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現代光學技術范文1
多媒體技術美術教學能力培養隨著社會的信息化,電腦多媒體廣泛地應用于各個領域,以多媒體網絡技術為核心的信息技術教育日益成為深化教學改革的重要途徑,成為面向21世紀基礎教育改革的新視點。對于小學美術課而言,電腦多媒體教學彌補了傳統美術教學的種種不足,大大提高了課堂效率,使美術教學真正達到了短時高效的目的。多媒體教學是現代化教學手段。它的魅力所在,不僅是直觀形象、光色絢麗和悅耳動聽,還能創設特定的教學情境,教學內容充滿趣味性,激發學生學習的興趣,并能造就個想象的空間,培養學生的思維創造能力。
多媒體教學手段的這些優勢恰是現代美術教學不可缺少的,在教學中運用多媒體教學手段,充分發揮其獨特功能,并與傳統教學手段進行優化組合,促使學生較快的掌握知識,開闊視野,展開想象,增強學習興趣,提高審美能力和創造能力。
一、運用多媒體教學充實課堂教學內容
要上好一節美術課,充分的課前準備是必要的,當今的教學要求教師在備課時更注重教材與學生的實際相結合,注重選用不同的教學媒體和方法來激發學生的學習興趣,從而給學生提供更多的審美對象,幫助學生更快更多地了解教學內容。美術課的教材中有大量的教學內容需要通過直觀的圖片資料來進行協助理解,僅靠書本中提供的圖片資料是遠遠不夠的。信息技術所帶來的媒體數量多,信息量大,覆蓋面廣,使媒體資料能得到充分共享,并且它具有聲畫并茂、視聽結合、動靜相宜、感染力強的特點,使往日呆板的教學形式變得豐富多彩,增加了學習的趣味性。
多媒體備課從內容到方式都超越了傳統意義上備課的范圍,教師在備課之前先有基本的教學分析及教學設計,再根據教學的要求收集各種有助于教學的資料,如文字材料、圖片材料、實物材料、音像材料等,根據教學設計的需要把收集到的各種資料進行整理,通過不同的手段把不同的材料“整合”起來,使課堂教學更具有系統性、靈活性。
二、運用多媒體教學提高學生對美術學習的興趣
俗話說“良好的開端是成功的一半”,精心設計好這個“開端”,使學生從新課開始就產生強烈的求知欲望,對于學生學習新知識是至關重要的。傳統的美術教學往往都采用單一的師生交流方式,一本書,一塊黑板,一張嘴,對學生來說,枯燥而無趣,缺少審美的感知。而多媒體集形、聲、光、色、動、靜為一體,突破時空限制,大大調動了學生的學習積極性,使學生積極主動地參與到教學活動中,同時也促使學生產生強烈的求知欲,從而進入最佳學習狀態。如教學《海底世界》一課時,我先演示一段展現海底世界的視頻影像讓學生欣賞,絢麗的色彩、變化無窮的神秘海底,以及優美的音樂,給學生的視覺、聽覺以美的享受,使課堂教學進入輕松、愉悅的氛圍。這樣創設情境,導入新課,激發了學生的學習興趣,于是探究新知識奧秘的心情油然而生,他們帶著強烈的好奇心和濃厚的學習興趣,積極主動地開始了新課的學習,為完成教學目標奠定了良好的基礎。
三、“造型、表現”是美術學習的基礎,十分強調自由表現和大膽創造
在低年級尤其注重感受、體驗和游戲等靈活的教學形式。使看看、畫畫、做做、玩玩融為一體。在教學時,利用互聯網、校園網,收集有關的美術課題的信息資源,制作色彩紛呈的教學軟件,開展生動活潑的課堂教學。例如,教學《各種各樣的魚》《可愛的鳥》《鮮花世界》《游太空》《海底世界》《可愛的動物》等耳熟能詳的課題,運用現代多媒體組合教學,通過聲音、動畫、視頻、投影等手段,為學生創造一個色彩繽紛、聲像同步、亦動亦靜,能再現生活,又高于生活的情景。激發學生學習興趣,積極參與學習。高年級要求運用形、色、機理、空間等美術語言,以描繪主體造型的手法、選擇適合自己的工具和材料,表現所見、所聞、所想的事物,發展美術構思與創造能力。同樣,借助信息技術的有利因素,為學生創設有利激發創新精神的學習環境,多給學生感悟藝術作品的機會,在這個過程中讓學生認識與理解線條、形狀、色彩、空間、明暗、質感等基本造型要素,運用電腦、投影、錄像等多媒體組合的教學,引導學生主動進行造型活動,激發想象力和創新意識。也通過對各種美術媒材,技巧和制作過程的探索與實驗,發展學生的藝術感知能力和造型表現能力。
現代光學技術范文2
關鍵詞:利益相關者;現代學徒制;長效推廣機制
2014年2月26日,總理主持召開國務院常務會議,確定了加快發展現代職業教育的任務措施,提出“開展校企聯合招生、聯合培養的現代學徒制試點”,促進了政府和高職院校對現代學徒制的深度研究與廣泛推廣。
一、現代學徒制的內涵
