光学工程的应用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质光学工程的应用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：环压，不锈钢管，锁紧环，施工工艺，经济分析

 

现代给水系统管材材质种类繁多，随着科学技术的进步和高科技技术的运用，新型、快捷、耐用的高标准要求日见卓著。免费论文参考网。不锈钢管材和管件(简称不锈管)，经久耐用，外表精美，属节能环保产品，已被国内外工程界所公认。国外应用薄壁的不锈管起始于上世纪60年代，目前，发达国家在建筑给水、水处理系统的应用日趋普遍。

不锈管有厚壁和薄壁两种，在一般工程中采用薄壁的居多，压缩式管件等多种成熟的连接方式，安装简便，安全可靠，在减少壁厚降低成本方面，更具有开发和推广应用的意义。免费论文参考网。

广州大学城广州大学二期工程建设项目在冷热水系统中的管材均采用环压式不锈钢管，并在整个大学城得到了广泛的运用。通过在工程中的实践证明，其管材的质量、施工的快捷、完工后工程质量的过硬都得到了各方的认可，在今后的工程中值得推广和运用。

1.工程概述

广州大学城广州大学二期工程建设机电安装项目总投资约3.6亿元，共38栋单体，总建筑面积约48万平方米，其中教学区11栋单体，生活区27栋单体。

环压式不锈钢管在冷热水系统中主要为单体楼内的安装，首层架空层内主管道水平吊装，管道井内或洗手间内立管明装，热水管采用聚氨脂发泡外包聚氯乙稀保温，埋墙暗敷管采用包胶管。整个系统的不锈钢均采用环压连接方式。

其工艺流程为：环压前准备→下料断管→预装密封圈→第一次环压（管件间的角度定位）→第二次环压→检查（维修补压）→支吊架固定。

2.工艺特点及施工工艺

2.1 机具

(1)手动液压泵:加压杠杆上下往复工作使液压油(46号)流经油管、钳头，油缸推动活塞滑块向上移动与上钳口接触直到合拢为止。

(2)油缸钳头：钳头分油缸、活塞、弹簧、下滑块、上钳口、模块。免费论文参考网。上下模块标色要统一对称，弄清模块的内部结构，使用时管件与模块规格一定相匹配。

2.2 安装方法

(1) 准备工作：先检查上下钳口模块规格与所压管件的规格是否相匹配，模块方向是否一致，空压查看上下模块能否合拢，模块前后左右是否对称平齐，液压泵工作是否正常，有无漏油现象。

(2) 下料断管:用断管工具（不锈钢锯条弓形锯、石材切割机等）按需要长度垂直断管。切割后的管材端面要平齐，除去管口内外毛刺并整圆。应保持断口平整，其倾斜度≤2mm。

(3) 预装：将切断好的管材插入将要安装的管件（一定要插到底），在管件上与管件端口齐平处划线。

(4) 装密封圈：采用硅橡胶密封圈，将其套入所需安装管材的前端，且靠近所划标记。管材插入管件时，应确保划线标记到管件接口端面的距离在2mm以内，密封圈装入过程中不得使用任何剂，且密封圈不得扭曲。密封圈上不允许有油污、沙粒、破损。

(5) 环压管件管材：将管件放入钳口中，并且管件指向模块有标色的一放，管件端口放置在模块密封段台阶上，进行两次以上环压，当第一次加压模块间隙约为2-3毫米时，管件外端口略微拱起时，立即泄压（在进行第一次环压之后，这时应进行管件之间角度的校正，然后再进行第二次环压定位）；将环压钳头相对管件轴线旋转30°～90°后，再用液压泵使两个半环压模块完全合拢，此时通过环压工具产生的压力，使管材与管件局部内缩形成凹槽，达到所需的连接强。同时密封圈产生压缩变形而充分填充管材管件间的空隙，是管件端口内收至紧贴管材，从而达到密封效果，进行第二次环压成形（在第二次环压时，在上下模块未合拢之前，注意察看管件端口是否拱起，如果没有拱起，可环压到位，稳压3秒即可，如果在第二次环压模块合拢之前，管件端口起皱，拱起过大，立即泄压，进行第三次旋转、环压）。

(6) 维修补压：管件环压成形后目测管件与管材之间有无间隙，密封圈是否完全剪断，进行二次补压修复。

(7) 大管件DN80-100管件环压第二个锁紧环的操作方法：当第一个环压环定形后，将钳口平行后移至锁紧槽后边缘处，将管材管件与钳口上下保持平行，左右与钳头呈90°，进行环压一次到位即可。

2.3 系统试压

环压式不锈钢管冷水管道试验压力为管道系统工作压力的1.5倍,但不得小于0.6MPa.热水管道试验压力为管道系统顶点的工作压力加0.1MPa.但系统顶点的试验压力不得小于0.3MPa.各系统的升压时间不应小于10min,升至试验压力后,观察各接点部位,不应出现渗、漏水现象，并且10min内压力降不得超过0.02MPa.然后压力降至工作压力后,压力应不下降,更不应该出现渗、漏水现象.

2.4 管道特点

该工程中管道特点主要为以直管为主，管件不多，管径较小，一般为DN50以下为主，主管为DN80和DN100。

系统中所接器具较多，与卫生器具连接和设备连接的过渡连接配件，均采用螺纹式连接的不锈钢软管。

3.经济分析

3.1 耐用性分析

不锈管是使用寿命最长的管种之一，能永保管道洁净的水质。意大利米兰Canegrate水处理厂，对其采用碳钢和不锈钢的寿命成本逐项剖析，由此得出结论：在30年寿命周期中，其维修和更新费用是企业成本的主要因素：采用不锈钢比采用碳钢更加经济的转换点是使用到10年。

3.2 安装费用分析

从连接方式上比较,以前的工程中，不锈钢管道均采取氩弧焊接的连接方式，对工艺要求高，施工难大大，进度慢，使用大量的焊条和氩气，且氩弧焊接人工工资很高，大大加大了安装成本。相比而言，该工程中采用的是环压式连接，压接快，施工工艺简单，不需要配备技术要求高的氩弧焊工种，经济实用。

3.3 材料成本分析

对于大型的商业和公用建筑，相对别墅和住宅来说，给排水管道材料中直管道的比例较多，配件较少。从材料成本方面考虑，与铜管比较，不锈钢管道直管便宜，配件贵。铜管配件价格是按照重量计算，所以配件价格约为直管的10%左右，不锈钢管道的配件价格计算口径与铜管不同，是按照件计算，不锈钢管件价格基本等于一米管道。所以对于一些大型的商业和公用建筑，管道配件少的用不锈钢管道比较经济，对于管道配件较多的小别墅和住宅，采用铜管比较经济。

3.4 维修成本

在不锈钢管应用较早的日本，出于饮用水的二次污染问题而应用了不锈钢管，从实践中得出了不锈管能有效控制城市管网漏损率的结论。如日本东京管网应用不锈钢管比率从1983年的11%提高到2000年的80%以上，城市管网漏损率却从14.7%降至7%。

在广州大学城广州大学的后期工程实际维修工作中发现，一期工程中给排水系统采用的是铜管，给水管道的维修单很多，吸取教训后二期工程中采用的是不锈钢管，相对维修单明显减少了很多。

4.小结

综合所述，通过对环压式不锈钢管在实际工程中的应用分析和经济分析，环压式不锈钢管是新型、快捷、耐用的高标准的管道，在大型的商业和公用建筑中使用更加经济实用。

参考文献

[1]日本、美国及欧洲不锈钢水管的使用概况.中国联合钢铁网.

[2]胡文红.卡压式薄壁不锈钢管材应用技术要求初探[M].福建建筑科技, 2005,(06).

[3]工业金属管道工程施工及验收规范.GB50235-1997.

[4]建筑给水薄壁不锈钢管管道工程技术规程.CECS153-2003.

