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對,都出現了鏡子。從本質上說,都和光學有關。
大到探月的嫦娥衛星,小到日常生活中的單反相機、CD光盤,無論是國家進步,還是你我的生活質量,都與光學工程息息相關。由于光學工程的應用實踐要求十分嚴格,相關本科專業的畢業生往往無力承擔與光學工程科學技術研究直接相關的工作。因此,每年有大量相關專業的本科畢業生選擇考研。
由于光學工程是一門高層次、高門檻的學科,相較于機械工程、計算機科學與技術等專業,開設此專業的院校并不多。總體看來,光學工程專業的考研競爭比較激烈,尤其是在一些光學工程名校之中,2012年浙江大學光學工程的報錄比就曾高達17∶1。
目前,我國具有光學工程博士一級授予資格的高校共38所。具有光學工程國家重點學科的高校共有清華大學、北京理工大學、南開大學、天津大學、長春理工大學、南京理工大學、浙江大學、華中科技大學、國防科學技術大學等9所,具有國家重點(培育)學科的高校有上海理工大學、電子科技大學兩所,具有博士培養資格的中國科學院相關研究院所主要有長春光機所、西安光機所、上海光機所、上海技術物理所、安徽光機所、成都光電所等6所。
我們如何在為數不多的頂級名校或科研院所中選擇一所最適合自己的院校呢?
第一,重視院校綜合實力,避免依賴單一數據。
各種評估結果中的得分、排名等數據往往只能反映院校的宏觀指標,且不同機構均有不一樣的標準,很難客觀真實地反映院校的全部情況。各院校的研究方向獨具特色,互有長短,具體到每個研究方向,實力強弱更不相同,比如,光學設計這一領域,普遍認為實力強弱依次為清華大學、北京理工大學、浙江大學、天津大學等。同樣的道理,單純地看重院校的院士、長江學者數量、實驗室規模、研究經費等指標也是不科學的。院校研究水平的高低并不能直接反映研究生教育質量的好壞,院校的導師構成、地理區位與就業環境、同學本科來源的層次與學術氛圍等軟實力也不是量化指標可以衡量的,然而這些因素對研究生階段的學術成就以及未來的職業發展,往往比宏觀數據具備更大的影響,萬萬不可忽視。
第二,光學工程不是什么院校都能“玩得轉”。
在考生中廣泛存在“211高校未必比985高校差”的思想,從而選擇考研難度相對較小的“211工程”院校深造。不可否認,一些“211工程”院校在其傳統優勢學科上的確不比“985院校”差,甚至更有優勢。但是,光學工程是一門“高富帥”的學科,只有高層次的院校才能承載光學工程這門學科,而優秀的光學工程人才往往也出自優秀的院校。主要原因體現在兩個方面:第一,光學工程精密程度非常高,對實驗儀器設備和資金的依賴性比較強,缺少國家重視和資金上的傾斜,院校很難承擔昂貴的實驗儀器設備,從而限制研究生的發展;第二,“985”院校導師的視野更加開闊,對研究生的基本要求更加嚴格、培養目標更高,甚至某些院校的本科生在導師的指導和嚴格要求下也能在諸如Optical Letters等國際頂級光學期刊上。此外,高層次的院校學術氛圍更加濃厚,出國深造、就業等方面也具備更大的優勢。
在此背景下,有必要對光學工程相關院校及其考研情況進行深度解讀。本文將以擁有國家重點學科的浙江大學、華中科技大學、天津大學、南開大學,以及中國科學院的上海光機所為例進行具體分析。
浙江大學:為強者而生
學科地位:浙江大學光學工程學科設立于光電信息工程學系內,該系前身為浙江大學光學儀器專業,是中國光學工程學科的誕生地,具有雄厚的學科實力。在2007―2009年、2010―2012年教育部學科評估中均排名第一。
學科特色:有現代光學儀器國家重點實驗室、國家光學儀器工程技術研究中心、國防重點學科實驗室等國家級研究基地。目前設置有光學工程研究所、光電信息及檢測技術研究所、光電子技術研究所、光電顯示技術研究所、先進納米光子學研究所和光及電磁波研究中心、光學慣性技術工程研究中心等機構。
研究領域:浙江大學光學工程主要研究領域十分寬廣,包括微納光學與介觀光學與器件、光學光電子薄膜、光電顯示技術、高精度光纖傳感、光電成像技術、微納米精密檢測技術、生物光子學、新型激光與光電子技術、光電子集成器件與系統,光通信技術與系統和新穎人工光電介質等。
師資力量:光及電磁波研究中心以長江計劃特聘教授何賽靈為領軍人物,大部分導師均為杰出“海歸”或外籍教授,在光子學和電磁波的理論和實驗研究領域開展了大量工作,獲得了許多具有國際影響的學術成果。
地理區位:長江三角洲地區具有規模龐大的光電產業集群,具有國際化、起點高的特點,相較于珠三角地區以封裝、為主的光電―半導體產業而言具有廣闊的發展前景。
競爭情況:浙江大學就讀光學工程的研究生中超過半數來自于浙江大學、天津大學、南開大學等名校的推免生。考研競爭極為激烈,從近年報錄比便可見一斑。
考試特色:浙江大學光學工程考研參考書為郁道銀、談恒英著的《工程光學》。浙江大學光學工程的專業課考試較其他學校包括的內容更多,報考的同學需要復習幾何像差、傅里葉光學等本科階段較為薄弱的知識板塊。此外,也會考查一定的激光原理知識。
華中科技大學:光谷傳奇
學科地位:華中科技大學光學工程近年來發展迅速,實力雄厚。尤其是在籌的武漢光電國家實驗室是我國目前僅有的幾個國家實驗室之一,學科地位非同一般。華中科技大學在2010―2012年教育部學科評估中與浙江大學并列第一。
