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由于光纤通信技术是一门多学科交叉渗透的课程，涉及的内容相当广泛。就我校的情况来说，本门课程总学时48个学时，实验10个学时，由于教学学时的限制，不可能面面俱到地把所有光纤通信的内容都讲到，因此教师选择教学内容的随意性较大，容易导致教学内容的片面性和不连续性，对于学生来说，也感觉课程的知识点过多，没有连续性，不好掌握。而且本门课程涉及的物理知识较多，对一些基础薄弱的学生来说，很难掌握，因此就会出现学习困难。学生对知识的掌握仅限于一些基本知识点，不清楚理论的实际工程意义，导致学生学完以后不知学了什么，不知学了有什么用的情况。在实验内容方面，也存在着实验硬件更新升级落后、实验的设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等问题，教学内容已经严重落后于光纤通信技术的发展现状。另外，采用实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的，导致学生普遍对实验教学认识不足，严重影响了实验教学质量和效果。
1.2课程内容选取理论性较强，工学结合教学体系尚未真正构建
传统的教学方法是按照所选教材的顺序按章讲解，由于课程本身特点，公式多，表格多，图形多，有些还需要教师在课堂上进行公式的推导，导致了学生感觉学习难度大，不易听懂，课程气氛沉闷，认为对实践指导没有意义。课堂讲授理论性强，但不知道这些理论应该如何应用，工学结合课程教学体系尚未真正的构建。
1.3侧重理论知识考核，过程与能力考核尚未得到足够的重视
我校传统的考核办法是期末考试成绩占70%，平时成绩占30%。期末考试时，学生把大量的精力花费在记忆知识点，背公式上，而且不能反映学生的实际应用水平，由于期末考试所占比重最大，不能改变一考定终身的问题。虽然有平时成绩，但不能全面反映学生的实际掌握知识的能力及水平。由于平时成绩所占比重小，因此对平时成绩里所含的实验成绩不重视，大部分学生对待实验不重视，实验报告也有抄袭现象。所以这种考核办法不能反映学生的真实水平，也需要进一步改进。因此，本文针对教学中出现的以上问题进行了深入的研究。
2教学内容改革
结合本校的人才培养定位，为了培养应用型人才，在教学内容方面，既重视课程的理论性，更要强调课程的实用性。
2.1结合工程实际，重组课程内容
光纤课程的理论知识点较多，在理论课讲授时，由于学时的限制，不可能面面俱到，都讲深入也是不切实际的。因此在课程教学过程中要抓住重点、突破难点，做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论，可以适当地在课前进行一些知识的补充，也可以在上次课结束时，留一些预习任务。比如在讲光源这一部分内容时，可以让学生提前预习物理中光学这部分内容以及模拟电路里的相关内容，在课堂上再辅以补充，使学生接受新知识时就容易得多。还有在讲解光纤导光原理这部分内容时，由于模式理论方法其中存在非常难懂的电磁理论知识，因此结合人才培养目标，果断删除这种分析方法，改用相对简单的射线分析方法。
2.2及时将光纤通信新知识、新技术补充到教学内容中
由于光纤通信技术发展速度极快，现有的光纤通信教材中提到的新技术，比如光放大技术、光波分复用技术、光孤子通信和相干光通信等在实际中已经应用的比较成熟。而新出现的新技术并没有提及，因此适当增加新技术、新理论的课时，使学生更多的最新技术发展的动态。
2.3重视实际工程案例、实际工程操作的讲解
比如光缆敷设、光纤熔接、光纤通信系统设计等教学内容都安排了适当的课时，通过实验或视频的形式给学生展示出来。既与实际联系紧密，又增加学生的兴趣，为将来的工作打下一个良好的基础。
3教学方法的改革
现在的教学方法主要有这么几种，课堂的板书讲授法、多媒体授课、实验演示法等。板书讲授法是传统的教学方法，优点是思路清晰、框架清楚、重点突出，学生容易笔记，思路清楚，精神集中；缺点是形式单一、信息量小、不生动直观。多媒体教学可弥补板书里存在的问题，多媒体教学方法信息量大，能动态的显示一些复杂不易理解的内容，一些动态软件的引入，更是可以使抽象的知识和理论形象生动化，学生学起来更容易懂，更加感兴趣。但由于信息量太大，讲授速度偏快，如果只使用多媒体教学学生很容易疲劳。实验演示方法最直观，最容易接受，也能激发学生的学习热情。但由于实验条件的限制，不能全程采用。这几种教学方法各有优缺点，我们不能只是单一地采用某一种教学方法，而是应该把它们结合起来。针对不同的教学内容采用不同的教学形式，目的能达到使学生对学习充满兴趣，学习更加轻松，容易接受，更能很好地掌握所学知识并运用到实际工作中。目前《光纤通信技术》课程内容主要有这么几部分：光纤传输原理及特性、光纤器件、光纤通信系统、光纤通信网络及新技术。这几部分内容各有特点，因此在教学时应该根据不同教学的内容采用不同的教学方法。（1）光纤传输原理及特性这部分内容理论性很强，涉及到很多物理知识、数学知识，内容抽象，还存在很多公式推导，学生学起来很困难，不感兴趣。在讲授这部分内容时以板书形式为主，清晰明了，辅以多媒体课件，把书中一些图片由静止变动态，把枯燥的知识变得生动形象。（2）光纤器件这部分内容比较直观，更接近于实际应用，因此教学方法不采用板书讲授。这部分内容以多媒体讲授为主，辅以实物展示。把不同的光纤器件带进课堂，给同学们展示，学生非常感兴趣。在多媒体课件上向学生展示它们的应用情况，效果很好。由于实践条件的限制，这部分内容的操作要靠校外实训基地提供的帮助，把合作单位的器件拿到课堂，并请工程师来讲解，收到很好地效果。（3）光纤通信系统这部分内容主要是设计思想和实际应用，采用的办法是采用仿真软件和实验箱操作结合的方式，这部分内容可以安排在实验室。采用仿真软件，可以使学生对整个系统的应用有更深刻的认识，可以提高学生的综合应用能力。通过实验，可以增强学生的动手操作能力，加深印象。（4）光纤通信网络及新技术这部分内容也是有一定难度的，在讲授这部分内容时，一是理论性强，不好理解，讲授方法采用多媒体为主，辅以形象举例法。比如SDH的同步复用和映射方法这一节，内容非常抽象，不好理解，在讲授时通过多媒体的动态演示使学生思路清晰，并且通过举大家日常非常熟悉的货车拉货的例子，引导学生理解，由浅入深。二是这部分内容更新非常快，我们采取的方法是：老师对目前的新技术、新成果进行大量的材料收集，以多媒体的形式向学生展示；另外为了激励学生的学习热情，让学生通过网络自己收集这部分内容的材料，课上和同学们一起分享并说出自己的见解。通过这种形式，既可以让学生独立思考，增加独立解决问题的能力，又能形成很好的教学互动。
4考核方式的改革
针对传统考核办法存在的不足，我们采取了这样的尝试办法。成绩的组成由这几部分构成：平时成绩20%（包括平时出勤情况、课堂参与情况）、实验成绩30%（实验报告+实验论文）、小论文10%、期末考试成绩40%。在这几部分中降低期末考试的比重，提高实验成绩的比重。其中实验成绩这部分内容，学生不能只交一个实验报告了事，还要有仿真作业成绩，并且通过实验论文让学生写出对实验结果的分析及现象总结，实验过程中出现了什么问题，是如何解决的，有没有改进的办法。我们设置的小论文是开放性的题目，比如可以写对整个光纤通信技术某项新技术的认识、发展动态，也可以设计一个小型实际项目的光纤通信系统。通过这些措施，希望能全面的反映学生的综合水平，激发学生的学习热情。
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1 微课的定义
“微型视频网络课程”简称为“微课”，它是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科的知识点（ 如重点、难点、疑点、考点等） 或教学环节（ 如学习活动、主题、实验、任务等） 而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的在线视频课程资源。
2 传统教学模式存在的问题
