1.一條紅線，八大現象

學生在經歷了高中物理基礎和大學物理課程學習之后，對光的認識上升到了一個新的科學高度。對于光的波動現象等理論，學生開始接受并有似懂非懂之感。物理光學的課程中，則是采用數學的方法描述光波的傳播特性。因此，在授課過程中可刪繁就簡，遇到重復的內容可一帶而過。物理光學課程內容繁多，在學習該課程時，需謹記一條紅線，即光波的傳播。光波在同性或異性介質，自由或半自由空間傳播時呈現的八大傳播現象，即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散與散射現象。在進行課堂講述時，先由光波的傳播現象，引出光波發生此現象的條件，進而總結光波的傳播規律。為了理論知識與實際問題密切聯系，著重介紹光波理論的理論和所涉及的行業領域，通過豐富的課程內容讓學生真實地感觸知識的應用。

2.問題導入式的教學方法

物理光學作為一門專業基礎課，具有抽象性強、枯燥乏味等特點。同時，物理光學也具有較強的專業性，該學科的創建均來源于對實際光學問題的解釋。在介紹一個知識點之前，為了理論聯系實際，我們首先要有目的地設置問題。通過一步一步地啟發學生，讓學生帶著問題思考解決的方法與思路，進而解決問題。例如，我們講授光波的衍射時，首先從白光通過指縫的衍射現象出發，提出產生衍射的條件。如果采用單色光源，指縫轉變為圓孔、矩形孔或不規則孔，衍射條紋如何變化？引導學生思考如果采用多縫或透射光柵，衍射條紋又將如何變化？從而引出影響衍射現象的因素和采用數學模型描述衍射現象的問題。實踐證明，這種以實際問題為先導的模式，激發學生的思考和學習興趣，培養學生分析和解決問題的能力，得到了良好的教學效果。

3.充分利用多媒體教學

多媒體教學在許多方面是傳統教學模式所無法比擬的，具有直觀性強、圖文聲像并茂、信息量大、生動活潑等特點。但運用不當，也會適得其反。為了彌補兩方面的不足，我們采用了多媒體課件與傳統板書相結合的教學方法。在物理光學課程中，采用PPT課件形式與FLASH動畫結合，生動描述光波的傳播現象與規律。多媒體課件重點介紹物理概念及方法，而大量的公式推導可在課后參考教材或其他課本。制作這種多媒體課件的教學方法不僅給學生留下深刻的印象，而且還給教師留下充足的時間來強調重點、難點和核心內容。

4.利用計算機虛擬仿真技術提高教學效果

2018年11月14日下午，中央全面深化改革委員會召開第五次會議，會議審議通過了15個文件，其中《關于深化改革培育世界一流科技期刊的意見》，就如1978年全國科學大會上，書面講話《科學的春天》里面的句子：“我們民族歷史上最燦爛的科學春天到來了”，科技期刊同樣迎來了自己的春天。會議強調了科技期刊傳承人類文明，薈萃科學發現，引領科技發展，直接體現國家科技競爭力和文化軟實力，要以建設世界一流科技期刊為目標，科學編制重點建設期刊目錄，做精做強一批基礎和傳統優勢領域期刊。文件的出臺，開啟了中國科技期刊的新紀元[1]?！禠ight：Science&Applications》（以下簡稱《Light》）從2012年3月創刊至2019年3月將滿7年，《Light》用7年的時間，成為在國際光學領域具有重要影響力的主要期刊，說明其從創刊之初確定的工作方向是正確的，努力的目標是可行的。但與《Nature》（創刊150年）、《Science》（創刊139年）、《Cell》（創刊45年）等老牌世界一流科技期刊相比，《Light》和這些世界一流科技期刊的差距還是非常明顯的，本文將重點討論差距主要在哪里？對于一流期刊的定義，仁者見仁，智者見智，本文不作定義。但如果遵循以下6個一流方向而努力，筆者認為有機會成為世界一流期刊。