學科特色:光學與電子信息學院設有武漢光電國家實驗室、激光加工技術國家工程研究中心、下一代互聯網接入系統國家工程實驗室、國家集成電路人才培養基地、教育部電子信息功能材料重點實驗室(B類)、教育部敏感陶瓷工程中心等研究機構。其中武漢光電國家實驗室是由教育部、湖北省和武漢市共建,依托于華中科技大學,聯合武漢郵電科學研究院、中國科學院武漢物理與數學研究所、中國船舶重工集團公司第七一七研究所共同組建,已投入4億多元建立了12個科學研究平臺以及1個光電公共測試平臺。
研究領域:華中科技大學主要研究方向為光電測控技術、光電信息存儲、光通信技術、基礎光子學、激光科學與工程、光電子器件與集成、納米光電子學、生物醫學光子學、能源光子學、太赫茲技術。
地理區位:華中科技大學地處著名的武漢光谷,當地產業集群形成的產學研體系研究水平很高,產業價值巨大,尤其在光通信、激光等領域具有較大優勢,就業前景看好。
競爭情況:華中科技大學工學復試分數線2013年為330分、2012年為340分、2011年為330分。招生人數60人左右,隨當年推免生比例有所波動。
考試特色:華中科技大學光學工程專業課考試偏向物理光學、電子學、激光原理相關知識。需要注意的是有兩個單位可以接收光學工程的碩士生,分別是光電學院和武漢光電國家實驗室。
天津大學:精益求精
學科地位:天津大學光學工程學科設立在天津大學精密儀器與光電子工程學院,是我國較早設立光學工程的高校之一。天津大學光學工程在2007―2009年教育部學科評估中名列第二,2010―2012年教育部學科評估中名列第三。此外,天津大學精密儀器與光電子工程學院也是教育部“教育教學改革特別試驗區”的15個全國試點學院之一。
學科特色:所在學院設有精密測試技術及儀器國家重點實驗室、光電信息技術科學教育部重點實驗室、精密儀器中心、現代光學研究所、光電子研究中心、傳感工程研究所、照明技術研究所、光電測控技術研究所、激光與光電子技術研究所、生物光學研究所、安全防偽技術研究中心等研究和開發機構。
研究方向:超快激光理論與應用研究、光學信息處理及其應用、光學技術在計算機科學中的應用、數字圖像處理技術、光學傳感器技術、先進固體激光及非線性頻率變化技術、光電子學與光通信技術、激光與光電子應用技術等。
師資力量:中國科學院院士1人,中國工程院院士1人,長江計劃特聘教授4人。天津大學光學工程的師資隊伍配置十分合理,老中青年教師比例合理。老年教授如姚建銓院士、王清月教授等可以保證該學科的頂級實力,中年學科骨干如劉鐵根教授近年來在光纖傳感領域碩果累累,超快激光實驗室的胡明列教授是天津大學最年輕的教授,學術前景十分光明。
地理區位:既緊挨近年來得到長足發展的天津濱海新區,又毗鄰首都北京,就業環境較為優越。
競爭情況:就讀于天津大學的研究生中,本校生源占有較大比例。天津大學工學復試分數線2013年為330分,2012年為335分,2009―2011光學工程報錄比如下:
考試特色:天津大學考研參考書目為郁道銀、談恒英著的《工程光學》和周炳著的《激光原理》,建議欲報考的同學參考天津大學蔡懷宇教授編寫的《工程光學復習指導與習題解答》。
南開大學:雖小而精
學科地位:南開大學光學工程設立于南開大學現代光學研究所內,隸屬于電子信息與光學工程學院。現代光學研究所由光學工程元老母國光院士創建,是全國高校中最早取得光學和光學工程兩個學科博士學位授予權的單位。在2010―2012年教育部學科評估中,南開大學光學工程名列第五。
學科特色:設有教育部光電信息技術科學重點實驗室以及博士后流動站。
師資力量:南開大學光學工程規模較小,共有教師28人,教授、研究員18人,副教授8人,其中有院士1人,特聘教授1人,博士生導師13人,但導師隊伍水平相當優秀,哈佛大學、劍橋大學等歐美名校留學、訪問研究的經歷非常普遍,近年來在Nature、Science等國際最頂尖期刊發表多篇論文,令國內同行為之拜服。較為出色的是青年教師劉海濤教授,在Nature發表兩篇論文,在Physical Review Letters發表兩篇論文,主要研究方向為表面等離子體等微納光學的相關理論。
培養模式:南開大學光學工程招生規模較小,幾乎與導師人數平齊,每個研究生均能得到導師的大量指導,研究生教育接近于精英教育。需要注意的是,南開大學光學工程的專業型碩士培養計劃與學術型碩士培養計劃基本相同,這與其他學校的培養模式有所區別。
研究領域:相比其他高校,南開大學光學工程的研究方向的理論特色較為明顯,其研究領域主要有:光學/數字圖象處理科學與技術、光學處理與光計算技術、激光與非線性光學科學與技術、現代光通信技術、光波電子學、光子技術、眼視覺光學和共焦顯微技術、飛秒激光技術、微納光學。
地理區位:與天津大學相同。
競爭情況:南開大學近年來考研報錄情況如下所示,可見相較于其他院校,南開大學光學工程的性價比較高。
考試特色:南開大學光學工程往年專業課參考書是趙凱華、鐘錫華編著的《光學》,專業課考試風格自2013年起有所變化,并且2014年考研沒有提供參考書目,需要考生注意。
中國科學院上海光機所:臥虎藏龍
學科地位:上海光機所是我國建立最早、規模最大的激光專業研究所。
學科特色:上海光機所現設8個研究室,分別是:強場激光物理國家重點實驗室、中科院量子光學重點實驗室、中科院強激光材料重點實驗室、高功率激光物理聯合實驗室、空間激光信息技術研究中心(含:中科院空間激光通信及檢驗技術重點實驗室、上海市全固態激光器與應用技術重點實驗室)、信息光學與光電技術實驗室、高密度光存儲技術實驗室、高功率激光單元技術研究與發展中心。
