光學工程的發展精選(九篇)

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第1篇：光學工程的發展范文

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。可通過與企業的互聘互兼，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

第2篇：光學工程的發展范文

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我國，生物醫學工程做為一個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學科最早的倡導者。1977年中國協和醫科大學生物醫學工程專業的創建、1980年中國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工程的發展。目前，我國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

顯微鏡的發明“解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀LeeWenhock發明了光學顯微鏡，推動了解剖學向微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進一步觀察研究其細胞形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕生了細胞學、組織學、細胞病理學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而20世紀60年代出現的電子顯微鏡，使人們能觀察到納米(nm)級的微小個體，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電子顯微鏡的發明都是醫學工程研究的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。

影像學診斷飛躍進步影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技術的出現和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層攝影(computedtomographyCT),即是利用計算機技術處理人體組織器官的切面顯像。X線CT片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已經問世，能快速掃描和重建圖像，在臨床應用中取代了多數傳統的CT，提高了診斷準確率［1］。醫學工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonance)原理。研制成功了核磁共振計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅可分辨病理解剖結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾病在早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為MRI工程的進步，促進了醫學診斷學向功能與形態相結合的方向發展，向超快速成像、準實時動態MRI、MRA、FMRI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體把PET列為十大醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫瘤學、心臟病學、神經病學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值［2］。影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。

介入醫學問世介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用導管對下肢動脈阻塞性病變進行擴張治療取得成功。1967年Margulis首先使用過介入放射學(InterventionalRadiology)，這是醫學文獻出現“介入”一詞的最早記載。1977年Gruenzing成功地進行了首例冠狀動脈球囊擴張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發展，高精度計算機化影像診查儀器、數字減影血管造影(DSA)、射頻消融技術以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相繼問世，使介入性診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視為與藥物診療、手術診療并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世紀發展起來的臨床醫學新領域--介入醫學［3，4］。

人工器官的應用當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們稱這種裝置為人工器官(artificialorgan)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟瓣膜病的治療，除了應用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難修復改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科之所以能達到今天這樣的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材料、新技術的結果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病晚期患者的生命，腎病治療學也因此有了很大進步。

現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關節、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用，使千千萬萬的患者恢復了健康。可以說，人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。

此外，放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程醫療技術等先進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果，綜上可見，20世紀生物醫學工程的發展，顯著提高了醫學診斷和治療水平，有力地推動著醫學科學的進步。

21世紀生物醫學工程展望縱觀醫學新技術誕生和發展的歷史，從倫琴發現X線到今天X射線診療技術的發展，從朗茲萬發現超聲波到今天B超診斷的廣泛應用，從布洛赫和伯塞爾發現核磁共振到今天MRI的問世，從赫斯費爾德發明CT到今天CT成像系統的應用，都是以物理學工程技術為基礎、醫學需求為前提發展起來的醫學新技術。循著20世紀醫學發展的軌跡，我們有理由預測21世紀新的醫學診療技術可能在以下10個方面有重大突破和創新：

(1)各種診療儀器、實驗裝置趨向計算機化、智能化，遠程醫療信息網絡化，診療用機器人將被廣泛應用。［6］

(2)介入性微創，無創診療技術在臨床醫療中占有越來越重要的地位。激光技術，納米技術和植入型超微機器人將在醫療各領域里發揮重要作用。

(3)醫療實踐發現單一形態影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著PET的問世和應用，形態和功能相結合的新型檢測系統將有大發展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診查系統將在21世紀問世。

(4)生物材料和組織工程將有較大發展，生物機械結合型、生物型人工器官將有新突破，人工器官將在臨床醫療中廣泛應用。

(5)材料和藥物相結合的新型給藥技術和裝置將有很大發展，植入型藥物長效緩釋材料，藥物貼覆透入材料，促上皮、組織生長可降解材料，可逆抗生育絕育材料、生物止血材料將有新突破。

(6)未來醫療將由治療型為主向預防保健型醫療模式轉變。為此，用于社區、家庭、個人醫療保健診療儀器，康復保健裝置，以及微型健康自我監測醫療器械和用品將有廣泛需求和應用。

(7)除繼續努力加強生物源性疾病防治外，對精神、心理、社會源性疾病的防治診療技術和相應儀器設備的研制受到越來越多的重視與開發，研制精神分析、心理安撫、生物反饋型診療技術和設備將是生物醫學工程的新起點。

(8)創傷是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型創傷防護裝置、生命急救系統是未來生物醫學工程的重要課題。

(9)即將迎來的21世紀是分子生物學時代，有關分子生物學的診療新技術將快速發展，遺傳、疾病基因診療技術，生物技術和微電子技術相結合的DNA芯片、雪白芯片和診療系統將被廣泛應用。

第3篇：光學工程的發展范文

生物醫學工程專業作為一個多學科交叉的前沿學科，要求學生掌握工程技術，如醫學、生物、電子、光學、計算機在生物醫學中的應用研究、產品開發和管理的基本技能，對學生創新能力的要求很高[1]。但是，由于學科交叉、內容龐雜，本專業培養的學生其實踐創新能力往往較電子類、計算機類、光學類學生差，達不到滿意的培養效果[2]。

學科競賽是在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上，以競賽的方法培養學生綜合能力，引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題，并增強學生學習興趣及研究的主動性，培養學生的團隊協作意識和創新精神的系列化活動[3]。

