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光學(xué)工程論文

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光學(xué)工程論文

光學(xué)工程論文范文第1篇

2、學(xué)校工程學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)與生物化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、化學(xué)進(jìn)入ESI學(xué)科世界排名前1%,在中國高校擴(kuò)展版ESI高被引論文排行榜中位列第84位。

3、省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科:光學(xué)工程、政治經(jīng)濟(jì)學(xué)、國際法學(xué)、文藝學(xué)、傳播學(xué)、光學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、材料物理與化學(xué)、通信與信息系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理、建筑設(shè)計(jì)及其理論、結(jié)構(gòu)工程。

4、一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)(10個(gè)):心理學(xué)、中國語言文學(xué)、新聞傳播學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)、土木工程、生物醫(yī)學(xué)工程 [50] 、信息與通信工程、光學(xué)工程、理論經(jīng)濟(jì)學(xué)。

5、一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn):信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、中國語言文學(xué)、哲學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、光學(xué)工程、工商管理、管理科學(xué)與工程、行政管理、生物醫(yī)學(xué)工程、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、美術(shù)學(xué)、藝術(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、心理學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)與工程、土木工程、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、理論、公共管理、理論經(jīng)濟(jì)學(xué)等。

光學(xué)工程論文范文第2篇

英文名稱:Journal of Shenzhen University Science and Engineering

主管單位:深圳大學(xué)

主辦單位:深圳大學(xué)

出版周期:月刊

出版地址:廣東省深圳市

種:中文

本:大16開

國際刊號(hào):1000-2618

國內(nèi)刊號(hào):44-1401/N

郵發(fā)代號(hào):46-206

發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間:1984

期刊收錄:

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊榮譽(yù):

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

光學(xué)工程論文范文第3篇

一、光信息科學(xué)與技術(shù)國家一類特色專業(yè)

我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)歷史悠久、辦學(xué)基礎(chǔ)好、生源質(zhì)量高、專業(yè)方向應(yīng)用性強(qiáng)。為適應(yīng)國家對(duì)激光科學(xué)與技術(shù)及光信息技術(shù)高素質(zhì)人才的需求,發(fā)揮我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)的優(yōu)勢,圍繞“特色教育,服務(wù)社會(huì)”的宗旨,2009年申報(bào)成功了光信息科學(xué)與技術(shù)國家第一類特色專業(yè),目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)以激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)兩個(gè)專業(yè)方向?yàn)閮?yōu)勢方向,特色鮮明的名牌專業(yè),使之在培養(yǎng)質(zhì)量方面達(dá)到或接近國內(nèi)一流水平。在專業(yè)邊緣領(lǐng)域,大膽開拓,不斷擴(kuò)展研究內(nèi)容,使該專業(yè)成為國內(nèi)激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)方向高級(jí)人才的培養(yǎng)基地,滿足社會(huì)發(fā)展需要,為同類型高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動(dòng)作用。電動(dòng)力學(xué)作為該專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,需進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革,以適應(yīng)特色專業(yè)的建設(shè)和培養(yǎng)高質(zhì)量畢業(yè)生要求。

二、電動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及課程特點(diǎn)

電動(dòng)力學(xué)課程內(nèi)容,對(duì)大多數(shù)學(xué)生來說感覺到比較難學(xué)。原因是知識(shí)點(diǎn)較多,抽象難懂。數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜,要求有較強(qiáng)的數(shù)理基礎(chǔ)。雖然有些電動(dòng)力學(xué)問題接近實(shí)際,比如波導(dǎo)問題、天線問題,但學(xué)生要理解和解決這些問題,需要一定的過程,由于上述問題的存在,使初學(xué)者常常感到電動(dòng)力學(xué)課枯燥無味、難以入門;上課聽講似懂非懂,下課做題無從下手。并且,由于招生數(shù)量的增加,極大降低了師生比,降低了學(xué)生與老師交流的幾率。同時(shí),現(xiàn)代大學(xué)生與80年代大學(xué)生比,缺乏主動(dòng)思考意識(shí)和能力,都嚴(yán)重影響電動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)效果。