2.1理论教学抽象
在理论课教学中，全凭教师的讲解和自己的理解去学习理论，这样导致学生上课不知教师所云，最终什么都没有掌握。如验光技术课程中的检影验光，学生对于检影的内容完全没有任何认知，讲的再好的理论课也只是学生大脑中想象的画面，每个人理解的内容和想象的情景完全不同，这样导致技能训练的时候完全需要重新进行学习，即浪费精力也浪费时间。
2.2实践教学笼统
传统教学模式中实训教学一般都是教师进行技能演示，学生听后自主练习。由于眼视光技术专业课程多数为重操作过程的实训课程，在实训课程讲授中，学生看完演示自己完全无从下手，不知道如何去做。并且传统的演示过程中不能够针对每个学生的具体问题进行讲解，只能是整体讲解，针对学生在实训中遇到的问题不能有针对性的进行辅导，对于善于问题的学生来讲问题还不是很大，但是对于不善于与教师沟通的学生来讲基本就不能掌握相应技能。
3 微课在眼视光技术专业教学过程中的应用
3.1微课应用的条件
现在大学生几乎人人都有智能手机，90%都有自己的个人电脑，学生很大一部分时间都是话费在了手机和电脑上，如果学生将花费在手机和电脑上的时间三分之一用于学习，将会产生非常好的学习效果。但是事实情况确实现在学生能够获得的有效并且能够吸引的学生的课程资源有限。微课便实现教学资源碎片化，让学生随时有空花点时间就能够通过智能终端完成相应知识的学习。
3.2微课在理论教学中的作用
眼视光技术专业课程中，有很多知识点相对抽象，但又是必须要掌握的内容。将微课应用到理论教学中之后，教师提前制作好相应的微课视频，共享给学生，学生在课前通过微课视频进行学习，将较为重要的理论知识点在大脑中形成一定的认知，并在微课中加入相应的思考题，引导学生在课前完成相应的资料查阅。这样在课堂上教师就不再需要进行详细的理论讲述，只需要引导学生进行理解，并对学生在理解过程中出现的问题进行相应的解答。课后，教师还可以将学生的疑难点制作成微课，再次共享给学生，实现课后巩固。通过这种微课的利用，很好的提升了学生的学习兴趣，同时又培养了学生自主学习、分析问题、解决问题的能力和创新能力。
3.3微课在实训课程中的应用
眼视光技术专业实训操作重点是操作的过程是否规范，需要将每一个操作细节都正确的完成，就会产生很多操作过程的分支，学生对于这些分支往往都不知所措，不知道出现相应的结果之后该如何操作。针对这一实训特点，我们特别制作了问题导向性微课，例如在验光过程中，将球镜的精确、柱镜的精确等主觉验光过程分别制作成相应的操作视频，并在出现每一种结果的时候出现提示选项，学生可以根据自己实际操作过程中出现的相应问题选择对应的结果继续向后进行，这样学生就可以很好的结合微课视频完成自己的操作，实现每一个人都是不一样的学习过程和操作方法，最终实现了学生个性化的教学需求。
3.4微课有效利用了学生碎片化时间
微课由于时间短，学生能够随时随地的使用自己智能终端进行学习，当自己对相应问题产生疑惑时，直接调用相应的教学视频进行学习，把学习碎片化，真正实现无时无刻不在学习。同时也可以随时将自己在微课学习过程中的问题反馈给老师，与老师实现良好的互动需求。
4 微课应用于教学过程中的挑战
4.1专职教师需要掌握更多信息技术
微课的制作除了需要专业知识外，还需要借助先进的计算机技术，但这却是我们缺乏的，有时我们设计好的一个微课教学视频却苦于没有好的计算机处理技术而不能实现。这就要求专业教师未来不仅需要学习好专业知识，还得很好的掌握相的计算机应用技能。
4.2需要花费大量的时间成本
每一个微课的制作都需要教师针对学生的学习情况专门制作，同时需要有较好的设计思路，能够个性化的满足较多学生的需求，这就需要教师花费更多时间在微课的制作和改进上，只有这样才能不断的提高微课的制作水平和制作质量，达到预期的教学效果。
综上所述，微课在眼视光技术专业教学过程中起到了改变传统教学模式的作用，提升了学生主动学习的能力，实现学生自主学习，强化学生解决问题和分析问题的能力，并且能够让学生的实训操作训练更有针对性。与此同时，微课时代的到来，也对专业教师提出了更高的要求，需要教师花费更多的时间和精力去完成好相应的微课教学任务，实现教学质量稳步提升，达到为社会培养有用之才的目的。
参考文献：
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基金项目：本文系上海市教委重点课程资助项目（项目编号：沪教委高（2011）48号）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0147-02
光纤通信是以光波为载波，以光导纤维作为传输媒质的一种信息传输方式。该技术因具有传输容量大、中继距离长等优良传输特性，被广泛应用于电力传输网、通信网和接入网等领域。
“光纤通信”作为通信工程、光电信息工程、电子信息工程专业的核心课程，主要讲述了光纤通信的基本概念、传输理论、系统组成、新技术等内容。[1]该课程具有涉及内容广、基础理论深、知识更新快等特点。为了进一步提高“光纤通信”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课和光纤通信系统课程设计，加强了学生对理论知识的理解，培养了实际动手能力和创新能力。
传统的实验教学一般都是安排学生在硬件实验箱上实现。此类实验基本为验证性实验，只需根据实验指导书进行简单操作，无法调动学生的实验兴趣，也限制了对学生创新能力的培养。此外，光通信器件成本较高，需要及时维护，且随着科技的进步，新的理论和技术迅速产生与发展，需要投入充足的设备经费，不断更新实验设备。[2]因此，实践教学部分除了利用光纤通信实验箱开设固定的验证性实验外，还可利用仿真软件MATLAB和OPTISYSTEM构建光纤通信系统模型，以提高学生的实验效率，有效地节省实验教学成本。[3-6]
一、MATLAB仿真软件的应用
由于“光纤通信”课程概念繁多，物理规律较为抽象，特别是其中的一些光学现象和规律缺乏细致的数学推导，为学生学习该课程带来了诸多困难。因此，在“光纤通信”课程教学中可以适当地使用MATLAB仿真软件所提供的可视化界面，使学生获得对光学物理现象的感性认识，缩小理论与实际的差距，提高学习效率和效果。
MATLAB是Mathworks公司推出的一套高效数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体，具有编程方式自由、简单易学等特点，已广泛应用于工程计算和系统仿真等开发环境。利用MATLAB软件不但可以摆脱繁杂的大规模计算，而且还可以使学生自己动手进行编程，加深对光纤通信基本理论的理解。在编程过程中，可以通过改变仿真参数来直观地对实验结果进行计算和分析，大大节省了时间，提高了实验效率。
在光纤传输原理章节中，对于波动理论，一般是通过求解麦克斯韦方程组来导出波动方程，分析电磁场的分布性质，最后获得光纤的传输特性。公式推导过程繁杂，涉及的电磁场与数学知识较多，学生理解困难。因此，在课堂教学中除了引入多媒体的辅助教学手段外，还可以借助MATLAB仿真软件，帮助学生理解多模和单模光纤的模场分布。
多模光纤中，存在更多的高阶模式。根据LP模的特征方程，得到阶跃型折射率光纤的模场分布。如第一个高次模LP11模的二维、三维模场分布如图1（c）、（f）所示。从图1可以看出，当归一化频率V=5时，LP11模有两个对称的主瓣，不存在旁瓣现象。
在“光纤通信”课程教学中，引入MATLAB仿真，能够进一步加深对抽象概念的理解。通过仿真，学生弄清了数学公式和物理概念之间的内在联系，使理论教学中枯燥的概念可视化，极大地调动了学习主动性和趣味性，有效地提高了教学质量。同时，在编程过程中，学生通过查询文献资料和相互讨论，较好地培养了团队合作精神，提高了创新能力。
二、OPTISYSTEM仿真软件的应用
系统实验有助于培养学生对理论知识的综合运用。针对实验箱可供开设的综合性、系统性实验项目较少的情况，可以利用OPTISYSTEM仿真软件对光学器件和通信系统进行建模。通过仿真软件对实际操作过程进行模拟，以获得数据加以分析。
OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司开发的一套光通信系统模拟软件。它可以帮助用户规划、测试和模拟传输层的各种类型的光通信网络，包括局域网、城域网和广域网；同时提供了从组件、器件到系统各个层面的光通信系统设计和规划，如TDM/WDM、SDH、光孤子通信等，并利用优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显示来获得最佳系统性能。
在OPTISYSTEM系统仿真实验中，学生可以通过调整参数，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计，直观地模拟整个光纤通信系统的传输过程。利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。
例如，波分复用（WDM）系统是现行光纤通信系统的主要架构形式，利用波分复用技术可以实现大容量、长距离的网络传输。但是由于传统实验箱的限制，WDM系统难以通过硬件平台来构建。因此，可以通过OPTISYSTEM软件来搭建WDM系统，并进行系统性能分析。
WDM系统实验在OPTISYSTEM仿真平台上完成。要求学生使用光传输系统仿真软件，搭建8信道的WDM系统，如图2（a）所示。该系统由波分复用器（WDM）、掺铒光纤放大器（EDFA）、光纤链路、解复用器（WDM Demux）和光接收机等光学器件组成。学生自行设计和搭建系统，配置波分复用、解复用、调制器等参数，并利用虚拟光谱分析仪来观察8通道波分复用系统的频谱、误码率等特性，如图2（b）、（c）所示。学生通过调整各模块的参数、搭建系统模型和分析仿真结果，巩固了EDFA、波分复用/解复用等方面的理论知识，也为今后对实际WDM系统规划打下了坚实的基础。
又如，用OPTISYSTEM软件设计搭建单模光纤通信系统，如图3（a）所示。传输速率是40Gbit/s，传输距离是60km。信源使用的是伪随机码发生器，它将数据流发送到非归零（NRZ）码电脉冲发生器。经NRZ调制的电信号具有紧凑的频谱特性，经过马赫曾德尔调制器（MZM）后转换成光信号送往光纤信道。为了减小光纤传输损耗和色散的影响，在光纤链路上添加了掺铒光纤放大器。接收端经过光纤信道传输过来的光信号接入PIN光电检测器，转化为电信号后送入低通贝塞尔滤波器。
为了观测光信号的波形，在光纤通信系统中设置了观察仪器：光谱仪、光时域信号观察仪及误码率分析仪。对系统中的器件参数设置后进行系统仿真，得到调制后的光信号时域波形和频谱，如图3（b）、（c）所示。
这些光器件都可以在OPTISYSTEM软件的器件库中选取，并根据需要对每个器件设定参数来获得较好的系统性能。因此，通过用OPTISYSTEM软件设计分析，可以了解光通信系统各个器件节点处的波形和频谱特点，简单直观、形象生动。教师可以根据教学大纲设置相应的实验项目，让学生课后学习OPTISYSTEM软件，并引导学生根据实验内容建立相应的系统模型进行仿真实验分析。
三、结束语
运用MATLAB/OPTISYSTEM仿真软件进行实验教学，很好地弥补了缺少硬件实验器件所带来的不足，丰富了实验教学内容；同时节省了实验课堂教学时间，加深了学生对系统理论知识的理解和应用。通过对“光纤通信”实验教学手段和内容的改革，学生对实验的积极性和创造性得到了普遍提高，实验教学效果和质量也得到了明显提升。
参考文献：
[1]刘增基.光纤通信[M].第2版.西安：西安电子科技大学出版社，2008.
[2]王文珍.光纤通信实践教学探索[J].中国电力教育，2013，（1）：134.
[3]周雪芳，王天枢.仿真软件在《光纤通信》实验教学中的应用研究[J].实验科学与技术，2011，9（5）：53-56.
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足迹是犯罪现场重要的物证之一，可以为法医提供DNA检材，一般可以用眼睛直接看到，但血液数量较少或背景表面色调较深时，血足迹与背景反差微弱，其形态特征反映不清楚，尤其是深色的纺织物，具有很强的渗透性，较难发现，有必要对发现和显现黑色纺织物上的血足迹进行研究。本文研究新型荧光试剂JY-Fluorescent显现潜血足迹技术，纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物上眼睛难以识别的潜血足迹，血迹形态得以重现，结合其它方法进一步分析鉴定，为犯罪场景重建提供依据。
1 实验材料
JY-Fluorescent荧光试剂（北京警察学院研制）、无水乙醇（北京化工厂）、正四丁基碘化铵、兔血、脱脂棉、黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物；烧杯；磁棒；精细喷雾器；显影盘；长波紫光灯；照相机。
2 实验内容
2.1 样本的制备
捺印前，使用酒精脱脂棉擦净鞋底，按照一定的程序在黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物上捺印。
要求鞋底按压在浸有血液的脱脂棉上，连续5次在黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物上面捺印，血迹量从大到小顺序。
遗留时间分别为1天、2天、4天、7天、14天、30天，把样本储存于干燥的纸箱中储存，以备使用。
2.2 JY-Fluorescent工作液配制
JY-Fluorescent 1 g；无水乙醇1000 ml。
把Y-Fluorescent 1 g加入盛有1000 m l无水乙醇容积为2000mL的烧杯中，使用磁棒搅拌，溶解充分，形成浅灰色透明溶液，避光保存。
2.3 清洗液配制
清洗液：正四丁基碘化铵2 g；无水乙醇1000 ml。
把正四丁基碘化铵2 g加入盛有1000 ml无水乙醇容积为2000 ml的烧杯中，使用磁棒搅拌，溶解充分，呈现透明溶液，装入棕色瓶中，避光保存。
2.4 实验程序和方法
（1）把配制好的JY-Fluorescent工作液装入精细喷雾器中；把清洗液盛入另一个精细喷雾器中。
（2）使用JY-Fluorescent工作液处理检材，使用精细喷雾器在留有血潜手印的上述五种检材表面均匀地喷涂JY-Fluorescent工作液，反复喷涂2～3次。
（3）把清洗液盛入显影盘中，使用清洗液清洗检材，把样本表面多余的JY-Fluorescent工作液残液清洗干净；酒精挥发后，使用长波紫光灯照射。
（4）如果效果不理想，重复上述程序2～3次，直到显现出满意的特征图像。
（5）使用照相机拍照记录下来。
3 实验结果
（1）使用精细喷雾器在黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物上喷涂JY-Fluorescent工作液后，样本表面有亮色膜。
（2）使用无水乙醇正四丁基碘化铵清洗液清洗多余残液后，在紫外灯照射下，黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物潜血足迹呈现出亮白色荧光特征图像。
（3）黑色纯棉、棉麻、真丝、化纤、毛料纺织物上荧光图像不消失，可以长期保存。
（4）使用JY-Fluorescent工作液处理的150个足迹全部显现出来。（如表1图1）
4 结论
（1）使用JY-Fluorescent可以增强和显现出黑色纺织物表面的潜血足迹，为亮白色荧光，特征突出，容易拍照固定。
（2）使用JY-Fluorescent增强和显现的潜血足迹效果较好，显现率高。
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一、技术训练课型的理解与思考
技术训练课型是指在一个相对单一的技术情境中，学生需要反复训练与应用而获得技术操作能力的一类课。美国著名教育家杜威的实用主义教育理论是技术训练课型的理论指导，学徒制的学习方式是技术训练课型的先驱。