目前，國內外對生物醫學工程專業學生創新能力的培養多以電子、計算機、光學專業為參考模板，東南大學、浙江大學、東北大學、天津大學等國內高校都在積極發展以競賽為導向的生物醫學工程專業創新人才培養模式。

二、建立生物醫學工程專業創新人才培養模式的具體策略

（1）整合資源，搭建科技創新實踐平臺。以學科競賽為導向的創新人才培養模式的建立，必須以學院的科研平臺為依托。為此，長春理工大學生命科學技術學院（以下簡稱“我院”）以生物醫學工程專業實驗中心為依托，為學生建立創新實驗室，吸納優秀學生開展實驗。創新實驗室配備有單片機、DSP、FPGA等開發平臺以及心電、腦電、肌電采集平臺，為學生開展科技創新活動提供了優良的條件，使創新實驗室成為學生科技新的孵化基地。我院根據各大科技競賽的需要，為學生分配專用場地，配置專業儀器設備，指派專職指導教師，搭建創新所必需的平臺。

（2）健全機制，完善科技競賽制度平臺。為保障科技競賽活動健康有序地開展，我院要加強對學生科技創新活動的引導和支持，積極鼓勵廣大師生踴躍參賽、多出成果，進而全面培養學生的創新創業意識，制定獎勵制度，明確指導教師隊伍建設和參賽學生獎勵政策，并且由專門的實驗教師協助分管院長進行管理，從而使得學科競賽更加規范化和制度化。

（3）優化隊伍，強化科技競賽智慧平臺。高水平競賽師資隊伍是將學科競賽與創新型人才培養有效結合的保證。為此，我院要專門成立大學生科技創新指導教師團隊，以具有一定工程實踐背景、較強設計研發能力和科技大賽經驗豐富的老、中、青骨干教師、優秀的研究生隊伍，形成一支結構合理、實力過硬、認真負責的優秀指導教師隊伍，全面提高教師的競賽指導能力和職業精神，為學科競賽構建一個核心的智慧平臺。

（4）營造氛圍，優化科技競賽環境平臺。濃厚的學術研究氛圍對于創新型人才的培養具有至關重要的作用。為了在科技競賽和創新能力培養方面營造濃厚的氛圍，必須充分發揮優秀學生的傳、幫、帶作用，激勵更多學生參與并專注于科技競賽活動。同時，積極發揮班導師的作用，通過教師在專業教學科研方面的優勢，對所在班級日常管理進行相關專業的培訓及管理。如定期就專業學科方向的發展情況與學生交流溝通；組織學生模擬參加課題并按項目組的方式進行管理；按學生專業學科方向的發展，選拔科技競賽種子并進行培養。

（5）教學相長，加強學科競賽內容。我院積極搭建基于大學生科技競賽的創新實踐課程體系實施平臺，將大學生科技競賽融入正常的實踐教學體系，以學科競賽為契機，深化實驗教學改革。我院加強科技競賽內容創新，將競賽的內容轉化為實驗教學或者大學生畢業設計題目，使學生能夠循序漸進地掌握基本技能和實際動手能力。

參考文獻：

[1]王曉勇，俞松坤.以學科競賽引領創新人才培養[J].中國大學教學，2007（12）：59-60.

第4篇：光學工程的發展范文

一研究型教學模式的特點

1教學目標重在提升綜合素質

研究型教學模式要求在傳授知識和技能的同時，更注重培養學員的自學能力、獨立思考能力、洞察能力、分析并解決問題的能力、研究與創新能力、合作能力、組織管理能力[2]等等，提高學員的綜合素質。

2教學方法的多樣性

研究型教學主張教學方法的多樣性，要求教員要創造性地運用多種教學方法，如發現法、啟發法、討論法、案例法、探究法等為學員積極創設問題情境，激發學習的積極性，激勵學員獨立思考、探索。

3教學手段的現代化

研究型教學實施過程中，應綜合利用多媒體課件、FLASH動畫、網絡教學平臺等現代化教學手段，充分調動學員的學習和研究興趣與積極性，以達到最佳的教學效果。

4教學組織的靈活性

研究型教學主張將實施集體教學、個別教學、方案比較、可行性論證等穿行。

5教學過程的探索性

研究型教學要求教員引導學員獨立提出一些研究課題，在教學過程中充分發揮學員的想象力和創造力，鼓勵學員獨立尋求解決問題的最佳方式和方法，并倡導對研究成果的多樣化表達。

6教學角色的平等性

研究型教學要求改變傳統教學中以老師為主體的狀態，要求以學員為中心、教員為主導，為學員提供信息，補充思路，創設情境，設計實踐活動等激發學員主動學習、主動思索，強調師生互動、教學相長。

二“應用光學”課程分析

1課程特點分析

“應用光學”課程是一門理論性、技術性、操作性較強的課程，是光學工程專業和光電信息專業及相關專業的一門重要的專業課。它的一個最大特色就是內容非常豐富，光學零件繁多，新的光學系統不斷涌現，應用領域廣泛。學員普遍反映以下幾個問題：課程中概念很多、抽象難記；數學公式推導繁雜，而且計算過程銜接緊密，一個步驟甚至一個光學量的符號弄錯，整個光學系統設計就全錯了；理論多而實驗少。因此，學員往往以為學習的重點在于掌握公式并會用來計算，而沒有體會到整門課程的精髓和樂趣，更不能理解這門課程在整個光學學科體系中的地位與作用。在學習中，學員只是被動地接受知識，學習熱情不高。