三、教學(xué)改革設(shè)想及實(shí)施

我校光信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)本科生的培養(yǎng)中,激光器及技術(shù)是一個(gè)重要的專業(yè)方向。因此在電動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)中,如何將與專業(yè)基礎(chǔ)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容更扎實(shí)、有效地貫穿教學(xué),并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,采取以下教學(xué)改革設(shè)想及措施:3.1教學(xué)內(nèi)容改革根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,并適當(dāng)引申,為學(xué)生后續(xù)的平臺(tái)課如物理光學(xué)、激光原理,以及專業(yè)課如激光器件、導(dǎo)波光學(xué)等奠定良好基礎(chǔ)。比如,對(duì)電磁波傳播的相關(guān)內(nèi)容重點(diǎn)講解并結(jié)合教師的科研等背景進(jìn)行引申及拓展。其中關(guān)于模式及其形成條件,結(jié)合導(dǎo)波光學(xué)及物理光學(xué)內(nèi)容,概念交待清楚,條件講解透徹,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。在亥姆霍茲方程的講解中,引入前沿?zé)狳c(diǎn)問題如“負(fù)折射率”問題,使學(xué)生了解其理論基礎(chǔ)。在教材中作為選學(xué)內(nèi)容的高斯光束問題,對(duì)該專業(yè)的學(xué)生交待清晰,為后續(xù)的激光原理奠定基礎(chǔ)。凡此不再贅述,總之,對(duì)教學(xué)內(nèi)容的制定,以為學(xué)生更好學(xué)習(xí)后續(xù)課程及激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為原則。3.2教學(xué)方式改革在電動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)中,改變以往單純板書、課件的教學(xué)模式。嘗試使用討論式教學(xué)、課程小論文及結(jié)合教師科研講座與板書、課件相結(jié)合的教學(xué)方式。傳統(tǒng)板書教學(xué)方法對(duì)公式的推導(dǎo)及其有利,也符合學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。但在涉及較抽象問題時(shí),使用課件教學(xué)更直觀、形象,有利于學(xué)生對(duì)具體問題的理解。如涉及形成模式的條件———駐波問題,以及偶極子天線的輻射問題,利用課件的動(dòng)畫演示,極大提高了教學(xué)效果。在課程的講解中,穿插討論式教學(xué),實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生的互動(dòng),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教師結(jié)合課程中不同章節(jié)的內(nèi)容及特點(diǎn),設(shè)置具體問題在課堂上展開討論是一種形式。對(duì)于課程小論文及教師科研講座,安排在電磁波的傳播內(nèi)容講解之后,有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造性。我們的教師梯隊(duì)均為博士畢業(yè),涉及光學(xué)、物理電子學(xué)、光學(xué)工程、凝聚態(tài)物理、計(jì)算電磁學(xué)五個(gè)學(xué)科,且承擔(dān)包括國家自然基金、“863”、“973”及工程類項(xiàng)目,為結(jié)合不同的學(xué)科開展前沿問題講座,并將研究成果引入課堂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提供了良好條件。為此,在課程教學(xué)中穿插了與課程相關(guān)的前沿問題講座。比如全固態(tài)激光器的研究進(jìn)展、光子晶體及ZnO納米材料研究進(jìn)展等,通過前沿問題講座的嘗試,學(xué)生積極性很高,取得了預(yù)期效果。關(guān)于課程小論文,我們安排在了講座之后,教師根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生基礎(chǔ),給出題目和時(shí)間節(jié)點(diǎn),其間學(xué)生與教師有交流,教師進(jìn)行指導(dǎo),使學(xué)生更好地完成小論文,只是這個(gè)環(huán)節(jié)需要的時(shí)間較長,需要教師后續(xù)跟蹤并總結(jié)。通過科研講座及小論的嘗試,以初步取得成效,所教授的學(xué)生據(jù)此參加了全國大學(xué)生創(chuàng)新大賽并獲獎(jiǎng),所研究結(jié)果也在相關(guān)刊物發(fā)表文章。這種教學(xué)模式的探索,極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高培養(yǎng)質(zhì)量。

