现代光学技术范例6篇

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现代光学技术

现代光学技术范文1

多媒体技术美术教学能力培养随着社会的信息化,电脑多媒体广泛地应用于各个领域,以多媒体网络技术为核心的信息技术教育日益成为深化教学改革的重要途径,成为面向21世纪基础教育改革的新视点。对于小学美术课而言,电脑多媒体教学弥补了传统美术教学的种种不足,大大提高了课堂效率,使美术教学真正达到了短时高效的目的。多媒体教学是现代化教学手段。它的魅力所在,不仅是直观形象、光色绚丽和悦耳动听,还能创设特定的教学情境,教学内容充满趣味性,激发学生学习的兴趣,并能造就个想象的空间,培养学生的思维创造能力。

多媒体教学手段的这些优势恰是现代美术教学不可缺少的,在教学中运用多媒体教学手段,充分发挥其独特功能,并与传统教学手段进行优化组合,促使学生较快的掌握知识,开阔视野,展开想象,增强学习兴趣,提高审美能力和创造能力。

一、运用多媒体教学充实课堂教学内容

要上好一节美术课,充分的课前准备是必要的,当今的教学要求教师在备课时更注重教材与学生的实际相结合,注重选用不同的教学媒体和方法来激发学生的学习兴趣,从而给学生提供更多的审美对象,帮助学生更快更多地了解教学内容。美术课的教材中有大量的教学内容需要通过直观的图片资料来进行协助理解,仅靠书本中提供的图片资料是远远不够的。信息技术所带来的媒体数量多,信息量大,覆盖面广,使媒体资料能得到充分共享,并且它具有声画并茂、视听结合、动静相宜、感染力强的特点,使往日呆板的教学形式变得丰富多彩,增加了学习的趣味性。

多媒体备课从内容到方式都超越了传统意义上备课的范围,教师在备课之前先有基本的教学分析及教学设计,再根据教学的要求收集各种有助于教学的资料,如文字材料、图片材料、实物材料、音像材料等,根据教学设计的需要把收集到的各种资料进行整理,通过不同的手段把不同的材料“整合”起来,使课堂教学更具有系统性、灵活性。

二、运用多媒体教学提高学生对美术学习的兴趣

俗话说“良好的开端是成功的一半”,精心设计好这个“开端”,使学生从新课开始就产生强烈的求知欲望,对于学生学习新知识是至关重要的。传统的美术教学往往都采用单一的师生交流方式,一本书,一块黑板,一张嘴,对学生来说,枯燥而无趣,缺少审美的感知。而多媒体集形、声、光、色、动、静为一体,突破时空限制,大大调动了学生的学习积极性,使学生积极主动地参与到教学活动中,同时也促使学生产生强烈的求知欲,从而进入最佳学习状态。如教学《海底世界》一课时,我先演示一段展现海底世界的视频影像让学生欣赏,绚丽的色彩、变化无穷的神秘海底,以及优美的音乐,给学生的视觉、听觉以美的享受,使课堂教学进入轻松、愉悦的氛围。这样创设情境,导入新课,激发了学生的学习兴趣,于是探究新知识奥秘的心情油然而生,他们带着强烈的好奇心和浓厚的学习兴趣,积极主动地开始了新课的学习,为完成教学目标奠定了良好的基础。

三、“造型、表现”是美术学习的基础,十分强调自由表现和大胆创造

在低年级尤其注重感受、体验和游戏等灵活的教学形式。使看看、画画、做做、玩玩融为一体。在教学时,利用互联网、校园网,收集有关的美术课题的信息资源,制作色彩纷呈的教学软件,开展生动活泼的课堂教学。例如,教学《各种各样的鱼》《可爱的鸟》《鲜花世界》《游太空》《海底世界》《可爱的动物》等耳熟能详的课题,运用现代多媒体组合教学,通过声音、动画、视频、投影等手段,为学生创造一个色彩缤纷、声像同步、亦动亦静,能再现生活,又高于生活的情景。激发学生学习兴趣,积极参与学习。高年级要求运用形、色、机理、空间等美术语言,以描绘主体造型的手法、选择适合自己的工具和材料,表现所见、所闻、所想的事物,发展美术构思与创造能力。同样,借助信息技术的有利因素,为学生创设有利激发创新精神的学习环境,多给学生感悟艺术作品的机会,在这个过程中让学生认识与理解线条、形状、色彩、空间、明暗、质感等基本造型要素,运用电脑、投影、录像等多媒体组合的教学,引导学生主动进行造型活动,激发想象力和创新意识。也通过对各种美术媒材,技巧和制作过程的探索与实验,发展学生的艺术感知能力和造型表现能力。

