时间:2023-03-16 17:15:11
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇光学工程论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
1.普通招考的考生(直接攻博、硕博连读按原办法执行)且符合《南开大学2016年博士生招生说明》中的博士报考条件;
2.入学时年龄不超过45周岁;
3.培养类别:电子信息与光学工程学院只招收全日制攻读博士生,考生被录取后必须全脱产学习,学生档案和工资关系必须全部转入我校;
4.外语水平要求:符合以下任一项:
(1)通过国家六级(六级成绩达到425分)或国家四级成绩达到550分;
(2)托福(TOEFL)成绩达到90分以上(老TOEFL达到600分);
(3)雅思(IELTS)成绩达到6分以上;
(4)GRE成绩1300分以上(新标准260分以上);
(5)在英语国家或地区获得过硕士学位;
5.健康状况符合南开大学研究生入学体检标准。
二.可接收“申请考核制”博士的导师及招生名额
2016年南开大学博士招生专业目录中电子信息与光学工程学院全部导师;
电子信息与光学工程学院博士生招生计划名额含直接攻博、硕博连读生、“申请考核制”博士生、普通招考考生。
三.选拔程序
1.网上报名
以“申请考核制”报考我院的考生需在“全国研究生招生信息网”报名,报名时考试方式必须选择“申请考核制”。
网上报名时间:2015年10月25日至11月5日
网上报名网址:yz.chsi.com.cn/bsbm
2.提交申请材料
考生须于2015年11月5日前(以邮戳为准)邮寄申请材料,申请材料建议以快递方式邮寄。
邮寄地址:天津市南开区卫津路94号南开大学电子信息与光学工程学院研究生办公室(主楼206)
邮政编码:300071
联系电话:022-23507740
提交材料清单(材料要求A4纸规格按顺序排列):
(1)《南开大学2016年“申请考核制”博士研究生考核申请表》;
(2)《报考南开大学2016年攻读博士学位研究生登记表》;
(3)提交两份攻读博士学位《专家推荐信》;其中一份由考生硕士阶段的指导导师填写。(推荐信是学院确定博士生资格的重要依据,推荐人须给予足够的重视。推荐书应由推荐人根据自己对考生的了解,实事求是、客观的亲自填写,并签字密封)。
(4)申请人二代身份证复印件;
(5)学位、学历证书复印件(应届硕士生提交学生证复印件),境外获得学位考生需提供教育部留学服务中心学历认证证书复印件;
(6)本科和硕士阶段的学习成绩单(须加盖研究生院或人事部门公章);
(7)硕士学位论文(应届硕士生提交硕士学位论文开题报告);
(8)获奖证书、、获得专利及其它原创性研究成果的证明材料;
(9)外语水平能力证书复印件(CET6、TOEFL、IELTS等);
(10)《research proposal》,要求3000字左右;
以上提供材料均认为是真实可靠的,如有伪造,一经招生单位发现,立即取消其录取资格。
3.学院审核
(1)学院研究生办公室负责材料形式审查,审查材料是否齐全、填写是否规范、审核基本条件是否符合报考条件。特别对应届生的学生证、已获硕士学位人员的硕士学位证书,境外获得学历者提供的教育部留学服务中心的学位认证进行查验。检查合格者按报考导师进行分类整理,转报考导师。由报考导师提出意见后一并提交到“资格审核组”评估。
(2)学院以光学工程和电子科学与技术、信息与通信工程两个学位评定分委员会作为光学工程和电子科学与技术两个学科“资格审核组”,负责评估考生提交的申请材料,评估内容包括:考生的学习成绩、参与各类课题研究实践情况、硕士论文、发表文章以及获奖、拟攻读博士学位期间的研究计划等。
“专业审核组”填写《南开大学电子信息与光学工程学院2016博士研究生“申请考核制”资格评估考核表》,并给出百分制成绩(60分以下为不合格),择优确定入围考生名单。并报研究生招生办公室审批。审批通过后,于2015年11月18日前学院对外公示入围考核人员名单(公示期为十个工作日)。
4.综合考核
各学科组成由申请导师参加的5名及以上相关研究方向教授组成“综合考核专家组”,对通过审核并在网上报名的考生进行接收综合考核,考核内容包括:
(1) 笔试:内容含心理健康、专业英语翻译(100分钟)
(2) 面试:考核考生本科和硕士期间课程学习成绩、科研成果水平、英语水平(含口语、听力、写作能力)、综合素质(含身体素质、心理健康、语言表达能力、逻辑思维能力等)等方面。重点考察考生科研创新能力和专业学术潜质等综合素质。
每个申请人需准备10分钟PPT展示,PPT内容需含个人简介、学习成绩、课题研究、发表成果、拟攻读博士学位期间的研究计划等内容。
面试结束后,“综合考核专家组”成员需填写《南开大学博士研究生“申请考核制”综合考核记录表》,并给出评语和百分制成绩。
考核成绩低于60分的不予录取,根据成绩确定拟录取名单,考核成绩将在学院网站进行公示,公示期为十个公示日。
5.拟录取名单审核
根据各“综合考核专家组”上报的拟录取名单,学院“招生工作领导小组”进行综合汇总、复核。提出电子信息与光学工程学院 “申请考核制”博士最终拟录取名单,11月26日前上报学校。由学校研究生录取工作领导小组进行审核,审核通过后由电光学院公示“申请考核制”博士拟录取名单,公示期为十个工作日。
6.录取
凡被以“申请考核制”方式录取为我校博士研究生的考生被录取后须全脱产学习,需将档案和工资关系全部转入我校,方可发放录取通知书。
四.监督机制
学院将建立以主管院长和各学科负责人为主要成员的学院“招生工作领导小组”;学位评定分委员会组成的“资格审核组”;各专业老师组成的“综合考核专家组”三级审核制度,确保选拔的公平、公正、公开。
考生在通过“申请考核制”申请攻读博士学位过程中,如果对综合考核等方面有疑问,可首先向学院提出申诉,由学院研究生“招生工作领导小组”对考生提出的申诉进行调查及处理。如果考生对学院研究生“招生工作领导小组”做出的申诉处理仍有异议,可进一步向学校争议委员会提出申诉,并由学校争议委员会按照教育部及学校相关文件要求做出裁决。
五.招生咨询
电子信息与光学工程学院招生信息请查询以下网页:it.nankai.edu.cn;
咨询电话:022-23507740。
办公地点:南开大学主楼206室。
六.其他事项
1.“申请考核制”选拔方式只招收非定向普通考生,各类专项计划不得以该方式进行招考。
2.学习年限、毕业就业、学费、奖助学金、学生住宿按南开大学招生简章的规定执行;
3、省级重点学科:光学工程、政治经济学、国际法学、文艺学、传播学、光学、细胞生物学、材料物理与化学、通信与信息系统、信号与信息处理、建筑设计及其理论、结构工程。
4、一级学科博士学位授权点(10个):心理学、中国语言文学、新闻传播学、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、生物医学工程 [50] 、信息与通信工程、光学工程、理论经济学。
学院2016年计划招收博士研究生46名,实际招生人数以总部下达计划为准。
二、报考条件
我院博士研究生只面向现役军人招生,报考2016年博士研究生应当具备以下条件:
1、品德优良,遵纪守法,立志献身国防事业;未受过纪律处分。
2、军队在职干部按师(旅)级单位推荐、军级单位政治部审批、军区级单位政治部干部部门核准、总政治部干部部备案的程序进行审批,由师(旅)级单位干部部门开具介绍信。军队院校应届硕士毕业生经所在院校政治机关审批同意。