光學(xué)工程論文范文第4篇

暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院的蔡繼業(yè)教授提出,要弄明白一個(gè)細(xì)胞里生物分子的工作機(jī)理,必須“看到”單個(gè)分子。因此,蔡繼業(yè)教授和他的團(tuán)隊(duì)致力于用近場光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡做細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和細(xì)胞上單個(gè)分子探測。并用“針尖化學(xué)”的方法測量特異性生物分子與其他分子之間的單分子作用力,了解其分布和功能。這要求有超高分辨率儀器和努力不懈的工作精神,蔡繼業(yè)教授正是秉持著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,在激光化學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域取得了前沿成果。

梅花香自苦寒來

蔡繼業(yè)教授1944年出生于上海市崇明縣廟鎮(zhèn)一個(gè)農(nóng)民家庭,小時(shí)候生活相當(dāng)貧困,在地處廟鎮(zhèn)的崇西中學(xué)讀書期間,每天放學(xué)回家要幫家里干活,晚上只能在黃豆大煤油燈光下學(xué)習(xí),每年的寒暑假加上農(nóng)忙假,有四個(gè)月的時(shí)間全天干農(nóng)活,在這樣艱苦的條件下,蔡繼業(yè)于1962年考上北京大學(xué)物理系。父母咬緊牙關(guān)跟周圍鄰居七拼八湊借了錢,他才能坐上68小時(shí)的慢車去北京。那是他第一次出遠(yuǎn)門,不會(huì)說普通話,因沒錢買鞋而經(jīng)常打赤腳,學(xué)習(xí)上也面臨著聽不懂普通話、與來自全國重點(diǎn)中學(xué)的尖子生有相當(dāng)大的差距,一直到二年級(jí)下學(xué)期才翻過身來。

1968年,蔡繼業(yè)畢業(yè),他同屆的畢業(yè)生幾乎都上山下鄉(xiāng),他也被發(fā)配至黑龍江第四建筑公司,種過菜、燒過磚,當(dāng)過混凝土工、鋼筋工等。一年后,他成為了一名電焊技術(shù)員,兩年后當(dāng)了工長。起早貪黑的勞作并沒有磨損蔡繼業(yè)的科學(xué)精神,他設(shè)計(jì)制作了十噸龍門吊車,帶領(lǐng)170多名工人,完成了在當(dāng)時(shí)堪稱亞洲最大的大慶化肥廠的60×120平方米落地拱鋼機(jī)構(gòu)工程。

1978年,當(dāng)年上山下鄉(xiāng)的人們終于歸隊(duì),蔡繼業(yè)也調(diào)進(jìn)了中國科學(xué)院安徽光機(jī)所,開始做科研工作。1982年,他通過了競爭激烈的EPT考試,獲得了到美國哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系公費(fèi)留學(xué)2年的機(jī)會(huì)。

經(jīng)年科研結(jié)碩果

蔡繼業(yè)到哥倫比亞大學(xué)后,進(jìn)入哥倫比亞輻射實(shí)驗(yàn)室(Columbia Radiation Laboratory)做研究工作,該實(shí)驗(yàn)室先后出過7個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,這里也是發(fā)明激光的地方。蔡繼業(yè)的導(dǎo)師是該實(shí)驗(yàn)室的主任喬治?弗林(George Flynn),當(dāng)時(shí)的科研任務(wù)是用二極管激光探測法研究CO2分子內(nèi)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移,蔡繼業(yè)與吉姆奧尼爾用快速H原子碰撞CO2分子,首次得到了三原子分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)分辨的結(jié)果。從此,蔡繼業(yè)教授開始了他從激光化學(xué)到生物納米技術(shù)的漫漫科研路。