現代學徒制是一種比頂崗實習、訂單培養更能體現高職教育高等性和職業性特點的技術技能型人才培養模式[1]。它倡導學校與企業深度合作,教師與師傅通力合作,使學生(學徒)不僅能掌握具有邏輯性、程序性的顯性知識,而且能習得和培養非常規化和本能化的默會知識,因此能更好地滿足服務社會經濟發展和促進學生自我發展、自我完善的雙重需求,實現職業教育內在價值和外在價值高度統一。
現代學徒制是將傳統學徒培訓與現代高等教育相結合的一種企業與學校合作的人才培養方式,校企合作是前提,工學結合是核心,其鮮明的特征是校企聯合雙元育人和學生雙重身份[2]?;诖耍呗毥逃菩鞋F代學徒制,應從構建“雙主體”人才培養模式,界定“雙身份”學徒身份問題,形成“雙體系”校企課程體系,打造“雙導師”專兼師資隊伍四個方面來解決教育模式、學生身份、課程體系、導師機制問題[3]。
二、有色金屬行業現代學徒制的發展與現狀
隨著有色金屬工業轉型升級的發展需要,行業現代學徒制得到初步探索與實踐,如金川集團新疆有色金屬集團變招工為招生,積極探索現代學徒制。由于有色金屬其獨特的行業特點,導致現代學徒制發展滯后、難以推廣。主要包括:行業不被家長和學生所熟悉,對工作環境、工作性質心存疑慮;企業崗位生產能力飽和,員工知識水平普遍不高,難以提供技能嫻熟且愿意傳帶的師傅;經濟增長放緩,在沒有國家相應的政策優惠與資金支持的條件下,企業多從自身發展考慮短期內用工需求和成本,導致企業與高職院校開展深度校企合作的意愿不強烈;行業高職院校較少,能夠全面開展現代學徒制的教育主體少,“雙師型”師資隊伍建設有較大差距。
三、推廣現代學徒制利益相關者平衡分析
縱觀國內外研究,不難發現,要實現現代學徒制最核心的就是在充分發揮政府、行業協會的作用下,構建共贏、深度、持久的校企合作關系。利益相關者是對組織目標實現有所影響的所有個體和群體的統稱。利益相關者理論的核心思想是強調要發展必須充分考慮各利益相關者的利益訴求與沖突,高職院校校企合作是各利益相關者利益博弈的過程,有必要基于利益相關者視角,探討各利益主體的利益訴求與沖突,找到其中的結合點,構建基于利益相關者視角下的高職院校校企合作長效機制,從而促進高職院校校企合作的可持續發展,確?,F代學徒制有效推廣。
現代學徒制最主要的利益相關者包括政府、行業協會、學校、企業和學徒(學生),其中政府和行業協會是外部利益相關者,學校、企業和學徒是內部利益相關者。由于本研究是基于學徒都具有高參與度這一假設前提,因此,本文對學徒這一利益相關者不做討論。政府在現代學徒制中的利益訴求主要是追求社會效益的最大化,希望通過校企合作,實現職業教育與產業發展無縫對接,提升職業教育人才培養質量,促進地方經濟的發展與社會的進步。行業協會是某個行業為了規范行業標準、維護行業權益、促進行業健康發展而成立的協會組織,主要職責是協調內部企業的利益訴求實施現代學徒制,客觀要求在相關利益者之間進行資源再配置和利益再分配,同時不斷優化資源配置和利益分配關系,以有效提高高職教育整體辦學效益。
基于人才培養模式改革所形成的現代學徒制法律關系中,相關各利益相關者的法律地位是不同的,因此在平衡各方主體利益關系中所起到的作用也各不相同。其一,政府應發揮統籌、協調和推動作用,以平衡各相關主體利益。政府在追求發展職業教育事業這一最大利益的過程中,應充分考慮學校、行業組織和企業的利益,如賦予學校更大的辦學自,加大資金投入和政策支持;在法律法規上進一步規范行業企業辦學主體地并承擔相應義務的同時,給予一定的政策補貼和稅收優惠等。其二,學校在提高辦學水平和辦學能力的同時,要切實考慮行業企業的需求。學校專業設置要考慮與行業產業同步發展,人才培養要考慮崗位、職業的實際需要,技術服務要面向企業實際需求,做到有的放矢。其三,行業企業在追求經濟利益最大化的同時,也要積極承擔一定的社會責任,考慮學校人才培養和科學研究的。因此,實施現代學徒制的核心是處理好政府、行業協會、學校、企業四者利益關系的問題,并通過一定的方式將其利益固定,以形成長效機制。
四、有色金屬行業推廣現代學徒制的思考與建議
現代學徒制實現了高職教育的實踐性、職業性和開放性,其順利開展和推廣的基礎是深層次的校企合作,而明確的、長效的利益共享機制是確保校企合作向縱深發展的關鍵[4]??偨Y國外現代學徒制的發展經驗,政府和行業以及社會起著重要作用。因此,實施現代學徒制的核心是在行業指導和社會評價監督的基礎上處理好政府、企業、學校和學生四者利益關系的問題,并通過一定的方式將其利益固定,以形成長效機制[5]。
