光学工程的应用精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇光学工程的应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：光学理论；幕墙工程；铝单板

中图分类号：TU228 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）31-0031-03

1 工程概况

1.1 幕墙工程简介

无锡太湖金融服务区工程位于无锡新区中央商务区，风景秀丽，地理位置与自然条件十分优越，该项目由8幢9～18层的商业办公楼建筑群构成，总建筑面积约25.5万m2。室外幕墙工程：其中4栋玻璃板块与穿孔铝单板组合幕墙和4栋不折边穿孔铝单板幕墙。本项目由无锡新区发展集团总公司投资，同济大学上海科瑞管理公司实行项目管理。建筑设计方案由德国瓦伦丁设计所负责，幕墙设计顾问由肯佩斯幕墙工程顾问（上海）有限公司承担。

1标段幕墙工程由江苏龙升幕墙工程有限公司施工总

承包。

2标段幕墙工程由无锡王兴幕墙装饰工程有限公司施工总承包。

1.2 幕墙施工企业简介

无锡王兴幕墙装饰工程有限公司主要从事新型节能环保建筑幕墙的应用，是门窗、采光天棚及建筑围护结构产品加工、安装的大型企业。

经过数十年的拼搏，公司规模不断扩大，已经发展成为年产值数亿元，具有国家专项工程甲级设计资质和具备国家施工壹级资质的大型建筑装饰企业。

公司荣获鲁班奖、白兰玉奖、扬子杯以及其他多项荣誉，在建筑行业中有着较大的影响和良好的声誉。近年来公司业绩显著，各项指标在同行业中名列前茅，多年连续被评为江苏省十强建筑装饰企业，江苏省建筑装饰优秀企业、优秀进沪施工企业、无锡市建筑装饰优秀企业、重合同守信用单位、企业资信等级AAA级单位等荣誉称号，通过了ISO9001-2000版质量体系认证。

无锡王兴幕墙装饰工程有限公司正以崭新的行业风貌不断地开拓创新，加强企业核心竞争能力的整合，深入推进企业文化建设，用先进文化引领发展，用制度文化规范行为，用和谐文化凝聚力量，使企业文化建设取得了新进展，呈现出勃勃生机。

2 光学理论

2.1 光学基本理论

几何光学：光的直线传播规律，反射、折射及衍射定律，成像规律。

物理光学：麦克斯韦方程组。波动理论（波动光学），量子理论（量子光学），相对论（相对林光

学）等。

2.2 光学现象的产生

光学现象主要来自太阳、月亮和其他光源的光线通过大气层时，发生选择性吸收、散射、反射和折射、衍射等，改变原来的路径和颜色，呈现出的各种色彩缤纷的光学现象。

3 穿孔铝单板幕墙结构的描述

穿孔铝单板幕墙面层为狭缝密拼（图1）。

穿孔铝单板孔径35×35mm。

穿孔铝单板与背衬板的间距60mm（扣件宽度）。

背衬板颜色：大红色四涂氟碳涂料层铝单板。

穿孔铝单板（900mm宽）两侧为LED灯。

建筑物高度和建筑物到路心距约35m，孔径取1‰，视觉值35×35。

4 光学理论在幕墙工程中推广应用

4.1 理论与应用的结合

随着科学技术的发展，光学基础理论与应用的结合，有力地推动幕墙工程建设，使幕墙工程更有生机和活力。

4.2 光学理论与应用结合的风险分析

4.2.1 穿孔铝单板幕墙背衬板接缝渗漏水风险。

4.2.2 背衬铝单板接缝对穿孔铝单板方孔的光学现象

影响。

4.2.3 穿孔铝单板横向、竖向狭缝密拼的质量控制

风险。

4.2.4 穿孔铝单板相临板缝的平整质量控制风险。

4.2.5 四涂氟碳喷涂背衬铝单板污渍对光学现象的

影响。

4.2.6 穿孔铝单板（900mm宽）两侧为LED灯设置对光学现象的影响。

4.2.7 在沿江河、湖泊、海洋地区，空气湿度大，对室外氟碳喷涂腐蚀性强，容易退色，对光学现象的影响较大，达不到设计效果，质量控制风险大。

5 穿孔铝单板背衬板的选择

穿孔铝单板背衬板应具备良好的镜面效果。最后德国瓦伦丁设计师莫莱纳在多种背衬铝单板样品中（二、三、四涂氟碳涂料层铝单板）选取大红色四涂氟碳涂料层背衬铝单板样品（图2）作为本工程穿孔铝单板幕墙背

衬板。

6 四涂氟碳涂料层背衬铝单板优点

四涂氟碳涂料层背衬铝单板具有良好的镜面效果和抗腐蚀性、耐侯性，能抗酸雨、盐雾和各种空气污染物，耐冷热性能极好，能抵御强烈紫外线的照射，四涂氟碳喷涂铝单板能长期保持不退色、不粉化，使用寿命长。能保持良好的穿孔铝单板幕墙装饰效果：“四涂氟碳喷涂背衬板伴随着日升月浮的变换，形成一种光学现象，显示全彩动态效果。”独特的色彩与光影、多变的立体造型效果（图3），能为金融服务区幕墙工程创造良好的视觉效果，打造卓越品质。