2教學現狀分析

第一，教學內容方面。在本課程的基礎原理部分，包括幾何光學的基本原理、球面光學系統、平面鏡棱鏡系統、光闌以及像差等部分章節，教材上的教學內容是比較合適的。但對于典型光學系統和當今光學領域前沿技術的介紹部分，課本的局限性就比較大。隨著光電子技術和新型光學工藝的發展，根據不同的使用要求和不同的使用場合，對光學系統提出的具體指標都是不同的，各種新型光學系統不斷出現，這使得教材中此部分教學內容在時間和空間上存在一定的滯后性。

第二，教學方式和措施現狀。隨著信息技術進入教學領域，本門課程已經實現了傳統板書+多媒體教學方式。多媒體課件內容基本呈現課本內容，但受到課程標準的要求限制，導致無法擴展教學內容；現行教學模式仍然是教員通過課堂傳授的方法向學員灌輸知識，學員在學習上被動地接受知識，以記憶知識為主是傳統教學模式下的教學方式和學習方式；應用光學本身就是研究各種光學儀器的，如果沒有實際的光學系統分析和實際的設計操作，教學內容很容易空洞化。

三“應用光學”課程研究型教學實踐

針對“應用光學”課程特性和教學現狀，結合學員特點與培養目標，教員在本課程的教學過程中根據具體章節內容采用恰當的教學方法，輔以多樣的教學手段，探討實施了研究型教學。在整個教學過程中，始終以學員為教學主體，以提升學員綜合素質為教學目的，靈活運用多種教學方法和手段，精心設計問題，整合了教學資源，輔以配套的實驗教學，依托網絡教學平臺豐富了教學內容，極大地激發了學員的學習興趣，取得了良好的教學效果，培養了學員的創新思維與創新能力。

1貼近軍用光電裝備拓寬教學內容，整合教學資源，培養學員自主學習能力

為了保證在有限的教學時間內，既要強化基礎理論教學，又要引入應用技術及前沿課題，課程中進行了教學內容的改革。結合軍校學員的特點和軍用光電工程專業培養的目標以及學員將來工作的需求，對教學內容的深度、廣度與難度準確把握，在培養學員運用所學知識分析問題和解決問題的能力上下足了功夫。弱化了數學論證與推導，強化了基本原理，結合軍用光電裝備進行教學，重在應用分析。在教學過程中，所舉案例都具有明確的軍事應用背景，如紅外搜索系統、可見光電視跟蹤系統、水下探潛系統、紅外熱成像目標探測與識別系統等等。通過將所學知識與軍事應用相結合，使學員的學習目的性更明確。

對于教材中的基礎知識部分，采用教員教授+學員自主獨立學習相結合的方式，并提供機會讓學員講述自己對這部分知識的理解，通過表達加深對文本的理解，通過對話加強與其它學員的溝通和交流，最終對文本知識接受并升華；針對具有研究性的問題實施研究型教學，教員積極啟發誘導學員獨立思考，以學員獨立自主學習和合作討論為前提，以所用教材為基本研究內容，以學員的生活和工作實際為參照對象，為學員提供充分的表達、質疑、研究、討論問題的機會，提高學員對知識的理解并提高學員將所學知識應用于解決實際問題的能力。

2運用多種教學方法和教學手段實施研究型教學，提升學員綜合素質

“應用光學”作為專業基礎課，具有相當的理論深度，同時又具有豐富的工程應用。在研究型教學中，具體的教法的選擇應與具體教學內容相結合，既要抓住基本原理，又要注重實際應用，開拓知識的應用面。

在研究型教學方法實施過程中，教員系統深入地研究了授課內容，以學員為中心對課程進行設計，盡可能將與課程內容有關的實際問題帶入課堂，靈活運用啟發式、設問式、研討式、案例式、實物演示等多種教學方法，綜合利用多媒體課件、板書、動畫、網絡課程等教學手段為學員提供豐富的物理情景，激發學員提出問題，吸引學員共同思考，充分調動學員的學習研究興趣與積極性。

3深入研究開發多媒體網絡教學平臺，實現互動教學

為提高研究型教學效果和教學質量，我們深入研究并在校園網上開發了專門的“應用光學”課程網絡教學平臺，拓展了課堂教學，為學員的課外學習和發展提供了形式多樣的學習環境。我們將精心編制的教學課件、電子教案、課程標準、教學進度安排、教員信息、國內外優秀電子教材、中英文參考文獻、習題庫與歷屆考卷、授課視頻、國內外優秀教學視頻、演示實驗視頻、教學案例的相關資料、科學家傳記等放在課程網站上，學員可以在課外時間充分利用網絡課堂預習、自學、復習、提交作業、查閱、學習感興趣的課外知識。同時，課程網站還具有在線答疑、論壇留言等功能，可方便教員和學員進行互動式交流，提高學員學習的主動性和自主性。我們還將國內知名大學的“應用光學”精品課程和先進的學習網站進行友情鏈接，里面匯集了國內外一流大學的知名教授的視頻公開課，鼓勵學員進行擴展學習，了解國內外相關課程教學模式和動態。