1作者成果一流

如何確定一流作者？2018年10月24日出版的《Nature》，刊載了蘇州大學功能納米與軟物質研究院一名碩士生為第一作者的論文[2]。該文的研究內容是二維材料中各向異性極化激元，通俗的說法就是把光關在籠子里。該文的第一署名單位為蘇州大學（這也是蘇州大學歷史上在《Nature》上發表的第一篇一作論文）。一名碩士實現了許多科研工作者一輩子至少在《Nature》上發表一篇論文的夢想。反思一下，碩士生寫的論文在國內的很多中文核心期刊上通常是不允許做第一作者的，很多中文期刊規定必須是博士及以上學位或者副教授及以上職稱才可以做第一作者，如果是碩士生寫的論文有的要求導師署名第一作者。筆者作為執行主編的一本中文刊就是這樣規定的，是時候改正這種不以成果唯論的教條主義了。我們往往以為名氣大、資歷深、名譽多的就是一流作者，但事實上人在二十幾歲時創造力應該是最強的，現在我國的90后不比歐美國家的90后差，智商和創新甚至比歐美90后更高，而且很努力，能做出這樣的成績也不奇怪。歐美得諾獎的專家學者一般也都是在30歲左右時做出的成果，比如2018年諾貝爾物理學獎得主DonnaStrickland，就是當年在美國羅徹斯特大學光學所讀博士期間，在導師GerardMourou的指導下，在實驗室實現了“啁啾脈沖放大”技術，后來在《光學通信》上。因為這篇文章，師徒兩人共同獲得了2018年諾貝爾物理學獎。很多人說DonnaStrickland除了這件事，就沒有更多的成就了，“一篇文章吃了一輩子”，但從另一個角度也恰恰說明其創作高峰是在讀博士期間。因此，培育一流科技期刊首先要培育發表一流成果的作者，而不是依據名氣和聲望認定一流作者，更不應該將名不見經傳的青年的研究成果不假思索就認定為不可能是一流成果或簡單粗暴地拒之門外。在過去幾十年間，我國科學家在發表自己的頂尖科研成果時，時常遭受不公的待遇，致使我國的一些重要科研工作無法得到應有的曝光推廣，首發延遲，甚至首發權被搶占。由此，《Light》從創刊至今，一直秉承著“發出來自中國的光學之聲”與“為中國科學家搶占首發權”的理念，先后多次為我國科學家的重要科研工作開通快速處理通道，多次將在國際上未受到重視的我國科學家的重要工作發表并予以重點推廣。其中，代表之一即是東南大學毫米波國家重點實驗室崔鐵軍教授團隊的數字編碼超材料研究。2014年，已在《Science》和《Nature》子刊上發表過多篇論文成果的國際太赫茲、超材料領域著名科學家、長江學者崔鐵軍教授，在發表其首創的“數字編碼超材料”的創新論文時受到阻礙，經由《Light》現任執行主編孫洪波教授的引薦，投稿至《Light》快速處理通道。該篇創新文章在《Light》上發表4年，就在WebofScience上被引超過250次，《Nature》《Science》子刊以及《AdvancedMaterials》等國際大刊紛紛跟進發表。此后，《Light》先后發表了崔鐵軍教授在數字編碼超材料領域的多篇重要進展論文。這一系列工作先后被美國光學學會和中國光學學會評為“年度重大光學進展”，被ESI評選為超熱文章（千分之一比例），并開創了國際數字編碼超材料的研究。

2職業編輯一流

科技以人為本，科技期刊更是以人為本。國際一流科技期刊主要有兩種辦刊模式：一類為《Nature》模式，由專業科學編輯獨立全職負責稿件處理；另一類為學會期刊/商業期刊模式，諸如《Science》等，這些期刊的稿件由不同領域的科學家擔任副主編與專職編輯相配合處理稿件。中國的科技期刊大多數屬于后者模式，但也有極少部分選擇前者模式，兩種模式各有優缺點，采用哪種模式關鍵是看期刊的需要。前者能夠完全控制整個稿件處理流程，便于提供專業高效的服務，同時也便于控制整個期刊的學術水平，但需要專職科學編輯，運作成本較高；后者的優勢在于編輯部人員成本較低，副主編本身就是一線科學家，對于自身領域非常熟悉，但也正是這個原因，其稿件的最后錄用與否有時很難做到完全客觀公正，同時不同副主編之間也較難統一標準?？傮w上來說，中國一流的專業科學編輯鳳毛麟角[19]。筆者在這里區分一下專業科學編輯與職業編輯的主要差別。專業科學編輯，比如《Nature》系列期刊的科學編輯：第一，完全獨立決定所有稿件的錄用與否，審稿人的意見僅供參考；第二，不設編委會，所有學科編輯都是全時的專業編輯，沒有兼職的科學家編輯；第三，專業學科編輯獨立完成社論、述評、報道、新聞等稿件的撰寫，具有科學記者的素質；第四，編輯專業分工非常明確，學術編輯管學術、美術編輯管美學、技術編輯管生產、語言編輯管潤色等等；第五，在一流的國際重要學術大會上，受邀請作大會報告而不是分會場報告；第六，一流的科學家與一流的專業學科編輯，可以在一起討論學科熱點、難點問題，并誠懇地向專業學科編輯匯報團隊的近期研究進展以及未來長遠研究愿景。大多數中國科技期刊的編輯目前屬于職業編輯，主要特征如下：第一，全時全職的工作是編輯，但不能完全獨立決定所有稿件的錄用與否；第二，無論是英文刊還是中文刊，大都設有龐大的編委會，職業編輯的主要工作是與編委溝通，努力求助編委做一些事情，特別是在學術上向編委學習并請教，是職業編輯但專業化程度不高；第三，中國的職業編輯很少有人能做到獨立完成社論、述評、報道、新聞等稿件的撰寫，具有科學記者素質并能寫出完整科學前沿原創資訊的人更少；第四，中國的職業編輯專業分工不明確，很多期刊的職業編輯是十項全能型選手，很多期刊只有一個編輯，這就導致一個編輯幾乎承擔了一本期刊學術編輯、美術編輯、技術編輯、語言編輯等所有職責?？陀^地說，大多數中國科技期刊編輯承載的工作量與國際一流期刊學科編輯相比是超負荷的，但大量的重復性工作使其沒有時間靜下來思考和學習，從而使得職業編輯像生產線上的工人一樣成為將主要時間用在編輯加工上的白領；第五，在一流的國際重要學術大會上，受邀請作大會報告而不是分會場報告的中國職業編輯幾乎沒有，如果有也至多是萬分之一；第六，一流的科學家還沒有特別重視與中國的職業編輯一起討論學科熱點、難點問題。更有甚者，一些中國主辦英文學術期刊的職業編輯在期刊印本的版權頁上連署名權都沒有，這就導致無人知道是哪些職業編輯在為此學科的科學傳播與交流做出貢獻。

