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中圖分類號:TP333 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)13-0135-02
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人們儲存信息的技術(shù)也在不斷的更新,從原始的紙張信息記錄形式發(fā)展到當(dāng)前最為先進(jìn)的光學(xué)超分辨技術(shù)。在近些年來,隨著計算機(jī)應(yīng)用的普及化,人們對于超高容量、密度、快速的信息儲存技術(shù)越來越向往。而光儲存技術(shù)是以光子為信息載體的一項優(yōu)秀技術(shù),特別是近年來取得了許多重大突破,在市場上的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前社會中信息儲存已經(jīng)無法離開以光盤為基礎(chǔ)的儲存器件,其對于活動圖像以及數(shù)據(jù)的儲存有著非常好的效果。而光學(xué)超分辨技術(shù)對于光儲存的發(fā)展有著引導(dǎo)作用,特別是儲存密度的提高更是關(guān)鍵。調(diào)制激光束載有信息,光盤儲存技術(shù)通過物鏡使其聚焦于光盤存儲介質(zhì)之上。近年來發(fā)展起來的兩項技術(shù),光刻技術(shù)與工藝超分辨近場結(jié)構(gòu)技術(shù)都是將近場光儲存技術(shù)與超分辨光盤技術(shù)結(jié)合起來的新技術(shù),對于新興儲存中的許多問題都可以進(jìn)行有效解決。
1 光學(xué)超分辨近場技術(shù)及其應(yīng)用
1.1 光學(xué)超分辨進(jìn)場技術(shù)概述
基于傳統(tǒng)的超分辨光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ),綜合近場光存儲技術(shù)而發(fā)展起來的Super-RENS技術(shù),是于上世紀(jì)九十年代初中通過磁致超分辨技術(shù)來實現(xiàn)的,其讀出是通過熱虹食原理來進(jìn)行的。一般來說具有兩層工作薄膜,其中一層用來記錄,而另一層是用來作為掩膜層,光盤處于高速旋轉(zhuǎn)的時候,激光就會照射到其上面,進(jìn)而對于光束進(jìn)行讀取,并且存在著一個光束與照射前高溫區(qū)的重疊,因為該重疊會引發(fā)熱虹食的效應(yīng),對于光斑通過一個類似于光孔來有效的減少,對于信號有效的加以讀取。
通過一定孔徑的光束會發(fā)生散射,但是進(jìn)場光在這種局限條件下實現(xiàn)突破,在孔的后面一定范圍內(nèi),根據(jù)小孔的尺寸來限制光束的束寬,而波長的大小對其不會產(chǎn)生太大的印象,因此超過衍射極限的超精細(xì)結(jié)構(gòu)也就可以有效的加以讀取。該技術(shù)之所以能夠突破衍射極限,取得更大的優(yōu)勢在于其結(jié)合了兩項傳統(tǒng)技術(shù),并且在此基礎(chǔ)上發(fā)揮自身的特點。一般來說該技術(shù)有多層膜系,而在近場范圍內(nèi)設(shè)置掩膜層與記錄層。掩膜層介質(zhì)在激光的照射下能夠產(chǎn)生非線性效應(yīng),其微區(qū)光場可以有效的形成,或者為中心型或者為孔徑型。在該技術(shù)下實現(xiàn)超分辨的技術(shù)基礎(chǔ)在于掩膜在激光的作用下,能夠快速的產(chǎn)生光學(xué)性質(zhì)的變化。
1.2 光學(xué)超分辨近場技術(shù)在光儲存中的應(yīng)用
由幾個科學(xué)家率先提出的光學(xué)超分辨近場技術(shù),在超高密度光儲存中進(jìn)行應(yīng)用。其掩膜層是采用Sb型的,在記錄膜上可以實現(xiàn)一定的記錄點。在發(fā)展過程中有其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了介電保護(hù)層的不同對于超分辨性能有著不同的影響。介電保護(hù)層由于Sb薄膜的熔化而受到一定的壓力,對于信噪比有很大的提升,對于介電保護(hù)層有很大的提升作用。Sb型掩膜的特點是其晶態(tài)與非晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)變可以使得激光的透過率發(fā)生變化,進(jìn)而近場記錄得以實現(xiàn)。一旦有激光照射后,激光束能量具備了高斯分布,Sb膜的光斑中央?yún)^(qū)域可以從晶態(tài)向熔化裝狀態(tài)轉(zhuǎn)變,針對入射光,熔化狀態(tài)的Sb有著較高的透過率,因此也就類似于在晶體狀態(tài)下的掩膜中設(shè)置一個光斑直徑的小孔,記錄層與Sb膜層之間的厚度與近場光傳播距離相比較小,也正因為這樣,Sb掩膜層中小孔的投影與到達(dá)記錄層的光束相類似,一旦移去激光束,熔化狀態(tài)的Sb就會迅速的變成結(jié)晶狀,也就是實現(xiàn)了整個近場記錄的過程。
如果記錄點的大小保持在一定范圍內(nèi),而膜層也處于固定狀態(tài)下,SiN/Sb/Sin膜層可以使得系統(tǒng)的信噪比達(dá)到最優(yōu)化,其厚度為一定值。對于介電保護(hù)層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,使得介電層間的壓力處于最優(yōu)狀態(tài),對于信噪比可以很大程度的提高。
2 光學(xué)超分辨技術(shù)在光學(xué)頭中的具體體現(xiàn)
從光學(xué)超分辨的各種實現(xiàn)途徑可知,其具有自身的優(yōu)劣勢。基于現(xiàn)實中各因素的考慮,一般采用光瞳濾波器的光學(xué)變跡術(shù)。作為光盤驅(qū)動器的重要元件,在保證物鏡的波長和數(shù)值孔徑的前提下,在光學(xué)頭中運(yùn)用超分辨技術(shù)可減少光斑的讀出,同時在衍射極限上取得突破。這種光學(xué)頭一般被稱為超分辨光學(xué)頭。在DVD光學(xué)頭中加入光瞳濾波器可獲得超分辨光學(xué)頭,通過這種方式獲得的超分辨光學(xué)頭能夠獲得高于常規(guī)光盤存儲器的儲存容量。
光學(xué)超分辨系統(tǒng)屬于比例分辨率放大系統(tǒng)中的一種,光瞳濾波器的超分辨增益是影響整個光學(xué)超分辨系統(tǒng)分辨率的決定性因素。而能夠影響超分辨增益的只有光瞳本身的設(shè)計,跟其他因素?zé)o關(guān)?;诖耍谥T如DVD、BD、HD、CD等系統(tǒng)中都可以運(yùn)用光學(xué)超分辨技術(shù),從而提高DVD、BD、HD、CD等的分辨率。從這一點上看,光學(xué)超分辨率具有很大的市場優(yōu)勢。
2.1 超分辨光學(xué)頭系統(tǒng)機(jī)構(gòu)分析
以一個帶有超分辨原件的典型光學(xué)頭進(jìn)行分析。通常情況下,要使從激光器發(fā)射出來的激光能夠準(zhǔn)直,需要通過準(zhǔn)直鏡來達(dá)到這一目的,然后準(zhǔn)直的激光通過超分辨光瞳,在光盤表面上會有一個壓縮焦斑的形成。跟大眾的DVD光學(xué)頭進(jìn)行比較之后,不難發(fā)現(xiàn)其在結(jié)構(gòu)上跟DVD光學(xué)頭的最大差別即是在超分辨原件上。對于老式的光學(xué)頭來講,在其上面再添加一個超分辨光瞳就能夠變?yōu)楝F(xiàn)今的超分辨光學(xué)頭。
2.2 超分辨元件的結(jié)構(gòu)和行為
對于三段式相移光瞳來講,通過相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和透過率的設(shè)計,就能夠調(diào)制中央主瓣的大小,從而實現(xiàn)超分辨的效果。通常情況下,光瞳的超分辨行為可以通過半寬比、旁瓣強(qiáng)度比和斯特列爾比來進(jìn)行定量分析和描述。拿斯特列爾來說,其表示的是焦點強(qiáng)度和其相應(yīng)的未整形光束的強(qiáng)度之間的比值。
3 結(jié)束語
信息技術(shù)時代對于信息儲存技術(shù)的要求也越來越高,而光儲存是一種較為先進(jìn)的信息儲存技術(shù)。光儲存領(lǐng)域不斷發(fā)展的過程中,受到儲存密度的影響較大,通過光學(xué)超分辨技術(shù)的應(yīng)用,特別是光學(xué)超分辨近場技術(shù)對于光儲存技術(shù)的提高有著重要作用。光儲存技術(shù)以光子為信息載體,突破了傳統(tǒng)的儲存技術(shù),充分發(fā)揮自身的優(yōu)點,近年來成為社會中不可或缺的信息載體,對于數(shù)據(jù)以及影響活動都有著重要作用。文章對于超分辨近場結(jié)構(gòu)技術(shù)以及光學(xué)超分辨技術(shù)在光學(xué)頭中的應(yīng)用進(jìn)行探討,特別是就如何提高儲存密度進(jìn)行分析,對于超分辨掩膜的功能進(jìn)行分析,其產(chǎn)生的微小光場以及介質(zhì)層的功能對于實現(xiàn)光子納米儲存技術(shù)都有著重要的推動作用。
參考文獻(xiàn)
[1]呂志堅,陸敬澤,吳雅瓊,陳良怡.幾種超分辨率熒光顯微技術(shù)的原理和近期進(jìn)展[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2009(12).
[2]于前洋,曲宏松.實現(xiàn)同步軌道(GEO)高分辨力對地觀測的技術(shù)途徑(下)[J].中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué),2009(01).
[3]喬彥峰,劉坤,段相永.光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué),2009(03).
作者簡介
光學(xué)三維測量是指運(yùn)用光學(xué)方法獲取物體表面的三維立體坐標(biāo)的技術(shù)。光學(xué)三維測量利用現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)成就,結(jié)合光電子學(xué)、計算機(jī)圖像處理等學(xué)科成就發(fā)展起來的一種先進(jìn)測量技術(shù)。
1 光學(xué)三維測量的分類
圖1 光學(xué)三維測量技術(shù)分類圖
光學(xué)三維測量技術(shù)按測量原理可以分為攝影測量方法、結(jié)構(gòu)光技術(shù)和光學(xué)干涉方法。攝影測量法是基于多視角的非主動式測量方法。在普通照明(陽光、日光燈)情況下,由攝像頭獲取多視角物體圖像,利用計算機(jī)查找多幅圖像的同態(tài)標(biāo)記點,進(jìn)而獲得物體的表面形貌。結(jié)構(gòu)光技術(shù)通過不同寬度且明暗相間的結(jié)構(gòu)光照射被測物體表面,獲取到的經(jīng)物體調(diào)制的圖像,再經(jīng)過計算獲取物體的立體形貌信息。光學(xué)干涉法是利用干涉原理進(jìn)行測量,具有高精度、高分辨率等優(yōu)點。以下介紹幾種常見的光學(xué)三維測量方法。
圖2 三維激光掃描工作原理圖
三維激光掃描技術(shù)根據(jù)光學(xué)三角形測量原理,以激光作為光源,光電探測器接收反射光,通過對采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到物體的深度信息。三維激光掃描儀包括發(fā)射器和接收器。發(fā)射器射出一束脈沖激光,激光經(jīng)過物體表面漫反射,沿相同路線射入接收器。由脈沖激光發(fā)射到反射被接收的時間tL可計算出掃描點到掃描儀的距離值S。掃描儀內(nèi)精密測量系統(tǒng)獲取每個激光脈沖的水平方向角α和垂直方向角度β。依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出掃描點的三維空間坐標(biāo)(XP、YP、ZP)[1]。
雙目視覺技術(shù)屬于攝影測量方法,是通過視差原理被動測量三維數(shù)據(jù)的技術(shù)。雙目視覺技術(shù)測量物體三維形貌的原理是,從兩個或以上的視角去觀察一個物體,獲得多張不同視角下物體的二維圖片,根據(jù)三角測量原理得出同一個像素點的坐標(biāo)偏差,以此獲得測量物體的三維形態(tài)。此過程與人眼的立體視覺原理相類似[2]。
面結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)由投影儀和數(shù)碼相機(jī)組成。投影儀將明暗相間光柵條紋投影到待測物體上。物體高度的變化引起光柵條紋的形變。條紋形變可認(rèn)為是載波信號相位和振幅被空間物體調(diào)制。數(shù)碼相機(jī)拍攝調(diào)制后的圖像,對其進(jìn)行解調(diào)制,獲得物體的整個高度信息值,依照三角法原理,形成物體的三維立體影像[3]。
2 光學(xué)三維測量的應(yīng)用
光學(xué)三維測量技術(shù)具有諸多優(yōu)勢,如非接觸式測量、高精確度、快速獲得結(jié)果等。光學(xué)三維測量技術(shù)主要應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實、逆向工程、醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。
2.1 虛擬現(xiàn)實
利用光學(xué)三維測量技術(shù)對實物外形進(jìn)行三維形貌掃描,經(jīng)過三維建模軟件處理,在計算機(jī)內(nèi)生成人物、場景的三維模型。由三維模型生成人物動作,實現(xiàn)動畫制作,滿足電腦游戲、CG特效等場合需要。
2.2 逆向工程
逆向工程是利用光學(xué)三維測量設(shè)備獲取物體表面上所有點的三維立體坐標(biāo),根據(jù)坐標(biāo)點信息利用三維設(shè)計軟件進(jìn)行實物模型重建的過程。逆向工程獲得的模型被用于改進(jìn)、完善原有的產(chǎn)品,被廣泛地應(yīng)用到磨具開發(fā)、汽車制造等領(lǐng)域,是現(xiàn)代產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。
2.3 生物、醫(yī)學(xué)工程
運(yùn)用光學(xué)三維測量技術(shù)獲得人體骨骼、肌肉的數(shù)據(jù)用于人體工程學(xué)研究。例如根據(jù)人體相關(guān)三維數(shù)據(jù),制作出符合人體生理結(jié)構(gòu)的防護(hù)頭盔、防護(hù)服等。三維光學(xué)測量技術(shù)還可以測量傷口的尺寸、分析人的面部結(jié)構(gòu)、設(shè)計牙齒矯形手術(shù)等。
參考文獻(xiàn)
[1]潘建剛.基于激光掃描數(shù)據(jù)的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:首都師范大學(xué),2005.
