前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的现代光学技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词 远程教育;基于WWW;远程教学支撑系统;同步多媒体
Abstract The Techniques and Methods of Distance Learning for Teachers in Guangdong Province are introduced in this paper. Development of distance learning in China is a new type of topic. The Technique presented in this paper is a model of constructing cyber university and distance education.
Key words Distance learning; Based WWW; Distance learning support system; Synchronizing multimedia
一、简介
当今世界,科学技术突飞猛进,知识经济初见端倪,世界范围内的经济、科技及综合国力的竞争日趋激烈。进入数字化、信息化时代的二十一世纪,人们对教育的需求日益增加。现代远程教育是利用计算机技术、网络技术、多媒体技术等现代信息技术手段开展起来的新型教育模式,将最大限度利用现有教育资源,是实现高等教育的大众化、现代化、终生化和国际化的新型教育形式和必然途径。 运用现代远程教育开展中小学教师继续教育,可以打破时空的限制,随时随地学习;能创造出一个信息化的学习环境,有利于提高学习质量;可以送教上门;让人人享有教育;能克服人多、地广等客观条件的限制,能解决工学矛盾;可以请最好的教师,运用最好的教材进行教学,提高教学质量;可以使广大中小学教师接受高水平的教育和培训。
二、目标、任务、主要内容及技术路线
广东省建设教育强省的宏伟目标对我校为基础教育服务提出了更高的要求。实现建设教育强省的宏伟目标,关键在师资;尤其是基础教育的发展和提高关键在于师资的数量和质量。省委、省政府要求到2001年,在充实中小学教师缺额的同时,使98%以上的小学教师,95%以上的初中教师、70%以上的高中教师和60%以上的职业中学、技工学校教师达到国家规定的学历标准或任职标准。因此,利用现代远程教育具有办学开放性的特点,打破传统的、封闭的办学模式,可以在任何时间、任何地点、学习任何由优秀教师开设的课程,有助于建立起一种满足终身学习要求的教育保障体系,有助于普遍提高教育质量和师资水平,实现教育现代化,使广东成为教育强省。
1、目标和基本思路
广东省开展中小学教师继续教育远程教育的基本思路是:以珠江三角洲教育现代化为龙头,以广州、深圳、珠海大中城市为先导,逐步向东西两翼和山区腹地分层次推进。到2002年,远程教育覆盖面达广州、深圳、珠海和珠江三角洲400多个城镇中2800所中小学。到2004年,现代远程教育辐射全省5000所中小学。发展目标是:通过开展现代远程教育,为建设广东教育强省服务,对广东省基础教育的改革和发展产生重要作用,为国内师范院校开展远程教育探索出一条切实可行的技术路线。
2、主要任务
主要任务是:通过开展现代远程教育,为广东省教育事业特别是基础教育培养高素质的师资和各类高层次教育人才。
3、技术路线
广东省中小学教师继续教育现代远程教育采取的是基于WWW的远程教学系统和基于www光盘多媒体授课课件压缩系统相结合的技术模式。中小学教师可以在校外教学点多媒体室(校外教学点设在网络条件教好的中小学)或家庭就近上网的方式,通过互联网来访问和学习;同时在校外教学点多媒体室或家庭本机操作,学习压缩在光盘中的多媒体授课课件。该技术模式可以分为五大模块:
(1)基于WWW的远程教育系统
基于WWW的远程教育系统提出了一个 基于Internet的网上虚拟集成学习环境。AnswerWeb系统、Web远程测试系统、Web远程交流环境、多媒体作业系统以及基于Web的网络大学管理系统。
AnswerWeb系统----在一般学习过程中,提问与回答是提高学习效率的关键。而通常在一个领域的知识学习过程中,不同学生的问题往往具有相似性。另外,对学生所提的问题加以汇总和分析可以总结出教师在教学过程中的得失,作为反馈可以使教师能够及时高效地调整教学方法,从而大大缩短了经验教师的培养周期。
AnswerWeb即是在这样的背景下提出的基于 Web的网络自动答疑系统。通过关键字匹配、 搜索算法,和问题勾连技术,可以使学生在学习中快速得到问题的解答。系统提供问题分析功能,以使教师充分利用学生的问题资源,从而提高教学质量
Web远程测试系统----基于Web的测试系统支持学生入网测试。学生只要接入Internet,可以从在何地点进行实时考试,考试完毕后立即可以得 到成绩,同时教师可以立即统计、分析该次网上考试的学生成绩以评价学生的学习情况,以及试卷的难易程度。本系统实时纪录考生的考试状态,若考生因网络失败而导致考试的异常中断,其可以在下次登录到系统中时,自动恢复到上次考试的中断点。
Web远程交流环境----远程交流环境提供了一个基于Web的,异地师生交流的场所多媒体作业系统----多媒体作业系统为学生和教师提供了一个基于 Internet的作业、作业完成和提交的环境。 教师可以通过网络将预先编辑好的基于各种媒体的作业 ------ 文本、图片和语音,在 Web中。同时分散在各地的学生可以通过 Internet 浏览教师的作业,并可以利用本系统完成并提交作业。
基于Web的网络大学管理系统----本系统综合管理虚拟大学的教师、学生以及各类课程的信息。提供学员注册、课程安排、分数查询和交费情况等信息。
(2)基于光盘的多媒体课件压缩系统
该系统利用最先进的多媒体压缩技术把老师授课过程具有文字、图片、音频和视频的多媒体课件压缩在光盘上,然后邮寄给校外教学点,安装在多媒体室的服务器上(网络条件较好的校外教学点可以直接通过网络线路下载多媒体课件),也可以直接邮寄给校外学生。学生在本机的多媒体环境下学习,根据教学计划来安排自己的学习进度。
(3)远程教学综合信息库
教学资源库包含教育信息本地化、教学素材、教学课件、教学案例、习题库、实习软件工具库等。
(4)网络课程建设
中学教师继续教育数学学科核心课程6 门
数学教学设计
高中数学教学疑难问题研究
数学教育比较与研究
数学方法论
国内外数学教改动态
现代教育技术在中学数学教学中的应用案例分析
中学教师继续教育化学学科核心课程5 门
化学习题教学研究
化学竞赛指导
日用化学选讲
新材料、新能源专题
现代教育技术在化学教学中的应用案例分析
中学教师继续教育英语学科核心课程5 门
听说能力训练专题研究
阅读与写作能力培养
英语视、听、说