3編委會一流

《Science》一直控制出版系列子刊的節奏，面對《NatureCommunication》，出版了與之相對應的《ScienceAdvances》，但是目標很高，創刊伊始就嚴格按照一流期刊的標準組建了一個由來自世界一流大學和研究機構的163名科學家組成的編委會，僅是在生命科學領域就分別由6名副主編帶領由54人細分的8個小組分工協作，其他學科雖沒有生命學科龐大，但也是分工明確，目標清晰。其在2015年創刊出版，2017年下半年被SCIE收錄，2018年第一個影響因子11.511。再看一下發文量：2015年283篇，2016年501篇，2017年987篇，2018年954篇。關于一流期刊，科睿唯安（SCI）的專家寧筆有一個說法叫“又強又大”，即發文量與影響因子雙雙占本學科前10%，按照這個標準，新創期刊《ScienceAdvances》可以認為已經是一流科技期刊了。雖然《Light》于2012年創刊，2013年即被SCIE收錄，2014年第一個影響因子8.476，自2015年以來保持影響因子13以上，在光學學科保持前3名，但是其仍然不能稱為一流科技期刊，原因是發文量不足。雖然以每年25%的速度增加發文量，怎奈基數太小，2018年全年也不過發了150篇。編委是期刊的靈魂與代表，是期刊品牌形成的有力保障。一流的編委會專家群體對期刊發展起著非常顯著的促進作用[21]。以《Light》為例，依靠長春光機所多年開展國際合作積累的國際專家資源，《Light》編輯部在創刊初期便組建了一支國際化編委會。由原科技部副部長、光學專家曹健林擔任主編，美國明尼蘇達大學崔天宏教授和德國漢諾威激光加工中心StefanKaieler主任擔任首任執行主編。最近兩年，由于期刊來稿量激增，為降低主編們的勞動強度，在2018年的編委會上，新增了3位執行主編。因為執行主編的工作是在送審前直接退掉70%的來稿，所以其工作十分繁重、對其學術要求也非常高。目前，《Light》擁有來自中國、美國、德國、英國、澳大利亞、加拿大、瑞士、荷蘭、奧地利等13個國家的62位國際一流光學專家作為期刊編委，國際編委占72%，編委中院士占22%。編委不僅為期刊審稿、組稿或直接供稿，還在世界范圍內對《Light》進行有力的宣傳?，F在看來，因為所有的國際編委都是知名科學家兼職在做，如果想發表更多論文，只能擴大編委會人數，否則每名編委所承擔的任務量過大，既無法調動編委的積極性也無法保證質量。對于編委會中的院士，其固然是所在領域的頂尖科學家，但他們工作繁忙，作為編委實在很難抽出大量的時間認真思考期刊的發展并對稿件進行評估。因此，有院士的支持和加入固然是極好的，但更應該腳踏實地去尋找那些可以直接參與稿件處理的科學家，真正做到與國際接軌。

【摘要】《光學系統設計》是一門實踐性很強的專業技能課。本文從課程的課堂教學內容優化、實驗教學內容選取、課程設計綜合實訓以及工程項目設計強化訓練幾個環節詳細描述了本課程對光學領域應用復合型人才的培養路線和方法，極大地提高了學生光學設計的能力和水平，增強了學生的專業歸屬感，培養效果和社會反饋良好。