在斯坦福大學(xué)化學(xué)系作為高級(jí)訪問學(xué)者工作期間,斯坦福大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人理查德?澤爾教授(Richard Zare曾任美國科學(xué)委員會(huì)主席)安排蔡繼業(yè)與考斯塔斯一起做碰撞參量對(duì)化學(xué)反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)用交叉分子束加上兩個(gè)激光器,來選擇激發(fā)和探測不同平動(dòng)速度和不同碰撞參量碰撞后,Ba和HI的態(tài)-態(tài)反應(yīng)。兩個(gè)激光器采用了光學(xué)-光學(xué)雙共振加上選擇探測激光誘導(dǎo)熒光的方法,才能得到碰撞參量與反應(yīng)幾率的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)被美國著名報(bào)紙《基督教科學(xué)箴言報(bào)》(The Christian Science Monitor)稱為物化領(lǐng)域“有史以來最復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)”,每次實(shí)驗(yàn)都要連續(xù)工作36個(gè)小時(shí),還要保持清醒的頭腦做正確的測量,這對(duì)人的神經(jīng)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

迄今,蔡繼業(yè)與同事已在國際、國內(nèi)的刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表了200多篇論文,五項(xiàng)專利和一本專著(《激光與化學(xué)動(dòng)力學(xué)》)。并應(yīng)邀在斯坦福大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、UWO大學(xué)、香港大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國科技大學(xué)等十多所國內(nèi)外大學(xué)作學(xué)術(shù)報(bào)告。在SCI上已查到他的六篇論文被哥倫比亞大學(xué)、西北大學(xué)、康奈爾大學(xué)、阿崗國家實(shí)驗(yàn)室等幾十個(gè)研究單位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等國際核心刊物上引用了86次,作為激光化學(xué)前沿的重要成果或理論計(jì)算的依據(jù)被引用。

在生物納米技術(shù)方面,蔡繼業(yè)教授和他的團(tuán)隊(duì)研究了標(biāo)記的免疫分子的結(jié)構(gòu)與自組裝,紅細(xì)胞對(duì)抗體的識(shí)別,干細(xì)胞的定向分化,首次實(shí)現(xiàn)了用量子點(diǎn)標(biāo)記的細(xì)胞表面特異性分子的原位單分子探測等。近5年來,蔡繼業(yè)教授在國內(nèi)外刊物上90多篇,已授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng),已申報(bào)發(fā)明專利4項(xiàng)。蔡繼業(yè)教授目前還負(fù)責(zé)國家973重大項(xiàng)目子課題――抗體抗原復(fù)合物的分子分布特征及功能識(shí)別基礎(chǔ),也主持過多個(gè)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和一些省部級(jí)以上的項(xiàng)目。

春雨潤物細(xì)無聲

目前,暨南大學(xué)為蔡繼業(yè)教授配置了價(jià)值25萬美元的近場光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡,提供了300平方米的實(shí)驗(yàn)室,包括3名教授,4名副教授,1名在站博士后和10多名博士碩士生。他正在利用近場光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡等先進(jìn)儀器,進(jìn)行單個(gè)分子的探測和單個(gè)細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)的研究。同時(shí),他也用他的研究成果回報(bào)學(xué)校,用他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和多年的科研經(jīng)驗(yàn),擔(dān)起了培養(yǎng)下一代科學(xué)人才的重任。

多年來,蔡繼業(yè)教授還擔(dān)任暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院的從本科到博士教學(xué)工作,曾任生科院副院長。他不僅在生物納米技術(shù)的研究工作中取得了可喜成績,還投入了大量的時(shí)間和精力在培養(yǎng)青年學(xué)科人才的教育工作上。他兢兢業(yè)業(yè),進(jìn)取創(chuàng)新,發(fā)表過多篇本科教育論文。他在論文中表明了自己對(duì)本科教育的獨(dú)到見解,對(duì)教學(xué)方式也有自己的研究。

