光學工程的應用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇光學工程的應用，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：光學理論；幕墻工程；鋁單板

中圖分類號：TU228 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）31-0031-03

1 工程概況

1.1 幕墻工程簡介

無錫太湖金融服務區工程位于無錫新區中央商務區，風景秀麗，地理位置與自然條件十分優越，該項目由8幢9～18層的商業辦公樓建筑群構成，總建筑面積約25.5萬m2。室外幕墻工程：其中4棟玻璃板塊與穿孔鋁單板組合幕墻和4棟不折邊穿孔鋁單板幕墻。本項目由無錫新區發展集團總公司投資，同濟大學上?？迫鸸芾砉緦嵭许椖抗芾怼＝ㄖO計方案由德國瓦倫丁設計所負責，幕墻設計顧問由肯佩斯幕墻工程顧問（上海）有限公司承擔。

1標段幕墻工程由江蘇龍升幕墻工程有限公司施工總

承包。

2標段幕墻工程由無錫王興幕墻裝飾工程有限公司施工總承包。

1.2 幕墻施工企業簡介

無錫王興幕墻裝飾工程有限公司主要從事新型節能環保建筑幕墻的應用，是門窗、采光天棚及建筑圍護結構產品加工、安裝的大型企業。

經過數十年的拼搏，公司規模不斷擴大，已經發展成為年產值數億元，具有國家專項工程甲級設計資質和具備國家施工壹級資質的大型建筑裝飾企業。

公司榮獲魯班獎、白蘭玉獎、揚子杯以及其他多項榮譽，在建筑行業中有著較大的影響和良好的聲譽。近年來公司業績顯著，各項指標在同行業中名列前茅，多年連續被評為江蘇省十強建筑裝飾企業，江蘇省建筑裝飾優秀企業、優秀進滬施工企業、無錫市建筑裝飾優秀企業、重合同守信用單位、企業資信等級AAA級單位等榮譽稱號，通過了ISO9001-2000版質量體系認證。

無錫王興幕墻裝飾工程有限公司正以嶄新的行業風貌不斷地開拓創新，加強企業核心競爭能力的整合，深入推進企業文化建設，用先進文化引領發展，用制度文化規范行為，用和諧文化凝聚力量，使企業文化建設取得了新進展，呈現出勃勃生機。