7 视觉效果的关键要素

光源的光线、视觉的角度、视觉的距离、视觉的时间、穿孔铝单板孔洞的形式及穿孔铝单板与背衬板的距离（图4），都将会产生不同的光学现象和视觉效果。

8 光学理论与应用结合中的抗风险措施

8.1 穿孔铝单板幕墙背衬板连接缝渗漏水风险

连接密封胶缝施工完后，上面覆盖一层密封胶膜。

8.2 四涂氟碳喷涂背衬铝单板15mm宽的黑色连接缝对穿孔铝单板幕墙光学现象的影响

8.2.1 四涂氟碳喷涂背衬铝单板排板图，横竖黑色连接缝应避开穿孔铝单板35×35的孔洞。

8.2.2 15mm宽的横竖黑色连接缝应改为大红色密封

胶缝。

8.3 穿孔铝单板上下接缝的平直与内外接缝的平整施工风险

穿孔铝单板安装时采用定位控制卡。

穿孔铝单板合缝两侧加筋板要保证足够的刚度，保证铝单板合缝平整，杜绝合缝两侧铝单板高低差的现象发生，焊接时要控制应力变形。

8.4 四涂氟碳喷涂内衬铝单板污渍对光学现象的影响

8.4.1 四涂氟碳喷涂内衬铝单板定时清洗，表面保持镜面效果。

8.4.2 穿孔铝单板幕墙底部折边要预留排水孔。

9 小样品的个性化与调整方案

光学理论与穿孔铝单板幕墙应用结合小样施工（30m2），是决定幕墙工程整体效果成败的关键。小样品的个性化，光学现象的变换形式，孔洞形状的选择，背衬板二、三、四涂镜面效果的确认，小样品位置光线的强弱，小样品的代表性、全面性（小样品中并设有门或窗、五金配件安装及排水系统），发现小样品视觉效果有明显的差异和不协调的现象立即调整小样施工方案。

无锡太湖金融服务区穿孔铝单板幕墙工程根据光学现象产生理论进行设计创新，小样品的科学合理设置，精细化施工，将太阳、月亮、泛光照明、四涂背衬板镜面效果和其他光源融合到一起，使得穿孔铝单板幕墙呈现出更加耀眼的朦胧效果（图5）。

10 结语

随着社会科学的不断发展，建筑幕墙设计不断的创新，光学理论在幕墙工程中应用越来越被人们重视，无锡新区金融服务区穿孔铝单板幕墙工程成功应用光学理论，使幕墙工程在各种光源的照射下显示出不同的色彩，给人以美的享受。随着视觉动态的变化，幕墙面的色彩变得更加丰富多彩，呈现出各种色彩缤纷的光学现象，更具有时代特色和科学性（图6），为今后幕墙设计创新提供强有力的支撑。

无锡王兴幕墙装饰工程有限公司、江苏龙升幕墙工程有限公司在无锡新区金融服务区幕墙工程施工中，克服种种困难，如工期紧、任务大、技术含量高、质量要求严、资金链风险浮现，顺利完成施工。

篇2

关键词 土木工程；应用型教学模式；应用型人才

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）33-0081-02

应用型教学模式是以培养应用型人才为导向，以培养学生应用能力、自主学习能力和社会适应能力为基本取向的教学模式，其从课程各个关键环节——教学目标、教学内容、教学方法以及教学评价——均体现出应用型教学的思想理念。土木工程专业学生主要学习工程力学、建筑工程结构、工程项目管理、工程经济学等土木工程建设方面所需的基本理论与知识，受到课程设计、实验操作和现场实习等方面的基本训练，具有从事建筑工程结构设计、工程项目管理、房地产开发与经营管理等方面的实践能力。其各科课程按不同知识领域分为七大模块，见表1。通过分析它们之间的各自特点以及关联之处，研究如何在土木工程教学大体系中体现“应用型教学模式”具有深远的意义。