【關鍵詞】光學設計；優化；項目；訓練；專業技能

在目前光電信息科學技術高速發展的時代，光與電的結合改變了人類社會信息獲取、信息轉換、信息貯存、傳輸與交流的方式，有著無限的發展空間和前景。作為信息采集和獲取的最前端系統——光學系統，它的設計雖基于傳統經典光學理論，但設計理念、設計方法和內容隨著時代變遷都在發生著巨大改變。課程建設在高校本科教學中有著舉足輕重的地位，直接影響著高校人才培養質量?！豆鈱W系統設計》是許多工科高等院校光電信息、光學工程專業、電子科學與技術專業、測控技術與儀器等專業的主修課程，也是一門實踐性、實用性特別強的專業課程。南陽理工學院地處久負盛名、擁有數百家光電企業的南陽光谷，服務地方經濟發展和為地方企業輸送光學領域優秀的工程設計人才是南陽理工學院辦學宗旨和社會使命，也是檢驗高校教書育人“四個回歸”質量成效的重要途徑。因此，《光學系統設計》課程內容建設決定了畢業生光學設計能力和水平，這也是他們將來從事光學技術研究和走向光學工程師崗位的敲門磚。

一、課程教學內容優化和實施

《光學系統設計》課程自2012級開始相繼在我院兩個專業共三個班級開設。其前置課程主要包括幾何光學、物理光學、計算機基礎、工程制圖等，后續主要延伸至各種實際動手能力訓練的課堂實驗、課程綜合實訓、畢業設計、各級各類大學生創新創業項目申報和實施、外部光學工程項目承接等，也為光電檢測系統、光通信系統等相關課程技術服務?！豆鈱W系統設計》自開課以來，一直圍繞以上各層級專業能力的培養，循序漸進，不斷完善和明確培養目標，優化教學內容，探索和改革教學方法，致力于把學生培養成既具有一定理論基礎又具有較強工程設計實戰能力的復合型人才。1.課堂教學優化。《光學系統設計》是建立在光學成像基本原理、典型光學系統結構、像差理論、光學衍射受限等理論基礎之上的一門專業平臺技能課。課堂教學內容選取主要遵循“實用為主，夠用為度”的原則。在我院安排的有限的24個理論學時里，精研教學內容，尊重教材，又不局限于教材，以最合理的章節順序講授，按學生最易接受的方式不斷進行內容優化。首先使學生了解光學系統的設計流程、光學系統的像質評價方法以及光學系統的總體設計布局，在面對產品客戶的使用規格和功能需求時知道如何應對。其次，世界上形形色色的光學產品都是從為數不多的經典光學系統中演變而出，比如投影機鏡頭可從顯微物鏡系統演變，大地測量儀、激光擴束可從望遠系統演變，因此典型光學系統的初始結構設計、典型光學系統如望遠、顯微物鏡設計、目鏡設計、照相物鏡設計都是講授重點。在此過程中，計算機輔助設計軟件ZEMAX的操作使用也貫穿于整個課堂，這是新時代的高速計算分析工具，以幫助所有系統的設計實現。光學制圖是光學設計數據結果的工程表達，也是產品制造的依據，是課堂教學不可缺少的部分。設計課的特點是課堂上隨時會進行設計演示和案例導入，多媒體課件中融入了大量的圖形、符號和顏色管理以及Zemax文件的鏈接。課堂上學生隨著老師的講授內容和講授節奏在電腦旁邊聽邊學邊做。老師傳授學生在設計過程中如何分析問題和解決問題，如何形成對光學知識體系整體的思考和理解，收到很好的教學反饋。2.實驗教學內容構思?！豆鈱W系統設計》的課程特點是實踐性強，實驗學時與理論學時占比非常大。如何在有限的實驗學時內讓學生掌握各種類型光學系統設計的技巧和能力，這就需要統籌合理安排實驗教學內容。光學設計實際上就是使用計算機工具軟件，在一定的系統起點上，不斷調整光學元件的結構參數使系統達成用戶提出的功能要求和成像要求。前面講過當今世界千千萬萬類型的光學系統都是從一些典型系統中派生出來的。從典型光學系統的設計出發，遇到實際的工程系統也會知道如何分析和設計。在此思路指導下制訂出了有主有次、有難有易的課程實驗項目，實驗一為ZEMAX軟件操作及光學設計輸入和像質優化過程演練；實驗二為離軸折轉的牛頓天文望遠物鏡的設計和仿真；實驗三按反向光路設計一目鏡系統，訓練如何設置變量和對系統參數進行約束控制等；實驗四設計一照相物鏡，難度增加，需設計技巧；實驗五繪制一光學零件工程圖紙并標注合理公差和技術要求。以上這些實驗內容使16個學時的課堂訓練真正地實現高負荷運轉，學生較全面地掌握了典型光學系統的設計流程和基本方法。實驗教學完成了應用型人才培養初級層次。通過學生設計性實驗完成情況和效果測評，證明這樣的實驗項目構思是成功的。3.課程設計實訓內容探索。實踐教學是高等教育人才培養永恒的主題，要培養出符合工程教育認證標準、適應當今社會快速發展的光電產業格局的光學設計高級應用型人才，工程綜合實訓環節必不要少。課程設計工程實訓一般持續兩周及8周不等，實訓任務也不同于課堂實驗環節。首先光學系統設計任務具有工程背景；其次是設計難度增加，要考慮工程因素；再次學生必須自己從圖書館、國家專利庫或其它資料庫中查閱尋找初始結構參數，并在此基礎上進行設計優化和創新。首先讓學生真實地體會一下光學系統的制造流程，每人組裝一臺望遠鏡，加深對光學產品的認知，了解光學系統各組成部分的功能，了解設計和組裝差錯會對產品產生什么樣的影響，這是課程設計實訓的第一步。第二步，光學工程設計任務下達，學生分組完成各自的設計任務。工程訓練題目多來自于教師以往設計案例，或市場上或某些光電企業普通產品規格要求，具有多類型性，有效地擴展和提升了前置的實驗教學內容。以小米智能攝像機光學鏡頭的設計訓練來說，此為南陽某光學企業現行量產供應產品，焦距4mm，傳感器1/3，F數2.4；光學長度小于22mm，鏡片小于5片，成像要求1M。此任務要求學生首先分析尋找合適的初始光學結構方案，然后按照像差理論進行結構參數優化和像差平衡校正，最終達到工程化要求。對于沒有工作經驗的學生來說，初始結構的選取會是他們面臨的第一個難題。接下來是90度大視場角帶出的大像差的校正難點，需要學生更多的專業知識和經驗累積。4.工程項目設計強化訓練。光學設計無頂峰。在經歷了幾個階段的學習和實訓后，學生雖然對設計理念、設計流程、設計技巧有了一定的掌握。但光學系統很多時候是功能迥異的復雜工程，并不是單一的物鏡或目鏡光路或單一的消像差。實際的工程設計還要考慮客戶的使用環境、使用條件，考慮制造工藝和成本，考慮國家行業標準或其它優勢競爭因素等。學生要想在畢業后快速適應光電行業光學工程師崗位，還需要不斷加強設計訓練，甚至去光電企業實習。訓練項目主要有四類。（1）開放實驗室項目，利用開放實驗室條件和學生長時間在實驗室研究學習規律，為他們在學校申請光學系統設計類項目，如“工業內窺鏡系統光學設計”題目，并獲得一定經費資助。（2）大學生國家創新創業訓練項目，如2017年協助四位學生申請到國家大創項目“車載寬視角高清系列攝像鏡頭設計與開發”，為學校贏得了榮譽，豐富了課程內容。（3）外接工程項目，如“廣告用投影機”項目，指導14級學生幫客戶完成照明和投影光學系統工程設計，得到用戶認可。（4）畢業設計課題，最近三年共有30人左右申請了光學系統設計畢業研究課題，有的項目成果還整理發表了期刊科技論文，增強了學生自信。光學設計強化訓練項目在內容上也體現了三個特征：（1）復合性特征，如工業內窺鏡系統包括攝像物鏡設計、轉像透鏡設計和目鏡設計，相互之間銜接，初期的方案制作就很考驗學生的專業水平。（2）多類別特征，研發項目從攝影光學系統到投影系統，從激光掃描系統到紅外微光系統，從定焦到變焦系統等。大大擴展了學生畢業后從業就業的范圍。（3）系列性特征，如車載寬視角系列鏡頭研發，焦距規格系列包含2.8、3.6等，清晰度包含720P、1080等，使學生的設計訓練思路明晰。