3、身体健康,体能达标,年龄不超过40周岁(1976年9月1日以后出生)。
4、在职干部须获得硕士学位,其中本院在职干部报考工学博士须有被SCI或EI收录的以第一作者发表的学术论文;应届硕士毕业生须完成学位论文初稿,在中文核心期刊(含录用通知)或国际会议发表2篇以上学术论文。
5、有两名与报考学科相关的高职人员推荐。
三、报名手续
考生持公民身份证和军官证(学员证)于2015年9月20日至30日到学院教学实验综合楼研究生招生办公室(1127室)报名,外地考生可函报。报名时应提交:
1、填制完毕的《2016年报考攻读博士学位研究生登记表》和《报考军队院校研究生政治审查表》(9月1日后,院内考生可从学院研究生处网站下载;院外考生可来电索要)。
2、已获硕士学位者,提交硕士课程成绩单、硕士学位论文及评阅意见书复印件;应届硕士毕业生提交硕士课程成绩单、硕士学位论文初稿、已发表学术论文版权页或录用通知。
3、硕士学历、学位证书原件及复印件(应届生于获得证书后补交)。
4、档案所在师(旅)级单位干部部门同意报考的证明信。
5、一寸正面半身免冠照片3张,报名费300元。
上述手续齐备,审查合格者发放准考通知,考生可于10月9日到研招办领取《准考证》。
四、考试安排
博士研究生入学考试总分值为600分,包括六项内容:英语笔试、数学笔试、科研学术成果计分、硕士学位论文评分、专业综合面试、综合素质面试,每项内容满分100分。
考试时间拟定于2015年10月11至12日,考试地点和具体安排详见《准考证》。
五、其他
1、考生可于2015年11月初查询录取情况,入学时间为2016年3月份(详见通知书)。
2、我院提供部分往年考试试题,考生可登录学院研究生处网站下载。
六、联系方式
联系人:谭继帅(参谋) 手机:13831189507座机:0311-87992123(地);0221-92123(军)
E-mail:tanjishuai@126.com 通信地址:河北省石家庄市和平西路97号研究生招生办公室(050003)
招生专业目录
专业代码、名称及研究方向
导师
专业综合(面试)
数学(笔试)
080200机械工程
01机械性能检测与诊断
张英堂
测试技术与信号处理
矩阵理论
02地面运载平台维修理论与技术
张培林
状态监测与智能诊断技术
03机械振动与冲击防护
白鸿柏
振动理论
04机电液集成系统控制技术
何忠波
车辆工程
05机械制造及其自动化
倪新华
断裂力学
080300光学工程
01军用光电系统设计与应用
刘秉琦
陈志斌
应用光学、物理光学、光电测试技术
矩阵理论
02激光技术
沈学举
激光原理及应用
03光学信息安全
光学信息技术原理与应用、光学信息安全
04微纳光学
汪岳峰
光电子技术
080402测试计量技术及仪器
01测试性设计与分析
黄考利
测试技术
矩阵理论
02精密仪器与微系统
王广龙
03装备状态监测与故障预测
李洪儒
测试与诊断技术
矩阵理论或应用数理统计
04网络安全技术
王 韬
计算机网络
081100控制科学与工程
01装备测试与故障诊断
尚朝轩
测试与诊断
矩阵理论或应用数理统计
02火力与指挥控制理论及应用
全厚德
孙世宇
数字信号处理
矩阵理论
03武器系统建模与仿真
朱元昌
系统仿真
04电子装备自动测试、故障诊断及可靠性
蔡金燕
测试与诊断
05目标识别与信息处理技术
王春平
图像工程
06精确制导理论与技术
杨锁昌
精确制导、控制与仿真技术
07无人机数据链抗干扰技术
陈自力
线性系统理论、数字信号处理
08目标探测与识别
马彦恒
数字信号处理、现代控制理论
09飞行器控制
齐晓慧
线性系统理论
10无人机协同控制
李小民
现代飞行控制理论、导航控制技术
11无人机信息处理与传输技术
王长龙
数字信号处理
12非线性系统的稳定性与控制
徐 瑞
动力系统的稳定性理论
082600兵器科学与技术
01装备轻量化技术
郑 坚
火炮与自动武器原理、材料学
应用数理统计
02兵器试验理论与技术
秦俊奇
火炮专业相关理论
矩阵理论
03装备维修理论与技术
陶凤和
火炮与自动武器原理、现代机械测试技术
04兵器性能检测与诊断技术
房立清
机械装备故障诊断与预测、武器系统装备知识
应用数理统计
冯广斌
火炮与自动武器原理、工程信号处理、现代机械测试技术
矩阵理论
05兵器结构动力学理论与应用
王瑞林
枪炮设计原理、振动理论、电磁场理论
06武器系统仿真与虚拟样机技术
马吉胜
振动理论、动力学仿真
07弹道学理论及应用
宋卫东
弹道学理论、制导理论与技术
08弹道修正理论与技术
弹道学、自动控制与导弹设计理论
矩阵理论或应用数理统计
09兵器性能检测与故障诊断
唐力伟
振动理论
10兵器新材料技术
王建江
材料学
应用数理统计
11弹药系统设计与试验评估
高欣宝
系统仿真技术及其在信息化弹药工程中的应用
矩阵理论
罗兴柏
爆炸及其防护技术在弹药保障中的应用
12弹药保障与安全技术
安振涛
炸药理论、弹药保障及安全风险评估
穆希辉
弹药保障
矩阵理论或应用数理统计
13信息感知与控制技术
齐杏林
弹药引信论证、设计、试验及评估理论与技术
14防护材料与特种能源技术
杜仕国
防护材料与特种能源技术及其在弹药工程中的应用
矩阵理论
15电磁发射理论与技术
雷 彬
电磁场理论、测试技术
16武器系统建模与仿真
苏群星
武器系统仿真与模拟器设计
17红外图像末制导技术
高 敏
弹道学、自动控制与导弹设计理论
矩阵理论或应用数理统计
18装备维修保障理论与技术
贾希胜
石 全
康建设
赵建民
可靠性、维修性、维修工程
应用数理统计
朱小冬
可靠性、维修性、维修工程、建模与仿真
矩阵理论或应用数理统计
19装备维修性理论与应用
郝建平
可靠性、维修性、维修工程、虚拟仿真
20电磁防护理论与技术
刘尚合
魏光辉
电磁场理论、微波与天线
矩阵理论
王庆国
大学物理、有机化学、固体物理、电磁场理论
谭志良
电子技术基础、通信原理、微波与天线
21脉冲电磁场测试技术
朱长青
电路分析、电磁场理论和微波技术、数电模电
110900军事装备学
01装备保障信息化
卢 昱
网络信息安全保障
军事运筹学
02装备保障理论与应用
石 全
军事装备学、战役基本理论
应用数理统计或军事运筹学
于永利
可靠性、维修性、维修工程、建模与仿真
军事运筹学
柏彦奇
关键词:专业光学软件,光学工程类专业,课程教学,教学模式
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)12(c)-0127-02
光学工程类专业是以光学、应用光学、量子光学、非线性光学、激光技术和光电子学等为理论基础,结合物理电子与微电子学、固体物理学、计算机技术以及信息与通信工程等的一门综合性强专业[1]。近年来,随光电信息产业的迅速发展,该专业类的人才需求增多,就如何办好该类专业,以适应产业需求,是许多高校乃至整个国家需要解决的课题[2]。其中,专业光学软件课程是光学工程类专业教学的重要组成部分。学生掌握一至二门专业光学软件,利于提高专业知识与实际应用的综合运用水平,助于增强就业竞争力,更为重要的是将来相关专业工作的必备技能之一。专业光学软件依据应用领域大致可分为:以经典光学和现代光学为基本原理的应用在各种光学仪器或仪器系统的光学设计类软件[3],目前它们主要有ZEMAX、CODEV、ASAP和OSLO等光学设计软件;以导波光学和光通信为理论的应用在光通信领域的器件或系统仿真设计的光通信类软件[4],如OptiBPM、Beamprop等光波导设计软件,以及OptiSystem等光通信系统仿真软件;另外,其它一些计算软件也可以用在光学方面的,如Matlab在光信息处理中的应用[5]。