1 教学目标更加适应新时期应用型人才培养的需求

1）图模概念形成模块中的课程，可以进一步强化学生对建筑模型的感官认识，以及对建筑图的立体空间想象。

2）专业力学基础模块中的课程，可以进一步加强学生将工程实物化为工程模型的能力，加深学生对力学模型认识的形象性。

3）专业实验基础模块中的课程，可以进一步让学生将基本操作实验和工地现场实际实验进行比较了解，加深学生对实验操作实际性的了解。

4）专业设计原理模块中的课程，可以进一步加强学生对实际图纸的读取和运用能力，加深学生对设计原理应用性的理解。

5）工程施工管理模块中的课程，可以进一步强化学生对施工方案及施工管理之间联系的认识，加深学生对工程实际动态实施的了解。

6）工程经济造价模块中的课程，可以进一步强化学生对施工方案管理及工程造价之间联系的认识，加深学生对工程实际动态经济控制的了解。

7）工程软件应用模块中的课程，可以进一步强化学生进行全过程的信息化管理，加深学生对工程实际全面信息化管理的认识。

2 教学内容更突出实际应用性环节的设置

上述七大模块知识领域的科目又可分为两大类：

第一类，实际应用性较强的科目，包括图模概念形成、专业实验基础、工程经济造价、工程施工管理、工程软件应用；

第二类，理论分析性较强的科目，包括专业力学基础、专业设计原理。

不同类别的科目在教学内容的编排上有不同的特点。

实际应用性较强的科目比较容易联系实际项目，课程内容安排上往往通过相应的实验或实践就可完成其应用性内容的强化。

1）图模概念形成中的课程，可以更多地引入三维模型的观看，以及联系工地现场的建筑实体。

2）专业实验基础中的课程，可以更多地引入工地现场实验的内容。

3）工程经济造价中的课程，可以更多地引入分析实际清单和定额的内容，并配以相应的动态经济分析；

4）工程施工管理中的课程，可以更多地引入施工方案的分析比选以及与工程管理间的动态关系。

5）工程软件应用中的课程，可以更多地引入信息化综合实操管理内容，让学生体会从设计到出图到施工管理及造价管理等全信息化过程。

而理论分析性较强的科目则属于极典型的工科课程，通常教学内容抽象乏味，任课教师不太容易使课堂生动有趣，学生也不太容易接受理解，造成这些科目特别难学的状态[1]。而这些科目又绝对是土木工程专业最重要的基础课和核心课，所以能够提升这些课程的教学质量对土木工程专业教学具有极重要的意义。这类课程必须紧密联系应用性较强的科目或者实际应用性内容，以此增强其形象性，加强学生对这些课程的理解。

1）学习专业力学基础的时候，要结合专业实验基础和图模概念形成领域的科目，每门力学课程都要联系自己的实验科目，让学生边学习边参与到动手实践中，这样才能使难以理解的力学转化为可视、可操作的过程，增加学生的兴趣和理解力；每门力学课程都要紧扣工程实体模型进行学习，力学学习如果离开了实体模型，就失去了它有效的针对性，使学生感觉摸不着边际，甚至一头雾水，不知道学这么难的东西有什么用处。

2）学习专业设计基础的时候，要结合图模概念形成、工程施工管理、工程经济造价将所学内容进行图纸形象化认识、施工现场形象化认识以及造价算量形象化认识，让学生明确所学的原理在实际应用中是如何存在体现的。首先，要增加建筑标准设计图集的内容，教师在讲解设计原理的同时，配合图纸讲解以及规范识图规则的灌输，加强课程的形象性以及应用性能。其次，强化实践应用的操作性，加强建筑标准设计图集的应用，让学生完整地进行小型工程的设计、绘图以及造价提量等任务，让学生体会它们之间的关联，使小小的实践设计发挥最大的实际应用作用。

3 教学方法更注重激发学生的学习主动性

对于实际应用性较强的科目，即使先介绍理论内容，再引导大家完成题目，也比较容易让学生接受；但是理论分析性较强的科目，如果直接介绍理论，可能让学生接受起来存在很多问题，所以可以先通过“案例导入法”让学生将抽象的原理认识直观化，再通过“问题导向法”调动学生自己积极思考，加强学生自身学习主动性。

所以，对于土木工程这样的工科学科教学，一套图纸在教学上的应用是非常重要的。一套图纸就可以作为一个工程项目案例，项目就是实战，让学生在教学中成为主体，由项目引导教学[2]，让学生在学习过程中解决与此相关的工程相关问题。由此，既可以把学生的吸引力抓住，也可以把各门学科串联起来，甚至可以让学生完成图纸的若干问题分析以及讨论。于是，一套图纸不仅整合了教学方法的呼应，也贯通了各课程之间的关系，这样的教学效果要远远好于传统的授课形式。总而言之，一个好的教学方法就是要突破传统教材的理论框框，而将鲜活的案例引入课堂，这才是最有活力的教学方法。

4 教学考评及相应的考核体系更强化应用型环节的比重

教学考评及相应的考核体系应该全面体现出教学目标的要求，应该突破传统的考核方式，在考虑基础知识掌握的同时，加强应用能力的考核。应分别在命题内容、形式和考试形式、方法上对课程内容进行知识、能力、素质三个方面的分析解剖，按一定的比例科学设定，给学生适当的时间与空间，分别检测其知识、能力、素质三个方面上对知识的掌握和在智能上的发展程度。考核形式也可以从封闭式考试扩展到开放式考试或组合式考试[3]，综合考评成绩也应该包含应用能力的测评，学生通过课堂讨论、提交作品等方式积极参与到课程的应用能力培养当中，就应该给予一定的加分，以此激发学生参与到课程的实际应用环节，提升学生的学习主动性，也会增强整个课程的教学效果。

5 结论

综上所述，“应用型教学模式”在土木工程各学科中推广时，不要把各门课程当作独立的个体讨论教学，而是应该把他们划分到不同的模块中，找出不同模块中各学科中的共性与关联处，使它们既拥有通用的教学框架模式，又有各自的具体内容，在递进的教学过程中不断地重复、引用与加深理解，但同时又尽可能地相互呼应，进行整体的优化整合，将各学科的教学过程融合成一个大的体系。

参考文献

[1]欧青立.工科专业课程教学特点与育人[J].株洲师范高等专科学校学报，1999，4（2）.