技术训练课型是以技术习得与技术应用为主要目标，培养学生获得职业行动能力的工具性知识与技能，同时强调师徒传承、熟能生巧。该课型的教学重视技术的示范、模仿和应用，主要运用于技能类课程教学中。学生不断解决生产实践中的技能点，逐步实现新手向熟手、能手的转变。它的主要特征有：首先，要重视教师示范；其次，在教师示范之后学生要进行模仿，并加以练习；最后，学生学会运用是课程的最终结果。示范、模仿、运用，环环相扣，缺一不可，而技能的掌握正是技术训练课型的目的及意义。
二、广告设计专业色彩教学中技术训练课型的运用意义
中等职业学校广告设计专业的色彩教学设置主要是根据社会需要，以就业为导向，为培养广告设计应用人才而设置，它不仅是专业基础课，也是技术训练课。色彩基础教学的实践操作性较强，教学的直观性与参与性要求教师不仅要有专业的色彩学理论知识，还必须具备较强的示范能力。教师在教授时应结合课程专业重点难点讲清讲明，用准确规范、生动形象的语言讲解色彩课程的大量实例，提高学生的理解能力。在理解的基础上进行示范绘画教育，把色彩课程的技术知识展示给学生，详细讲解实际色彩绘画中应注意的重点难点，例如，不同物体之间的质感表现、干湿画法的区别、油画技法、水粉技法、水彩技法等。教师言传身教，学生模仿练习并从练习中总结经验、突破难点、掌握技法、巩固练习，才能逐渐掌握色彩的绘画要领。实际教学中要理论与实际运用相结合、训练与专业特点相结合，既有针对性又有实用性，技术训练课型的运用在色彩教学中是不可或缺的。
三、技术训练课型运用于广告设计专业色彩教学中的实例教学
以静物水粉画写生花卉组合教学为例，从实例中分析技术训练课型在实际色彩教学中的应用。水粉画的绘画技法有许多，例如：平涂、叠色、刮色、水渍利用、干画法、湿画法、干湿结合画法等。静物水粉画写生有相对固定的着色方法步骤和技法，在绘画技法上重视干湿画法的结合、色彩的衔接、用笔表现等，因此适宜应用技术训练课型。生理和心理定向教学阶段教师通过展示不同绘画技法的绘画成品，让学生从视觉触觉多角度体会干湿画法的不同表现魅力，引导学生思考不同绘画表现的具体技法，明确课程目标。
1.讲解示范和模仿练习教学阶段
由教师示范写生步骤，学生模仿教师的绘画技法，并应用于实际绘画中。第一步，作画前先整体观察对象，确定构图取景。根据其大小比例，布局在画纸上。第二步，确定色调铺大调子。颜色可画得稀薄一些，以便最后作调整时覆盖。第三步，局部刻画细节处理，笔触质感的表现，花卉绘画技能。例如，花的色彩可分红、黄两大色调，从整体比较颜色的区别，区别包括色相的不同、冷暖和纯度的不同，以及受光所产生的明度不同等等，才能使主体部分的色彩丰富多彩。用笔要根据花形与结构特征，但不要太细碎，而应先概括地将颜色铺满，再进行局部刻画。最后，整体调整，完成作品。作画过程中，时时需要退远看画面的整体效果，不断作修改调整。
2.技术应用教学阶段
学生运用在上一阶段所习得的技能，通过临摹练习掌握技能，完成一幅花卉组合水粉画写生。通过不断练习熟练掌握水粉干湿画法的技法，在之后的风景写生课学习时能灵活运用干湿画法表现。
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针对光纤通信的课程特点，本文利用OPTISYSTEM仿真件，基于正交频分复用技术，构建光纤通信系统模型。通过OPTISYSTEM软件对发射机、电光调制、光纤信道、光电检测和接收机等模块进行仿真分析，有效地提高了学生的实验效率，节省了教学成本。
一、OPTISYSTEM仿真软件简介
OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司开发的一套光通信系统模拟软件。在OPTISYSTEM系统仿真实验中，学生可以通过调整光学元器件参数，对通信系统进行优化设计，直观地模拟整个光纤通信系统的传输过程。利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。本文利用该软件搭建基于相干检测光正交频分复用系统，并对光谱、星座图等进行比较分析。
二、光OFDM系统仿真模型
相较无线通信领域，OFDM技术在光通信中的研究相对较晚。直到2005年，Jolley等人提出将无线通信的OFDM技术应用到高速光纤传输领域，人们才开始考虑将OFDM技术用于光通信，即光正交频分复用系统。
光OFDM可以分为直接检测光OFDM和相干检测光OFDM两种。相干检测光OFDM结合了相干光检测和OFDM技术优势，可有效利用光谱资源实现大容量、长距离传输。CO-OFDM系统框图如图1所示。
相干检测光正交频分复用系统可分为五个功能模块：RF-OFDM发射机；电光调制模块；光信道；光电检测模块；RF-OFDM接收机。各模块具体性能如下：
（1）RF-OFDM发射机：如图2所示，将二进制高速比特率数据进行QAM星座调制，并通过串并（S/P）变换成N个低速比特率并行数据。再对复数数据作IFFT变换，并通过并/串转换将N路并行载波变为串行数据作为一个OFDM符号。然后，利用模数转换（DAC），将符号变为模拟信号，即得到射频OFDM信号。
（2）电光调制模块：如图3所示，将射频电域OFDM信号，利用电光调制模块转换为光信号进行传输。使用一对并行的双臂马赫曾德尔调制器构成光学I/Q调制器，由电域放大器来控制下臂的输入信号相位偏移。
（3）光信道：如图4所示，通过电光调制模块将射频电域OFDM信号转换为光信号后，形成的光信号在单模光纤中进行传输，传输过程中为了延长传输距离以及增强信号的质量，在光信道模块加入光放大器和光滤波器。
（4）光电检测模块：如图5所示，在CO-OFDM系统中，光电检测模块采用相干检测技术将光信号转换为电信号输出。使用两对平衡的PIN光电检测器构成检测器，通过用90°光混频和两个平衡检测器得到射频基带OFDM信号I/Q元件。
（5）RF-OFDM接收机：如图6所示，从射频信号解调出的OFDM基带信号经模数变换（ADC）后变为数字串行信号。该信号通过串/并（S/P）转换器被转换为并行信号。利用OFDM解调器件，对所得的并行数据做快速傅立叶变换（FFT），并利用并/串（P/S）转换器变为串行信号。通过QAM星座解调，恢复成二进制数据信号输出。
三、仿真结果分析
CW激光器的相位噪声可以由谱线宽度来描述。图7（a）、（b）、（c）分别为谱线宽度为0MHz、0.15Mhz和15Mhz时激光器输出的光谱图。由图7可知，随着激光器的谱线宽度增加，产生的干扰也会增加。
光纤的长度会影响到最终的传输质量，因此，分别测试50KM、100KM、200KM、1000KM的情况。如图8所示，在传输50km或100km后，没有出现很明显的星座模糊和偏移。而在传输1000km后，星座图模糊不堪已经无法正常显示。
分别取不同比特率进行传输，输出端星座图如图9所示。可以发现，色散对系统的影响程度与传输速率有关，传输速率越大，色散对系统的影响程度也越大。
通过用OPTISYSTEM软件设计分析，可以了解光通信系统各个器件节点处的波形和频谱特点，简单直观、形象生动。教师可以根据教学大纲设置相应的实验项目，让学生课后学习OPTISYSTEM软件，并引导学生根据实验内容建立相应的系统模型进行仿真实验分析。
四、结束语
运用OPTISYSTEM仿真软件进行实验教学，很好地弥补了缺少硬件实验器件所带来的不足，丰富了实验教学内容；同时，节省了实验课堂教学时间，加深了学生对系统理论知识的理解和提高了他们的知识运用能力。通过对“光纤通信”实验教学手段的改革，引入了新的技术，提高了学生对实验教学的积极性，提升了实验教学的质量。
篇7
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
篇8
《信息论》是本校电子科学与工程学院电路与系统专业硕士研究生（学术型）的专业必修理论课程，也是一般高等院校通信与信息工程、计算机科学与技术、电子科学与技术等一级学科下相关专业的本科生、研究生的主修专业课程[1-5]。通过对本课程的学习，使学生掌握有关信息论的基本理论以及编码的理论、实现原理和具体应用。虽然人们在本科生的《信息论》教学改革方面做了一定的工作[6-9]，但其改革内容不符合电路与系统学科特点，更不符合研究生教学需要。笔者结合本学院学生基础、学校政策及本人近年来的教学实践，在学校研究生教学改革项目支持下，开展了本门课程的教学改革与实践。