4結合學科前沿與科研工作進行研究型教學，培養學員創新能力

在實施研究型教學過程中，教員將“應用光學”課程設計與學科前沿和科研工作緊密結合，將科學研究工作的思想、方法、技術等注入教學，將一些科研成果轉化為具體的教學內容。在教學過程中，我們充分利用本單位在光學精確制導技術方面的科研優勢，結合教學內容，向學員介紹相關領域國內外研究的前沿動態；充分結合科研讓學員了解與應用光學相關的一些研究項目，特別是應用光學在一些重大軍事科研項目中的具體應用，提高學員的學習熱情和學習效果。同時還適時將最新的研究成果引入課堂教學，加深學員對所學知識的理解。同時根據學員個性和能力，因材施教，讓一些有興趣、有想法的學員參與到科研活動中來，發揮學員的才華，讓他們跟隨教員體會運用所學知識進行創新研究。

第5篇：光學工程的發展范文

半導體照明是多學科交叉的領域,需要上中下游產業鏈互相銜接,更要保持基礎研究與應用開發并舉,因此需要多元化的人才。既要產品研發人才、工程設計人才,又要市場營銷人才、高級管理人才,特別是既懂技術又懂管理又懂照明文化的復合型人才。而目前我國設置照明工程專業的高校為數很少,多年來照明企業對人才培養又沒有給予足夠的重視,導致了現今半導體照明人才匱乏。于此同時隨著大學招生數量的增加,高校學生就業陷入低迷狀態。如何根據社會發展需求實現人才的入口與出口對接就成為高等院校服務社會的重要職能。

大連市是我國首批“十城萬盞”示范城市之一,是北方重要的LED技術研發基地、生產制造基地,形成了集襯底原材料、外延片制造、芯片生產、器件及LED應用為一體的完整的產業鏈。經過多年的培育和發展,大連從事半導體照明產品研發、生產及銷售的各類企業日益壯大,需要大量照明人才。大連工業大學作為東北地區唯一的一所設置照明工程專業培養方向的高校,積極探索新的人才培養模式。發揮全校學科設置的優勢,整合材料學院在發光材料研究、信息學院在電光源與測試技術,藝術學院在工業設計和景觀設計的人力資源,從各個角度、各個層面為大連市LED產業發展輸送各層次人才。學校注意培養具有創新精神與實踐能力的應用型人才,讓基礎理論傳授與創新創意活動共同存在,并使之為專業能力的形成起到支撐作用,實現由專業知識向專業能力的轉化。學校協助市科技局舉辦首屆大連市“世紀長城”杯LED應用產品創新設計大賽,承擔大連半導體照明檢測服務平臺建設和中央與地方共建照明工程實驗室建設,為區域經濟發展作出貢獻的同時也使學校的學科建設邁上新的臺階,有自身特色和專業特長的畢業生收到歡迎,體現出產學官合作的優勢。

可以相信,隨著“十城萬盞”示范工程的深入,照明人才培養與半導體照明產業培育將同步發展,從而共同迎來中國半導體照明的美好明天。

第6篇：光學工程的發展范文

關鍵詞：生物醫學光電檢測；交叉學科；教學模式；原理概念；創新思維

一教學體系的構建和優化

生物醫學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結合現今生物學、醫學及光學等多門學科交叉融合發展的現狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業課程。該門課程涉及的內容相當廣泛：綜合了一般醫學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現的內容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數學、生物學、醫學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業書籍、雜志和相關文章數量眾多，內容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發展迅速，相應的教學內容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生工程化能力、多學科綜合能力和創新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據擬定的教學大綱和教學內容，進行了教學體系的構建和優化，內容包括教材的選取、教學內容的調整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農業科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節選入作為補充教材。之后在教材內容的選取上，以生物醫學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內容的調整和取舍：生物醫學檢測技術的主要教學內容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結合教材內容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向學生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內相關章節內容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業、課后作業，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績為上課點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調整教學中的部分內容，根據學生感興趣的內容，查閱該領域該部分內容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質量，優化教學體系。總之，教學體系的構建和優化涵蓋了教學活動中的所有環節，對于有效開展課堂教學非常重要。

二教學內容的選擇和系統化

在教學體系的構建和優化中，教學內容的選擇、教學內容的系統化是一個非常重要的部分。該門課程的內容廣泛，參考資料豐富，如何有側重地選取教學內容，保證教學內容的系統化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結合，注重檢測技術和儀器運用的結合，注重工程化與技術化的結合，注重理論和實踐的結合，實現教學內容完整性和系統性的統一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結構以后，顯微鏡就與生物醫學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫學光電檢測技術的基礎與核心內容，之后產生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向學生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發，分別對這幾個參數進行了理論推導；通過數學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要小；顯微鏡的分辨率與波長，與數值孔徑有何關系；為何數值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發展歷史、國內外主要顯微鏡生產廠家介紹等趣味性強和難度較低的內容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節的內容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內容的完整性和統一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。

三教學方法的實施和教學手段的運用

好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發，讓學生對這門課程的內容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向學生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業廣等特點，再將課程內容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內容間的邏輯聯系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發，將課程內容引入。向學生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向學生拋出筆者自己總結出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據透鏡成像的規律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫學檢測技術的發展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內容產生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結合在黑板上用粉筆推演公式的傳統方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調整部分教學內容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的。總之，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養學生的思考能力和理解能力，提高教學質量。