现代光学技术范文2

关键词:利益相关者;现代学徒制;长效推广机制

2014年2月26日,总理主持召开国务院常务会议,确定了加快发展现代职业教育的任务措施,提出“开展校企联合招生、联合培养的现代学徒制试点”,促进了政府和高职院校对现代学徒制的深度研究与广泛推广。

一、现代学徒制的内涵

现代学徒制是一种比顶岗实习、订单培养更能体现高职教育高等性和职业性特点的技术技能型人才培养模式[1]。它倡导学校与企业深度合作,教师与师傅通力合作,使学生(学徒)不仅能掌握具有逻辑性、程序性的显性知识,而且能习得和培养非常规化和本能化的默会知识,因此能更好地满足服务社会经济发展和促进学生自我发展、自我完善的双重需求,实现职业教育内在价值和外在价值高度统一。

现代学徒制是将传统学徒培训与现代高等教育相结合的一种企业与学校合作的人才培养方式,校企合作是前提,工学结合是核心,其鲜明的特征是校企联合双元育人和学生双重身份[2]。基于此,高职教育推行现代学徒制,应从构建“双主体”人才培养模式,界定“双身份”学徒身份问题,形成“双体系”校企课程体系,打造“双导师”专兼师资队伍四个方面来解决教育模式、学生身份、课程体系、导师机制问题[3]。

二、有色金属行业现代学徒制的发展与现状

随着有色金属工业转型升级的发展需要,行业现代学徒制得到初步探索与实践,如金川集团新疆有色金属集团变招工为招生,积极探索现代学徒制。由于有色金属其独特的行业特点,导致现代学徒制发展滞后、难以推广。主要包括:行业不被家长和学生所熟悉,对工作环境、工作性质心存疑虑;企业岗位生产能力饱和,员工知识水平普遍不高,难以提供技能娴熟且愿意传带的师傅;经济增长放缓,在没有国家相应的政策优惠与资金支持的条件下,企业多从自身发展考虑短期内用工需求和成本,导致企业与高职院校开展深度校企合作的意愿不强烈;行业高职院校较少,能够全面开展现代学徒制的教育主体少,“双师型”师资队伍建设有较大差距。

三、推广现代学徒制利益相关者平衡分析

纵观国内外研究,不难发现,要实现现代学徒制最核心的就是在充分发挥政府、行业协会的作用下,构建共赢、深度、持久的校企合作关系。利益相关者是对组织目标实现有所影响的所有个体和群体的统称。利益相关者理论的核心思想是强调要发展必须充分考虑各利益相关者的利益诉求与冲突,高职院校校企合作是各利益相关者利益博弈的过程,有必要基于利益相关者视角,探讨各利益主体的利益诉求与冲突,找到其中的结合点,构建基于利益相关者视角下的高职院校校企合作长效机制,从而促进高职院校校企合作的可持续发展,确保现代学徒制有效推广。

现代学徒制最主要的利益相关者包括政府、行业协会、学校、企业和学徒(学生),其中政府和行业协会是外部利益相关者,学校、企业和学徒是内部利益相关者。由于本研究是基于学徒都具有高参与度这一假设前提,因此,本文对学徒这一利益相关者不做讨论。政府在现代学徒制中的利益诉求主要是追求社会效益的最大化,希望通过校企合作,实现职业教育与产业发展无缝对接,提升职业教育人才培养质量,促进地方经济的发展与社会的进步。行业协会是某个行业为了规范行业标准、维护行业权益、促进行业健康发展而成立的协会组织,主要职责是协调内部企业的利益诉求实施现代学徒制,客观要求在相关利益者之间进行资源再配置和利益再分配,同时不断优化资源配置和利益分配关系,以有效提高高职教育整体办学效益。

基于人才培养模式改革所形成的现代学徒制法律关系中,相关各利益相关者的法律地位是不同的,因此在平衡各方主体利益关系中所起到的作用也各不相同。其一,政府应发挥统筹、协调和推动作用,以平衡各相关主体利益。政府在追求发展职业教育事业这一最大利益的过程中,应充分考虑学校、行业组织和企业的利益,如赋予学校更大的办学自,加大资金投入和政策支持;在法律法规上进一步规范行业企业办学主体地并承担相应义务的同时,给予一定的政策补贴和税收优惠等。其二,学校在提高办学水平和办学能力的同时,要切实考虑行业企业的需求。学校专业设置要考虑与行业产业同步发展,人才培养要考虑岗位、职业的实际需要,技术服务要面向企业实际需求,做到有的放矢。其三,行业企业在追求经济利益最大化的同时,也要积极承担一定的社会责任,考虑学校人才培养和科学研究的。因此,实施现代学徒制的核心是处理好政府、行业协会、学校、企业四者利益关系的问题,并通过一定的方式将其利益固定,以形成长效机制。