1生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的學(xué)科特點
生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)是作為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的輔助手段而發(fā)展起來的,它以生物或醫(yī)學(xué)樣品為研究對象,以醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和光學(xué)工程等學(xué)科的基礎(chǔ)知識的充分融合為基礎(chǔ),通過工程技術(shù)手段為生物醫(yī)學(xué)研究或臨床應(yīng)用提供檢測或監(jiān)控儀器和方法,所以生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的發(fā)展和成功應(yīng)用除了對生物或醫(yī)學(xué)學(xué)科本身的發(fā)展具有促進(jìn)作用外,對工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科也提出了新的要求,并客觀上推動和促進(jìn)了這些學(xué)科的交叉和技術(shù)的融合[4]。生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)可分為生物光子學(xué)和醫(yī)學(xué)光子學(xué)兩個部分,分屬于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,但二者的研究內(nèi)容并無嚴(yán)格界限。也可以根據(jù)應(yīng)用目的的不同,將生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)劃分為光子診斷醫(yī)學(xué)技術(shù)和光子治療醫(yī)學(xué)技術(shù)兩個領(lǐng)域[5]。由于生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的學(xué)科跨度大,不能明確界定在某一單一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi),所以并無生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)專業(yè),而是根據(jù)導(dǎo)師隸屬單位情況和科研項目需要,在光學(xué)工程、電子工程、生物醫(yī)學(xué)工程、生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)等一級學(xué)科下設(shè)置該研究方向,招收并培養(yǎng)研究生。
2當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究生培養(yǎng)面臨的困難和問題
生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究需要生物醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)兩方面多學(xué)科知識的交融,需要生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、病理學(xué)、腦科學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、圖形圖像學(xué)、信號處理等多學(xué)科專家學(xué)者的參與,因而具有復(fù)雜性和綜合性的特色。這種特點促使我們在生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)專業(yè)研究生培養(yǎng)時需要特殊的學(xué)術(shù)環(huán)境,需要觀念上的轉(zhuǎn)變和政策上的支持,更需要高水平的導(dǎo)師隊伍和先進(jìn)的培養(yǎng)模式來保證。目前,生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)方向的研究生培養(yǎng)還面臨以下問題。
2.1缺乏新技術(shù)和新知識的傳授,知識培養(yǎng)體系亟需完善
生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的理論知識和技術(shù)更新都很快,不斷有新的應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求出現(xiàn),國家和社會要求我們培養(yǎng)具有更強(qiáng)創(chuàng)新意識和應(yīng)用實踐能力的研究生,可以在某一行業(yè)領(lǐng)域擔(dān)當(dāng)領(lǐng)頭人。但當(dāng)前的研究生培養(yǎng),對新技術(shù)和新知識的傳授不足,教材內(nèi)容嚴(yán)重滯后,缺乏讓學(xué)生開拓視野、跟隨學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展前沿的綜合交叉性課程。
2.2研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)缺乏規(guī)范性
從事生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)交叉學(xué)科的研究生,其本身的專業(yè)背景多屬于傳統(tǒng)的單一學(xué)科范圍,攻讀的研究生學(xué)位也多屬于此范圍等。由于生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)這門交叉學(xué)科涉及的知識內(nèi)容非常廣博,而導(dǎo)師的科研課題又非常具體,使這種以導(dǎo)師科研課題作為研究生培養(yǎng)載體的方式,具有較大的不確定性和隨意性,無法兼顧研究生的專業(yè)背景、科研興趣和科研課題幾方面的因素,常常是為了完成課題而進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí),未能在研究生對知識的綜合—消化—應(yīng)用方面下足功夫,在研究生的科研培訓(xùn)和能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性和規(guī)范性。
2.3研究生的培養(yǎng)質(zhì)量受限于導(dǎo)師的研究課題
當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究生培養(yǎng)大多依托于導(dǎo)師現(xiàn)有科研項目,因此在培養(yǎng)過程中存在一系列問題,如:以完成特定生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究課題為目標(biāo)的研究生培養(yǎng),對培養(yǎng)目標(biāo)以及培養(yǎng)過程等沒有清晰明確的認(rèn)識,無法讓學(xué)生既具備合理的知識結(jié)構(gòu),又具備綜合多學(xué)科知識的素質(zhì)和能力;有的導(dǎo)師的研究課題僅是借用了其它學(xué)科的名詞和概念,而未真正開展跨學(xué)科領(lǐng)域的研究內(nèi)容,結(jié)果是研究生的理解、認(rèn)識混亂,甚至出現(xiàn)概念錯誤等現(xiàn)象;還有研究課題僅僅是生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)內(nèi)容的簡單疊加,缺乏真正的融合和借鑒,研究生在課題研究中無法深入下去。以上種種,不但不能產(chǎn)生創(chuàng)新成果,反而影響了研究生培養(yǎng)質(zhì)量,阻礙了研究生的學(xué)術(shù)水平提高。
2.4現(xiàn)行的教學(xué)管理體制難以滿足學(xué)科交叉研究和研究生培養(yǎng)的需要
世界各國對交叉學(xué)科研究極為重視。英、美等發(fā)達(dá)國家都相繼成立了生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的交叉研究中心,便于來自不同學(xué)科背景的科研人員相互交流和溝通,為前沿學(xué)科建設(shè)開辟道路。反觀國內(nèi),只有少數(shù)幾所重點大學(xué)或中科院的研究所設(shè)立了專門從事生物醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的交叉學(xué)科研究院或研究中心,如,北京大學(xué)的前沿交叉學(xué)科研究院建立的生物醫(yī)學(xué)跨學(xué)科研究中心,而大部分學(xué)校院、系劃分都是長時間不變的。從事生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究方向的教師要有確定的學(xué)科“歸屬”才具有所在學(xué)科的資源(包括經(jīng)費(fèi)和科研設(shè)施等)使用權(quán),而研究生也是通過某一特定學(xué)科的入學(xué)考試內(nèi)容,遵循其培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)和科研培訓(xùn)[6]。嚴(yán)格的學(xué)科界限使生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究方向的導(dǎo)師無法合理整合校內(nèi)資源為交叉學(xué)科研究服務(wù),是開展交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的直接障礙。
3生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究生培養(yǎng)模式的探索和建議
完善培養(yǎng)和管理工作是生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)方向研究生培養(yǎng)順利進(jìn)行的保證,我們需要在人才輸入(招生)—人才培養(yǎng)—人才輸出(學(xué)位授予)這三個方面都留有足夠的空間,給予適當(dāng)?shù)恼邇A斜,并完善配套的管理運(yùn)行機(jī)制。
3.1采取靈活的招生政策,鼓勵跨學(xué)科招生
招生機(jī)制是人才培養(yǎng)機(jī)制三步曲中的第一步,高質(zhì)量的生源是高水平人才培養(yǎng)的第一關(guān)。我們的目標(biāo)是選擇合適的人,創(chuàng)造適合的環(huán)境,讓通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)制選拔進(jìn)來的人能在這樣的環(huán)境中成為優(yōu)秀的交叉學(xué)科人才[7]。因此,為發(fā)展生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)交叉學(xué)科研究,調(diào)動導(dǎo)師在交叉學(xué)科培養(yǎng)研究生的積極性,調(diào)動學(xué)生從事交叉學(xué)科研究的熱情和興趣,學(xué)校對交叉學(xué)科研究生的招生工作應(yīng)采取特殊的政策:首先,對交叉學(xué)科的招生名額分配有傾斜政策,以支持交叉學(xué)科的學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng);第二,鼓勵跨學(xué)科招生和報考,例如,光學(xué)工程專業(yè)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)方向招生,即可以招生簡章中列出歡迎生物、醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科研究生報考,并增加相應(yīng)的入學(xué)考試可選科目;第三,學(xué)校保留部分名額優(yōu)先錄取優(yōu)秀的跨學(xué)科學(xué)生或接收跨學(xué)科推免生等。#p#分頁標(biāo)題#e#
3.2規(guī)范研究生培養(yǎng)和管理環(huán)節(jié)
(1)設(shè)立跨學(xué)科聯(lián)合指導(dǎo)教師小組。目前的研究生培養(yǎng)主要采取導(dǎo)師責(zé)任制,是一對一的責(zé)任關(guān)系。但對生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究生而言,應(yīng)結(jié)合科研需要、本單位研究特色以及研究生的專業(yè)背景,合理配置跨學(xué)科聯(lián)合指導(dǎo)老師小組,整合本校內(nèi)的優(yōu)勢力量,實行多對一或多對多的師生關(guān)系,如,以生物顯微成像為特色的單位,應(yīng)配備細(xì)胞生物學(xué)、光學(xué)工程和圖像處理技術(shù)方面的導(dǎo)師隊伍,以光學(xué)醫(yī)療儀器為特色的單位,應(yīng)配備光學(xué)、測控技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)方面的導(dǎo)師組。來自相關(guān)學(xué)科的高水平教師共同培養(yǎng)交叉學(xué)科的人才,對研究生相關(guān)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu)和高水平研究課題的選定都具有重要作用,同時,研究生也可以在導(dǎo)師組的指導(dǎo)下以補(bǔ)修和自學(xué)等方式學(xué)習(xí)欠缺的跨學(xué)科知識。
(2)嚴(yán)把培養(yǎng)環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān)。導(dǎo)師指導(dǎo)小組要對研究生從入學(xué)、選課、選題、科研實踐、、畢業(yè)答辯各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)全面負(fù)責(zé),將知識傳授和能力培養(yǎng)相結(jié)合。首先,入學(xué)之初,指導(dǎo)小組即對每個研究生的學(xué)科背景和能力進(jìn)行評估,針對學(xué)生的背景和興趣初步確定科研方向,并制訂課程學(xué)習(xí)計劃,為學(xué)生完成生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)交叉學(xué)科研究課題儲備必要的專業(yè)知識,同時鼓勵學(xué)生選修具有“新興、前沿和交叉”特點的課程;其次,安排跨學(xué)科的學(xué)生補(bǔ)修部分相關(guān)學(xué)科的本科生課程,以補(bǔ)充知識上的欠缺;第三,指導(dǎo)小組要為學(xué)生提供參與科研實踐的平臺,在未正式進(jìn)入課題之前,指導(dǎo)學(xué)生參與短期(2~3個月)科研輪訓(xùn),使學(xué)生對本學(xué)科方向正在進(jìn)行的科研內(nèi)容有所了解,進(jìn)而因勢利導(dǎo)明確研究課題;第四,導(dǎo)師指導(dǎo)組應(yīng)隨時跟進(jìn)研究生的科研進(jìn)度,在研究生論文選題和中期檢查時對所開展科研工作進(jìn)行正確的引導(dǎo)和調(diào)整,保證培養(yǎng)過程的順利進(jìn)行。
(3)構(gòu)建科研大平臺,引導(dǎo)研究生學(xué)術(shù)成長。良好的科研環(huán)境是個人學(xué)術(shù)成長的關(guān)鍵因素。構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)科研大平臺,吸引更多相關(guān)學(xué)科優(yōu)秀的科研人員加入到導(dǎo)師隊伍中來,是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措,不同學(xué)科學(xué)術(shù)思想的熏陶,不同思維方式的影響以及多學(xué)科導(dǎo)師在科學(xué)研究方面的通力合作和團(tuán)隊精神也會對研究生產(chǎn)生潛移默化的影響,有利于其學(xué)術(shù)成長;此外,導(dǎo)師要充分調(diào)動研究生的積極性,保護(hù)研究生跨學(xué)科研究的科研熱情,重視研究生個人的主觀能動性和興趣,只要使用正確、合理的引導(dǎo)方式,不同專業(yè)背景的研究生與導(dǎo)師之間可以碰撞出很多新的思想火花,獲得意想不到的收獲。