篇3

对，都出现了镜子。从本质上说，都和光学有关。

大到探月的嫦娥卫星，小到日常生活中的单反相机、CD光盘，无论是国家进步，还是你我的生活质量，都与光学工程息息相关。由于光学工程的应用实践要求十分严格，相关本科专业的毕业生往往无力承担与光学工程科学技术研究直接相关的工作。因此，每年有大量相关专业的本科毕业生选择考研。

由于光学工程是一门高层次、高门槛的学科，相较于机械工程、计算机科学与技术等专业，开设此专业的院校并不多。总体看来，光学工程专业的考研竞争比较激烈，尤其是在一些光学工程名校之中，2012年浙江大学光学工程的报录比就曾高达17∶1。

目前，我国具有光学工程博士一级授予资格的高校共38所。具有光学工程国家重点学科的高校共有清华大学、北京理工大学、南开大学、天津大学、长春理工大学、南京理工大学、浙江大学、华中科技大学、国防科学技术大学等9所，具有国家重点（培育）学科的高校有上海理工大学、电子科技大学两所，具有博士培养资格的中国科学院相关研究院所主要有长春光机所、西安光机所、上海光机所、上海技术物理所、安徽光机所、成都光电所等6所。

我们如何在为数不多的顶级名校或科研院所中选择一所最适合自己的院校呢？

第一，重视院校综合实力，避免依赖单一数据。

各种评估结果中的得分、排名等数据往往只能反映院校的宏观指标，且不同机构均有不一样的标准，很难客观真实地反映院校的全部情况。各院校的研究方向独具特色，互有长短，具体到每个研究方向，实力强弱更不相同，比如，光学设计这一领域，普遍认为实力强弱依次为清华大学、北京理工大学、浙江大学、天津大学等。同样的道理，单纯地看重院校的院士、长江学者数量、实验室规模、研究经费等指标也是不科学的。院校研究水平的高低并不能直接反映研究生教育质量的好坏，院校的导师构成、地理区位与就业环境、同学本科来源的层次与学术氛围等软实力也不是量化指标可以衡量的，然而这些因素对研究生阶段的学术成就以及未来的职业发展，往往比宏观数据具备更大的影响，万万不可忽视。

第二，光学工程不是什么院校都能“玩得转”。

在考生中广泛存在“211高校未必比985高校差”的思想，从而选择考研难度相对较小的“211工程”院校深造。不可否认，一些“211工程”院校在其传统优势学科上的确不比“985院校”差，甚至更有优势。但是，光学工程是一门“高富帅”的学科，只有高层次的院校才能承载光学工程这门学科，而优秀的光学工程人才往往也出自优秀的院校。主要原因体现在两个方面：第一，光学工程精密程度非常高，对实验仪器设备和资金的依赖性比较强，缺少国家重视和资金上的倾斜，院校很难承担昂贵的实验仪器设备，从而限制研究生的发展；第二，“985”院校导师的视野更加开阔，对研究生的基本要求更加严格、培养目标更高，甚至某些院校的本科生在导师的指导和严格要求下也能在诸如Optical Letters等国际顶级光学期刊上。此外，高层次的院校学术氛围更加浓厚，出国深造、就业等方面也具备更大的优势。

在此背景下，有必要对光学工程相关院校及其考研情况进行深度解读。本文将以拥有国家重点学科的浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学，以及中国科学院的上海光机所为例进行具体分析。

浙江大学：为强者而生

学科地位：浙江大学光学工程学科设立于光电信息工程学系内，该系前身为浙江大学光学仪器专业，是中国光学工程学科的诞生地，具有雄厚的学科实力。在2007―2009年、2010―2012年教育部学科评估中均排名第一。

学科特色：有现代光学仪器国家重点实验室、国家光学仪器工程技术研究中心、国防重点学科实验室等国家级研究基地。目前设置有光学工程研究所、光电信息及检测技术研究所、光电子技术研究所、光电显示技术研究所、先进纳米光子学研究所和光及电磁波研究中心、光学惯性技术工程研究中心等机构。

研究领域：浙江大学光学工程主要研究领域十分宽广，包括微纳光学与介观光学与器件、光学光电子薄膜、光电显示技术、高精度光纤传感、光电成像技术、微纳米精密检测技术、生物光子学、新型激光与光电子技术、光电子集成器件与系统，光通信技术与系统和新颖人工光电介质等。

师资力量：光及电磁波研究中心以长江计划特聘教授何赛灵为领军人物，大部分导师均为杰出“海归”或外籍教授，在光子学和电磁波的理论和实验研究领域开展了大量工作，获得了许多具有国际影响的学术成果。

地理区位：长江三角洲地区具有规模庞大的光电产业集群，具有国际化、起点高的特点，相较于珠三角地区以封装、为主的光电―半导体产业而言具有广阔的发展前景。

竞争情况：浙江大学就读光学工程的研究生中超过半数来自于浙江大学、天津大学、南开大学等名校的推免生。考研竞争极为激烈，从近年报录比便可见一斑。

考试特色：浙江大学光学工程考研参考书为郁道银、谈恒英著的《工程光学》。浙江大学光学工程的专业课考试较其他学校包括的内容更多，报考的同学需要复习几何像差、傅里叶光学等本科阶段较为薄弱的知识板块。此外，也会考查一定的激光原理知识。

华中科技大学：光谷传奇

学科地位：华中科技大学光学工程近年来发展迅速，实力雄厚。尤其是在筹的武汉光电国家实验室是我国目前仅有的几个国家实验室之一，学科地位非同一般。华中科技大学在2010―2012年教育部学科评估中与浙江大学并列第一。