四、有色金属行业推广现代学徒制的思考与建议

现代学徒制实现了高职教育的实践性、职业性和开放性,其顺利开展和推广的基础是深层次的校企合作,而明确的、长效的利益共享机制是确保校企合作向纵深发展的关键[4]。总结国外现代学徒制的发展经验,政府和行业以及社会起着重要作用。因此,实施现代学徒制的核心是在行业指导和社会评价监督的基础上处理好政府、企业、学校和学生四者利益关系的问题,并通过一定的方式将其利益固定,以形成长效机制[5]。

基于以上思考,结合有色金属行业特点及现代学徒制发展面临的困难,笔者认为实施和推广现代学徒制除了要加大宣传力度,促进社会对行业的了解,还必须创造外部环境条件和内涵环境条件。

(一)外部环境条件建设的建议。第一,进一步明确和强化政府在现代学徒制人才培养中的职责。在国外现代学徒制推进的过程中,政府扮演着非常重要的角色,为企业和学校提供一系列政策支持,并制定特定的法律来确保校企合作顺利开展。而国内现代学徒制起步较晚,校企合作的政策支持和推进的力度和深度还需进一步加强。首先是专项资金支持。政府要为学校和企业间的联系活动、学校教育机制和组织管理改革提供专项资金支持。其次是充分调动企业的积极性。通过税收优惠政策鼓励企业积极参与,同时充分利用雇主品牌排名、社会责任等第三方评价机制来约束企业行为。三是支持、组织教育部门、劳动部门、企业、教育者制定严格的知识和技能标准,为现代学徒制提供科学的人才培养标准。四是制定和完善相关法律法规,明确利益相关者的责任并保障权利,尤其是对学生的双重身份进行实事求是的界定,最终通过相关法律条款的修订明确学徒身份。第二,利用行业协会作为校企合作的中介和平台,充分发挥其指导和协调作用。在德国、澳大利亚等国家有专门的立法来保障行业协会参与职业教育,其成功的经验证明行业协会在职业教育尤其是现代职业教育体系中是必不可少的。目前,行业参与职业教育已成为我国许多地方加快职业院校结构调整、资源整合,做大做强职业教育的一种探索。通过成立行业职业教育教学指导委员会,积极推动建立行业人才需求预测机制,指导职业院校根据企业需求及时调整人才培养目标和模式,参与人才培养质量的评价,协调政府、企业与学校的关系。

(二)内涵环境条件建设的建议。高职院校的内涵发展主要体现在“高等性”与“职业性”两个属性上[6]。内涵建设的主体是学校与企业,建设要以双方密切的合作为基础。根据实施现代学徒制“培养双主体、学徒双身份、课程双体系、师资‘双导师’”的内涵要求,应考虑做好以下几点工作。

第一,构建“学校本位”和“企业本位”相结合的“双主体”人才培养模式。目前我国人才培养基本还停留在学校本位的教育模式上,校企合作、工学结合也多流于形式。现代学徒制需要学校与企业共同培养人才,共同承担责任,而不再是简单的参与。通过外部环境条件建设调动企业积极性,探求校企双方利益的共同点并通过一定方式将其利益固定,深化高职院校教育体制和组织管理改革,逐步试点、层层推进,使更多企业受益于现代学徒制解决的人才选、用、育、留问题,从而建立校企合作的长效机制,实现培养双主体。第二,对“学生身份、学徒身份”进行界定,通过法律法规保障其权益。学徒不同于企业员工,其法律权益和经济权益均难以得到保障。在符合现代学徒制发展的法律框架下,通过学徒、企业、学校签订三方协议,能实现学徒双重身份。根据三方协议,企业提供学徒岗位和相应的薪酬福利,学校全程监督,确保学徒与企业的合法权益,逐步构建现代学徒制企业招工与学校招生的互惠相融政策。第三,构建学校和企业无缝对接的课程双体系,体现高职教育的“高等性”和“职业性”。目前高职院校专业课程体系与教学内容设计过于重视显性知识,岗位技能和职业素养不能有机地融入到课程体系中。因此,校企双方应以企业岗位现实需求与未来发展需求为依据,在确保学生自我发展和可持续发展的前提下,从职业工作岗位任务分析入手参照国家职业资格考试标准,开发适应岗位技能需求与学生职业发展的教学内容。第四,打造学校导师、企业导师“双导师”专兼职师资。队伍,促进显性知识的理解和默会知识的习得。现代学徒制的培养目标是培养既掌握科学知识,又具有实践技能和职业素养的技术技能型人才。校企双方应根据人才培养要求建立具有操作性的导师任职标准和选拔程序,同时还要构建校企“互培共用”的长效机制,实施现代学徒制导师的岗前培养制度和达标上岗制度,并对导师的表现给予考核、评价与奖罚。

总之,产业结构是人才培养模式选择的根据[7],以有色金属产业结构转型、升级为契机,高职院校要以企业人才需求为导向,探寻校企双方利益共同点,积极推进校企合作纵深发展;争取政府的政策扶持;加强内涵条件建设,将职业教育植根于企业之中,有步骤、有重点的推进现代学徒制。

参考文献:

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[5]赵鹏飞,陈秀虎.“现代学徒制”的实践与思考[J].中国职业技术教育.2013(12):38-44.