一、课程特点
1.需要坚实的数学基础。该课程存在大量的公式推导与证明，与概率论、随机过程、近世代数等数学知识密切相关。若无扎实的数学基础，学生无法看懂推导过程，更无法从根本上理解信息论的数学意义及物理含义。
2.学生学习兴趣不高。由于电子专业硕士研究生的数学基础仅限于本科生学过的概率论与随机过程，对近世代数的了解几乎为零。学生面对繁杂、抽象的理论问题时，无法宏观地理解和把握，致使学生无法提高学习兴趣。
3.课程联系实际困难。课程抽象概念多、定理证明多，与实际应用有一定距离，且与其他课程联系较少。多数学生在学习过程中觉得内容枯燥、难度大，而且与将来就业方向联系较少。
鉴于以上问题，为了激发学生学习的积极性和主动性，促进学生更好地掌握本门课程，笔者从课程的教学内容、教学方法与考核方式三方面入手，提出了教学改革的相应措施。
二、教学内容改革――三个强化
1.强化离散信息论的基础作用。信息论的主要内容是信源概念、信息度量方式及三个香农基本定理，相应的内容又分别面向连续信源与离散信源。二者的区别在于，连续信源/信道及相应的定理一般需要结合随机过程知识来学习，而离散信源/信道及相应的定理是建立在概率论、线性代数的基础上。从推导过程和公式形式来看，二者具有内在的统一性。这可从连续信源信息熵的推导过程看出：将连续信源进行离散化，变为离散信源后再利用离散信源信息熵的求解公式并求解极限得到。因此笔者重点强化了对离散信源、离散信道及其容量、无失真信源编码定理、无失真的信源编码的内容。这对学生进一步掌握连续信源、信道及相关问题奠定了基础。
2.强化信息论的现实物理意义。笔者从课程本源出发，让学生理解公式或定理蕴含的深刻物理含义，使理论结果可视化，概念直观化。例如，在讲解离散信源的极值性定理时，可提炼出如下物理含义：第一层含义是，当信源各取值的概率相等时，人们对信源取何值的不确定性最大，由于各信源服从等概率分布，信源的平均不确定性即为各事件的不确定性，因此信息熵也越大;第二层含义是，对于具有不同数量事件的两个信源，若二者同时满足等概率分布，则预测数量较多事件的信源的难度较大，因此该信源的信息熵也较大。
3.强化教学案例的实用性。在本次教学改革中，共自创或搜集教学案例11例，每个教学案例都与教材内容有关，将晦涩难懂的理论内容变为鲜活的例子，让学生去感受和体会案例中蕴含的问题，从而为更好地理解教学内容奠定基础。以引入的六个视频教学案例为例，该案例以美国国家航天局发射的新火星探测器为背景，讲解了信息如何传播、如何加密等问题。通过这部分教学案例的学习，学生深刻地认识到了信息论的价值与实践意义。
三、教学方法改革――三个联系
1.联系计算机仿真。笔者鼓励学生应用MATLAB中SIMULINK工具设计具体的通信系统模型，如基于开关键控或正交频分复用的射频通信系统。让学生看到实验现象的同时，更加深刻地体会信息的传递过程，了解信源、信宿、信道的构成，学习信源编码、信道编码、加密、信道译码、信源译码等信息处理过程，加强学生对信道容量、信息传输速率、误码率等概念的把握。笔者督促学生将上述问题作为课程设计的作业，使其结合信息论所学的知识，提炼出相关问题、建立模型，加以认真分析解决;再将提炼问题和解决问题的过程以及结论进行汇总，撰写成研究报告。这既巩固了学生的基础知识，又锻炼了学生运用计算机进行建模和仿真的能力。
2.联系工程实际。由于研究生日常的工作大多在实验室从事工程项目的研究或开发工作，若能将这些工作与信息论知识联系到一起，无论对信息论的学习还是科研都将起到促进作用。笔者首先开展了调查研究工作，统计了各个学生从事科研项目的情况，然后让学生结合课程知识，从信息获取、处理、传输、存储的角度去解释。例如，在讲述信息不增性原理时，笔者结合温度传感器的设计问题：将大气环境温度看成连续信源，将传感器系统看作信道，将显示终端看作信宿。因此，设计该系统的关键问题――如何设计传感器才能最大化地得到信息而不丢失信息？学生带着这个问题去思考，就可以真正地体会传感器中信息传递过程。
3.联系科学前沿。为鼓励学生大胆创新，笔者尝试将科学前沿技术引入信息论课程，例如，室内、外可见光通信技术。笔者结合自己近年来从事可见光通信研究的经历，向学生讲授了可见光通信系统的设计、研制、实验测试等一系列过程;然后结合信息论课程所学的知识，将其与研制的可见光通信系统联系在一起。笔者也鼓励学生探索与信息论相关的科学前沿问题，开展课堂讨论与课下交流。让学生查询保密学、光学信息论等方面的文献，详细阅读并做总结。然后，切实提出自己的想法，再予以验证，从而将学生所学知识真正地和科学前沿结合在一起。
四、考核方式改革――三个引入
该课程原来采取任课教师命题、纸质考试方式。其弊端在于，教师命题规律和出题形式规定，学生只要做一遍往年考试题目，就可得到较高的分数。虽然这种考核形式能在一定程度上反映出学生的知识水平，但却无法体现其学术水平和实践能力。为此，笔者在考核方式上做了三个引入的变化。
1.引入随堂能力测验。随堂能力测验是考查学生运用所学信息论知识分析解决实际问题的能力。由于采取随堂考试形式，因此，对学生课堂学习效率和前期积累提出了较高的要求。例如，在学习香农公式时，笔者考查了学生运用香农公式计算射频通信所需带宽的问题;在学习无失真的信源编码时，笔者考查了应用霍夫曼编码对离散信源进行编码的能力。该测验在总成绩中占10%的比例，从而激励学生很好地利用课堂来学习知识。
2.引入学术论文加分。提升学术水平是研究生教学的任务之一。笔者针对信息论教学中每章的重点问题，均设置开放性的论题供学生选择，让其查阅文献、资料，进行认真的设计、理论推导、计算机仿真、现场实验，并将其总结成文，然后以学术论文的形式提交。笔者根据学生在文中阐述的观点、论证的严密性、结论的正确性与普遍性等方面予以考核。学术论文在总成绩中占20%的比例，是本次教学改革的重点。
3.引入上机考试。往年的信息论期末考试中，题目是由任课老师自行拟定。由于种种原因，考试题目重复率高、知识点考查单一，这给学生突击考试并取得好成绩提供了可能。为此，笔者将期末教师出题测试改为上机随机抽题考试。笔者建立了试题库，题型包括：客观题（选择、判断）、主观题（概念、简答、计算、综合）。在本校计算机学院协助下，建成了信息论上机考试系统，学生登陆系统后，按照教师设定的题目数量和难度，随机抽取试题。上机考试的在总成绩中占据70%的比例，也是这次教学改革的重点。该考核方式经试运行后，效果良好。
五、结语
笔者根据电路与系统专业信息论课程的特点以及目前教学中存在的问题，从教学内容、教学方法及考核方式三个方面提出了相应的改革措施。通过本次的教学实践证明，采取的这些措施有效地改善了课程教学效果，提高了学生的学习积极性、知识掌握程度和应用知识解决实际问题的能力。
参考文献：
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篇9
近些年来，人们迎来了信息时代，人类社会也逐渐步入到全方位的信息时代中，新兴很多科学技术，并得到了迅速发展，被人们广泛应用到人类生活之中。摄影测量经过数字摄影测量阶段、解析摄影测量阶段以及模拟摄影测量阶段这三个阶段。在摄影测量技术发展期间，从遥感数据源到遥感平台、遥感器、遥感数据处理、遥感理论基础探讨等，都产生了很大变化。下面，笔者就对摄影测量与遥感当前发展中面临的问题进行分析。
1摄影测量与遥感发展中存在的问题
1.1遥感技术发展存在的问题
当前形势下，遥感技术主要被应用到环境保护、城市规划、土地利用、荒漠化监测、灾害监测、环境预报、海洋监测、天气预报等行业和领域中，遥感技术为社会发展带来了很大的经济效益。特别是航天遥感技术的提出和发展，航天遥感技术对卫星遥感进行充分利用，进而获取各种需要的信息，可以说，航天遥感技术是当前最为有效的方法。
