時間：2023-12-24 16:38:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光學(xué)工程研究方向，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：光學(xué)三維測量；三維激光掃描；面結(jié)構(gòu)光
光學(xué)三維測量是指運用光學(xué)方法獲取物體表面的三維立體坐標的技術(shù)。光學(xué)三維測量利用現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)成就，結(jié)合光電子學(xué)、計算機圖像處理等學(xué)科成就發(fā)展起來的一種先進測量技術(shù)。
1 光學(xué)三維測量的分類
圖1 光學(xué)三維測量技術(shù)分類圖
光學(xué)三維測量技術(shù)按測量原理可以分為攝影測量方法、結(jié)構(gòu)光技術(shù)和光學(xué)干涉方法。攝影測量法是基于多視角的非主動式測量方法。在普通照明（陽光、日光燈）情況下，由攝像頭獲取多視角物體圖像，利用計算機查找多幅圖像的同態(tài)標記點，進而獲得物體的表面形貌。結(jié)構(gòu)光技術(shù)通過不同寬度且明暗相間的結(jié)構(gòu)光照射被測物體表面，獲取到的經(jīng)物體調(diào)制的圖像，再經(jīng)過計算獲取物體的立體形貌信息。光學(xué)干涉法是利用干涉原理進行測量，具有高精度、高分辨率等優(yōu)點。以下介紹幾種常見的光學(xué)三維測量方法。
圖2 三維激光掃描工作原理圖
三維激光掃描技術(shù)根據(jù)光學(xué)三角形測量原理，以激光作為光源，光電探測器接收反射光，通過對采集到數(shù)據(jù)進行計算得到物體的深度信息。三維激光掃描儀包括發(fā)射器和接收器。發(fā)射器射出一束脈沖激光，激光經(jīng)過物體表面漫反射，沿相同路線射入接收器。由脈沖激光發(fā)射到反射被接收的時間tL可計算出掃描點到掃描儀的距離值S。掃描儀內(nèi)精密測量系統(tǒng)獲取每個激光脈沖的水平方向角α和垂直方向角度β。依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出掃描點的三維空間坐標（XP、YP、ZP）[1]。
雙目視覺技術(shù)屬于攝影測量方法，是通過視差原理被動測量三維數(shù)據(jù)的技術(shù)。雙目視覺技術(shù)測量物體三維形貌的原理是，從兩個或以上的視角去觀察一個物體，獲得多張不同視角下物體的二維圖片，根據(jù)三角測量原理得出同一個像素點的坐標偏差，以此獲得測量物體的三維形態(tài)。此過程與人眼的立體視覺原理相類似[2]。
面結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)由投影儀和數(shù)碼相機組成。投影儀將明暗相間光柵條紋投影到待測物體上。物體高度的變化引起光柵條紋的形變。條紋形變可認為是載波信號相位和振幅被空間物體調(diào)制。數(shù)碼相機拍攝調(diào)制后的圖像，對其進行解調(diào)制，獲得物體的整個高度信息值，依照三角法原理，形成物體的三維立體影像[3]。
2 光學(xué)三維測量的應(yīng)用
光學(xué)三維測量技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，如非接觸式測量、高精確度、快速獲得結(jié)果等。光學(xué)三維測量技術(shù)主要應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實、逆向工程、醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。
2.1 虛擬現(xiàn)實
利用光學(xué)三維測量技術(shù)對實物外形進行三維形貌掃描，經(jīng)過三維建模軟件處理，在計算機內(nèi)生成人物、場景的三維模型。由三維模型生成人物動作，實現(xiàn)動畫制作，滿足電腦游戲、CG特效等場合需要。
2.2 逆向工程
逆向工程是利用光學(xué)三維測量設(shè)備獲取物體表面上所有點的三維立體坐標，根據(jù)坐標點信息利用三維設(shè)計軟件進行實物模型重建的過程。逆向工程獲得的模型被用于改進、完善原有的產(chǎn)品，被廣泛地應(yīng)用到磨具開發(fā)、汽車制造等領(lǐng)域，是現(xiàn)代產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。
2.3 生物、醫(yī)學(xué)工程
運用光學(xué)三維測量技術(shù)獲得人體骨骼、肌肉的數(shù)據(jù)用于人體工程學(xué)研究。例如根據(jù)人體相關(guān)三維數(shù)據(jù)，制作出符合人體生理結(jié)構(gòu)的防護頭盔、防護服等。三維光學(xué)測量技術(shù)還可以測量傷口的尺寸、分析人的面部結(jié)構(gòu)、設(shè)計牙齒矯形手術(shù)等。
參考文獻
[1]潘建剛.基于激光掃描數(shù)據(jù)的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2005.
[2]隋婧，金偉其.雙目立體視覺技術(shù)的實現(xiàn)及其進展[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2004，30（10）：4-7.