专业光学软件的教学相对光学专业实验教学(特别是涉及到昂贵专业实验设备),要求的技术起点低,且能更快地让学生接触到实际应用课题。我们在专业光学软件实践教学过程中,强调基于光学专业知识的是逻辑分析和编程训练的结合,提高了学生的光学设计能力。结合近几年的专业光学软件教学研究和实践,我们从专业课程体系设计、课程教学方法、学生学习要求以及考核等几方面进行探讨[6-9]。
1教学课程体系设计
1.1专业理论知识与专业软件教学有机衔接和融合
专业光学软件的运用需要很强专业理论知识,一般面向于光信息科学与技术本科专业(现归类为光电信息科学与工程)和光学、光学工程研究生专业。如ZEMAX光学设计软件,其理论基础为光学设计的基础知识和像差理论。软件中的专业名词如物面、像面、高斯面等,和计算方法如实际光线计算、近轴光线计算,以及设计时的整体思路和流程等知识点都需要在专业理论课中掌握。因此,专业理论知识和专业软件课程之间的衔接很重要。它们之间如缺乏有机联系,在专业软件课程教学时,学生学习效率和质量下降,同时教师教学辛苦,整个课程进展慢。在我们的课程体系安排中,《工程光学》、《几何光学》或《应用光学》之类课程放置在大学二年级第一学期,以之为基础的专业软件教学,如ZEMAX之类的光学设计软件课程,放在随后的大学二年级第二学期。作为更高级的专业理论课程《导波光学》、《光通信原理》、《光波导理论与技术》等之类课程设置在大学三年级第二学期,随后接下来的学期开设光波导设计或光通信系统仿真等相关专业软件教学课程(可选修),如OptiBPM、OptiSystem等软件。同时在学习专业软件期间还可以安排些系统仿真中涉及到知识点的课程,如涉及到电光调制、四波混频效应等的《非线性光学》课程,涉及到光学透过率或反射率的《薄膜光学》课程等,这样有利于这些特殊知识点和软件教学学习有机融合。采用这样的安排和紧密的时间间隔,使得学生在软件学习中,不至于忘记前面学习过的理论知识。同时在软件教学中,结合实例,将专业理论知识和软件应用联系起来,提高了学生的综合运用能力,学会如何分析问题和解决问题,加深对专业知识的理解和认识,从而更好地实现应用软件解决问题。
1.2强化专业训练
现在许多学校施行三学期制,我们试点把专业光学软件学习作为实践设计类集中放在暑假期间(第三学期)进行专业系统学习和培训,专门作为一项专业技能课程传授给学生。专业光学软件课程教学结束后,软件的实际运用也是实践环节重要的一步,可以在学生相关实习企业环节或教师指导的毕业论文设计环节中体现,例如让学生协助参与到实际光学系统产品设计或项目中,了解产品从产品设计或项目的一系列过程。这些将为学生今后在企业科研一线从事光学工程类专业工作起着积极作用,加快学生把专业知识转化为实际应用的过程。
2教学方法和学习方式的改进
2.1以实例为教学主线、结合实际应用的专业光学软件课程教学方法
传统软件教学方法一般是先介绍菜单的各项功能,然后逐步展开软件操作步骤等,这菜单式的教学方法已不适宜专业软件教学了。专业光学软件不是大众化软件,教学目的不应停留在软件操作熟练程度上,而是通过教学方法应把握学习软件的内涵“如何运用软件分析问题和解决问题”。在专业光学软件教学过程中,我们提出以实例教学为主体,从整体设计思路上把握,而对于少量的基本软件操作串插到实例中讲解。
以ZEMAX光学设计软件为例,需设计一双胶合透镜,对于632.8nm波长的光,其焦距为100mm,相对孔径为1:5,而波像差小于λ/4。在这个实例中,对于初学者来讲,这些内容基本上包括整个光学设计所需要的教学内容(如透镜模型或系统结构参数建立、光线追迹、波前分布、像质评价分析等)以及设计思路和流程。在教学过程中,教师应贯穿整个设计目标是一个等效焦距(总光焦度倒数)为定值的光组,着重把握如何合理分配两个透镜的光焦度为设计思路。当涉及到构建透镜模型时,教师引导学生如何在软件中操作如参数设置和模型显示,并改变不同结构参数观察模型变化。当实现光传输时,重点讲解光线密度概念和物理意义等,以及光线在软件中追迹算法,串插地讲如何设置光线密度和工作光波长等操作。当讲到成像质量分析时,讲解波前的物理意义,和衡量成像质量的标准或判据,以及一般有哪些评价函数等,重点应放在如何分析成像质量。最后,谈到软件自动优化设计时,主要讲解如何设计优化函数,了解像差自动平衡的方法和有关问题,来提高成像质量,对这个理解和领悟是学生以后逐步走向更高层次的光学设计关键。通过实例教学,一方面让学生体会到专业软件与应用紧密结合,激发学生学习兴趣,提高学生的课堂参与度。更重要的是培养学生的光学设计整体思路,结合专业知识训练如何分析问题和解决问题,提高综合应用专业软件能力。
同时,教师对实例的筛选,要具有经典性和适宜的难易度。我们知道专业光学软件功能强大,涉及面广,如ZEMAX光学设计软件大致包括照明和成像两个范围。在专业光学软件的学习训练中一般分为初级、中级、高级三个层次。在中、高级层次训练中是针对特定设计目标,比如照相镜头设计、光谱仪系统的设计等,在这里需要更高级光学专业知识,如《高等光学》、《傅里叶光学》等。因此,教师在教学过程中针对不同学生层次,要把握教学难度和深度。
2.2坚持课前专业知识巩固,课堂学习讨论,课后上机复习的学习方式
专业光学软件里面涉及到许多专业名词,对它们准确理解,利于参数设置时有清晰的物理意义。这些专业名词的知识来自前期专业理论课程,需要学生课前自主巩固、查阅资料,比如软件中的有效焦距、波前、像差、评价函数等专业名词。在课程上,以实例讨论为主,学会分析问题和解决问题。以ZEMAX光学设计软件为例,可以讨论影响像差的因素是哪些,如何通过调整孔径光阑位置改善像差,以及在设计中如何平衡和分配各类像差等问题。通过实例讲解和讨论的学习方式,除了在课堂上激发学生学习热情和兴趣外,还加强对专业知识综合理解和提高应用软件解决问题的能力。课后布置学生上机复习,一是让学生消化课程上的知识,进一步尝试解决实例中出现各种情形;二是提高学生对软件使用熟练程度。这种学习方式让学生从被动式的课堂听课、上机练习,改变为主动性的课堂学习讨论,课后自主复习和巩固光学软件应用思路,鼓励学生尝试新的设计方案。对教师而言,一是让学生认识到专业软件课程学习的重要性和优势,充分调动学生的积极性和学习兴趣,是主动性学习方法的前提;二是引导课程讨论由浅入深,抱砖引玉。近几年来实践教学反馈,低年级学生意识到专业光学软件学习是光学理论知识与实际应用结合的关键环节,以及在就业方面占据较大优势,这已经形成学生的共识,起着良性循环作用,提高了学生学习专业软件积极性。
3采用多样灵活有效的考核评价方式
专业光学软件课程有着自身的内容特点和教学规律,仅仅采用传统的笔试、上机考试的考核方式是不能很好适应专业光学软件教学考核要求。专业光学软件课程的教学目的是不仅仅让学生熟练使用软件,更为主要的是能结合专业知识应用软件进行光学项目分析和设计。因此,专业光学软件课程的考察就是评价学生的专业知识综合运用与分析能力,包括专业知识的理解、项目的分析和解决能力、计算编程水平等几方面综合素质表现。基于此,我们在教学过程中采取多样灵活有效的考核方式。
(1)小作业。平时主要考察学生对专业光学软件的操作能力和专业知识的理解与应用。这通过课后布置小作业来考察学生平时对知识点掌握情况,同时还兼顾知识小结的复习和巩固。