2 光學理論

2.1 光學基本理論

幾何光學：光的直線傳播規律，反射、折射及衍射定律，成像規律。

物理光學：麥克斯韋方程組。波動理論（波動光學），量子理論（量子光學），相對論（相對林光

學）等。

2.2 光學現象的產生

光學現象主要來自太陽、月亮和其他光源的光線通過大氣層時，發生選擇性吸收、散射、反射和折射、衍射等，改變原來的路徑和顏色，呈現出的各種色彩繽紛的光學現象。

3 穿孔鋁單板幕墻結構的描述

穿孔鋁單板幕墻面層為狹縫密拼（圖1）。

穿孔鋁單板孔徑35×35mm。

穿孔鋁單板與背襯板的間距60mm（扣件寬度）。

背襯板顏色：大紅色四涂氟碳涂料層鋁單板。

穿孔鋁單板（900mm寬）兩側為LED燈。

建筑物高度和建筑物到路心距約35m，孔徑取1‰，視覺值35×35。

4 光學理論在幕墻工程中推廣應用

4.1 理論與應用的結合

隨著科學技術的發展，光學基礎理論與應用的結合，有力地推動幕墻工程建設，使幕墻工程更有生機和活力。

4.2 光學理論與應用結合的風險分析

4.2.1 穿孔鋁單板幕墻背襯板接縫滲漏水風險。

4.2.2 背襯鋁單板接縫對穿孔鋁單板方孔的光學現象

影響。

4.2.3 穿孔鋁單板橫向、豎向狹縫密拼的質量控制

風險。

4.2.4 穿孔鋁單板相臨板縫的平整質量控制風險。

4.2.5 四涂氟碳噴涂背襯鋁單板污漬對光學現象的

影響。

4.2.6 穿孔鋁單板（900mm寬）兩側為LED燈設置對光學現象的影響。

4.2.7 在沿江河、湖泊、海洋地區，空氣濕度大，對室外氟碳噴涂腐蝕性強，容易退色，對光學現象的影響較大，達不到設計效果，質量控制風險大。

5 穿孔鋁單板背襯板的選擇

穿孔鋁單板背襯板應具備良好的鏡面效果。最后德國瓦倫丁設計師莫萊納在多種背襯鋁單板樣品中（二、三、四涂氟碳涂料層鋁單板）選取大紅色四涂氟碳涂料層背襯鋁單板樣品（圖2）作為本工程穿孔鋁單板幕墻背

襯板。

6 四涂氟碳涂料層背襯鋁單板優點

四涂氟碳涂料層背襯鋁單板具有良好的鏡面效果和抗腐蝕性、耐侯性，能抗酸雨、鹽霧和各種空氣污染物，耐冷熱性能極好，能抵御強烈紫外線的照射，四涂氟碳噴涂鋁單板能長期保持不退色、不粉化，使用壽命長。能保持良好的穿孔鋁單板幕墻裝飾效果：“四涂氟碳噴涂背襯板伴隨著日升月浮的變換，形成一種光學現象，顯示全彩動態效果?！豹毺氐纳逝c光影、多變的立體造型效果（圖3），能為金融服務區幕墻工程創造良好的視覺效果，打造卓越品質。

7 視覺效果的關鍵要素

光源的光線、視覺的角度、視覺的距離、視覺的時間、穿孔鋁單板孔洞的形式及穿孔鋁單板與背襯板的距離（圖4），都將會產生不同的光學現象和視覺效果。

8 光學理論與應用結合中的抗風險措施

8.1 穿孔鋁單板幕墻背襯板連接縫滲漏水風險

連接密封膠縫施工完后，上面覆蓋一層密封膠膜。

8.2 四涂氟碳噴涂背襯鋁單板15mm寬的黑色連接縫對穿孔鋁單板幕墻光學現象的影響

8.2.1 四涂氟碳噴涂背襯鋁單板排板圖，橫豎黑色連接縫應避開穿孔鋁單板35×35的孔洞。

8.2.2 15mm寬的橫豎黑色連接縫應改為大紅色密封

膠縫。

8.3 穿孔鋁單板上下接縫的平直與內外接縫的平整施工風險

穿孔鋁單板安裝時采用定位控制卡。

穿孔鋁單板合縫兩側加筋板要保證足夠的剛度，保證鋁單板合縫平整，杜絕合縫兩側鋁單板高低差的現象發生，焊接時要控制應力變形。

8.4 四涂氟碳噴涂內襯鋁單板污漬對光學現象的影響

8.4.1 四涂氟碳噴涂內襯鋁單板定時清洗，表面保持鏡面效果。

8.4.2 穿孔鋁單板幕墻底部折邊要預留排水孔。

9 小樣品的個性化與調整方案

光學理論與穿孔鋁單板幕墻應用結合小樣施工（30m2），是決定幕墻工程整體效果成敗的關鍵。小樣品的個性化，光學現象的變換形式，孔洞形狀的選擇，背襯板二、三、四涂鏡面效果的確認，小樣品位置光線的強弱，小樣品的代表性、全面性（小樣品中并設有門或窗、五金配件安裝及排水系統），發現小樣品視覺效果有明顯的差異和不協調的現象立即調整小樣施工方案。

無錫太湖金融服務區穿孔鋁單板幕墻工程根據光學現象產生理論進行設計創新，小樣品的科學合理設置，精細化施工，將太陽、月亮、泛光照明、四涂背襯板鏡面效果和其他光源融合到一起，使得穿孔鋁單板幕墻呈現出更加耀眼的朦朧效果（圖5）。