目前,各中等职业学校应广泛开展课程改革,建立具有本地特色的中职教育课程新体系,提高教育教学质量和水平。本项目目的在于通过调研,对比“双厂双师”现代学徒制与本地区企业生产中的需求的适应程度,从而明确“双厂双师”现代学徒制是否更能与实际企业生产相适应。
第二部分 基础调研内容与分析
一、调研方法和对象
调研主要采取问卷法、访谈法、毕业生反馈法、现场考察法、文献法等方法。
参与调研的单位有上汽通用五菱汽车有限责任公司等10家不同类型的汽车相关行业企业。
二、调研内容
了解企业的企业岗位设置情况、行业人才现状和需求情况,明确专业岗位对毕业生的职业素质和能力要求,从而判断“双岗双师”现代学徒制教学模式是否适应本地区行业企业需求。
三、调研数据及分析
(一)汽车类企业岗位设置情况
其主要就业岗位群包括:汽车销售顾问、机电维修工、钣金工、喷漆工、前台接待、配件仓管员和其他与汽车相关的岗位。
(二)汽车行业人才需求及中职毕业生就业岗位群情况
经过调研问卷数据统计与分析,结果表明,中职毕业生在4S店中数量较少,比例相对偏低,大部分汽修专业中职毕业生集中在汽车制造厂一线岗位、汽车维修厂和汽车美容店就业。
(三)汽车类企业常见岗位对员工的职业能力要求及素质
(四)广西中职汽车运用与维修专业对应的职业岗位分析
从调查结果看,各就业岗位对从业人员相关技能的熟练程度都有较高的要求,这些技能往往是要在实际工作中才能逐渐掌握并熟练运用。一些职业素养如团队协作意识、吃苦耐劳勤劳踏实等素养,更是要在实际工作中才能逐渐提高。
(五)广西汽车运用与维修专业人才招聘渠道分析
目前,用人单位招聘人才大多数仍以相互介绍为主,市场招聘为辅的模式。中、小型的综合汽车维修厂中,这一情况更为普遍。其原因并非企业不愿意招聘学校应届毕业生,而是因为应届毕业生知识并不扎实,对于维修所需的技能并不能熟练掌握。可见当前中职应届毕业生的专业技能和职业素养并不能达到企业生产的要求。
(六)广西中职汽车运用与维修专业现状
从调查的情况看,中职学校教学模式和方法总体仍不尽合理,并未很好地针对中职学生的特点,一些学校仍然采用老旧的专业体系课堂教学模式,作为基础较差的中职生,勉强要求其掌握不切实际。但从各学校的计划来看,这一情况正在改变。
(七)现代学徒制与企业实际需求的适应情况
在调研中,也发现有部分大型综合汽修厂、4S店也摸索出了一套比较先进的校企合作模式。以一汽大广西弘捷4S店为例,企业学校合作,每年从学校招聘数名优秀的毕业实习生,经过实习选拔,最终选定其中最优秀的毕业生转正。这样就保证了企业所招聘到的员工的素质,同时减少了企业的开支。近年来,校企双方开始有意或无意地运用现代学徒制理论指导教学和就业,学生在校期间除了一般性的学习,还得到了大量的实际工作经验。可见现代学徒制更能适应当前区域经济的发展和本地汽车相关企业的人才培养需求。
第三部分 结论和建议
一、调研结论
根据调研,“双厂双师”现代学徒制采取企业、行业专家参与的方式,在实践中确定该专业的主要核心课程及有针对性的教学方法。充分考虑到中职学生多为理论基础薄弱、动手能力强的特点,更侧重于技能训练,学生轻松、老师省心,企业欢迎,相较而言,更能适应本区域企业人才需求现状。
《工程光学》是我校机电与信息工程学院测控技术与仪器专业单独开设的一门专业基础课。该专业主要研究信息的获取和处理,以及对相关要素进行控制的理论与技术;是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。
《工程光学》课程教学内容分为几何光学和物理光学两部分[1],其教学目的是培养学生运用相关理论分析和解决测控工程中“工程光学”问题的能力。该课程在测控技术与仪器学科中有重要地位,起承上启下的作用,是学好后续的专业课程的基础。
2.基于特色专业的教学内容的调整
2.1工程光学的基本内容
光学可分为几何光学、物理光学和量子光学。几何光学是从几个由实验得来的基本原理出发,研究光的传播问题的学科。物理光学是从光的波动性出发研究光在传播过程中所发生的现象的学科,所以也称为波动光学。量子光学是从光子的性质出发,研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。
结合测控专业的需要,在工程光学课程主要内容几何光学与物理光学两部分,让学生掌握经典光学和现代光学的基本知识。
2.2教学内容的调整
对于本科教学而言教材的选择非常重要。我们面向的教学对象是测控技术与仪器专业,测控技术发展的趋势是光、机、电、计算机一体化,光学在信息获取、传输、处理、存储等四个重要环节中占据越来越重要的位置,高精度的测控仪器设备都具有光学系统,且后续专业课程如“光电检测技术”等要求学生具备坚实的光学基础。
经过教学实践,我深感该课程教学内容分布多,涉及面广,概念多、数学推导复杂,讲解完之后学生总觉得内容稍显陈旧且难以理解,有点脱离实际[2]。我们对该教材的内容做了如下调整:结合测控专业特点,突出知识体系的重点和难点,在保证基础内容的前提下,压缩经典光学的内容,删除与普通物理学课程重复的内容[3],增加现代光学内容的同时结合矿业工程中的科技前沿。
2.1.1几何光学内容的调整
在几何光学部分,第一章中压缩几何光学基本定律的内容,以球面成像系统为重点。第二章理想光学系统是重点,第三章与第四章分别是结合实际对第二章的补充。删除教材中第五章光度学和色度学基础的部分内容,把光学量和光照度等内容结合第七章典型光学系统进行讲解。第七章补充光学系统的设计,并把现代光学系统放在课程最后重点讲解。把第六章与第八章整合。
2.2.2物理光学内容的调整
在物理光学部分,删除与普通物理重叠的第九章光的电磁理论基础,以光的干涉、光的衍射、光的偏振为教学重点,重视基本原理、定律的介绍,淡化公式推导,强调概念的物理意义及其应用。这样使学生既掌握理论的发展,了解各物理参量的影响规律,又结合工程实际,做到理论联系实际,学起来也相对轻松。例如光的衍射中,详细介绍衍射理论的发展过程,淡化公式推导,强调每一种理论的近似条件,重点介绍公式中影响衍射场上光的复振幅分布的每一项的物理意义。用圆孔衍射的结论分析光学成像系统的分辨本领,由单缝衍射引申到双缝衍射,推出多缝衍射得到光栅的衍射,如图1所示。
图1 光的衍射主要教学内容
2.2.3现代光学系统的补充
激光具有相干性好、方向性强、单色性好的特点,在测控技术及仪器中被广泛采用。重点讲解激光的传播特性,准直与聚焦的方法。补充介绍激光器的结构、种类,各类激光的特点、选用原则。介绍光电监测系统的组成及原理如图2所示[4],以红外测温仪、液压油污染颗粒光电检测系统为例,用干涉原理开发的激光测距仪;利用光栅测量原理进行开发的用于煤矿井下顶板离层及两帮变形的监测系统;光的偏振原理研制的光弹仪,等等。
图2 光电监测系统原理框图
3.教学方法和教学手段的改革
3.1编制多媒体教学课件