Proceedings of
Light-Activated Tissue
Regeneration and Therapy
Conference
2009
Hardback
ISBN 9780387718088
Ronald Waynant等著
本會議論文集介紹了光活化組織再生和治療領(lǐng)域的最新技術(shù)進展,包括確定光活化組織再生和治療機理的測量方法,光源(激光光源,LEDs,雙波長光源,寬帶光源)、計量學(xué)和光源產(chǎn)生的醫(yī)療結(jié)果。這些研究報告針對光活化組織再生和治療領(lǐng)域,闡述了基礎(chǔ)研究與臨床研究的系統(tǒng)方法。
本書第一作者Ronald Waynant 博士,是銀泉市(Silver Spring, MD, USA)食品和藥物管理中心的設(shè)備和放射衛(wèi)生高級光學(xué)工程師,美國醫(yī)學(xué)和生物工程師協(xié)會、美國電子電氣工程師協(xié)會(IEEE)、美國光學(xué)協(xié)會及美國激光外科醫(yī)學(xué)協(xié)會的會員。
第二作者Darrell B.Tata博士是美國食品與藥品管理局(FDA)高級生物物理學(xué)家,主要從事生物系統(tǒng)應(yīng)用光學(xué)物理技術(shù)、紅外線非侵入性治療學(xué)研究。目前研究方向為:針對幾類嚴重的人類疾病(如惡性腫瘤、慢性疼痛、糖尿病等),采用非離子射線治療以獲得預(yù)期的生物活性和治療反應(yīng)。
本書內(nèi)容共分成十部分。第一部分含第1-2章,機理和體外近紅外線微秒脈沖激光誘導(dǎo)抑制人腦惡性癌癥代謝活動。第二部分含第3-7章,傷口愈合:3. 結(jié)合660納米與880納米光提高頑抗性糖尿病潰瘍的愈合;4. 體外抗金黃色葡萄球菌(MRSA)藍光光摧毀甲氧西林;5. 光生物調(diào)節(jié)作用治療視網(wǎng)膜受損和視網(wǎng)膜神經(jīng)退化疾病;6. 采用780納米二極管激光輻射降低炎癥細胞激素濃度同時,上調(diào)脂多糖刺激的巨噬細胞中一氧化氮濃度;7. 傷口愈合的新方面。第三部分含第8-13章,光動力療法。8. 低能量光療介紹;9. 低能量光療增強光動力效能;10. 光源分割光動力:從臨床前模型到臨床實踐;11. 結(jié)合免疫療法和光動力療法治療癌癥;12. 為光動力療法指定病人劑量;13. 新型光動力療法目標定位和戰(zhàn)略激活。第四部分含第14章, 心血管系統(tǒng)光療法。第五部分含第15-19章,牙科醫(yī)術(shù),15. 引言;16. 光學(xué)相干斷層成像術(shù)評價光生物調(diào)節(jié)作用對牙周組織再生的影響;17. 牙周病治療中的光生物調(diào)節(jié)作用激光策略;18. 結(jié)合新技術(shù)促進牙科種植成功和定量超聲評價近紅外發(fā)光二極管光生物調(diào)節(jié)作用;19. 用低功率激光照射的光生物調(diào)節(jié)作用包含激活潛在TGF- b1。第六部分含第20-22章,糖尿病:20. 激光在糖尿病治療中的作用;21.He-Ne激光照射刺激糖尿病傷纖維細胞擴散和移動;22. 初乳富含脯氨酸的多肽在人類免疫和神經(jīng)系統(tǒng)健康中的作用。第七部分含第23-24章,神經(jīng)科學(xué)。23. 光療和神經(jīng)組織修復(fù);24. 脊柱椎間盤軟骨激光再生:機理、體內(nèi)研究及臨床應(yīng)用。第八部分含第25章,FDA的條例:25.FDA批準的要求。第九部分含第26-28章,疼痛:26. 光療與止痛全面介紹;27. 采用低能量激光療法(LLLT)減輕疼痛是臨床表現(xiàn)激光誘導(dǎo)神經(jīng)抑制嗎?28. 復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征:一種新的治療方法。第十部分含第29-32章,電場的作用:29. 介紹;30. 從微觀問題推導(dǎo)痛苦起源;31. 獨立的應(yīng)用近紅外寬帶光源和脈沖電勢制止人腦腫瘤代謝活動:一項體外研究;32. 由手機保護裝置引起的腦電圖變化。
本書內(nèi)容建立在大量的病人案例基礎(chǔ)上,涉及面廣,包括幾乎全部的光活化組織再生領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,其中提到的研究方法對醫(yī)療專業(yè)人員很有幫助。
賈紅書 ,博士生
(中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所)
教材的選擇應(yīng)符合我院專業(yè)培養(yǎng)的要求并且應(yīng)具有光電工程的專業(yè)特色，針對后續(xù)專業(yè)課程如“光電檢測技術(shù)”、“光學(xué)測量”、“自動控制原理”等要求學(xué)生具備一定的檢測技術(shù)方面的知識，再加上我院學(xué)生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點，經(jīng)過更換幾次教材，最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據(jù)教學(xué)大綱32個課時的要求，我們對教學(xué)內(nèi)容做了如下調(diào)整：適當控制光電傳感器的學(xué)時，避免與光電檢測技術(shù)課程重復(fù)的內(nèi)容（如光電導(dǎo)、光生伏特器件等），結(jié)合專業(yè)特色，增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學(xué)院的學(xué)生能夠及時了解當下熱門傳感器的發(fā)展動態(tài)，其能達到的性能指標，以及一些新型的傳感器的發(fā)展，緊跟時展，為學(xué)生在以后的畢業(yè)設(shè)計奠定一定的檢測技術(shù)方面的基礎(chǔ)，對專業(yè)知識的完善起到一定的輔助作用。結(jié)合專業(yè)特點，突出知識體系的重點和難點，特別是針對光電學(xué)院的學(xué)生以后做畢業(yè)論文或工作中可能會遇到的傳感器（如光纖傳感器、霍爾傳感器等）做重點詳細的介紹。