(4)多途徑培養(yǎng)創(chuàng)新人才,完善知識體系。在當(dāng)今這個多元化的時代,人才培養(yǎng)的途徑也是多種多樣的。為了適應(yīng)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)領(lǐng)域?qū)?chuàng)新型人才的需求,學(xué)校應(yīng)設(shè)立專項基金,支持和鼓勵研究生從事學(xué)術(shù)交流,如吸引學(xué)生參加國際會議、科技競賽、制作大賽等活動,激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生掌握正確、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,尤其是適應(yīng)自身特點的學(xué)習(xí)方法及獲取知識的能力,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用所學(xué)的知識創(chuàng)造性地解決實際問題,提升學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神。此外,針對課程設(shè)置方面存在的問題,建議在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)指導(dǎo)下,從師資隊伍、課程內(nèi)容、實驗教學(xué)資源全方位的整合。鼓勵老師多開設(shè)前沿性課程,邀請本領(lǐng)域國外專家為研究生開設(shè)講座類課程;通過汲取國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗,結(jié)合科研和實驗教學(xué)資源,建設(shè)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)交叉學(xué)科系統(tǒng)、完善的知識體系,重視課程內(nèi)容的系統(tǒng)性、前沿性及與本單位研究特色的相關(guān)性,重視學(xué)生集成—融合—應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
3.3正確把握學(xué)位內(nèi)涵,嚴(yán)格學(xué)位授予工作
作者簡介:馬鳳英(1975-),女,河南濮陽人,鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院,副教授。(河南 鄭州 450001)
基金項目:本文系國家自然科學(xué)基金(項目編號:60907046)、河南省教育廳自然科學(xué)研究計劃項目(項目編號:2009A140008)、鄭州市科技局項目(項目編號:121ppTGG360-7)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)36-0099-02
“電磁場與電磁波”是鄭州大學(xué)(以下簡稱“我?!保╇娮有畔㈩?、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及自動化等專業(yè)學(xué)生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,主要研究電磁場的基本屬性及其運(yùn)動規(guī)律、波與物質(zhì)相互作用及信息的提取、電磁場系統(tǒng)的計算方法及仿真技術(shù)和工程技術(shù)應(yīng)用中的電磁理論問題等。它和電磁干擾與電磁兼容、射頻及高速電路設(shè)計與開發(fā)等課題緊密聯(lián)系,是一些交叉領(lǐng)域的學(xué)科生長點和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。同時,電磁場與電磁波作為能量的一種形式、信息傳輸?shù)妮d體和探測未知世界的一種重要手段,在通信、雷達(dá)、醫(yī)療保健、導(dǎo)航、軍事、能源和環(huán)境檢測等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于電磁場與電磁波概念抽象、理論深奧、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識多、分析推導(dǎo)繁瑣等,使該課程歷來被認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程之一,甚至有學(xué)生私下里稱電磁場這門課為“火葬場”。隨著“寬口徑、輕專業(yè)、重基礎(chǔ)”本科培養(yǎng)理念的出現(xiàn),各高校開設(shè)基礎(chǔ)課程門類增多,我校自2009年來將該課程的課時數(shù)由64學(xué)時減少為48學(xué)時。這樣一來,要在教學(xué)計劃學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)內(nèi)容,每節(jié)課的上課內(nèi)容就會增加,滿堂灌的教學(xué)方式勢必會導(dǎo)致學(xué)生疲倦,不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和自我發(fā)展能力的培養(yǎng)。另外,針對我校光學(xué)、光學(xué)工程碩士專業(yè)方向和電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個本科專業(yè)就業(yè)的需要,對教學(xué)內(nèi)容需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。因此,為了適應(yīng)這種情況,對于課程講授內(nèi)容適當(dāng)增減,教材的重新選擇及教學(xué)方法的改革勢在必行。
一、教學(xué)內(nèi)容的改革
新的教學(xué)計劃修訂之前,這門課采用的教材是馬海武教授編寫的《電磁場理論》,該書基礎(chǔ)性較強(qiáng),偏重于理論,教授這門課的老師也是我校物理專業(yè)的教師。而電子信息、電子科學(xué)與技術(shù)這兩個專業(yè)畢業(yè)生,無論深造還是就業(yè),均偏重于電磁場的應(yīng)用——解決工程類電磁場問題。因此,教學(xué)計劃修訂后,這兩個專業(yè)的教材換為謝處方、饒克謹(jǐn)教授編寫的《電磁場與電磁波》。教學(xué)內(nèi)容上也進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化,比如大學(xué)物理中電磁學(xué)部分已經(jīng)對真空和介質(zhì)中的靜態(tài)場以及電磁感應(yīng)現(xiàn)象和位移電流假設(shè)進(jìn)行了詳細(xì)的講解,也簡單介紹了麥克斯韋方程組。在教授“電磁場與電磁波”這門課時對靜態(tài)場的特性和分析就可以用較少的學(xué)時,以學(xué)生為中心,多以提問的形式進(jìn)行講授。而對時變電磁場的分析方法、電磁波的反射與透射以及波導(dǎo)與諧振腔相關(guān)章節(jié)的講授就要用較多的學(xué)時。另外在講授這部分內(nèi)容時要增加一些工程實例,加深學(xué)生對知識的理解并提高應(yīng)用能力。如在講授“均勻平面波對多層介質(zhì)分界面的垂直入射”時,引入濾光片、介質(zhì)高反膜和增透膜的設(shè)計原理及應(yīng)用,使學(xué)生對課程的背景、研究領(lǐng)域、主要技術(shù)、發(fā)展方向有大致的了解,培養(yǎng)學(xué)生在此領(lǐng)域的興趣和深入研究的愿望。
二、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革
1.將科研課題引入課堂教學(xué),提高學(xué)生對基礎(chǔ)研究的興趣和關(guān)注
早在2005年教育部的教高[2005]001號文中就強(qiáng)調(diào)“積極推動研究性教學(xué),提高大學(xué)生創(chuàng)新能力”。探索性是本科研究性教學(xué)的主要特征之一,不但要傳授知識,還要培養(yǎng)學(xué)生探求未知的能力。因此,高校教師不但要講好書本知識,還要做好科研,大量查閱文獻(xiàn)資料,實時關(guān)注本專業(yè)方向的最新發(fā)展動態(tài),有針對性由淺入深地將最新科研成果引入到教學(xué)中以激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生主動參與到科研中來。例如筆者結(jié)合研究方向微腔器件與物理,在講解“均勻平面波反射與透射”時,只帶領(lǐng)學(xué)生推導(dǎo)導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的垂直入射,根據(jù)電磁邊界條件得出分界面上電場振幅反射和透射系數(shù),強(qiáng)調(diào)入射介質(zhì)中的電場為入射波和反射波的疊加,把具體的科研問題——平面微腔器件結(jié)構(gòu)設(shè)計引入課堂教學(xué)。平面微腔是典型的集成光電子器件,而光電子集成又是信息技術(shù)的發(fā)展新方向。平面微腔(尤其是光學(xué)微腔)結(jié)構(gòu)設(shè)計中,比較重要的一個參數(shù)是有效腔長的確定。有效腔長的大小不但包括兩反射鏡之間的光學(xué)距離,還應(yīng)包含兩端反射鏡的相位穿透深度。以電磁波在介質(zhì)/金屬界面反射為例,讓學(xué)生了解相位穿透深度的概念。
介質(zhì)/金屬界面的反射系數(shù)為。其中和分別為入射和出射介質(zhì)(金屬)的波阻抗,其中為復(fù)數(shù)。因此,為復(fù)數(shù)。一般金屬反射鏡的反射率接近于1,即,為界面上反射波相對入射波的位相延遲。
假定入射電場為,經(jīng)界面反射后入
射介質(zhì)中的合成電場為,
即合成電場為行駐波場。
當(dāng)時,合成電場取最大值;當(dāng)時,合成電場取最小值。
駐波比,由于接近于1,因此駐波比接近無窮大,即入射介質(zhì)中的電場接近于駐波場。不同于理想介質(zhì)/理想金屬界面,此時界面處并不是駐波的波節(jié),其波節(jié)位置由合成電場取最小值時所對應(yīng)的z值確定,如圖1所示。
取n=-1,所對應(yīng)z值即為金屬的相位穿透深度(如圖1標(biāo)注)。
2.多媒體與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)手段
多媒體教學(xué)相對于傳統(tǒng)板書教學(xué)具有自身的優(yōu)越性,它可以在文字、圖形的基礎(chǔ)上增加圖像、動畫、聲音、影像等,將傳統(tǒng)教學(xué)手段很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容或無法觀察到的現(xiàn)象利用視覺和聽覺的形式展現(xiàn)出來,使抽象復(fù)雜的問題簡單化,枯燥難懂的知識形象化。比如在分析波從波密媒質(zhì)到波疏媒質(zhì)傳播且入射角大于臨界角時透射電場的分布時,如果僅從公式推導(dǎo)得出透射電場的形式,學(xué)生很難直觀地理解透射波的傳播情況。此時就可以通過MATLAB編程來再現(xiàn)透射電場,學(xué)生就能夠直觀地看到透射波(表面波)沿分界面?zhèn)鞑サ湔穹诖怪庇诜纸缑娣较蛏习粗笖?shù)規(guī)律的衰減情況。這時告訴學(xué)生表面波的等幅面和等相面垂直為非均勻波,學(xué)生就會產(chǎn)生深刻的理解。多媒體授課可以提高課堂教學(xué)效果,提升教學(xué)質(zhì)量,但并不是所有的課程都適用多媒體教學(xué)。比如電磁場這門課有很多公式推導(dǎo),如果一味地依賴多媒體就會造成講課節(jié)奏過快,學(xué)生理解消化時間減少,反而不利于課堂教學(xué)效果的提高。因此,這門課程適合采取多媒體和傳統(tǒng)板書相結(jié)合的方式進(jìn)行授課。
3.嘗試開設(shè)相關(guān)實驗
“電磁場與電磁波”作為工科電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,具有理論性強(qiáng)、概念抽象、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高等特點。要想提高教學(xué)效果,應(yīng)設(shè)法使復(fù)雜的問題簡單化,抽象的概念形象化。目前開設(shè)的課堂演示實驗有:電(磁)介質(zhì)的極化(磁化)、均勻平面波在非導(dǎo)電媒質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播、波的極化、均勻平面波在理想介質(zhì)(導(dǎo)體)界面上的反/透射及表面波等。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的動手能力,使他們在實驗中驗證所學(xué)理論,筆者正計劃開設(shè)實驗課,實驗內(nèi)容初步定為:電磁信號的波速、波長和相位常數(shù)的測量;電磁波的極化;電壓駐波比測量;電磁波的反射與透射;電磁場與電磁波的計算機(jī)仿真等。通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié),從測量基本參量入手,利用專業(yè)測量儀器研究波的傳播、極化等特性。
4.設(shè)置合理的考評機(jī)制
課程的考核是督促學(xué)生學(xué)習(xí)、檢驗教學(xué)效果的重要手段,其最終目的是使學(xué)生更好地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識和相關(guān)研究領(lǐng)域的應(yīng)用。這門課的成績?nèi)Q于學(xué)生的綜合表現(xiàn),包括學(xué)生平時出勤情況、作業(yè)完成情況、課堂與老師的互動情況以及期末考試成績。每個學(xué)期會不定期抽查學(xué)生出勤情況,出勤成績占總成績的20%。另外,平時作業(yè)占總成績的20%,期末考卷成績占總成績的60%。課后習(xí)題讓學(xué)生自己在課下練習(xí),而需要交的作業(yè)是結(jié)合具體工程實例的設(shè)計或者論述題,沒有具體的參考答案,避免出現(xiàn)敷衍、互相抄襲的現(xiàn)象。此外,根據(jù)學(xué)生平時課堂發(fā)言以及與老師互動情況,還設(shè)立獎勵分,最高10分,這部分直接計入總成績。
5.不斷提高自身素質(zhì)和教學(xué)水平
教學(xué)活動中,教師首先要尊重學(xué)生,熱愛學(xué)生,以學(xué)生為中心開展教學(xué)工作。課堂上要保持熱情,每次上課之前都要抽出幾分鐘把上節(jié)課的主要知識點回顧一下,讓學(xué)生輕松過渡到教師接下來要講授的內(nèi)容。課上列出綱領(lǐng)和精華部分,對有些問題給出思路,然后結(jié)合具體的科研和工程問題,讓學(xué)生掌握更多新的知識和科研前沿。穿插一些有關(guān)人生的感悟和思考,讓學(xué)生在輕松的氣氛里學(xué)習(xí),培養(yǎng)積極向上的人生觀。除了以滿腔的熱情對待事業(yè)和學(xué)生外,教師還要自覺高標(biāo)準(zhǔn)地塑造自身的人格,才能以自身健康的人格培養(yǎng)學(xué)生的人格。在教學(xué)中還要不斷充實自己,完善教學(xué)資料,跟蹤最新的教學(xué)和科研成果,積極參加高等學(xué)校電路和信號系統(tǒng)、電磁場教學(xué)與教材研究會,跟兄弟院校電磁場教師進(jìn)行交流,不斷提高教學(xué)水平。
三、總結(jié)
針對我校光學(xué)、光學(xué)工程碩士專業(yè)方向和電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個本科專業(yè)就業(yè)的需要,以及目前“電磁場與電磁波”課時大幅縮減的教學(xué)現(xiàn)狀,提出了從教學(xué)內(nèi)容、科研促教學(xué)到教學(xué)手段、實踐教學(xué)等一系列的改革思路,目前已取得了初步成效。下一步的目標(biāo)是增加課外實驗內(nèi)容,通過實驗驗證并鞏固所學(xué)理論知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
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(5).