第2篇

关键词 土木工程；应用型教学模式；应用型人才

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）33-0081-02

应用型教学模式是以培养应用型人才为导向，以培养学生应用能力、自主学习能力和社会适应能力为基本取向的教学模式，其从课程各个关键环节——教学目标、教学内容、教学方法以及教学评价——均体现出应用型教学的思想理念。土木工程专业学生主要学习工程力学、建筑工程结构、工程项目管理、工程经济学等土木工程建设方面所需的基本理论与知识，受到课程设计、实验操作和现场实习等方面的基本训练，具有从事建筑工程结构设计、工程项目管理、房地产开发与经营管理等方面的实践能力。其各科课程按不同知识领域分为七大模块，见表1。通过分析它们之间的各自特点以及关联之处，研究如何在土木工程教学大体系中体现“应用型教学模式”具有深远的意义。

1 教学目标更加适应新时期应用型人才培养的需求

1）图模概念形成模块中的课程，可以进一步强化学生对建筑模型的感官认识，以及对建筑图的立体空间想象。

2）专业力学基础模块中的课程，可以进一步加强学生将工程实物化为工程模型的能力，加深学生对力学模型认识的形象性。

3）专业实验基础模块中的课程，可以进一步让学生将基本操作实验和工地现场实际实验进行比较了解，加深学生对实验操作实际性的了解。

4）专业设计原理模块中的课程，可以进一步加强学生对实际图纸的读取和运用能力，加深学生对设计原理应用性的理解。

5）工程施工管理模块中的课程，可以进一步强化学生对施工方案及施工管理之间联系的认识，加深学生对工程实际动态实施的了解。

6）工程经济造价模块中的课程，可以进一步强化学生对施工方案管理及工程造价之间联系的认识，加深学生对工程实际动态经济控制的了解。

7）工程软件应用模块中的课程，可以进一步强化学生进行全过程的信息化管理，加深学生对工程实际全面信息化管理的认识。

2 教学内容更突出实际应用性环节的设置

上述七大模块知识领域的科目又可分为两大类：

第一类，实际应用性较强的科目，包括图模概念形成、专业实验基础、工程经济造价、工程施工管理、工程软件应用；

第二类，理论分析性较强的科目，包括专业力学基础、专业设计原理。

不同类别的科目在教学内容的编排上有不同的特点。

实际应用性较强的科目比较容易联系实际项目，课程内容安排上往往通过相应的实验或实践就可完成其应用性内容的强化。

1）图模概念形成中的课程，可以更多地引入三维模型的观看，以及联系工地现场的建筑实体。

2）专业实验基础中的课程，可以更多地引入工地现场实验的内容。

3）工程经济造价中的课程，可以更多地引入分析实际清单和定额的内容，并配以相应的动态经济分析；

4）工程施工管理中的课程，可以更多地引入施工方案的分析比选以及与工程管理间的动态关系。

5）工程软件应用中的课程，可以更多地引入信息化综合实操管理内容，让学生体会从设计到出图到施工管理及造价管理等全信息化过程。

而理论分析性较强的科目则属于极典型的工科课程，通常教学内容抽象乏味，任课教师不太容易使课堂生动有趣，学生也不太容易接受理解，造成这些科目特别难学的状态[1]。而这些科目又绝对是土木工程专业最重要的基础课和核心课，所以能够提升这些课程的教学质量对土木工程专业教学具有极重要的意义。这类课程必须紧密联系应用性较强的科目或者实际应用性内容，以此增强其形象性，加强学生对这些课程的理解。

1）学习专业力学基础的时候，要结合专业实验基础和图模概念形成领域的科目，每门力学课程都要联系自己的实验科目，让学生边学习边参与到动手实践中，这样才能使难以理解的力学转化为可视、可操作的过程，增加学生的兴趣和理解力；每门力学课程都要紧扣工程实体模型进行学习，力学学习如果离开了实体模型，就失去了它有效的针对性，使学生感觉摸不着边际，甚至一头雾水，不知道学这么难的东西有什么用处。

2）学习专业设计基础的时候，要结合图模概念形成、工程施工管理、工程经济造价将所学内容进行图纸形象化认识、施工现场形象化认识以及造价算量形象化认识，让学生明确所学的原理在实际应用中是如何存在体现的。首先，要增加建筑标准设计图集的内容，教师在讲解设计原理的同时，配合图纸讲解以及规范识图规则的灌输，加强课程的形象性以及应用性能。其次，强化实践应用的操作性，加强建筑标准设计图集的应用，让学生完整地进行小型工程的设计、绘图以及造价提量等任务，让学生体会它们之间的关联，使小小的实践设计发挥最大的实际应用作用。

3 教学方法更注重激发学生的学习主动性

对于实际应用性较强的科目，即使先介绍理论内容，再引导大家完成题目，也比较容易让学生接受；但是理论分析性较强的科目，如果直接介绍理论，可能让学生接受起来存在很多问题，所以可以先通过“案例导入法”让学生将抽象的原理认识直观化，再通过“问题导向法”调动学生自己积极思考，加强学生自身学习主动性。

所以，对于土木工程这样的工科学科教学，一套图纸在教学上的应用是非常重要的。一套图纸就可以作为一个工程项目案例，项目就是实战，让学生在教学中成为主体，由项目引导教学[2]，让学生在学习过程中解决与此相关的工程相关问题。由此，既可以把学生的吸引力抓住，也可以把各门学科串联起来，甚至可以让学生完成图纸的若干问题分析以及讨论。于是，一套图纸不仅整合了教学方法的呼应，也贯通了各课程之间的关系，这样的教学效果要远远好于传统的授课形式。总而言之，一个好的教学方法就是要突破传统教材的理论框框，而将鲜活的案例引入课堂，这才是最有活力的教学方法。

4 教学考评及相应的考核体系更强化应用型环节的比重

教学考评及相应的考核体系应该全面体现出教学目标的要求，应该突破传统的考核方式，在考虑基础知识掌握的同时，加强应用能力的考核。应分别在命题内容、形式和考试形式、方法上对课程内容进行知识、能力、素质三个方面的分析解剖，按一定的比例科学设定，给学生适当的时间与空间，分别检测其知识、能力、素质三个方面上对知识的掌握和在智能上的发展程度。考核形式也可以从封闭式考试扩展到开放式考试或组合式考试[3]，综合考评成绩也应该包含应用能力的测评，学生通过课堂讨论、提交作品等方式积极参与到课程的应用能力培养当中，就应该给予一定的加分，以此激发学生参与到课程的实际应用环节，提升学生的学习主动性，也会增强整个课程的教学效果。

5 结论

综上所述，“应用型教学模式”在土木工程各学科中推广时，不要把各门课程当作独立的个体讨论教学，而是应该把他们划分到不同的模块中，找出不同模块中各学科中的共性与关联处，使它们既拥有通用的教学框架模式，又有各自的具体内容，在递进的教学过程中不断地重复、引用与加深理解，但同时又尽可能地相互呼应，进行整体的优化整合，将各学科的教学过程融合成一个大的体系。

参考文献

[1]欧青立.工科专业课程教学特点与育人[J].株洲师范高等专科学校学报，1999，4（2）.

第3篇

关键词：光电信息科学与工程；人才培养；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0167-02

一、研究背景

光电信息科学与工程专业（以下简称光电专业）是由教育部在2012年9月下发文件将原属于电子信息科学类的光信息科学与技术、光电子技术科学专业与原属于电气信息类的信息显示与光电技术、光电信息工程、光电子材料与器件5个专业统一整合后而成的[1]，因此，不同学校的光电专业渊源不同，特色各异。我校的光电专业源于2011年设置的光信息科学与技术专业，初期建设主要依靠大学物理教研室的师资和大学物理实验室资源，在课程体系设置中，理论课程比例较大，应用型课程不足，实践教学环节薄弱，对学生的实际应用能力培养不足，不利于学生的就业竞争。

光电信息产业是21世纪最具发展潜力的产业，随着合芜蚌自主创新产业示范区的建设和发展，安徽光电产业迅速发展，从而使光电专业技术人才需求快速增加。特别是生产加工类企业，对具有光电专业背景、熟悉光电原理和行业发展的技术管理人才需求旺盛。

随着地方高校向应用型转型发展，对比企业对光电人才需求的状况，以前的培养方案存在与就业市场脱节，重视理论及系统性，实践教学环节薄弱，对学生的实践能力、应用能力和创新思维培养不足。为了解决以上问题，近年来，在广泛调研的基础上，借鉴兄弟高校的成功经验、认真吸取企业的建议、接受光电教指分委指导，逐步明确专业培养目标及建设思路，初步形成有特色、能满足地方光电企业人才需求的人才培养方案。根据市场需求，确定了“光电子技术”、“光通信与信息处理”两个专业方向，构建分层次、模块化的“平台”+“模块”式课程体系。建设了基础实验、专业实验、综合课程设计及企业实习等实践教学体系。

二、应用型人才培养模式改革的实践

（一）合理定位，优化课程体系

地方高校光电信息科学与工程专业主要培养适应光电信息类企业需要的应用型技术人才，以适应光电信息产业的快速发展。以培养企业需要的应用技术人才为培养目标，校企合作修订了2015级人才培养方案和教学大纲。课程体系分为公共基础课、专业基础课、专业课、专业方向课和专业选修课5个层次。在新的培养方案中，保证数理基础的前提下，适当合并调整压缩了物理理论课程，增加了应用型课程的比例，加强了实践教学环节。主要开设了，光电信息物理基础、物理光学、应用光学、信息光学、模拟电子技术、数字电子技术、激光原理与技术、光电子技术，光学系统设计、光纤通信原理、传感器原理与应用、数字信号处理，单片机原理等。

（二）加大实验室建设投入，强化实践教学

学生的实践能力、应用能力需要有良好的实验教学条件的保障，用好现有中央财政支持地方高校建设项目、安徽省高等学校振兴计划项目支持实验室建设。2013年光电信息科学与工程实验平台建设获批中央财政、支持地方高校建设项目，同年获批该专业获批安徽省振兴计划新专业建设项目。