基于以上思考,結合有色金屬行業特點及現代學徒制發展面臨的困難,筆者認為實施和推廣現代學徒制除了要加大宣傳力度,促進社會對行業的了解,還必須創造外部環境條件和內涵環境條件。
(一)外部環境條件建設的建議。第一,進一步明確和強化政府在現代學徒制人才培養中的職責。在國外現代學徒制推進的過程中,政府扮演著非常重要的角色,為企業和學校提供一系列政策支持,并制定特定的法律來確保校企合作順利開展。而國內現代學徒制起步較晚,校企合作的政策支持和推進的力度和深度還需進一步加強。首先是專項資金支持。政府要為學校和企業間的聯系活動、學校教育機制和組織管理改革提供專項資金支持。其次是充分調動企業的積極性。通過稅收優惠政策鼓勵企業積極參與,同時充分利用雇主品牌排名、社會責任等第三方評價機制來約束企業行為。三是支持、組織教育部門、勞動部門、企業、教育者制定嚴格的知識和技能標準,為現代學徒制提供科學的人才培養標準。四是制定和完善相關法律法規,明確利益相關者的責任并保障權利,尤其是對學生的雙重身份進行實事求是的界定,最終通過相關法律條款的修訂明確學徒身份。第二,利用行業協會作為校企合作的中介和平臺,充分發揮其指導和協調作用。在德國、澳大利亞等國家有專門的立法來保障行業協會參與職業教育,其成功的經驗證明行業協會在職業教育尤其是現代職業教育體系中是必不可少的。目前,行業參與職業教育已成為我國許多地方加快職業院校結構調整、資源整合,做大做強職業教育的一種探索。通過成立行業職業教育教學指導委員會,積極推動建立行業人才需求預測機制,指導職業院校根據企業需求及時調整人才培養目標和模式,參與人才培養質量的評價,協調政府、企業與學校的關系。
(二)內涵環境條件建設的建議。高職院校的內涵發展主要體現在“高等性”與“職業性”兩個屬性上[6]。內涵建設的主體是學校與企業,建設要以雙方密切的合作為基礎。根據實施現代學徒制“培養雙主體、學徒雙身份、課程雙體系、師資‘雙導師’”的內涵要求,應考慮做好以下幾點工作。
第一,構建“學校本位”和“企業本位”相結合的“雙主體”人才培養模式。目前我國人才培養基本還停留在學校本位的教育模式上,校企合作、工學結合也多流于形式?,F代學徒制需要學校與企業共同培養人才,共同承擔責任,而不再是簡單的參與。通過外部環境條件建設調動企業積極性,探求校企雙方利益的共同點并通過一定方式將其利益固定,深化高職院校教育體制和組織管理改革,逐步試點、層層推進,使更多企業受益于現代學徒制解決的人才選、用、育、留問題,從而建立校企合作的長效機制,實現培養雙主體。第二,對“學生身份、學徒身份”進行界定,通過法律法規保障其權益。學徒不同于企業員工,其法律權益和經濟權益均難以得到保障。在符合現代學徒制發展的法律框架下,通過學徒、企業、學校簽訂三方協議,能實現學徒雙重身份。根據三方協議,企業提供學徒崗位和相應的薪酬福利,學校全程監督,確保學徒與企業的合法權益,逐步構建現代學徒制企業招工與學校招生的互惠相融政策。第三,構建學校和企業無縫對接的課程雙體系,體現高職教育的“高等性”和“職業性”。目前高職院校專業課程體系與教學內容設計過于重視顯性知識,崗位技能和職業素養不能有機地融入到課程體系中。因此,校企雙方應以企業崗位現實需求與未來發展需求為依據,在確保學生自我發展和可持續發展的前提下,從職業工作崗位任務分析入手參照國家職業資格考試標準,開發適應崗位技能需求與學生職業發展的教學內容。第四,打造學校導師、企業導師“雙導師”專兼職師資。隊伍,促進顯性知識的理解和默會知識的習得?,F代學徒制的培養目標是培養既掌握科學知識,又具有實踐技能和職業素養的技術技能型人才。校企雙方應根據人才培養要求建立具有操作性的導師任職標準和選拔程序,同時還要構建校企“互培共用”的長效機制,實施現代學徒制導師的崗前培養制度和達標上崗制度,并對導師的表現給予考核、評價與獎罰。
總之,產業結構是人才培養模式選擇的根據[7],以有色金屬產業結構轉型、升級為契機,高職院校要以企業人才需求為導向,探尋校企雙方利益共同點,積極推進校企合作縱深發展;爭取政府的政策扶持;加強內涵條件建設,將職業教育植根于企業之中,有步驟、有重點的推進現代學徒制。
參考文獻:
[1] 徐渠.淺析“現代學徒制”在高職教育教學中的應用[J]. 牡丹江教育學院學報.2014(12):102-103.
[2] 石偉平,徐國慶.世界職業技術教育體系的比較研究[J].職教論壇.2004 (1):23-25.
[3] 吳建設. 高職教育推行現代學徒制亟待解決的五大難題[J].高等教育研究.2014(7):41-45.