现代光学技术范文3

[摘要]以学生为主体的角度出发,根据问卷调查结果和多年教学经验提出了基础光学课程改革的几点见解,第一、基础光学教学内容改革的必要性及具体措施,第二、注重教学步骤的完整性,第三、注重教学方法的改革。  

 

引 言 

 

光学是高等院校物理专业必修的一门专业基础课,是物理学中最古老的一门学科之一,同时也是一门年轻的学科,具有强大的生命力和不可估量的发展前途。光学对原子物理学的学习有极其重要的作用,而且光学是近代物理的生长点,量子论、狭义相对论都起源于光学。所以,学好光学无疑对相关课程的学习起着十分积极的作用。近年来有关光学课程的教学改革呼声日益高涨,人们分别从不同的角度对光学的教学改革进行着积极而有益的探索[1-6]。本文借助于罗洋城对北师大和韶关学院学生的问卷调查[6],结合自己多年的教学经验和他人的先进成果,广泛征集学生见解,对光学课程的改革进行积极了的探索,提出了基础光学课程教学改革的几点见解,供大家鉴借和分享。 

 

教学内容的选取 

 

现流行的光学教材,对几何光学和波动光学的基本理论的讲解是详细的,完善的,但也存在不少问题,主要表现在:第一,几何光学的内容占的篇幅过大,以华东师大姚启钧编的《光学教程》为例[7],仅几何光学的基本原理这一章,公式大大小小就有45个,有些问题中学已经讲过,没有必要重复讲授。适当精简几何光学内容,使内容在满足系统化、条理化的基础上做出合理的取舍。第二,光的量子性部分的历史,如“紫外灾难”和“两朵乌云”等故事完全可以放到物理学史中去讲授。第三,现代光学部分涉及面较广,学科的内容非常丰富,学科体系十分庞大,而光学课程的学时有限,所以现代光学部分则应该单独罗列出去,建议在大三再开设现代光学基础,满足学生的求知欲和飞速发展的光学科技。基础光学部分在讲授时应该适当融入前沿科技内容,避免单纯概念的枯燥,使教学别具一格,既深化了概念,同时将光学基本原理与其在科技前沿中的应用结合起来,大大深化了基本原理教学,开阔了视野,充分调动了学生的积极性,激发求知欲和探索物理奥妙的精神,同时也增加了课程的魅力。但是,在讲授前沿科技与古老光学原理的结合时一定要注意突出光学基本原理的描述,达到用科技前沿实例讲授并深化课程基本概念和基本原理的教学目的。同时,基础光学部分在讲授时还要注重课程内容的条理化,虽然波动光学和几何光学看似联系不十分紧密,但是至始至终都离不开两个概念就是光程和相位差,所以在整个基础光学部分的教学中要始终贯穿这两个基本概念使教学内容浑然一体。 

 

注重教学步骤的完整性 

 

注重教学步骤的完整性有力的保证了教学质量。课堂教学是学生获得知识的重要途径,由于教学体制特点,很多学生依赖于课堂,所以确保课堂教学效果是教学中的非常重要的一个环节。除了借助于现代化教学手段提高教学效果外,从内容的选取和语言描述上需下足功夫,充分地把教师的个人魅力展现出来,并且把这种魅力融入到教学中,以提高课堂教学效率。作业批改是课堂教学的延伸,它是发现问题,解决问题的重要途径,通过对作业细致批改几乎可以了解每一个学生的学习状况和学习状态。课后答疑是课堂教学的重要辅助形式,也是教学过程中的有机组成部分。此外,光学和其它物理学学科一样是一门以观察和实验为基础的学科,许多物理知识都是通过观察实验,经过认真的思索总结出来的。实验教学不仅仅是学生动手的过程,更是动脑思维的过程。注重实验教学能更好地激发学生的学习兴趣,并且能培养学生严肃、认真、端正的实验态度,获得一些感性认识,经过进一步引导使感性认识上升为理性认识,为光学课程的学习起到积极的作用。值得一提的是验证性实验所占比重过大[8],大学阶段的实验教学应该不只是“验证”,通过增加一些设计性实验以激发学生的创新能力。 

注重教学方法的现代化 

 