10 結語

隨著社會科學的不斷發展，建筑幕墻設計不斷的創新，光學理論在幕墻工程中應用越來越被人們重視，無錫新區金融服務區穿孔鋁單板幕墻工程成功應用光學理論，使幕墻工程在各種光源的照射下顯示出不同的色彩，給人以美的享受。隨著視覺動態的變化，幕墻面的色彩變得更加豐富多彩，呈現出各種色彩繽紛的光學現象，更具有時代特色和科學性（圖6），為今后幕墻設計創新提供強有力的支撐。

無錫王興幕墻裝飾工程有限公司、江蘇龍升幕墻工程有限公司在無錫新區金融服務區幕墻工程施工中，克服種種困難，如工期緊、任務大、技術含量高、質量要求嚴、資金鏈風險浮現，順利完成施工。

篇2

關鍵詞 土木工程；應用型教學模式；應用型人才

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）33-0081-02

應用型教學模式是以培養應用型人才為導向，以培養學生應用能力、自主學習能力和社會適應能力為基本取向的教學模式，其從課程各個關鍵環節——教學目標、教學內容、教學方法以及教學評價——均體現出應用型教學的思想理念。土木工程專業學生主要學習工程力學、建筑工程結構、工程項目管理、工程經濟學等土木工程建設方面所需的基本理論與知識，受到課程設計、實驗操作和現場實習等方面的基本訓練，具有從事建筑工程結構設計、工程項目管理、房地產開發與經營管理等方面的實踐能力。其各科課程按不同知識領域分為七大模塊，見表1。通過分析它們之間的各自特點以及關聯之處，研究如何在土木工程教學大體系中體現“應用型教學模式”具有深遠的意義。