四總結

第7篇：光學工程的發展范文

關鍵詞：光學軟件；仿真；教學改革

作者簡介：陳明陽（1976-），男，浙江衢州人，江蘇大學機械工程學院，副教授。（江蘇 鎮江 212013）

基金項目：本文系江蘇大學工業中心2012年國家級實驗教學示范中心實踐（工程訓練）教學改革研究項目（項目編號：ZXJG201201）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0102-01

光信息科學與技術是光學和信息科學與技術相結合而形成的交叉學科，它主要研究光信息的產生、獲取、轉換、傳播、存儲等過程中的普遍規律及其應用。[1-2]近年來，以軟件設計和分析為特色的光學系統與器件設計在實際中應用日益廣泛。例如，基于光學系統設計的成像光學設計和非成像光學設計、基于光纖和光波導技術的波導設計和光纖技術、基于光纖通信網絡的通信系統設計、基于激光器的激光器設計等，這些都需要以軟件設計和分析為基礎。

近年來，本專業開設了為數不少的光信息專業軟件課程，如光學系統設計、CODEV軟件及應用、光通信器件設計、光通信系統設計、虛擬實驗室技術、Matlab在光信息處理中的應用等課程。這些設計類的課程已經成為光信息科學與技術專業的重要專業課程，它有效地連接了本專業的基礎專業知識和工程實踐應用。例如，光學系統設計是光學工程基礎理論知識的主要應用之一。[3]光學系統設計廣泛應用于以經典光學和現代光學為基本原理的各種儀器或儀器部件中，如LED照明燈的燈具的設計，相機鏡頭、手機鏡頭以及顯微鏡等鏡頭設計等等。光學系統設計應用幾何光學和波動光學的理論分析和處理工程中遇到的與光學系統相關的實際問題。光學系統設計課程強調邏輯分析的理論方法和編程處理的工程方法的訓練，強調算符方法、數值模擬和系統設計的訓練，目的在于提高學生分析問題、解決問題的能力。光學系統設計技術與軟件的應用已經成為光信息科學與技術專業學生需具備的重要的能力之一。

科學技術的發展促進了企業和社會對這方面人才需求的增加，相比于大型實驗設備，軟件設計起點低，使學生能夠更快地與實際課題接軌。因此，也成為本專業近年來發展的重點之一。本專業教師在專業軟件教學中不斷摸索，總結出了一些經驗，也形成了一定的特色。下面從教學體系、課程教學方法、學生學習要求、考核方面幾個方面對光學專業軟件的教學進行探討。

一、課程教學體系改革

傳統的專業課程教學前后課程之間往往缺乏有機聯系和有效的交叉。這樣的結果是學生對理論課程缺少興趣，而當學習設計類課程需要用到這些理論知識時，學生又感覺迷茫，無法將以前的課程聯系起來，在一定程度上也導致課程學習質量的下降。因此，學生學習積極性和效率較低。為此，本專業教師有意識地將先修的理論課程中加入部分軟件實例，即在理論教學過程中引入一些專業軟件分析得到的結果。一方面可以使課程教學更為直觀、形象，教學內容更多樣，豐富了教學素材，有利于學生理解課程內容；另一方面，無形中也激發了學生學習專業軟件的興趣。而在軟件設計課程教學中，結合實例，運用專業知識來分析問題和解決問題，使得學生能夠將專業知識和軟件運用聯系起來，加深了學生對選修課程和知識的認識，也促進了他們對軟件的認識。

同時，在設計類課程教學結束后，增加了后續課程，即專門的課程設計。在課程設計中，要求學生完成指導教師提供的設計任務，在教師指導下，獨立完成設計工作，通過課程設計，使學生能夠真正全面地應用專業軟件的設計和分析功能，并將專業知識融合到具體的設計和分析中。既使學生能夠獲得全面的鍛煉，也鞏固了選修的專業知識。

在最后一學期，除了常規的畢業設計任務外，教師們通過前期與企業的溝通與聯絡，積極為學生落實有關實習企業。學生在畢業設計期間可以到企業實習，并直接參與具體產品的設計任務，通過與企業導師和本專業指導教師的聯合指導，完成從機械結構設計、光學系統設計與性能分析、優化，到產品樣品制作一個系列的設計與制作過程。實踐表明，這個過程大大增強了學生綜合運用專業知識和專業軟件的能力，也增強了學生走向社會的自信心。經過這個環節鍛煉的學生畢業后都能夠很快融入企業，并在企業科研一線發揮積極作用。

二、課程教學內容改革

課程教學方面，傳統軟件教學方法是首先介紹菜單、工具欄、命令等操作內容，再介紹詳細的軟件原理、操作步驟等。教學中發現，這種介紹方式內容單一、枯燥，教學內容前后往往沒有直接的聯系，事實上，軟件也普遍存在不少不常用的命令。這樣，一方面學生對教學內容不感興趣，另一方面教師教學也缺少激情。同時，由于軟件教學的特點，一般是以多媒體教學為主的教學方式，這種方式由于與實際的軟件操作有差別，缺少連貫性和直觀性。這些都容易導致學生思想不集中和對課程失去興趣。為此，探討逐步減少命令、操作等軟件細節方面的單一教學，改為以實例為目的的目標教學。在課堂上只進行少量的基本操作教學，開始以實例為主進行教學。對于個別容易自學的軟件，要求學生課前自學，而不在課堂上對軟件基本操作做系統介紹。在課堂上以某一具體研究對象或任務為目標，通過結合專業知識對問題進行分析，明確需要設計和分析的內容，再通過軟件操作實例進行示范，直接在課堂上通過軟件進行演示。這樣，一方面，學生在聽課過程中需要調動思維，對問題進行分析和設計，調動了學生的積極性，增加了學生在課堂上的參與度。由于需要用專業知識去分析和設計，這樣也促進學生對已有專業知識的理解和運用；另一方面，由于有具體的分析對象和目標，學生也能夠更容易理解軟件的操作原理和原則。同時，通過直接的軟件演示教學，學生也更容易理解有關操作要求。當然，由于要求現場操作，對任課教師的要求也提高，要求任課教師對軟件的使用要非常熟悉并能夠靈活運用。