值得一提的是,上海光機所建成了國內僅有國際上也為數不多的“神光”系列高功率大型激光裝置,用于激光分離同位素的激光與光學系統、超短超強激光系統、激光原子冷卻裝置、空間全固態激光器研制平臺。在各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料的研制方面,也進入了國際先進水平,是我國現代光學和激光與光電子領域取得研究成果最多的單位之一。
研究領域:強激光技術、強場物理與強光光學、信息光學、量子光學、激光與光電子器件、光學材料等。顯而易見的是,上海光機所的研究方向非常偏向于理論研究,因而十分適合于光學工程理論方向的深造。
地理區位:地處長三角的核心上海,地理區位優勢相當明顯。
競爭情況:每年有許多來自清華大學、浙江大學等頂尖學府的畢業生通過推免進入上海光機所,研究所人才濟濟。近年來上海光機所光學工程的復試分數線為:2013年320分,2012年325分,2011年330分。每年招生人數在40―50人,隨當年推免比例有所浮動。
培養模式:上海光機所的專業型碩士與學術型碩士培養計劃相近,且第一年是在安徽合肥的中國科學技術大學培養。
關鍵詞:實驗開放管理 教學理念 分散錯峰
高等學校實驗室,尤其是理工科方面的實驗室,是理論與實踐相結合,培養大學生實踐動手能力和科研創新能力的場所,對培養學生整體綜合素質具有十分重要的作用[1]。隨著光電等新興科學技術的快速發展和各學科之間的相互滲透,光電行業對本科學生實踐動手綜合能力的期望和要求也越來越高,傳統的實驗室管理方式與高校培養創新復合型人才目標存在一定的差距,難以有效滿足學生參與各種實踐學習的需要。因此,不斷探索和更新實驗教學管理方法和手段,充分發揮實驗室和實驗教學對培養大學生創新精神和實踐能力的重要作用,是學校實驗教學環節關注的一個課題。我校光電工程學院光電與測試教學實驗中心,作為理工科實驗中心,除主要承擔學院的本科教學實驗任務外,不斷探索和創新實驗開放管理模式,改革實驗教學方法和體制,培養光電學生創新能力。
1 目前現狀和存在問題
1.1 目前現狀
光電工程學院成立于2006年,它與我校光電子學研究所院所合一,資源共享,教學與科研互相促進,創辦教學科研并重型學院。光電工程學院下設測控技術與儀器系、光電信息工程系和光電子技術科學系三個系和光電與測試教學實驗中心。光電與測試教學實驗中心隸屬于光電工程學院,現有實驗室面積約700平方米,儀器設備近600臺套,價值1 000余萬元。中心下設6個教學實驗室,分別是:光學工程與測試實驗室、測控與傳感技術實驗室、儀器電路實驗室、深圳大學―NI虛擬儀器聯合實驗室、光電子器件與技術實驗室和深圳大學―歐姆龍傳感與控制聯合實驗室。實驗中心主要承擔光電工程學院本科專業的課內實驗、課程設計、畢業論文實驗、創新實踐等實踐教學活動;同時,中心所有實驗室向全校師生免費開放,學生除了按照統一安排的時間做實驗外,還可以通過開放預約管理系統自主選擇實驗室,預約實驗時間。學生通過免費開放的創新實驗,可以得到進一步鍛煉,提高實踐能力、創新能力和科學研究能力。
2013年,根據廣東省教育廳下發的通知,我校光電專業本科學生招生計劃將在粵上升到一本錄取。這些專業將不分區域面向全省招生,這意味著光電工程學院的本科生培養將完全按照一本院校培養方案計劃要求進行,加強培養光電學生實踐動手能力和科研創新能力是我們實驗中心責無旁貸的核心工作目標之一。
1.2 存在問題
實驗中心建立以來,對各實驗室進行統一管理,各實驗室負責各自工作范圍以內的運行管理,每個實驗室均責任落實到人,以確保實驗室安全、高效使用。實驗室為學院培養光電類人才提供了較好的實驗環境條件和較高水平的實驗教學服務。長期以來,本中心實驗室基本上是采用傳統的實驗教學管理模式,很好地和任課教師一起完成了課程理論教學和實驗教學任務,培養了大批優秀的光電專業本科生。但這種模式強調實驗教學的共性發展而忽視了學生的個性發展,存在較大的缺陷:其一,在現行的教學模式和體制下,實驗教學按照實驗教學大綱和進度表進行,學生基本上根據教學給定的實驗指導書和指定的實驗任務內容預習、開展實驗,屬于被動式實驗,學生的自主學習性和主觀能動性在一定程度上受到限制,難以發揮學生實驗學習的主體作用,許多學生到實驗室做實驗完全是為了完成實驗任務和獲得課程學分。與此同時,實驗室的儀器設備一般情況只有在正式實驗時使用,其余時間基本處于閑置狀態,場地和設備資源利用率很低。其二,光電類學生因為屬于一個光機電算的綜合類專業,許多學生必須通過各種各樣的實驗實踐才能獲得實踐動手和創新能力,他們為了解決在學習中遇到的問題或實現某些設計思想希望進行實驗卻找不到實驗場所,只能在宿舍或圖書館等地方上網查看文獻或在計算機上仿真模擬,因此,得不到真實的數據和真正的體驗。針對上述問題,采取開放式實驗教學和實驗室開放管理是十分必要的,它能給學生提供一個充分開放和自由的實驗環境,在教師的指導下由學生有步驟、有目的地學習相關知識,獨立設計實驗內容,培養獨立思考和解決問題的能力,培養創新精神以及在共同完成任務過程中的集體協作意識。針對實驗教學和開放管理過程中存在的問題,經過一段時間的探索和思考,我們總結和提出一些辦法和建議供同行參考和商榷。
2 實驗開放管理模式的改革與探索
光電信息類專業涉及光通信、光纖傳感、光信息處理、光電對抗諸多學科,是一個實踐性很強的專業,實踐教學質量直接影響學生創新精神和實踐能力的培養[2]。為了踐行學校“有教無類、因材施教、厚積薄發、經世致用”的辦學理念,以培養“素質好、基礎好、上手快、轉型快的事業骨干和創新創業型人才”,實驗教學開放管理也必須從以下幾個方面進行改革與探索,從而推進教學改革,提升教學質量:
2.1 實驗教學思維模式和理念的轉換
實驗教學開放管理關鍵在于教師和學生思想的解放,打破傳統的思維模式,轉變實驗教學理念,適應現代教學的需求,針對不同層次學生對實驗實踐的多元化需要,采取靈活多變的措施進行開放實驗。
2.1.1 加大實驗室宣傳力度,鼓勵學生走進實驗室,提高開放實驗室的使用效率
目前在校的部分理工科大學生思想觀念還停留在認真上課、修滿學分、按時畢業的保守狀態,甚至部分學生只重視理論學習和考取好成績以獲得獎學金。而部分成績不好的學生則得過且過,跟著教師走,實驗只要完成報告即可。如何讓學生愛上實驗室,真正喜歡到實驗室動手做實驗,是一個從思想根源上需要解決的問題。只有學生本人真正意識到自己要成為一個合格人才,只有通過理論學習和不斷實驗實踐相結合的途徑才能實現,這樣,實驗室開放才真正具有培養高素質創新光電人才的意義。因此學院領導、任課教師和實驗室教師需要通過學校、學院各種網絡平臺、授課平臺和學生工作窗口等途徑大力教育和宣傳參加實際動手實驗的意義,使學生從思想和思維上接受實驗和愛上實驗,變被動學習為主動學習和動手實驗,從而達到鍛煉學生實驗動手的能力。
2.1.2 轉變教師實驗教學觀念,在完成基本教學工作任務的基礎上,大力推廣各種開放性實驗課題
實驗教師和技術人員也要改變思想,除了按照實驗教學大綱要求開設課程相關的實驗外,還應以承擔學校開放實驗基金等項目為契機,以實施創新教育為主線,以加強創新人才培養為目標,對光電工程類實驗室的建設模式以及實驗教學進行開放性探索研究和嘗試性實踐。通過以科研促教學,擴展開放實驗課題,完善實驗教學課程體系,建立創新實踐基地等措施,形成自己獨到的實驗教學體系和實驗室建設新模式。根據學生的不同層次需求因材施教,引導學生作為實驗主題,敢于學習和創新,提高實踐能力,以培養大學生的創新意識和創新能力,全面提高學生的綜合素質。總之,只有全院師生從思想意識上重視開放實驗教學,才能使開放實驗管理水平上一個新的臺階。
2.2 實驗教學時間的合理開放與安排
要實現開放實驗教學,還需要對現行實驗教學課時進行組合和優化。因為實驗室的資源固定有限,不可能隨時接受學生無計劃地進入實驗室做無準備的實驗。為了提高實驗設備與實驗用房的利用率,充分挖掘實驗教學資源潛力,使學生有更多有效的自主學習、獨立思考、參與開放實驗的時間,我們將采用優化配置實驗課程教學課時和學生開放實驗分散錯峰進行相結合的管理模式。
(1)實驗中心將聯合學院教務部門優化理論課程教學和實驗教學,以教學實驗中心實際情況為主,合理安排教學進度,保證實驗教學主體目標的實現。如安排學生分階段完成基礎的電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、工程光學等實驗后,待他們基本掌握實驗室儀器設備的操作和使用方法后,再開設光電子技術、光纖通信、光電檢測技術、液晶綜合實驗等實驗課程。優化實驗課程教學后,大二以后的學生具備了常規參與開放實驗的基本技能,喜歡借助實驗探索未知的知識領域。這樣科學地安排實驗教學時間,既減輕了實驗技術人員的器材檢修和準備時間,也避免了學生因盲目進入實驗室做實驗造成的尷尬局面。
(2)充分利用網絡媒體等現代化工具,合理利用學校的勤工儉學制度,保證實驗室全天候對學生開放[3]。要保證實驗室對廣大學生有效開放使用,時間管理上也要進行優化組合。如可以利用網絡建立預約管理系統,學生可以提前預約,錯峰分時實驗。通過網絡、電話和多媒體提前了解實驗室資源的配置情況,從而事先預習儀器設備的使用操作方法,做好開放實驗方案的可行性研究和充分準備,進入實驗室后即可快速有效地進行實驗研究。實驗中心教師不可能時刻守在每個實驗室指導每個學生的實驗,我們利用先進的視頻監控來輔助完成[4],另外我們利用學校勤工儉學制度配備優秀的實驗室助管學生和研究生助教,先培訓他們熟練掌握實驗設備的操作使用方法和常用測試技能,然后讓他們協助實驗中心教師輪換分時值班和指導學生的開放實驗。這樣大大提高了實驗室開放使用的效率,保證了實驗中心全天候對外開放。
2.3 實驗資源的科學配置和有效開放管理
(1)開放實驗教學對實驗室管理提出了更高的要求,由于課題的開放性和實驗內容的廣泛性,對儀器設備,實驗代課教師,實驗室工作人員都提出了更多、更高的要求,要使開放實驗教學規范有序、順利、高效地進行,科學規范的管理必不可少[5]。學校和學院對實驗中心十分重視,投入了大量的財力和物力。目前實驗資源配置都是優質一流的硬件,實驗中心對從模數電子技術綜合實驗平臺、光學平臺、全息技術實驗平臺、光電綜合實驗平臺到光纖傳感檢測等光機電算系統進行了較為科學系統地配置。實驗中心教師還根據學院專業的特點和最新業界發展形勢,自制了大量的儀器設備,如PLC傳感與控制實驗裝置等。實驗中心還與一些知名公司合作,引進業界最新技術,建立了校企聯合實驗室,如深圳大學―大恒光電聯合實驗室、深圳大學―歐姆龍聯合實驗室、深圳大學―NI虛擬儀器聯合實驗室。通過這些措施,實驗中心資源配置充足完善,完全可以滿足光電學生開展各種各樣的開放課題實驗的要求。
(2)為了有效進行開放管理,需要建立健全規章制度,保證實驗室規范有序地運行[6]。實驗中心為了充分利用實驗教學資源并發揮其效益,根據我院現有實驗教學資源和各專業教學大綱,基于實驗教學資源共享的原則,對實驗教師、實驗儀器與設備、實驗消耗材料及實驗用房等分別制訂科學管理條例,如《實驗室開放管理辦法》《實驗器材管理辦法》等。經過較長時間的探索和實踐,摸索和總結出一條切實有效的實驗器材開放管理辦法―分門別類、標簽編號、歸類存檔、統一收放、借用登記、專人負責。