1 教學目標更加適應新時期應用型人才培養的需求

1）圖模概念形成模塊中的課程，可以進一步強化學生對建筑模型的感官認識，以及對建筑圖的立體空間想象。

2）專業力學基礎模塊中的課程，可以進一步加強學生將工程實物化為工程模型的能力，加深學生對力學模型認識的形象性。

3）專業實驗基礎模塊中的課程，可以進一步讓學生將基本操作實驗和工地現場實際實驗進行比較了解，加深學生對實驗操作實際性的了解。

4）專業設計原理模塊中的課程，可以進一步加強學生對實際圖紙的讀取和運用能力，加深學生對設計原理應用性的理解。

5）工程施工管理模塊中的課程，可以進一步強化學生對施工方案及施工管理之間聯系的認識，加深學生對工程實際動態實施的了解。

6）工程經濟造價模塊中的課程，可以進一步強化學生對施工方案管理及工程造價之間聯系的認識，加深學生對工程實際動態經濟控制的了解。

7）工程軟件應用模塊中的課程，可以進一步強化學生進行全過程的信息化管理，加深學生對工程實際全面信息化管理的認識。

2 教學內容更突出實際應用性環節的設置

上述七大模塊知識領域的科目又可分為兩大類：

第一類，實際應用性較強的科目，包括圖模概念形成、專業實驗基礎、工程經濟造價、工程施工管理、工程軟件應用；

第二類，理論分析性較強的科目，包括專業力學基礎、專業設計原理。

不同類別的科目在教學內容的編排上有不同的特點。

實際應用性較強的科目比較容易聯系實際項目，課程內容安排上往往通過相應的實驗或實踐就可完成其應用性內容的強化。

1）圖模概念形成中的課程，可以更多地引入三維模型的觀看，以及聯系工地現場的建筑實體。

2）專業實驗基礎中的課程，可以更多地引入工地現場實驗的內容。

3）工程經濟造價中的課程，可以更多地引入分析實際清單和定額的內容，并配以相應的動態經濟分析；

4）工程施工管理中的課程，可以更多地引入施工方案的分析比選以及與工程管理間的動態關系。

5）工程軟件應用中的課程，可以更多地引入信息化綜合實操管理內容，讓學生體會從設計到出圖到施工管理及造價管理等全信息化過程。

而理論分析性較強的科目則屬于極典型的工科課程，通常教學內容抽象乏味，任課教師不太容易使課堂生動有趣，學生也不太容易接受理解，造成這些科目特別難學的狀態[1]。而這些科目又絕對是土木工程專業最重要的基礎課和核心課，所以能夠提升這些課程的教學質量對土木工程專業教學具有極重要的意義。這類課程必須緊密聯系應用性較強的科目或者實際應用性內容，以此增強其形象性，加強學生對這些課程的理解。

1）學習專業力學基礎的時候，要結合專業實驗基礎和圖模概念形成領域的科目，每門力學課程都要聯系自己的實驗科目，讓學生邊學習邊參與到動手實踐中，這樣才能使難以理解的力學轉化為可視、可操作的過程，增加學生的興趣和理解力；每門力學課程都要緊扣工程實體模型進行學習，力學學習如果離開了實體模型，就失去了它有效的針對性，使學生感覺摸不著邊際，甚至一頭霧水，不知道學這么難的東西有什么用處。

2）學習專業設計基礎的時候，要結合圖模概念形成、工程施工管理、工程經濟造價將所學內容進行圖紙形象化認識、施工現場形象化認識以及造價算量形象化認識，讓學生明確所學的原理在實際應用中是如何存在體現的。首先，要增加建筑標準設計圖集的內容，教師在講解設計原理的同時，配合圖紙講解以及規范識圖規則的灌輸，加強課程的形象性以及應用性能。其次，強化實踐應用的操作性，加強建筑標準設計圖集的應用，讓學生完整地進行小型工程的設計、繪圖以及造價提量等任務，讓學生體會它們之間的關聯，使小小的實踐設計發揮最大的實際應用作用。

3 教學方法更注重激發學生的學習主動性

對于實際應用性較強的科目，即使先介紹理論內容，再引導大家完成題目，也比較容易讓學生接受；但是理論分析性較強的科目，如果直接介紹理論，可能讓學生接受起來存在很多問題，所以可以先通過“案例導入法”讓學生將抽象的原理認識直觀化，再通過“問題導向法”調動學生自己積極思考，加強學生自身學習主動性。

所以，對于土木工程這樣的工科學科教學，一套圖紙在教學上的應用是非常重要的。一套圖紙就可以作為一個工程項目案例，項目就是實戰，讓學生在教學中成為主體，由項目引導教學[2]，讓學生在學習過程中解決與此相關的工程相關問題。由此，既可以把學生的吸引力抓住，也可以把各門學科串聯起來，甚至可以讓學生完成圖紙的若干問題分析以及討論。于是，一套圖紙不僅整合了教學方法的呼應，也貫通了各課程之間的關系，這樣的教學效果要遠遠好于傳統的授課形式。總而言之，一個好的教學方法就是要突破傳統教材的理論框框，而將鮮活的案例引入課堂，這才是最有活力的教學方法。

4 教學考評及相應的考核體系更強化應用型環節的比重

教學考評及相應的考核體系應該全面體現出教學目標的要求，應該突破傳統的考核方式，在考慮基礎知識掌握的同時，加強應用能力的考核。應分別在命題內容、形式和考試形式、方法上對課程內容進行知識、能力、素質三個方面的分析解剖，按一定的比例科學設定，給學生適當的時間與空間，分別檢測其知識、能力、素質三個方面上對知識的掌握和在智能上的發展程度?？己诵问揭部梢詮姆忾]式考試擴展到開放式考試或組合式考試[3]，綜合考評成績也應該包含應用能力的測評，學生通過課堂討論、提交作品等方式積極參與到課程的應用能力培養當中，就應該給予一定的加分，以此激發學生參與到課程的實際應用環節，提升學生的學習主動性，也會增強整個課程的教學效果。