由于“工程光学”课程知识面广、光路图多、数学推导复杂[5],如果教师仅用传统教学方法在黑板画光路图,因图形缺乏立体感,则对一些抽象的光学名词,如渐晕光阑、入瞳与出瞳等,学生很难理解;繁琐的公式推导常使教学过程冗长、枯燥,学生失去兴趣。充分运用现代教学手段,投入了很多精力编制“工程光学”多媒体教学课件。课件重点突出、层次分明、目的明确、形象生动,使学生易于理解,强化学习效果。
3.2归纳总结与对比教学法法
在教学过程中突出重点和难点,每章结束时会对本章内容进行总结、归纳,让学生对本章有总体把握,以便学生复习。并把本章的重点和难点以选择题的方式呈现,与学生进行互动,促使学生对所学知识在系统归纳总结的基础上加以理解,培养学生独立思考和分析问题的能力。
关键词:形象化教学;光学;多媒体;教学改革
作者简介:孙婷婷(1981-),女,山东淄博人,南京信息工程大学物理与光电工程学院应用物理系,讲师。(江苏 南京 210044)
基金项目:本文系南京信息工程大学八期教改项目(项目编号:11JY053)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)04-0078-02
光学是一门古老的学科,与人类文明的发展息息相关。随着20世纪激光器的诞生,光学学科焕发了新的生命力,出现了许多以激光为基础的现代光学分支和交叉学科,其内容和方法已经渗透到现代科技的各个领域。作为光信息科学与技术专业、应用物理学专业的核心基础专业课程,“光学”课程定位于帮助学生奠定坚实的专业基础知识,学习并建立科学的思想方法。鉴于光学课程的重要地位,教育工作者应当不断探索符合学科发展、适合人才培养需求的教学方式。为了提高学生的学习效果,激发学生学习的主动性,笔者结合科研工作中的体会和教学过程中的实践,对光学课程的形象化教学方法进行了讨论。
所谓形象化教学法,指用日常熟悉的、简单的、容易理解的现象解释陌生的、复杂的、抽象的、不易理解的概念,或应用视频形象化地将复杂的工作过程和抽象的概念展示出来。形象化教学是直观性教学原则的具体体现,是各级学校各门课程都适用的一种重要教学手段。[1]对于“光学”课程而言,其本质上是一门实验科学。无论是从几何光学成像系统到光的干涉、衍射现象,还是从经典光学发展到现代光学,其中都包含了大量的理论和实验内容。而且,这些理论和实验联系紧密,绝大多数理论直接来自于实验又应用于科学实践。[2]因此,从“光学”课程的实验性特点出发,改革现有光学课程传授式教学为主的现状,在课程教学中加大形象化教学的比重,是各高校光学教学方法改革的重点之一。
如何在“光学”课程中贯彻形象化教学方法,使学生在进行抽象的逻辑思维同时建立形象化思维,增加学生对课程的理解和认识?笔者从以下几个方面对此进行了总结。
一、积累教学片段,用生活化语言将抽象问题形象化
教学片断是教师在长期的教学实践中总结出的富有代表性的教学材料,它可以是一个类比,一个生活事件,一个故事等。[3]在教学活动中,对于一些比较抽象的概念和规律,采用常规教学方法难以使学生理解和掌握。如果教师能够恰当地利用生活实践中贴切的比喻和类比,使得抽象的概念具体化、形象化,则可以达到化繁为简、事半功倍的效果,同时还可以启发学生积极思考,锻炼学生的形象思维能力,从而提高课堂教学效果。例如,在讲述光的横波特性时涉及到“横波”和“纵波”的定义,如果教师只按照课本上“纵波振动与传播方向一致,横波振动方向与传播方向垂直”的解释一带而过,并不能给学生留下很深的印象。笔者在教学过程也有所体会,很多学生只记住光是横波的结论,至于什么是横波却解释不清楚。在此,可以引入“取一根软绳,一端固定在墙上,手持另一端上下抖动,就在软绳上形成一列横波”的例子说明什么是横波,再引入“取一条软弹簧,沿弹簧长度方向前后推动,则在弹簧上形成一列纵波”的例子,形象化总结纵波的特点。
通过形象化的说明,可以使学生更直观地理解两个概念的特点,加强记忆。但是,应用生活化的比喻和类比,并不是以浅显的道理代替较深的理论,而是要求教师紧密结合教材内容,根据具体情况,做到言之有理,言之有据。还是针对上面的例子,虽然形象化的类比可以使学生快速领悟“横波”和“纵波”的特点,但是从科学严谨性出发,光波是电磁波,与类比中的机械波既有相同又有区别。因此,在学生领悟到所传递的信息之后,还应当对电磁波和机械波的异同加以比较,既保证了知识的科学性、完整性,又巩固了之前力学课程的知识点。
二、带实验进课堂,利用演示教具实现教学形象化
实验是科学研究的一个重要方法和手段,也是理工科教学的重要内容。虽然大多数院校都开设了基础光学实验课,但是在时间安排上往往与理论课程不同步,造成了实验和理论的脱节。学生不仅对基于实验的理论难以理解,而且所学理论也不能很好地应用于实际。因此,在“光学”课程教学过程中,在学时条件允许下适当增加随堂演示实验,既可以提高学生的学习兴趣、启发学生积极思维,又可以增强学生对概念和规律的理解。得益于网络技术的发展,笔者观看了美国麻省理工学院理工科部分开放课程,印象极深的一点就是实验进课堂教学。教授在讲完物理定律和概念之后,会配合课堂演示实验证明理论的正确,并且在每次课结束之前,还会安排一个与当堂知识相关的趣味实验,让学生思考观察到的现象,巩固所学的知识。值得一提的是,大多数演示实验都是教授自行设计,所用道具和演示并不复杂,无需占用太多时间,却收到非常好的教学效果。麻省理工学院的课堂教学安排值得我们在“光学”教学中学习和借鉴,当然,这也对教师的综合素质提出了更高要求。
三、发挥多媒体优越性,动态演示实验现象
由于计算机和网络的敏捷发展,多媒体技术在教育领域得到了普遍的使用。多媒体集文字、图形、动画于一身,可以直观、动态地演示物理实验现象,充分调动了学生的积极性,为学生的学习和发展提供形势多样的学习环境。对于“光学”课程中仪器复杂或不易观察现象的实验,采用多媒体教学展示可以节约教师板书时间,清晰再现物理图像,提高教学效率。例如,在光的波动性教学中,对于单缝衍射实验,本身对实验条件的要求就较高,因此在课堂上直接进行演示不切实际。教师可以用视频为学生播放实验录像,并用课件绘制实验装置,结合板书进行理论分析。从推导的公式可知,单缝衍射的图样受波长、缝宽等因素的影响,观察屏上的衍射图样会随着实验条件的变化而不断改变,这与观察到的实验现象是一致的。利用多媒体课件进行动态演示,可以用实验结果帮助学生理解相关的理论推导,弥补了传统板书教学的不足,增大课堂的信息量。
四、利用仿真软件构建虚拟实验室,将抽象理论直观化
培养具有科技创新能力的人才是教育改革关注的重点,加强专业基础课程和适时引入科学前沿对创新人才的培养具有重要意义。对于“光学”课程的建设,各级各类院校积极推进教学内容的改革,在强调经典光学的基础上,加大现代光学和光学前沿科技的比重,如激光技术、光纤通信技术、光电子技术等。由于现代光学内容涵盖广泛且涉及到学科交叉,对于背景知识不足的学生来讲,很多抽象的概念和原理难以理解。受经费等条件的限制,大部分高校并没有能力开设与前沿技术配套的实验课程。