[4] 王振洪,成軍. 現代學徒制:高技能人才培養新范式[J].中國高教研究.2012(8):93-96.
[5]趙鵬飛,陳秀虎.“現代學徒制”的實踐與思考[J].中國職業技術教育.2013(12):38-44.
現代光學技術范文3
[摘要]以學生為主體的角度出發,根據問卷調查結果和多年教學經驗提出了基礎光學課程改革的幾點見解,第一、基礎光學教學內容改革的必要性及具體措施,第二、注重教學步驟的完整性,第三、注重教學方法的改革。
引 言
光學是高等院校物理專業必修的一門專業基礎課,是物理學中最古老的一門學科之一,同時也是一門年輕的學科,具有強大的生命力和不可估量的發展前途。光學對原子物理學的學習有極其重要的作用,而且光學是近代物理的生長點,量子論、狹義相對論都起源于光學。所以,學好光學無疑對相關課程的學習起著十分積極的作用。近年來有關光學課程的教學改革呼聲日益高漲,人們分別從不同的角度對光學的教學改革進行著積極而有益的探索[1-6]。本文借助于羅洋城對北師大和韶關學院學生的問卷調查[6],結合自己多年的教學經驗和他人的先進成果,廣泛征集學生見解,對光學課程的改革進行積極了的探索,提出了基礎光學課程教學改革的幾點見解,供大家鑒借和分享。
教學內容的選取
現流行的光學教材,對幾何光學和波動光學的基本理論的講解是詳細的,完善的,但也存在不少問題,主要表現在:第一,幾何光學的內容占的篇幅過大,以華東師大姚啟鈞編的《光學教程》為例[7],僅幾何光學的基本原理這一章,公式大大小小就有45個,有些問題中學已經講過,沒有必要重復講授。適當精簡幾何光學內容,使內容在滿足系統化、條理化的基礎上做出合理的取舍。第二,光的量子性部分的歷史,如“紫外災難”和“兩朵烏云”等故事完全可以放到物理學史中去講授。第三,現代光學部分涉及面較廣,學科的內容非常豐富,學科體系十分龐大,而光學課程的學時有限,所以現代光學部分則應該單獨羅列出去,建議在大三再開設現代光學基礎,滿足學生的求知欲和飛速發展的光學科技?;A光學部分在講授時應該適當融入前沿科技內容,避免單純概念的枯燥,使教學別具一格,既深化了概念,同時將光學基本原理與其在科技前沿中的應用結合起來,大大深化了基本原理教學,開闊了視野,充分調動了學生的積極性,激發求知欲和探索物理奧妙的精神,同時也增加了課程的魅力。但是,在講授前沿科技與古老光學原理的結合時一定要注意突出光學基本原理的描述,達到用科技前沿實例講授并深化課程基本概念和基本原理的教學目的。同時,基礎光學部分在講授時還要注重課程內容的條理化,雖然波動光學和幾何光學看似聯系不十分緊密,但是至始至終都離不開兩個概念就是光程和相位差,所以在整個基礎光學部分的教學中要始終貫穿這兩個基本概念使教學內容渾然一體。
注重教學步驟的完整性
注重教學步驟的完整性有力的保證了教學質量。課堂教學是學生獲得知識的重要途徑,由于教學體制特點,很多學生依賴于課堂,所以確保課堂教學效果是教學中的非常重要的一個環節。除了借助于現代化教學手段提高教學效果外,從內容的選取和語言描述上需下足功夫,充分地把教師的個人魅力展現出來,并且把這種魅力融入到教學中,以提高課堂教學效率。作業批改是課堂教學的延伸,它是發現問題,解決問題的重要途徑,通過對作業細致批改幾乎可以了解每一個學生的學習狀況和學習狀態。課后答疑是課堂教學的重要輔助形式,也是教學過程中的有機組成部分。此外,光學和其它物理學學科一樣是一門以觀察和實驗為基礎的學科,許多物理知識都是通過觀察實驗,經過認真的思索總結出來的。實驗教學不僅僅是學生動手的過程,更是動腦思維的過程。注重實驗教學能更好地激發學生的學習興趣,并且能培養學生嚴肅、認真、端正的實驗態度,獲得一些感性認識,經過進一步引導使感性認識上升為理性認識,為光學課程的學習起到積極的作用。值得一提的是驗證性實驗所占比重過大[8],大學階段的實驗教學應該不只是“驗證”,通過增加一些設計性實驗以激發學生的創新能力。
注重教學方法的現代化
現代教學技術手段的發展和應用提高了單位學時的信息量,多媒體技術中實例分析和動畫演示激發了學生的學習興趣。然而我們在運用現代技術手段教學過程中,還是遇到了許多新問題,如過多依賴于ppt教學,以至于學生感覺象放電影一樣,條理性、邏輯性和系統性體現不到位。所以,我們還要不斷探索新的教學方法和技巧,從而使現代化教學內容和教學手段得以更充分地發揮作用。此外,加強與國內兄弟院校的了解和交流,使我們能夠開闊眼界,增加知識,有效提高我們的教學質量。最好能夠讓教師走出去,同時也能把相關教學經驗豐富的人事請進來,借鑒和學習兄弟院校光學教學改革和發展的成功經驗。總之,在科學技術飛速發展的今天,大學階段的學習是很多人接受系統學習的最后一站,基礎光學課程的學習對今后的學習起著非常重要的作用。所以在教學中要從教學內容、教學步驟、教學方法等方面完善教學過程,強化基礎教育,緊跟現代科技發展步伐,積極大膽地嘗試現代科技教學手段,探索新的教學方法,使學生的學習由被動轉為主動,為今后的學習奠定基礎。
參考文獻:
[1]高艷霞.面向21世紀光學課程改革的探索[j].中山大學學報論叢,2001,21(1):112-115.