(2)小组课题。学期快结束时,提前三至四周时间,分小组布置不同课题(或项目),如设计光学镜头(广角、微焦距镜头等)、光波导器件等。在规定时间内,让小组学生自主讨论,查阅资料,最后形成项目文档,提交设计报告。这种考核方式,对个别基础差的学生实现起来有一定难度,但通过小组成员合理搭配(平常成绩好的带动成绩较差的),这不仅提高整体学生的专业水平,更重要的是培养学生个人能力,如沟通、管理、创新、团队协作与领导等。
还要强调的是,教师在最后考核结束时,给予学生提交的项目报告进行点评,应重点评价学生的思维过程,同时帮助学生得到合理的答案,使得对学生的考核成为课堂教学的延伸。
4实践教学中相关问题思考
主管单位:深圳大学
主办单位:深圳大学
出版周期:月刊
出版地址:广东省深圳市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-2618
国内刊号:44-1401/N
邮发代号:46-206
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1984
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(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)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
2000年香港大学开始在内地招生,内地与香港名校的生源之争就此拉开了序幕,此后香港中文大学等其他港校的加入,更是使这场生源之争不断升级。而最近连续的两个大学排行榜,再一次把内地与香港名校推到了风口浪尖。虽然参考指标不尽相同,ARWU更注重学术性而QSWUR的指标更多样化,但QSWUR和ARWU两个排行榜中排名较前的名校却惊人的一致,即内地的北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、中国科学技术大学和浙江大学,和香港的香港大学、香港中文大学、香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学。这12所名校基本上都是综合性大学,可以说各领域学科都有一定的实力,但根据两个排行榜的学科领域排行来看,各个名校又都有自己的一些优势学科和特色专业,下面,就让小编为你一一道来。
北京大学
在ARWU的学科领域排名中,北大在数学与自然科学(简称理科)、工程/技术与计算机科学(简称工科)、生命科学与农学(简称生命)、临床医学与药学(简称医科)和社会科学(简称社科)五大领域均未能进入100强,但在学科排名中北大的数学、化学、计算机和经济学/商学均位列76-100名,物理学科的排名也接近100名,实力毋容置疑。而在QSWUR的学科领域排名中,北大在艺术人文(第18名)、工程技术(第34名)、生命科学与医药(第24名)、自然科学(第17名)和社会科学/管理(第21名)均进入了50强,除工程技术外其余领域均为内地高校第一,展现了非常强大的综合实力。
在教育部组织的国家重点学科评估中,北大有18个一级学科为国家重点学科:哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学。北大的师资力量也很雄厚,在这些重点学科中还有16名国家级教学名师:赵敦华(哲学与宗教学)、蒋绍愚(中文)、陆俭明(中文)、温儒敏(中文)、阎步克(历史)、邓小南(历史)、高毅(历史)、姜伯驹(数学)、丘维声(数学)、张恭庆(数学)、王稼军(物理)、吴思诚(物理)、段连运(化学)、许崇任(生命科学)、祝学光(医学)、王杉(医学)。此外,还有北京市教学名师和校级教学名师,他们主讲的课程也多为精品课程。北大的国家级精品课程有90门,其中数学科学学院(6门)、物理学院(9门)、信息科学技术学院(5门)、中国语言文学系(8门)和医学部(19门)较多。
优势学科:哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学
清华大学
众所周知,清华的工科是最强的,两个大学排行榜也印证了这一点。在ARWU的学科领域排名中,清华的工科进入了50强(第45名),而理科、生命、医科和社科均未进入百强。学科排名中,计算机学科也进入了学科排名50强(第46名),而数学、物理、化学和经济学/商学未进入百强。在QSWUR的学科领域排名中,清华的工程技术排名第十,是内地和香港这12所名校中唯一排在前十位的学科领域。在清华的21个一级重点学科中,清华工科独占16项,包括:机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、水利工程、化学工程与技术、核科学与技术、生物医学工程、管理科学与工程。清华工科的国家级教学名师也是最多的,共有11名,他们是:申永胜(精密仪器与机械学系)、华成英(自动化系)、孙宏斌(电机工程与应用电子技术系)、李俊峰(航天航空学院)、范钦珊(航天航空学院)、李俊峰(航天航空学院)、钱易(环境学院)、郝吉明(环境学院)、胡洪营(环境学院)、袁驷(土木工程系)、傅水根(基础工业训练中心)。清华的国家级精品课程也有90门,工科课程占了一半以上(48门)。以如此强劲的实力,清华工科绝对是中国顶尖工程师的摇篮。
优势学科:上文所列的16个工科、数学、物理、化学、生命科学、工商管理、美术
复旦大学
根据ARWU的学科领域排名,复旦只有工科进入了世界百强(52-75名)。QSWUR的学科领域排名则显示,复旦的艺术人文(第49名)和社会科学/管理(第45名)进入了世界大学50强,工程技术(第98名)、生命科学与医药(第67名)、自然科学(第56名)均进入了世界百强,展现出较强的综合实力。复旦的一级国家重点学科有11个:哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合。国家级教学名师也基本上分布在这些重点学科,他们是:陈纪修(数学)、陆谷孙(外国语言文学)、袁志刚(经济学院)、范康年(化学)、陈思和(中文)、乔守怡(生命科学)、俞吾金(哲学)。复旦的国家级精品课程有38门,也基本分布在这些重点学科中。
优势学科:哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合
上海交通大学
与清华相似,上海交大的传统优势也是在工科。ARWU的学科领域排名中上海交大的工科进入了百强(52-75名),同时计算机学科也进入了学科排名的百强(51-75名)。QSWUR的排名中,工程技术排名第37位,在内地高校中仅次于清华和北大,而生命科学与医药(第124名)、自然科学(第114名)和社会科学/管理(第127名)位于百强之外,艺术人文则未上榜。当然,随着上海交大向高水平综合性大学的目标迈进,这些学科领域的发展后劲不容小视。上海交大9个一级国家重点学科全部与工科有关:力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程。国家级教学名师的分布则较广泛:洪嘉振(建筑工程与力学)、郑树棠 (外国语言文学)、乐经良(数学)、孙麒麟(体育)、王如竹(机械与动力工程)、林志新(生命科学技术)、郭晓奎(医学)。上海交大的国家级精品课程有20门。
优势学科:力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程
南京大学