在大学物理实验中心的基础上，独立设立了光电信息科学与工程实验中心。从2012年至今，依托项目资金等共计投入760多万元用于购置各类光电仪器设备，组建了基础光学、激光原理与技术、光电子技术与检测、光通信与信息处理技术4个实验分室，建设了光学系统设计与制作、光电创新设计2个实训室。经过4年的实验课程建设，逐步形成了较为系统的、先进的、开放的实验教学环境。

1.有机整合、独立开课，构建模块化实验教学体系。打破基础实验、专业基础实验、专业实验独立分块，实验从属于理论的传统实验教学体系，将光电信息科学与工程专业教学计划中的实验组成一个有机整体、独立开课，构建模块化实践教学体系。[2]如独立开设了基础光学实验、光电子技术实验、光通信与信息处理技术实验、激光原理与技术实验及课程设计等。

2.改革教学内容，优化基础实验，增加综合性、设计性实验。光电信息科学与工程专业的实验教学在整合基础实验、独立开设模块化实验课程的同时，开设足够的高质量的综合性、设计性的课程设计项目，课程设计的内容与工程、社会应用紧密联系，开设有光学系统设计、光通信原理课程设计、光电检测课程设计等，通过课程设计培养学生的实践能力和综合应用能力。通过暑期小学期实践教学，积极引进企业工程技术人员，结合企业生产项目，实施暑假实践教学，使实践教学真正贴近企业，贴近市场。

（三）设立大学生创新实践计划，鼓励学生参与各种竞赛活动

学校积极实施因材施教的探索，在人才培养方案中设立了大学生科技文化与创新创业学分，设立大学生创新创业计划项目，学生自愿报名组队，在指导教师的指导下，完成创新创业项目。学校积极支持学生参加课外科技实践及竞赛活动，学生在全国挑战杯大学生创新创业大赛、全国大学生数模竞赛、电子设计大赛、飞思卡尔智能车大赛、全省大学生物理实验竞赛、及学校组织的光电设计竞赛中都取得较好的成绩。学生通过竞赛，提高学生专业学习兴趣，明确学习目标和方向，促进了学习积极性和主动性，提高学生分析问题和解决问题的能力、实践能力和综合素质，[3]从而也提高了人才培养质量，提高毕业生就业竞争力。

三、思考与建议

光电信息科学与工程专业建设和人才培养是一个长期的过程。我们在4年的建设实践中，有教训也取得了一些经验，培养光电企业真正需要的应用型人才，创新应用型人才培养模式是我们必须思考和研究的重要n题。

首先，科学合理地设计和更新教学内容，淘汰过时的内容，将企业生产的实际问题与理论结合，特别是体现在专业课程的教学内容、实验教学项目、课程设计及各类设计、光电设计竞赛的项目上。

其次，建设具有特色的专业实验室，建设好校内实习实训基地；建立稳定企业实习基地，推进实验及实训的项目化教学，通过企业技能学习，有助于提高学生的实际操作水平，培养学生实际应用能力，有利于学生针对就业岗位针对性学习，提高就业竞争力。

第三，存在的问题和不足。专业设计软件的熟练使用也是企业技术人员的重要方面，而我校利用课程教学、暑假实践等对学生进行了单片机类教学，Matlab仿真等软件课程教学，但还缺少光学系统仿真设计等训练。因此，我们进一步建设光电仿真设计实验室，将加强学生专业设计软件使用能力的培养。同时，我们在2013级人才培养方案中增加了科技新学分部分，以强化实践与科技创新能力的培养。

光电信息科学与工程专业建设和人才培养模式的探索是一项长期工作。校企合作，创建以能力为中心的人才培养模式，注重提高学生的综合素质，培养学生综合应用能力，必然会培养更多适应社会、企业需求的光电技术应用人才。

参考文献：

[1]张海明，尚可可，等.地方高校工程应用型光电信息科学与工程专业人才培养的探索与实践[J].物理与工程，2015，（2）.

[2]谢嘉宁，陈国杰，等.地方高校光信息科学与技术专业的建设与思考[J].中国校外教育，2010，（08）.

[3]朱进容，黄楚云，等.光电信息专业人才培养模式的研究与实践[J].教育教学论坛，2013，（12）.

Local Colleges Optical Information Science and Engineering Exploration of Applied Talent Training

CHENG Rong-long1，LI Yi-de2，WANG Li1，GONG Hao1，FU Yuan-xia1

（1. Department of Mathematics and Physics，Bengbu College，Bengbu，Anhui 233030，China；

2. School of Physics and Materials Science，Anhui University，Hefei 230039，China）

第4篇

 

随着光学技术的开展，对光学仪器和光电仪器设计的请求也越来越高，这就请求设计者具备扎实的理论根底、较高的设计技巧和现代光学系统设计计算才能。目前，社会上对光学设计的专业人才有着越发迫切的需求，为此，高校肩负着培育具有良好光学设计才能的工程型人才的重担。

 

为了协助学生稳固应用光学专业根底学问，控制评价光学系统的根本办法，进步学生对光学系统的应用才能和设计才能，该校在光学工程学科研讨生教学中开设了“光学工程与系统设计”课程。该课程在本科工程光学的根底上，系统、全面地解说光学工程的理论、应用和系统设计办法，协助学生进步在工程应用中处理实践问题的才能。

 

“光学工程与系统设计”课程针对光学工程学科研讨生开设，请求学生具有一定的光学工程根底学问，教学目的是培育光学工程的高级应用人才。授课内容除注重于根本概念的解说和根本原理的剖析外，拟经过大量丰厚的光学系统应用实例，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能。

 

因而，该门课程在较短的课时内，既要有对专业根底学问的深化了解，又要结合工程消费理论，以处理实践设计问题为目的，使学生在系统、全面地控制光学设计理论和设计办法根底上，可以独立完成大多数典型光学部件和系统的设计工作。因而，要到达较好的授课效果，对授课教员提出了较高的请求。

 

在“光学工程与系统设计”的授课中，如何将理论与实践相结合，充沛调动学生学习兴趣，使学生逐渐顺应从习气于科学理论、理想假定的学习者到光学工程专业技术人员的转变，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能，是重点思索的问题。该文将对教学中遇到的问题及经历进行做出总结。

 

1 “光学工程与系统设计”教学中面临的主要问题

 

在该课程的教学过程中，主要存在的问题有以下几点。

 

1.1 学时少，相应配套课程不完善，学生根底学问程度不平衡

 

“光学工程与系统设计”课程涵盖光学成像理论、典型现代光学系统的构造原理和光学特性、光学系统设计办法等等方面，触及学问内容十分普遍。在有限的学时内，要完成一切的教学内容，到达使学生系统、全面地控制光学设计理论和办法，进步学生现代光学系统设计才能，培育学生工程素质的目的，对学生的根底学问、综合才能的请求都较高。而在实践教学中，由于学生可能来自于不同的本科专业，在光学工程类根底课程方面的学问程度表现出很不平衡，相应的配套课程也不够完善。因而，如何在本课程的教学中，如何缓这些矛盾，补偿这些缺陷，到达好的授课效果，对教员提出了很大应战。

 

1.2 学生工程认识淡薄，入手才能差，不能将理论与实践相结合

 

学生对工程设计的特性仍旧缺乏认识，对工程问题较为陌生，工程认识十分淡薄，因而形成了入手才能差，不能将所学的理论学问与实践应用有机结合的问题。而本课程正是以培育具有良好光学设计才能的工程型人才为目的，因而，如何理论结合实践，在对实践问题的剖析与讨论中，培育学生学习与开展的才能和发明性处理工程问题的才能，是重点要处理的一个问题。

 

1.3 学生的学习积极性问题

 

教育学以为：兴趣是学习最好的教师。学生对所学习的课程产生了兴趣，才干愈加认真、愈加投入地吸取课程的学问，更好地发挥思想和智力的潜能，做出发明和创造。正是由于本课程触及内容普遍，学生根底学问程度不平衡，假如不可以采取合理措施，将理论与理论相结合，充沛调动起学生学习的主动性，就更容易形成局部学生对课程丧失兴趣，消极学习。因而，作为专业课程教师，怎样培育学生的学习兴趣，不使学生觉得学习过程无聊、无用而索然无味，是授课教员必需认真考虑的问题。

 

2 教学变革理论与探究

 

针对以上问题，我们在教学过程中，从教学体系、教材、课件、教学办法等多方面进行变革探究，以完善教学内容、创新教学办法为动身点，从进步学生兴趣，增强师生互动，解说深化浅出，理论结合实践，融入科研内容等多方面着手，改善教学效果，获得了较好的效果。主要采用了以下手腕后。

 

2.1 精心规划授课内容，留意衔接，对症下药

 