目前，在遥感技术的应用上，还存在一些问题：譬如说过分重视对表面现象的反馈，忽视了内里的规律分析、定量分析等。同时，遥感技术应用中还存在过分单一的问题，这在一定程度上影响了遥感技术作用的发挥，多种遥感技术的一体化综合应用有助于获取更加准确的数据资料，提高测量质量。比如说：遥感技术应用到水质的监测中时，进行数据分析多为定性分析，很少进行定量分析;且监测精度不高，存在明显的经验、半经验算法;另外，在监测的数据参数上，主要为透明度、浑浊度、悬浮沉积物、叶绿素等，参数过少，而且监测的波段范围也不大，主要集中在可见光和近红外波段范围。
1.2摄影测量发展存在的问题
我国的摄影测量发展经历了漫长的历程，伴随着我国自动控制技术以及计算机技术的不断发展，在二十世纪末期，完成了全数字的自动测图软件研发和应用，由此，数字摄影测量技术得以迅速发展，数字摄影测量被普遍应用到测量工作之中。在进入到二十一世纪以后，科学技术的不断提升为摄影测量提供了帮助，使摄影测量也步入到数字化时代中。在数字摄影测量中，传统的图像处理从光学仪器上搬到了计算机上，实现了对传感器空间方位的校正、地形起伏引起像点位移的纠正以及图像镶嵌等功能。目前，在摄影测量图像的处理方面，还存在图像匹配、不依赖DEM的正射纠正等问题。譬如说：在图像匹配上，在地形图上取影像与地形图上对应同名点作为纠正控制点，这种方法的精度不高，当前在图像的匹配上依然主要依赖人工方式，而数字化的图像匹配还有待进一步研究和发展。
另外，摄影测量技术中得数字正射影像图（DOM）存在严重的图像质量问题，外界环境的诸多因素都会直接影响到图像的质量，影响摄影测量的精度。譬如：清晰度差、纹理不清晰、重要地物缺失等。实践经验表明：原始影像质量、DEM数据质量、摄影处理条件、拼接线、第三方软件等都会对DOM质量产生影响。
2推动摄影测量与遥感技术发展的策略
近些年，在数据分析、信息服务、获取和处理数据的过程中，摄影测量与遥感技术都得到了良好发展，获取数据的装备也得到了迅速发展，从本质上提升了数据处理系统的自动化程度。
2.1遥感自动定位技术的发展和应用
在摄影测量与遥感技术发展过程中，遥感自动定位技术具有十分重要的地位，不仅能够对影响目标实际位置进行准确确定，更可以对影响属性进行准确解译。将GPS的空中三角测量作为前提和基础，对惯性导航系统进行充分利用，由此形成了航空影响传感器，航空影响传感器将定点摄影成像实现，并且保证定点摄影成像的高精度。在卫星遥感这一前提和基础下，精度可以实现米级，遥感自动定位技术能够实现实时数据更新和实时测图等作业的流程，进而将野外像控测量工作量减少。
2.2在三维模型表面重建中应用摄影测量
在工程勘察、人体重建、人脸重建、医学重建、文物保护、工业测量以及土建筑重建等方面都均已普遍应用三维物体重建技术。三维物体重建技术通过手持量测的数码相机实施操作，进而能够得到多度重叠以及短基线的图片，通过立体匹配的渠道获取模型点的数据。利用短基线多影响的数字摄影测量快速三维的重建技术，能够从本质上将摄影测量无法兼顾远景和变形问题进行解决，在实施的过程中，通过采取量测数码相机手持拍摄这一种方式方法，使测量技术更加快速和简单，并且拥有高度自动化。
2.3构建完善的遥感监测指标体系
为推动遥感技术定量化分析的应用于发展，必须建立起完善的遥控监测指标体系。比如说：在大气环境的遥感监测中，借助这一指标体系进行后续的定量化分析，掌握大气环境的变化情况，实现大气环境监测的集成化发展。一是时间与空间数据的互为弥补和整合，便于相关人员掌握大气环境;二是互为约束的遥感反演技术。随着遥感技术和摄影测量技术应用日益广泛，其不断融合先进技术，为人类发展带来更先进的监测技术，推动社会经济发展和人类进步，而构建监测指标体系则是当前迫切需要解决的一个问题，需要各部门、单位的联动，全力推动遥感技术的发展，实现遥感技术的变革。
3结语
综上，虽然如今的摄影测量与遥感技术发展速度相对来说比较快，并且已经被应用到测绘工作中，逐渐实现了智能化发展和数字化发展。我国摄影测量与遥感存在设备种类单一以及生产效率低下等问题，这些问题和信息产业发展相违背，不能达到国际的标准水平。因此，我们要集中优势力量，开展跨学科合作。
参考文献
[1]克里斯蒂安・海普克，唐粮.摄影测量与遥感之发展趋势和展望[J].地理信息世界，2011，09（02）.
篇10
近年来随着中国经济的迅猛发展，对于医药行业的人才需求与日俱增，但随着社会竞争的日益激烈，对从业人员的要求也越来越高，培养出具有良好专业素质和自主创新能力的毕业生是医学院校人才培养的目标，要做到与经济发展接轨，与产业发展同步，高校教育的相关课程的一定要遵循科学性、系统性、先进性、发展性、平衡性和适用性原则，对课程教学的改革也势在必行。
物理学在现代医药行业的发展中起到了积极的推动作用，医药物理学作为中医院校高等教育中的一门传统基础课程，在培养学生严肃认真的科学作风和逻辑思维能力、分析计算能力、实验技能能力、总结归纳能力等方面应起到重要作用。通过本课程的教学和实验技能的训练，可以使学生掌握本专业所必须具备的物理学的基本概念、基本规律和基本方法，训练基本的实验技能，为学习物理化学、化学分析、药物分析等后续课程以及从事实际工作和科学研究准备必要的物理基础。
物理课程作为医药类专业的基础课程，一直具有理论性强，概念抽象，公式较多，对于高等数学知识有要求等特点，少数学生由于数学基础不牢固，对该课程的认识不足，重视程度不够，造成入门学习困难，难以抓住学习重点，不清楚哪些理论、公式是重要的，哪些需要熟练记忆和灵活运用。在学习过程中难以建立物理概念之间的纵向和横向联系，使得所学知识点成为整个物理知识体系中的“孤岛”。并且由于传统教学手段的限制，教学方式主要以课堂板书讲授为主，对于某些抽象性内容无法形象生动地展现给学生，使得学生无法进行深入理解，学生的学习积极性和主动性没有充分调动，普遍反应学习较为吃力，难以调动学生兴趣，不及格率和其他课程相比偏高。
针对这些在教学中出现的情况，笔者认为必须开展相应的教学改革实践，需要克服枯燥教材给学生带来的压力，调动学生的学习积极性，培养学生的学习兴趣，在学习过程中注重探研过程和科学思想的锻炼，可以采用“降低难度、加强探索、立足课堂、利用课外”的思路创造新的教学支撑条件，用有效的研究实践手段克服教学中的困难，达到掌握知识、培养能力的目的，促进学生问题意识的培养，探索精神和创新能力的形成，合作意识、交际与表达能力的发展，科研程序与科研方法的锻炼，以及个性与心理健康发展，科学态度与社会责任感培养。
二、教学内容的选择
考虑到物理学课程作为医药学专业的一门重要基础课程，根据教学大纲的要求，规定总学时为80学时，其中理论学时56学时，实验学时24学时。理论课教学内容涵盖流体力学、电磁学、波动学、波动光学以及近代物理学等章节的基本原理和典型的分析计算方法，为后续的物理化学，药物分析等课程打好基础。在理论课所开设的章节中可根据需要设计物理学实验，在教学过程中让学生提高动手能力及设计分析能力，体现物理学是一门实验型学科的特点。
在理论教学和实验教学中应采取不同的引导方式，理论课内容应讲授最核心的知识点，例如流体力学中的泊努利方程，连续性方程；稳恒电流中的含源电路欧姆定律和基尔霍夫方程组；波动光学中的干涉、衍射原理等，对最具有迁移价值的学科基本原理进行阐述，对于物理学基本原理和基本定律在教学中可采用尽量浅显生动的直观讲授，辅以视频，建模等多媒体教学手段，力图让学生清楚地理解复杂的物理现象和相关规律，熟悉相关的定义和专用术语，强化基本概念的理解和记忆；在学生掌握基本理论的基础上选用典型的例题，在课堂上进行深入分析讲解和启发式提问与讨论，深化理论内容的理解，使学生更好地理解物理学研究中的理性精神，另外在具体例题的引入上，鼓励学生从枯燥的理论知识出发，探索物理学知识在医药领域的具体应用，使所学知识能够适用于解决相关医药专业问题，激发学生的学习热情，拓宽学生的知识面，提升创新和动手能力。