二、結束語

《光學系統設計》教學內容經過一系列的精挑細選、優化探索，逐步實現了理論指導、軟件輔助、課堂訓練、工程項目設計實戰為主干的科學培育路線。學生通過這門課程的學習，是真真正正掌握了一門專業技能。近幾年畢業生中從事光學設計工作相關人員激增，考取光學工程專業研究生人數暴漲，企業用人反饋良好，極大地增強了在校學生的專業學習興趣和就業信心。今后，我們仍將不忘初心，不辱使命，繼續在教學實踐活動中探索更加優化的教學內容和教學方法，為社會培養更加優秀的光學領域專業人才。

摘要:中學物理過渡至大學物理，實驗教學的銜接至關重要。該論文通過分析光學、力學和電學中的幾個典型銜接實驗，得出中學物理實驗和大學物理實驗在實驗任務和實驗方法上的差異。為了能夠使當代大學生適應并接受大學物理實驗教學模式和實驗要求，完成從中學物理至大學物理實驗學習的轉變，提高動手實踐能力和創新能力，論文又進一步提出了解決物理實驗銜接問題的有效措施。

關鍵詞:中學物理;大學物理;實驗教學;銜接問題

大學物理實驗對于當代大學生來說是一門很重要的課程，也是大學生必須掌握的一種實際操作技能。然而，在學學物理時學生都會有一個感覺，大學物理上的幾大分支實驗:力學實驗、熱學實驗、光學實驗等普通物理實驗在高中都有接觸過，學生喜歡用中學形成的固有實驗方法、思維方式去解決大學物理實驗。因此分析中學與大學物理的相關概念、實驗之間的聯系，研究大學與中學物理實驗銜接問題顯得至關重要。