Light-Activated Tissue
Regeneration and Therapy
Conference
2009
Hardback
ISBN 9780387718088
Ronald Waynant等著
本會議論文集介紹了光活化組織再生和治療領(lǐng)域的最新技術(shù)進(jìn)展,包括確定光活化組織再生和治療機(jī)理的測量方法,光源(激光光源,LEDs,雙波長光源,寬帶光源)、計量學(xué)和光源產(chǎn)生的醫(yī)療結(jié)果。這些研究報告針對光活化組織再生和治療領(lǐng)域,闡述了基礎(chǔ)研究與臨床研究的系統(tǒng)方法。
本書第一作者Ronald Waynant 博士,是銀泉市(Silver Spring, MD, USA)食品和藥物管理中心的設(shè)備和放射衛(wèi)生高級光學(xué)工程師,美國醫(yī)學(xué)和生物工程師協(xié)會、美國電子電氣工程師協(xié)會(IEEE)、美國光學(xué)協(xié)會及美國激光外科醫(yī)學(xué)協(xié)會的會員。
第二作者Darrell B.Tata博士是美國食品與藥品管理局(FDA)高級生物物理學(xué)家,主要從事生物系統(tǒng)應(yīng)用光學(xué)物理技術(shù)、紅外線非侵入性治療學(xué)研究。目前研究方向為:針對幾類嚴(yán)重的人類疾病(如惡性腫瘤、慢性疼痛、糖尿病等),采用非離子射線治療以獲得預(yù)期的生物活性和治療反應(yīng)。
本書內(nèi)容共分成十部分。第一部分含第1-2章,機(jī)理和體外近紅外線微秒脈沖激光誘導(dǎo)抑制人腦惡性癌癥代謝活動。第二部分含第3-7章,傷口愈合:3. 結(jié)合660納米與880納米光提高頑抗性糖尿病潰瘍的愈合;4. 體外抗金黃色葡萄球菌(MRSA)藍(lán)光光摧毀甲氧西林;5. 光生物調(diào)節(jié)作用治療視網(wǎng)膜受損和視網(wǎng)膜神經(jīng)退化疾病;6. 采用780納米二極管激光輻射降低炎癥細(xì)胞激素濃度同時,上調(diào)脂多糖刺激的巨噬細(xì)胞中一氧化氮濃度;7. 傷口愈合的新方面。第三部分含第8-13章,光動力療法。8. 低能量光療介紹;9. 低能量光療增強(qiáng)光動力效能;10. 光源分割光動力:從臨床前模型到臨床實踐;11. 結(jié)合免疫療法和光動力療法治療癌癥;12. 為光動力療法指定病人劑量;13. 新型光動力療法目標(biāo)定位和戰(zhàn)略激活。第四部分含第14章, 心血管系統(tǒng)光療法。第五部分含第15-19章,牙科醫(yī)術(shù),15. 引言;16. 光學(xué)相干斷層成像術(shù)評價光生物調(diào)節(jié)作用對牙周組織再生的影響;17. 牙周病治療中的光生物調(diào)節(jié)作用激光策略;18. 結(jié)合新技術(shù)促進(jìn)牙科種植成功和定量超聲評價近紅外發(fā)光二極管光生物調(diào)節(jié)作用;19. 用低功率激光照射的光生物調(diào)節(jié)作用包含激活潛在TGF- b1。第六部分含第20-22章,糖尿病:20. 激光在糖尿病治療中的作用;21.He-Ne激光照射刺激糖尿病傷纖維細(xì)胞擴(kuò)散和移動;22. 初乳富含脯氨酸的多肽在人類免疫和神經(jīng)系統(tǒng)健康中的作用。第七部分含第23-24章,神經(jīng)科學(xué)。23. 光療和神經(jīng)組織修復(fù);24. 脊柱椎間盤軟骨激光再生:機(jī)理、體內(nèi)研究及臨床應(yīng)用。第八部分含第25章,FDA的條例:25.FDA批準(zhǔn)的要求。第九部分含第26-28章,疼痛:26. 光療與止痛全面介紹;27. 采用低能量激光療法(LLLT)減輕疼痛是臨床表現(xiàn)激光誘導(dǎo)神經(jīng)抑制嗎?28. 復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征:一種新的治療方法。第十部分含第29-32章,電場的作用:29. 介紹;30. 從微觀問題推導(dǎo)痛苦起源;31. 獨(dú)立的應(yīng)用近紅外寬帶光源和脈沖電勢制止人腦腫瘤代謝活動:一項體外研究;32. 由手機(jī)保護(hù)裝置引起的腦電圖變化。
本書內(nèi)容建立在大量的病人案例基礎(chǔ)上,涉及面廣,包括幾乎全部的光活化組織再生領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,其中提到的研究方法對醫(yī)療專業(yè)人員很有幫助。
賈紅書 ,博士生
全息技術(shù)一門正在蓬勃發(fā)展的光學(xué)分支,主要運(yùn)用了光學(xué)原理,是一種不用透鏡,而用相干光干涉得到物體全部信息的二部成像技術(shù)。如果說全息技術(shù)在照相方面的應(yīng)用與普通照相技術(shù)的最大區(qū)別,那就是全息技術(shù)能夠利用激光的相干性原理,將物體對光的振幅和相位反射(或透射)同時記錄在感光板上,也就是把物體反射光的所有信息全部記錄下來,并能夠再現(xiàn)出立體的三維圖像。也就是全息技術(shù)所記錄不是圖像,二是光波。全息學(xué)的原理適用于各種形式的波動,如X射線、微波、聲波、電子波等。只要這些波動在形成干涉花樣時具有足夠的相干性即可。光學(xué)全息術(shù)可望在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、投影光刻、軍事偵察監(jiān)視、水下探測、金屬內(nèi)部探測、保存珍貴的歷史文物、藝術(shù)品、信息存儲、遙感,研究和記錄物理狀態(tài)變化極快的瞬時現(xiàn)象、瞬時過程(如爆炸和燃燒)等各個方面獲得廣泛應(yīng)用。隨著全息技術(shù)的快速發(fā)展,全息技術(shù)的產(chǎn)品正越來越多地走向市場、應(yīng)用于現(xiàn)代生活中。
一、全息技術(shù)的應(yīng)用前景
全息技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,并不斷被應(yīng)用于新的領(lǐng)域,以下列舉了全息技術(shù)的部分重要應(yīng)用。
(一)全息顯示
全息顯示主要利用全息照相能重現(xiàn)物體三維立體圖像的特點,因全息片能給出和原物大小一樣、細(xì)節(jié)精美、形狀逼真的三維圖像,所以是極有發(fā)展前景的應(yīng)用之一。它可以用來復(fù)制歷史文物藝術(shù)珍品、全息肖像、全息裝飾品和全息風(fēng)景畫等也可用于超景深照相,使遠(yuǎn)距離到近距離的物體同時記錄在一張全息底片上。而從其再現(xiàn)像中逐次按不同距離分層觀測,不受普通照相景深的限制。全息顯示常用的全息術(shù)有:透射和反射全息、像面全息 彩虹全息、真彩色全息、合成全息和模壓全息等多種類型。其中除透射全息圖需要用激光再現(xiàn)外,其余都可用自光再現(xiàn),從而使在自晝自然環(huán)境中可觀察到三維景像。近年來模壓全息逐步進(jìn)入到人們生活中,并受到人們的歡迎和喜愛模壓全息把浮雕藝術(shù)和照相藝術(shù)相結(jié)合,用多層次體現(xiàn)三維空間,極具有觀賞價值它除了作為藝術(shù)全息品便于攜帶和保存外,已廣泛用于防偽標(biāo)識、賀卡、商標(biāo)、紀(jì)念封和圖書插圖等領(lǐng)域,國內(nèi)外都已形成一種巨大的產(chǎn)業(yè)。
(二)全息干涉計量
全息干涉量度,其操作的基本程序與全息記錄相似,只是在記錄時根據(jù)需要進(jìn)行一次曝光(實時全息干涉法)、兩次曝光(雙曝光全息干涉法、夾層全息法)和連續(xù)曝光(時間平均全息干涉法)。它們都是根據(jù)波面干涉原理,在再現(xiàn)象上出現(xiàn)一系列干涉條紋。這些條紋代表了沿觀察軸線方向的等位移輪廓線。條紋間隔代表的位移量大致等于記錄中所用相干光源波長的一半。
一次曝光全息干涉法。它同光學(xué)干涉原理是一樣的。用一般全息術(shù)記錄一張物體未經(jīng)變形時的全息圖。再將這張全息圖精確地放在原記錄位置上。由原參考光作照明光,讓它在原物位置產(chǎn)生再現(xiàn)像。被研究的物體在原來位置作微小變形,同時也用激光照明。全息圖衍射的原始物波和物體散射的物波會產(chǎn)生干涉條紋,條紋的形狀就反映了物體的形變。這種方法可以觀察物體的形變過程,因此也叫實時全息干涉法。二次曝光全息干涉法。在同一張全息圖上記錄同一物體變形前后的二張全息圖。它記錄了物體在不同時刻的二個波面。再現(xiàn)時,二個波面之間產(chǎn)生干涉,稱為兩次曝光全息干涉。通過條紋的計算,可以確定物體的形變和位移。二次曝光全息將物體形變的二種狀態(tài)凍結(jié)在全息圖里,可以保存,在沒有原物時也能再現(xiàn)這種變化。但是一張全息圖只能保留一種比較狀態(tài)。
夾層全息。用二張全息干板分別記錄物體二個狀態(tài)的物波信息。記錄時,用一對全息干板放在特制的可以精確定位的全息片架上。曝光、顯影后,每張全息圖放在原來的位置都能精確地再現(xiàn)原物波。
二、全息防偽技術(shù)
防偽與我們的生活息息相關(guān),將全息技術(shù)應(yīng)用于防偽領(lǐng)域可以大大提高防偽功效。如第二代身份證上的視讀防偽:當(dāng)以適當(dāng)角度看身份證正面時,會有長城標(biāo)志出現(xiàn),變換角度,長城標(biāo)識的顏色會發(fā)生變化。從全球角度看,第一個將全息圖片作為防偽標(biāo)識的產(chǎn)品是Johnny Walke Whishy(一種威士忌),該酒的銷售額較以前增加了45%。上世紀(jì)90年代全息防偽迎來首個鼎盛時期,無論高檔商品促銷、名優(yōu)商品的防假冒或有價證券(如信用卡、鈔票、護(hù)照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝潢、紀(jì)念郵票和廣告標(biāo)牌等等,都普遍采用激光模壓技術(shù)。該技術(shù)在八十年代末九十年代初傳入我國,1990年至1994年期間,全國各地引進(jìn)生產(chǎn)線上百條。全息主要防偽技術(shù)主要包括如下四個方面:
1. 激光全息標(biāo)識定位燙印技術(shù)
全息燙印的原理是:在燙印設(shè)備上通過加熱的燙印模頭將全息燙印材料上的熱熔膠層和分離層加熱熔化,在一定的壓力作用下,將燙印材料的信息層全息光柵條紋與PET基材分離,使鋁箔信息層與承燙面黏合,融為一體,達(dá)到完美結(jié)合。(1)該技術(shù)要求印刷廠家擁有精密定位燙印設(shè)備,并要求印刷廠的相關(guān)設(shè)備有能適應(yīng)定位燙印的要求,具有精密的走步和定位功能,因此造假者很難制假。(2)定位燙印與包裝物本身有機(jī)融合為一體。同時經(jīng)過合理的設(shè)計可以大大提高包裝物的質(zhì)量和檔次,這樣無論在防偽力度還是美觀方面,都提高了一大步。(3)定位燙印可實現(xiàn)調(diào)整大規(guī)格自動化生產(chǎn),與高速印刷設(shè)備配套,滿足了印刷廠家的生產(chǎn)工藝要求。(4)防偽標(biāo)識燙印到包裝盒上后無須覆膜,可滿足綠色包裝的要求,比普遍采用不干膠全息防偽貼標(biāo)前進(jìn)了一大步,并且徹底解決了防偽標(biāo)識的重復(fù)使用問題。
2. 全息標(biāo)識上的加密技術(shù)
該技術(shù)是在防偽標(biāo)識中設(shè)置特殊的加密記號以增強(qiáng)防偽效果。其原理是在物體與全息底板之間加一個編碼器,使得物光發(fā)生畸變;只有用該特定的解碼器才能重現(xiàn)物體,否則,只能出現(xiàn)一些散斑。因此,該技術(shù)具有較高的防偽功能,常用于一般商品的防偽。
3. BOPP激光全息防偽收縮膜包裝防偽技術(shù)
該技術(shù)是發(fā)展起來的新型防偽技術(shù)。由于該技術(shù)對BOPP收縮膜基材有特殊要求,購買和開發(fā)BOPP生產(chǎn)設(shè)備造價昂貴,從而在源頭上堵住了造假者制假的可能性和可行性。激光全息防偽收縮膜在生產(chǎn)中首創(chuàng)采用寬幅全息透明模壓技術(shù)與加密全息圖像防偽技術(shù)相結(jié)合,并巧妙解決了熱壓與基材熱收縮的矛盾;在使用中通過BOPP防偽收縮膜兩個表面提供熱封,將被包裝物整體包裹;在拆包時必須先撕開BOPP防偽膜,而這樣也就破壞了原防偽膜的完整性。由于該防偽手段技術(shù)層面復(fù)雜、防偽力度高,工藝精細(xì)、外觀精美,被中國防偽行業(yè)協(xié)會激光全息技術(shù)專業(yè)委員會給予很高的評價。BOPP生產(chǎn)線高昂的價格和熱封型熱收縮膜復(fù)雜的加工工藝,加上透明全息防偽圖像和隱秘的微縮密碼,使得那些分散的中小型工廠極難制假。
4.全息存儲中的復(fù)用技術(shù)
全息光存儲實際上還是一種光盤存儲技術(shù),采用復(fù)用技術(shù),可大幅度地提高 存儲容量和系統(tǒng)性能。在各種未來高密度光存儲技術(shù)中,全息光存儲以其所具有的高存儲容量、高存儲密度、高信息存儲冗余度和超快存取速度等優(yōu)點一直為人們所重視。
空間復(fù)用技術(shù)是將記錄介質(zhì)的二維平面劃分成不同的區(qū)域,在每一個區(qū)域中單獨(dú)存儲一幅全息圖??臻g復(fù)用技術(shù)是發(fā)展得最早的復(fù)用技術(shù),主要適合于平面型記錄材料,存儲材料中的存儲格式類似于硬盤和光盤。空間復(fù)用技術(shù)的優(yōu)點是:由于相鄰的全息圖在空間并不重疊,因此再現(xiàn)出的頁面之間可以完全避免串?dāng)_噪聲,每個全息圖的衍射效率也都可以達(dá)到單個全息圖所能達(dá)到的最大衍射效率。此外,由于存儲的所有全息圖都可以采用相同的參考光角度,因此系統(tǒng)的光路設(shè)計和構(gòu)架相對簡單。單純空間復(fù)用技術(shù)的主要缺點是不能充分利用存儲材料的厚度來增加系統(tǒng)的存儲容量,因此沒有充分利用全息存儲技術(shù)的潛力實現(xiàn)最大存儲容量。
為了彌補(bǔ)空間復(fù)用技術(shù)的缺陷,人們提出了體積復(fù)用技術(shù)。體積復(fù)用技術(shù)分為三種:角度復(fù)用、位相復(fù)用和波長復(fù)用。當(dāng)然,全息光存儲的發(fā)展也還存在著諸多的難題,首當(dāng)其沖的就是必須尋找一種同時兼具性能、容量和價格方面綜合優(yōu)勢的存儲材料,這也是全息光存儲發(fā)展過程中必須解決的關(guān)鍵問題之一。其次,從加工生產(chǎn)方面來看,如何以較低的生產(chǎn)成本實現(xiàn)加工,特別是有關(guān)激光、空;和光調(diào)制器和探測器陣列的對準(zhǔn),對于工程人員來說依然是一個巨大的挑戰(zhàn)。最后,要實現(xiàn)合適的性能價格比,全息光存儲如果不夠便宜,就難以找到市場,普通的PC機(jī)用戶不會為了性能上一定的改善而付出高額的費(fèi)用。
三、全息透鏡
全息成像是尖端科技,全息照相和常規(guī)照相不同,在底片上記錄的不是三維物體的平面圖像,而是光場本身。常規(guī)照相只記錄了反映被報物體表面光強(qiáng)的變化,即只記錄的光的振幅,全息照相則記錄光波的全部信息,除振幅外還忘記錄了光波的們相。即把三維物體光波場的全部信息都貯存在記錄介質(zhì)中。 全息照相是一種無透鏡的兩步成像。原理是:利用物光和參考光干涉在感光膠片上記錄一幅干涉圖樣,呈錯綜復(fù)雜、透明度不同的花紋,稱為全息(即全息照片),相當(dāng)于把膠片制成一不規(guī)則的光柵,然后利用全息圖對適當(dāng)照明光的衍射,把原三維影像提取出來。后一過程稱為重現(xiàn)。全息圖是一個天然的信息存儲器,可把“凍結(jié)”了的景物重新“復(fù)活”在人們眼前。由于這一獨(dú)特性能全息圖有極其廣泛的應(yīng)用。如用于研究火箭飛行的沖擊波、飛機(jī)機(jī)翼蜂窩結(jié)構(gòu)的無損檢驗等?,F(xiàn)在不僅有激光全息,而且研究成功白光全息、彩虹全息,以及全景彩虹全息,使人們能看到景物的各個側(cè)面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發(fā)展。