在教学过程中一定要将物理知识与医药学领域的应用相结合，让学生了解学科之间的互相影响，转变其认为物理学于医药专业无关的想法。例如讲授流体运动学时，由于教材上所涉及的例题多为工程学上的应用，和医药领域的应用结合度不高，因此笔者在备课过程中通过研究多种医药物理学教材以及在互联网上寻找与医药应用有关的流体运动学实例，在授课时首先向学生提问：研究流体在医药领域有什么作用？引导学生进行思考，将学生注意力集中到课堂上来；然后给学生提出流体运动研究的许多医药应用实例，如人体内部的血液流动，制药行业的药液在管道内的传输，厂房的换气与通风，中药制剂药液里的杂质的分离等等诸多问题都牵涉到流体运动的知识。让学生带着问题去学习物理学规律，使他们了解物理学和医药学专业学科之间的渗透和影响，明确医药物理学在其专业学科中的定位以及物理学知识对医药科技发展所起到的重要促进作用，提高对物理学的学习兴趣。
三、教学方式的改进
针对物理学课程基本原理、公式较多的特点，在教学过程中应避免中学填鸭式的教学模式，在教学中重视理解，力图举一反三，在公式原理的推导过程中要求学生建立在理解相关规律的基础上，不提倡机械记忆原理和公式，充分考虑问题的复杂性和条件的多变性，鼓励提示学生采用不同的方法解决同一问题，引导学生把握物理学科的思维方式和研究方法。
教师应树立“学生为主体，教师为主导”的教学心态，讲解原理、规律时多加设问、对比和思考，向学生提出一些灵活性的问题，引导学生进行思考和讨论，将学生的注意力集中于课堂上来，调动学生的探研问题的积极性。
篇11
2009年,当选中国工程院医药卫生学部院士。
从电气工程到生物芯片工程
――适应科技融合与创新的潮流
程京院士安徽安庆市人,1963年7月生于北京。父亲从西南政法大学毕业后,响应党“到祖国最需要的地方去”的号召,来到了四川凉山彝族自治州金阳县,程京在这里度过了念大学前的时光。金阳是位于四川和云南交界处的一个偏僻的小县城。父亲后来在西南政法大学工作。母亲和姑姑都是医生。1979年程京高中毕业,违背了他的母亲,姑姑,和哥哥的期望,自作主张决定报考上海铁道学院(现已合并到上海同济大学)。1983年毕业后在铁道部资阳内燃机厂,成为一名电气工程专业的技术人员。开始在厂内以引进的罗马尼亚的内燃机车图纸为蓝本,从事设计工作,主要任务是绘图。资阳内燃机厂是位于成都和重庆之间的一个交通不太便利的小山城。资阳内燃机厂是一家三线工厂,现在和戚树堰机车车辆研究所等企业联合属于“南车系统”。
年轻的程京不甘寂寞,希望能有一个能让他充满好奇、想象和激情的工作。1986年,机会出现了,他父亲所在的西南政法大学按计划要建立一个全新的司法鉴定中心,急需理工科人才。有强电专业学习背景的程京便成为了人选之一。在新单位上班以后,中心的负责人说:“你是学电的,我们这里买了一台很贵的扫描电子显微镜,就由你来负责。” 于是,程京开始研究起电子显微镜的原理和操作使用,以及各种有关分析,鉴定方法。学校的学习环境比较好,为了适应工作需要,他还注意阅读司法刑侦教科书,关注各种专业和非专业的报纸杂志,并且在英语上下了不少功夫。
1989年,机会又来了,程京以优异的成绩通过了考试,被国家教委送到英国斯特莱斯克莱德大学(University of Strathclyde)留学。从此,程京的命运旅程开始了彻底的转变。
在该校,程京的导师布莱恩・凯迪(Brian Caddy)教授是国际著名刑事技术专家。布莱恩・凯迪为程京制定的从事司法化学研究“1年计划”,程京只用了9个月就完成了。于是导师希望程京继续攻读博士学位,并完成“DNA指纹鉴定新策略”的博士课题。布莱恩・凯迪说:“我观察了你1年,你有工程的背景,又学了1年的化学和仪器分析,这个课题就需要用分析化学的方式设计一套工作系统去解决生物学的问题,实现的过程需要做仪器的设计。虽然我以前也从没做过这样的事情,也感到没有把握。但是这是技术发展的需要;如果你愿意赌,我就赌,咱们赌一把!”程京没有辜负老师的厚望。1992年,从来没有生物专业学习背景的程京拿到了我国第一个司法生物学博士学位。随后,他又完成了细胞及分子生物学博士后的研究。
无独有偶。1994年,机会再度出现。程京偶然看到美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)医学院刊登的一则招聘广告,要求应聘人员“本科学工程,研究生学生物学,分子生物学更好,并愿意从事生物芯片研究”。作为上个世纪末生命科学领域中迅速崛起的一项高新技术,生物芯片主要是指通过微加工技术和微阵列点样技术,在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA等的准确、快速、大信息量的检测。
面对美国宾夕法尼亚大学看似奇特而又严苛的条件,程京觉得自己完全符合要求。这个位置好象是特意为他准备的一样。在全球70多名应聘者中,他是以“perfect match”(完美契合)的条件进入了美国宾夕法尼亚大学。于是程京开始师从生物芯片开拓者彼得・威尔丁(彼得・威尔丁)教授,幸运地迈入蓬勃发展的生物芯片研究领域。
从电气工程专业,到分子生物学、再到生物芯片工程。程京传了一大圈,又回过来为医学领域服务。从报考大学开始,经过曲折的道路,程京在不知不觉中还是进入了医学领域。
回想起这段经历,程京忍不住感慨地说:“这就是命,冥冥之中天注定。但是仔细分析,其中也隐含着真理。这也是诸多偶然性中的必然性。因为学科交叉正是当代科学发展的方向,会有更大的运用空间。”
程京自幼热爱阅读武侠小说,回顾自己将近十年的留学经历,他觉得这个过程颇像是武侠小说中的情节,但凡武林高手,要练就一身绝技,不打通几个重要的命脉,就练不到那个境界。在人生的“江湖”中,感悟和收获也绝非三言两语可以道尽。其中打拼的艰险也是预料中的事。经过刻苦努力,程京在生物芯片的开发领域又开始大放异彩。
1998年,身为美国纳米基因(Nanogen)公司首席科学家,程京和他的团队首次在国际上研究完成了集血液中细菌分离、胞解及杂交检测为一体的芯片实验室系统,这是世界上第一个厘米见方的超小型生物实验室。该成果以《芯片实验室》(Laboratory on a chip)为封面故事发表在《自然・生物技术》(Nature Biotechnology)上,并被《科学》杂志评选为当年世界十大科技突破之一。
生物芯片的用途非常广泛,除用于人类基因研究、医学诊断等方面外,还可应用于新药开发、农业研究、航空航天、司法鉴定、食品卫生和环境监测等领域。因分析的对象和集成方式不同,生物芯片一般包括:基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片和芯片实验室。
在20世纪科技史上,微电子芯片,作为计算机和许多家电的心脏,它丰富和改变了人类的经济和文化生活;而生物芯片,人们预计它将改变生命科学的研究方式,进而影响到人类延续生命的方式。
这时的程京已经成为国际生物芯片领域的一颗耀眼的新星。但出国多年的程京却觉得自己应跳出已有的成绩,重新自我设计。他开始萌生了报效祖国的强烈愿望。
报效祖国――回国任教创办企业
――创办国家级研究中心
1997年,程京应邀参加了在北京召开的以生物芯片技术为主题的第80次“香山科学会议”。他的关于中国应自主发展生物芯片技术的重要性的发言引起了业界同行和主管单位的重视。此时的程京敏锐地注意到中国在科技重大领域重新布局的决心和能力,他开始关注国内生物行业的发展新动向。隐隐约约地感觉到报效祖国的时机来到了。
1998年,清华大学生物科学与技术系副主任、博士生导师周玉祥教授在美国与程京一席长谈,让一直希望回国的程京最终锁定清华大学作为自己回国的落脚点。
1999年3月,程京成为清华大学第一位“百名人才引进计划”入选者,并受聘清华大学生命科学与工程研究院,担任教授、博士生导师,清华大学生物芯片研究与开发中心主任。
从此开时,程京的名字就和中国生物芯片技术和产业的发展联系在一起,同国家实践科技进步战略紧密地联系在一起。“回国的时候,别人告诉我,你回清华大学当教授,一个月拿到的工资是900多元,实验室是地下室,科研启动费最多30万美元。生活和工作条件与美国相比,都很悬殊。”程京回忆着说道,“我觉得清华大学的教授能过,我肯定也能过,而且在国外多年,我经济条件上还是要好一点。”
