又强又大的,综合性期刊中的《Nature》和《Science》,专业性期刊中的《NewEnglandJournalofMedicine》和《PhysicalReviewLetters》,通常是影响因子比较高(本学科10%左右),且发文量不少(CitableItems数量也在本学科10%左右)。

光学课程论文范文6

【关键词】光学设计;优化;项目;训练;专业技能

在目前光电信息科学技术高速发展的时代,光与电的结合改变了人类社会信息获取、信息转换、信息贮存、传输与交流的方式,有着无限的发展空间和前景。作为信息采集和获取的最前端系统——光学系统,它的设计虽基于传统经典光学理论,但设计理念、设计方法和内容随着时代变迁都在发生着巨大改变。课程建设在高校本科教学中有着举足轻重的地位,直接影响着高校人才培养质量。《光学系统设计》是许多工科高等院校光电信息、光学工程专业、电子科学与技术专业、测控技术与仪器等专业的主修课程,也是一门实践性、实用性特别强的专业课程。南阳理工学院地处久负盛名、拥有数百家光电企业的南阳光谷,服务地方经济发展和为地方企业输送光学领域优秀的工程设计人才是南阳理工学院办学宗旨和社会使命,也是检验高校教书育人“四个回归”质量成效的重要途径。因此,《光学系统设计》课程内容建设决定了毕业生光学设计能力和水平,这也是他们将来从事光学技术研究和走向光学工程师岗位的敲门砖。

一、课程教学内容优化和实施

《光学系统设计》课程自2012级开始相继在我院两个专业共三个班级开设。其前置课程主要包括几何光学、物理光学、计算机基础、工程制图等,后续主要延伸至各种实际动手能力训练的课堂实验、课程综合实训、毕业设计、各级各类大学生创新创业项目申报和实施、外部光学工程项目承接等,也为光电检测系统、光通信系统等相关课程技术服务。《光学系统设计》自开课以来,一直围绕以上各层级专业能力的培养,循序渐进,不断完善和明确培养目标,优化教学内容,探索和改革教学方法,致力于把学生培养成既具有一定理论基础又具有较强工程设计实战能力的复合型人才。1.课堂教学优化。《光学系统设计》是建立在光学成像基本原理、典型光学系统结构、像差理论、光学衍射受限等理论基础之上的一门专业平台技能课。课堂教学内容选取主要遵循“实用为主,够用为度”的原则。在我院安排的有限的24个理论学时里,精研教学内容,尊重教材,又不局限于教材,以最合理的章节顺序讲授,按学生最易接受的方式不断进行内容优化。首先使学生了解光学系统的设计流程、光学系统的像质评价方法以及光学系统的总体设计布局,在面对产品客户的使用规格和功能需求时知道如何应对。其次,世界上形形色色的光学产品都是从为数不多的经典光学系统中演变而出,比如投影机镜头可从显微物镜系统演变,大地测量仪、激光扩束可从望远系统演变,因此典型光学系统的初始结构设计、典型光学系统如望远、显微物镜设计、目镜设计、照相物镜设计都是讲授重点。在此过程中,计算机辅助设计软件ZEMAX的操作使用也贯穿于整个课堂,这是新时代的高速计算分析工具,以帮助所有系统的设计实现。光学制图是光学设计数据结果的工程表达,也是产品制造的依据,是课堂教学不可缺少的部分。设计课的特点是课堂上随时会进行设计演示和案例导入,多媒体课件中融入了大量的图形、符号和颜色管理以及Zemax文件的链接。课堂上学生随着老师的讲授内容和讲授节奏在电脑旁边听边学边做。老师传授学生在设计过程中如何分析问题和解决问题,如何形成对光学知识体系整体的思考和理解,收到很好的教学反馈。2.实验教学内容构思。《光学系统设计》的课程特点是实践性强,实验学时与理论学时占比非常大。如何在有限的实验学时内让学生掌握各种类型光学系统设计的技巧和能力,这就需要统筹合理安排实验教学内容。光学设计实际上就是使用计算机工具软件,在一定的系统起点上,不断调整光学元件的结构参数使系统达成用户提出的功能要求和成像要求。前面讲过当今世界千千万万类型的光学系统都是从一些典型系统中派生出来的。