现代教学技术手段的发展和应用提高了单位学时的信息量,多媒体技术中实例分析和动画演示激发了学生的学习兴趣。然而我们在运用现代技术手段教学过程中,还是遇到了许多新问题,如过多依赖于ppt教学,以至于学生感觉象放电影一样,条理性、逻辑性和系统性体现不到位。所以,我们还要不断探索新的教学方法和技巧,从而使现代化教学内容和教学手段得以更充分地发挥作用。此外,加强与国内兄弟院校的了解和交流,使我们能够开阔眼界,增加知识,有效提高我们的教学质量。最好能够让教师走出去,同时也能把相关教学经验丰富的人事请进来,借鉴和学习兄弟院校光学教学改革和发展的成功经验。总之,在科学技术飞速发展的今天,大学阶段的学习是很多人接受系统学习的最后一站,基础光学课程的学习对今后的学习起着非常重要的作用。所以在教学中要从教学内容、教学步骤、教学方法等方面完善教学过程,强化基础教育,紧跟现代科技发展步伐,积极大胆地尝试现代科技教学手段,探索新的教学方法,使学生的学习由被动转为主动,为今后的学习奠定基础。 

 

参考文献: 

[1]高艳霞.面向21世纪光学课程改革的探索[j].中山大学学报论丛,2001,21(1):112-115. 

[2]冯学斌,刘兴波.光学投影媒体教学体系及内容和方法改革[j].山东师范大学学报(自然科学版),2005,20(4):102-103. 

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[5]于国萍,游璞.改革光学教材适应社会需要[j].光电子技术与信息,2005,18(2):101-102. 

[6]罗洋城.光学学习困难的调查与分析[j].韶关学院学报(自然科学版),2002,23(6):30-36. 

现代光学技术范文4

关键词:物理光学;应用光学;教学实践;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0077-02

“物理光学与应用光学”是信息光学的重要技术基础,是电子信息科学与技术专业的学科基础课。物理光学从光的电磁理论出发讲述了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性。应用光学不涉及光的波动本性,以光的直线、独立传播、折射、反射等实验定律为基础,研究受限光束的成像,特殊光电传播过程的规律;在光学系统中进行光路追迹,研究光学系统成像特性、应用及初步设计。通过“物理光学与应用光学”课程的学习不仅使学生建立起有关光的电磁理论的完整体系,能够运用光的电磁理论分析光的波动性、光在不同介质(包括物理光学元件和几何光学元件)中的传播和控制问题,能够解决光电工程中的基本光学技术问题;同时还能使学生了解现代光学的发展和前沿,以及在光电技术中的应用;为“光电子技术”“激光原理”“光纤通信”等后续课程的学习打下基础。因此,“物理光学与应用光学”课程是“现代光电子”“光学信息处理”“光纤通信”“光电传感技术”等课程的重要基础理论课程,也是光通信、光电子、光信息、光学工程类专业的考研课程。

一、“物理光学与应用光学”课程的内容及特点

内蒙古工业大学电子信息科学与技术专业从2006级学生开始开设“物理光学与应用光学”课,其内容包括:光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律,光的干涉、光的衍射,几何光学基础,理想光学系统,光学系统的象差基础,光学仪器等。从教学中发现学生学习该课程时感到很吃力,通过调查发现主要因为以下几个方面:一是由于中学的光学知识少而简单,与大学“物理光学与应用光学”知识跨度很大;二是物理光学部分涉及到的理论用到的数学知识太难;三是应用光学部分概念、公式多且抽象难记;四是本课程数学公式推导繁杂使学生望而生畏,难以提起兴趣;五是内蒙古工业大学的“物理光学与应用光学”课程纯理论,无相应的实验;六是教材和课堂教学与实际应用、当今光学领域的前沿技术脱节,学生对光学的运用和前景感到迷茫。因此,加强对“物理光学与应用光学”基础课的教学研究、适应教学要求和学生学习要求,充分调动学生的学习积极性,提高教学质量十分必要。

二、教学内容及方法的改进

考虑到“物理光学与应用光学”课程的重要性,根据该课程理论性较强、概念较抽象的特点,为了提高学生学习“物理光学与应用光学”课程的积极性,从教学内容、教学方法、教学手段、教学课件、加强实践性教学环节等方面进行了调整。

第一,从教学内容上进行调整。自2007级学生开始,增加了ZEMAX光学设计软件的介绍。ZEMAX是一套综合性的光学设计仿真软件,可做光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射、折射等光学模型,并结合优化、公差等分析功能。通过该部分内容的学习,学生能够初步设计出简单的单镜头及双单镜头,增强了学生的动手能力,可以适当辅助对概念的理解。