1999年,中国生物医药行业跨跃式发展的蓝图已经初露端倪。国家科学技术部起草了《医药生物技术“十五”及2015年规划》。规划所列15个关键技术项目中,就有8个项目(基因组学技术、重大疾病相关基因的分离和功能研究、基因药物工程、基因治疗技术、生物信息学技术、组合生物合成技术、新型诊断技术、蛋白质组学和生物芯片技术)要使用生物芯片。生物芯片技术被单列,作为一个专门项目进行规划。国家科技攻关计划、自然科学基金、火炬计划等科学技术和产业发展计划,都把生物技术和生物技术产业列为优先发展的对象,力争在功能基因组和生物芯片的研究开发中获得一批有重要商业价值的专利,以保障中国生物技术产业发展的空间。
这样的宏观背景为程京进一步研发生物芯片奠定了坚实的基础。2000年2月29日,在“国务院办公厅第十次科技讲座”上,程京做了主题为《生物芯片――下个世纪革命性的技术》的报告。程京在报告中建议:“中国应加大在生物芯片研发方面的投资力度,实施强强结合,尽快建立国家级的生物芯片工程研究中心,以迅速研究开发出一批具有我国自主知识产权的专门技术,积极参与到国际竞争的行列中去。”此建议引起了国家对生物芯片技术的高度重视。中国生物芯片发展的列车开始提速。
2000年9月30日,以北京清华大学企业集团为主要发起人,联合北京协和医药科技开发总公司、武汉华中科技大产业集团有限公司和北京四环科技开发公司共同组建了博奥生物有限公司。原国家计委批准以博奥为依托,建立生物芯片北京国家工程研究中心,由程京担任主任。
经2001年、2002年两次重组后,博奥的注册资本增至3.765亿元,其中包括首钢股份等6家国内投资公司1.365亿元创业投资。此外,凭借强大的科研能力,博奥还以8项生物芯片专利技术国外使用权入股一家位于美国加州的生物芯片公司,占其15%的股权。
经业内人士评估,认为博奥公司产权结构清晰,是着眼于全球定位布局建立的高科技企业。
急国家之所急
2003年4月,博奥第一个以生物芯片为基础的产品EcoScan扫描仪问世。当时正是SARS爆发的前1个月。随后国内的疫情迅猛发展。当时的博奥人已经意识到生物芯片在战胜这场灾难中的重要性。他们急国家之所急,成立了SARS病毒检测基因芯片研发项目组,并与国家疾病预防控制中心病毒疾病控制研究所联系,建立了合作研究关系,SARS病毒检测基因芯片研发项目正式启动。只用了7天时间,4月26日凌晨1点43分,项目组研制出了专门用于SARS病毒检测的基因芯片。
5月,博奥的研究人员带着他们的最新成果来到了SARS战斗的前线,参与了北京市SARS疑似患者的检测与甄别工作。在1周内,对404例临床样品(血液、痰液、粪便等)进行了检测和分析。当制止住SARS疫情蔓延的时候,博奥生物芯片检测的结果已经成了某些检测的标准。
虽然只是小范围试用,但作为一种新兴的前沿技术,生物芯片在我国第一次投入临床应用就开始提供权威的结论。
程京说:“虽然SARS影响了企业的正常行为,但这也成为我们大练兵的机会,既是困难,也是机遇。当时的情形虽然看起来有些悲壮,但经过这次洗礼,公司和中心内部上下取得了高度的一致,国家和部门领导对企业作出了高度评价,公司的产品也得到了市场的检验。”
随后,博奥获得了第一张国家医疗器械证书、第一项生物芯片外国专利授权,推出世界第一张全基因组家蚕芯片,转录因子活性谱芯片、细胞活力电旋转检测芯片、遗传性耳聋检测基因芯片……。
走国际化道路
在生物芯片的发展过程中,开疆拓土的国际化竞争是博奥不得不面对的一场硬仗。
经过9年多的努力,博奥开发出包括系列生物芯片及相关试剂盒、仪器设备、化学材料、软件和数据库在内的60多项产品,另有10项左右的产品正在开发过程之中。在此期间,博奥走过了从启动生物芯片技术研究到开始使其成果迈向产业化之路。员工由最初的几个人发展到400多人,人员结构也从最初清一色的科研人员,向研发、销售、管理人员均衡发展的方向调整。在博奥的人才队伍中,有相当一部分是归国留学生,他们都有在国外公司和大学任职的经历,既具备国际化的科学研究和管理经验,又了解中国市场和文化。
2005年,世界著名生物芯片公司昂飞(Affymetrix)开始关注中国市场,并且还通过种种关系主动找上门来探索合作的可能性。昂飞公司创建于1992年,是全球生物芯片行业的先驱,占有30%的全球生物芯片市场份额。
不久,博奥和昂飞签署了合作协议,这被看作是博奥融入全球市场的重要一步。双方技术、专利、市场共享,并打算共建行业标准,博奥将在其微阵列服务项目中为昂飞公司提供全线基因芯片产品的服务。
接着昂飞要求博奥开发专门读取昂飞基因芯片的个人扫描仪。经过3个多月的努力,博奥的第一台样机便出炉了。按照昂飞公司的经验一般需要六七个月甚至1年的开发时间。但是博奥为了赶进度,员工们春节连家都顾不上回。程京说,博奥能有这样的速度,不仅仅是因为中国人聪明,更重要的是大家肯吃苦,有紧迫感:“我们已经落后别人很多了,只有快马加鞭。”
当博奥的主管国际市场开发的副总裁孙英豪带着产品到达昂飞公司时,对方所有高层都围在一起观看,经过1天多的各项测试,认为比较满意。第一炮终于打响了。
从此双方开展了深入的合作。以前博奥的扫描仪可以读到5微米,但读昂飞芯片的扫描仪,分辨率高达1微米,这就要求机械加工能力、光学能力、数据处理的软件系统都要跟得上。
这一年,博奥生物的销售收入达到2600万元,而在3年前,仅为16万元。
重视知识产权保护,参与标准制订
在生物、医药等行业,产业标准大多是由欧美国家制定。由于没有参加产业标准的制订不仅使我们缺少在行业内的话语权,更重要的是常常使我们处于受制于人的被动状态。在具体实践中,“产业标准”的缺失将会给生物制药这个极其强调创新的产业形成严重的拖累。
据统计,2005年全球生物芯片的产值约为23亿美元左右,其中美国市场产值约为15.8 亿美元。预计2010年全球生物芯片市场产值将达到42亿美元,年平均增长率约为14.1%。由于美国在全球生物芯片研发中长期居于主导地位,美国的很多著名生物芯片企业在全球市场中也扮演了技术、产品、专利和标准等全方位的特殊角色。
而在国内的科研领域,科研人员、管理人员最开始是单纯强调发表文章,到后来开始注重专利保护,再到今天,大家已经意识到必须占领一个新的制高点――制定标准。
博奥人清醒地意识到这一点,并走在了前列。2009年12月30日,由博奥作为主要起草人所起草的生物芯片基本术语、生物芯片用醛基基片、体外诊断用DNA微阵列芯片、激光共聚焦扫描仪等5个行业标准经过国家食品药品监督管理局审定通过。
走过9年多的建设发展历程,博奥已基本建成了集技术创新、成果转化、综合服务、人才培养于一体,具有国际先进水平的生物芯片研究、开发和产业化基地。建立起了包括基因、蛋白质、细胞和组织“四位一体”的系统化生物芯片技术服务平台,研制开发出了生物芯片、配套仪器设备、试剂耗材、软件数据库等4个系列60余项具有自主知识产权和较强国际竞争力的产品。博奥生物以市场为导向,成功地探索出了一条“中心+公司”的企业化运行模式,基本具备了持续的技术创新能力和成果转化能力,走上了良性循环的发展轨道。2009年博奥公司的销售收入首次突破亿元大关并全面盈利。
不断创新
由博奥开发出多种与生物芯片相关的仪器,其性能指标已在国际处于领先地位;研制的晶芯 LuxScan 10K系列芯片扫描仪不仅获得了欧盟CE认证和国家医疗器械注册证书。
博奥的HLA基因芯片分型服务曾先后3次在国际大型HLA DNA分型测试中达到100%的准确率。
博奥的HLA分型实验室成为中国第一家拥有实验室国家认可委员会和ISO17025认证的HLA分型检测实验室,目前,中华骨髓库已采用该技术并将其作为HLA分型入库的主要方法之一,打破了国外的垄断。以程京为技术带头人的博奥研发团队,利用自主创新技术,研制开发的“系统化生物芯片和相关仪器设备的研制及应用”项目于2007年获得国家技术发明奖二等奖。
目前国内5大生物芯片研究中心都使用了博奥生产的仪器。成立近10年来,博奥生物已在相关领域申请专利127项,其中申请国际专利75项,已获得授权的国际专利为34项,已获得授权的国内专利达到77项,这样的成绩,不仅在国内同行中居于绝对领先地位,也为我国生物芯片产业的国际化,全球化作出了贡献。