讓學(xué)生學(xué)有所成、學(xué)有所用是每一位導(dǎo)師的心愿,讓年青一代成長起來,祖國的科學(xué)發(fā)展才有希望。如今,蔡繼業(yè)教授已負(fù)責(zé)培養(yǎng)了六十多名博士和碩士生,有多名獲得中國科學(xué)院億利達(dá)獎(jiǎng)、大珩獎(jiǎng)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)優(yōu)秀研究生獎(jiǎng)和南粵優(yōu)秀研究生獎(jiǎng)。有的學(xué)生已被破格提拔為教授,有的學(xué)生在美國、歐洲、日本等國做研究工作。蔡繼業(yè)和他的學(xué)生的部分研究成果與同事一起曾獲廣東省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、廣州市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、廣東省高教廳科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),可謂碩果累累,桃李滿天下。

光學(xué)工程論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】《光學(xué)設(shè)計(jì)》 教學(xué)改革 探索與實(shí)踐

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006-9682(2011)01-0015-02

《光學(xué)設(shè)計(jì)》是許多工科院校的“光信息科學(xué)與技術(shù)”、“光學(xué)工程”等專業(yè)的主修課程,北京信息科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)等必修課基礎(chǔ)上也開設(shè)了這門重要的專業(yè)選修課?!豆鈱W(xué)設(shè)計(jì)》是一門將幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科,通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以系統(tǒng)的了解光學(xué)設(shè)計(jì)方面的知識(shí),了解一些最常用的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,以及了解光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。該課程的特點(diǎn)是應(yīng)用性較強(qiáng),涉及的內(nèi)容較多,如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),通過該課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生熟練設(shè)計(jì)各種光學(xué)系統(tǒng)的能力,提高學(xué)生的分析能力和實(shí)踐能力,這對(duì)授課教師提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。該課程一般通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)完成教學(xué)內(nèi)容,本文將幾年來的課堂教學(xué)工作所積累下來的心得與體會(huì)加以總結(jié),主要涉及到教學(xué)內(nèi)容的組織,教學(xué)方法的改進(jìn)與考核方式的變革等。

一、精心組織授課內(nèi)容,理清主線,突出重點(diǎn)。

光學(xué)設(shè)計(jì)課程囊括的知識(shí)點(diǎn)比較多,面向不同的教學(xué)對(duì)象,因?yàn)槠浔旧碇R(shí)積累就不同,而不同的教材組織方式,調(diào)強(qiáng)的知識(shí)重點(diǎn)也不盡相同,因此需要教師因人而異、不斷調(diào)整授課內(nèi)容的組織方式。北京信息科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將該課程核定為32學(xué)時(shí),在這么短的課時(shí)內(nèi),如何選擇講授的知識(shí)點(diǎn)來保證教學(xué)活動(dòng)的完成,根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn),我們精心組織了教學(xué)內(nèi)容,主要為了理清思路,并突出重點(diǎn)。光學(xué)設(shè)計(jì)涉及到的內(nèi)容可分為:高斯光學(xué)、像差理論、典型光學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化方法、光學(xué)系統(tǒng)公差分析及光學(xué)元件制圖等。高斯光學(xué)是光學(xué)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ),光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算就是基于高斯光學(xué)理論的;像差理論是光學(xué)設(shè)計(jì)的重中之重,只有深刻了解了像差理論,才能夠自主、靈活的設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng);典型光學(xué)系統(tǒng)包括放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等系統(tǒng),是了解實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的鑰匙,也是光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算的理論基礎(chǔ);而計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化方法、光學(xué)系統(tǒng)公差分析及光學(xué)元件制圖等是實(shí)踐性很強(qiáng)的內(nèi)容,也是把上述理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)過程聯(lián)系的紐帶。只有理清了這些內(nèi)容的知識(shí)體系,才能有的放矢,條理清楚的講授。我們經(jīng)過探索,發(fā)現(xiàn)在授課時(shí)選擇一個(gè)實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)(如開普勒望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)),從它的基本結(jié)構(gòu)講起,引出物鏡和目鏡的各自特點(diǎn),用高斯光學(xué)知識(shí)分析其放大率、視場角等參數(shù),再引申到實(shí)際系統(tǒng)像差對(duì)像質(zhì)的影響,最后講授怎樣設(shè)計(jì)這樣一個(gè)系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。這樣就能把所有要講授的內(nèi)容串聯(lián)起來,學(xué)生就能更好地理清思路,知道哪部分內(nèi)容的作用以及怎樣學(xué)習(xí)效率更高。另外,講解時(shí)不能一概而論,必須突出重點(diǎn),每個(gè)知識(shí)模塊的學(xué)時(shí)要分配得當(dāng)。比如像差理論是本課程的重點(diǎn),需要占用較多的學(xué)時(shí)講解;而且像差理論這一部分應(yīng)該把重點(diǎn)放在各種系統(tǒng)參數(shù)(比如,光闌大小、位置,材料折射率、相對(duì)色散等)對(duì)初級(jí)像差的影響上,因?yàn)檫@是一個(gè)優(yōu)秀光學(xué)設(shè)計(jì)工程師必須練好的最重要的基本功。最后,處理好知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)之間的關(guān)系。比如要提醒學(xué)生每一部分知識(shí)點(diǎn)都要結(jié)合與實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(包括加工、檢測)的關(guān)系來學(xué)習(xí),做到有的放矢、思路清晰。