二、教學(xué)方法的改革探索
按照課程大綱的要求，在講授過程中，分別介紹了應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經(jīng)典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應(yīng)用。各種傳感器章節(jié)相對獨立，可以適當?shù)卣{(diào)整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、等效電路、特性參數(shù)到應(yīng)用這一思路。另外結(jié)合較常見的被測量，教師適當?shù)乜偨Y(jié)歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據(jù)，如都是測量位移的傳感器，應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區(qū)別在哪；又比如都是做開關(guān)，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區(qū)別，等等。以前我校的教學(xué)模式是以課堂講授為主，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開設(shè)少量的驗證性試驗。這種教學(xué)模式過于注重原理的分析，學(xué)生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手，缺乏對傳感器的直觀認識，甚至有學(xué)生體會不到傳感器的實際應(yīng)用價值。鑒于此，我們有必要對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行探討，通過教學(xué)方法、教學(xué)模式的改革讓學(xué)生切身感受到將“傳感與檢測技術(shù)”的知識學(xué)以致用的快樂，實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)方法所未能達到的效果。
1.調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)方法改革的一個關(guān)鍵問題就是如何吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學(xué)過程中，我們通過平時生活中比較常見的現(xiàn)象來引出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如通過對吊扇和空調(diào)的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應(yīng)燈、審訊室的監(jiān)聽設(shè)備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫(yī)學(xué)上的進步：X照影技術(shù)、內(nèi)窺鏡手術(shù)等如何實施；機器人如何識別周圍環(huán)境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現(xiàn)在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調(diào)工作原理的區(qū)別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認識到了學(xué)習(xí)該課程的重要性，為學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后續(xù)內(nèi)容作了準備。
2.充分運用現(xiàn)代教學(xué)手段合理使用教具。
傳感與檢測技術(shù)課程的特點是原理多，公式復(fù)雜，推理較多。在傳統(tǒng)以往的教學(xué)中，教師在黑板畫原理圖或組成圖時，一方面圖形較為復(fù)雜占用很多時間，另一方面圖形缺乏立體感，無法形象地描述檢測過程，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此在教學(xué)過程中，我們通過運用多媒體，讓傳感器參與的控制/檢測系統(tǒng)的過程和結(jié)果比較形象化、立體化，讓學(xué)生對其工作原理有了感性的認識；通過PPT，學(xué)生了解了各種不同類型傳感器的形狀，對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，使學(xué)生對檢測系統(tǒng)有了比較全面的認識。
3.教學(xué)與實驗相結(jié)合。
為加強學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識并促進學(xué)生對課堂知識的消化吸收，我們設(shè)置了相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)。通過實驗學(xué)生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，一方面通過實驗來驗證原理，加強對基本定義的理解，另一方面增強了學(xué)生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。
4.教學(xué)與科研相結(jié)合。