除用光波產(chǎn)生全息圖外,已發(fā)展到可用計算機(jī)產(chǎn)生全息圖。全息圖用途很廣,可作成各種薄膜型光學(xué)元件,如各種透鏡、光柵、濾波器等,可在空間重疊,十分緊湊、輕巧,適合于宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料,具有容量大、易提取、抗污損等優(yōu)點。 全息照相的方法從光學(xué)領(lǐng)域推廣到其他領(lǐng)域。如微波全息、聲全息等得到很大發(fā)展,成功地應(yīng)用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地震波、電子波、X射線等方面的全息也正在深入研究中。
四、全息技術(shù)的展望
全息照相的應(yīng)用潛力是巨大的,這一新技術(shù)將會在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防、公共安全等各個領(lǐng)域全面展開,產(chǎn)生顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
作為一門新興學(xué)科,全息技術(shù)還處在蓬勃發(fā)展階段,隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展和科技人員的努力全息技術(shù)的應(yīng)用必將迎來它更輝煌的明天。
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中圖分類號:G255 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)02(c)-0200-02
隨著中國科學(xué)院合肥大科學(xué)研究中心獲批籌建,合肥物質(zhì)科學(xué)研究院引進(jìn)了大批海外人才,同時也招收了大批的研究生助推合肥研究院的發(fā)展。大批科研人員的涌入使得文獻(xiàn)需求量大增,科研人員需求文獻(xiàn)的深度、廣度也在加大,合肥研究院圖書館目前訂購的電子資源不能滿足科研用戶的需求,為了滿足廣大科研人員對科研文獻(xiàn)的需求,圖書館建立了即查即得的QQ文獻(xiàn)服務(wù)群,本群極大方便了科研人員對文獻(xiàn)的需求與利用。該文收集了42天共提供咨詢的文獻(xiàn)398篇文獻(xiàn)作為分析對象,從以下幾個方面進(jìn)行分析。
1 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院下屬科研單元的需求量
合肥物質(zhì)科學(xué)研究院隸屬于中國科學(xué)院,其下屬科研單元有11個,其中中科院合肥技術(shù)創(chuàng)新工程院和應(yīng)用技術(shù)研究所是新成立的科研單元,是將科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的單位,沒有文獻(xiàn)需求。科研人員比較集中的研究所是安徽光機(jī)所和等離子體所,以基礎(chǔ)科學(xué)為主的是固體物理所。由于安徽光機(jī)所是特殊的科研單位,科研人員的實驗室不能聯(lián)網(wǎng),一些在研究院IP范圍內(nèi)無法下載的文獻(xiàn)通過QQ文獻(xiàn)咨詢可以即查即得,滿足了安徽光幾所的科研人員查找文獻(xiàn)的需求,每天接收安徽光機(jī)所的咨詢文獻(xiàn)較多,從表1和圖1可以看出,安徽光機(jī)所的文獻(xiàn)咨詢量占總文獻(xiàn)量的32.16%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他科研單元的需求??蒲腥藛T較多的等離子體所向QQ群尋求文獻(xiàn)并不多,說明等離子體所在IP段內(nèi)基本可以滿足所需文獻(xiàn),作為基礎(chǔ)研究的固體所咨詢文獻(xiàn)偏多,說明合肥物質(zhì)研究院所訂購的文獻(xiàn)資源庫不能很好滿足固體所的需求,故此向QQ文獻(xiàn)咨詢較多。
2 查找文獻(xiàn)的途徑
大量科研人員的引進(jìn)使得文獻(xiàn)的需求量激增,該研究院自己訂購的數(shù)據(jù)庫無法滿足廣大科研人員的需求,于是圖書館和中國科技大學(xué)合作簽訂合作共享平臺,中國科技大學(xué)給我們開通了多條VPN專線,方便圖書館員利用中國科技大學(xué)的電子資源,同時還與百鏈學(xué)術(shù)搜索平臺簽了協(xié)議,有些無法查找的文獻(xiàn)可以向百鏈學(xué)術(shù)搜索請求傳遞文獻(xiàn),還可以通過中科院文獻(xiàn)情報中心依托中科院內(nèi)、院外豐富的文獻(xiàn)資源和國內(nèi)外圖書館高效的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)為我們的科研人員和學(xué)生提供國內(nèi)圖書館和國外圖書館各類文獻(xiàn)的查詢、獲取與傳遞服務(wù),表2和圖2是文獻(xiàn)查找的途徑分布圖表。
3 科研人員需求文獻(xiàn)的類型
從表3可以看出,科研人員對文獻(xiàn)的需求呈多種形式,有期刊、會議文獻(xiàn),也有專利、圖書(主要是電子圖書)和學(xué)位論文,不拘一格的文獻(xiàn)需求,反映了科研人員發(fā)散性思維方式獲取文獻(xiàn)將能更準(zhǔn)確地挖掘所需要的文獻(xiàn)精髓。圖3能直觀地反映出文獻(xiàn)分布,外文期刊論文需求量最多,其次是會議文獻(xiàn)。因為多數(shù)專利可以免費(fèi)獲取,表3中專利需求較少。
4 利用WOS對文獻(xiàn)需求的結(jié)果分析
在398篇文獻(xiàn)中去除中文文獻(xiàn)、電子書、專利、學(xué)位論文、早期沒有被WOS收錄的,能導(dǎo)入到WOS中有228篇文獻(xiàn)。從228篇文獻(xiàn)總結(jié)分析出科研人員對那些學(xué)科需求較多,主要的科研方向在哪里,從而可以很好地為合肥研究院的科研方向定位,為以后電子資源的訂購確定方向。其在WOS的分析結(jié)果如下。
4.1 排在前十的研究方向
表4所列排名前十的學(xué)科分布充分體現(xiàn)了合肥物質(zhì)研究院的主要研究方向,合肥物質(zhì)研究院以基礎(chǔ)學(xué)科為主的科研單位,主要以物理、材料科學(xué)、化學(xué)、工程、科學(xué)技術(shù)、光學(xué)、光譜學(xué)、核科學(xué)與技術(shù)、氣象學(xué)和大氣科學(xué)等多學(xué)科的交叉研究,合肥物質(zhì)科學(xué)研究院下屬科研單元的科研人員都不是孤立搞自己的研究,而是各科研單元相互交流合作,共同服務(wù)于合肥研究院的大科學(xué)工程。
4.2 需求文獻(xiàn)的來源出版物分布情況
科研人員對文獻(xiàn)的需求質(zhì)量在不斷的提高,表5中列出了排名前十的期刊分布,其中NATURE子刊的文獻(xiàn)需求較多。由于NATURE子刊的訂購需要費(fèi)用高,合肥研究院訂購NATURE子刊比較少,不能在IP地址內(nèi)稽查即得NATURE子刊文獻(xiàn),只有通過QQ文獻(xiàn)服務(wù)群請求文獻(xiàn),體現(xiàn)了QQ文獻(xiàn)服務(wù)群的重要性。從表5可以看出科研人員對文獻(xiàn)的需求質(zhì)量也在不斷提高,說明科研人員追求高質(zhì)量的科研成果。
5 結(jié)語
該文以文獻(xiàn)搜索為切入點探索科研人員的文獻(xiàn)需求問題,不僅描述了文獻(xiàn)獲取途徑,還總結(jié)了文獻(xiàn)需求分布的規(guī)律,研究分析了科研人員的研究方向。文獻(xiàn)資源共享,文獻(xiàn)利用與獲取,網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展給圖書館開發(fā)利用信息資源提供了前所未有的發(fā)展空間,圖書館工作人員利用多途徑、多渠道查找文獻(xiàn)的方式滿足了科研人員的即查即得的文獻(xiàn)需求。
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[4] 包昌火.讓中國情報學(xué)回歸本來面目[J].情報雜志,2011(7):1.
二、教學(xué)方法的改革探索
按照課程大綱的要求,在講授過程中,分別介紹了應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經(jīng)典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應(yīng)用。各種傳感器章節(jié)相對獨(dú)立,可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、等效電路、特性參數(shù)到應(yīng)用這一思路。另外結(jié)合較常見的被測量,教師適當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據(jù),如都是測量位移的傳感器,應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區(qū)別在哪;又比如都是做開關(guān),電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區(qū)別,等等。以前我校的教學(xué)模式是以課堂講授為主,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開設(shè)少量的驗證性試驗。這種教學(xué)模式過于注重原理的分析,學(xué)生只是機(jī)械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理,但是當(dāng)要解決實際問題時卻感覺無從下手,缺乏對傳感器的直觀認(rèn)識,甚至有學(xué)生體會不到傳感器的實際應(yīng)用價值。鑒于此,我們有必要對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行探討,通過教學(xué)方法、教學(xué)模式的改革讓學(xué)生切身感受到將“傳感與檢測技術(shù)”的知識學(xué)以致用的快樂,實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)方法所未能達(dá)到的效果。
1.調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)方法改革的一個關(guān)鍵問題就是如何吸引學(xué)生的注意力,培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學(xué)過程中,我們通過平時生活中比較常見的現(xiàn)象來引出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,如通過對吊扇和空調(diào)的對比,舉出溫度傳感器的作用;又如教室里的自動感應(yīng)燈、審訊室的監(jiān)聽設(shè)備、家用的電磁爐都是怎樣工作的;又如醫(yī)學(xué)上的進(jìn)步:X照影技術(shù)、內(nèi)窺鏡手術(shù)等如何實施;機(jī)器人如何識別周圍環(huán)境;最新研制的無人駕駛汽車怎么實現(xiàn)在高速路上的行駛;等等。通過分析吊扇和空調(diào)工作原理的區(qū)別,引出傳感器的重要性。這些實例大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生認(rèn)識到了學(xué)習(xí)該課程的重要性,為學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后續(xù)內(nèi)容作了準(zhǔn)備。
2.充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段合理使用教具。
傳感與檢測技術(shù)課程的特點是原理多,公式復(fù)雜,推理較多。在傳統(tǒng)以往的教學(xué)中,教師在黑板畫原理圖或組成圖時,一方面圖形較為復(fù)雜占用很多時間,另一方面圖形缺乏立體感,無法形象地描述檢測過程,無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此在教學(xué)過程中,我們通過運(yùn)用多媒體,讓傳感器參與的控制/檢測系統(tǒng)的過程和結(jié)果比較形象化、立體化,讓學(xué)生對其工作原理有了感性的認(rèn)識;通過PPT,學(xué)生了解了各種不同類型傳感器的形狀,對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍了課堂氣氛,使學(xué)生對檢測系統(tǒng)有了比較全面的認(rèn)識。
3.教學(xué)與實驗相結(jié)合。
為加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識并促進(jìn)學(xué)生對課堂知識的消化吸收,我們設(shè)置了相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)。通過實驗學(xué)生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應(yīng)的檢測系統(tǒng),一方面通過實驗來驗證原理,加強(qiáng)對基本定義的理解,另一方面增強(qiáng)了學(xué)生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。
4.教學(xué)與科研相結(jié)合。
重視教學(xué)和科研的結(jié)合提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并拓展了學(xué)生的知識面,比如在講霍爾傳感器時,結(jié)合實際科研,采用霍爾傳感器來定位,通過實際檢測系統(tǒng),對霍爾傳感器的應(yīng)用,包括霍爾元件的電路處理等進(jìn)行介紹說明,加深學(xué)生對霍爾效應(yīng)和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說,要設(shè)計一個測溫系統(tǒng),我們根據(jù)不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結(jié)合我校光學(xué)工程的特色,在他們比較熟悉的光學(xué)類的科研項目中,通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據(jù),包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應(yīng)用,學(xué)生可以更了解傳感與檢測原理課程學(xué)習(xí)的重要性。這種模式使學(xué)生認(rèn)識到了傳感與檢測技術(shù)在科研中的重要性,并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。
5.教學(xué)與生活、社會需求相結(jié)合。
目前,部分同學(xué)缺乏對課程學(xué)習(xí)的興趣,不了解對本課程學(xué)習(xí)的意思,光學(xué)工程專業(yè)部分同學(xué)甚至認(rèn)為跟他們以后的工作、研究方向沒有關(guān)系,缺乏上課的積極性,不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學(xué)習(xí)讓他們很難集中精神聽課,因此,在課程的講授中最為重要的就是如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們對本課程的學(xué)習(xí)熱情。在知識點的講授過程中,根據(jù)專業(yè)方向的不同,要有側(cè)重點,通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點,如在介紹一種傳感器的時候,通過列舉一些現(xiàn)實生活中較常見的現(xiàn)象或者儀器,比如在介紹應(yīng)變式傳感器的時候,首先向?qū)W生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等,在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設(shè)備和比較感興趣的話題。讓學(xué)生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應(yīng)用,讓學(xué)生認(rèn)識到,傳感器在我們平時生活中隨處可見,提高其學(xué)習(xí)的積極性。