第二,在教学方法上进行适当调整。在物理光学部分适当减少繁杂的数学推导,注重物理思想的讲解;物理光学部分数学推导往往是繁杂、冗长和枯燥的,要耗费大量的课堂教学时间,而且容易使学生望而生畏。简化数学推导,以光学中的光学定律和物理问题为线索,让学生了解光学定律的适用范围可以提高学生的学习积极性。比如光的电磁理论部分菲涅耳公式的数学推导比较繁琐,而且公式难记,为此在教学中不要求学生掌握推导公式,而要求学生会用公式分析反射系数、透射系数及反射率、透射率与入射角和界面两边折射率的关系即可。在教学过程中注重对比,如在讲解迈克尔逊干涉仪、马赫泽德干涉仪及法布里干涉仪时,对三种干涉仪的工作原理及应用进行比较,学生掌握起来更容易;在讲解衍射问题时将单峰衍射、圆孔衍射、矩孔衍射及多缝衍射的实验装置,衍射图样的特点及亮暗条纹的位置,条纹宽度等对比讲解,学生在对比基础上理解记忆的效果更好。在几何光学的成像问题中,将单球面折射、球面反射及透镜的成像进行对比,包括成像公式、焦距的表达式及放大率的公式进行对比,在光学仪器部分将放大镜、显微镜及望远镜的放大率进行对比,这样更有利于学生对公式的理解记忆及应用。

第三,在课件制作上加入phy3D演示。如,讲解凸凹透镜的成像、球面镜的反射成像、玻璃球的成像在推导完成像公式时要进行相应部分的光路图的phy3D演示,这些演示可以任意改变物距、像距或焦距,学生能够直观地观察到这些系统在成像过程中物距、像距和焦距之间的关系,弥补了枯燥的单纯理论计算的缺点。再如,在讲述迈克尔逊干涉仪时通过3D演示,学生可以清楚地看到光的传播过程,通过调整两镜的距离及位置看到干涉图样的变化,有助于加强理解。光的衍射问题向来是学生理解的难点,通过phy3D的演示学生能够清楚地看到障碍物尺寸变化时衍射图样的变化。

第四,加强实践性教学环节。为了培养复合型的实用人才,要求学生必须具有一定的实际工作技能,以便走上工作岗位后能很快地适应工作环境。因此,为锻炼培养学生的实际操作能力,增强学生毕业后的工作适应性,教学中必须高度重视实践教学环节,而毕业设计正好能增强学生的光学设计水平,从而培养出既有理论又有实践水平的高级专门人才。自引入ZEMAX光学设计软件以来,物理系三届毕业生中已有七名学生用ZEMAX光学设计软件完成了毕业设计,且设计效果良好。

第五,改革考试内容和考试方法,命题从以知识立意为主转变为以能力立意为主,加强了概念题、应用题以及与图形结合的判断题,适当出一些开放题、讨论题;改变一卷定总评的情况,采取措施多元化测试学生的能力,比如将学生论文、平时作业成绩、期中考试成绩、期末考试的分数折算计入总评等,每次考试后都坚持进行分析评估,找出教学中的薄弱环节。

三、教学中还存在的问题及今后的计划

第一,“物理光学与应用光学”是内蒙古工业大学电子信息科学与技术专业的学科基础课,目前没有设置相应的专业实验,理论和实践有所脱节,加大了学生对理论理解的难度。

第二,没有将光学的最新发展融入教学。针对以上问题,一是应尽快引入演示实验,利用实验室现有的仪器设备进行演示;通过实验能使学生接触并使用一些典型的光学系统为学生后续专业课程的学习和今后的工作中利用或组合这些光学系统进行创造性工作打下基础。二是增加现代光学基础内容,将光学的最新发展和研究成果融入讲授内容,使学生能紧跟科技发展步伐,这样不但可以扩展学生的基础知识,还可以开阔学生的视野,激发学生的学习兴趣,同时可以使学生了解学科前沿的概况及其发展动态,进一步拓宽学生的知识面,使他们的知识结构更趋合理。三是教学内容的重点和难点应通过课前预留预习作业与课后作业的方式分解消化;上课时应针对重点和难点问题采用讨论式等多种教学手段,以培养学生的创新精神和自主学习的能力。四是充分利用现代信息技术手段,将传统教学手段和辅助教学方式相结合,提高教学效果。针对课堂教学的重点、难点,利用CAI课件、录像、网络资源等增加学生对知识的感性认识,帮助学生掌握教学内容。五是在完成基本教学任务的前提下,针对不同层次学生的需求,适当扩充一些知识,这样既可以巩固所学知识,还可以提高学生的动手动脑能力,为将来的就业打下一定的基础;对有志向考研的学生,可以提前给他们提供一些重点院校的考试真题,让他们有所准备,并能够根据自己的能力选择合适的院校,以免到了大四盲目选择考研院校。