从典型光学系统的设计出发,遇到实际的工程系统也会知道如何分析和设计。在此思路指导下制订出了有主有次、有难有易的课程实验项目,实验一为ZEMAX软件操作及光学设计输入和像质优化过程演练;实验二为离轴折转的牛顿天文望远物镜的设计和仿真;实验三按反向光路设计一目镜系统,训练如何设置变量和对系统参数进行约束控制等;实验四设计一照相物镜,难度增加,需设计技巧;实验五绘制一光学零件工程图纸并标注合理公差和技术要求。以上这些实验内容使16个学时的课堂训练真正地实现高负荷运转,学生较全面地掌握了典型光学系统的设计流程和基本方法。实验教学完成了应用型人才培养初级层次。通过学生设计性实验完成情况和效果测评,证明这样的实验项目构思是成功的。3.课程设计实训内容探索。实践教学是高等教育人才培养永恒的主题,要培养出符合工程教育认证标准、适应当今社会快速发展的光电产业格局的光学设计高级应用型人才,工程综合实训环节必不要少。课程设计工程实训一般持续两周及8周不等,实训任务也不同于课堂实验环节。首先光学系统设计任务具有工程背景;其次是设计难度增加,要考虑工程因素;再次学生必须自己从图书馆、国家专利库或其它资料库中查阅寻找初始结构参数,并在此基础上进行设计优化和创新。首先让学生真实地体会一下光学系统的制造流程,每人组装一台望远镜,加深对光学产品的认知,了解光学系统各组成部分的功能,了解设计和组装差错会对产品产生什么样的影响,这是课程设计实训的第一步。第二步,光学工程设计任务下达,学生分组完成各自的设计任务。工程训练题目多来自于教师以往设计案例,或市场上或某些光电企业普通产品规格要求,具有多类型性,有效地扩展和提升了前置的实验教学内容。以小米智能摄像机光学镜头的设计训练来说,此为南阳某光学企业现行量产供应产品,焦距4mm,传感器1/3,F数2.4;光学长度小于22mm,镜片小于5片,成像要求1M。此任务要求学生首先分析寻找合适的初始光学结构方案,然后按照像差理论进行结构参数优化和像差平衡校正,最终达到工程化要求。对于没有工作经验的学生来说,初始结构的选取会是他们面临的第一个难题。接下来是90度大视场角带出的大像差的校正难点,需要学生更多的专业知识和经验累积。4.工程项目设计强化训练。光学设计无顶峰。在经历了几个阶段的学习和实训后,学生虽然对设计理念、设计流程、设计技巧有了一定的掌握。但光学系统很多时候是功能迥异的复杂工程,并不是单一的物镜或目镜光路或单一的消像差。实际的工程设计还要考虑客户的使用环境、使用条件,考虑制造工艺和成本,考虑国家行业标准或其它优势竞争因素等。学生要想在毕业后快速适应光电行业光学工程师岗位,还需要不断加强设计训练,甚至去光电企业实习。训练项目主要有四类。(1)开放实验室项目,利用开放实验室条件和学生长时间在实验室研究学习规律,为他们在学校申请光学系统设计类项目,如“工业内窥镜系统光学设计”题目,并获得一定经费资助。(2)大学生国家创新创业训练项目,如2017年协助四位学生申请到国家大创项目“车载宽视角高清系列摄像镜头设计与开发”,为学校赢得了荣誉,丰富了课程内容。(3)外接工程项目,如“广告用投影机”项目,指导14级学生帮客户完成照明和投影光学系统工程设计,得到用户认可。(4)毕业设计课题,最近三年共有30人左右申请了光学系统设计毕业研究课题,有的项目成果还整理发表了期刊科技论文,增强了学生自信。光学设计强化训练项目在内容上也体现了三个特征:(1)复合性特征,如工业内窥镜系统包括摄像物镜设计、转像透镜设计和目镜设计,相互之间衔接,初期的方案制作就很考验学生的专业水平。(2)多类别特征,研发项目从摄影光学系统到投影系统,从激光扫描系统到红外微光系统,从定焦到变焦系统等。大大扩展了学生毕业后从业就业的范围。(3)系列性特征,如车载宽视角系列镜头研发,焦距规格系列包含2.8、3.6等,清晰度包含720P、1080等,使学生的设计训练思路明晰。