[2]馮學斌,劉興波.光學投影媒體教學體系及內容和方法改革[j].山東師范大學學報(自然科學版),2005,20(4):102-103.
[3]王形華等.高師院校光學教材內容改革的幾點設想[j].中國西部科技,2006,10:67-68.
[4]李玉紅.“光學”課程教學改革實踐與成果[j].高等理科教育,2006,2:97-99.
[5]于國萍,游璞.改革光學教材適應社會需要[j].光電子技術與信息,2005,18(2):101-102.
[6]羅洋城.光學學習困難的調查與分析[j].韶關學院學報(自然科學版),2002,23(6):30-36.
現代光學技術范文4
關鍵詞:物理光學;應用光學;教學實踐;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)21-0077-02
“物理光學與應用光學”是信息光學的重要技術基礎,是電子信息科學與技術專業的學科基礎課。物理光學從光的電磁理論出發講述了光在各向同性介質、各向異性介質中的傳播規律,光的干涉、衍射、偏振特性。應用光學不涉及光的波動本性,以光的直線、獨立傳播、折射、反射等實驗定律為基礎,研究受限光束的成像,特殊光電傳播過程的規律;在光學系統中進行光路追跡,研究光學系統成像特性、應用及初步設計。通過“物理光學與應用光學”課程的學習不僅使學生建立起有關光的電磁理論的完整體系,能夠運用光的電磁理論分析光的波動性、光在不同介質(包括物理光學元件和幾何光學元件)中的傳播和控制問題,能夠解決光電工程中的基本光學技術問題;同時還能使學生了解現代光學的發展和前沿,以及在光電技術中的應用;為“光電子技術”“激光原理”“光纖通信”等后續課程的學習打下基礎。因此,“物理光學與應用光學”課程是“現代光電子”“光學信息處理”“光纖通信”“光電傳感技術”等課程的重要基礎理論課程,也是光通信、光電子、光信息、光學工程類專業的考研課程。
一、“物理光學與應用光學”課程的內容及特點
內蒙古工業大學電子信息科學與技術專業從2006級學生開始開設“物理光學與應用光學”課,其內容包括:光在各向同性介質、各向異性介質中的傳播規律,光的干涉、光的衍射,幾何光學基礎,理想光學系統,光學系統的象差基礎,光學儀器等。從教學中發現學生學習該課程時感到很吃力,通過調查發現主要因為以下幾個方面:一是由于中學的光學知識少而簡單,與大學“物理光學與應用光學”知識跨度很大;二是物理光學部分涉及到的理論用到的數學知識太難;三是應用光學部分概念、公式多且抽象難記;四是本課程數學公式推導繁雜使學生望而生畏,難以提起興趣;五是內蒙古工業大學的“物理光學與應用光學”課程純理論,無相應的實驗;六是教材和課堂教學與實際應用、當今光學領域的前沿技術脫節,學生對光學的運用和前景感到迷茫。因此,加強對“物理光學與應用光學”基礎課的教學研究、適應教學要求和學生學習要求,充分調動學生的學習積極性,提高教學質量十分必要。
二、教學內容及方法的改進
考慮到“物理光學與應用光學”課程的重要性,根據該課程理論性較強、概念較抽象的特點,為了提高學生學習“物理光學與應用光學”課程的積極性,從教學內容、教學方法、教學手段、教學課件、加強實踐性教學環節等方面進行了調整。
第一,從教學內容上進行調整。自2007級學生開始,增加了ZEMAX光學設計軟件的介紹。ZEMAX是一套綜合性的光學設計仿真軟件,可做光學組件設計與照明系統的照度分析,也可建立反射、折射等光學模型,并結合優化、公差等分析功能。通過該部分內容的學習,學生能夠初步設計出簡單的單鏡頭及雙單鏡頭,增強了學生的動手能力,可以適當輔助對概念的理解。
第二,在教學方法上進行適當調整。在物理光學部分適當減少繁雜的數學推導,注重物理思想的講解;物理光學部分數學推導往往是繁雜、冗長和枯燥的,要耗費大量的課堂教學時間,而且容易使學生望而生畏。簡化數學推導,以光學中的光學定律和物理問題為線索,讓學生了解光學定律的適用范圍可以提高學生的學習積極性。比如光的電磁理論部分菲涅耳公式的數學推導比較繁瑣,而且公式難記,為此在教學中不要求學生掌握推導公式,而要求學生會用公式分析反射系數、透射系數及反射率、透射率與入射角和界面兩邊折射率的關系即可。在教學過程中注重對比,如在講解邁克爾遜干涉儀、馬赫澤德干涉儀及法布里干涉儀時,對三種干涉儀的工作原理及應用進行比較,學生掌握起來更容易;在講解衍射問題時將單峰衍射、圓孔衍射、矩孔衍射及多縫衍射的實驗裝置,衍射圖樣的特點及亮暗條紋的位置,條紋寬度等對比講解,學生在對比基礎上理解記憶的效果更好。在幾何光學的成像問題中,將單球面折射、球面反射及透鏡的成像進行對比,包括成像公式、焦距的表達式及放大率的公式進行對比,在光學儀器部分將放大鏡、顯微鏡及望遠鏡的放大率進行對比,這樣更有利于學生對公式的理解記憶及應用。