1物理實驗教學中的典型銜接實驗

1．1光學類典型銜接實驗

對比高中物理選修3-4目錄以及《大學物理》光學部分目錄，發現高中物理中絕大多數和大學物理知識點相同，如光的干涉、光的干涉等。但是深度卻有不同，大學物理實驗中光的干涉與衍射是必修實驗課程，大學將中學的光的干涉與光的衍射理論知識做了深入拓展，實驗更加細致生動。大學實驗細化了光的干涉實驗，分成了等傾干涉實驗和等厚干涉實驗兩種，將衍射細致分成了單縫衍射實驗和圓孔衍射實驗以及較為復雜的光柵衍射。

1．2力學類典型銜接實驗

一、物理演示實驗室的建設

(一)教學內容建設

我校根據自身條件和需要建成了自己的演示實驗室，目前演示實驗室能開設70多項演示實驗項目，內容涉及力、熱、光、電磁、近代和綜合。實驗內容重視與物理理論知識點相結合，實驗原理主要為中學物理知識，部分涉及大學物理知識。主要有:1．剛體力學系列實驗，如可夫斯基凳、角動量合成轉臺等。2．振動與波系列實驗，如彈簧縱駐波、水駐波、聲懸浮等。3．流體力學系列實驗，如聽話小球、伯努利懸浮球等。4．經典系列實驗，如高壓放電、避雷針、怒發沖冠、法拉第籠等。5．電磁系列實驗，如跳環、洛倫茲力等。6．幾何光學系列實驗，如光學隱形、雙面鏡成像、窺視無窮等。7．波動光學系列實驗:光柵立體畫、光柵反射畫、白光全息圖等。

(二)教材和大綱建設

根據我校學生的實際情況，針對物理專業和非物理專業制定了教學大綱。根據演示實驗室現有的儀器編寫講義一部。對每個實驗分別按實驗目的、實驗原理、操作方法、注意事項幾個部分進行介紹。在論述上盡量避免繁雜的物理公式，力求深入淺出，多使用實物照片及其結構簡圖對物理演示實驗項目進行說明，使學生看得懂，會操作，以達到物理演示通識教育的目的。課程的目的和任務是通過直觀有趣的物理現象加深學生對物理理論的理解和掌握，使學生能將所學知識應用于實際當中，自己能制作出演示實驗小儀器。

(三)教學方法建設

采用探究模式和現象分析模式相結合的教學方式，讓學生成為演示實驗教學中的主角，充分調動學生的主觀能動性，采用多種演示形式。

本文作者：劉雁 藍嵐翎 許云麗 曾曙光 李晶 王飛 黃瑤 單位：三峽大學理學院 三峽大學文學與傳媒學院

全世界光電子技術產業的市場規模己達1萬億美元，國外光電子產業主要集中在美國、西歐和日本等國家和地區。近十年來，中國光電子技術產品市場的年增長率始終保持兩位數的高速增長。隨著信息光電子技術、激光加工、激光醫療、顯示、照明等光電技術的快速發展，我國已經形成市場可觀、發展潛力巨大的光電子產業。2006年，《國家信息產業科技發展“十一五”規劃和2020年中長期規劃綱要》明確提出，未來5～15年15個領域發展的重點技術中就包括了光電子技術，聲明要重點發展激光器、光電探測器、光傳輸和光傳感設備、微光機電系統、半導體照明等產品。[6]2010年10月，國務院正式《國務院關于加快培育發展戰略性新興產業的決定》，進一步明確了光電產業是戰略性新興產業的重要組成部分，包括新型顯示器件、LED等在內的細分產業都在國家戰略性新興產業規劃中明確提到。[7]可見，在光電產業相關技術和生產能力快速提高的情況下，對光信息科學與技術專業人才的需求量也將逐年增大。

光信息科學與技術具有旺盛的生命力，處于高速發展時期。目前，在光通信、光電檢測、光電照明、光學元件與系統、光伏產業、激光技術、光學設計、光學材料等方面都有廣闊的應用前景，對社會的發展和貢獻不可估量。作為高校，除了科研、教學，還要服務于社會，服務地方經濟發展，這些不僅體現在科學研究和教師兼職方面，也體現在人才培養目標和方案上。光信息科學與技術同光學、機械、電子、材料、計算機、自動控制等多學科的知識息息相關，但也不能面面俱到，所以十分有必要結合當地企業的發展，調整學科的發展、人才培養計劃，為地方經濟服務，加強科學研究，引領社會的發展。三峽大學地處湖北省域副中心城市的宜昌，經濟活躍，交通方便?，F在高鐵開通后，宜昌到武漢的時間已經減少到2小時左右。隨著國內光電照明、太陽能、光電顯示產業如火如荼地發展。宜昌太陽能、光電照明等光電企業也有較大的發展，如中國南玻集團宜昌南玻硅材料有限公司（一期項目已累計投資20多億元，專門從事高純多晶硅材料、太陽能硅片及電池片生產的大型制造企業）等等一大批光電企業。這些企業主要集中在光伏產業、節能照明、LED、光學冷加工等方面。這些光電企業有著旺盛的人員需求，對本專業產業人才的培養具有十分重要的意義。2011年出臺的《宜昌市科技發展“十二五”規劃（2011至2015年）》明確提出，在節能環保領域的發展方向要圍繞光電子產業核心技術開發，搶占背景光源行業技術創新制高點，加快液晶照明燈、LED背光源及照明產業化。圍繞太陽能技術開發，加快太陽能熱水系統產品系列開發及產業化。[8]由此可見，在地方政府的扶持下光電子相關產業會得到快速發展，這些都為光信息科學與技術專業結合本地進行產業人才培養提供了難得的機遇。根據三峽大學理學院發展的需要，結合產業的蓬勃發展，產業人才培養措施如下：