二、教學(xué)方法的改進(jìn)

1.課堂教學(xué)與課外科技創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合

學(xué)習(xí)基本原理知識(shí)的目的是為了更好地應(yīng)用到實(shí)際生活中。我們積極鼓勵(lì)學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新活動(dòng),堅(jiān)持課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合,強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng),提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與綜合分析能力。比如,在學(xué)習(xí)了照相系統(tǒng)基本知識(shí)以后,我們鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)研如今市場上的各種照相機(jī)(包括數(shù)碼相機(jī)、傳統(tǒng)相機(jī)、攝像機(jī)等),讓學(xué)生考察照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)以及重要技術(shù)參數(shù),并讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計(jì)一臺(tái)照相機(jī)系統(tǒng)。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到大大提高,他們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中遇到很多問題,再重新回過頭在課堂找答案,被動(dòng)接收變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效率大大提高。

2.現(xiàn)代多媒體教學(xué)技術(shù)的使用

多媒體教學(xué)是以計(jì)算機(jī)為核心的教學(xué)手段,能交互的綜合處理文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、音頻及視頻等多種媒體信息,更豐富、更復(fù)雜的信息多媒體教學(xué)對(duì)全面提高教學(xué)質(zhì)量,增進(jìn)教學(xué)效果起著不可替代的推進(jìn)作用?;诙嗝襟w的光學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)優(yōu)勢包括:第一,圖文并茂,簡潔直觀,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。比如在講授望遠(yuǎn)系統(tǒng)時(shí),我們把目前世界上的各種望遠(yuǎn)系統(tǒng)圖片投影到黑板上,并列舉各系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),使學(xué)生頓時(shí)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。第二,把教師從繁重的板書中解放出來,更有利于教師語言、人格魅力的發(fā)揮,學(xué)生可以在相同的時(shí)間內(nèi)獲取更多的知識(shí),提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。比如,在講授各種目鏡結(jié)構(gòu)時(shí),由于目鏡的種類很多,有惠更斯目鏡、冉斯登目鏡、凱涅爾目鏡、對(duì)稱式目鏡以及廣角目鏡等,一一板書這些目鏡結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)非?;〞r(shí)間,而且作用不大。使用多媒體就可以很快的展示各種目鏡結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn),從而把更多時(shí)間放到講授目鏡選型以及設(shè)計(jì)中去。第三,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,二者相互有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的良性互動(dòng)。比如,在學(xué)習(xí)球差與系統(tǒng)相對(duì)孔徑以及光闌的關(guān)系這部分內(nèi)容時(shí),我們讓學(xué)生自己提出各種參數(shù),然后現(xiàn)場用多媒體計(jì)算光線軌跡并畫出光路圖、像差圖等,學(xué)生再根據(jù)像差圖提出新的修正結(jié)構(gòu),直到得出滿意的球差。在這個(gè)過程中,教師與學(xué)生不再是填鴨式的灌輸與接受知識(shí),而是很好的互動(dòng),并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用