第三,在課件制作上加入phy3D演示。如,講解凸凹透鏡的成像、球面鏡的反射成像、玻璃球的成像在推導完成像公式時要進行相應部分的光路圖的phy3D演示,這些演示可以任意改變物距、像距或焦距,學生能夠直觀地觀察到這些系統在成像過程中物距、像距和焦距之間的關系,彌補了枯燥的單純理論計算的缺點。再如,在講述邁克爾遜干涉儀時通過3D演示,學生可以清楚地看到光的傳播過程,通過調整兩鏡的距離及位置看到干涉圖樣的變化,有助于加強理解。光的衍射問題向來是學生理解的難點,通過phy3D的演示學生能夠清楚地看到障礙物尺寸變化時衍射圖樣的變化。
第四,加強實踐性教學環節。為了培養復合型的實用人才,要求學生必須具有一定的實際工作技能,以便走上工作崗位后能很快地適應工作環境。因此,為鍛煉培養學生的實際操作能力,增強學生畢業后的工作適應性,教學中必須高度重視實踐教學環節,而畢業設計正好能增強學生的光學設計水平,從而培養出既有理論又有實踐水平的高級專門人才。自引入ZEMAX光學設計軟件以來,物理系三屆畢業生中已有七名學生用ZEMAX光學設計軟件完成了畢業設計,且設計效果良好。
第五,改革考試內容和考試方法,命題從以知識立意為主轉變為以能力立意為主,加強了概念題、應用題以及與圖形結合的判斷題,適當出一些開放題、討論題;改變一卷定總評的情況,采取措施多元化測試學生的能力,比如將學生論文、平時作業成績、期中考試成績、期末考試的分數折算計入總評等,每次考試后都堅持進行分析評估,找出教學中的薄弱環節。
三、教學中還存在的問題及今后的計劃
第一,“物理光學與應用光學”是內蒙古工業大學電子信息科學與技術專業的學科基礎課,目前沒有設置相應的專業實驗,理論和實踐有所脫節,加大了學生對理論理解的難度。
第二,沒有將光學的最新發展融入教學。針對以上問題,一是應盡快引入演示實驗,利用實驗室現有的儀器設備進行演示;通過實驗能使學生接觸并使用一些典型的光學系統為學生后續專業課程的學習和今后的工作中利用或組合這些光學系統進行創造性工作打下基礎。二是增加現代光學基礎內容,將光學的最新發展和研究成果融入講授內容,使學生能緊跟科技發展步伐,這樣不但可以擴展學生的基礎知識,還可以開闊學生的視野,激發學生的學習興趣,同時可以使學生了解學科前沿的概況及其發展動態,進一步拓寬學生的知識面,使他們的知識結構更趨合理。三是教學內容的重點和難點應通過課前預留預習作業與課后作業的方式分解消化;上課時應針對重點和難點問題采用討論式等多種教學手段,以培養學生的創新精神和自主學習的能力。四是充分利用現代信息技術手段,將傳統教學手段和輔助教學方式相結合,提高教學效果。針對課堂教學的重點、難點,利用CAI課件、錄像、網絡資源等增加學生對知識的感性認識,幫助學生掌握教學內容。五是在完成基本教學任務的前提下,針對不同層次學生的需求,適當擴充一些知識,這樣既可以鞏固所學知識,還可以提高學生的動手動腦能力,為將來的就業打下一定的基礎;對有志向考研的學生,可以提前給他們提供一些重點院校的考試真題,讓他們有所準備,并能夠根據自己的能力選擇合適的院校,以免到了大四盲目選擇考研院校。
以上是筆者從事“物理光學與應用光學”教學的一些體會、所做的改進與嘗試以及下一步努力的方向,希望通過改革使“物理光學與應用光學”課程的教學質量有所提高。
參考文獻:
[1]張崇善.探究式:課堂教學改革之理想選擇[J].教育理論與實踐,2001,21(11):39-42.
[2]段曉燕,等.從問題出發進行教學設計的課程體系[J].電氣電子教學學報,2007,29(5):112-113.
[3]談恒英.注重綜合改革,建設物理光學精品課程[J].光電子技術與信息,2004,17(6):83-85.
[4]李玉紅.光學課程教學改革實踐與成果[J].高等理科教育,2006,
(2):97-99.