重視教學(xué)和科研的結(jié)合提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并拓展了學(xué)生的知識面，比如在講霍爾傳感器時，結(jié)合實際科研，采用霍爾傳感器來定位，通過實際檢測系統(tǒng)，對霍爾傳感器的應(yīng)用，包括霍爾元件的電路處理等進行介紹說明，加深學(xué)生對霍爾效應(yīng)和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說，要設(shè)計一個測溫系統(tǒng)，我們根據(jù)不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結(jié)合我校光學(xué)工程的特色，在他們比較熟悉的光學(xué)類的科研項目中，通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據(jù)，包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應(yīng)用，學(xué)生可以更了解傳感與檢測原理課程學(xué)習(xí)的重要性。這種模式使學(xué)生認識到了傳感與檢測技術(shù)在科研中的重要性，并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。
5.教學(xué)與生活、社會需求相結(jié)合。
目前，部分同學(xué)缺乏對課程學(xué)習(xí)的興趣，不了解對本課程學(xué)習(xí)的意思，光學(xué)工程專業(yè)部分同學(xué)甚至認為跟他們以后的工作、研究方向沒有關(guān)系，缺乏上課的積極性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學(xué)習(xí)讓他們很難集中精神聽課，因此，在課程的講授中最為重要的就是如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們對本課程的學(xué)習(xí)熱情。在知識點的講授過程中，根據(jù)專業(yè)方向的不同，要有側(cè)重點，通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點，如在介紹一種傳感器的時候，通過列舉一些現(xiàn)實生活中較常見的現(xiàn)象或者儀器，比如在介紹應(yīng)變式傳感器的時候，首先向?qū)W生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等，在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設(shè)備和比較感興趣的話題。讓學(xué)生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應(yīng)用，讓學(xué)生認識到，傳感器在我們平時生活中隨處可見，提高其學(xué)習(xí)的積極性。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞：課程 教育銜接 中高職
根據(jù)《湖北省普通高等學(xué)校招生考試改革方案》，高職院校招生呈三足鼎立之勢――即針對中等職業(yè)教育畢業(yè)生進行的對口單招、全國統(tǒng)一高考統(tǒng)招和單獨招生三種招生方式并行。隨著參加高考人數(shù)的逐年減少，今后相當長一段時間，中職類生源將成為高職院校的重要生源，并且招收人數(shù)將會越來越多。中高職教育銜接已經(jīng)成為職業(yè)教育中的一個熱點問題。當前中高職銜接工作的重點從整體設(shè)計、招生制度改革等外延式銜接逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)建設(shè)、課程改革等內(nèi)涵式建設(shè)。課程是教育教學(xué)工作的中心環(huán)節(jié)，是教師“教什么”和學(xué)生“學(xué)什么”的重要載體，是專業(yè)的細胞，也是中高職銜接的核心問題。
在歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，職業(yè)教育相對發(fā)達。其職業(yè)教育課程銜接的研究于20世紀60年代就已經(jīng)開展，已經(jīng)形成了若干成功的職業(yè)教育課程銜接體系。如英國的單元銜接、層層遞進課程體系，澳大利亞的培訓(xùn)包體系，法國的職教機構(gòu)建立的分類銜接、課程緊扣方式，瑞士的劃分職業(yè)技能類別、構(gòu)建高等職業(yè)教育與高等教育并列的銜接模式，歐盟突出職業(yè)教育與培訓(xùn)的質(zhì)量等方式，形成中高職對接的課程銜接方式。
在借鑒其他發(fā)達國家中高職課程銜接的基礎(chǔ)上，我們認為，職業(yè)教育課程不僅要教給學(xué)生知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)知識的能力，更要培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力，中職教育主要培養(yǎng)經(jīng)驗層面的職業(yè)能力，高職主要培養(yǎng)策略層面能力。中高職課程銜接要處理好幾個關(guān)系：一時適應(yīng)性和針對性，二是規(guī)范性和創(chuàng)新性，三是穩(wěn)定性和靈活性。即中高職課程銜接要基于崗位能力設(shè)置、中高職協(xié)調(diào)發(fā)展、能力遞進式課程體系。以專業(yè)基礎(chǔ)課程《工程光學(xué)》為例，進行教學(xué)改革。
（1）改變課時分配，增設(shè)物理基礎(chǔ)課程，為后續(xù)光學(xué)、機械、電子類課程打下基礎(chǔ)