以上是笔者从事“物理光学与应用光学”教学的一些体会、所做的改进与尝试以及下一步努力的方向,希望通过改革使“物理光学与应用光学”课程的教学质量有所提高。

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现代光学技术范文5

梁老师的《物理光学》是一本真正的经典教材,从1987年的第二版到2012年的第四版,25年只有两次修订,可见久经考验,积淀深厚。梁老师当年独自著述,承自波恩《光学原理》的理论脉络,以光的电磁理论和傅里叶分析方法为基础,系统地阐述了经典物理光学的基本概念、原理和应用。梁老师长期从事一线教学,教学经验丰富,也是从事科学研究的学者。该教材可谓博采众长,也凝聚了梁铨廷老师数十年的教学经验。梁老师高屋建瓴,《物理光学》这一教材知识结构清晰,逻辑性强,循序渐进而又深入浅出。该教材既便于教师有效组织教学,也便于学生自我学习提高,一直以来广受高校师生的好评,也曾获得全国高校第二届优秀教材一等奖,可谓实至名归。

梁老师是一位治学严谨的学者,从当初的独立著作,到后来几次修订也都是亲力亲为,使得全书体例如一,前后叙述、公式形式一致,脉络清晰。更难能可贵的是,他一直力求教材中的传统内容能够与现代科学的发展相衔接。

众所周知,自20世纪中叶开始,光学无论是在理论方法还是技术应用上都已取得许多重大发展,如何在有限的篇幅中编入最适合的内容,本身就是一个难题。正如梁老师自序所言:“光学的飞跃式发展,使它能以崭新的面貌在现代科学技术各个领域别引人注目……对于一本基础光学教材,引进的现代内容不是越多越好,越新越好,关键是要把现代内容和传统内容结合、融汇得好,把它们的内在联系沟通起来。”经过仔细考虑,精挑细选,梁老师选择了在修订中编入超光学分辨率、白光信息处理、液晶电光效应等内容。无数的教学实践也证明,这些现代内容的加入与原传统内容的衔接与融合是自然的,体系是完整的。另外,梁老师增加了约70道例题分布于各章节,以满足教学和自学需要。这些工作主要是在第三次修订中完成,而那时候,梁老师已六十多岁高龄。

此外,该教材其他的一些优点也广受师生们的称赞。如书后有专门的附录,简明扼要,避免读者为抽象的物理概念以及复杂的数学描述所困。书中的插图亦十分准确精美,简洁易懂,降低了学生对抽象、难懂内容的理解难度。

作为配套教材,近年刘翠红教授为本书编写了《物理光学学习指导与题解》,列有精要的学习提纲,对书中的习题给出了详细解答,并增加了不少例题和习题,这为读者更好地理解书中内容、建立数量级概念以及提高解题能力提供了很大帮助。

为了改变高校教学学时不足的现状,另有《物理光学简明教程》出版,书中对《物理光学》教材中的内容加以浓缩,更适用于课时较少的教学。梁老师和刘老师在2016年修订的第二版中加入二维码内容,分布在各章节中,其中所含电子资源包括实验仪器及典型实验过程、诠释抽象概念的动画、延伸阅读的资源以及重点难点讲解的微课视频等。这一新型载体的加入,使读者可以方便地进行延伸学习,在图文并茂、声形兼备的过程中自主学习,有助于提高学习兴趣。

《物理光学》是一本以基础性、经典性内容为主,与前沿科学接轨的教科书,数十年来为培养光学相关专业的科技人才贡献良多,至今,它的价值越来越大。《物理光学》及其配套教材是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,适合作为高校物理类、光电信息类、光学工程类专业的物理光学课程教科书,也可供其他专业学习物理光学的本科生、研究生和科技人员参考。可以预期,《物理光学》在高等教育人才培养上将发挥更大的作用。

参考文献:

[1]梁铨廷.物理光学(第4版)[M]. 北京:电子工业出版社,2012.

[2]刘翠红.物理光学学习指导与题解(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2013.

现代光学技术范文6

【摘 要】在现代军事演习中,海陆空的真人实战对抗演习已经不再是国家重点把握的方向。战争的形式随着科技的飞跃发展,也在面临着传统热武器对抗的革命性改变。战争年代的武器和战术已经远远落后于时代的脚步,想要在信息化时代保持警惕,对于现代化科技的灵活应用就变得至关重要。从原子化学的重建,到激光武器的普及,我们也在驻望物理光学如何利用光衍射中的牛顿圈在军事演习中出奇制胜。