[5]蔡履中.在基礎光學教學中貫徹以人為本的素質教育思想的探討與實踐[J].大學物理,2004,23(4):47-58.
[6]劉風英.關于波動光學教學改革的實踐與設想[J].工科物理,
1999,9(5):48-49.
現代光學技術范文5
梁老師的《物理光學》是一本真正的經典教材,從1987年的第二版到2012年的第四版,25年只有兩次修訂,可見久經考驗,積淀深厚。梁老師當年獨自著述,承自波恩《光學原理》的理論脈絡,以光的電磁理論和傅里葉分析方法為基礎,系統地闡述了經典物理光學的基本概念、原理和應用。梁老師長期從事一線教學,教學經驗豐富,也是從事科學研究的學者。該教材可謂博采眾長,也凝聚了梁銓廷老師數十年的教學經驗。梁老師高屋建瓴,《物理光學》這一教材知識結構清晰,邏輯性強,循序漸進而又深入淺出。該教材既便于教師有效組織教學,也便于學生自我學習提高,一直以來廣受高校師生的好評,也曾獲得全國高校第二屆優秀教材一等獎,可謂實至名歸。
梁老師是一位治學嚴謹的學者,從當初的獨立著作,到后來幾次修訂也都是親力親為,使得全書體例如一,前后敘述、公式形式一致,脈絡清晰。更難能可貴的是,他一直力求教材中的傳統內容能夠與現代科學的發展相銜接。
眾所周知,自20世紀中葉開始,光學無論是在理論方法還是技術應用上都已取得許多重大發展,如何在有限的篇幅中編入最適合的內容,本身就是一個難題。正如梁老師自序所言:“光學的飛躍式發展,使它能以嶄新的面貌在現代科學技術各個領域別引人注目……對于一本基礎光學教材,引進的現代內容不是越多越好,越新越好,關鍵是要把現代內容和傳統內容結合、融匯得好,把它們的內在聯系溝通起來?!苯涍^仔細考慮,精挑細選,梁老師選擇了在修訂中編入超光學分辨率、白光信息處理、液晶電光效應等內容。無數的教學實踐也證明,這些現代內容的加入與原傳統內容的銜接與融合是自然的,體系是完整的。另外,梁老師增加了約70道例題分布于各章節,以滿足教學和自學需要。這些工作主要是在第三次修訂中完成,而那時候,梁老師已六十多歲高齡。
此外,該教材其他的一些優點也廣受師生們的稱贊。如書后有專門的附錄,簡明扼要,避免讀者為抽象的物理概念以及復雜的數學描述所困。書中的插圖亦十分準確精美,簡潔易懂,降低了學生對抽象、難懂內容的理解難度。
作為配套教材,近年劉翠紅教授為本書編寫了《物理光學學習指導與題解》,列有精要的學習提綱,對書中的習題給出了詳細解答,并增加了不少例題和習題,這為讀者更好地理解書中內容、建立數量級概念以及提高解題能力提供了很大幫助。
為了改變高校教學學時不足的現狀,另有《物理光學簡明教程》出版,書中對《物理光學》教材中的內容加以濃縮,更適用于課時較少的教學。梁老師和劉老師在2016年修訂的第二版中加入二維碼內容,分布在各章節中,其中所含電子資源包括實驗儀器及典型實驗過程、詮釋抽象概念的動畫、延伸閱讀的資源以及重點難點講解的微課視頻等。這一新型載體的加入,使讀者可以方便地進行延伸學習,在圖文并茂、聲形兼備的過程中自主學習,有助于提高學習興趣。
《物理光學》是一本以基礎性、經典性內容為主,與前沿科學接軌的教科書,數十年來為培養光學相關專業的科技人才貢獻良多,至今,它的價值越來越大。《物理光學》及其配套教材是“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材,適合作為高校物理類、光電信息類、光學工程類專業的物理光學課程教科書,也可供其他專業學習物理光學的本科生、研究生和科技人員參考??梢灶A期,《物理光學》在高等教育人才培養上將發揮更大的作用。
參考文獻:
[1]梁銓廷.物理光學(第4版)[M]. 北京:電子工業出版社,2012.
[2]劉翠紅.物理光學學習指導與題解(第2版)[M].北京:電子工業出版社,2013.