2.4 實驗師資隊伍的提高建設與優化[7]
當然,開放管理運行的成功與否最終還是由人來決定的。因此建立一支強有力的實驗師資隊伍對實驗中心建設至為關鍵。實驗技術工作比較煩瑣,選拔一批思想品質好,任勞任怨的教師和技術人員承擔實驗教學管理工作是十分必要的。只有具備高度責任心的實驗師資隊伍,才能勝任實驗室開放管理的重任。有了責任心,實驗師還必須有技術,業務能力強。光電學科涵蓋了光機電算的許多知識點,實驗教師和實驗技術人員也必然要熟練掌握這些方面的知識,否則難以指導學生和管理好實驗室各種儀器設備。實驗中心利用寒暑假分批選派實驗技術人員外出進修學習各種知識,聯系業界龍頭企業專家來學校培訓實驗技術人員,使實驗教學師資隊伍的業務水平得到不斷提高和知識結構的不斷優化。
3 結束語
通過實驗教學開放管理的探索和實踐研究,實驗中心摸索出一條適合光電工程學院實際情況的開放管理模式和分散錯峰的實施辦法。本中心實驗室實驗教學資源利用率得以大大提高,實驗室全天候開放,為學有余力的學生提供了一個鍛煉動手能力的機會和環境。學生可以在實驗室進行各類課外科技創新實驗或自主開放實驗,從而使光電學生日后走向社會具有更好的實用本領、競爭實力和創新能力。
參考文獻
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當第20屆全國青少年科技創新人賽在人民大會堂落下惟幕,澳門特別行政區政府接旗團團長唐志堅先生向小科學家們發出了熱情邀請:“澳門等著你們!澳門人民和青少年將熱情地歡迎你們!2006年同一時間澳門再見!”
2006年8月3日――7日,第21屆全國青少年科技創新大賽決賽將在澳門舉行。
大賽動態
“創新”號航班歡迎你
{主持人:阿星姐、風鳴劍}
阿星姐:很高興在這里主持第21屆全國青少年科技創新大賽的欄目,更高興的是《課堂內外》被中國科協指定為全國青少年科技創新大賽的指定讀本和宣傳媒體,所以我們將會從本期開始向同學們全程報道本次大賽的各方面內容,不管你想了解哪些信息,全體小編都會在第一時間告訴你。
風鳴劍:沒錯,歡迎來電來信來E-mail。對了,這次創新大賽的英文名稱是:China Adolescents Science & Technology lnnovationContest(英文縮寫:CASTIC)。對了,還有一個特大號的好消息要告訴各位同學,今年8月我們還會組織大家參加“第21屆全國青少年科技創新大賽夏令營”活動,除了去參觀其他同學的科技產品,還會去香港的迪斯尼樂園游玩哦,哈哈,想著就激動。有興趣的同學可以翻開第58頁,詳細情況都在上面寫著呢。
阿星姐:風鳴劍,看把你激動得,呵呵,你的英語說得也不賴喲。我問你,你知道這次大賽包括什么內容嗎?同學們該如何參賽呢?
風鳴劍:謝謝夸獎。大賽的內容包括競賽活動和展示活動兩部分,競賽活動分為青少年的科技創新成果競賽和優秀科技教師的評選,展示活動包括優秀科技實踐活動展覽和少兒科幻畫展覽。青少年科技創新成果是指在科技實踐活動中以及研究性學習過程中產生的發明創造作品、工程設計作品和科學研究論文等。展示活動包括優秀科技實踐活動展覽和少年兒童科學幻想繪畫作品展覽。
阿星姐:對,同學和老師們可將自己的參賽作品副本寄往《課堂內外》雜志社,注意在信封上要標明“科技創新”的字樣。我們將擇優予以報道,還可以向大賽組委會推薦喲,咨詢電話是023―63659981。目前,全國各省(市)科協正在進行緊張的評選工作,在4月28日前,將把勝出的優秀項目上報給中國科協青少年工作部,本屆全國“創新大賽”組委會將對上報的材料進行初評和終評。初評于5―6月進行,對項目進行資格審查和科學性審查,選拔優秀項目入圍參加終評決賽。終評除審閱材料外,評委要對參賽學生進行項目問辯,結合素質測評成績,確定項目所獲獎項。
風鳴劍:呵呵,那就搭上“創新”號航班,和我們一起進行一次刺激的、有意義的“創新”之旅吧。
專家點撥
海闊天空地想腳踏實地地干
紀 言
黃尚廉,男,1936年生于四川省樂山市。1954年畢業于重慶大學機械工程系。現為中國工程院院士,重慶大學學術委員會主任、光電信息工程系教授、博士研究生導師。社會兼職:國務院學位委員會光學工程儀器科學與技術學科評議組召集人,國家教委科學技術委員會委員,國際光學工程學會會員及光纖工作組智能結構工作組成員,中國光學學會、中國儀器儀表學會、中國計量測試學會理事等。曾任重慶大學光電儀器系主任、國家教委光電技術及系統開放研究實驗室主任。
2006年2月10日早上9點,總算按照約定的時間走進了重慶大學光電學院的辦公樓。一位戴著眼鏡的長者起身接待了我們,他就是《課堂內外》為大家特邀的本月“創新導師”、中國工程院院士、重慶大學光電學院教授黃尚廉,站在我們面前的院士隨和客氣,不時還發出一串爽朗的笑聲,感覺就如同和家里的“爺爺”一般親近。
我們向黃教授介紹全國青少年科技創新大賽的相關情況,希望他能以自己的經歷為各位同學如何培養自己的創新思維和創新能力開出一些“處方”時,黃教授興致勃勃地回憶起了自己遙遠的中學生活:“科普對青少年很重要。我讀中學時,很喜歡科普,特別喜歡看科幻小說。當時看了《太空游》,就是講太空人在天上,不但可以和地球人通話,還能一下子就看到地球,其實那就是現在的可視電話。科幻對學生的創造力很有好處。所謂創造力,就是海闊天空地想腳踏實地地干,這是我經常對學生講的一句話。把藝術家的想象和科學家的嚴謹結合起來,就可以創造很多新的東西。”
記者:黃院士,你認為應該怎樣培養科技意識?