学科特色：光学与电子信息学院设有武汉光电国家实验室、激光加工技术国家工程研究中心、下一代互联网接入系统国家工程实验室、国家集成电路人才培养基地、教育部电子信息功能材料重点实验室（B类）、教育部敏感陶瓷工程中心等研究机构。其中武汉光电国家实验室是由教育部、湖北省和武汉市共建，依托于华中科技大学，联合武汉邮电科学研究院、中国科学院武汉物理与数学研究所、中国船舶重工集团公司第七一七研究所共同组建，已投入4亿多元建立了12个科学研究平台以及1个光电公共测试平台。

研究领域：华中科技大学主要研究方向为光电测控技术、光电信息存储、光通信技术、基础光子学、激光科学与工程、光电子器件与集成、纳米光电子学、生物医学光子学、能源光子学、太赫兹技术。

地理区位：华中科技大学地处著名的武汉光谷，当地产业集群形成的产学研体系研究水平很高，产业价值巨大，尤其在光通信、激光等领域具有较大优势，就业前景看好。

竞争情况：华中科技大学工学复试分数线2013年为330分、2012年为340分、2011年为330分。招生人数60人左右，随当年推免生比例有所波动。

考试特色：华中科技大学光学工程专业课考试偏向物理光学、电子学、激光原理相关知识。需要注意的是有两个单位可以接收光学工程的硕士生，分别是光电学院和武汉光电国家实验室。

天津大学：精益求精

学科地位：天津大学光学工程学科设立在天津大学精密仪器与光电子工程学院，是我国较早设立光学工程的高校之一。天津大学光学工程在2007―2009年教育部学科评估中名列第二，2010―2012年教育部学科评估中名列第三。此外，天津大学精密仪器与光电子工程学院也是教育部“教育教学改革特别试验区”的15个全国试点学院之一。

学科特色：所在学院设有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室、精密仪器中心、现代光学研究所、光电子研究中心、传感工程研究所、照明技术研究所、光电测控技术研究所、激光与光电子技术研究所、生物光学研究所、安全防伪技术研究中心等研究和开发机构。

研究方向：超快激光理论与应用研究、光学信息处理及其应用、光学技术在计算机科学中的应用、数字图像处理技术、光学传感器技术、先进固体激光及非线性频率变化技术、光电子学与光通信技术、激光与光电子应用技术等。

师资力量：中国科学院院士1人，中国工程院院士1人，长江计划特聘教授4人。天津大学光学工程的师资队伍配置十分合理，老中青年教师比例合理。老年教授如姚建铨院士、王清月教授等可以保证该学科的顶级实力，中年学科骨干如刘铁根教授近年来在光纤传感领域硕果累累，超快激光实验室的胡明列教授是天津大学最年轻的教授，学术前景十分光明。

地理区位：既紧挨近年来得到长足发展的天津滨海新区，又毗邻首都北京，就业环境较为优越。

竞争情况：就读于天津大学的研究生中，本校生源占有较大比例。天津大学工学复试分数线2013年为330分，2012年为335分，2009―2011光学工程报录比如下：

考试特色：天津大学考研参考书目为郁道银、谈恒英著的《工程光学》和周炳著的《激光原理》，建议欲报考的同学参考天津大学蔡怀宇教授编写的《工程光学复习指导与习题解答》。

南开大学：虽小而精

学科地位：南开大学光学工程设立于南开大学现代光学研究所内，隶属于电子信息与光学工程学院。现代光学研究所由光学工程元老母国光院士创建，是全国高校中最早取得光学和光学工程两个学科博士学位授予权的单位。在2010―2012年教育部学科评估中，南开大学光学工程名列第五。

学科特色：设有教育部光电信息技术科学重点实验室以及博士后流动站。

师资力量：南开大学光学工程规模较小，共有教师28人，教授、研究员18人，副教授8人，其中有院士1人，特聘教授1人，博士生导师13人，但导师队伍水平相当优秀，哈佛大学、剑桥大学等欧美名校留学、访问研究的经历非常普遍，近年来在Nature、Science等国际最顶尖期刊发表多篇论文，令国内同行为之拜服。较为出色的是青年教师刘海涛教授，在Nature发表两篇论文，在Physical Review Letters发表两篇论文，主要研究方向为表面等离子体等微纳光学的相关理论。

培养模式：南开大学光学工程招生规模较小，几乎与导师人数平齐，每个研究生均能得到导师的大量指导，研究生教育接近于精英教育。需要注意的是，南开大学光学工程的专业型硕士培养计划与学术型硕士培养计划基本相同，这与其他学校的培养模式有所区别。

研究领域：相比其他高校，南开大学光学工程的研究方向的理论特色较为明显，其研究领域主要有：光学/数字图象处理科学与技术、光学处理与光计算技术、激光与非线性光学科学与技术、现代光通信技术、光波电子学、光子技术、眼视觉光学和共焦显微技术、飞秒激光技术、微纳光学。

地理区位：与天津大学相同。

竞争情况：南开大学近年来考研报录情况如下所示，可见相较于其他院校，南开大学光学工程的性价比较高。

考试特色：南开大学光学工程往年专业课参考书是赵凯华、钟锡华编著的《光学》，专业课考试风格自2013年起有所变化，并且2014年考研没有提供参考书目，需要考生注意。