改革本科教學培養方案，加強專業基礎理論學習，鞏固專業思想教育光信息科學與技術專業需要學生在系統、扎實的理論基礎和在光電子技術、光通信及應用等方面具有較寬廣的專業知識、較強實踐動手能力，并成為在電光源、光學設計、光學材料、光纖通信等專業領域中的一個或兩個方向具有特色的人才。畢業生能在光信息技術產業及其相關領域從事信息科學與技術的研究、設計、集成及開發、制造、技術管理等方面工作的應用型人才。因此要加強幾何光學中的光學設計、模擬電子技術數字電子技術課程設計、嵌入式系統、光電檢測技術、機械原理和設計等課程的實踐環節，同時要加強專業思想教育，了解社會發展的動態，密切了解光電信息的最新發展和應用，掌握一些主流軟件的應用。另外，為了使培養方案切合社會發展的實際，我們廣泛征求本地企業的意見，積極邀請了相關企業參與了光信息科學與技術專業培養方案的修訂工作。

加大力度開展實驗教學，開足基本實驗，充分利用專業實驗，開展創新實踐要加強實踐的教學，更新教學設備和教學內容，加強電路設計和光學設計方面的實踐教學，充實實驗室設備，培養學生的實踐能力。條件允許的情況下，將安排學生到實習基地完成相關實驗。另外，創新實驗室的設立為學生創新實踐的培養提供了良好的工作平臺。雖然這個方面的工作才剛開始，但是已經受到學生的積極評價。

拓展實習基地的實踐教學，提升專業技能在目前聯系的實習基地基礎上，增強與當地光電企業聯系，經常參觀了解企業的發展和社會需求，同時能爭取進入相關企業實習，鍛煉培養專業能力。我們已經同宜昌勁森光電（主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發、制造、銷售的高新技術企業）、中船重工388廠（光學冷加工、光電系統）、匡通照明（LED封裝）等相關的光電企業建立了實質的合作關系。陸續有學生進入上述企業實習，一些優秀的學生也相繼進入這些企業工作。教師參與了勁森照明新型節能燈具的開發。與匡通照明組建了聯合的工程試驗中心，投入1000萬元左右，很快試驗設備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力，反過來又提高了教師的教學水平，同時也為本專業的學生實習提供了一個良好的實踐平臺。實習基地的建立是一個長期的過程，需要與生產企業進行有效地溝通，制訂實習項目，并且跟蹤學生對實習的反饋，建立有效的實習效果的評估體制，保證學生的生產實踐能力得到實質的訓練。學生實習基地的進一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的實習訓練對學生實踐能力的培養有利，有助于學生進一步深刻了解產業界對本專業的要求，反過來會激勵學生對本專業的學習欲望。

人才培養與科研開發相結合人才培養能力與科研能力息息相關，科研不僅能提高教師的教學能力，也增強學生對專業的信心。在橫向科研項目上，盡可能讓部分能力強的學生參與進來，直接培養學生的專業技能。實踐證明，學生參與科研項目是培養學生實踐能力的及其有效的手段。比如學生的畢業論文有些涉及到大壩光纖傳感、節能燈設計等實踐性很強的課題。鼓勵學生申請學校針對學生的創新基金項目，雖然經費不多，但是對學生實踐能力、創新能力的培養是十分有益的，同時也提高了學生參與科研的熱情。隨著相關科研能力的快速提高，可以預見未來的幾年內，伴隨著學生進入實驗室，至少有一部分本科生的科研能力也會得到極大的提高。#p#分頁標題#e#

一、教材的選用以及教學內容的局部調整

教材的選擇應符合我院專業培養的要求并且應具有光電工程的專業特色，針對后續專業課程如“光電檢測技術”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術方面的知識，再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點，經過更換幾次教材，最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據教學大綱32個課時的要求，我們對教學內容做了如下調整：適當控制光電傳感器的學時，避免與光電檢測技術課程重復的內容（如光電導、光生伏特器件等），結合專業特色，增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發展動態，其能達到的性能指標，以及一些新型的傳感器的發展，緊跟時展，為學生在以后的畢業設計奠定一定的檢測技術方面的基礎，對專業知識的完善起到一定的輔助作用。結合專業特點，突出知識體系的重點和難點，特別是針對光電學院的學生以后做畢業論文或工作中可能會遇到的傳感器（如光纖傳感器、霍爾傳感器等）做重點詳細的介紹。