针对上述问题,有高校提出利用软件仿真构建光学虚拟实验室的方案。[4]通过虚拟实验,既可以使学生了解和掌握复杂光学器件工作原理,又节省了设备运行经费。很多功能强大的工程软件已经被应用到光学教学中,如MATLAB、Mathematic、光学设计软件Zemax、光学仿真软件Tracepro、BeamPROP等,不仅能够通过直观、形象的界面激发学生的兴趣,还能够拓展学生的技能和知识面。
参考同行经验,笔者所在学校在推行光学课程改革建设的过程中,增设上机实践课程,让学生在虚拟实验环境中了解光学器件在光纤通信、传感和信息处理等领域的应用。例如,利用有限元分析软件COMSOL的射频模块,可以模拟阶跃光纤截面的模场分布,形象地展示光纤参数的改变对模场分布的影响(见图1)。再如,用BeamPROP软件绘制两根平行直波导构成的耦合器,当光从一根波导入射时,利用软件模拟光在两波导之间的耦合过程,得到出射端两波导的透射功率。然后改变入射波长、波导间距等参数,让学生观察总结出射端光功率的变化规律(见图2)。结合模拟结果,教师进而阐述光纤耦合器、波分复用器等器件的工作原理,这样学生理解起来要容易得多。调查显示,自该课程开设以来,学生对光学课程的兴趣和学习积极性都有所提高。
五、开展现代光学知识讲座,增加学生感性认识
虽然在推行“光学”课程教学改革中,已经加大现代光学内容的比重,但是受课程学时的限制,系统详细地讲解现代光学内容是不现实的,因此只能对很多概念和原理做简单口授,无法利用形象化教学手段展开阐述。对此,笔者认为可以通过在课余时间开展现代光学知识讲座、建立讨论小组等形式作为有益补充。例如,传统光学课程里对于光栅的讲解,一般都安排在光的衍射部分,并局限于对强度调制的二维平面透射光栅进行讨论。学完这一部分后,很多学生对光栅的认识仅停留在这个阶段。但是在实际中,其他类型的光栅表现出了更高的应用价值。比如光栅光纤传感技术,由于其良好的检测精度和线形响应,在多领域得到了广泛的实际应用,是当前的研究热点之一。在完成课堂教学任务之后,可以在课绕光纤光栅的主题开设讲座介绍光栅光纤的成栅机制、制作工艺,光纤光栅传感的原理和技术、传感网络的实现与解调等。在讲座中,可以采用图像、影音等直观方式向学生传递信息,增强学生的感性认识,使得其知识体系更为完整。将抽象的理论和生活实践联系起来,有助于开阔学生的视野,也帮助学生未来更好地面对就业挑战。
六、总结
综上所述,在光学课程中应用形象化教学方法,可以帮助学生更牢固、更直观地理解并记忆理论知识,也可以帮助学生将理论和实践有机地结合起来,建立一种形象和逻辑相结合的思维方式。从实际教学效果来看,学生对光学课程的学习兴趣明显提高,对知识的理解也更为深入。
参考文献:
[1]姜海丽,孙秋华.小议大学物理形象化教学[J].今日科苑,2007,(10):256.
[2]孙伟民.形象化教学在光学中的尝试[J].物理与工程,2003,13(6):38-40.
关键词光学;教学;改革
光学课程是物理学专业最重要的基础课程之一,同时也是现代科学技术迅速发展、崛起的重要支柱。以激光为基础的现代光学的知识,已经渗透到日常生活中的众多领域,在工业、农业、交通、能源、医药、信息等领域发挥着越来越重要的作用。光学作为基础性学科具有很强的学术性,同时,光学课程的知识覆盖面广,应用性和可操作性也较强,它能够较好地锻炼学生的思维能力及理论与实际相结合的能力。而在传统的光学课程教学中,存在着重理论轻实践,理论与实际相脱离,缺乏创新,无法适应社会及专业领域的需求等问题。如何培养不仅具有扎实理论基础,还具备较强工程应用能力的光学类技术人才,是我们教学改革研究的重点问题。
1光学课程教学现状
光学课程教学大纲计划68学时,教材内容分为干涉、衍射、几何光学、光学仪器、偏振及现代光学部分[1-3],内容繁多,教学任务较重。因此,光学一直是一门教师难教、学生难学的课程。在教学过程中,通常更加强调基础知识的理论性,而对知识的应用性和工程性关注偏少,理论联系实际显得不足,教学中不自觉地存在“重理论和基础,轻工程和应用”的倾向,淡化了光学类课程本身拥有的强烈应用和工程背景特性。另外,学生在大学阶段参与实习实践、接触实际工程问题和公司企业的机会偏少,教学与光学元器件的工程设计及公司企业的要求联系还不够,存在明显脱节现象。目前教学中教师的主导地位强,而学生的主体地位偏弱;第一课堂强,第二课堂弱;体现学生结合课本知识在“做中学”并培养自身实践精神、工程意识和创新能力的活动空间不够。
2光学课程改革的思考
光学课程有其自身的特点,与力学、热学等学科之间的联系不太紧密,自身的知识体系比较繁杂。在具体的教学改革与实践中,主要从教学内容、教学方法、考核方式等几个方面着手。
2.1教学内容
在教学内容上,首先要优选教材,认真制订教学计划。教学中,既要注重讲解光学课程中最基本的概念、理论,夯实学生的基础知识,提高学生的理论水平,又要加强现代光学基础的教学,增加一些现代光学的前沿知识,了解光学发展的最新动态,引导学生不断拓宽视野,激发学生的创新意识和科学探索精神,培养学生的科学素养。例如,在讲解几何光学及光学仪器知识时,可以介绍海市蜃楼、扫描隧道显微镜。在讲解光的干涉时,可以介绍相干探测技术、全息照相、光学薄膜等。在讲解偏振现象时,可以介绍3D电影及偏振雷达探测技术等。让学生体会光学知识在日常生活中应用、发展及科学前景。另外,针对相关科学前沿知识,开展一些专题讲座,让同学们更深入地理解光学科技的发展,同时强化了基础知识的学习。或让学生课外查阅相关文献,提高学生学习兴趣,激发学生探索欲望。积极搜集光学在日常生活中应用的实例,引导学生运用已学相关理论知识,解释日常生活中的光学现象,真正实现从生活走向物理,从物理走向社会。
2.2教学方法
在教学方法上,要注重重点、难点的理解和掌握,注重分析思路和处理问题的方法。积极引导学生理论联系实际,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。为了能够在有限学时内,尽可能多地讲解现代光学的内容,可以在课前布置相关的预习作业,既能节约课堂基础教学的时间,又能锻炼同学们的自学能力。在教学中,要求学生上课主动提问,培养学生自学及发现、解决问题的能力[4]。教学中针对相关课题让学生参与讨论,在讨论的过程中更透彻理解相关理论,并了解其应用,变被动学习为主动探索。在传统的理论教学基础上,尽可能多地增加实践教学的环节,改变教学观念,以任务为驱动,明确从理论到实践的具体操作过程,培养学生工程实践的能力[5]。实践教学中要求学生进行文献调研、撰写小论文及动手制作相关光学仪器,解决一定难度的实际问题、培养自身创新精神、科研意识和综合能力与素质。例如,我们在教学中将学生分组,动手制作简单光学器件,如望远镜、放大镜等,有效地激发了学生的学习兴趣、动手能力及团队合作的精神。科学技术的不断进步,使得教学方法的多样性成为可能。