在光學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中,為了演示光線追跡結(jié)果及光學(xué)系統(tǒng)在各種不同情況下、不同輸入光場時(shí)的輸出光場情況等,需要編制相應(yīng)的模塊軟件。但由于編制這樣的模塊軟件工作量大、難度較高,往住使任課老師放棄在教學(xué)過程中演示復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象,即使有人花大量時(shí)間和精力編制出一些,也因?yàn)楣δ懿粡?qiáng)、效果不佳而影響教學(xué)效果。我們將諸如ZEMAX、OSLO、CODE-V等功能強(qiáng)大的商業(yè)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件引入光學(xué)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程,可以減小設(shè)計(jì)工作量,并且使課程課件的深度得到加強(qiáng),從而擴(kuò)大學(xué)生的感性認(rèn)知和視野,增強(qiáng)教學(xué)效果。

現(xiàn)有的成像光學(xué)分析與設(shè)計(jì)軟件主要有三種,分別為:美國Optical Research Association 公司的CODE-V軟件;Lambda Research Corporation公司的OSLO軟件;Focus Software Inc開發(fā)的ZEMAX軟件。其中ZEMAX軟件由于界面友好,容易上手,目前占據(jù)市場最大份額;我們?cè)谡n堂教學(xué)中采用的也是ZEMAX軟件。該軟件可做光學(xué)組件設(shè)計(jì)與照明系統(tǒng)的照度分析,也可建立反射、折射、繞射等光學(xué)模型,并結(jié)合優(yōu)化、公差等分析功能,是將實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念、優(yōu)化、分析、公差以及報(bào)表集成在一起的一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件。課堂利用ZEMAX的計(jì)算與模擬功能,鼓勵(lì)學(xué)生通過自主探索,在掌握理論知識(shí)的前提下,讓學(xué)生建立相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,通過自己輸入?yún)?shù)去完成對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的形象化和具體化,并對(duì)光學(xué)系統(tǒng)像差進(jìn)行詳細(xì)了解,為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。例如,如果要給學(xué)生講授cook三片式透鏡組(入瞳10mm,全視場角40°)的結(jié)構(gòu)以及性能,通過ZEMAX可以很形象地顯示。圖1所示,cook透鏡組的二維和三維結(jié)構(gòu)圖都可以畫出,而且所選三個(gè)視場(0視場、10°視場、20°視場)的光線軌跡也可以準(zhǔn)確畫出,這樣就使得學(xué)生有更形象、直觀的認(rèn)識(shí)。如果要了解該透鏡組性能,就可以利用ZEMAX光線追跡程序快速計(jì)算出每一條光線的軌跡,并算出各種像差值。該cook透鏡組的幾種像差圖見圖2所示,這里只顯示了四種像差圖:點(diǎn)列圖、波像差圖、調(diào)制傳遞函數(shù)圖和場曲、像散及畸變圖。根據(jù)這些像差圖,學(xué)生可以對(duì)該系統(tǒng)的像差有個(gè)全面的認(rèn)識(shí),可以更進(jìn)一步改進(jìn)并優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。而計(jì)算實(shí)際像差利用傳統(tǒng)的手工計(jì)算花費(fèi)時(shí)間是巨大的。

總之,利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件,可以使光學(xué)設(shè)計(jì)課程授課效率更高,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更濃,學(xué)習(xí)效果更好。