學(xué)院2016年計劃招收博士研究生46名,實際招生人數(shù)以總部下達(dá)計劃為準(zhǔn)。
二、報考條件
我院博士研究生只面向現(xiàn)役軍人招生,報考2016年博士研究生應(yīng)當(dāng)具備以下條件:
1、品德優(yōu)良,遵紀(jì)守法,立志獻(xiàn)身國防事業(yè);未受過紀(jì)律處分。
2、軍隊在職干部按師(旅)級單位推薦、軍級單位政治部審批、軍區(qū)級單位政治部干部部門核準(zhǔn)、總政治部干部部備案的程序進(jìn)行審批,由師(旅)級單位干部部門開具介紹信。軍隊院校應(yīng)屆碩士畢業(yè)生經(jīng)所在院校政治機(jī)關(guān)審批同意。
3、身體健康,體能達(dá)標(biāo),年齡不超過40周歲(1976年9月1日以后出生)。
4、在職干部須獲得碩士學(xué)位,其中本院在職干部報考工學(xué)博士須有被SCI或EI收錄的以第一作者發(fā)表的學(xué)術(shù)論文;應(yīng)屆碩士畢業(yè)生須完成學(xué)位論文初稿,在中文核心期刊(含錄用通知)或國際會議發(fā)表2篇以上學(xué)術(shù)論文。
5、有兩名與報考學(xué)科相關(guān)的高職人員推薦。
三、報名手續(xù)
考生持公民身份證和軍官證(學(xué)員證)于2015年9月20日至30日到學(xué)院教學(xué)實驗綜合樓研究生招生辦公室(1127室)報名,外地考生可函報。報名時應(yīng)提交:
1、填制完畢的《2016年報考攻讀博士學(xué)位研究生登記表》和《報考軍隊院校研究生政治審查表》(9月1日后,院內(nèi)考生可從學(xué)院研究生處網(wǎng)站下載;院外考生可來電索要)。
2、已獲碩士學(xué)位者,提交碩士課程成績單、碩士學(xué)位論文及評閱意見書復(fù)印件;應(yīng)屆碩士畢業(yè)生提交碩士課程成績單、碩士學(xué)位論文初稿、已發(fā)表學(xué)術(shù)論文版權(quán)頁或錄用通知。
3、碩士學(xué)歷、學(xué)位證書原件及復(fù)印件(應(yīng)屆生于獲得證書后補(bǔ)交)。
4、檔案所在師(旅)級單位干部部門同意報考的證明信。
5、一寸正面半身免冠照片3張,報名費(fèi)300元。
上述手續(xù)齊備,審查合格者發(fā)放準(zhǔn)考通知,考生可于10月9日到研招辦領(lǐng)取《準(zhǔn)考證》。
四、考試安排
博士研究生入學(xué)考試總分值為600分,包括六項內(nèi)容:英語筆試、數(shù)學(xué)筆試、科研學(xué)術(shù)成果計分、碩士學(xué)位論文評分、專業(yè)綜合面試、綜合素質(zhì)面試,每項內(nèi)容滿分100分。
考試時間擬定于2015年10月11至12日,考試地點和具體安排詳見《準(zhǔn)考證》。
五、其他
1、考生可于2015年11月初查詢錄取情況,入學(xué)時間為2016年3月份(詳見通知書)。
2、我院提供部分往年考試試題,考生可登錄學(xué)院研究生處網(wǎng)站下載。
六、聯(lián)系方式
聯(lián)系人:譚繼帥(參謀) 手機(jī):13831189507座機(jī):0311-87992123(地);0221-92123(軍)
E-mail:tanjishuai@126.com 通信地址:河北省石家莊市和平西路97號研究生招生辦公室(050003)
招生專業(yè)目錄
專業(yè)代碼、名稱及研究方向
導(dǎo)師
專業(yè)綜合(面試)
數(shù)學(xué)(筆試)
080200機(jī)械工程
01機(jī)械性能檢測與診斷
張英堂
測試技術(shù)與信號處理
矩陣?yán)碚?/p>
02地面運(yùn)載平臺維修理論與技術(shù)
張培林
狀態(tài)監(jiān)測與智能診斷技術(shù)
03機(jī)械振動與沖擊防護(hù)
白鴻柏
振動理論
04機(jī)電液集成系統(tǒng)控制技術(shù)
何忠波
車輛工程
05機(jī)械制造及其自動化
倪新華
斷裂力學(xué)
080300光學(xué)工程
01軍用光電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用
劉秉琦
陳志斌
應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電測試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
02激光技術(shù)
沈?qū)W舉
激光原理及應(yīng)用
03光學(xué)信息安全
光學(xué)信息技術(shù)原理與應(yīng)用、光學(xué)信息安全
04微納光學(xué)
汪岳峰
光電子技術(shù)
080402測試計量技術(shù)及儀器
01測試性設(shè)計與分析
黃考利
測試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
02精密儀器與微系統(tǒng)
王廣龍
03裝備狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)測
李洪儒
測試與診斷技術(shù)
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
04網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
王 韜
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
081100控制科學(xué)與工程
01裝備測試與故障診斷
尚朝軒
測試與診斷
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
02火力與指揮控制理論及應(yīng)用
全厚德
孫世宇
數(shù)字信號處理
矩陣?yán)碚?/p>
03武器系統(tǒng)建模與仿真
朱元昌
系統(tǒng)仿真
04電子裝備自動測試、故障診斷及可靠性
蔡金燕
測試與診斷
05目標(biāo)識別與信息處理技術(shù)
王春平
圖像工程
06精確制導(dǎo)理論與技術(shù)
楊鎖昌
精確制導(dǎo)、控制與仿真技術(shù)
07無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈抗干擾技術(shù)
陳自力
線性系統(tǒng)理論、數(shù)字信號處理
08目標(biāo)探測與識別
馬彥恒
數(shù)字信號處理、現(xiàn)代控制理論
09飛行器控制
齊曉慧
線性系統(tǒng)理論
10無人機(jī)協(xié)同控制
李小民
現(xiàn)代飛行控制理論、導(dǎo)航控制技術(shù)
11無人機(jī)信息處理與傳輸技術(shù)
王長龍
數(shù)字信號處理
12非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制
徐 瑞
動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論
082600兵器科學(xué)與技術(shù)
01裝備輕量化技術(shù)
鄭 堅
火炮與自動武器原理、材料學(xué)
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
02兵器試驗理論與技術(shù)
秦俊奇
火炮專業(yè)相關(guān)理論
矩陣?yán)碚?/p>
03裝備維修理論與技術(shù)
陶鳳和
火炮與自動武器原理、現(xiàn)代機(jī)械測試技術(shù)
04兵器性能檢測與診斷技術(shù)
房立清
機(jī)械裝備故障診斷與預(yù)測、武器系統(tǒng)裝備知識
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
馮廣斌
火炮與自動武器原理、工程信號處理、現(xiàn)代機(jī)械測試技術(shù)
矩陣?yán)碚?/p>
05兵器結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論與應(yīng)用
王瑞林
槍炮設(shè)計原理、振動理論、電磁場理論
06武器系統(tǒng)仿真與虛擬樣機(jī)技術(shù)
馬吉勝
振動理論、動力學(xué)仿真
07彈道學(xué)理論及應(yīng)用
宋衛(wèi)東
彈道學(xué)理論、制導(dǎo)理論與技術(shù)
08彈道修正理論與技術(shù)
彈道學(xué)、自動控制與導(dǎo)彈設(shè)計理論
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
09兵器性能檢測與故障診斷
唐力偉
振動理論
10兵器新材料技術(shù)
王建江
材料學(xué)
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
11彈藥系統(tǒng)設(shè)計與試驗評估
高欣寶
系統(tǒng)仿真技術(shù)及其在信息化彈藥工程中的應(yīng)用
矩陣?yán)碚?/p>
羅興柏
爆炸及其防護(hù)技術(shù)在彈藥保障中的應(yīng)用
12彈藥保障與安全技術(shù)
安振濤
炸藥理論、彈藥保障及安全風(fēng)險評估
穆希輝
彈藥保障
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
13信息感知與控制技術(shù)
齊杏林
彈藥引信論證、設(shè)計、試驗及評估理論與技術(shù)
14防護(hù)材料與特種能源技術(shù)
杜仕國
防護(hù)材料與特種能源技術(shù)及其在彈藥工程中的應(yīng)用
矩陣?yán)碚?/p>
15電磁發(fā)射理論與技術(shù)
雷 彬
電磁場理論、測試技術(shù)
16武器系統(tǒng)建模與仿真
蘇群星
武器系統(tǒng)仿真與模擬器設(shè)計
17紅外圖像末制導(dǎo)技術(shù)
高 敏
彈道學(xué)、自動控制與導(dǎo)彈設(shè)計理論
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
18裝備維修保障理論與技術(shù)
賈希勝
石 全
康建設(shè)
趙建民
可靠性、維修性、維修工程
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
朱小冬
可靠性、維修性、維修工程、建模與仿真
矩陣?yán)碚摶驊?yīng)用數(shù)理統(tǒng)計
19裝備維修性理論與應(yīng)用
郝建平
可靠性、維修性、維修工程、虛擬仿真
20電磁防護(hù)理論與技術(shù)
劉尚合
魏光輝
電磁場理論、微波與天線
矩陣?yán)碚?/p>
王慶國
大學(xué)物理、有機(jī)化學(xué)、固體物理、電磁場理論
譚志良
電子技術(shù)基礎(chǔ)、通信原理、微波與天線
21脈沖電磁場測試技術(shù)
朱長青
電路分析、電磁場理論和微波技術(shù)、數(shù)電模電
110900軍事裝備學(xué)
01裝備保障信息化
盧 昱
網(wǎng)絡(luò)信息安全保障
軍事運(yùn)籌學(xué)
02裝備保障理論與應(yīng)用
石 全
軍事裝備學(xué)、戰(zhàn)役基本理論
應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計或軍事運(yùn)籌學(xué)
于永利
可靠性、維修性、維修工程、建模與仿真
軍事運(yùn)籌學(xué)
柏彥奇
回顧“十城萬盞”工程實施一周年的歷程,我國的半導(dǎo)體相關(guān)科研院所、檢測機(jī)構(gòu)做出了許多可圈可點的貢獻(xiàn)。僅以上海為例,上海擁有同濟(jì)大學(xué)與照明藝術(shù)研究中心、復(fù)旦大學(xué)光源與照明工程系、復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系、上海光機(jī)所、上海技術(shù)物理研究所、上海光學(xué)儀器研究所、國家光學(xué)儀器質(zhì)檢中心等科研院所、檢測機(jī)構(gòu)。
近年,上海已在綠色照明光源領(lǐng)域取得多項技術(shù)突破,在半導(dǎo)體照明材料的制備、工藝、器件的研究和應(yīng)用等方面開展了許多富有成效的研究,并已取得了一些具有國際先進(jìn)水平和自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。2009年,上海市LED產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值100億元,其中,上海市的科研院所、檢測中心功不可沒。
同樣,各試點城市取得的成績,軍功章上也有科研院所及檢測機(jī)構(gòu)的“一半”。但面對成績,科研院所及檢測機(jī)構(gòu)真的可以高枕無憂了嗎?
雖然時間過去了兩年,但提及“337”事件、提及那位令人發(fā)怵的“美國老太太”,半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)從業(yè)者們依然如鯁在喉。
目前,我國的半導(dǎo)體照明研發(fā)中,依然存在諸多需要反思的問題。眾所周知,作為一個科技含量較高的產(chǎn)業(yè),要想實現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的利潤最大化,掌握其核心技術(shù),是必然的選擇。
然而,反觀我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實,半導(dǎo)體照明行業(yè)的核心專利中絕大部分都被日亞、豐田合成、科銳等國外LED企業(yè)所壟斷。我國LED企業(yè)所申請的專利主要集中于,保護(hù)范圍較小。目前除南昌晶能光電外,其余芯片企業(yè)的技術(shù)或多或少都涉及一些專利侵權(quán)。據(jù)了解,目前我國LED封裝所用的兩類熒光粉YAG:Ce 和YAG:Tb 的專利也分別為日亞、歐司朗所掌控。
因此,加強(qiáng)擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的各種材料的研究,對相關(guān)科研院所來說,迫在眉睫。
從長遠(yuǎn)來看,如果無法打破國際LED巨頭的技術(shù)壟斷,則那位令人發(fā)怵的“美國老太太”導(dǎo)演的LED行業(yè)“337”事件,將會一次次地重演。
2010年1月11日,總理在國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上發(fā)表了重要講話。溫總理在講話中強(qiáng)調(diào):“要緊密跟蹤世界經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展趨勢,大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在新能源、新材料和高端制造、信息網(wǎng)絡(luò)、生命科學(xué)、空天海洋地球科學(xué)等領(lǐng)域,推動共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加快科研成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,逐步使戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為可持續(xù)發(fā)展的主導(dǎo)力量?!?/p>
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力!