在教学中,针对光学课程本身的广泛应用性和工程背景,可以有针对性地介绍一两种国内外优秀光学设计软件,如ZEMAX、OSLO等。其中ZEMAX可进行光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射、折射、绕射等光学模型。该软件还具备对光学系统进行设计、优化、分析的功能。在光学课程第三章几何光学部分,学完基础知识后,给出一些利用设计软件进行相关光学课程中涉及的光学元器件和系统设计的典型实例,如望远镜系统设计、8倍观察镜系统设计等。同时试着让同学们分组利用该软件进行相关光学设计,从而既提高学生的学习兴趣,又有效地培养学生的工程设计能力和综合应用知识的实践能力。由于在光学课程的教学过程中,有些光学现象在日常生活中比较难于观察[6],比如干涉、衍射的现象,很多感性材料只能从课本图片中获得,比如干涉条纹、衍射条纹等。为了能够使得同学们获得较多的感性材料,我们在教学过程中,利用一些计算软件,例如Matlab,将干涉、衍射现象通过程序模拟展示出来,这样既给同学们提供了清晰的感性材料、直观的物理图像,也通过程序中相关参数的调节,让同学们更加深入地理解光学知识中的相关规律。图1为利用Matlab软件编写的分振幅干涉中牛顿环的干涉图像,图2为氢原子光栅光谱图。物理是以实验为基础的科学。在教学过程中,改变理论与实验分开进行的现状,从教师指导演示实验,转变为学生在实验室自主实验。设置相关开放性实验课题,让学生分成实验小组,将学生自己的设计思想和实验内容相结合,鼓励学生自主创新,使课堂成为师生互动的场所。这样,即有利于将枯燥、抽象的理论生动化、具体化,又有助于对基础理论的深入理解及应用,充分调动学生学习的主动性和热情,提高了教学效果。实验室也在不断完善,力争提供更好的资源,取得更好的教学效果。
2.3考核方式
教学考核中,摈弃一次考试决定最终成绩的做法,将平时课堂表现和论文及动手制作部分纳入最后成绩测评,关注学生学习过程而非单一的最后考试结果。充分利用学院网络资源,建立网上习题库,建立有特色的个人主页,并通过此与学生进行定期的网上交流及作业的布置和批改。网上交流的方式可以更有效地与学生沟通,实时解决学生提出的相关问题,提高了学生学习的效率。
3结语
伴随着科技的快速进步,物理教学的手段也正在不断更新。如何培养适应新时展的光学专业人才,是我们教学改革的目标和方向。通过以上教学改革的探讨和在实际教学过程中的运用,使得教学活动充满了活力,极大地调动了学生学习的兴趣和探索的欲望,培养了学生自己动手实践的能力及团队合作的精神,大大提高了教学效果。
参考文献
[1]姚启钧.光学教程[M].北京:高等教育出版社,1993.
[2]赵凯华.新概念物理教程:光学[M].北京:高等教育出版社,2011.
[3]郭光灿,吴强.光学[M].合肥:中国科技大学出版社,2003.
[4]许晓赋,廖珊珊,高忠坚.《光学设计》课程教学模式的探索与实践[J].福建教育学院学报,2014(4):69-71.
[5]陈传盛,陈曙光,李富进.培养大学生科技创新能力的课堂教学改革实践[J].教育教学论坛,2014(4):51-52.
【关键词】 高职教育;工程光学;教学改革;考核方式
【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)33-0-02
武汉软件工程职业学院激光加工技术专业是国家骨干高职院校的重点建设专业,《工程光学》作为该专业的一门专业基础课程,掌握好这门课程的基础知识和实践技能,对学生后续课程的学习和未来的工作,将起到非常重要的作用。但在这门课程的教学过程中,往往很难达到理想的教学效果,分析其主要原因有两点:一是教学内容与企业对高职学生所要掌握的基本技能有一定的差距;二是教师在教学方法和教学内容上往往沿用本科院校的教学方法。因此,加强对高职工程光学基础课程的教学研究,使之适应高职教学要求,充分调动学生的学习积极性,提高教学质量十分必要。笔者结合实际教学经验,提出从教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等几个方面进行教学构建。
一、明确培养目标
高职院校光电类专业是面向社会实际需求,培养德、智、体、美全面发展,适应生产、建设、管理和服务的第一线需要,掌握光伏太阳能、光电器件、光电仪器等方面的专业理论知识,从事光电子产品的装配、调试、检测、维护等工作的高素质技能型专门人才。
目前,高职院校在《工程光学》课程教学中普遍存在的问题是:高职《工程光学》的通用教材不够完善,很少有与实际工程问题相联系的例子[1],缺少生动性、趣味性和启发性的教学内容;在总课时的分配上,理论课时较多,实践应用课时较少;课程考核方式上,理论比重考核大而实践考核少,导致培养的学生所掌握的基本技能与企业对学生所要掌握的基本技能相差较大。因此,在教学中应重新构建如何使高职院校的工程光学课程的设置适应企业对人才的培养目标需求,如何使专业基础理论与后续课程设计衔接、过渡与铺垫,培养学生过硬基本功。
二、改革教学内容
课程教学要以培养学生的综合职业能力、创新能力和高新技术应用能力为抓手。从职业能力培养的角度来分析,确定教学的要求、突出课程的基本内容,这是对课程教学的普遍要求。而落实到《工程光学》这门课程,总体要求是掌握光学的基本概念、基本原理,使学生能根据所学的专业知识来解决工程中的一些实际问题[2]。因此,在教学内容方面笔者根据对人才培养的要求作了如下调整:
(1)重视基础知识和基本原理,适当减少繁杂的数学推导
根据学院国家骨干高职院校的建设方案,以及借鉴兄弟院校的教学经验和企业对人才的需求,完善人才培养方案,重新明确了教学内容和教学要求[3],《工程光学》属于专业基础课,高职学生一般在大一就开始了该课程的学习。因此,教师应将《工程光学》教学内容紧密、巧妙地融合于各门专业课程中,为学生后续课程的学习打下基础。在理论课程的讲授过程中,由于工程光学课程要求学生具有较扎实的高等数学知识,这恰恰是高职学生的短板。因此,在教学中保证够用的原则下,应注重基本原理、定律的复习引导,适当减少繁杂的数学推导,强调概念的物理意义及其应用,同时既要涉及到相关原理的扩展应用,又要注意把握扩展的深度,这样在学习过程中就可以做到事半功倍,学生学起来也会相对轻松。
(2)根据市场需求,调整教学内容,深化教学改革。
由于《工程光学》课程涉及的内容非常广泛,在保证系统讲授工程光学基础知识的前提下,将生产一线涉及到的新技术、新工艺、新产品、新设备等相关的研究前沿和研究成果融入课堂教学中,同时根据人才培养方案的要求,来选取不同的教学内容。如:激光加工技术专业的学生通过学习几何光学、物理光学的基础知识,光学仪器使用及调试等基本知识从而使之掌握基本光学仪器测量技术,基本光路及光学现象的分析,激光光学器件调试技能,光学零件检测、特性分析等基本技能;光电子技术专业的学生必须具备光学元件的加工与检测,光学元器件的特性分析及调试,光电子设备和精密仪器的光学成像和测量系统分析。