三、學生學習方式改革

學生學習方式從最初的被動式課堂聽課、上機練習，逐漸改變為以主動性的課堂學習討論，課后自主設計與分析，以及綜合性設計為主的主動式學習。值得注意的是，這種主動式學習的前提是需要充分地調動學生的積極性和學習興趣，使學生對課程學習的重要性和意義有足夠的認識。近幾年來，由于在就業方面已經形成一定的良性循環，低年級學生也較早地意識到有關專業軟件學習的重要性和優勢。總體上，學生對這類課程的興趣在逐年增加。

四、考核方式改革

課程考核方式不僅是對學生學習本課程情況的一種重要評價方式，客觀上也是激發學生學習積極性的一項重要因素。目前，比較常用的考核方式包括筆試、上機考試和大作業。幾種方法更有利弊，下面針對專業軟件課程考試對這幾種方法的優劣進行分析。采用筆試的方式進行考核，是最傳統也最簡單的考核形式。但實踐表明，這種側重軟件操作和實踐的課程，以筆試的方式更多的只是測試學生對知識點的掌握程度，而無法有效了解學生對軟件使用的熟練程度以及專業知識綜合運用與分析的能力。顯然，相比較而言，采用上機考試是更為合理的方式。比較常見的上機考試方法是出一些具體的設計任務，限定學生在規定時間完成整個設計任務。但這種方式也存在一些缺點，比如，由于針對具體實例的設計與分析往往需要的時間長，操作的關聯性強，很容易出現學生因為個別難點未掌握而后續分析完全錯誤的情況。同時，由于在常規的兩個小時左右的考核時間內，一般只能完成為數不多的幾個任務，考核的結果存在較大的隨機性。另一種比較合理的考核方式是采用任務式的大作業，即布置相關任務，由學生在課后規定時間內完成，并提交相關程序和報告。這種方式更接近于實際應用，還可以使學生在任務完成過程中得到鍛煉，是一種較為可行的方法。當然，這種方法也有一定的缺點，由于缺少有效的監管，部分主動性差的學生，容易出現偷懶和抄襲現象。綜合可見，上機和大作業相結合的方法是較合理的考核方式。

五、總結

實踐表明，通過以上措施，明顯地調動了學生學習的興趣與積極性，有效地提高了學生的設計與專業思維能力，也有效地促進了學生的就業和升學。近年來，隨著從事設計類工作學生在就業和發展上優勢日益明顯，學生在設計類課程學習中的主動性明顯增強，形成了良性循環的良好機制。

參考文獻：

[1]胡章芳，潘武.光信息科學與技術專業建設中創新人才培養的探索[J].科學咨詢（科技·管理），2012，（8）：160-161.

第8篇：光學工程的發展范文

對于光，生物組織存在強散射現象。“舉個例子來說，一杯牛奶的內部，我們是看不清的，這是因為牛奶里面有很多的小顆粒，造成了光的散射。”汪待發解釋說。與此類似，當一束光進入渾濁不透明的生物組織后，經過一個傳輸平均自由程，光束將丟失原始的方向信息，呈現漫射傳播。

當下，在深層生物組織中實現高分辨的功能、分子影像或靶向光學治療、操控等一直是生物光子學領域最核心的挑戰。“我們需要破解這一難題，如果我們能清晰地看透生物組織，那么許多疾病的診斷就會輕而易舉，例如皮膚癌、腸癌。當然，它還有其他的意義，比如驗證藥效、探究藥物作用原理等。”

從2001年考入清華大學生物醫學工程專業開始，汪待發就逐漸走上探尋這一目標的道路。在清華大學，他從一名本科生成長為博士，度過了9年的時光。“這期間除了學習專業技能外，我的人生觀、價值觀、為人處事的方式都有了很大的改變，我從老師和同學的身上學到了很多。”讀博士時，汪待發參與了“973”計劃子課題和國家自然科學基金課題，開展了散射光學斷層成像研究，提出了多種全新的重建算法和成像系統，獲評清華大學優秀博士學位論文一等獎，他本人榮獲清華大學優秀博士稱號。當時，清華大學有超過1000名博士生畢業，而一等獎只頒發了22人。

走出清華大學的校門后，汪待發選擇來到北京航空航天大學生物與醫學工程學院就職，繼續開展光學斷層成像研究，并主持了包括國家自然科學基金在內的多項相關課題。長期以來，已有成像方法存在需要旋轉成像物體、笨重光源或探測部件等難題，汪待發迎難而上，在研究中提出了全新成像算法與裝置，例如基于旋轉鏡的斷層成像方法，為問題的解決提供了新的突破口，得到了國內外同行廣泛關注和認可。