現代光學技術范文6
【摘 要】在現代軍事演習中,海陸空的真人實戰對抗演習已經不再是國家重點把握的方向。戰爭的形式隨著科技的飛躍發展,也在面臨著傳統熱武器對抗的革命性改變。戰爭年代的武器和戰術已經遠遠落后于時代的腳步,想要在信息化時代保持警惕,對于現代化科技的靈活應用就變得至關重要。從原子化學的重建,到激光武器的普及,我們也在駐望物理光學如何利用光衍射中的牛頓圈在軍事演習中出奇制勝。
關鍵詞 物理光學;衍射;牛頓圈;軍事演習
1.物理光學的成熟
物理光學是物理學中的重要分支,它通過研究光的性質,現象和應用,解決專業領域的相關問題。光學分為幾何光學和物理光學,前者將光抽象化研究,將光稱作射線,它讓光學一下子變得淺顯易懂。一直到無法解決光的某些特有現象(干涉,衍射,偏振等)才走進物理光學。在物理光學中,光學設計精密的模型,以光波的形式計量波動。牛頓提出量子力學來解釋光的波粒二象性,高斯光學的提出解釋了幾何光學無法解釋的光緒效應。物理光學的發展,使得它的利用更加得心應手,波段的規律傳播和經典電磁場理論都是在屋里光學成熟后運用在軍事行動中的最好實例。近幾年,利用光的傳播和發散,在軍事行動中定位敵軍的位置,如今已經被普遍運用在演習中,比如設計激光模擬系統,和對手武器擊發裝置相連接,自身帶有收發器,一旦被擊中就鎖定武器并警告,退出演習,這大大節省了時間和精力。
1.1光衍射如何大加利用
“光不僅會沿直線傳播、折射和反射,還能夠以第四種方式傳播,即通過衍射的形式傳播?!边@是弗朗西斯科·格里馬第(Francesco Grimaldi)1665年發表的對于光的衍射效應的論述。光衍射的概念是“光在傳播過程中,遇到與光的波長相近的障礙物或小孔時,它有離開直線路徑繞道障礙物陰影里去的現象?!边@個概念表明了,光的傳播不再是固定單一的路徑,光波會自己在遇到障礙的時候自尋出路。這個概念的提出必然會引起各界的震驚。以軍事為例,在軍事演習中,敵軍不斷利用各種波段的攔截技術,阻礙無人機的定位和信息的傳播。如果光的衍射可以使信號,電磁波遇到障礙自行尋找出路,這會徹底改寫戰場的神話。光的衍射和干涉其實無法分得太清楚,從美國物理學家,諾貝爾物理學獎得主理查德費曼提出的區分方法中可以得出,干涉是有限個波束‘相加’的結果;衍射是無限個波束‘積分’的結果。
1.2牛頓圈的應用
牛頓圈又稱作牛頓環,它講的是一個由有限個波束在等厚薄膜干涉的現象。如下圖:
這是牛頓在物理光學中有一重要的發現。利用牛頓圈對光波的控制可以精準地測量平面或曲面的面型準確度。在軍事演習中,小到狙擊步槍的瞄準鏡,再到紅外線望遠鏡,甚至到無人機的自控瞄準,如果利用牛頓圈原理在指揮部進行定量計算,同樣可以確定是否計劃需要改變。這是現代軍事演習中,不斷在進步的高科技輔助技能。通過對光衍射中牛頓圈四周色圈的距離的衡量利用牛頓圈公式就能計算出最精確的數據。
2.軍事演習中的新技術
這個時代,不再是對抗血肉之軀的戰爭,一顆遠紅外線控制的無人導彈,就能解決一切。一場又一場的軍事演習,不管是檢驗性演習還是研究型演習,都是為了更好地運用新技術。防止,真槍實戰的時候手忙腳亂。幾十年的軍事演習中,新技術在不斷推進,從雷達,到激光,再到未來的牛頓圈計算,技術從沒失去寵兒地位。
2.1雷達
雷達的技術應用歷史算是比較長的,從二戰時期英國和德國交戰開始出現這個善于攔截和定位的新技術開始。雷達就扎根在軍事應用中,從敵我識別功能,到單脈沖角度跟蹤,到現在的多目標探測和跟蹤的新體制。雷達就像是二郎神身邊的哮天犬,它的定位讓對方恨之入骨。21世紀開始,雷達無法獨樹一幟,它也在尋求突破,跟紅外光,激光的融合探測是雷達找的新出路。
2.2激光武器
激光武器在軍事演習中的應用,以干擾為主,一是因為激光武器破壞性太大,不易控制;二是因為成本太夠,成本以每發計算。如今的世界看似平靜,卻總是在局部動蕩,軍事領域對激光的應用在不斷深化。不管是為求自保,還是為了進攻,激光技術都成為軍事武裝的重頭。激光是特殊的光,它擁有光的很多特性,激光的出發路徑有很規律的控制,不僅在軍事行動中能夠大幅度地提高擊中率,而且可為軍隊提供出奇制勝的新型技術戰術支持。擁有激光武器的國家的軍事實力會提高一大截。因為激光不止會在某一方面提高實力,它的應用領域涉及雷達檢測、精準測距、定向打擊、發射導彈、航空航天等各個方面。激光武器按照功耗,和作戰用途都有專門的分類。
2.3牛頓圈的未來
在未來,軍事演習會越來越傾向高科技武器之間的對抗,人的作用會逐漸轉移到運用數學方式進行定量分析,目的是為了真實地模擬出戰場上部隊的總體損耗和換取的敵方的損失。這就需要有精準的檢測儀器保證在定量分析的時候得到的數據和圖像具有相應的精確度。未來,無人機會成為這個演習賽場的移動活靶和先頭軍,利用光的衍射,可以有效躲開對方的干擾和阻撓,這是深入敵后的先決條件。數字是未來世界的主導,一個小數點有可能毀掉一架航母,同樣的,無法精確計算出數據,軍事演習就像帶上了老花鏡,每次都會和‘命中’擦肩而過。
3.結語