5 結論

綜上所述，“應用型教學模式”在土木工程各學科中推廣時，不要把各門課程當作獨立的個體討論教學，而是應該把他們劃分到不同的模塊中，找出不同模塊中各學科中的共性與關聯處，使它們既擁有通用的教學框架模式，又有各自的具體內容，在遞進的教學過程中不斷地重復、引用與加深理解，但同時又盡可能地相互呼應，進行整體的優化整合，將各學科的教學過程融合成一個大的體系。

參考文獻

[1]歐青立.工科專業課程教學特點與育人[J].株洲師范高等?？茖W校學報，1999，4（2）.

篇3

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?；蚩蒲性核羞x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?！辈睿踔粮袃瀯?。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?，F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。

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關鍵詞 光學工程專業碩士；教學體系；實驗室建設

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B 文章編號：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，信息產業的發展已從傳統的無線電波向光頻波段擴展，現代光學工程技術已擴展和滲透到國民經濟和人民生活的每一個領域，可以預計，本世紀是光和電并存發展的時代。近年來，我國多所重點大學和部分普通高校相繼設立光學工程專業學位碩士點。根據該專業的特點，一般將其設置在物理學院（物理系、理學院）或電子信息學院（光電信息系、電子工程學院）。中國石油大學光學工程專業是經教育部批準，于2010年在理學院中新設置的一個碩士點專業。該專業旨在培養光學技術在石油領域應用的創新型人才，應用面廣、實踐性強。鑒于本專業大多數學生來自非石油院校，對光學技術在石油領域的應用不了解不熟悉，同時缺乏相關的石油的勘探開發煉制和儲運的背景知識，因此，建立石油領域相關的光與油氣實驗課的教學體系尤為重要。專業實驗課在專業人才培養中，特別在提高學生的工程實踐能力以及科技創新能力上起著至關重要的作用[1-3]。本文將研究中國石油大學光學工程專業碩士學位實驗教學體系構建的思路及內容，實驗室的具體建設情況以及今后要做的工作。

1 光學工程專業碩士實驗教學體系的構建

本專業建設初期，走訪天津大學、南開大學、北京交通大學、北京郵電大學、山東大學等兄弟院校，考察他們的專業培養方向、實驗教學體系、實踐教學環節等。由于各校的學科優勢與師資情況各不相同，各校的服務對象以及地理位置、招生情況也不盡相同，使得各高校在該專業的人才培養模式和專業方向上各有特色。在借鑒兄弟院校建設該專業經驗的基礎上，結合學校特色，經多次討論研究，制訂中國石油大學光學工程專業碩士的培養方案，在此基礎上，初步建立光學工程專業學位研究生教學體系。

1.1 光學工程專業碩士培養方向的確定

中國石油大學為教育部直屬的石油特色鮮明的全國重點大學，因此，人才培養目標是：1）為光電類高新技術企業、科研機構培養優秀人才；2）為海洋資源部門包括中海油等石油石化企業培養優秀人才。

基于以上目標，在光學工程專業碩士下設置兩個選修方向，其一是“光檢測技術”，課程設置以光電信息與檢測技術及應用等為主，其就業面向光電高新技術企業、顯示設備制造企業，兼顧石油系統的測井行業；其二是“海洋光學儀器與應用”，課程設置以海洋光學與海洋光學儀器、遙感技術與應用、激光測量技術、軍用光電系統等為主，其就業面向海洋資源探測機構，以及海洋石油勘探與開發企業和國防部門。

1.2 光學工程專業碩士實驗教學體系

根據本專業的知識結構特性，并根據學校本專業課程設置情況，該專業可分為激光原理與技術、光信息技術、光電子技術、光通信技術、光電檢測技術、光顯示與存儲技術、T赫茲光譜技術、海洋光學技術等8個方面的內容，見圖1。專業實驗的教學體系的設立與設計圍繞這8個方面進行，形成8個模塊的實驗內容，做到與理論教學的有機結合，既服務于理論教學，又是對理論教學的補充和提高。