針對中職類生源，將原來《工程光學(xué)》108課時包含幾何光學(xué)60課時、物理光學(xué)48課時兩個學(xué)期縮減90課時一個學(xué)期上，并在開設(shè)光學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課之前增加54課時基礎(chǔ)物理課程，彌補學(xué)生在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等方面知識的不足。
（2）編著新教材《工程光學(xué)基礎(chǔ)》，注重與后續(xù)課程的銜接問題
《工程光學(xué)》課程最大特色就是內(nèi)容豐富，既有基礎(chǔ)理論教學(xué)，又有工程技術(shù)應(yīng)用。由于激光、光機電、光電子等專業(yè)開設(shè)了多門光學(xué)課程，如激光工藝與設(shè)備、激光原理與技術(shù)等課程。所以在本課程講授過程中，既要拓展相關(guān)原理的應(yīng)用，又要注意把握內(nèi)容的廣度和深度，要注重與后續(xù)課程的銜接問題，避免重復(fù)。需要根據(jù)中職類生源的特點，選擇出更典型、更系統(tǒng)的內(nèi)容，對教學(xué)內(nèi)容進行整合。
考慮到中職類生源特點，幾何光學(xué)部分主要講授：光路傳播基本定律與物像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面系統(tǒng)、光束限制理論、典型的光學(xué)儀器。將光度學(xué)移至光電探測課程，而將像差類型與校正、像質(zhì)評價、光學(xué)設(shè)計軟件等內(nèi)容在后移到《光學(xué)零件CAD與加工工藝》新課程中。這樣既整合避免學(xué)生數(shù)學(xué)知識薄弱引起畏難情緒，有利于學(xué)生掌握幾何光學(xué)的基本概念和理論，同時有利于避免內(nèi)容的重復(fù)講授。
物理光學(xué)部分主要講授：光的干涉類型及應(yīng)用、光的衍射及應(yīng)用、光波的橫波特性及偏振態(tài)。將有關(guān)光的輻射和吸收、導(dǎo)波光學(xué)、激光等內(nèi)容移入到后續(xù)課程如激光原理與技術(shù)、光纖光學(xué)技術(shù)等中講授。這樣可以讓教師能夠集中時間和精力深入講授物理光學(xué)的重點內(nèi)容，使中職類學(xué)生達到“必需、夠用”的光學(xué)水平。
基于上述理念，由武漢職業(yè)學(xué)院和我院牽頭主編的《工程光學(xué)基礎(chǔ)》教材于2012年出版，較好的適應(yīng)高職院校光電類專業(yè)的教學(xué)需要。該教材已經(jīng)作為武漢交通職業(yè)學(xué)院、中山火炬、湖南信息職業(yè)學(xué)院等多所高職院校的光電類專業(yè)教材。
（3）部分內(nèi)容實現(xiàn)理實一體化教學(xué)，改進實驗內(nèi)容體系
在之前《工程光學(xué)》教學(xué)中，出現(xiàn)了實驗課與理論課脫節(jié)、“兩張皮”的情況，反映在以下幾個方面：驗證性實驗與理論課教學(xué)相隔時間較長長，削弱了驗證性實驗對提高理論認識的作用；提高性實驗經(jīng)常安排在相應(yīng)的理論課之前，無法起到理論指導(dǎo)實驗的作用，容易造成實驗失敗；理論教學(xué)內(nèi)容多，不利用好實驗，就會出現(xiàn)課時緊張，結(jié)果不利于知識的深入學(xué)習(xí)。
考慮到中職類學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱，持續(xù)聽解理論課程效果欠佳等現(xiàn)狀，應(yīng)該盡量利用實驗室資源進行的現(xiàn)場教學(xué)，如薄透鏡的成像，我們將實驗與理論結(jié)合起來，先通過實驗學(xué)生分析和歸納出薄透鏡成像規(guī)律，隨后就在實驗室講薄透鏡的成像理論。在理論課之前進行實驗，可以節(jié)省理論教授時間。接著在理論課上，簡短歸納相應(yīng)的知識點即可達到升華提高。又如，在理論課上講解了等傾干涉之后，緊接著進行邁克耳遜干涉儀實驗，理論課上對條紋形狀、疏密、產(chǎn)生、消失的調(diào)節(jié)和原理等有關(guān)知識進行學(xué)習(xí)，學(xué)生按照實驗要求，就能較快完成實驗。而在實驗過程中，學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象，可以利用已有知識，進行分析與討論，屬于提高性實驗。
（4）引入光學(xué)設(shè)計軟件
計算機模擬仿真可以提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣。例如可以利用 CATIA、 AutoCAD等通用軟件繪制光學(xué)硬件系統(tǒng)，可以利用 Zemax、CODEV 等光學(xué)專業(yè)進行光線追跡，仿真光路，進一步利用這些軟件可以進行光學(xué)設(shè)計。合理介紹這些軟件系統(tǒng)可以彌補中職類生源學(xué)生理論水平的不足，符合其學(xué)習(xí)特點。同時，有利于拓寬學(xué)生就業(yè)面并提高其就業(yè)層次。
通過調(diào)研，我們選擇目前在光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的Zemax光學(xué)設(shè)計軟件，于2012年指派老師赴成都、北京等地參加光研光學(xué)公司的Zemax光學(xué)設(shè)計軟件中高級培訓(xùn)班，并于2013年冬邀請光研公司赴我院對光機電、激光等專業(yè)相關(guān)老師進行Zemax光學(xué)設(shè)計軟件中高級培訓(xùn)。
（5）建立基于工學(xué)結(jié)合的光學(xué)零件加工工藝實訓(xùn)基地