南大在ARWU的学科领域排名中各领域均未进入百强,但化学学科进入了学科排名的百强(51-75名),高于北大的排名。QSWUR排名中南大较突出的领域是自然科学进入了百强,位列第85名,其余学科领域进入了前200名:艺术人文位列136名,工程技术位列163名、生命科学与医药位列193名,社会科学/管理位列131名。南大的一级国家重点学科有8个:中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学。国家级教学名师有10位:范从来(商学院)、卢德馨(匡亚明学院)、王守仁(外国语学院)、桑新民(公共管理学院)、左玉辉(环境学院)、沈坤荣(商学院)、徐士进(地球科学与工程学院)、周晓虹(社会学院)、刘厚俊(经济学院)、李满春(地理与海洋科学学院)。南大的国家级精品课程有56门。
优势学科:中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学、商学
中国科学技术大学
中科大的工科在ARWU的学科领域排名中也进入了百强(52-75名),而QSWUR的排名中,中科大的自然科学和工程技术表现突出,均进入了百强,分别位列第59名和第72名,而生命科学与医药则位列156名,而艺术人文与社会科学/管理均未上榜。中科大的一级国家重点学科有8个:数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术。国家级教学名师则有7名:陈国良(计算机)、李尚志(数学)、史济怀(数学)、施蕴渝(生命科学)、程福臻(天文与应用物理) 、霍剑青(天文与应用物理)、向守平(天文与应用物理)。中科大的国家级精品课程有13门。
优势学科:数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术
浙江大学
在ARWU的学科领域排名中,浙大的工科进入了百强(第52-75名),而学科排名中有两项进入百强:化学(76-100名)和计算机(51-75名)。QSWUR的排名也显示,浙大在工程技术领域表现突出,进入了百强(第68名),其余领域排名为:艺术人文199名、生命科学与医药206名、自然科学139名、社会科学/管理212名。浙大的一级国家重点学科有14个:数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、 管理科学与工程。国家级教学名师有10名:陆国栋(机械与能源学院)、林正炎(数学)、杨启帆(数学)、吴秀明(中文)、何莲珍(外语学院)、应义斌(生物系统工程与食品科学学院)、何勇(生物系统工程与食品科学学院)、吴敏(生命科学学院)、刘旭(光学)、朱军 (农学)。浙大的国家级精品课程有64门。
优势学科:数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、管理科学与工程
香港大学
在学科领域排名上,香港大学(简称港大) 在两大排行榜上的差异较大。在ARWU中,港大的各领域均未进入百强,仅在学科排名上有化学(51-75名)和计算机(76-100名)进入百强;而在QSWUR中,港大的艺术人文(第25名)、工程技术(45)、生命科学与医药(第28名)、自然科学(第46名)和社会科学/管理(第23名)均进入50强,是一所实力雄厚而均衡的名校。让人感到意外的是,虽然在QSWUR中以上领域的排名港大均低于北大,但总排名却是港大高于北大,这可能与港大的国际化程度很高有关。
由于香港地区院校不参与教育部组织的各种评估和评奖,因而没有如内地名校一样的国家重点学科等数据,只能根据以上学科领域排名及网络资料推荐优势学科。
优势学科:建筑、法律、医学、社会科学(包括心理学、社会学、政治与公共行政学、社会工作及社会行政学)、认知科学(心理学、计算机科学/人工智能、语言学、哲学及脑神经科学)、文学、化学、工程学(土木工程、土木工程/环境工程、计算机科学、计算器工程、电机工程、电子及通讯工程、讯息工程、工业工程及科技管理、后勤工程及物流管理、机械工程、机械工程/屋宇设备工程、医学工程)
香港中文大学
在ARWU的学科领域排名中,香港中文大学(简称中大)的工科进入了百强(76-100名),在学科排名中,中大有三个进入百强:数学(第50名)、化学(76-100名)、计算机(第30名,在12所名校中仅次于香港科技大学),优势突出。而在QSWUR的排名中,中大的五个学科领域均排名百强之列:艺术人文47名、工程技术82名、生命科学与医药60名、自然科学90名、社会科学/管理38名,同样是一所实力均衡而强劲的名校。
优势学科:数学、化学、计算机、中文、翻译学、新闻与传播、专业会计学、社会学、法律
香港科技大学
根据ARWU的学科领域排名,香港科技大学(简称科大)的工科排名第36名,为两地高校之冠,其社科排名52-75名,使科大成为十二名校中唯一有两大领域位列百强的;在学科排名中,计算机排名第21位,也是两地高校之冠,而经济学/商学也进入了50强(第45名)。QSWUR的排名中,科大的工程技术排名第22位,仅次于清华;生命科学与医药(第86名)、自然科学(第55名)、社会科学/管理(第43名)也实力强劲,艺术人文(第195名)则稍逊。因此可以说科大是一所工科优势比较突出的名校。
优势学科:工程学院、商业管理学院(工商管理)、理学院(数学、生物学)、人文社科学、会计、分子神经学
香港城市大学
在学科领域排名上,香港城市大学(简称城大)的工科在ARWU中也进入了50强(第42名),学科排名中则有两项进入50强:数学(52-75名)和计算机(第50名)。在QSWUR的排名中,城大的艺术人文与社会科学/管理展现较强实力,进入了百强,分别位列第79名和第72名,工程技术(第119名)和自然科学(第186名)也具有一定实力。
优势学科:商学、法学、创意媒体、数学、计算机、社会工作
香港理工大学
根据ARWU的学科领域排名,香港理工大学(简称理大)的工科进入了百强(52-75名),数学(76-100名)与计算机(51-75)进入了学科排名百强。在QSWUR中,理大在艺术人文(第172名)、工程技术(第91名)、生命科学与医药(第225名)、社会科学/管理(163名)等领域均具有一定的实力。
优势学科:酒店及旅游管理、辅助医疗(职业治疗、物理治疗、眼科视光学、放射学)、工程、物流
中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0035-02
钱伟长院士在谈论教学与科研的关系时说:“大学必须拆除教学与科研之间的高墙,教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育。”教学是科研的前提和基础条件,科研是提高教育质量和层次的关键。在大学中,教学与科研应该是一个具有内在联系的不可分割的统一体,教学与科研既不相互矛盾,也不能相互代替,没有科研的教学是不完整的教学,没有教学的科研不是高等学校中的科研。[1,2]然而,对于当前大部分高校来说,教学和科研之间存在的主要问题在于重科研轻教学,[3-5]造成这种结果的原因主要有以下三方面:第一,职称评审制度的影响。目前我国大学教师职称评审的主要依据是科研,对科研论文、论著、科研立项和科研成果的数量和等级都有一个明确细致的指标;而教学环节在其中所占比重较小,同时对教学水平高低和教学效果的量化较难。即使如此,许多院校设立了教学督导制度与学生评教制度,这对于提高教学质量起到了良好的促进作用。第二,社会环境的影响。时下流行各种“高校排行榜”,多数以科研为主要指标,如高学历和高职称人员的数量、重点学科的数量、重点实验室的数量、博士和硕士点数量、科研经费、论文获奖等,这些都与科研有关。那些科研搞得好、综合排名靠前的高校,其知名度也高,在生源、国家经费投入和其它资源配置方面,往往占有明显优势。第三,教师时间与精力方面的限制。教学过程中,无论是备课、讲课,还是答疑辅导、批改作业等,都需要教师投入相当多的时间与精力。科研过程中,无论是文献检索、文献阅读、课题申报,还是开展实验、撰写论文与专著、申报专利等,也需要大量的时间与精力。从这个角度来说,很多教师很难做到教学与科研的兼顾。