中国科学院上海光机所：卧虎藏龙

学科地位：上海光机所是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所。

学科特色：上海光机所现设8个研究室，分别是：强场激光物理国家重点实验室、中科院量子光学重点实验室、中科院强激光材料重点实验室、高功率激光物理联合实验室、空间激光信息技术研究中心（含：中科院空间激光通信及检验技术重点实验室、上海市全固态激光器与应用技术重点实验室）、信息光学与光电技术实验室、高密度光存储技术实验室、高功率激光单元技术研究与发展中心。

值得一提的是，上海光机所建成了国内仅有国际上也为数不多的“神光”系列高功率大型激光装置，用于激光分离同位素的激光与光学系统、超短超强激光系统、激光原子冷却装置、空间全固态激光器研制平台。在各种新型、高性能激光器件、激光与光电子功能材料的研制方面，也进入了国际先进水平，是我国现代光学和激光与光电子领域取得研究成果最多的单位之一。

研究领域：强激光技术、强场物理与强光光学、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。显而易见的是，上海光机所的研究方向非常偏向于理论研究，因而十分适合于光学工程理论方向的深造。

地理区位：地处长三角的核心上海，地理区位优势相当明显。

竞争情况：每年有许多来自清华大学、浙江大学等顶尖学府的毕业生通过推免进入上海光机所，研究所人才济济。近年来上海光机所光学工程的复试分数线为：2013年320分，2012年325分，2011年330分。每年招生人数在40―50人，随当年推免比例有所浮动。

培养模式：上海光机所的专业型硕士与学术型硕士培养计划相近，且第一年是在安徽合肥的中国科学技术大学培养。

篇4

关键词 光学工程专业硕士；教学体系；实验室建设

中图分类号：G482 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）03-0140-03

Establishment of Experimental Teaching System and Laboratory Construction for Optical Engineering Professional Master Degree//Zhao Songqing， Jiao Zhiyong

Abstract In this paper， based on the practice of experimental teaching system and the laboratory construction for optical engineering professional master degree， we put forward a new experimental teaching system for the cultivation of high quality of excellent creative talents who will work for related enterprises and research institutions of photoelectric and marine resource. We also raise the teaching system which is of the characteristic of theoretical teaching tightly combined with experiment and core of the ability training for the optical engineering professional master degree. We tried to set up some of the preliminary related experiments.

Key words optical engineering professional master； teaching system； laboratory construction

目前，信息产业的发展已从传统的无线电波向光频波段扩展，现代光学工程技术已扩展和渗透到国民经济和人民生活的每一个领域，可以预计，本世纪是光和电并存发展的时代。近年来，我国多所重点大学和部分普通高校相继设立光学工程专业学位硕士点。根据该专业的特点，一般将其设置在物理学院（物理系、理学院）或电子信息学院（光电信息系、电子工程学院）。中国石油大学光学工程专业是经教育部批准，于2010年在理学院中新设置的一个硕士点专业。该专业旨在培养光学技术在石油领域应用的创新型人才，应用面广、实践性强。鉴于本专业大多数学生来自非石油院校，对光学技术在石油领域的应用不了解不熟悉，同时缺乏相关的石油的勘探开发炼制和储运的背景知识，因此，建立石油领域相关的光与油气实验课的教学体系尤为重要。专业实验课在专业人才培养中，特别在提高学生的工程实践能力以及科技创新能力上起着至关重要的作用[1-3]。本文将研究中国石油大学光学工程专业硕士学位实验教学体系构建的思路及内容，实验室的具体建设情况以及今后要做的工作。

1 光学工程专业硕士实验教学体系的构建

本专业建设初期，走访天津大学、南开大学、北京交通大学、北京邮电大学、山东大学等兄弟院校，考察他们的专业培养方向、实验教学体系、实践教学环节等。由于各校的学科优势与师资情况各不相同，各校的服务对象以及地理位置、招生情况也不尽相同，使得各高校在该专业的人才培养模式和专业方向上各有特色。在借鉴兄弟院校建设该专业经验的基础上，结合学校特色，经多次讨论研究，制订中国石油大学光学工程专业硕士的培养方案，在此基础上，初步建立光学工程专业学位研究生教学体系。

1.1 光学工程专业硕士培养方向的确定

中国石油大学为教育部直属的石油特色鲜明的全国重点大学，因此，人才培养目标是：1）为光电类高新技术企业、科研机构培养优秀人才；2）为海洋资源部门包括中海油等石油石化企业培养优秀人才。

基于以上目标，在光学工程专业硕士下设置两个选修方向，其一是“光检测技术”，课程设置以光电信息与检测技术及应用等为主，其就业面向光电高新技术企业、显示设备制造企业，兼顾石油系统的测井行业；其二是“海洋光学仪器与应用”，课程设置以海洋光学与海洋光学仪器、遥感技术与应用、激光测量技术、军用光电系统等为主，其就业面向海洋资源探测机构，以及海洋石油勘探与开发企业和国防部门。

1.2 光学工程专业硕士实验教学体系

根据本专业的知识结构特性，并根据学校本专业课程设置情况，该专业可分为激光原理与技术、光信息技术、光电子技术、光通信技术、光电检测技术、光显示与存储技术、T赫兹光谱技术、海洋光学技术等8个方面的内容，见图1。专业实验的教学体系的设立与设计围绕这8个方面进行，形成8个模块的实验内容，做到与理论教学的有机结合，既服务于理论教学，又是对理论教学的补充和提高。