黃尚廉:主要在于引導學生細心觀察生活,要知道我們身邊都有科學,如坐公共汽車,為什么有的車坐起來會讓人感覺很輕松,有的車卻讓人感覺很辛苦;看到車尾排出來的廢氣時,就可以想可不可以用一種新的燃料來減少污染呢?以前我讀小學的時候,老師教自然課就是帶著學生出去“玩”,到田里、山上去,解剖青蛙,捉蜻蜓,捕蝴蝶,等等,而現在的學生只知道一天到晚看書背書,不能生動活潑地學習。理論知識可以在課堂上傳授,但更多的是要帶學生出去看。如學校應該有個Opcn day,國外大中小學都有,各個學校的學生可以互相學習,也可以讓中小學生去大學校園看看,讓他們了解各個專業都是做什么的。
記者:我國的青少年與國外的青少年有什么不同之處呢?
黃尚廉:中國的學生都是乖娃娃。國外的學生很活潑,他們的教育不壓抑學生。曾經一個美國學者帶著他的孩子到我家來吃飯,那個孩子看到好吃的就搶,很大方。我們國內就不一樣,壓抑個性,星期天還有很多學生悶在家里讀書。如果有比較生動的東西,如電視、電腦、實驗等,他們就會有興趣去觀察,就會動手。所以創新源于實踐,不動手做永遠也想不出來問題的究竟。
記者:如何才能引導學生到實踐中去呢?
黃尚廉:不能在“安靜”的環境下進行科技教育。現在的學生學的知識主要是從課本上來,應大量加強實踐,這同時也是屬于素質教育,而且在哪里都可以做,包括農村也一樣,把身邊的科技與生活聯系起來,比如說殺雞殺鴨的時候,老師可以給學生講解消化學說、循環學說等。關鍵在于教師如何去引導。
記者:想法和動手能力哪個重要?
黃尚廉:要多觀察才會有新的想法,多實驗,不能憑空想,實踐是創新的源頭。
記者:您是如何看待這次大賽呢?
黃尚廉:首先,作品應該是自己做的,即使很原始,也是屬于原創。要給學生提供觀察場所。所有博物館、科技館都應對學生免費。
小發明家
15歲獲15項中國專利
小發明家:戴瑛瑛(湖南城步苗族自治縣)
靈感來源:生活細節處。
成績:取暖凳、錄音書包、閃光音樂跳繩帶、吹氣塑料方便碗、旋轉發光傘、帶電筒文具盒、接觸記數健身毯、閃光圓珠筆、吸蚊槍……均獲得國家專利。
事件1:看到媽媽正在用電熨斗熨衣服,覺得電熨斗與自行車座板相似,腦海里立刻推導出“取暖凳=自行車座板+電熨斗”的框架。爸爸買來電熨斗和自行車座板,通過安裝覺得切實可行,便替女兒申請了專利。
事件2:看到每天中午在學校吃中餐的同學,為了衛生,從家里帶碗去學校。學生書包本來就重,再背一只碗,更是不堪重負。放學回家的路上,看見一位修自行車的叔叔正在補內胎,受到了啟發,聯想到如果發明一種“吹氣塑料碗”,既便于攜帶又可多次使用,一定會受到同學們的歡迎。說干就干,她真發明了吹氣塑料碗。
愛心和好奇心成就金獎
小發明家:章遠駿(浙江嘉興市余新鎮中學)
靈感來源:看爸爸修理機器、洗荸薺。
成績:小學六年級發明的洗荸薺機獲得全國青少年發明金獎。升入中學后,他的這件作品還在長沙獲得了全國級的新苗鼓勵獎、茅以升科學基金獎。
事件:“我家以前住在村子里,鄉親們將荸薺削好皮來賣。我看到他們洗荸薺太累了,要用一個大網兜裝著粘滿泥土的荸薺去水里沖洗。這個方法比較‘原始’,冬天又冷,又洗不干凈,就想發明個機器幫助他們。”兩個星期后章遠駿有了初步設想,和爸爸一起用四天時間畫出了草圖,并制作出了初步的模型。后來經過反復修正把原先的單面滾筒改成雙面滾筒,把木柄毛刷改成鋼筋毛刷,最后請工人師傅焊接和上漆。一個漂亮又方便的洗荸薺機誕生了。
理想:警察。從發明的角度上來看,警察和發明的關系很大,發明需要邏輯推理,警察破案也需要邏輯推理,而且警察握槍的樣子很帥。
大賽咨詢臺
問:這次是第21屆了,以往幾屆是在哪里舉辦的呢?(重慶市云陽縣?家長提問)
答:第20屆全國青少年科技創新大賽于2005年8月3―8日在北京市舉行,共有401項科技創新成果競賽項目獲獎,其中一等獎66項,二等獎156項,三等獎179項。至今,大賽已經分別在上海(1982和1993)、昆明 (1984)、蘭州(1986)、北京(1988和1991)、成都(1990)、沈陽(1992)、南寧(1994)、長沙(1995)、天津(1996)、西寧(1997)、香港(1998)、呼和浩特(1999)、合肥(2000)、福州(2001)、鄭州(2002)、蘭州(2003)、成都(2004)等地舉辦過。每年有近1500萬名青少年參加不同層次的科技創新活動。目前,它已經成為我國面向在校中小學生開展的規模最大、層次最高的青少年科技教育活動。
問:我想了解一下大賽的獎項是如何設立的,如果我們獲獎,會有什么待遇呢?你能給我講詳細一點嗎?(湖北省?學生提問)