事实上,高校教师在目前重科研、轻教学的社会环境下,可以通过认真从事科研工作,清楚认识到科研对教学的促进作用,加强教学与科研之间的联系,从而利用自身科研素养感染与引导周围教师与学生,利用科研成果支持教学工作或进行教学改革,实现以研促教、教研相长的目的。
一、注重科研团队与科研精神对课堂教学的作用
开展科研工作,除了需要具备扎实、深厚的理论基础和科学的实践能力之外,更重要的是应该具有精细、认真、穷追不舍的态度和敢于提出问题、勇于解决问题的“创新”精神。显然,科研工作能够提升教师的科研能力与科研素质。
作为某一学科的学术带头人或科研骨干,应该以自身严谨求实的治学精神来感染和影响周围的教师与学生,积极带头建立科研团队,这对于造就高校学术氛围、引领年轻教师以及学生全面成才具有不可估量的作用。[6]如果教师很少参与科研工作,则将导致理论与实践脱节,也不利于教学能力和教学效果的提高,同时很难形成较强的人格魅力,很难得到学生的充分信任与崇敬。通过创建良好的科研团队,为更多的年轻教师提供一个高效的科研平台让他们参与科研工作,以实现理论联系实际、理论指导实践、实践加深理论的目标,进而提高团队的整体水平。此外,教师应强化创新意识,注重科研精神在课堂教学中的渗透。例如,在讲授几何光学中“光的直线传播定律”时,可以引用“小孔成像”的例子。通过引用类似示例或教师所从事的实际工程案例的解决过程,让学生感受到,从事科学研究活动,需要善于观察、善于总结、勤于思考、勇于实践。
科学研究活动还可以使教师的思路更加开阔,授课方式更加生动有趣;还可以使教师形成一种特殊的精神气质,其中包括创新意识,实践精神等,教师的这些特有的品质也会潜移默化地影响学生的活动。
二、注重抽象概念或定理的解释与生活常识或工程实际相结合
在教学中,应尽可能做到复杂问题简单化、抽象理论形象化。在科研工作中,有意识的多积累一些浅显易懂的或者与生活常识相联系的工程应用实例,将其引入到课堂教学中,会使本来很枯燥的理论变得有趣、抽象的概念变得易于理解。如在介绍人类视觉系统时间频率特性时,通过引入下面两个日常生活中的实例:电影院环境很暗,放映机的刷新率为24Hz也不感到闪烁,这样可以减少胶卷用量和机器转速;而电脑显示器亮度较大,需要刷新率达到75Hz闪烁感才消失,来说明随着背景光强度上升、人类视觉系统临界融合频率升高。这样介绍达到的效果是,对第一次接触到的概念既不感到生疏,而又便于理解和记忆。另外,在讲解例题、布置作业题时应有意识地增加面向工程实际的题目。
三、注重科研成果和学科发展动态在课堂教学中的渗透
教学内容的主体是“基本理论、基本知识、基本技能”,但是课堂教学除了围绕基本理论和概念进行外,还要注重科研成果和科技最新发展动态在其中的渗透。
随着教师科研基础的积累,可以将最新的科研成果逐渐合理地纳入教学中,有助于丰富课堂教学内容及教学方式。具有丰富科研经历的教师,不管是讲授基础课或专业课,都可以把学科最前沿的信息带到课堂上,让学生了解学科前沿的概况及其发展动态,更能拓宽学生的知识视野、启迪思维,从而激发学生的求知欲和好奇心,潜移默化地提高学生的知识水平;并且能够使学生认识到,基础知识不仅仅是概念理论和公式,更是实际应用中的产品和解决实践问题的手段,以此提高学生的学习兴趣,同时使学生更容易接受抽象的理论知识。
四、利用科研成果提升实践教学效果
首先可以组织吸纳部分有科研兴趣的学生参与到教师所主持的科研项目中,针对其中某一子课题,从实验方案的制定到实施,每一个环节中都有学生自己动手操作,这样大大提高了学生的动手能力,同时也加快了学生“理论转化成实践”的步骤。学生不但学习到了理论知识、技能技巧,还获得了研究方法、职业道德、敬业精神等。[7-9]对于一些不具备实验条件的重点实验内容,由于实验条件比较苛刻,部分物理现象在实际实验中不明显,难以观察;另外也因为实验仪器有限,学生无法通过实验观察到所有的实验现象。针对这种现状,可以利用科研过程中获得的数值仿真能力,开发虚拟实验。
与实验教学相比,本科生的课程设计和毕业设计就更接近工程研发。因此从选择设计题目开始,教师就要时刻记住以培养学生的综合应用和工程应用能力为目的,设计题目还应注重多门课程的结合。从这个角度来看,依托教师科研项目可以设计出一系列研发性质的课程设计和毕业设计题目,学生在课题研究过程中,还可以利用科研项目中的实验仪器或实验平台对理论或现象进行验证性实验,在规定的时段内,有组织地让学生亲自动手调试或测试,鼓励学生提出自己的见解,这就给学生提供了很大的思考空间,充分调动学生的学习热情,从而培养出知识扎实、动手能力强、具有创新意识的合格人才。
五、运用科研手段,促进教学改革
在大学课程学习中往往会存在一些专业课,它们涉及的概念很多,公式推导较繁琐,例如测控技术与仪器专业中的工程光学课程就属于这类情况。由于缺少光学基础知识因而显得抽象难记,且数学公式推导繁杂,所以学起来比较困难。然而工程光学内容广泛,事例丰富,相关的应用和成果较多,且光学现象生动有趣,因此,结合现代多媒体教学手段能够很好的诠释工程光学的内容。但是该课程的理论性仍然非常强,对于某些较抽象、较难理解的概念,应该运用科研手段,加强直观教学,[10]即着重通过演示、实验、现场观察、光学设计软件模拟仿真等直观的教学方法进行讲授,运用MATLAB、光学设计软件编写光学仿真程序,使学生在直观的、形象仿真的环境中去主动思考和探索,使学生充分动起来,并联系学生的实际,帮助学生对研究的对象获得清晰的认识与理解。同时,在科学研究中需要阅读大量外文文献,很多教师均有撰写英文科技论文的经历,因而,教师的英文水平将随之得到很好锻炼,逐渐具备在相关课程中开展双语教学的能力。通过双语教学,让学生掌握本课程主要专业术语的英文表达,了解主要外文文献资源的下载资源与期刊级别,为毕业设计以及今后从事相关的工作做好铺垫。另外,双语教学也是素质教育进一步深化的必然要求。
六、积累总结教学工作中遇到的问题,帮助科研选题,探究解决途径,促进科研发展
教师通过教学工作可以刺激科研灵感的产生和科研能力的提高。在教学活动中,教师如果不断地深刻钻研,并启发学生发现问题、思考问题和解决问题,对教师自身而言也是不断学习、提高和创新的过程,这也是教研互长的充分体现。[11]例如,在实验课中,学生可能会发现一些新奇的现象,如果教师充分发挥自己敏锐的洞察力,则可以借助于这些现象而得到启发,产生新的研究思路,帮助科研选题。在备课过程中,为了更深刻、更广泛地讲述某些理论和方法,教师需要查阅大量国内外文献资料,阅读本学科的外文书籍,以便全面理解和掌握本学科系统的理论体系,并力求做到融会贯通。在这一实践过程中,教师会不断发现和提出问题并有意识地积累未知问题,从而为科研活动打下坚实的基础。
总之,大学教师既要承担教书育人的工作,还要承担一定的科研任务。通过上述探讨,已不需要深入剖析教学和科研孰重孰轻的问题,而应该认真处理好教学与科研的关系,在科学研究中开展教学活动,教学出题,科研求解,以科研成果支持教学改革,让教学与科研互动,使教研互促、教研相长,这对于教师本身以及学生来讲都具有极其重要的意义。
参考文献:
[1]施维成.教学与科研之间对立统一关系的思考与体会[J].常州工学院学报,2010,23(1):77-79.