为便于管理和教学，提高学生综合运用知识处理实际问题的能力，在实验课程的设计中，拟将以上8个模块的内容融合为4门实验课程：光信息技术实验（包括信息光学技术、光通讯技术）、光电技术实验（包括激光原理与技术、光电子技术）、光电检测与显示技术实验（包括光电检测技术、光显示与存储技术）、海洋光学仪器实验（包括激光光谱技术、海洋光学技术）。其中前2门实验课程是光信息科学与技术专业的必修实验，后2门实验课程为两个专业选修方向的选修实验。后2门实验课程学生在选做时完成每部分必选实验后，可以交叉选做另一专业方向的实验，以充分利用现有资源，培养复合型人才。

建立专业实验教学体系与设计实验课程还必须兼顾专业实验教学环节的特点、功能和培养目标。本专业实验是建立在大学物理实验、电子技术实验的基础上的，主要从专业知识与实验技能两个方面训练学生的综合素质和能力，为毕业论好准备工作，从而为继续深造和就业打下良好的基础。围绕4门实验课程，建立8个实验模块，按照人才培养规律，设置3个层次的实验教学体系：层次一，专业基础实验；层次二，设计型/综合型实验；层次三，研究型/创新型实验。内容安排由浅入深，由基础到创新，由单一知识点到系统的综合的实验研究训练，构成一个完整、科学、独特的光信息科学与技术实验教学体系，见图2。

2 光学工程专业硕士实验室的建设

2008年，学校投资600余万元用于建设材料物理与化学学科，购买太赫兹光谱检测设备、光纤传感设备、光谱与光电子检测设备，这些设备在立足科研的同时又可用于光学工程专业学位研究生的实验教学。同时基于学校的大学物理实验室、创新实验室、超声实验室、演示实验室，初步建立光学工程专业学位研究生实验教学实验室的规划建设，并实现本专业部分实验项目开设。下面是拟开设实验和需要购买的设备。

2.1 光信息技术实验

通过本系列的实验，使学生对信息采集、处理、传输、存储等方面的光学方法有深入的理解。具体实验项目有：1）全息照相，全息光栅制作；2）阿贝成像与空间滤波、θ调制；3）菲涅耳全息照相、相面全息、彩虹全息；4）全息高密度信息存储、特征识别；5）傅里叶变换光谱实验；6）偏振光学实验；7）光纤偏振控制实验；8）基本光纤光学实验；9）Mach-Zehnder光纤干涉实验；10）波分复用（WDM）原理性实验；11）掺铒光纤放大器原理性实验；12）光纤各种参数测试实验。其中有7项属于第一层次的实验，5项属于第二层次的实验。

2.2 光电技术实验

通过本部分实验的开设使学生加深对光电子学知识及其应用的掌握。具体实验项目有：1）光源基础实验LD/LED特性研究；2）光电探测原理实验；3）CCD原理及应用实验；4）光电报警系统设计实验；5）光电定向实验；6）光电倍增管特性参数测量；7）磁光调制实验；8）电光调制实验；9）声光调制实验；10）太阳能电池原理性实验；11）激光器系列实验。其中第一层次实验7个，第二层次实验3个。

2.3 光电检测技术实验

本部分为专业选修实验，具体的实验项目有：1）光纤位移传感器实验；2）光纤温度传感器实验；3）光纤压力传感器实验；4）光谱分析实验；5）液晶电光效应与显示原理；5）CCD系列实验。其中第二层次实验2项，第三层次实验4项。

3 下一步建设的设想

下一步建设的目标是按照提出的实验教学体系补充完善所缺实验设备，丰富各个层次的实验内容，出版光信息科学与技术专业实验课教材，希望学校加大投资力度尽快完善实验室硬件和软件。

1）在实验室硬件方面的建设中，继续完善、补充实验设备，完善激光原理与技术实验模块，完善光电检测技术实验模块，完善光显示与存储技术实验模块，完善激光光谱学实验模块以及海洋光学技术实验模块。并筹建光信息技术软件模块，建设光学计算机辅助设计实验室，完成对光学设计与CAD课程的支撑。

2）通过教学实践，建立完善的实验教学体系和实验教学模式。按照校级实验室的要求，建设光学工程专业学位实验室，合理安排不同层次实验项目的比例，优化验证型实验对原理的体现，加大设计型实验思考的力度，强化综合型实验对学生动手能力的培养，增强创新型实验对学生的针对性，做到因材施教。

3）建设网络实验教学资源和实验室信息化平台，包括实验室总体介绍、课程体系及大纲、每个实验的实施计划、试题库、相关多媒体课件、典型教案、网上选课系统等。实验教学及仪器设备的管理实现计算机网络管理，实现信息化、网络化，有效地提高工作效率。

4 结束语

根据培养方案确定了光学工程专业学位实验教学体系，即开设4门实验课程，包含8个实验模块，分为3个层次的实验教学体系。利用学校已有的科研实验室实验设备，初步建设了光学工程技术专业学位研究生教学实验室，整个实验室具有基础性的验证性实验项目、设计性实验项目，同时具有综合性实验项目，还有创新性的实验项目，能够部分满足学生的需求，极大地调动学生的积极性，为锻炼和培养学生的实验技能、分析问题和解决问题的能力提供很好的实践基地，为学生继续深造和参加工作打好基础。

参考文献

[1]李叶芳，于清旭，王晓旭，等.光信息科学与技术专业实验室的建设[J].实验技术与管理，2005，22（8）：110-112.