工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式為培養(yǎng)光學(xué)加工專業(yè)人才提供了較好的途徑，較好地解決企業(yè)難覓合適的專業(yè)人才、學(xué)生難就業(yè)的兩難局面。為了讓《工程光學(xué)》課程與實際崗位相聯(lián)系，在華中科技大學(xué)曾昭宏教授的指導(dǎo)下，于2009年建成光學(xué)零件加工工藝實訓(xùn)室。在曾教授的指導(dǎo)下，首先對相關(guān)專業(yè)老師進行培訓(xùn)，并制定了采用平行光管放大率法測焦距、利用比較測角儀測量光學(xué)平板平行度、膠合對中儀調(diào)校、內(nèi)圓切割機使用及下料、棱鏡石膏上盤、光學(xué)零件開球面（平凸鏡）、光學(xué)零件開球面（六倍光學(xué)放大鏡）、平凸鏡古典法磨拋工藝、六倍光學(xué)放大鏡高速磨拋工藝、棱鏡修角度等十個實訓(xùn)項目。
“光學(xué)零件加工工藝”實訓(xùn)室包含材料成型、粗磨實訓(xùn)室一間，古典磨拋室及檢驗室兩間、高速磨拋室一間，占地約100余平米的車間，可以進行下料成型，平面鏡、球面鏡、棱鏡等光學(xué)元件的粗磨、精磨、拋光，光學(xué)零件磨邊、檢測等工藝，可完成多個實踐項目。
工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，增加了實踐與實訓(xùn)時間，拓寬學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系，有利于形成企業(yè)與學(xué)校雙贏的局面。
（6）注重工學(xué)結(jié)合校本教材建設(shè)
在工學(xué)結(jié)合校本教材編寫中要注重與企業(yè)開發(fā)合作，遵循“學(xué)以致用、學(xué)以夠用、內(nèi)容先進、體系得當”的基本原則，以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的主線，合理選擇并組織好教材體系，使課程教學(xué)改革有據(jù)可依。以企業(yè)需求為依據(jù)，以實際工作任務(wù)為載體，以學(xué)生為中心進行課程設(shè)置與調(diào)整，力求教訓(xùn)內(nèi)容有利于培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才。
光學(xué)零件加工實訓(xùn)校本教材在2009年編寫，主要是根據(jù)企業(yè)的員工內(nèi)部資料改編。通過三四年的實際教學(xué)，部分內(nèi)容針對校內(nèi)設(shè)備和更先進的加工工藝進行了調(diào)整，并將光學(xué)設(shè)計內(nèi)容整合到教材中，通過幾番努力，2013年《光學(xué)零件CAD與加工工藝》教材終于出版了。
（7）通過學(xué)生競賽，促進專業(yè)技能提高
以賽促學(xué)是在技能教學(xué)活動中，把學(xué)生必須掌握的基本技能通過參加相對應(yīng)的技能競賽，開展具有針對性的技能操作演練考核，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，促使學(xué)生形成核心競爭力。
2013年，我院老師，通過改進并設(shè)計多功能邁克爾遜干涉儀，獲得全國3D大賽三等獎。以光學(xué)設(shè)備為原型，通過光學(xué)設(shè)計軟件為輔、機械設(shè)計為主的計算機軟件，設(shè)計并改進光學(xué)器材，通過競賽將學(xué)生積極性調(diào)動起來，促進學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng)。2014年校級技能節(jié)競賽中，多個中職類生源學(xué)生在比賽中脫穎而出，展示自己專業(yè)技能，提高專業(yè)信心和學(xué)習(xí)興趣。
中高職的課程銜接是一個系統(tǒng)工程，每一門課程可以根據(jù)中職類生源特點和學(xué)校條件，探索適合更好的教學(xué)形式。
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關(guān)鍵詞： 偏光片；偏振光學(xué)；原理；制造；檢驗
中圖分類號：TN949.199 文獻標識碼：B
A Course of Polarizer Knowledge
Part Six The Technology Development and Market State of Polarizer
FAN Zhi-xin
(Shenzhen Sunnypol Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518106, China; Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)
Abstract: This paper summarize the polarizer knowledge in detailed, include about of the invention and application of polarizer, the basic of polarization optics, the principle of polarizing devices, the structure and manufacture of polarizer, the properties and examination of polarizer, and the technology development and market state of polarizer. It have a common direct sense for new recruits in polarizer industry and a refer value for polarizer research workers.