[2]季宇.科研促进教学的认识与实践[J].辽宁教育研究,2008,
(5):75-76.
[3]汪增相.大学教师重科研轻教学的原因及对策[J].管理学刊,
2010,23(5):83-85.
[4]关辉.论大学教学科研协调发展的困境与出路[J].辽宁教育研究,2007,(12):35-37.
[5]范永丽.教研与科研“携手”打造名师名牌学校[J].教育理论与实践,2005,25(7):3-4.
[6]刘广青,李文中,刘传宇.研究型大学科研创新团队建设模式和评价体系研究[J].中国高校师资研究,2010,(5):37-41.
[7]赵雄燕,肖继君,马劲松,等.论高校科研对教学的提升作用[J].河北化工,2010,33(12):76-77.
[8]卜迟武,杨绮云,徐克非,等.结合科研项目 提高实验教学质量[J].实验室研究与探索,2010,29(7):270-271.
我校光信息科学与技术专业历史悠久、办学基础好、生源质量高、专业方向应用性强。为适应国家对激光科学与技术及光信息技术高素质人才的需求,发挥我校光信息科学与技术专业应用性强的优势,围绕“特色教育,服务社会”的宗旨,2009年申报成功了光信息科学与技术国家第一类特色专业,目标是建设一个以激光科学与技术和光信息技术两个专业方向为优势方向,特色鲜明的名牌专业,使之在培养质量方面达到或接近国内一流水平。在专业边缘领域,大胆开拓,不断扩展研究内容,使该专业成为国内激光科学与技术和光信息技术方向高级人才的培养基地,满足社会发展需要,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。电动力学作为该专业重要的一门专业基础课程,需进行教学内容和教学方式的改革,以适应特色专业的建设和培养高质量毕业生要求。
二、电动力学课程教学现状及课程特点
电动力学课程内容,对大多数学生来说感觉到比较难学。原因是知识点较多,抽象难懂。数学推导复杂,要求有较强的数理基础。虽然有些电动力学问题接近实际,比如波导问题、天线问题,但学生要理解和解决这些问题,需要一定的过程,由于上述问题的存在,使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门;上课听讲似懂非懂,下课做题无从下手。并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率。同时,现代大学生与80年代大学生比,缺乏主动思考意识和能力,都严重影响电动力学课程的教学效果。
三、教学改革设想及实施
其实,早在上世纪70年代,王式民就开始从事多相流测试方面的研究。1982年作为高级访问学者赴美国密西西比大学进修激光光学测量技术,1995年赴俄罗斯科学院合作研究高温气固两相流测试技术,为其后来在多相流测量领域紧随国际研究奠定了基础。
在从事气固二相流研究过程中,王式民发现激光测量理论和技术与其有密切关系,他使激光和近代光学技术在更大的范围上应用到测量技术中,尤其是在激光颗粒散射理论和测试技术、激光光谱测量燃烧烟气组分等技术方面,取得了重大进展。他在《光学分层热成像法重建火焰三堆温度场分布的研究》一文,提出测量火焰三堆温度场分布的新方法――光学分层成像法,用一个固定位置的光学镜头实现了三维成像的方法,引起各个研究领域的注意,尤其在生物样本的三维成像中得到应用。
王式民在燃煤磁流体发电温度测量研究中,采用辐射吸收法。这其实质是一种推广的谱线发转法,用来测量磁流体发电的火焰温度,可以使测试系统不干扰燃烧场、可以用温度较低的光源,并且在较短的时间内得到测量值。它弥补了曾广泛采用的光学测量法的不足,开创了一种新型测量方式。他的这项研究被列入国家863项目,获得国家科研项目的支持。
他和同行促成东南大学建成一套多相流特种参数在线测试综合测量试验台。王式民教授已经是国内气固二相流测量研究学界的重要代表。
中国在多相流测试方面的研究一直落后于国际研究,努力加强与国际同行的交流以提高研究水平,成为业内研究者的共识。为了能更好地了解和学习国际先进理论,王式民曾出访日本,芬兰,德国,法国,意大利,韩国,英国及香港,澳门等进行学术交流和合作研究,与法国,日本,英国,德国多所大学和研究机构有密切的合作关系。曾多次被邀请在国际国内学术会议上做大会邀请报告,也曾被邀请在英国Teesside University,香港科技大学,法国Poitiers大学,芬兰Helsinki University of Technology等举办学术讲座。
从1995年开始,东南大学与中国计量测试学会联合日本多相流学会等国际学术组织发起创办国际多相流测试会议,为我国学者了解国际学术动态提供了重要交流平台。作为多相流测量技术的研究专家,王式民曾作为会议主席主持了第四届和第五届国际多相流测试技术会议。
0.引言
传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。因此太阳能光伏发电系统是一个重要的发展方向;但对于某一个固定地点的太阳能光伏光热系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,阳光日照角度时刻都在变化,如果光伏组件能够时刻正对太阳,效率才会达到最佳状态,所以需要太阳能电站自动跟踪式控制系统来完成。
太阳能自动跟踪电站精度的测试是繁琐的,如何高效、简便的测试太阳能自动跟踪电站精度,是每个太阳能自动跟踪电站使用者正在探索的。而本文论述的一种太阳能自动跟踪电站精度测试仪设计,则解决了这个问题,从而简便、准确的测试电站跟踪精度。
1.太阳能自动跟踪电站精度测试仪的工作原理
图1
太阳能自动跟踪电站精度测试仪是根据投影原理工作的,如图1,上下小孔的直径大小是一直的,根据上下间距H的距离,当上孔的投影D与下孔边缘相切时,就可以推算出偏差角度α的数值。这种方法简单方便,对于精度一目了然,增加了太阳能工作站精度测量的操作性和实用性,提高了跟踪精度测量的工作效率。
2.太阳能自动跟踪电站精度测试仪的结构设计
图2
如图2,太阳能自动跟踪电站精度测试仪具有上透光板,下投影板,四个支柱。上透光板设有大小不等的20个透光孔,下投影板设有与上透光板中透光孔位置相同大小相等的一一对应的20个透光孔。将精度测试仪垂直安装在跟踪电站表面,根据太阳光投影原理特性,依据上透光板、下投影板之间的距离,当光通过上透光板一个光孔透过时,会在上透光板产生投影。当上透光板对应的下投影板光孔周围没有投影,说明太阳光垂直从上透光板与下投影板穿过,此时太阳能自动跟踪电站跟踪精度为0度,如果上透光板0.1度光孔的投影与下投影板0.1度光孔相切,说明此时太阳能自动跟踪电站跟踪偏差角度为0.1度。依次类推,其他精度的测量只要跟据相应上透光板光孔与下投影板光孔的投影情况,便可准确读出。
假设上透光板,下投影板距离为200mm,透光孔直径与测量偏差角度对应如下:
3.结论
按此方法设计的太阳能自动跟踪电站精度测试仪,与昂贵的CDD光检测设备比较,不但价格低廉,不需要复杂的调试,操作简单,一目了然,测量准确,适合大范围使用。
【参考文献】
[1]蒋新胜.探测传感器在视景系统的应用[D].南京:理工大学工程兵工程学院,2000.