2014年4月，在國家留學基金的支持下，汪待發赴美國加州理工學院，與生物光子學領域的著名學者Yangchanghuei教授合作，針對生物光子領域的核心y題“如何在深層組織中實現光學聚焦”開展研究。他們提出和建立了世界上最快的數字光學相位共軛方法，相對已有方法性能提升了近百倍，進而在世界上首次透過超過2mm厚的、含血液流動的動物皮膚實現持續高強度光學聚焦。相關成果被三位審稿人一致推薦在Optlea（美國光學學會OSA的頂級期刊，影響因子>5）上發表。后，得到了同行的廣泛關注，1年內被引用20余次。

這一切，都成為了汪待發開展國家自然科學基金面上項目的積淀。“我發現磁場有一些獨特的優勢，所以想將磁場與光學兩種模態組合起來，進行生物光子學的研究。”他說。轉化是著力點

“應用和轉化是我開展研究的著力點。把成果轉化工作做好，從大的方面說可以減少國家的高端醫療影像進口，造福國民：從小的方面講能培育人才隊伍，實現個人價值。”汪待發說。

至今，汪待發在產品轉化方面已經做出了許多成績。他帶領團隊，為北京誼安集團預研了下一代呼吸機的智能氣泵控制器：為北京納通集團預研了基于電阻抗的椎弓根智能開路器，避免了傳統椎弓根手術中螺釘植入過程中的刺破脊椎神經的風險，提高手術準確度和安全性。另外，他還為清華大學研發了一套可穿戴式心理生理監測系統。該系統尺寸小，續航高達1周，支持運動脈搏波監測和心理評估，為心理學的定量研究提供了全新的研究工具和手段。當然，最值得一提的還是其團隊推向市場的中國第一臺大型高端近紅外光譜腦功能成像（fNlRs）系統。

“利用組織光譜特性的差異，fNlRs可以高時間分辨地探測和成像腦活動激活的腦皮層血流和血氧含量的變化，進而有效地對腦活動進行可視化和定量評估。”汪待發介紹說。相對于腦電、功能核磁共振等其他成像方法，fNIRs具有成本適中、時間分辨率高、空間分辨率適中、對運動不敏感等特點和優勢，現在已發展成為一種不可或缺的腦功能成像模態，在基礎科研和臨床應用中發揮越來越重要的作用，被眾多國內外研究者青睞。盡管近幾年國內利用fNlRs開展基礎研究和臨床的單位急劇增加，這一大型高端影像設備的中國市場一直由國外控制。“在這方面，我們必須要趕超外國，打破壟斷，引領技術發展。”汪待發說。

基于多年在散射光學領域的研究技術基礎，以及在微弱信號探測領域的積累，汪待發用了多年的時間，突破了超微弱、超寬動態范圍近紅外光檢測，時空頻多重耦合的多通道多光譜并行高速探測、近紅外光譜信號處理和分析診斷方法等核心技術，自主研發出了中國第一臺高端大型fNlRs系統。

經過驗證，新設備相關指標已可與國際高端產品競爭，部分核心性能指標有所超越，并具有明顯的成本優勢。目前設備已經被清華大學、國家康復輔具中心、深圳大學、中國康復研究中心等單位采購或應用。

“產業化過程會遇到太多難題。”汪待發說。盡管在應用上有了好的開端，他依然覺得，與其說要打通產品轉化的最后一公里，還不如說距離真正實現技術成果產業化之路還有99公里。為了推進這“99公里”，依托北京航空航天大學產業研究院，以近紅外光譜腦功能成像為核心技術，汪待發與一群志同道合者一起，創立了丹陽慧創醫療設備有限公司。這是一家專注于為腦研究和腦健康提供創新、專業解決方案和服務的高科技企業，目前已經形成了產學研用一體的完整規劃，并得到了“丹陽創新創業人才”等當地政府科技政策的扶持。正如他所說，這條路走起來并不容易，但是他仍有志于此，因為在他心中，這是值得去做的事。

第9篇：光學工程的發展范文

關鍵詞：項目產品 市場競爭 策略

前言

美國能源設備公司Solfocus推出一種新的聚光型太陽能光伏組件，該系統有望解決現有太陽能光伏發電系統成本昂貴的問題。Solfocus公司使用的新聚光型太陽能光伏組件，主要采用低價的玻璃聚光元件代替目前大量使用的昂貴的單晶硅材料，顯著地降低了光伏發電的成本。聚光型太陽能電池提供更高的轉換效能，是未來量產后的價格優勢，使太陽能光伏發電具有跟常規能源競爭的能力。通過對項目產品市場競爭格局的掌握，企業及投資者可制定出更有效的產品競爭策略

一、項目產品市場情況和競爭分析

1、項目產品市場情況。熱壓成型光學非球面太陽能聚能透鏡可高效率利用太陽能，由熱壓玻璃成型非球面透鏡組成的卡塞格林系統，附加高精度的跟蹤量，構成太陽能聚光器，可提高其光電轉化效率的潛在能力，將太陽能光伏發電成本，下降到可以和火力發電相競爭的水平，聚光太陽能器件被國際公認為最有發展前途和最有商業價值的太陽能器件。因此受到美國Solfocus公司、以色列Micha Dror Electro OPtics公司、成都光明光電股份有限公司等聚光太陽能器件設備制造廠家和太陽能利用設備制造廠家的廣泛歡迎。