答:根據國家教育部(《普通高等學校招收保送生辦法》)的有關規定,獲全國大賽一、二等獎的高中學生可以享受高招保送的待遇,獲省級一等獎的高中學生可以享受高招加20分的待遇(教育部《2005年普通高等學校招生工作規定》)。凡2005―2006年在校就讀的中小學生(包括中專、中技、中師、中職),均可參加各基層舉辦的相應競賽活動。而參賽者則要首先參加基層的選拔活動。即參加由各省(區、市)科協牽頭組織舉辦的“2005―2006地區聯賽”,再被選拔、推薦組成省級代表團統一參加本屆競賽的各項比賽活動。全國比賽則按各省(區、市)組成代表隊,統一組織申報、參賽。
現在各省市設立了“青少年科技創新市長獎”,凡是獲得過“青少年科技創新大賽”的在校中小學生都可成為當地“市長獎”的評選對象。
你可以到當地科協或教委進行更詳細的咨詢,也可以給我們打電話詢問,本刊“創新大賽”咨詢熱線:023-63659981。同時請你繼續關注我們的刊物,在接下來的每一期我們將陸續推出創新大賽的全新報道。
問:對參賽作品有什么要求嗎?(山東省泰安市良渚鎮?學生提問)
答:參賽作品要堅持“自己選題、自己設計和研究、自己制作和撰寫”的“三自原則”,堅持“科學性、先進性、實用性”的“三性原則”。
問:“市長獎”是什么意思?(河南省濮陽市一中?學生提問)
答:最早設置“青少年科技創新市長獎”的是北京、上海等發達城市,這兩個城市都于2003年舉行了首屆“市長獎”評選,北京每年評選一次,上海則是兩年一屆。天津也在2004年設立了“市長獎”,與上海相同也是兩年一屆。首屆“北京市青少年科技創新市長獎”共評出五位獲獎者;首屆“上海市青少年科技創新市長獎”,有11名“市長獎”獲得者和9名提名獎獲得者受到了表彰;首屆“天津市青少年科技創新市長獎”獲獎人數原定不少于10人。
到目前為止,我國設立“市長獎”的城市還有重慶,安徽合肥、安慶、蕪湖,河南安陽,內蒙烏海,湖北恩施,四川德陽、自貢等城市。
論文摘要:以青年教師講課比賽作為特殊的教研活動,既滿足了青年教師展現自我的要求,又實現了對青年教師教學技能的集體輔導。青年教師參與的主動性、積極性高,課堂教學水平提高快,教學設計、多媒體教學都有長足的進步.
近年來引進的青年教師大多具有博士學位,專業知識基礎較深厚,但沒有經過系統的高等教育理論學習,缺乏教學上的嚴格訓練,在教學實踐初期存在許多不足。中國計量學院與其他高校一樣對青年教師的培養也十分重視,制定了一系列政策和措施對新教師實行崗前培訓,建立了導師制,健全了學校和分院兩級教學督導機制,開展生評教活動等。這些措施對青年教師的培養發揮了較好的作用,但在實踐中也暴露出一些問題,例如教育理論培訓的內容過于理論化、抽象化,不能解決在實踐中出現的問題;老教師因教學科研壓力也難抽出很多時間與青年教師進行交流。因此,青年教師教學技能的培養問題沒有得到根本解決。
近三年以來中國計量學院以講課比賽的形式讓青年教師進行講課演練,取得了較好的效果。在學校每年組織的青年教師講課比賽中都能抱獎而歸,學生評教的得分也穩步提高,在測評優秀的名單中,青年教師已超過一半,有三分之一的青年教師獲得了教學質量優秀獎。
一、講課比賽成為鍛煉新教師的有效形式
學校每年舉辦青年教師講課比賽,比賽分預賽推薦和決賽兩個階段,從報名到決賽大致需三到四個月,持續時間較長,這有利于我們借講課比賽鍛煉年輕教師。學校要求每位年輕教師至少參加一次講課比賽,并做好動員工作。青年教師參與積極性很高:生評教中得分高的教師滿懷信心爭取獲獎,而得分低的教師渴望通過比賽改變自己的形象。在推薦、選拔和決賽前學校會組織多場講課演練,每次演練年輕教師都要參加,并安排老教師點評指導。每次選手講完課之后,討論都十分熱烈,從開場白到結束語,從選手不經意的口頭禪、不太優雅的小動作,到聲音語速的控制、跌宕起伏的情節設計,從多媒體課件的制作技巧到教學重點難點的把握,無所不談。青年教師們每次比賽前都投入大量精力,賽前找導師或學生演練。因此,講課比賽結束后,參加比賽的選手在教學技能方面都有明顯的進步。
講課比賽也讓未參賽教師從講課比賽活動中受益。選手在試講中暴露出來的問題可能同樣存在于其他教師的教學活動中,好的方法、技巧也可借鑒。每次講課演練都有老教師參加,老教師現身說法,針對本堂課的內容,講解“啟發式”怎么用,“以問題為中心”怎樣講,等等。老教師的示范授課提示年輕教師,不僅要注意表面的、細節性的東西,也要思考教學目標、教學方法、教學思想等深層次問題。
與一般教學觀摩或集體聽課不同,講課比賽變成了一種特殊的教研活動,實現了對青年教師教學技能的集體輔導,青年教師參與的主動性、積極性很高,真的下了工夫動了腦子,收獲較大。
二、樹立以生為本的教學理念
按照講課比賽規則,參賽選手應當是講授課程的主講教師,只有學生反映良好的選手才有資格最終獲獎。這就促使選手們充分重視學生的意見,主動與學生溝通,樹立起以生為本的基本教學理念。我們光學與電子科技學院涉及光信息科學與技術、光電信息工程、電子科學與技術、微電子學等專業的教學工作,學生生源結構復雜,生源質量相差很大。因此要讓學生聽懂就需要了解學生,以學生為本,因材施教。