Keywords: polarizer; polarization optics; principle; manufacture; examination
1 偏光片制造技術(shù)的發(fā)展
偏光片自1938年發(fā)明以來，工藝原理和材料并無太大改變，在制造流程中染色、延伸、貼合、干燥等仍為主要步驟。近年來為適應(yīng)大型化、車用以及中小尺寸等不同特殊化的需求，衍生出許多技術(shù)，并不斷朝著高亮度化、多功能化及高附加價值等方向發(fā)展。偏光片發(fā)展最基本的目標是在維持高偏振度下增加光的透過率，目前而言，偏振度及透過率均已達到發(fā)展上限，接近理論值，因此低反射成為未來發(fā)展的方向。
1.1 偏光片技術(shù)
傳統(tǒng)的碘素偏光片由多層膜壓制而成，光學(xué)偏振性能優(yōu)良，但耐熱和耐濕熱性能差，厚度不能小于200μm。液晶顯示器正在向集成化和柔性化方向發(fā)展，這要求其組成元器件薄膜化，其中包括偏光片。新型偏光片的研究，特別是耐高溫、耐濕熱性能好的偏光片為研制熱點，在保證偏振度的前提條件下，偏光片薄膜化并與納米技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)引起人們的興趣，美國Optiva公司正在這個方向進行研究。偏光片薄膜化將簡化液晶屏的生產(chǎn)工藝，并使液晶屏集成化、薄膜化，進一步提高液晶顯示器的穩(wěn)定性和可靠性，降低液晶顯示器的生產(chǎn)成本。由于要滿足LCD顯示器明亮和易識別等要求，偏光片需要盡可能高的透過率、偏振度等性能。為了滿足不同地域、不同氣候條件下器件的使用需要，必須提高偏光片的強度、耐持久性、耐濕和耐高溫性能。可以預(yù)見，未來偏光片正在向輕量化及結(jié)構(gòu)簡單、耐濕熱、耐高溫以及薄膜化等方向發(fā)展。PVA及碘所構(gòu)成的偏光膜長期以來都在偏光組件制造領(lǐng)域占有相當大的比例，為目前的主流產(chǎn)品。碘系偏光片生產(chǎn)技術(shù)的主要發(fā)展方向有以下幾個方面。
1.1.1 原材料的性能提升
如PVA膜的均勻性、耐久性、光學(xué)穩(wěn)定性等，日本Kurary公司和日本合成化學(xué)公司近年來都有大量專利涉及這一課題；TAC膜的透濕性和光學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等，日本富士膠卷、柯尼卡是這一領(lǐng)域研究最活躍的成員；其它輔助材料，如PVA膠粘劑、保護膜、離型膜、壓敏膠等，近年來技術(shù)均有不同程度的提高，其最終目標都是從不同角度來提高偏光片的光學(xué)性能和耐久性能。
1.1.2 生產(chǎn)工藝的改良
作為偏光片生產(chǎn)工藝的主流濕法延伸，近年來也有新的進展。在PVA膜的澎潤、染色效率的提升、固色及補色方法、干燥方式等方面均與濕法延伸的初期有了很大的變化。特別是延伸方式，采用的多段式延伸已應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，而結(jié)合干法延伸的“干、濕法延伸”技術(shù)也有專利報道，雖還沒有應(yīng)用于生產(chǎn)中，但所表現(xiàn)的綜合優(yōu)勢相當吸引后來的偏光片生產(chǎn)者。目前，采用上述技術(shù)生產(chǎn)的偏光片，其偏振度及光透過率都相當接近理論值（偏振度100%、透過率50%），耐久性能也有明顯提高。幾乎所有偏光片生產(chǎn)廠家對此都投入了大量的力量，并獲得了各自獨特的核心技術(shù)。
1.1.3 染料系偏光技術(shù)
使用具有高二色性比的染料替代碘生產(chǎn)的偏光片，具有耐高溫、高濕、耐光等特性，特別適合于惡劣環(huán)境下使用，如車載用、室外、投影儀等的LCD 顯示器。但染料系偏光片的光學(xué)性能主要取決于所使用的染料的二色性，以及偏光片制備過程的工藝控制技術(shù)。目前，日本寶萊株式會社開發(fā)了具有高二色性比性能的染料，以及由此染料生產(chǎn)相應(yīng)偏光片的控制技術(shù)，其產(chǎn)品在染料系偏光片領(lǐng)域占壟斷地位。
1.2 偏光片的附加功能
近年來為適應(yīng)液晶顯示的大型化、車載以及中小尺寸等不同用途的要求，特別是要滿足個性化顯示效果的要求，在偏光片的制造過程中，通過選擇特種材料、采用特殊工藝等方法，賦予了偏光片許多新的功能。為了滿足各種需求，需要在原偏光片上貼附許多其它功能膜，這樣就會出現(xiàn)偏光片變厚、透過率下降、工序復(fù)雜、成本上升等問題。因此，現(xiàn)在偏光片的發(fā)展趨勢就是研究多功能膜，即將多種功能集于一身，使偏光片向薄膜化方向發(fā)展。
1.2.1 廣視角功能
所謂廣視角功能，就是要求液晶顯示器在更大的視角范圍內(nèi)可以觀察到畫質(zhì)基本不變的影像，以滿足更多的、視角不同的觀眾。在偏光片上貼合一層光學(xué)補償膜，可以對液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正，從而提高畫面的保真度。補償膜的補償原理，是將各種顯示模式下液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正，簡言之，即是讓液晶分子的雙折射性質(zhì)得到對稱性的補償。若要從其功能目的來區(qū)分，則可略分為單純改變相位的位相差膜、色差補償膜及視角擴大膜。補償膜能降低液晶顯示器暗態(tài)時的漏光量，并且在一定視角內(nèi)能大幅提高影像的對比、色度與克服部分灰階反轉(zhuǎn)問題。為了達到這個目的，人們從兩個方向進行了研究：（1）在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過附加幾層光學(xué)補償膜，即扭曲向列型加上光學(xué)補償膜，有人將其稱為補償膜模式；（2）開發(fā)新的液晶驅(qū)動方式，如共面轉(zhuǎn)換開關(guān)（IPS）模式、垂直取向（VA）模式和光學(xué)補償彎曲（OCB）技術(shù)等，其中前二者已經(jīng)實用化。不管是哪種廣視角技術(shù)，都需要有各種光學(xué)補償膜作配合，以達到更好的效果。