三、課程考核方法的改革

考試已成為課程改革的一部分,與課程的實(shí)施方法相輔相成,從而更客觀地反映教與學(xué)的效果,達(dá)到拓展學(xué)生的個(gè)性,激發(fā)其學(xué)習(xí)能力和興趣的目的。傳統(tǒng)理工科課程通常以閉卷筆試加平時(shí)成績相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。針對(duì)《光學(xué)設(shè)計(jì)》的課程特點(diǎn),我們采用了以考核綜合知識(shí)和能力為主導(dǎo)的考試方法。具體包括:①建立小課題,指導(dǎo)學(xué)生撰寫小論文。比如讓學(xué)生們調(diào)研目前流行的單反相機(jī)的原理并進(jìn)行初步設(shè)計(jì),學(xué)生通過查資料,深入調(diào)研,強(qiáng)化學(xué)生自己思考的過程,同時(shí)也能考察一個(gè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。②開展課堂討論,給予總結(jié)評(píng)價(jià)。這部分的考核主要是通過討論來考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用和具體解決問題的能力。③試卷考核。該部分主要考概念題和思考題,加深學(xué)生對(duì)理論基本知識(shí)的理解和掌握。

通過這三種方式來全面綜合地考察、評(píng)定學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)掌握和理解程度,從而更好地反饋和指導(dǎo)教學(xué)。這樣的考核方法覆蓋指標(biāo)更全面,考核的結(jié)果就會(huì)更客觀合理,能夠真實(shí)全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與能力水平,有利于對(duì)學(xué)生的知識(shí)和能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

四、教師自身能力提高

教師是課程改革最直接、最關(guān)鍵的群體,因此教師的自身成長與課程的建設(shè)發(fā)展密切相關(guān)。教師的專業(yè)成長不僅僅是教學(xué)經(jīng)歷和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的累積與豐富,更是教師由被動(dòng)到主動(dòng)參與課程決策、課程運(yùn)作和課程評(píng)價(jià),促進(jìn)課程、教師和學(xué)生共同發(fā)展的過程。在不斷變革的社會(huì)大環(huán)境下,教師應(yīng)樹立終身教育和終身學(xué)習(xí)的觀念,即“教育既是為了促進(jìn)個(gè)人的終身全面發(fā)展,又是為了促進(jìn)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和全面進(jìn)步?!敝挥芯邆溥@樣的觀念,才能不斷解決教育中出現(xiàn)的各種問題,才能建構(gòu)新課程條件下的目標(biāo)、教學(xué)、評(píng)價(jià)體系。另外,很多人對(duì)于光學(xué)設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),認(rèn)為只要學(xué)好幾種光學(xué)設(shè)計(jì)軟件就可以進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。其實(shí),光學(xué)設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的工作,它需要經(jīng)驗(yàn)也需要設(shè)計(jì)人員有正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念,而軟件只是工具而已。光學(xué)設(shè)計(jì)總要從像差補(bǔ)償開始,如果沒有對(duì)基礎(chǔ)像差理論的深入、正確理解,只是按照已有參數(shù)按步就班地操作,光學(xué)設(shè)計(jì)則成了完全的技術(shù)工作,毫無思想性可言。對(duì)于這部分理論內(nèi)容要有“板凳要坐十年冷”的準(zhǔn)備,從復(fù)雜、枯燥的公式中理解設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),打好光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。光學(xué)設(shè)計(jì)是一門需要慢慢磨的手藝,作為教師的我們就更要負(fù)起責(zé)任,不斷提高自身水平,不浮躁、不圖快,踏踏實(shí)實(shí)的不斷學(xué)習(xí),積極地參與科研,積累更多的光學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),這樣才能更好地講授好這門課。

五、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,光學(xué)系統(tǒng)的作用越來越被重視,迫切需要光學(xué)設(shè)計(jì)的專業(yè)人才,為此高校肩負(fù)著培養(yǎng)具有良好光學(xué)設(shè)計(jì)人才的重任。本文對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置的安排、教學(xué)方式的優(yōu)化改革以及考核方式多樣化等問題進(jìn)行了研究與討論,為學(xué)生更好地掌握光學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)、將來更好地服務(wù)于社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

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