该课程许多内容触及到几何光学、物理光学、激光原理等根底课程学问，希望学生可以具有一定的相关根底，在授课时才干产生较好的效果。但是，如前所述，在教学中存在学生根底学问程度不平衡，配套课程不够完善的问题。为处理这一矛盾，在授课体系与授课内容方面，进行了精心的规划，力图合理。

 

首先，在授课内容方面，注重教材内容的科学组织，在内容的编排上留意学问自身的内在规律性、系统性及互相联络，加强课程各个局部之间的逻辑性，对症下药，从而俭省学时，处理课程容量大与学时有限的矛盾。其次，在讲授必要内容的根底上，留意与前期课程的衔接，但并不完整依赖于前期课程学问的控制，而是注重启示、引导学生自主的温习、控制、扩展原有学问，例如经过布置考虑标题、提供参考文献、课上讨论等方式，协助和鼓舞学生经过主动学习，来处理根底学问程度不平衡的问题。同时，在授课中并不简单的依照教材施教，而是及时结合科研项目，充沛应用与课程有关的最新研讨成果，补充身手域的前沿技术。

经过合理的规划授课内容，并在授课过程中，留意衔接，对症下药，鼓励学生课下主动学习的方式，进步了教学质量。

 

2.2 理论结合实践，重在才能培育

 

本课程除了具有学问的系统性、理论性强的特性外，更重要的特性是应用性强。在工程设计中，需求灵敏地运用学过的理论学问，用理论指导理论，才干使设计朝着胜利的方向行进。当设计过程呈现问题时，怎样应用理论学问和理论经历，来有效地进行修正，最终得到满足运用请求的系统设计，这种处理工程问题的才能的进步，是本课程最中心要处理的问题。

 

为此，我们在根底理论讲授后，经过抛出一个或几个实践工程设计问题，引导学生进行深化考虑与讨论，完成自主设计。例如在学习了像差理论及典型显微光学系统后，请求学生设计一款高倍率显微系统，针对该系统设计过程中发作的各种问题，包括怎样从低倍率系统逐渐过渡到高倍率系统，怎样完成复消色差，以及工程实践中如何完成系统装调等等问题，逐个进行讨论和剖析，经过引导学生发现问题，鼓舞学生自主剖析处理问题，进步学生的理论才能。

 

这样的理论与实践相结合的过程，深受学生好评，学生们分歧以为，经过这样的练习，不但加深了对理论学问的了解，更大大进步了他们发现和处理工程问题的才能。

 

2.3 创新授课办法，刺激学生主动学习

 

由于授课内容的更新以及理论与实践相结合的请求，教员在授课办法上也必需进行相应的创新，才干够到达预期的效果。学生是课堂教学的主体，只要激起学生求知的动力，课堂教学才有可能胜利。除了传统的讲授方式外，在本课程的授课过程中，愈加注重启示式教学和讨论式教学。启示式教学办法，是指经过具有启示式的发问，鼓励学生学习的兴趣，从而培育学生的发明性思想才能。讨论式教学办法，是指经过讨论问题，积极引导学生进行独立考虑，培育学生的自主学习才能。

 

在详细做法上，除了采用布置考虑标题，引荐参考文献的方式外，还经过将学生分为协作小组，针对某一任务进行组内协作，然后组织各小组就各自研讨成果在全班进行交流，鼓舞学生之间就技术问题进行讨论、质疑与争辩，加深了解。

 

经过启示式与讨论式教学办法的引入，加强了师生互动，进步了学生的学习兴趣，刺激学生主动学习的愿望。

 

3 结语

第5篇

关键词综合科技教学理念人才培养中图分类号：G424文献标识码：A

0 引言

光学工程的发展在早期，主要是基于几何光学和波动光学，拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业，这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。随着激光技术和光电子技术的崛起，光学工程已发展为一门多学科交叉的工程科学，集光学、信息技术、材料科学、精密机械与制造、计算机科学、微电子技术、自动化技术、精密测量等学科于一体。

光学产品的设计与制造涉及多个学科、多种技术，采用传统的教学方法和理念将很难适应光学工程这一变化的趋势。而综合科技教学（Integrated-Technology Teaching and Learning ，ITL）理念，是一种将多元化科技与多层次相融合而进行学习的有效途径，特别适用于多元化科技专业的教学，①因此在进行光学工程专业人才培养模式探索时进行了将综合科技教学理念融入人才培养中的有益尝试。

1 对综合科技教学理念的理解

综合科技教学理念是新加坡南洋理工学院工程系实验室所采用的创新教学理念，其目的是为了加速与强化工程理念及科技应用两方面的学习，此教学理念特别适用于多元化科技的学习。

传统教学方法常常是一种狭义的独立化研究，课程设置上有一定的纵向联系，但缺乏相关科技领域间的横向联系。实习实训项目与真实工业应用或企业真实生产环境、真实产品间联系不够紧密。我们经常碰到的问题是开设了很多门课程，但衔接和连贯性不好，前面学过的知识没及时融合到应用中来，导致失去了强化、运用和提高的机会。

综合科技方法强调将核心科技与周边科技的重点进行有机整合后，采取渐进式和系统化的结构，在后续不同情况下反复出现。该方法要求引进相关的工业项目和实例进行实践与研究，对生产中会出现的各种实际问题的典型解决方案都能通过实践证明。它将整合式教学、反复式教学、启发式教学和渐进式教学融合在一起，是学校与企业紧密结合、将完整的工作过程引入教学的成功典范。②

2 将ITL运用至光学工程专业人才培养的探索

光学工程专业所涉及到的科技内容十分广泛，如光学零件的制造需融合几何光学、物理光学、机械制造、电工电子技术、计算机绘图、成本核算等多方面知识，光学薄膜镀制涉及到物理光学、膜系设计软件、机床水电气、操作软件等。为了使学生能将所学的光、机、电、算等各方面知识有效融合起来，必须对教学过程进行改革，将多方面的知识通过不同的项目进行有效整合，并遵循循序渐进的规律，形成螺旋式上升的提升曲线。

（1）与企业共建生产性实训基地，将企业真实订单带入教学中。学生在学校学习的目的之一就是为了具备将来走入社会后的工作能力，通过与企业共建生产性实训基地，能让学生提前接触真实企业生产环境和真实产品，将所学知识融汇起来，形成一种综合科技教学环境。在生产性实训基地里，学生在教师指导下通过亲身参与实践的全过程，将学到的专业知识融会贯通并应用于实践中，从而提高分析问题和解决问题的能力。企业提供真实的光学零件订单，学生从接到客户图纸开始，先进行图纸消化，再结合基地实际设备、人员条件进行工艺分析，设计工艺规程、工装冶具，选择合适的材辅料，并进行实际生产。在实际生产过程中，对出现的各类问题，利用学过的专业知识，寻求解决问题的办法，不断提升学生技术水平。

（2）本着“注重应用，融入前沿”的原则，精心挑选某些技术含量多的实习实训环节或案例分析，并在搜集资料、内容组织、语言表达等方面提出具体要求，让同学们通过业余时间，对开放的实习基地、实训室、实验室等充分利用，对其进行实践研究，最终写出实习实训心得。

（3）针对学生在实习实训中存在的共性问题，采用讨论式、启发式和问题解决式教学，一方面活跃了课堂气氛又加深了学生对知识的理解、运用，又有利于自身素质的提高；另一方面既减轻了学习负担，又增加了知识的连贯性。

3 运用ITL对教师提出更高要求

实施综合科技教学的关键因素是要具备一批高素质、高水平、高技能的教师队伍。要开发出适用于光学工程专业人才培养的综合项目，教师必须深入到企业中去，了解与掌握企业的岗位能力要求，把握好专业的发展方向，与企业技术人员共同设计出综合性的实践顼目。同时，在达到培养学生综合素质的目的的同时，要保证按时按质按量完成综合项目或企业项目，要求教师应具备高度的责任心、超前的专业知识和高超的专业技能，这些都对教师队伍提出了更高要求。因此，应从学校层面进行师资力量的保障，建立高素质的双师教师队伍。可通过与企业的互聘互兼，实现学校与企业的双赢，一方面专任教师到企业中去，进行挂职锻炼或实践；另一方面，可聘任企业的高技能人才作为学校的兼职教师，壮大师资队伍。

4 结语

综合科技教学理念将多元学科有机整合起来，在光学工程专业人才的培养方面尝试运用该理念，并与企业一起共建生产性实训基地，将真实项目引入教学中，有利于提升学生的综合素质和实践能力、应变能力，是一种切实有效的技能型人才培养模式。

注释

第6篇

应用物理专业学生毕业后可在科研院所、高等院校、企事业单位工作。

主要从事光学工程师、应用工程师、研发工程师等工作，大致如下：光学工程师、应用工程师、研发工程师、算法工程师、数据库工程师、光学设计工程师、工艺工程师、架构师。

应用物理学专业以物理学为主要内容，了解物理的理论前沿、应用前景和最新发展动态以及相关高新技术的发展状况，掌握物理理论以及相关的工程技术知识，进行基础研究和应用技术方面的科学思维和科学实验训练；旨在培养能在大中型高新技术产业、公司、科研单位、高等院校从事科研、开发、教学和管理工作的高级应用型人才；具有向不同领域发展的潜力和素质，特别是在交叉学科的进一步深造方面具有优势的人才。