[2]陈维,李戬洪.太阳能利用中的跟踪控制方式的研究[J].能源工程,2003,(3),18-21.
[3]宋开峰.新型太阳跟踪装置机构的研究[D].[硕士学位论文].天津:河北工业大学,2004(1).
[4]赵争鸣,刘建政,孙晓英等. 太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2005.
梅花香自苦寒来
蔡继业教授1944年出生于上海市崇明县庙镇一个农民家庭,小时候生活相当贫困,在地处庙镇的崇西中学读书期间,每天放学回家要帮家里干活,晚上只能在黄豆大煤油灯光下学习,每年的寒暑假加上农忙假,有四个月的时间全天干农活,在这样艰苦的条件下,蔡继业于1962年考上北京大学物理系。父母咬紧牙关跟周围邻居七拼八凑借了钱,他才能坐上68小时的慢车去北京。那是他第一次出远门,不会说普通话,因没钱买鞋而经常打赤脚,学习上也面临着听不懂普通话、与来自全国重点中学的尖子生有相当大的差距,一直到二年级下学期才翻过身来。
1968年,蔡继业毕业,他同届的毕业生几乎都上山下乡,他也被发配至黑龙江第四建筑公司,种过菜、烧过砖,当过混凝土工、钢筋工等。一年后,他成为了一名电焊技术员,两年后当了工长。起早贪黑的劳作并没有磨损蔡继业的科学精神,他设计制作了十吨龙门吊车,带领170多名工人,完成了在当时堪称亚洲最大的大庆化肥厂的60×120平方米落地拱钢机构工程。
1978年,当年上山下乡的人们终于归队,蔡继业也调进了中国科学院安徽光机所,开始做科研工作。1982年,他通过了竞争激烈的EPT考试,获得了到美国哥伦比亚大学化学系公费留学2年的机会。
经年科研结硕果
蔡继业到哥伦比亚大学后,进入哥伦比亚辐射实验室(Columbia Radiation Laboratory)做研究工作,该实验室先后出过7个诺贝尔奖获得者,这里也是发明激光的地方。蔡继业的导师是该实验室的主任乔治・弗林(George Flynn),当时的科研任务是用二极管激光探测法研究CO2分子内振动能量转移,蔡继业与吉姆奥尼尔用快速H原子碰撞CO2分子,首次得到了三原子分子的振动、转动分辨的结果。从此,蔡继业教授开始了他从激光化学到生物纳米技术的漫漫科研路。
在斯坦福大学化学系作为高级访问学者工作期间,斯坦福大学化学实验室负责人理查德・泽尔教授(Richard Zare曾任美国科学委员会主席)安排蔡继业与考斯塔斯一起做碰撞参量对化学反应影响的实验,该实验用交叉分子束加上两个激光器,来选择激发和探测不同平动速度和不同碰撞参量碰撞后,Ba和HI的态-态反应。两个激光器采用了光学-光学双共振加上选择探测激光诱导荧光的方法,才能得到碰撞参量与反应几率的关系。该实验被美国著名报纸《基督教科学箴言报》(The Christian Science Monitor)称为物化领域“有史以来最复杂的实验”,每次实验都要连续工作36个小时,还要保持清醒的头脑做正确的测量,这对人的神经是一个不小的挑战。
迄今,蔡继业与同事已在国际、国内的刊物和学术会议上发表了200多篇论文,五项专利和一本专著(《激光与化学动力学》)。并应邀在斯坦福大学、哥伦比亚大学、UWO大学、香港大学、北京大学、复旦大学、中国科技大学等十多所国内外大学作学术报告。在SCI上已查到他的六篇论文被哥伦比亚大学、西北大学、康奈尔大学、阿岗国家实验室等几十个研究单位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等国际核心刊物上引用了86次,作为激光化学前沿的重要成果或理论计算的依据被引用。
在生物纳米技术方面,蔡继业教授和他的团队研究了标记的免疫分子的结构与自组装,红细胞对抗体的识别,干细胞的定向分化,首次实现了用量子点标记的细胞表面特异性分子的原位单分子探测等。近5年来,蔡继业教授在国内外刊物上90多篇,已授权发明专利3项,已申报发明专利4项。蔡继业教授目前还负责国家973重大项目子课题――抗体抗原复合物的分子分布特征及功能识别基础,也主持过多个国家自然科学基金项目和一些省部级以上的项目。
春雨润物细无声
目前,暨南大学为蔡继业教授配置了价值25万美元的近场光学显微镜和原子力显微镜,提供了300平方米的实验室,包括3名教授,4名副教授,1名在站博士后和10多名博士硕士生。他正在利用近场光学显微镜和原子力显微镜等先进仪器,进行单个分子的探测和单个细胞的超微结构的研究。同时,他也用他的研究成果回报学校,用他严谨的科学精神和多年的科研经验,担起了培养下一代科学人才的重任。
多年来,蔡继业教授还担任暨南大学生命科学技术学院的从本科到博士教学工作,曾任生科院副院长。他不仅在生物纳米技术的研究工作中取得了可喜成绩,还投入了大量的时间和精力在培养青年学科人才的教育工作上。他兢兢业业,进取创新,发表过多篇本科教育论文。他在论文中表明了自己对本科教育的独到见解,对教学方式也有自己的研究。