(3)教学内容分理论、实验、实训三大模块有序开展。
理论教学指导实验、实训教学;反过来实验教学有利于对理论知识的理解,实训教学有利于对理论知识的升华。然而传统的实验教学通常在课堂时间内安排一些验证理论知识的实验内容,较少运用理论知识去解决实际问题,而且由于受课时的限制,学生只能做事先安排好的实验,几乎没有选择的余地,这种实验教学模式不利于发挥学生的学习积极性、不利于拓宽学生的知识面、不利于培养学生的工程意识及解决实际问题的能力。结合我院实际,对工程光学课程的实验教学进行了改革,将工程光学实验设置为一门单独的实验课程,制定独立的实验教学大纲,将课程学时数提高到48学时,系统地安排实验,在实验教学内容方面本着“逐步引导、循环上升”的原则[4]开展教学,在完成教学大纲规定的教学任务之余,实验室还面向学生开放,学生不受学时限制,可根据自己的时间来预约实验时间和内容,管理员只需准备好相应的实验器材,在实验过程中出现的问题,主要依靠学生自行解决,教师进行适当的指导,这样极大的锻炼了学生解决实际问题的能力。
实训教学实行“项目型教学”,使学生真正体验“学习的内容是工作,通过工作实现学习”,采用基于工作过程的光学零件加工工艺的实训课程,《光学零件CAD与加工工艺》是一门理论与实践结合紧密的实训课程,是光电仪器设计、光电器件、光学检测技术、光通讯等专业课程的重要联接纽带,是光学工程师和光电仪器工程师所必备的专业基础知识。通过实训使真正实现教室—车间,学生—员工,教师—师傅的转变,在整个实训过程中,分综合型和设计型两部分来安排实训教学内容:
1)综合性实训是通过理论与实践相结合的方式,帮助学生深入理解课程内容。实验内容中包含了“光学零件的上盘、下盘技术”、“光学零件加工工艺流程”、“光学零件加工质量检验技术”、“光学零件的镀膜和胶合工艺”等综合实验。“光学零件的上盘、下盘技术”主要是针对光学零件生产过程中所必需的加工夹具进行设计;“光学零件加工工艺流程”要求学生掌握光学零件的粗磨成型工艺、细磨工艺、抛光工艺、定心磨边工艺和检测的全套生产流程;“光学零件加工质量检验技术”要求学生会对加工工件的表面质量检验、面形检验、棱镜的角度检验、几何尺寸的检验;“光学零件的镀膜和胶合工艺”主要训练学生掌握光学零件特种工艺中薄膜设计和按一定技术进行结合的基本能力。
2)设计性实训是结合课程教学或独立于课程教学而进行的,实训内容具有一定的综合性、探索性。要求学生根据所掌握的Zemax等相应的光学设计软件在电脑上对所设计的产品进行仿真,着重培养学生独立解决实际问题能力和创新能力。
三、改革教学方法和教学手段
教学方法的变通,有利于学生对教学内容的理解,从而提高教学效果。结合实际情况,在授课过程中主要从以下几个方面进行了教学方法和教学手段的改革。
1、利用现代化的教学手段,提高学生的学习兴趣
工程光学课程图多、知识面广、公式推导复杂且具有一定抽象性。应用多媒体课件借助颜色、图像、动画等多种技术将授课内容图文并茂的展示给学生,加深学生对课堂内容的理解,提高学生的学习兴趣,而且可以大幅度扩展授课信息量,收到事半功倍的效果。另外,精心设计的多媒体课件,包括一些典型例题、习题的讲解、现代光学的实际应用,甚至一些光学知识专题讲座,用于课堂教学,同时上传到校园网上,供学生课后学习,以适用于不同要求、不同程度学生的需要。在讲授一些抽象的知识点时,使用多媒体课件能将单调、枯燥的理论知识变为生动、形象的动态画面,易于学生理解和吸收[5];同时节约了大量的作图时间,有效提高课堂效率,从而解决了课程容量大与有限学时的矛盾。
(2)多做课堂演示实验,多设光学实验选修课程,激发学生的学习激情
课堂讲解与演示实验相结合,学生观看教师的实际操作,更有利于定理、定律的理解,有利于提高教学效果。充分利用已有的示教仪器和设备,适当增加演示实验教学。部分简单的光学演示实验可带到课堂上,对于一些比较复杂的光学仪器如迈克尔逊干涉仪等设备,可以在实验室进行理论教学,在讲到显微镜结构和物镜类型的时候,可将显微镜和物镜拿到课堂上,对着实物逐个部分讲解,再结合书上的光路图,学生就很容易记住显微镜的结构形式和性能参数。在全校大力宣传每年在武汉举办“中国光谷”光博会等重大活动,组织学生到光博会现场参观和学习,同时面向全院增设一些交叉性较强的光学实验公选课,内容向普及性、趣味性方向转移,以激发学生的学习激情。
(3)重视互动教学,创新教学模式,鼓励学生深度学习
为了提高学习效果,采用互动教学法,互动主要包括学生-老师互动、学生-学生互动、学生-内容互动等几种形式。运用互动教学能激发学生在学习上的兴趣,同时鼓励学生深度学习。结合笔者的教学经验:在讲授课程时,要在教学实施方案中设有交流、讨论专题,一般先由教师提出讨论题目、要点、阅读书目,学生可据此进行准备。讨论前可将全班同学分成几个学习小组,组内的每位同学分别承担不同的任务,通过讨论让学生交流各自的学习情况,使学生能相互启发、相互促进,从知识运作、技能训练、语言表达、归纳总结等方面得到充分的锻炼。在讨论过程中,教师可根据学生表达的不同观点,对每个小组的结果进行考评。因此,每个小组成员不但期望自己同组的同学努力,而且自己也会加倍努力,这样大大刺激了学生的学习积极性,有效地帮助师生完成教学任务,同时使师生之间、学生之间的交流更加密切,整个学习过程是通过“组内合作,组间竞争,课堂内外结合[6]”来完成。使同学思维更加活跃,培养了学生探究问题的兴趣、自学能力和独立思考的能力。
四、改革考核方式
课程考核在某种程度上具有导向作用,采取何种形式进行课程考核将关系到教学效果的好坏和教学质量的高低。根据《工程光学》课程内容特点对学生的成绩进行评定时,既要包括对基本知识掌握情况的考核,又要包括知识应用能力的考核。学生的总评成绩可由以下几部分[1]构成。
一是课堂表现和出勤情况,占15%。要求学生定期对教师所讲的教学内容进行总结,并在课堂上谈谈自己在学习中遇到的困难以及最终解决这个问题的办法。
二是知识考试,占40%。转变传统的考试观念,树立以能力测试为中心的考试制度,同时对考试命题提出较高要求,考题要能体现学生分析问题、解决问题的能力,要有利于学生发散性思维、创造性思维的培养。逐步探索多种考试方式,例如可以实行教考分离,考评主要由企业来完成等。
三是实践技能考试,占45%。实践技能主要分实验和实训两部分来进行考核,考核是对学生实践动手能力的高低进行评价,通过考核促使学生努力提高自己的实践技能。
五、结束语
工程光学课程是一门理论性和应用性较强的课程,由于现代光学学科的迅速发展,对工程光学课程的教学改革是教学发展的必然要求。实践证明,通过不断改进教学内容、教学方法对实现高职《工程光学》教学改革的总体目标和提高学生应用光学的能力很有帮助。
参考文献
[1]陈秀华.高职《电工技术》教学改革探索[J].职业技术教育.2011(17):43-45.