（来源：文章屋网 ）

第7篇

关键词：光电信息;实践教学;学生

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0000-02

一、中北大学光电信息类专业简介

目前，中北大学光学工程学科管理部（隶属于中北大学信息与通信工程学院）有两个本科专业，“光电信息科学与工程”（2013年前为光信息科学与技术，2002年开始招生，山西省特色专业）和“电子信息科学与技术”（2001年开始招生，本专业侧重于光电信息的获取与处理方面，所以归到“光学工程”学科管理部）。相对于国内高水平光电类专业的学校，中北大学在光电信息类专业方面招生较晚，再加之扩招以及光电类专业的实验设备较贵等多方面的原因，实践教学（课程实验、课程设计、毕业设计、学生动手创新环节等）在2013年以前各方面条件差，甚至一些重要的专业基础课程实验也只能用一台实验仪器给几十名学生演示一下或计算机简单仿真，也没有形成完整的实践教学体系。2012年教育部本科专业更新调整后，学校也提出了抓内涵建设，并且把本科专业建设和学科建设统筹考虑，2013年成立了学科管理部，这两年进行了较大的改革和建设。

二、近两年的实践教学改革思想

随着教育部2012年版新专业目录招生的变化以及中北大学抓本科教学内涵建设，学校从管理、资金投入、专业评估方式等多方面对促进本科建设进行了较大的改变。中北大学的光电信息类专业归口到“光学工程”学科管理部这个基层单位，结合学校学科建设、科研方向项目、研究生教学，充分发挥学科优势、教师科研优势（包括科研仪器设备、教师在课程设计、毕业设计等方面结合科研），这两年在实践教学方面进行了建设和改革。

结合本类专业十多年的建设与探索，结合学校学科建设、科研方向项目，相关学科带头人、教授、多年从事教学与实验的相关教师广泛讨论、交流。首先在2013年初对培养方案也进行了修订，增加了实践教学环节，多种途径申请学校在本科实验室的投入，也鼓励教师科研和教学集合，构建了较完善的、适合于本校专业方向和定位的实践教学体系，初步形成了光电类专业的实践教学体系建设思路（之所以说是思路是因为有些因为经费、场地、人员等方面的原因还没有完全实现）。

三、光电信息类专业实践教学体系构建

1.中北大学的“光电信息科学与工程”、“电子信息科学与技术”两个专业都属于“电子信息类”本科专业，其培养方案中的专业基础课和专业课主要包括以下几方面的知识：①电子技术基础（如电路分析、电子线路、数字电子技术）;②信息基础（如信号与系统、通信原理等）;③计算机类知识（如c语言、单片机、微机原理等）;④光电信息类（这部分内容较多）。实践性环节包括：课程内实验、实验课程（一般16学时以上单独设课）、大型实验周、课程设计（2～3周）、毕业实习、毕业设计等环节。其中前三个内容（电子技术基础、信息基础、计算机基础）在我院由相关教师与相关的学科部实验室共同完成。另一个主要的光电信息类的实践环节由“光学工程”学科部来规划、设计和实践。

2.结合本类专业的方向构建光电信息类实验室主要设置有：①激光原理与技术实验室;②光纤技术与光通信实验室;③工程光学与光信息处理实验室;④光电检测与综合应用实验室;⑤光电信息系统仿真及软硬件联调实验室;⑥专业特色与光电创新平台实验室。其中各实验室主要完成实验及涉及的课程如表1所示。表1中含盖了本学科下设的两个专业的光学、光电类课程及课程设计、综合实践等方面的内容，其中有些是两个专业共有的专业基础课和专业选修课（激光原理与技术、应用光学、物理光学、光电信息处理、光电检测技术、单片机原理及用、光电信息课程设计等），有些主要是为一个专业服务，但为另一个专业选修或毕业设计等共用（如信息光学、机器视觉、光谱分析与测试等）。有些实验室主要是提供课程实验（如激光原理、应用光学、物理光学等课程实验），有些实验室除提供课程内实验外，还为综合性课程设计、毕业设计、学生课外创新训练（比赛）等提供条件。

中北大学光电信息科学与工程专业是山西省特色专业，在实践教学体系建设方面、实验室建设方面，结合本校“光学工程”、“信息与通信工程”学科师资情况及科研情况，构建了光电信息类方面四个层次的实践环节，如表2所示。包括专业基础实验、专业实验、设计综合性实验、光电综合课程设计、毕业设计、光电创新与比赛。

第8篇

关键词：光电专业；光学元件组装；实训

1 引言

为适应时代及社会发展的需求，提升自己的竞争实力，对于光电相关专业的学生来说，不仅要具备较扎实的理论基础，而且要具备相应的专业技能和素养，如掌握光电子器件和光电子信息系统开发所必需的基本技能和专业技能。光学元件是所有光电仪器的基础[1-2]，针对光学元件开展的系列检测会综合应用到工程光学、物理光学、信息光学等基本原理与知识[3-4]。通过开展光学元件组装实训，可以训练学生综合应用基础知识、综合应用光学实验仪器的能力，并提高学生光学元件装配动手能力。为此在光电信息科学与工程开设“光学元件组装实训”课程具有重要意义[5]。

2 具体实训项目

结合光电信息专业的学科特点，具体开展了以下几项实训内容。

1）光学元件清洁包装与光洁度检测

在日常使用中，光学元件会接触灰尘，水和皮肤油脂等污染物。这些污染物增加了光学表面的散射和对入射光的吸收，这会在光学表面形成热点和腐蚀点，造成永久性的损伤。由于光学元件的材料，尺寸，精度等因素不同，使用正确的处理和清洁方法非常重要。

本实习工位内容涵盖了光学元件的拿取、清洁、包装、光洁度检验。实训中，学生学习光学元件的拿取、清洁、包装方法及注意事项，并进行操作实习；在自己动手对待测光学元件进行清洁后，用三目显微镜对光学元件的光洁度进行检测，对光学窗口、透镜、棱镜、反射镜、滤光片、分划板的光洁度进行检测与分级，并对给定的光学元件进行崩边检查。

2）光学元件外形与面型检测

该实训工位要求学生了解、学习光学元件外形尺寸检测的注意事项，学习光学元件图纸标注外形尺寸的检测方法，并进行光学元件检测操作实习。实训时采用数显游标卡尺，千分尺，高度仪，对光学透镜、光学棱镜以及光学窗口的的外形尺寸和面型进行检测。充分锻炼学生的识图和动手测试能力。

3）光学元件抛光面形位公差检测

自准直仪是一种光学测角仪器它是利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。它和多面棱镜、标准量块等配合可以检测分度机构的分度误差，此外还可以测量零部件的垂直度、平行度等。

“光学元件抛光面形位公差检测”实训工位要求学生学会光学自准直仪的使用方法，用自准直仪检测平面光学窗口的平行度误差，对分光棱镜的分光角度、直角棱镜90°角、直角光学元件塔差进行误差测量。通过该工位的实训练习，使学生对前期所学光学光路知识得到巩固，让学生在掌握光学原理的基础上，锻炼学生动手调试仪器、认真观察读数、并对实验数据进行分析处理的能力。

4）分光、偏振、衍射光学元件检测

光在传播过程中有不同的振动方向，即光在振动方向上具有偏向性，亦被后来称为“偏振光”。光在传播过程中的不同振动方向增加了一个可被控制的自由度，我们可以通过适当的光路安排或者特殊材料、镀膜等光学元件进一步将偏振状态的改变按一定的规律转换成传播方向、位相、频率以及光强的改变，进而分析一些光参量；反之我们通过光强变化和光参量来测量一些特殊光学元件的分光比和消光比。

本实训工位旨在让学生认知常用的光学分光、偏振光学元件；学习分光元件的分光比检测，并进行操作实习；学习偏振元件的消光比检测，并进行操作实习；以及学习光学元件的衍射现象及衍射效率测试。相关实验通过激光器配合激光功率计进行结果测量。该工位对光电专业的学生来讲，是对其专业知识的进一步形象化普及和巩固，将平时学生在课堂上和书本上学到的光学元件和光学原理实际展现在眼前手边，通过观察和自己动手操作，对这些知识进一步理解。

5）光学镜头组装

光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头组装工位主要锻炼学生的动手操作和调节能力，使学生在理解光学镜头种类和基本光路原理的前提下，对准直镜、远心成像镜头以及变倍镜头等几组光学镜头进行动手拆装，并配合激光器对组装后的光学镜头进行相应的检测校准及参数测量。

6）镜片镀膜检测

使用光学方法测量薄膜厚度有多种方式，例如：棱镜耦合法、光谱法和椭偏法。本实验所使用的是光谱法，利用白光干涉的原理测量薄膜厚度，具有设备成本低，易于搭建光路的优点，是目前在线测量薄膜厚度的主流光学方法之一。