二、教學方法的改革探索

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典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節相對獨立，可以適當地調整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結構、工作原理、分類、等效電路、特性參數到應用這一思路。另外結合較常見的被測量，教師適當地總結歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據，如都是測量位移的傳感器，應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區別在哪；又比如都是做開關，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區別，等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主，根據教學內容開設少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析，學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當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識，甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此，我們有必要對傳統的教學模式進行探討，通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術”的知識學以致用的快樂，實現傳統教學方法所未能達到的效果。

1.調動學生的積極性，激發學生學習的興趣。

教學方法改革的一個關鍵問題就是如何吸引學生的注意力，培養學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中，我們通過平時生活中比較常見的現象來引出相應的教學內容，如通過對吊扇和空調的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應燈、審訊室的監聽設備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫學上的進步：X照影技術、內窺鏡手術等如何實施；機器人如何識別周圍環境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調工作原理的區別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發了學生的學習興趣，使學生認識到了學習該課程的重要性，為學生學習該課程后續內容作了準備。

2.充分運用現代教學手段合理使用教具。

本文作者：許改霞 單位：深圳大學光電工程學院

20世紀后期,世界科學技術在分化的同時也不斷綜合化,各學科相互交叉,相互滲透,形成了一系列新興的邊緣學科、交叉學科和綜合性學科。據統計,在近萬個獨立學科中,一半左右屬于交叉學科。目前比較成熟的學科大約有5550門,其中交叉學科總數約2600門,占全部學科總數的46.8%之多,其發展表現出良好勢頭和巨大潛力[1]。當今,很多熱門話題都涉及交叉學科研究,如腦科學涉及物理學、神經科學、心理學、計算機技術等,納米技術涉及材料學、化學、藥理學等;許多重大的科研成就也都是跨學科合作的成果,如磁共振成像技術的發明實質上就是物理學與醫學的結合,是交叉學科能產生豐富成果的有力證明[2]。當代社會發展的客觀進程不斷提出單一學科的知識所不能解決的復雜課題,學科之間相互融合與滲透是科學發展的必然趨勢,這種發展趨勢對高等教育、特別是研究生教育提出了新的要求。探索適應時展需要的交叉學科研究生培養和管理模式,造就科教興國戰略需要的跨世紀復合型高級人才是研究生教育的一個重要課題[3]。近年來,作為與人類健康狀況監測、疾病早期診斷和治療密切相關的新興交叉學科—生物醫學光子學得到了飛速發展,有越來越多的學者和研究生從事該領域的研究工作。本文將剖析生物醫學光子學的學科特點和研究生培養現狀,進而探索適用于該交叉學科的研究生培養模式。

1生物醫學光子學的學科特點

生物醫學光子學是作為生命科學和醫學研究的輔助手段而發展起來的,它以生物或醫學樣品為研究對象,以醫學、生物學和光學工程等學科的基礎知識的充分融合為基礎,通過工程技術手段為生物醫學研究或臨床應用提供檢測或監控儀器和方法,所以生物醫學光子學的發展和成功應用除了對生物或醫學學科本身的發展具有促進作用外,對工程學、物理學、化學、材料學等學科也提出了新的要求,并客觀上推動和促進了這些學科的交叉和技術的融合[4]。生物醫學光子學可分為生物光子學和醫學光子學兩個部分,分屬于生物學和醫學領域,但二者的研究內容并無嚴格界限。也可以根據應用目的的不同,將生物醫學光子學劃分為光子診斷醫學技術和光子治療醫學技術兩個領域[5]。由于生物醫學光子學的學科跨度大,不能明確界定在某一單一學科領域內,所以并無生物醫學光子學專業,而是根據導師隸屬單位情況和科研項目需要,在光學工程、電子工程、生物醫學工程、生物技術、臨床醫學等一級學科下設置該研究方向,招收并培養研究生。

2當前生物醫學光子學研究生培養面臨的困難和問題

生物醫學光子學的研究需要生物醫學和工程技術兩方面多學科知識的交融,需要生物學、醫學、藥理學、病理學、腦科學、光學、電子學、圖形圖像學、信號處理等多學科專家學者的參與,因而具有復雜性和綜合性的特色。這種特點促使我們在生物醫學光子學專業研究生培養時需要特殊的學術環境,需要觀念上的轉變和政策上的支持,更需要高水平的導師隊伍和先進的培養模式來保證。目前,生物醫學光子學方向的研究生培養還面臨以下問題。

2.1缺乏新技術和新知識的傳授,知識培養體系亟需完善