我們相信,相關(guān)科研院所、檢測機(jī)構(gòu)定能不負(fù)重望,在未來的“十城萬盞”工程推進(jìn)中,擔(dān)負(fù)起半導(dǎo)體照明核心技術(shù)研發(fā)的重任,力爭打破國際LED巨頭的技術(shù)壟斷,促進(jìn)我國的LED產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心
北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心,是國內(nèi)寬禁帶半導(dǎo)體的主要研究基地之一。
物理學(xué)院Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體研究組1993年起在國內(nèi)最早開展了MOCVD生長GaN基材料與藍(lán)光LED的研究工作,成功地研制出GaN基藍(lán)光、綠光和白光LED,掌握了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的GaN基LED制備關(guān)鍵技術(shù),在上海依靠自己的技術(shù)建立了北大藍(lán)光公司并成86計劃產(chǎn)業(yè)化基地。中心在半導(dǎo)體照明用大功率白光LED研制和GaN基脊型LED研制上又取得了重大突破。
北京工業(yè)大學(xué)北京光電子技術(shù)實驗室
國家有色金屬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心
北京工業(yè)大學(xué)北京光電子技術(shù)實驗室國家有色金屬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心,是國家級工程中心。中心主要從事顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、有色金屬半固態(tài)加工技術(shù)、噴射成形技術(shù)、激光快速成形技術(shù)、先進(jìn)霧化技術(shù)等研究開發(fā)工作。
主要研究方向包括:顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備技術(shù)、有色金屬半固態(tài)加工技術(shù)、噴射成形技術(shù)、激光快速成形技術(shù)、快速凝固氣霧化技術(shù)、超聲霧化技術(shù)、快冷鑄帶技術(shù)、金屬納米制備技術(shù)等。
“九五”以來,產(chǎn)業(yè)建設(shè)取得較快的發(fā)展,建成了具有一定規(guī)模的SMT焊粉和粉末觸媒2條生產(chǎn)線,形成了焊粉、焊料、噴涂粉末、觸媒等具有特色的高技術(shù)產(chǎn)品。
清華大學(xué)電子工程系集成電子學(xué)國家重點實驗室
清華大學(xué)集成光電子實驗室是國內(nèi)從事光電子材料與器件及其在光纖通信與網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用技術(shù)的主要研究基地,在許多重要的研究領(lǐng)域取得了突出成果。
實驗室重點研究基于半導(dǎo)體光電子材料、低維納米結(jié)構(gòu)材料和石英光纖的各種新型光電子器件以及集成器件,研究上述器件在光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、信息處理與平板顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù),及其未來高速、寬帶光纖通訊與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
自1999年10月起,實驗室開始GaN基藍(lán)綠光LED研究,在GaN基LED材料的MOVCD外延生長、器件制備、管芯封裝以及系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的研究等方面積累了豐富的經(jīng)驗。
中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所
中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所是國內(nèi)從事電子專用設(shè)備技術(shù)、整機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用工藝研究開發(fā)與生產(chǎn)制造的專業(yè)化科研生產(chǎn)單位,傳承50年半導(dǎo)體專用設(shè)備研發(fā)經(jīng)驗,在微電子學(xué)、精密光學(xué)、計算機(jī)應(yīng)用、自動控制、精密機(jī)械、液壓、氣動及系統(tǒng)工程等諸多技術(shù)應(yīng)用方面居國內(nèi)領(lǐng)先地位。
目前,研究所已形成以IC關(guān)鍵工藝設(shè)備“光刻機(jī)”為龍頭,晶圓加工設(shè)備、芯片封裝設(shè)備及電子元件設(shè)備等門類齊全,系列配套的產(chǎn)品。由我所研制的材料加工、光刻、清洗、中測、劃片、鍵合設(shè)備在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先地位并已具備規(guī)模生產(chǎn)能力。
中科院物理研究所
中國科學(xué)院物理研究所是以物理學(xué)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究為主的多學(xué)科、綜合性研究機(jī)構(gòu)。研究方向以凝聚態(tài)物理為主,包括凝聚態(tài)物理、光物理、原子分子物理、等離子體物理、軟物質(zhì)物理、凝聚態(tài)理論和計算物理等。
近年來,物理所新型化合物材料實驗室利用MOCVD設(shè)備,進(jìn)行超高亮度GAN基光二極管關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),具有完善的研發(fā)和測試設(shè)備。近年出色地完成了多項國家計劃、973計劃、科學(xué)院創(chuàng)新計劃等項目。目前正致力于提高LED材料發(fā)光效率、深紫外材料、非極性材料、單芯片白光材料等領(lǐng)域的研究。
中科院半導(dǎo)體照明研發(fā)中心
中國科學(xué)院半導(dǎo)體照明研發(fā)中心經(jīng)幾年的基本建設(shè),已經(jīng)成為半導(dǎo)體照明科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新中心及我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)輻射中心和產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺。中心在半導(dǎo)體照明核心,技術(shù)方面取得了重大突破,形成了一系列成果和知識產(chǎn)權(quán)。
中心在半導(dǎo)體照明重大設(shè)備、材料生長、器件工藝、重大應(yīng)用等方面與國內(nèi)外相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)建立了良好的關(guān)系。通過技術(shù)輻射,增強(qiáng)了國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的競爭力,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體水平的提高,有力地推進(jìn)了半導(dǎo)體照明用LED的發(fā)展和應(yīng)用。
中國電子科技集團(tuán)第四十六研究所
中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所始建于1958年,是國內(nèi)最早從事半導(dǎo)體材料和光纖材料技術(shù)研究開發(fā)與生產(chǎn)的專業(yè)科研單位之一。
經(jīng)過四十多年的發(fā)展壯大,我所目前已形成三大專業(yè)科研領(lǐng)域,主要涉及半導(dǎo)體電子功能材料、特種光纖材料的研究開發(fā)和電子材料檢測,并承擔(dān)一定的生產(chǎn)任務(wù)。該所質(zhì)量檢測中心是信息產(chǎn)業(yè)部專用電子材料質(zhì)量檢測中心,主要承擔(dān)對電子材料的檢測、檢測技術(shù)改進(jìn)等任務(wù),將建成國家級電子信息材料的檢測中心。
中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究試驗中心
中國電子科技集團(tuán)第十三研究所試驗中心國家半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和信息產(chǎn)業(yè)部半導(dǎo)體器件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,是國家首批規(guī)劃的100個國家級中心之一。
中心曾多次承擔(dān)以高頻、超高頻低噪聲晶體管和微波晶體管為主的半導(dǎo)體分立器件的生產(chǎn)許可證確認(rèn)試驗、仲裁試驗、創(chuàng)優(yōu)試驗和鑒定試驗。同時還是全國半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)委員會主任單位、IEC/TC 47的歸口單位及國際標(biāo)準(zhǔn)化工作網(wǎng)秘書單位,曾多次承擔(dān)或參與國家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂及標(biāo)準(zhǔn)的驗證工作。
吉林大學(xué)
有機(jī)白光器件(WOLED)是下一代節(jié)能照明型技術(shù)之一,WOLED具有以下特點:是一種面光源,實用于高性能照明設(shè)備的制備:進(jìn)一步發(fā)展的柔性WOLED在民用與國防照明方面應(yīng)用前景更為廣闊;工藝簡單、有益環(huán)保、原料豐富、與無機(jī)LED有互補(bǔ)性。吉林大學(xué)在有機(jī)白光材料與器件方面取得了一系列有意義的研究成果。
中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所(簡稱“長春光機(jī)所”)以知識創(chuàng)新和高技術(shù)創(chuàng)新為主線,從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)研究和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的多學(xué)科綜合性基地型研究所。
該所在以王大珩院士、徐敘院士為代表的一批科學(xué)家的帶領(lǐng)下,在發(fā)光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、光學(xué)工程和精密機(jī)械與儀器等領(lǐng)域先后取得了1700多項科研成果,研制出了中國第一臺紅寶石激光器、第一臺大型經(jīng)緯儀等十多項“中國第一”,被譽(yù)為“中國光學(xué)的搖籃”。
中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
經(jīng)不懈努力,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所現(xiàn)已發(fā)展成為集基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和高技術(shù)創(chuàng)新研究及產(chǎn)業(yè)化于一體的綜合性化學(xué)研究所,成為我國化學(xué)界的重要力量和創(chuàng)新基地。
在“光電功能高分子與塑料電子學(xué)”方向,研究所以發(fā)展光電功能高分子的可控合成、微加工攻器件組裝涉及的關(guān)鍵科學(xué)問題為核心,圍繞平板顯示、照明光源、光通信組件等應(yīng)用目標(biāo),以“分子工程―凝聚態(tài)調(diào)控―微加工方法―器件工程”研究鏈條為主線,在高分子設(shè)計與合成、高分子薄膜生長與調(diào)控、微加工方法學(xué)、器件工程等方面開展具有重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究。
同濟(jì)大學(xué)
同濟(jì)大學(xué)是教育部直屬重點大學(xué),是首批被國務(wù)院批準(zhǔn)成立研究生院的高校之一,并被列入國家財政立項資助的"211工程"和國家教育振興行動計劃與地方重點共建的高水平大學(xué)行列。
“九五”以來,同濟(jì)大學(xué)圍繞信息、生物、新材料、能源、汽車制造、機(jī)電一體化、環(huán)保等高新術(shù)領(lǐng)域,取得了一大批高新技術(shù)重大科研成果。
同濟(jì)大學(xué)正在承擔(dān)著近百項“863”項目及國家攻關(guān)項目,一大批高新技術(shù)和科研技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,取得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(簡稱中科院上海光機(jī)所)現(xiàn)已發(fā)展成為以探索現(xiàn)代光學(xué)重大基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)前沿研究、發(fā)展大型激光工程技術(shù)并開拓激光與光電子高技術(shù)應(yīng)用為重點的綜合性研究所。
上海光機(jī)所重點學(xué)科領(lǐng)域為:強(qiáng)激光技術(shù)、強(qiáng)場物理與強(qiáng)光光學(xué)、信息光學(xué)、量子光學(xué)、激光與光電子器件、光學(xué)材料等。
經(jīng)多年的努力,上海光機(jī)所在各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料的研制方面進(jìn)入了國際先進(jìn)水平。
江蘇省光電信息功能材料重點實驗室
江蘇省光電信息功能材料重點實驗室以南京大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)國家重點學(xué)科為主干學(xué)科,部分覆蓋理論物理國家重點學(xué)科、光學(xué)與光電子學(xué)和有機(jī)化學(xué)兩個博士學(xué)科點。部分覆蓋的研究機(jī)構(gòu)有南京大學(xué)金屬有機(jī)化合物(MO)源工程研究開發(fā)中心,南京大學(xué)光通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)工程研究中心。交叉與支撐研究機(jī)構(gòu)有南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室、現(xiàn)代分析中心、固體物理研究所等。
實驗室的建設(shè)目標(biāo)是:成為一個開放的、具有國際競爭力的新型光電信息功能材料研究和開發(fā)中心,一個材料、電子、物理和化學(xué)學(xué)科交叉的高素質(zhì)信息功能材料人才培養(yǎng)基地
杭州師范大學(xué)有機(jī)硅化學(xué)及材料技術(shù)教育部重點實驗室
杭州師范學(xué)院有機(jī)硅化學(xué)及材料技術(shù)實驗室,從1991年開始從事有機(jī)硅化學(xué)及材料技術(shù)的研究與開發(fā),是教育部系統(tǒng)最早為國防軍工配套的民口研制單位之一、中國氟硅材料工業(yè)協(xié)會(硅)理事單位、中國材料網(wǎng)副理事長單位,現(xiàn)為杭州市、浙江省和教育部重點實驗室。
可進(jìn)行有機(jī)硅及硅酮塑料等有機(jī)材料的研制、開發(fā),也可以進(jìn)行由原材料到產(chǎn)品的性能檢測及結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系分析等工作。還建立了“863”項目轉(zhuǎn)化基地,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)批量生產(chǎn),為用戶提供有機(jī)硅材料、制件、產(chǎn)品技術(shù)。
中國計量學(xué)院信息工程學(xué)院
信息工程學(xué)院早在1985就初具雛形,其中無線電計量與測試是學(xué)校最早的專業(yè)之一。2000年8月,信息工程學(xué)院由原信息工程系與計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系組成而建,現(xiàn)主要從事電子信息與通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的教學(xué)和研究工作。
學(xué)院設(shè)有3個學(xué)科性研究所:電子信息與通信研究所、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所和計算機(jī)軟件研究所。
廈門大學(xué)
廈門大學(xué)半導(dǎo)體物理學(xué)科曾經(jīng)創(chuàng)造過許多國內(nèi)第一,包括全國第一臺晶體管收音機(jī),第一個GaP紅色、綠色、黃色的平面LED,第一臺平板示波器等,在半導(dǎo)體材料和器件研發(fā),尤其在具有光電子功能的半導(dǎo)體研究方面,擁有雄厚的研究力量。
曾經(jīng)在晶體管收音機(jī)、平面LED、平版顯示器、ZNS場致發(fā)光、LED測量、半導(dǎo)體材料設(shè)計等研究方面取得了重大成果,為國家半導(dǎo)體科學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。在有光電子功能的半導(dǎo)體研究上,形成了VI族、Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅳ族材料和器件門類齊全的研究力量。
山東大學(xué)晶體材料國家重點實驗室
晶體材料國家重點實驗室是我國首批建設(shè)的重點實驗室之一,主要致力于應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
目前,晶體材料國家重點實驗室已發(fā)展成由材料學(xué)、凝聚態(tài)物理兩個國家級重點學(xué)科和材料科學(xué)與工程、物理學(xué)、化學(xué)三個一級學(xué)科博士點支撐的高層次人才培養(yǎng)基地以及上、中、下游緊密銜接的科技成果輻射基地。
國家重點實驗室建立以來,先后有LAP、KTP、雙摻雜TGS、KNSBN、KTN、NdPP、NYAB、LT、DKDP、KDP、MHBA、BN等晶體材料的創(chuàng)新性研究工作受到了國際同行的廣泛關(guān)注。
武漢光電國家實驗室微光機(jī)電系統(tǒng)研究部
武漢光電國家實驗室,是科技部于2003年11月批準(zhǔn)籌建的五個國家實驗室之一。
武漢光電國家實驗室是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,也是“武漢.中國光谷”的創(chuàng)新研究基地。在光電子研究方面,實驗室著眼于解決國家光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大關(guān)鍵技術(shù)問題,為推動武漢國家光電子產(chǎn)業(yè)基地的建設(shè)和發(fā)展提供原創(chuàng)性、實用性科研成果;為推動民族光電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,提升我國光電子產(chǎn)業(yè)國際競爭力提供強(qiáng)有力的科學(xué)和技術(shù)支撐。