為便于管理和教學，提高學生綜合運用知識處理實際問題的能力，在實驗課程的設計中，擬將以上8個模塊的內容融合為4門實驗課程：光信息技術實驗（包括信息光學技術、光通訊技術）、光電技術實驗（包括激光原理與技術、光電子技術）、光電檢測與顯示技術實驗（包括光電檢測技術、光顯示與存儲技術）、海洋光學儀器實驗（包括激光光譜技術、海洋光學技術）。其中前2門實驗課程是光信息科學與技術專業的必修實驗，后2門實驗課程為兩個專業選修方向的選修實驗。后2門實驗課程學生在選做時完成每部分必選實驗后，可以交叉選做另一專業方向的實驗，以充分利用現有資源，培養復合型人才。

建立專業實驗教學體系與設計實驗課程還必須兼顧專業實驗教學環節的特點、功能和培養目標。本專業實驗是建立在大學物理實驗、電子技術實驗的基礎上的，主要從專業知識與實驗技能兩個方面訓練學生的綜合素質和能力，為畢業論好準備工作，從而為繼續深造和就業打下良好的基礎。圍繞4門實驗課程，建立8個實驗模塊，按照人才培養規律，設置3個層次的實驗教學體系：層次一，專業基礎實驗；層次二，設計型/綜合型實驗；層次三，研究型/創新型實驗。內容安排由淺入深，由基礎到創新，由單一知識點到系統的綜合的實驗研究訓練，構成一個完整、科學、獨特的光信息科學與技術實驗教學體系，見圖2。

2 光學工程專業碩士實驗室的建設

2008年，學校投資600余萬元用于建設材料物理與化學學科，購買太赫茲光譜檢測設備、光纖傳感設備、光譜與光電子檢測設備，這些設備在立足科研的同時又可用于光學工程專業學位研究生的實驗教學。同時基于學校的大學物理實驗室、創新實驗室、超聲實驗室、演示實驗室，初步建立光學工程專業學位研究生實驗教學實驗室的規劃建設，并實現本專業部分實驗項目開設。下面是擬開設實驗和需要購買的設備。

2.1 光信息技術實驗

通過本系列的實驗，使學生對信息采集、處理、傳輸、存儲等方面的光學方法有深入的理解。具體實驗項目有：1）全息照相，全息光柵制作；2）阿貝成像與空間濾波、θ調制；3）菲涅耳全息照相、相面全息、彩虹全息；4）全息高密度信息存儲、特征識別；5）傅里葉變換光譜實驗；6）偏振光學實驗；7）光纖偏振控制實驗；8）基本光纖光學實驗；9）Mach-Zehnder光纖干涉實驗；10）波分復用（WDM）原理性實驗；11）摻鉺光纖放大器原理性實驗；12）光纖各種參數測試實驗。其中有7項屬于第一層次的實驗，5項屬于第二層次的實驗。

2.2 光電技術實驗

通過本部分實驗的開設使學生加深對光電子學知識及其應用的掌握。具體實驗項目有：1）光源基礎實驗LD/LED特性研究；2）光電探測原理實驗；3）CCD原理及應用實驗；4）光電報警系統設計實驗；5）光電定向實驗；6）光電倍增管特性參數測量；7）磁光調制實驗；8）電光調制實驗；9）聲光調制實驗；10）太陽能電池原理性實驗；11）激光器系列實驗。其中第一層次實驗7個，第二層次實驗3個。

2.3 光電檢測技術實驗

本部分為專業選修實驗，具體的實驗項目有：1）光纖位移傳感器實驗；2）光纖溫度傳感器實驗；3）光纖壓力傳感器實驗；4）光譜分析實驗；5）液晶電光效應與顯示原理；5）CCD系列實驗。其中第二層次實驗2項，第三層次實驗4項。