2、項目產品的競爭優勢分析。項目產品具有非常特別的技術，一是熱壓成型光學技術，該技術適應成批和大量生產高次非球面光學玻璃太陽能聚能透鏡，加工省工省料，減輕勞動強度，簡化加工工藝。二是高次非球面光學玻璃太陽能聚能透鏡和四方錐形導光棱鏡面整體復合件一次模壓成型、省去了定中、膠合等多道工序,不用裝配調校，提高了對中精度，提高了產品的性價比，使非球面復合光學零件的制造有所突破。三是多臺自行研制的非球面光學玻璃精密高溫軟化爐構成的熱壓玻璃成型設備和精密模壓成型新技術，是解決成批和大量生產高次非球面光學玻璃太陽能聚能透鏡的有效途徑，降低了產品的制造成本。與此同時，公司不斷采用計算機CAD及CNC加工中心研發新產品，累計開發了八十多款精密光學新產品，并在研發中申報了6項國家專利。

二、項目產品的市場策略

1、人力資源規劃。隨著經濟全球化和知識經濟的挑戰，企業要在激烈競爭中立于不敗之地，就必須做好人力資源規劃，以此提高自身的發展能力和參與國際競爭的能力，提高企業營銷戰略水平。公司現有員工人數76名，大專以上人員22名，占職工總數的29%，直接從事技術開發的科技人員16名，占職工總數的21%，公司有高級職稱技術人員3名，平均年齡38歲。專業配置合理，各具特長。

一是企業需要建立風險責任和風險利益相對的運行機制，設置市場營銷風險管理的職能和組織體系，企業管理運用各種方式，通過大量來源可靠的營銷信息資料的系統分析、了解和分析企業面臨的各種營銷風險發生的內在與外在原因，把握其發展規律，感知風險和分析風險。

二是企業高層管理、營銷部主管和其他部門負責人參與，識別戰略性風險，堅持以企業宗旨為指針，貫徹最高管理層的戰略意圖，闡明企業基本特征和未來前進方向。由營銷人員識別市場選擇風險、產品風險、價格風險、渠道風險、促銷風險，財務人員識別財務風險，并由“一隊一所一支持”的研局進行保障。“一隊”就是我公司擁有一支技術過硬的研發以伍，包括光學教授1名，高、中級工程師5名，技術人員10余名，其研究方向涉及光學理論、精密光學非球面產品、三維光學顯微成像、光學工藝、模具制作、光學設計、3D設計等方面。 “一所”，就是公司與國內光學研究實力較強的浙江大學信息科學與工程學院合作成立“浙江省光學非球面研究所”，依托高校的科研力量，實現“產、學、研”一體化發展，并成為高校的實習基地和企業的人才培養基地。“一支持”，就是本著合作雙贏的原則，與一些高校和科研機構建立了良好的合作互動關系，積累了豐富的人脈資源。分別與浙江大學、華中科技大學（華中理工大學）的光學專業有著背景聯系，作為公司潛在的研發支持資源。

三是企業要培養一批了解市場，熟悉企業管理的人才，在和外商合作過程中使公司經營者的理解力得到提升，迅速掌握技術，對國際、國內市場了解深入，建立國內市場銷售網絡。

2、資本運作。企業通過融資，引進設備和工藝，合理資本運作，來擴大市場銷路，提高產品的合格率，逐步建立消耗低，成本低，質量好，效益好的良性循環體系，提高市場占有率和產品競爭力。與此同時，企業在項目建立初期，可以利用銀行貸款和同業拆借獲得資金，也可以依靠政府的扶持獲得部分經費。

3、項目管理規劃。在項目管理規劃方面：質量以用戶滿意為最高標準；價格以用戶使用成本最低；交貨期百分之百完成合同期；服務體現用戶的體面和尊嚴；創新滿足用戶的動態要求；環境適應外部環境，優化工作環境；努力完成企業文化建設和完善的企業制度；建立有效的具有長遠眼光的技術籌備,作好抵御風險的防范；從技術角度申請專利,與核心技術團隊簽訂技術保密協議。同時，企業還需要做好市場方面的策略。

一是提高技術占有率,使競爭門檻得以提升。公司為了能夠獲得更先進的技術和提高技術裝配水平，推進質量技術管理標準化、現代化、國際化，公司斥資從美國引進三臺精確度達微米級的加工設備和相應高精確度的測試設備，從而提高了參與市場競爭的門檻。

二是積極進行新產品研發，擴大產品領域。利用公司在熱壓玻璃成型非球面透鏡國內領先的優勢，自行研發設計加工高質量產品，為國內外太陽能設備公司研制熱壓成型光學非球面太陽能聚能透鏡。在小批量研制時，可訂一個高價，通過高價小批量逐步推進的戰略，使公司隨時了解國內外市場反映，采取對策，避免該產品大批量生產帶來的風險。

三是充分挖掘企業潛力,以項目帶動企業發展,以企業發展促進項目運作。為了實現這一目標，公司著力打造一支由總經理親自掛帥，多名具有多年銷售經驗的業務員和具有熱壓成型光學非球面太陽能聚能理論的知識型人才組成的研發銷售團隊。截止2010年4月30日，項目期內累計實現銷售收入總額990萬元，實現利潤總額140.61萬元，創匯14.64萬美元。

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