[2]刘登飞.高职高专工程光学课程教学改革与实践[J].教育改革.2011(8):15-16.
[3]武旭华,肖韶荣,张仙玲.“工程光学”教学改革初探与实践[J].电气电子教学学报增刊.2009(31):35-36.
[4]丁茹,李辉,赵丽,郑桐.测控专业“光学基础”课程教学改革探讨[C].天津工程师范学院学报
关键词:物理学 医学 促进
我们国家医学物理学的发展相对滞后,尤其是医学电子学的发展几乎依靠国外技术,特别是激光医学或放射医学领域。生物医学与生物工程、保健物理学与粒子物理学工程力学息息相关。可以说,物理学科的不断进步,大大提高了医学教育和临床医学的发展。
我们知道,医学物理学主要研究人体器官或人体系统运行过程的物理解释,人体组织的物理性质和物理因素对人体的作用机理,以及人体内部生物电、磁、声、光、热等物理现象的反应和物理仪器的测量技术在医疗中的应用。中国指导1986年才正式加入国际医学物理学会组织。随着计算机技术的发展,医学物理愈来愈朝着精确物理技术延伸。光学纤维技术在导管影像的医学领域的应用已为大家所熟知。可以说没有物理学就没有现代医学。那么物理学对医学有些什么方面的促进呢?
一、声学对医学的促进
声学是物理学发展初期认识的基本规律。中意望闻问切中就唱采用敲击听音,腹鸣判断等医疗诊断办法。现代诊疗技术中,超声学在医学诊断和治疗中一广泛使用,形成了超声医学。超声波在临床诊断上利用了超声波良好的指向性和反射、折射、衰减和多普勒效应等物理规律,利用超声波发生器发出超声波并发射到人体体内,在组织内传播史,病变组织和正常组织的传播差异,在接收器接受后经过显示器显影,医生才能判断组织现象。譬如B超仪和多普勒血流仪等。另外超声治疗应用也已很普遍。超声医疗是基于超声在人体内的机械反应、热效应和理化反应。譬如超声碎石、超声烧癌、超声外科手术刀、超声药物导入等等。这些技术在治疗血管疾病、癌症、腰腿疼、口腔疾病等方面非常广泛。
二、电磁学对医学的促进
电磁学发展是上个世纪至今对人类发展的贡献可以说是最伟大。医学物理学更是不可忽视。大家所熟知的核磁共振技术就是其一。磁共振断层成像技术是核物理学、光学、粒子物理学、量子物理学等物理学分支在医学中的运用。它是一种多参数、多核种的成像技术。当前医院广泛采用的主要是氢核密度弛豫TT成像。其基本原理就是利用一定频率的电磁波向处于磁场中的人体照射,人体不同组织的氢核在电磁作用下发生共振,吸收部分能量后又发射电磁波,一种被称为MRI的系统探测到这些从人体发射出的电磁波经计算机处理,特别是重建图像而得到人体的断层图像,经医生研究判断病理信息。被广泛采用的X-CT技术的原理与之类似。
大家知道,电子显微镜在医学中可以观察普通光学显微镜不能观察到的现象。技术条件好的医院,可以利用电子显微镜观察生物病毒、蛋白分子结构、细菌细胞的精细分布等。
三、光学对医学的促进
光学堪称医学发展史上最主要的物理专业知识。大家所熟知的伽马射线刀,就是光学技术的运用。
物理学知识告诉我们,激光是60 年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。激光在活体组织传播过程中会产生热效应、光化效应、击穿和冲击作用。激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大。Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的, 不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效。医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点。紫外线在传播到肌体组织时会产生杀伤性,所以紫外杀菌消毒也被广泛采用。世界上第一台光学显微镜的产生.使人们能够观察到肉眼不能观察到的东西。以往研究者对于细胞结构的探讨局限于固定的样本与生物化学分析。近来,数字影像技术已经发展并可以用于活细胞的观察。现今利用光学影像技术的观察已经可以观察数十纳米(nm)的标本。例如;干涉差显微镜;荧光撷像或是活细胞的操作方面都有长足进步。美国Cutera公司研发的这项技术称Titan技术,其光谱范围在1100-1800nm,靶组织为水。真皮网状层含水是最多,吸收红外光能转化热能,作用于真皮促其产生胶原。此项技术也被形象地称为“光波拉皮”。
特别值得提到的生物医学领域的金纳米棒的光学特性,具有横向等离子共振吸收和纵向等离子共振吸收特性,这一特性在生物和化学传感方面有着广泛而重要的应用前景。
总之,物理学极大的促进了医学的发展,现代医学依赖于物理学融于物理学的程度也越来越高。作为物理学必定在医学中运用的更加广泛,并未人类发展做出更大的贡献。
参考文献:
1 《发光学与发光材料》教学中遇到的问题
1.1 教材选择问题
目前发光材料已成为了当今世界最重要的功能材料之一。由于发光材料的种类繁多,分类方法各异,随着材料科学的发展,许多新的具有发光特性的新材料不断出现,因此发光材料的研究内容非常庞杂,其教材内容应该做到内容精练,注重基础,兼?前沿。目前,《发光学与发光材料》这门课程可选择的优秀教材较少,同时现有的教材偏重点各有不同,要根据各个学校的专业特色及创新型人才的培养目标具体加以选择。同时,光电材料领域具有新材料不断涌现,知识更新飞快的特点,这也给教材选择带来很大的难度,往往对于发光原理讲解比较深入的教材,在内容的新颖性和前沿性上就比较欠缺。
1.2 教学模式和教学方法陈旧
目前,发光学与发光材料课程的教学过程由于受传统教学思想束缚,在教学方法上教师主要运用多媒体教学手段,以讲授法、演示法讲授理论知识,教师仍居于主导地位。这种传统的教学模式,虽然能有助于学生跟着教师的讲解、演示学习理论知识,但忽视了学生的认知主体作用,学生是被动地接受教学,不利于培养学生的实践能力和创新能力。根据现在大学生的培养目标,要求教学内容涉及面要广,而且教学内容要新,并能与实际生产生活中的问题相结合,这一教育理念也应当反映到发光学与发光材料课程的教学内容和教材建设中来。这就要求教师突破传统,建立现代教学理念,应用现代教育手段实现高素质高级人才培养目标。
2 《发光学与发光材料》课程教学方法优化与创新
2.1 教材建设