3 下一步建設的設想

下一步建設的目標是按照提出的實驗教學體系補充完善所缺實驗設備，豐富各個層次的實驗內容，出版光信息科學與技術專業實驗課教材，希望學校加大投資力度盡快完善實驗室硬件和軟件。

1）在實驗室硬件方面的建設中，繼續完善、補充實驗設備，完善激光原理與技術實驗模塊，完善光電檢測技術實驗模塊，完善光顯示與存儲技術實驗模塊，完善激光光譜學實驗模塊以及海洋光學技術實驗模塊。并籌建光信息技術軟件模塊，建設光學計算機輔助設計實驗室，完成對光學設計與CAD課程的支撐。

2）通過教學實踐，建立完善的實驗教學體系和實驗教學模式。按照校級實驗室的要求，建設光學工程專業學位實驗室，合理安排不同層次實驗項目的比例，優化驗證型實驗對原理的體現，加大設計型實驗思考的力度，強化綜合型實驗對學生動手能力的培養，增強創新型實驗對學生的針對性，做到因材施教。

3）建設網絡實驗教學資源和實驗室信息化平臺，包括實驗室總體介紹、課程體系及大綱、每個實驗的實施計劃、試題庫、相關多媒體課件、典型教案、網上選課系統等。實驗教學及儀器設備的管理實現計算機網絡管理，實現信息化、網絡化，有效地提高工作效率。

4 結束語

根據培養方案確定了光學工程專業學位實驗教學體系，即開設4門實驗課程，包含8個實驗模塊，分為3個層次的實驗教學體系。利用學校已有的科研實驗室實驗設備，初步建設了光學工程技術專業學位研究生教學實驗室，整個實驗室具有基礎性的驗證性實驗項目、設計性實驗項目，同時具有綜合性實驗項目，還有創新性的實驗項目，能夠部分滿足學生的需求，極大地調動學生的積極性，為鍛煉和培養學生的實驗技能、分析問題和解決問題的能力提供很好的實踐基地，為學生繼續深造和參加工作打好基礎。

參考文獻

[1]李葉芳，于清旭，王曉旭，等.光信息科學與技術專業實驗室的建設[J].實驗技術與管理，2005，22（8）：110-112.

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關鍵詞綜合科技教學理念人才培養中圖分類號：G424文獻標識碼：A

0 引言

光學工程的發展在早期，主要是基于幾何光學和波動光學，拓寬人的視覺能力，建立了以望遠鏡、顯微鏡、照相機、光譜儀和干涉儀等為典型產品的光學儀器工業，這些技術和工業至今仍然發揮著重要作用。隨著激光技術和光電子技術的崛起，光學工程已發展為一門多學科交叉的工程科學，集光學、信息技術、材料科學、精密機械與制造、計算機科學、微電子技術、自動化技術、精密測量等學科于一體。

光學產品的設計與制造涉及多個學科、多種技術，采用傳統的教學方法和理念將很難適應光學工程這一變化的趨勢。而綜合科技教學（Integrated-Technology Teaching and Learning ，ITL）理念，是一種將多元化科技與多層次相融合而進行學習的有效途徑，特別適用于多元化科技專業的教學，①因此在進行光學工程專業人才培養模式探索時進行了將綜合科技教學理念融入人才培養中的有益嘗試。

1 對綜合科技教學理念的理解

綜合科技教學理念是新加坡南洋理工學院工程系實驗室所采用的創新教學理念，其目的是為了加速與強化工程理念及科技應用兩方面的學習，此教學理念特別適用于多元化科技的學習。

傳統教學方法常常是一種狹義的獨立化研究，課程設置上有一定的縱向聯系，但缺乏相關科技領域間的橫向聯系。實習實訓項目與真實工業應用或企業真實生產環境、真實產品間聯系不夠緊密。我們經常碰到的問題是開設了很多門課程，但銜接和連貫性不好，前面學過的知識沒及時融合到應用中來，導致失去了強化、運用和提高的機會。