篇5

关键词综合科技教学理念人才培养中图分类号：G424文献标识码：A

0 引言

光学工程的发展在早期，主要是基于几何光学和波动光学，拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业，这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。随着激光技术和光电子技术的崛起，光学工程已发展为一门多学科交叉的工程科学，集光学、信息技术、材料科学、精密机械与制造、计算机科学、微电子技术、自动化技术、精密测量等学科于一体。

光学产品的设计与制造涉及多个学科、多种技术，采用传统的教学方法和理念将很难适应光学工程这一变化的趋势。而综合科技教学（Integrated-Technology Teaching and Learning ，ITL）理念，是一种将多元化科技与多层次相融合而进行学习的有效途径，特别适用于多元化科技专业的教学，①因此在进行光学工程专业人才培养模式探索时进行了将综合科技教学理念融入人才培养中的有益尝试。

1 对综合科技教学理念的理解

综合科技教学理念是新加坡南洋理工学院工程系实验室所采用的创新教学理念，其目的是为了加速与强化工程理念及科技应用两方面的学习，此教学理念特别适用于多元化科技的学习。

传统教学方法常常是一种狭义的独立化研究，课程设置上有一定的纵向联系，但缺乏相关科技领域间的横向联系。实习实训项目与真实工业应用或企业真实生产环境、真实产品间联系不够紧密。我们经常碰到的问题是开设了很多门课程，但衔接和连贯性不好，前面学过的知识没及时融合到应用中来，导致失去了强化、运用和提高的机会。

综合科技方法强调将核心科技与周边科技的重点进行有机整合后，采取渐进式和系统化的结构，在后续不同情况下反复出现。该方法要求引进相关的工业项目和实例进行实践与研究，对生产中会出现的各种实际问题的典型解决方案都能通过实践证明。它将整合式教学、反复式教学、启发式教学和渐进式教学融合在一起，是学校与企业紧密结合、将完整的工作过程引入教学的成功典范。②

2 将ITL运用至光学工程专业人才培养的探索

光学工程专业所涉及到的科技内容十分广泛，如光学零件的制造需融合几何光学、物理光学、机械制造、电工电子技术、计算机绘图、成本核算等多方面知识，光学薄膜镀制涉及到物理光学、膜系设计软件、机床水电气、操作软件等。为了使学生能将所学的光、机、电、算等各方面知识有效融合起来，必须对教学过程进行改革，将多方面的知识通过不同的项目进行有效整合，并遵循循序渐进的规律，形成螺旋式上升的提升曲线。

（1）与企业共建生产性实训基地，将企业真实订单带入教学中。学生在学校学习的目的之一就是为了具备将来走入社会后的工作能力，通过与企业共建生产性实训基地，能让学生提前接触真实企业生产环境和真实产品，将所学知识融汇起来，形成一种综合科技教学环境。在生产性实训基地里，学生在教师指导下通过亲身参与实践的全过程，将学到的专业知识融会贯通并应用于实践中，从而提高分析问题和解决问题的能力。企业提供真实的光学零件订单，学生从接到客户图纸开始，先进行图纸消化，再结合基地实际设备、人员条件进行工艺分析，设计工艺规程、工装冶具，选择合适的材辅料，并进行实际生产。在实际生产过程中，对出现的各类问题，利用学过的专业知识，寻求解决问题的办法，不断提升学生技术水平。

（2）本着“注重应用，融入前沿”的原则，精心挑选某些技术含量多的实习实训环节或案例分析，并在搜集资料、内容组织、语言表达等方面提出具体要求，让同学们通过业余时间，对开放的实习基地、实训室、实验室等充分利用，对其进行实践研究，最终写出实习实训心得。

（3）针对学生在实习实训中存在的共性问题，采用讨论式、启发式和问题解决式教学，一方面活跃了课堂气氛又加深了学生对知识的理解、运用，又有利于自身素质的提高；另一方面既减轻了学习负担，又增加了知识的连贯性。

3 运用ITL对教师提出更高要求

实施综合科技教学的关键因素是要具备一批高素质、高水平、高技能的教师队伍。要开发出适用于光学工程专业人才培养的综合项目，教师必须深入到企业中去，了解与掌握企业的岗位能力要求，把握好专业的发展方向，与企业技术人员共同设计出综合性的实践顼目。同时，在达到培养学生综合素质的目的的同时，要保证按时按质按量完成综合项目或企业项目，要求教师应具备高度的责任心、超前的专业知识和高超的专业技能，这些都对教师队伍提出了更高要求。因此，应从学校层面进行师资力量的保障，建立高素质的双师教师队伍。可通过与企业的互聘互兼，实现学校与企业的双赢，一方面专任教师到企业中去，进行挂职锻炼或实践；另一方面，可聘任企业的高技能人才作为学校的兼职教师，壮大师资队伍。

4 结语

综合科技教学理念将多元学科有机整合起来，在光学工程专业人才的培养方面尝试运用该理念，并与企业一起共建生产性实训基地，将真实项目引入教学中，有利于提升学生的综合素质和实践能力、应变能力，是一种切实有效的技能型人才培养模式。

注释