本实训工位要求学生学习和掌握白光干涉测定薄膜厚度的基本原理，通过使用拟合算法和快速傅立叶变换算法来测量薄膜厚度，测量多种类型滤光片的透射光谱并对其参数进行计算。

7）原子发射光谱测量

原子发射光谱法，是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法，是光谱学各个分支中最为古老的一种，在发现新元素和推进原子结构理论方面作出过重要贡献。

本实验使用光谱管组来观测多种气体的原子发射光谱。光谱管组是一种低气压放电管，共包括五支直形光谱管，每支光谱管两端均装有电极。实验时，通过在光谱管的两端加以高压，使管内的气体产生辉光放电，发出一定颜色的光。原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线，据此可对元素进行定性分析。实训时，学生使用光谱仪对发射光谱进行采集，通过谱线的条数、位置、颜色来识别出它是由哪种元素发出的，并对相应光管进行标定。

3总结

《光学元件组装实训》是光电信息科学与工程专业重要独立实践课程之一，是一门综合性的实验选修课程。教学目的在于通过课程学习及实际动手操作，使学生能够识别光学元件、知道其光学作用、掌握光学元件的组装和调试等技能，提高学生的综合素质。

课程涉及的学习内容需要学生将所学的理论知识综合应用到实践操作中，注重理论与实践相结合，对学生的动手操作能力及综合素质将有很大的提升。

参考文献：

[1]郁道银，谈恒英. 工程光学[M]. 北京： 机械工业出版社，2006.

[2]梁铨廷，刘翠红. 物理光学简明教程[M]. 北京：电子工I出版社，2010.

[3]郑国经. 原子发射光谱分析技术及应用[M]. 北京：化学工业出版社，2009.

第9篇

2009年8月的北京显得比以往更加炎热，我在家短暂停留后早早地回到学校，准备考研的复习。那一年，我即将大四。

在此之前，我曾同室友为修改简历而通宵达旦，也曾在北京各大招聘会之间来回奔波，然而受2008年金融危机的影响，一份份简历都石沉大海，杳无音信。那时才体会到找一份理想工作的艰难，但是站在人生的岔路口，无论工作、考研或出国，每一个人都必须做出自己的选择。生于农村的我，家境一般，出国是遥不可及梦想，于是我选择了考研。

我的本科专业是测控技术与仪器专业，属于交叉学科，在报考研究生时可以报考检测与自动化装置、控制科学与工程、计算机科学与应用、微电子和光电测量等。由于大学三年成绩平平，对于具体报考哪个专业，自己也不清楚。最初的想法是报考控制相关的专业，因为这个学科与本科专业最接近，于是先复习英语和政治的书籍，同时看一些控制专业方面的书籍。

原本可以按照这个计划走下去，但是世事难料――工程光学挂科了。我所就读的专业侧重弱电检测和控制，“工程光学”本不是本专业的重点课程的课程，只是要求“了解”即可。偏偏我一心忙于复习考研，对它压根不重视，才导致了挂科的悲剧。重修本来也没什么，可是我正奔大四而去，还要为考研复习，挂科、重修不仅会增加时间成本，而且这一不良记录恐怕在研究生复试时成为一大劣势。这门课，挂得可真不是时候！

选择挂科专业考研

我一边抓紧时间复习考研的课程，一边重修“工程光学”这门课程，从一定意义上说，重修更重要，因为它直接决定着我能否毕业。

考过研的都知道，能有一个固定的座位是最大的幸福。教室经常要上课，所以大多数人会很早去图书占座，一占就是一天。为此，我也早上6点钟起床，到图书馆排队等着开门。一开门，我就冲到前面，把《自动控制原理》以及相关的习题答案等摆满了整个桌位。研究控制系统，必须建立动态系统的模型，并且分析系统的动态特性，然后采用适合的控制方法，得出一套合理的控制方案。动态系统模型的建立直接影响着后面工作的进行，而这需要对机械、物理、数学等知识有很深刻的理解并能灵活应用。有一次，在建立一个卫星姿态控制系统的控制模型时，我从早上到晚上都没有弄明白卫星究竟是怎么运动的。在图书馆复习的很长一段时间内，我都没什么进步，同时我还要按时去重修工程光学的课程。

说来也巧，在重修“工程光学”时，我逐渐发现光电技术是一个很有前途的行业。在复习“现代光学系统”那一章时，书中介绍了在卫星摄影、军事目标跟踪和夜视观察等方面广泛应用的红外光探测系统，它把人肉眼不可能直接接收的红外光图像转变为人眼可视的图像。我素来对军事比较感兴趣，如果从事这方面的工作应该要比仪表控制有意思。而激光引发核聚变有可能成为下一代新能源，光子计算机业将是计算机未来发展和变革的必然方向。可以说，在光电领域，每天都发生着新的变化，无论对国防科技或日常生活都产生深刻影响。反观我现在的专业，即使在控制专业岗位上勤勤恳恳工作几年，也是重复着别人的老路做着已经程序化的工作，这不是我想要的生活。而且通过重修，我发现对光学工程领域的了解要比自动控制方面更深。

当时已经是10月，离研究生报名截止还有一周左右。我了解到，当年我们专业一共招收12名研究生，全国报名人数有70多个，光我们班报名的就有20多个，且他们平时学习成绩都不错。而我在三年多的大学生活里，没有参加过社团，没有得过奖学金，没有特殊才能，加权平均分在专业60人中排名47，专业课更只有六七十分的，再加上“挂科”的不良记录，我拿什么和他们竞争呢？

我突然想到了最近复习得颇有心得的“光学工程”。跨考光学工程专业？没准有戏！

不可完成的任务？

听说对于跨考的考生，老师不会太在意本科成绩，这对我是一大“福音”。由于本校没有光学工程专业，于是我想到报考中国科学院大学。

在我心中，中国科学院大学是学术殿堂一般的存在，如果能考上，我的未来必然发生翻天覆地的变化。不过，从国科大专业课的大纲来看，考试课程比我们学习的课程要难许多，而且还另加了一些物理光学等其他光学书籍的知识，冗长的公式，繁琐的计算，还有眼花缭乱折射、反射图像令仅有大学物理基础的我感到无从下手。再说，国科大的竞争向来激烈，从录取数据来看，去年这个专业只录取了4个人，今年的计划也是4个人，我必须在报考的众多考生中至少进入前5名才有希望（按照1∶1.2复试）。此时的我，心里也没底。但是既然选择了，就不能后悔更不能退缩，没有哪一道彩虹不经历风雨，没有谁能随随便便成功，现在要紧的是做好初试的复习。

因为我准备的比较晚，距离考试只有3个月的时间，于是我的复习计划不能像多数人一样，应该是一条不同寻常的方法。

12月的一天，北京正下着一场大雪，天空飘舞着美丽的雪花，我正赶往我报考的研究所见一位未曾谋面的师姐。她读研一，是我通过往年的录取名单联系到的。师姐很耐心地给我讲了她初试时的情形，并回忆了初试时考试的内容。由于国科大不提供最近3年的试题，因此这次看似简单的交谈，实则对我的帮助很大，我仿佛在一片茫茫大海之中，突然发现了一座指路的灯塔。得到师姐的帮助，我不知对其他考生来说公不公平，我认为，能想到去找并最终找到考研前辈，也是我努力的表现。在短短的三个月里，我在专业课和公共课两方面双管齐下，在初试中，专业课还出现了一道往年的原题。最后我的总成绩比国家线高出50多分，各科都过线，顺利进入复试。

接到复试通知时，离复试只有一周的时间。复试没有笔试只有面试，这使我有点担心。因为我对“光学工程”这个专业了解不多，仅限于一两本书的书面知识，没有接触过有关光学方面的软件、硬件，没有做过任何的光学有关的实验。无奈之下，我再次询问了师姐有关复试的形式和内容，都得到了师姐详细的回答。师姐告诉我，老师一定会问有关光学实验的问题，我必须对此做针对性的复习。于是，不管白天还是晚上，我都将光学书籍中有关实验的部分流程记了个遍，具体涉及的实验，我甚至都知道在哪本书哪一页。

第10篇

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。

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。

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LeeWenhock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(computedtomographyCT),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(spiralCT或helicaletCT)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(nuclearmagneticresonanc

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(InterventionalRa

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(artificialorgan)。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］。

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。

21世纪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。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗

技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：

(1)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。［6］

(2)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。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、

家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械

和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防

治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、

心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救

系统是未来生物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快

速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪

白芯片和诊疗系统将被广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保

健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2

000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济

发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先

进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家

工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学

诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整

第11篇

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。

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。

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LeeWenhock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****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(computedtomographyCT),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(spiralCT或helicaletCT)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(nuclearmagneticresonanc

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M

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(InterventionalRa

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(artificialorgan)。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］。