二、结束语

《光学系统设计》教学内容经过一系列的精挑细选、优化探索,逐步实现了理论指导、软件辅助、课堂训练、工程项目设计实战为主干的科学培育路线。学生通过这门课程的学习,是真真正正掌握了一门专业技能。近几年毕业生中从事光学设计工作相关人员激增,考取光学工程专业研究生人数暴涨,企业用人反馈良好,极大地增强了在校学生的专业学习兴趣和就业信心。今后,我们仍将不忘初心,不辱使命,继续在教学实践活动中探索更加优化的教学内容和教学方法,为社会培养更加优秀的光学领域专业人才。

【参考文献】

[1]刘钧,高明.《光学设计》(第2版)[M].北京:国防工业出版社,2016.7.

[2]许晓赋,等.《光学设计》课程教学模式的探索与实践[J].福建教育学院学报,2014,(4).

[3]王秀梅,等.加强课内外统合建立大学生实践能力培养体系[J].中国高等教育,2013,(11).

光学课程论文范文7

关键词:中学物理;大学物理;实验教学;衔接问题

大学物理实验对于当代大学生来说是一门很重要的课程,也是大学生必须掌握的一种实际操作技能。然而,在学学物理时学生都会有一个感觉,大学物理上的几大分支实验:力学实验、热学实验、光学实验等普通物理实验在高中都有接触过,学生喜欢用中学形成的固有实验方法、思维方式去解决大学物理实验。因此分析中学与大学物理的相关概念、实验之间的联系,研究大学与中学物理实验衔接问题显得至关重要。

1物理实验教学中的典型衔接实验

1.1光学类典型衔接实验

对比高中物理选修3-4目录以及《大学物理》光学部分目录,发现高中物理中绝大多数和大学物理知识点相同,如光的干涉、光的干涉等。但是深度却有不同,大学物理实验中光的干涉与衍射是必修实验课程,大学将中学的光的干涉与光的衍射理论知识做了深入拓展,实验更加细致生动。大学实验细化了光的干涉实验,分成了等倾干涉实验和等厚干涉实验两种,将衍射细致分成了单缝衍射实验和圆孔衍射实验以及较为复杂的光栅衍射。

1.2力学类典型衔接实验

中学阶段,在《影响滑动摩檫力的大小》的实验中,主要探究了影响摩擦力的因素有压力大小、运动速度快慢、接触面程度粗糙程度、接触面积四个方面,并给出了滑动摩擦力公式:F=μN。当时并不需要测量具体的摩擦力系数的精确值。大学阶段力学实验对理工类专业如物理、城建、机械、电气工程等专业的学生是非常重要的,这些专业也开设了“滑动摩擦力”的实验,但是实验的目是进一步探究并精确测量摩擦系数。

1.3电学类典型衔接实验

中学电学实验如串联电路、并联电路、测量小灯泡的电阻和变阻器实验等,这些都是中学的物理实验的重点实验。为了安全,中学电学实验,并没有接触过生活中的电路,只是模拟电路。大学电学实验,我们进行了生活中电路的实际操作,将中学物理内容的理论变为实践,比如大学期间我们需要进行实验的《室内照明线路的设计与安装》,线路较为复杂。

2物理实验教学中的衔接问题

2.1实验任务的差异

分析发现,中学物理实验基本上是对物理定义的理解性实验,中学物理实验的任务量较少。而大学物理实验一个独立的课程,实验项目个数、实验内容和课时数较多,具有较强的综合性和设计性,覆盖多个模块:热学、电磁学、光学、力学等部分,与数学相关知识结合也更加紧密。

2.2实验教学方法上的差异

在中学物理实验教学的过程中,“讲实验”成了教师所常用的教学方式,“重理论,轻操作”,只是在机械式的灌输,学生简单重复教师所教的实验步骤。而大学阶段,不仅强调学生的基本物理实验能力如动手操作技能,而且注重培训全方位、多层次发展的学生,要求学生从探索,实验,观察,分析等方面进行,并要求大学生以自身经验提供对于物理实验科研观的角度,要解决课题独立性的问题,并创造独立实验设计的条件。怎样使中学物理实验与大学物理实验能够高效的结合在一起,是老师们学生们共同面对的核心问题。

3解决物理实验教学衔接问题的实际措施

3.1强化物理实验意识

为了让学生意识到实验课动手能力和实践能力的重要性,转变观念是关键。在课程时间设置方面,需要充分考虑,有充足的时间从根本上研究物理实验,学生时间充足后,就可以充分的利用自己的创新思维,把自己的创新思想一起投入到物理实验教学中。把实验教学的重心真正转移到以实验为基础上来,真正能体会到实验过程的艰辛及乐趣。另外这样对于一些比较难做的实验,学生也就会有时间来思考、消化较难的实验,同时也能够培养和加强学生的实际操作能力,避免大学物理实验课上不会做、不能做实验的现象发生。

3.2实验项目的设置

实验内容应结合学生情况,安排不同层次的物理实验,并且实验之间要紧密联系、承上启下又具有逻辑性。在学生课程内容安排上,基础性、综合性、研究性实验都要恰到好处,面面俱到,这样才能提升学生,并加以巩固,让学生的实验综合能力,从根本上得到提升。学生在实验学习过程中,并不是任务式完成实验,而是透过现象看本质,不仅需要能够独立完成单个实验项目,还要注重综合应用和接触点的每个离散知识的能力,让学生有意识地培养和发展思维的综合实验能力,让学生主动学习,思维活跃。主动性的学习才能够对学生掌握原理和提高综合应用能力有根本性的提升,使学生能够全面发展。

3.3强调实验预习、数据处理和数据分析

中学物理实验原理简单,实验现象直观,一般不需要提前预习、和撰写实验报告。但是大学物理实验,实验内容较多,实验原理比较复杂,为了顺利地在规定的时间内成功地完成实验,那必须提前预习,了解实验内容、实验目的、实验仪器、实验原理以及设计实验数据记录表格。大学物理实验的本质和结果蕴藏在实验数据之中,实验后对实验数据的处理和分析显得尤为重要通过实验数据的处理和分析,能大大提高学生利用已有知识去解决和具体问题的能力,从而提高学生的创造性思维能力和科研能力。

参考文献:

[1]杨述武.普通物理实验(1)力学、热学部分[M].北京:高等教育出版社,2015.

[2]杨述武.普通物理实验(3)光学部分[M].北京:高等教育出版社,2016.

[3]袁琳.革新大学物理实验教学[J].科技信息,2009.

光学课程论文范文8

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。