关键词 物理光学;衍射;牛顿圈;军事演习

1.物理光学的成熟

物理光学是物理学中的重要分支,它通过研究光的性质,现象和应用,解决专业领域的相关问题。光学分为几何光学和物理光学,前者将光抽象化研究,将光称作射线,它让光学一下子变得浅显易懂。一直到无法解决光的某些特有现象(干涉,衍射,偏振等)才走进物理光学。在物理光学中,光学设计精密的模型,以光波的形式计量波动。牛顿提出量子力学来解释光的波粒二象性,高斯光学的提出解释了几何光学无法解释的光绪效应。物理光学的发展,使得它的利用更加得心应手,波段的规律传播和经典电磁场理论都是在屋里光学成熟后运用在军事行动中的最好实例。近几年,利用光的传播和发散,在军事行动中定位敌军的位置,如今已经被普遍运用在演习中,比如设计激光模拟系统,和对手武器击发装置相连接,自身带有收发器,一旦被击中就锁定武器并警告,退出演习,这大大节省了时间和精力。

1.1光衍射如何大加利用

“光不仅会沿直线传播、折射和反射,还能够以第四种方式传播,即通过衍射的形式传播。”这是弗朗西斯科·格里马第(Francesco Grimaldi)1665年发表的对于光的衍射效应的论述。光衍射的概念是“光在传播过程中,遇到与光的波长相近的障碍物或小孔时,它有离开直线路径绕道障碍物阴影里去的现象。”这个概念表明了,光的传播不再是固定单一的路径,光波会自己在遇到障碍的时候自寻出路。这个概念的提出必然会引起各界的震惊。以军事为例,在军事演习中,敌军不断利用各种波段的拦截技术,阻碍无人机的定位和信息的传播。如果光的衍射可以使信号,电磁波遇到障碍自行寻找出路,这会彻底改写战场的神话。光的衍射和干涉其实无法分得太清楚,从美国物理学家,诺贝尔物理学奖得主理查德费曼提出的区分方法中可以得出,干涉是有限个波束‘相加’的结果;衍射是无限个波束‘积分’的结果。

1.2牛顿圈的应用

牛顿圈又称作牛顿环,它讲的是一个由有限个波束在等厚薄膜干涉的现象。如下图:

这是牛顿在物理光学中有一重要的发现。利用牛顿圈对光波的控制可以精准地测量平面或曲面的面型准确度。在军事演习中,小到狙击步枪的瞄准镜,再到红外线望远镜,甚至到无人机的自控瞄准,如果利用牛顿圈原理在指挥部进行定量计算,同样可以确定是否计划需要改变。这是现代军事演习中,不断在进步的高科技辅助技能。通过对光衍射中牛顿圈四周色圈的距离的衡量利用牛顿圈公式就能计算出最精确的数据。

2.军事演习中的新技术

这个时代,不再是对抗血肉之躯的战争,一颗远红外线控制的无人导弹,就能解决一切。一场又一场的军事演习,不管是检验性演习还是研究型演习,都是为了更好地运用新技术。防止,真枪实战的时候手忙脚乱。几十年的军事演习中,新技术在不断推进,从雷达,到激光,再到未来的牛顿圈计算,技术从没失去宠儿地位。

2.1雷达

雷达的技术应用历史算是比较长的,从二战时期英国和德国交战开始出现这个善于拦截和定位的新技术开始。雷达就扎根在军事应用中,从敌我识别功能,到单脉冲角度跟踪,到现在的多目标探测和跟踪的新体制。雷达就像是二郎神身边的哮天犬,它的定位让对方恨之入骨。21世纪开始,雷达无法独树一帜,它也在寻求突破,跟红外光,激光的融合探测是雷达找的新出路。

2.2激光武器

激光武器在军事演习中的应用,以干扰为主,一是因为激光武器破坏性太大,不易控制;二是因为成本太够,成本以每发计算。如今的世界看似平静,却总是在局部动荡,军事领域对激光的应用在不断深化。不管是为求自保,还是为了进攻,激光技术都成为军事武装的重头。激光是特殊的光,它拥有光的很多特性,激光的出发路径有很规律的控制,不仅在军事行动中能够大幅度地提高击中率,而且可为军队提供出奇制胜的新型技术战术支持。拥有激光武器的国家的军事实力会提高一大截。因为激光不止会在某一方面提高实力,它的应用领域涉及雷达检测、精准测距、定向打击、发射导弹、航空航天等各个方面。激光武器按照功耗,和作战用途都有专门的分类。

2.3牛顿圈的未来

在未来,军事演习会越来越倾向高科技武器之间的对抗,人的作用会逐渐转移到运用数学方式进行定量分析,目的是为了真实地模拟出战场上部队的总体损耗和换取的敌方的损失。这就需要有精准的检测仪器保证在定量分析的时候得到的数据和图像具有相应的精确度。未来,无人机会成为这个演习赛场的移动活靶和先头军,利用光的衍射,可以有效躲开对方的干扰和阻挠,这是深入敌后的先决条件。数字是未来世界的主导,一个小数点有可能毁掉一架航母,同样的,无法精确计算出数据,军事演习就像带上了老花镜,每次都会和‘命中’擦肩而过。

3.结语