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。

21世纪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。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗

技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：

(1)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。［6］

(2)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。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、

家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械

和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生

物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防

治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、

心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救

系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快

速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪

白芯片和诊疗系统将被广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保

健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2

000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济

发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先

进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家

工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学

诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整

政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优

势，创建全新的生物医学，为人民造福。

参考文献

［1］GeWangMichealWV.PreliminarystudyonhelicalCTalgorithmsfor

patientmotionestimationandcompensation.IEEETran

［2］MinnH,LapelaM,KlemiPJetal.Predicationofsurvivalwithfl

uorin-18-fluorodeoxyglucoseandPETinheadandneckcaner.JNuclMe

d,1997,38：1907

［3］ScheinmanMM.CatheterAblation.Circulation,1991,83：1489-1498

［4］杨于彬，生物医学工程介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5

0-52

［5］KatirciogluF,YamakB

,BattaloglaB,etal.Longtermresultsof

mitralvalvereplacementwithpreservationoftheposteriorleaflet.J

HeartValveDis,1996,5(3)：302

第12篇

关键词 多学科 跨大学科平台 研究生培养

在我国研究生规模化教育的背景下，提高研究生教育质量，培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今，不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点，同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台，探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。

1.跨大学科的科研平台构建的必要性

随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展，跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题，而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础，也是高层次人才培养的关键，科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务，进行科研平台的整体谋划和布局调整，以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展，其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。

2.工理结合的光电科研大平台

光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台，其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下，是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力，共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台，平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展，并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广，学科交叉明显，为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。

3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容

本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切，有机结合，支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。

①光电信息材料的理论与技术

光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑，是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象，以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法，为新型光电信息材料，特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导，并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。

②光电感测技术与器件

本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面，在光电信息材料理论与技术研究的基础上，针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象，对其感测机理进行探索，对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨，对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面，根据光电器件的基础理论及关键工艺技术，结合感测信息对象的需求，开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究，以此为基础，研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺，为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。

③光电信息传输体制与系统

光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用，是感知层与应用层之间的连接纽带，负责总体数据传输和数据控制，提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下，结合国内外的技术发展和技术趋势，本研究方向重点面向智慧医疗应用，主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题，形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权，形成基于光电感测与传输的共性技术体系，为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。

4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设

学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上，所涉学院密切合作，形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名，重庆市学术技术带头人1名，重庆市巴渝学者1名，拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队，同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验，为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。

5.人才培养成效

近5年来，本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人，授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人，授予硕士学位人数超过400人，有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时，注重研究生创新实践能力的培养和提高，健全了研究生培养保障体系和质量监控制度，保障了人才培养的质量。

参考文献：

第13篇

1948年刘正东教授生于南昌，1982年他以优异的成绩考入江西师院，毕业后到南京大学进修，后再赴北京大学物理系、美国纽约州立大学布法罗分校做访问学者。1988年他被晋升为副教授，由省教委批准为理论物理硕士生导师。1992年从美国回国后刘正东即晋升为正教授并获得国务院特殊津贴。他组织并申报了光学硕士点并获得国务院学位办批准，成为了当时江西仅有的两个物理类理论物理、光学硕士点的负责人。

1994年12月，浙江大学通过各种努力，第一次破例从地方大学引进人才。1995年他被批准为理论物理博士生导师，由他组织并领衔申报的光学博士点获得了批准。刘正东还历任浙江大学光学与应用技术研究所所长、浙江大学专业技术职务评审组成员、浙江大学“211工程”重点建设学科工作委员会委员。四校合并后他任浙江大学学部(理学学部)学位委员会委员、浙江大学学科学位委员会委员(物理学科、光学工程学科)，浙江省重点学科“光学学科”带头人，两届浙江省物理学会副理事长。

刘正东以身作责，每天上班，来的最早的是他，走的最晚的也是他。长期的辛勤研究累垮了他的身体。2000年下半年，从香港回浙江大学不久，刘正东被检查出患了肺癌。

这次诊断使他的生死观、价值观有了脱胎换骨变化，他以平静坦然的心态直面病后的种种打击和痛苦，积极配合各种治疗，加强身体锻炼。在治疗的时候，刘正东仍然没有放弃工作，忘记学生，他常常一边输液，一边看学生的论文。在各方的努力下，刘正东的病情终于得以好转。2002年他获得香港包氏奖到美国密西西比州立大学做访问教授。

2003年刘正东被南昌大学引进，兼任南昌大学近代物理研究所所长，他领衔申报的江西省“光学工程”一级硕士点和江西省光学重点学科成功，并由他担任学科带头人。刘正东参与申报的材料物理一级学科博士点获得成功，他参与《半导体照明技术》国家教育部创新团队也获得了成功。

来到南昌大学，刘正东没有向学校提出任何要求，他只是用自己申请的科研基金简单装修布置了一下办公室。从刘正东来到南昌大学以后，他所在的教学楼开始亮了起来。在学生心目中，刘正东是治学严谨，为人亲切的导师。

这些年刘正东主持国家自然基金项目6项，国家863子项目2项，省部级项目多项。在PHYS REV、CHIN PHYSLETT、《物理学报》等国内外权威学术刊物一百八十多篇。由他培养的博士硕士有近三十名。

第14篇

Abstract： Engineering optics， which has strongly technology and practice， is a major curriculum for optical information science and technology. In this paper， the problems arising during the teaching process of engineering optics in college of science in CTGU are analyzed. We discuss the optimization of the contents and the transformation of teaching method. Furthermore， we propose the methods for virtual practical education， which require students to take into practice to improve their ability of practical and also to train their scientific thinking.

关键词： 工程光学；理论教学体系；虚拟实践教学

Key words： engineering optics；theoretical teaching system；virtual practical education

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0240-03

0 引言

“工程光学”是光信息科学与技术专业一门十分重要的专业课，要求学生不仅从理论上掌握几何光学和物理光学的基本概念、基本理论和基本思想[1][2]。更重要的是掌握一些相关的实践技术，为后续的光学检测，光纤通讯等课程的教学打下基础。

目前在国内的高校中，浙江大学[3]，天津大学[4]等重点院校在工程光学的教学上积累了丰富的经验，在以下几个方面值得学习和借鉴，一是注重科学思想的培养；二是注重课堂教学和网络教学相结合；三是注重动手能力的培养。

从我院该课程的教学现状来看，目前存在两方面的问题，其一是将理论和应用两门课程分开教学，一定程度上割裂了其内在的联系；其二是限于经济条件，在实验室建设上还存在很大的困难，导致学生动手能力缺失，与我校培养“应用型”学生的目标不符合。本文为解决这一问题，探索了课程的优化和教学方式的转变与虚拟实践教学，加入仿真实验相结合的教学方法，加强学生的科学思维的培养，提高学生的动手能力。

1 理论教学体系优化

1.1 《物理光学》和《应用光学》的理论课教学的优化

“工程光学”课程主要讲授几何光学和物理光学方面的基础理论、基本方法和典型光学系统的实例和应用。因此，该课程不但是学习专业基础理论必不可少的，更是培养学生工程应用和实践能力的重要课程。[5][6]

我院对“工程光学”课程的讲授主要是《物理光学》和《应用光学》这两门课。这两门课程特点各异，因此，有必要优化《应用光学》和《物理光学》的理论课教学，找出它们的逻辑联系和知识延续性，加强其内在联系，使之成为一个体系，从而在学习上具有连续性，提高教学效果；另外，通过合理的选择教学章节以及安排教学课时，从而在教学中做到有的放矢，加强学生科学思想的形成。比如：对于全反射这部分内容的教学，在应用光学和物理光学的教学中都有涉及，在应用光学中偏重于其条件与结果，在物理光学的中重点讲授其物理本质，这样做到前后结合，由浅入深，逐步推进。做到能懂、会用。

1.2 课堂教学方式的优化 现代教学理念主张教学活动以学生为主体，以培养学生的创新思维和科研能力为目标，突破以知识传授为主的传统教学模式，教师的主要作用是启发与引导学生去自主学习和探索研究。[8]

1.2.1 开展启发讨论式教学 教师采取由问题带动教学的方法。从问题的引出、分析到寻找解决的方案，努力引导学生去积极思考与讨论，培养他们自主分析问题和解决问题的能力。

教师在介绍一个知识点之前，针对部分重点内容灵活采取课堂小讨论和专题研讨的教学模式[8]，发挥教师的主导地位，提高学生的主体地位，体现以教师为主导，学生为主体，媒体为核心的教学原则，进而有效的提高教学效果。比如：在对应用光学像差理论进行教学时，由于像差的种类很多，条件不同，现象各异，学生容易混淆概念且对产生各种像差的条件以及现象思路不清晰。因此，在课堂教学时，可以让学生讨论各种像差产生的条件及现象。