綜合科技方法強調將核心科技與周邊科技的重點進行有機整合后，采取漸進式和系統化的結構，在后續不同情況下反復出現。該方法要求引進相關的工業項目和實例進行實踐與研究，對生產中會出現的各種實際問題的典型解決方案都能通過實踐證明。它將整合式教學、反復式教學、啟發式教學和漸進式教學融合在一起，是學校與企業緊密結合、將完整的工作過程引入教學的成功典范。②

2 將ITL運用至光學工程專業人才培養的探索

光學工程專業所涉及到的科技內容十分廣泛，如光學零件的制造需融合幾何光學、物理光學、機械制造、電工電子技術、計算機繪圖、成本核算等多方面知識，光學薄膜鍍制涉及到物理光學、膜系設計軟件、機床水電氣、操作軟件等。為了使學生能將所學的光、機、電、算等各方面知識有效融合起來，必須對教學過程進行改革，將多方面的知識通過不同的項目進行有效整合，并遵循循序漸進的規律，形成螺旋式上升的提升曲線。

（1）與企業共建生產性實訓基地，將企業真實訂單帶入教學中。學生在學校學習的目的之一就是為了具備將來走入社會后的工作能力，通過與企業共建生產性實訓基地，能讓學生提前接觸真實企業生產環境和真實產品，將所學知識融匯起來，形成一種綜合科技教學環境。在生產性實訓基地里，學生在教師指導下通過親身參與實踐的全過程，將學到的專業知識融會貫通并應用于實踐中，從而提高分析問題和解決問題的能力。企業提供真實的光學零件訂單，學生從接到客戶圖紙開始，先進行圖紙消化，再結合基地實際設備、人員條件進行工藝分析，設計工藝規程、工裝冶具，選擇合適的材輔料，并進行實際生產。在實際生產過程中，對出現的各類問題，利用學過的專業知識，尋求解決問題的辦法，不斷提升學生技術水平。

（2）本著“注重應用，融入前沿”的原則，精心挑選某些技術含量多的實習實訓環節或案例分析，并在搜集資料、內容組織、語言表達等方面提出具體要求，讓同學們通過業余時間，對開放的實習基地、實訓室、實驗室等充分利用，對其進行實踐研究，最終寫出實習實訓心得。

（3）針對學生在實習實訓中存在的共性問題，采用討論式、啟發式和問題解決式教學，一方面活躍了課堂氣氛又加深了學生對知識的理解、運用，又有利于自身素質的提高；另一方面既減輕了學習負擔，又增加了知識的連貫性。

3 運用ITL對教師提出更高要求

實施綜合科技教學的關鍵因素是要具備一批高素質、高水平、高技能的教師隊伍。要開發出適用于光學工程專業人才培養的綜合項目，教師必須深入到企業中去，了解與掌握企業的崗位能力要求，把握好專業的發展方向，與企業技術人員共同設計出綜合性的實踐頊目。同時，在達到培養學生綜合素質的目的的同時，要保證按時按質按量完成綜合項目或企業項目，要求教師應具備高度的責任心、超前的專業知識和高超的專業技能，這些都對教師隊伍提出了更高要求。因此，應從學校層面進行師資力量的保障，建立高素質的雙師教師隊伍?？赏ㄟ^與企業的互聘互兼，實現學校與企業的雙贏，一方面專任教師到企業中去，進行掛職鍛煉或實踐；另一方面，可聘任企業的高技能人才作為學校的兼職教師，壯大師資隊伍。

4 結語

綜合科技教學理念將多元學科有機整合起來，在光學工程專業人才的培養方面嘗試運用該理念，并與企業一起共建生產性實訓基地，將真實項目引入教學中，有利于提升學生的綜合素質和實踐能力、應變能力，是一種切實有效的技能型人才培養模式。

注釋