時常聽到教師抱怨現在的學生不愛學習,基礎太差。其實,學生在接觸課程的初期,新鮮感較強,一般都愿意聽課。但隨著內容的深入,新鮮感、神秘感消失,學生的學習興趣會降低。理工科的課程,前后內容相關性較強,如果前面有部分內容未搞懂,則后面的內容學起來會感到很困難,甚至使學生產生懼怕心理,而這種心理容易在學生中蔓延。所以,教師要通過作業、課堂提問、輔導、答疑等多種形式了解學生的學習情況,及時解決學習中的問題。不能以師道尊嚴采用高壓的手段對待學生,任何可能傷害學生自尊心的方法都是不可取的。
講課比賽的評分標準特別重視采用啟發式教學,所以如何調動學生的學習積極性、能動性,活躍課堂氣氛是試講演練的重點之一。青年教師應學會在課堂上調整課堂氣氛,循循善誘,引導學生的思維始終圍繞著教學內容;在課堂上還應注意盡量面對學生,視線隨時自然地關照學生,使學生思想不易開小差。理工科的課程內容比較單調乏味,概念抽象,過程復雜,離日常生活較遠,很難舉出生動的例子,學習的艱苦性遠大于文科專業。青年教師一方面要盡可能利用現代化教學手段將抽象、枯燥的過程變得直觀、生動;另一方面要利用和學生的年齡差距小、比較了解學生的思想狀況、容易和學生交流的特點,課堂內外多與學生接觸,讓學生產生信任感。師生距離的拉近,會增加學生對所授課程的興趣,學生在課堂上也會充分配合。
三、提高課堂教學設計能力
在講課比賽的評分標準中,教學方案的設計占20%。教學方案簡稱教案,是任課教師按照預定的教學目標和教學計劃,經過充分的準備和繽密的考慮所指定的實施教學的具體方案。對初次登上大學講臺的青年教師來說,教學方案的設計是教學活動的初始環節,是順利完成教學任務的前提和基礎。教學設計的好與壞,直接影響到教學效果。
教師進行教學設計時,首先要明確教學目標。也就是通過本堂課要讓學生了解什么、理解什么、掌握什么,雖然這些在教學大綱中已有表述,但一般較為粗略,需要細化。這要求青年教師仔細研究大綱,從總體知識上了解課程的教學目的、任務,掌握課程的整體結構、知識體系及與其他課程的關系,從而把握教學的方向:并且要了解各章節的地位、作用及相互間的內在聯系,把握章節要領,確定教學重點;要熟悉全部教學內容,明確哪些是重點,哪些是難點,哪些知識是學生必須掌握的,哪些知識是學生容易接受的。
其次要對教學內容進行加工整理,設計邏輯主線,將各知識點合理地連接起來。條理性與邏輯性是講好課的基本要素,講授時條理清楚邏輯性強,則學生就能由淺入深,由此及彼,由表及里,逐步理解課堂內容各個要點,又掌握內容的整體。一堂課的內容應合理地劃分成若干相關又相對獨立的段落,講授不同段落內容時用小標題等標記顯示層次性,并注意承上啟下。最好列一個提綱,或畫一個圖表,描述講課的總體思路。
接下來是細節設計,教師運用各種教學技巧,選擇適當的教學方法,追求最佳的教學效果。板書設計要注意文字簡練,教師必須提煉出能夠高度概括相應的一段內容的一個或若干個關鍵詞。學生記下這些關鍵詞,能夠在腦海里再現有關知識內容的主要梗概。語言設計要注入一定的情感,語言要簡練,適當的抑揚頓挫才會生動,具有感染力,產生深刻印象,避免平鋪直敘。舉例一定要能夠說明問題,避免泛泛舉例。好的開頭和結尾也很重要,開頭可以以問題引入等方式引起注意,激發興趣;結尾應能概括本次課程的內容梗概,回應開頭提出的問題。
以講課比賽為手段,通過賽前的各種技能訓練,青年教師教學設計能力提高很快,一些教案被當作范本在校內交流推廣。
四、交流多媒體教學經驗
多媒體教學可以直觀表現三維結構、生動描寫運動過程、課堂信息含量大、節省板書時間、題材豐富形象、形式活潑多樣以及便于學生課后復習查詢,因此多媒體教學成為理工科教師必須掌握的教學手段,是教師教學的荃本功。而講課比賽為多媒體技術交流提供了很好的平契機。青年教師的計算機應用能力較強,多媒體課件的制作往往各有所長,有的喜歡Authorware,有的擅長3DMAX,有的熟悉Flash制作。講課比賽時的交流與學習,不僅讓青年教師們相互學習了多媒體制作的技術,也有利于提升自己的多媒體課件制作水平。
多媒體課件的制作是很費時間的事情,要提倡資源、信息共享。不同課程有些素材是相同的,例如在專業基礎課中用到的各種干涉、衍射和偏振等現象原理分析圖,各種光的干涉、衍射圖樣,不同光學系統的成像示意圖、光路圖等,在一些專業課中也可能用到。各種光學儀器及實驗設備的結構圖、儀器及設備的實物照片,也可以共享。另外拍攝儀器操作過程,制作分解動作圖等都需要各位教師通力協作。網上也有許多信息資源可以利用,相互告知并交流下載方式。