1.2.2 归纳总结法 教学过程中突出重点和难点，并根据教学大纲课时数及其前导与后继课程的关系，合理安排各章节内容。每学完一章后引导学生对所学的内容及时进行总结、归纳，让学生对本章有一个总体的把握，以便学生复习[9]。比如：对于平行平板的干涉中关于定域的概念，对于初学者而言，这个概念较为晦涩难懂，因此，可以引导学生对于平行平板干涉的定域，楔形平板的定域进行画图分析，这样可以加深学生对定域的理解，并使学生更深入的理解平行平板干涉和楔形平板干涉的区别。

1.2.3 理论和实践相结合 工程光学与技术课程理论性较强，概念较为抽象，公式推导繁杂。传统的“填鸭式”教学方式难以取得良好的教学效果。这是因为一方面，学生对于抽象的光学概念没有一个具体的认识，对复杂的数学公式推导容易产生畏惧心理，从而降低了学习的兴趣；另一方面，在教师授课过程中过于重视课本上的理论知识讲解，大多采用灌输式教学方式。虽然课堂信息量较大，但是学生对于光学知识的理解仍然停留在表面，无法应用理论知识去解决实际的问题，最终，导致理论教学与实际应用存在严重的脱离现象[10]。因此教师在课堂教学中，向学生传授基础理论和实际应用两者之间的联系，培养学生具有理论联系实际的本领，明确教学的目的，锻炼学生的动手能力。

1.2.4 传统教学与多媒体课件相结合使用 “工程光学”课程图多、知识面广、公式推导复杂且具有一定抽象性[11]。应用多媒体课件借助颜色、图像、动画等多种技术将授课内容图文并茂的展示给学生，将抽象的教学内容形象化，从而使学生加深了对关键知识点的理解和记忆，在感性认识的基础上，水到渠成地上升到理性认识，极大程度的避免对知识“生吞硬咽”现象的产生[12]；同时还可以节约课堂板书、推算和复杂的做图的时间，能够大幅度扩展单位学时的授课信息量，从而有效提高了课堂效率和教学质量，并解决了课程容量大与有限学时的矛盾。

优化《应用光学》和《物理光学》的理论课教学，优化课堂教学的方式，利用课程的特色将学生从被动的学习状态中解放出来，留一部分章节让学生自由学习并进行讨论，教师在过程中起到监考和组织引导的作用，在一定程度上改变传统的教学模式，避免“满堂灌”。例如通过采用让学生阅读英文文献的方式等；始终坚持启发式教学，施行教师教学和学生自学并行的方法。

2 虚拟实践教学

2.1 虚拟光学实验平台的创建 光学实验是学习光学知识的重要环节，但是我院限于经济条件，在实验室建设上还存在很大的困难，导致学生动手能力缺失，使教学效果受到很大的限制，而虚拟实验教学作为传统实验教学的辅助手段，可以克服传统实验的制约和弊端，可有效地解决传统实验教学中存在的诸多问题，提高实验教学的效果。目前有的高校基于虚拟技术展开了虚拟实验的研究[13]，但对于光学实验系统建设来说，效果并不理想。

基于以上的分析，本文采用MATLAB软件技术，结合光学实验的特点，对光学虚拟实验系统进行了设计和研究，并实现了系统的构建，创建虚拟光学实验平台，通过该虚拟实验平台的使用，学生可以加深对光学知识的理解，启发学习的兴趣，可为学生在实际实验中建立良好的实验习惯，为获取实验技能打好基础，同时也为相关实验系统的设计研发提供了一条新的途径。

2.2 MATLAB与“工程光学”课程教学的结合 MATLAB是一种演算纸式科学算法语言[14]， 由于它编写简单，编程效率高，易学易懂而被广泛应用。[15]

本文尝试将其作为辅助手段应用在教学中，一方面教师可利用MATLAB仿真光学现象制作多媒体课件，另一方面课后可让学生利用该软件模拟学习中遇到的光学问题，以此巩固已学知识。在光学仿真与教学过程中，通过下列方式将MATLAB与光学课程教学有机地结合起来：一是以MATLAB为平台，开发制作了光波导和激光等高等光学现象仿真程序，并运用于计算机所支持的课堂教学中，以其作为演示实验配合光学理论的讲授，很好地解决了真实实验因环境限制而不能进入课堂的难题。二是利用的仿真与计算功能，鼓励学生通过自主探索去研究光学课程中的一些更深入的问题。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，然后利用MATLAB编写程序，去完成对知识的巩固与拓宽。这是一种探索过程，也是为学生以后的研究工作奠定基础。三是利用MATLAB的计算绘图与优化功能，启发学生对数学模型中的参数进行改变，根据实际物理条件选择符合要求的最优值，并获得最优条件下的参数值，最终通过理论仿真来指导实践。[16]

完成实践（参数获取）—理论（物理模型建立）—仿真（MATLAB数值计算及绘图）——优化（MATLAB参数改变及优化）——实践（最优参数选取）的过程，让学生真切感受科学技术是第一生产力。

3 结束语

该课程体系的整合，将有利于光信息专业学生的专业素质的提高，加强专业课程的学习和考核，学生的专业实习及就业。课程体系的整合及建设是任重而道远的系统工程，只有进一步改进和完善两课整合教学工作，从课程体系、学时分配、实验建设、教学手段和教学方法等各个环节总体规划、协调建设和深化改革后，才能取得更好的教学效果。

参考文献：

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第15篇

生物医学工程专业作为一个多学科交叉的前沿学科，要求学生掌握工程技术，如医学、生物、电子、光学、计算机在生物医学中的应用研究、产品开发和管理的基本技能，对学生创新能力的要求很高[1]。但是，由于学科交叉、内容庞杂，本专业培养的学生其实践创新能力往往较电子类、计算机类、光学类学生差，达不到满意的培养效果[2]。

学科竞赛是在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上，以竞赛的方法培养学生综合能力，引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题，并增强学生学习兴趣及研究的主动性，培养学生的团队协作意识和创新精神的系列化活动[3]。

目前，国内外对生物医学工程专业学生创新能力的培养多以电子、计算机、光学专业为参考模板，东南大学、浙江大学、东北大学、天津大学等国内高校都在积极发展以竞赛为导向的生物医学工程专业创新人才培养模式。

二、建立生物医学工程专业创新人才培养模式的具体策略

（1）整合资源，搭建科技创新实践平台。以学科竞赛为导向的创新人才培养模式的建立，必须以学院的科研平台为依托。为此，长春理工大学生命科学技术学院（以下简称“我院”）以生物医学工程专业实验中心为依托，为学生建立创新实验室，吸纳优秀学生开展实验。创新实验室配备有单片机、DSP、FPGA等开发平台以及心电、脑电、肌电采集平台，为学生开展科技创新活动提供了优良的条件，使创新实验室成为学生科技新的孵化基地。我院根据各大科技竞赛的需要，为学生分配专用场地，配置专业仪器设备，指派专职指导教师，搭建创新所必需的平台。

（2）健全机制，完善科技竞赛制度平台。为保障科技竞赛活动健康有序地开展，我院要加强对学生科技创新活动的引导和支持，积极鼓励广大师生踊跃参赛、多出成果，进而全面培养学生的创新创业意识，制定奖励制度，明确指导教师队伍建设和参赛学生奖励政策，并且由专门的实验教师协助分管院长进行管理，从而使得学科竞赛更加规范化和制度化。

（3）优化队伍，强化科技竞赛智慧平台。高水平竞赛师资队伍是将学科竞赛与创新型人才培养有效结合的保证。为此，我院要专门成立大学生科技创新指导教师团队，以具有一定工程实践背景、较强设计研发能力和科技大赛经验丰富的老、中、青骨干教师、优秀的研究生队伍，形成一支结构合理、实力过硬、认真负责的优秀指导教师队伍，全面提高教师的竞赛指导能力和职业精神，为学科竞赛构建一个核心的智慧平台。

（4）营造氛围，优化科技竞赛环境平台。浓厚的学术研究氛围对于创新型人才的培养具有至关重要的作用。为了在科技竞赛和创新能力培养方面营造浓厚的氛围，必须充分发挥优秀学生的传、帮、带作用，激励更多学生参与并专注于科技竞赛活动。同时，积极发挥班导师的作用，通过教师在专业教学科研方面的优势，对所在班级日常管理进行相关专业的培训及管理。如定期就专业学科方向的发展情况与学生交流沟通；组织学生模拟参加课题并按项目组的方式进行管理；按学生专业学科方向的发展，选拔科技竞赛种子并进行培养。

（5）教学相长，加强学科竞赛内容。我院积极搭建基于大学生科技竞赛的创新实践课程体系实施平台，将大学生科技竞赛融入正常的实践教学体系，以学科竞赛为契机，深化实验教学改革。我院加强科技竞赛内容创新，将竞赛的内容转化为实验教学或者大学生毕业设计题目，使学生能够循序渐进地掌握基本技能和实际动手能力。

参考文献：

[1]王晓勇，俞松坤.以学科竞赛引领创新人才培养[J].中国大学教学，2007（12）：59-60.