華南理工大學(xué)高分子光電材料與器件研究所
華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子光電材料及器件研究所(簡稱光電所)在高分子發(fā)光材料及器件、高分子光伏材料及器件及高分子場發(fā)射材料及器件三個國際前沿領(lǐng)域展開特色研究。
目前承擔(dān)的科研任務(wù)以國家級項目為主,包括科技部提出的國家高技術(shù)重大研究計劃項目(863),國家重大基礎(chǔ)研究項目(973)和國家基金委重大研究項目等,光電所是973首席科學(xué)家單位。此外,還有教育部、廣東省、廣州市重大或?qū)m楉椖俊?/p>
國家半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心
國家半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心籌建于1986年,為國家首批規(guī)劃的100個國家級中心之一,1990年通過原國家技術(shù)監(jiān)督局審查認(rèn)可和國家計量認(rèn)證,并授權(quán)開展工作,成為對半導(dǎo)體器件產(chǎn)品進(jìn)行檢測工作的第三方中立機(jī)構(gòu)。
中心曾多次承擔(dān)以高頻、超高頻低噪聲晶體管和微波晶體管為主的半導(dǎo)體分立器件的生產(chǎn)許可證確認(rèn)試驗,仲裁試驗,創(chuàng)優(yōu)試驗和鑒定試驗。同時還是全國半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)委員會主任單位,IEC/TC47的歸口單位,國際標(biāo)準(zhǔn)化工作網(wǎng)秘書單位,曾多次承擔(dān)或參與國家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂、修訂及標(biāo)準(zhǔn)的驗證工作。
中心可按照GB、GJB、SJ、IEC、MIL標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件、集成電路、微波組件、小整機(jī)、微型計算機(jī)、印制電路板等進(jìn)行測試、篩選、DPA試驗、老化試驗以及鑒定檢驗和質(zhì)量一致性檢驗。
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(北京)
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(北京)是國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局授權(quán)的國家級照明電器專業(yè)檢測中心,具有獨(dú)立的法人資格。中心下設(shè)辦公室、光源檢驗室、電器附件檢驗室、燈具及燈頭燈座檢驗室和壽命檢驗室。中心于1995年通過中國實驗室國家認(rèn)可委員會的認(rèn)可(按ISO導(dǎo)則25),并在2002年按ISO/IEC17025標(biāo)準(zhǔn)變更了質(zhì)量體系。
檢測中心的主要業(yè)務(wù)是對照明電器產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品安全認(rèn)證、節(jié)能認(rèn)證、驗貨檢驗、委托檢驗,以及承擔(dān)國家、北京市相關(guān)部門下達(dá)的照明產(chǎn)品質(zhì)量抽查、新產(chǎn)品技術(shù)鑒定、產(chǎn)品質(zhì)量仲裁等檢驗任務(wù)。是中國電光源行業(yè)中專業(yè)水平最高、技術(shù)能力最強(qiáng)、經(jīng)驗最豐富、設(shè)備設(shè)施最齊全的專業(yè)檢測中心之一。
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)于1992年成立,行政上隸屬于上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院。中心是專門從事電光源等照明設(shè)備的檢測機(jī)構(gòu),授權(quán)檢測能力共79項184個標(biāo)準(zhǔn)。國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)是經(jīng)中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可的實驗室、國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會指定CCC認(rèn)證檢測機(jī)構(gòu)。
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)可對LED模塊用直流或交流電子控制裝置等附件、固體發(fā)光光源(LED發(fā)光二極管、OLED有機(jī)發(fā)光材料、EL平面可彎曲發(fā)光材料)等光源產(chǎn)品進(jìn)行安全、性能和節(jié)能指標(biāo)的檢測,同時能提供照明產(chǎn)品的EMC檢測服務(wù)。
國家通用電子元器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心
國家通用電子元器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所元器件檢測中心)是中國第一批獲得國際/國家認(rèn)可和授權(quán)、專業(yè)從事電子元器件檢測、鑒定和評價的非盈利性第三方檢驗機(jī)構(gòu),是按照ISO/IEC17025建立的文件化質(zhì)量管理體系的國家級實驗室。目前,試驗室已在上海、并將在深圳、北京設(shè)立辦事處。
中心依托信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所在電子元器件測試、試驗、評價等領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢,采用國際一流設(shè)備,與國內(nèi)外著名專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)合作,計劃建設(shè)成具有年測10億片封裝集成電路和30萬片集成電路裸片測試能力的中國最大的集成電路綜合測試基地。
根據(jù)《湖北省普通高等學(xué)校招生考試改革方案》,高職院校招生呈三足鼎立之勢――即針對中等職業(yè)教育畢業(yè)生進(jìn)行的對口單招、全國統(tǒng)一高考統(tǒng)招和單獨(dú)招生三種招生方式并行。隨著參加高考人數(shù)的逐年減少,今后相當(dāng)長一段時間,中職類生源將成為高職院校的重要生源,并且招收人數(shù)將會越來越多。中高職教育銜接已經(jīng)成為職業(yè)教育中的一個熱點問題。當(dāng)前中高職銜接工作的重點從整體設(shè)計、招生制度改革等外延式銜接逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)建設(shè)、課程改革等內(nèi)涵式建設(shè)。課程是教育教學(xué)工作的中心環(huán)節(jié),是教師“教什么”和學(xué)生“學(xué)什么”的重要載體,是專業(yè)的細(xì)胞,也是中高職銜接的核心問題。
在歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū),職業(yè)教育相對發(fā)達(dá)。其職業(yè)教育課程銜接的研究于20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開展,已經(jīng)形成了若干成功的職業(yè)教育課程銜接體系。如英國的單元銜接、層層遞進(jìn)課程體系,澳大利亞的培訓(xùn)包體系,法國的職教機(jī)構(gòu)建立的分類銜接、課程緊扣方式,瑞士的劃分職業(yè)技能類別、構(gòu)建高等職業(yè)教育與高等教育并列的銜接模式,歐盟突出職業(yè)教育與培訓(xùn)的質(zhì)量等方式,形成中高職對接的課程銜接方式。
在借鑒其他發(fā)達(dá)國家中高職課程銜接的基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為,職業(yè)教育課程不僅要教給學(xué)生知識和技能,培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)知識的能力,更要培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力,中職教育主要培養(yǎng)經(jīng)驗層面的職業(yè)能力,高職主要培養(yǎng)策略層面能力。中高職課程銜接要處理好幾個關(guān)系:一時適應(yīng)性和針對性,二是規(guī)范性和創(chuàng)新性,三是穩(wěn)定性和靈活性。即中高職課程銜接要基于崗位能力設(shè)置、中高職協(xié)調(diào)發(fā)展、能力遞進(jìn)式課程體系。以專業(yè)基礎(chǔ)課程《工程光學(xué)》為例,進(jìn)行教學(xué)改革。
(1)改變課時分配,增設(shè)物理基礎(chǔ)課程,為后續(xù)光學(xué)、機(jī)械、電子類課程打下基礎(chǔ)
針對中職類生源,將原來《工程光學(xué)》108課時包含幾何光學(xué)60課時、物理光學(xué)48課時兩個學(xué)期縮減90課時一個學(xué)期上,并在開設(shè)光學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課之前增加54課時基礎(chǔ)物理課程,彌補(bǔ)學(xué)生在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等方面知識的不足。
(2)編著新教材《工程光學(xué)基礎(chǔ)》,注重與后續(xù)課程的銜接問題
《工程光學(xué)》課程最大特色就是內(nèi)容豐富,既有基礎(chǔ)理論教學(xué),又有工程技術(shù)應(yīng)用。由于激光、光機(jī)電、光電子等專業(yè)開設(shè)了多門光學(xué)課程,如激光工藝與設(shè)備、激光原理與技術(shù)等課程。所以在本課程講授過程中,既要拓展相關(guān)原理的應(yīng)用,又要注意把握內(nèi)容的廣度和深度,要注重與后續(xù)課程的銜接問題,避免重復(fù)。需要根據(jù)中職類生源的特點,選擇出更典型、更系統(tǒng)的內(nèi)容,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合。
考慮到中職類生源特點,幾何光學(xué)部分主要講授:光路傳播基本定律與物像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、光束限制理論、典型的光學(xué)儀器。將光度學(xué)移至光電探測課程,而將像差類型與校正、像質(zhì)評價、光學(xué)設(shè)計軟件等內(nèi)容在后移到《光學(xué)零件CAD與加工工藝》新課程中。這樣既整合避免學(xué)生數(shù)學(xué)知識薄弱引起畏難情緒,有利于學(xué)生掌握幾何光學(xué)的基本概念和理論,同時有利于避免內(nèi)容的重復(fù)講授。
物理光學(xué)部分主要講授:光的干涉類型及應(yīng)用、光的衍射及應(yīng)用、光波的橫波特性及偏振態(tài)。將有關(guān)光的輻射和吸收、導(dǎo)波光學(xué)、激光等內(nèi)容移入到后續(xù)課程如激光原理與技術(shù)、光纖光學(xué)技術(shù)等中講授。這樣可以讓教師能夠集中時間和精力深入講授物理光學(xué)的重點內(nèi)容,使中職類學(xué)生達(dá)到“必需、夠用”的光學(xué)水平。
基于上述理念,由武漢職業(yè)學(xué)院和我院牽頭主編的《工程光學(xué)基礎(chǔ)》教材于2012年出版,較好的適應(yīng)高職院校光電類專業(yè)的教學(xué)需要。該教材已經(jīng)作為武漢交通職業(yè)學(xué)院、中山火炬、湖南信息職業(yè)學(xué)院等多所高職院校的光電類專業(yè)教材。
(3)部分內(nèi)容實現(xiàn)理實一體化教學(xué),改進(jìn)實驗內(nèi)容體系
在之前《工程光學(xué)》教學(xué)中,出現(xiàn)了實驗課與理論課脫節(jié)、“兩張皮”的情況,反映在以下幾個方面:驗證性實驗與理論課教學(xué)相隔時間較長長,削弱了驗證性實驗對提高理論認(rèn)識的作用;提高性實驗經(jīng)常安排在相應(yīng)的理論課之前,無法起到理論指導(dǎo)實驗的作用,容易造成實驗失??;理論教學(xué)內(nèi)容多,不利用好實驗,就會出現(xiàn)課時緊張,結(jié)果不利于知識的深入學(xué)習(xí)。
考慮到中職類學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱,持續(xù)聽解理論課程效果欠佳等現(xiàn)狀,應(yīng)該盡量利用實驗室資源進(jìn)行的現(xiàn)場教學(xué),如薄透鏡的成像,我們將實驗與理論結(jié)合起來,先通過實驗學(xué)生分析和歸納出薄透鏡成像規(guī)律,隨后就在實驗室講薄透鏡的成像理論。在理論課之前進(jìn)行實驗,可以節(jié)省理論教授時間。接著在理論課上,簡短歸納相應(yīng)的知識點即可達(dá)到升華提高。又如,在理論課上講解了等傾干涉之后,緊接著進(jìn)行邁克耳遜干涉儀實驗,理論課上對條紋形狀、疏密、產(chǎn)生、消失的調(diào)節(jié)和原理等有關(guān)知識進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)生按照實驗要求,就能較快完成實驗。而在實驗過程中,學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象,可以利用已有知識,進(jìn)行分析與討論,屬于提高性實驗。
(4)引入光學(xué)設(shè)計軟件
計算機(jī)模擬仿真可以提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣。例如可以利用 CATIA、 AutoCAD等通用軟件繪制光學(xué)硬件系統(tǒng),可以利用 Zemax、CODEV 等光學(xué)專業(yè)進(jìn)行光線追跡,仿真光路,進(jìn)一步利用這些軟件可以進(jìn)行光學(xué)設(shè)計。合理介紹這些軟件系統(tǒng)可以彌補(bǔ)中職類生源學(xué)生理論水平的不足,符合其學(xué)習(xí)特點。同時,有利于拓寬學(xué)生就業(yè)面并提高其就業(yè)層次。
通過調(diào)研,我們選擇目前在光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的Zemax光學(xué)設(shè)計軟件,于2012年指派老師赴成都、北京等地參加光研光學(xué)公司的Zemax光學(xué)設(shè)計軟件中高級培訓(xùn)班,并于2013年冬邀請光研公司赴我院對光機(jī)電、激光等專業(yè)相關(guān)老師進(jìn)行Zemax光學(xué)設(shè)計軟件中高級培訓(xùn)。
(5)建立基于工學(xué)結(jié)合的光學(xué)零件加工工藝實訓(xùn)基地
工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式為培養(yǎng)光學(xué)加工專業(yè)人才提供了較好的途徑,較好地解決企業(yè)難覓合適的專業(yè)人才、學(xué)生難就業(yè)的兩難局面。為了讓《工程光學(xué)》課程與實際崗位相聯(lián)系,在華中科技大學(xué)曾昭宏教授的指導(dǎo)下,于2009年建成光學(xué)零件加工工藝實訓(xùn)室。在曾教授的指導(dǎo)下,首先對相關(guān)專業(yè)老師進(jìn)行培訓(xùn),并制定了采用平行光管放大率法測焦距、利用比較測角儀測量光學(xué)平板平行度、膠合對中儀調(diào)校、內(nèi)圓切割機(jī)使用及下料、棱鏡石膏上盤、光學(xué)零件開球面(平凸鏡)、光學(xué)零件開球面(六倍光學(xué)放大鏡)、平凸鏡古典法磨拋工藝、六倍光學(xué)放大鏡高速磨拋工藝、棱鏡修角度等十個實訓(xùn)項目。
“光學(xué)零件加工工藝”實訓(xùn)室包含材料成型、粗磨實訓(xùn)室一間,古典磨拋室及檢驗室兩間、高速磨拋室一間,占地約100余平米的車間,可以進(jìn)行下料成型,平面鏡、球面鏡、棱鏡等光學(xué)元件的粗磨、精磨、拋光,光學(xué)零件磨邊、檢測等工藝,可完成多個實踐項目。
工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,增加了實踐與實訓(xùn)時間,拓寬學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系,有利于形成企業(yè)與學(xué)校雙贏的局面。
(6)注重工學(xué)結(jié)合校本教材建設(shè)
在工學(xué)結(jié)合校本教材編寫中要注重與企業(yè)開發(fā)合作,遵循“學(xué)以致用、學(xué)以夠用、內(nèi)容先進(jìn)、體系得當(dāng)”的基本原則,以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的主線,合理選擇并組織好教材體系,使課程教學(xué)改革有據(jù)可依。以企業(yè)需求為依據(jù),以實際工作任務(wù)為載體,以學(xué)生為中心進(jìn)行課程設(shè)置與調(diào)整,力求教訓(xùn)內(nèi)容有利于培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才。
光學(xué)零件加工實訓(xùn)校本教材在2009年編寫,主要是根據(jù)企業(yè)的員工內(nèi)部資料改編。通過三四年的實際教學(xué),部分內(nèi)容針對校內(nèi)設(shè)備和更先進(jìn)的加工工藝進(jìn)行了調(diào)整,并將光學(xué)設(shè)計內(nèi)容整合到教材中,通過幾番努力,2013年《光學(xué)零件CAD與加工工藝》教材終于出版了。
(7)通過學(xué)生競賽,促進(jìn)專業(yè)技能提高
以賽促學(xué)是在技能教學(xué)活動中,把學(xué)生必須掌握的基本技能通過參加相對應(yīng)的技能競賽,開展具有針對性的技能操作演練考核,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力,促使學(xué)生形成核心競爭力。
2013年,我院老師,通過改進(jìn)并設(shè)計多功能邁克爾遜干涉儀,獲得全國3D大賽三等獎。以光學(xué)設(shè)備為原型,通過光學(xué)設(shè)計軟件為輔、機(jī)械設(shè)計為主的計算機(jī)軟件,設(shè)計并改進(jìn)光學(xué)器材,通過競賽將學(xué)生積極性調(diào)動起來,促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng)。2014年校級技能節(jié)競賽中,多個中職類生源學(xué)生在比賽中脫穎而出,展示自己專業(yè)技能,提高專業(yè)信心和學(xué)習(xí)興趣。
中高職的課程銜接是一個系統(tǒng)工程,每一門課程可以根據(jù)中職類生源特點和學(xué)校條件,探索適合更好的教學(xué)形式。
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