教材是进行教学活动的基本工具,教材质量的优劣在一定程度上会影响教学质量的好坏。教材建设工作是高等院校的一项基本建设工作,是进一步深化教学改革、巩固教学改革成果、提高教学质量、培养高级创新型人才的重要部分。针对发光学与发光材料教材选择问题,需要选择一种内容较新且比较全面的教材作为主要参考教材,同时使发光学与发光材料课程内容体系呈现多样化趋势,如2O12年电子科技大学出版社的《发光原理与发光材料》。同时,还可以提供4-6种中外文参考书目,供学生自学,以加深理解,并扩大知识面。各学校还可以根据自身特色,自编教材 ,从而课程内容可以有其各自的特点和创新之处。同时教材内容应及时结合科研项目,补充本领域的前沿技术,使基础知识与科技发展互相补充,这种理论结合前沿和实际的多元教材体系对培养学生的兴趣和思考能力很有帮助,可以让材料专业学生了解和认识该类材料,并培养他们在发光材料方面的创新能力,对照明、光电转换器件、光学检测和传感领域储备创新型人才的培养具有非常重要的意义。
2.2 改进教学方法和手段
在《发光学与发光材料》这门课的教授中,对传统的教学方法进行改革,努力在教学方式上做了一些尝试,主要探索了启发式和互动式教学方法、多媒体技术和传统板书相结合在发光学与发光材料课程教学中的应用。互动式教学模式,就是把教学过程看作是一个动态发展着的教与学统一的交互影响和交互活动过程,在这个过程中,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,以产生教学共振,达到提高教学效果的一种教学结构模式。首先教师从整体上对发光材料类型、发光机理进行理论讲解,同时留出一部分内容让学生自学教材,通过营造多边互动的教学环境,结合自身科研经历,与学生讨论当前光电功能材料的科学前沿和实际应用,并要求学生查阅一定的参考资料,对该技术的现状及发展前景给出自己的看法与理由,帮助学生理解和掌握课程知识。还可以将学生分为几个研究小组,不同小组自由选择相关的专题内容,然后组织各个小组就自己所研究专题做一个较为详尽的综述报告,鼓励学生之间就相关研究问题进行讨论,学生在此过程中会发现新的现象并提出新的问题,在活跃课堂气氛的同时,还可加深理解。
张荣1 王振宁2 范素霞3
1河北省石家庄市第三医院 河北省石家庄市 050051
2石家庄新华区宁安社区卫生服务中心 河北省石家庄市 050000
3石家庄市新华区西三庄乡卫生院 河北省石家庄市 050071
【摘 要】目的:分析评价细胞技术中光学法在血小板检验中的应用及其价值,血小板检验主要根据血小板技术来体现。方法:将200例静脉血标本按照血小板大小的不同分为小、正常和大血小板组,根据血小板数量的不同分为降低、正常、增高血小板组。在其中使用光学法和电阻抗法作比较来对标本进行血小板鉴定,外加手工血小板显微镜技术法做对比,并根据血小板直方图和小红细胞作用来判断影响。结果:从数量组来看,电阻抗法、光学法、手工法血小板技术较为相近;在血小板直方图和小红细胞影响上,光学法和手工法较接近。结论:光学法用于血小板技术对抗小红细胞干扰和不典型形态上技术较准确有一定价值。
关键词 血小板检验;血小板技术;光学法;分析仪器
细胞技术包括很多种,像:光学法、干细胞法、流式细胞技术法等,可见细胞技术在应用上很广泛。血小板检验中血小板技术至关重要,但是否能起到相关临床上的意义,得用事实说话。本次将阐述光学法在血小板检验中血小板技术上的应用。血小板技术是指单位体积血液中血小板所含的数目[1]。现在是临床上常规检查项目之一,在出血性疾病、血栓性疾病治疗上血小板技术的准确性起着至关重要的作用。一般通过血液分析仪器来完成。电阻抗法较常见,但是该方法受到影响的因素较多,像:血小板大小、体积差异等。因此,为了保证血小板检验更加准确,血小板技术光学法应运而生。当然,一般用常规的电阻抗法、手工技术法与光学法做相对应的比较来体现光学法在细胞技术水平上或者说在血小板技术水平上提高了一个层次,有研究价值。
1材料与方法
1.1材料
我院刚入院的200例静脉血液标本,并且要求清晨空腹采集静脉血标本,并加入抗凝剂封存及时送检。
1.2方法(A表示十的九次方)
将血小板按照大小不同分为大、正常、小,分别对应MPV<10.0fl、10.0fl<MPV<13.0fl、MPV>13.0fl;按照数量不等分为降低组、正常组、增高组,数据分别为PLT≤60×A/L、60×A/L<PLT≤450×A/L、PLT/450×A/L,并根据形态学血小板直方图和小红细胞(55fl<MCV<75fl、MCV<55fl)影响,使用仪器同时进行光学法和电阻抗法的血小板技术,按照手工显微镜技术法为标准来计算结果准确性。
1.3仪器设备、试剂、统计学处理
血液分析使用XE-2100型血液分析仪器和按照规格原装配套的试剂,按照仪器使用的要求来校准和进行质量的监控。按照全国临床的检验标准进行对手工血小板检验中的技术法的原配试剂配置,该试剂一般采用草酸铵。
处理结果:使用专业spss的数据统计技术,进行数据分析,所用数据用A表示,血小板生理变化范围大,在这里便采用相对差异大的做比较,一般要在25%以上,这样结果才具有显著性。
2结果
由表1可见:对血小板形态大小不均一的血小板,电阻抗法明显高于其他两种方法。由表2可见:手工血小板技术法叫其他两种方法变化差异较大,而且当MCV<55fl电阻抗法数据显然增高。
3结语
由本次研究得出:在血小板检验中使用光学法技术血小板,可以排除血小板形态、血细胞大小和血小板数量对技术造成的干扰,在这方面光学法具有重要意义。
但在节约成本和血小板直方图、血细胞直方图正常的情况下,可以选用电阻抗法得到准确结果。由此看来,细胞技术中的光学法在血小板检验中血小板和血细胞直方图不正常时为血小板技术提供了方法。
参考文献
[1]魏熙胤,牛瑞芳.流式细胞仪的发展历史及其原理和应用进展[J].现代仪器,2006(04):11-14.
[2]吴晓娜,蒋红兵.流式细胞术的工作原理及其临床应用[J].中国医疗设备,2011(03):97-99.
[3]张瑞华,王进,兰文军.流式细胞术及其在生物医学领域中的应用[J].山东轻工业学院学报(自然科学版),2011(03):26-300.
作者简介
张荣(1972-),女,河北省栾城县人。大学本科学历。现为河北省石家庄市第三医院主管检验师。研究方向为医学检验。