1.2.2 提高分辨率
為了更好地將畫面真實再現(xiàn)，防止和避免內(nèi)部或外部雜光的干擾，提高顯示器的分辨率，在偏光片保護層三醋酸纖維素（TAC）上進行有針對性的表面處理，是目前研究的熱門話題。主要的研究方向是防眩光處理、防劃傷處理、抗反射/低反射處理、抗污處理等。
（1）防眩光處理
當光線被過度集中時，會使畫面的清晰度下降，同時會使觀看者產(chǎn)生視覺疲勞，即所謂的眩光。通過在偏光片保護膜材料表面形成細小的凹凸不平結(jié)構(gòu)，就可以使光線形成散射，避免光線被過度集中。一般的處理方法有將SiO2等無機微粒子或有機微粒子等分散到粘合劑中，然后均勻地涂敷到TAC等基材上，或利用噴砂處理或腐蝕處理等使基體材料自身凸凹不平，或在膜表面進行壓花處理，以形成精細的花紋。要實現(xiàn)抗眩功能，膜的表面粗糙度需在0.5～2μm范圍內(nèi)。若小于這個范圍，就不能滿足抗眩功能；而大于這個范圍時，圖像清晰度反而會下降，且常被外部光線白化。
（2）防劃傷處理
防劃傷處理或稱表面硬化處理，液晶顯示器表面在使用過程中會因為沾染灰塵等原因而需要擦拭，目前偏光片保護膜的表面硬度還比較低，擦拭次數(shù)一多，難免會產(chǎn)生許多擦痕和劃傷，直接影響顯示效果，特別是觸摸式顯示屏，產(chǎn)生劃傷的幾率就更大了。將保護膜表面涂覆上一層高硬度的高聚物，就可以加強偏光片表面硬度，以防止日常生活中無意的擦傷。一般情況下，偏光片的表面硬度要求為3H，日本富士膠卷開發(fā)了一種由丙烯酸聚合物、氨基甲酸脂聚合物、環(huán)氧聚合物和硅化合物制成的反射膜硬涂層。
（3）抗反射/低反射處理
在光線較強的外界環(huán)境下觀看面板時，由于額外光線的反射會造成人眼所接受的光線過于強烈，影響觀看效果。因此，需將偏光片做處理，以降低反射進入人眼的光線強度。防反射有兩種方法，在基片上貼附一層或多層具有一定折射率的膜，利用從膜的上下兩個界面反射回來的光所產(chǎn)生的相位差而發(fā)生相消干涉，或者在基片上貼附一層折射率呈梯度變化的膜，使基片與空氣界面的折射率突變有一個過渡，也可達到防反射的目的。
（4）抗污處理
抗污處理是要減少膜的表面自由能，從而減小表面張力，使水、油等污漬在表面的粘力減小，使其容易去掉或不粘。在偏光片中一般不會有單獨的抗污膜，它常常是在其它功能膜的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進而賦予的附加功能。
1.3 增亮膜
為增加面板的亮度和節(jié)約能耗，可在偏光片中貼上增亮膜。目前實際使用的增亮膜為3M公司的DBEF與日東的PCF兩種，此外還有臺灣精邁科技發(fā)明的利用膽固醇液晶的CBEF增亮膜，但是尚未量產(chǎn)。當光通過下層偏光片時，有50%的光被吸收而浪費掉，而3M公司的DBEF就是將原本被吸收的50%偏振光重復(fù)利用。背光源發(fā)出的光可分解成偏振方向垂直的兩束光線，分別稱為P光和S光，該膜可允許P光通過，而將S光反射回來重復(fù)利用再變成P光和S光，如此反復(fù)循環(huán)可增加亮度至60%。
2 偏光片的市場分析
偏光片制造要求運用精密機械、光學(xué)和化工等技術(shù)，偏光片產(chǎn)業(yè)屬于技術(shù)和資金密集型產(chǎn)業(yè)，因此技術(shù)含量在TFT-LCD面板零組件中也屬要求較高者，加之偏光片工廠的建立需要較大的前期投入，這也在一定程度上造成偏光片較高的進入門檻。偏光片產(chǎn)業(yè)最早萌芽于日本，產(chǎn)品多應(yīng)用于如手表和鬧鐘等低檔的TN-LCD型單色顯示器上。1999年5月我國臺灣省第一家偏光板廠商力特光電投產(chǎn)，標志著日本廠商獨占偏光片市場的時代結(jié)束，但力特的技術(shù)依然來源于日本廠商的授權(quán)。而韓國則于2000年開始進軍TFT-LCD用偏光片市場，首家廠商LG化學(xué)于2000年3月量產(chǎn)。其后隨著日本TFT-LCD工業(yè)的大發(fā)展，TFT-LCD型偏光片逐漸嶄露頭角。全球TFT-LCD用偏光片市場規(guī)模為數(shù)十億美元，增長率超過20%。由于大尺寸面板市場仍持續(xù)增長，而且電視面板出貨比重提高，預(yù)計偏光片市場產(chǎn)值將增長至50億美元。
2.1 TFT-LCD面板出貨量總體保持增長態(tài)勢
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中小尺寸顯示器面板出貨量近年來增長率為8%，達30億片左右，盈收成長15%，達256億美元。TFT面板占整個中小尺寸面板近60%的盈收，約154億美元，其余部分則為TN、STN與OLED面板。但受全球經(jīng)濟增長放緩影響，現(xiàn)階段液晶顯示器生產(chǎn)行業(yè)和市場形勢比較嚴峻。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球大尺寸面板出貨量累計達5億片水平，年增長率11%，其中筆記本電腦（NB）面板出貨量年增長22%，LCD TV年增長20%。強勁的出貨增長主要源于下游廠商對市場普遍持樂觀看法，因此積極買入面板以備市場需求。
2.2 TFT-LCD面板價格及未來趨勢分析
作為液晶顯示器件的核心部件，液晶面板的價值占整個顯示器件價值的65%左右，因此，液晶面板價格的走向也成為行業(yè)景氣的風(fēng)向標。當液晶面板價格平穩(wěn)并保持微漲，則液晶產(chǎn)業(yè)處于景氣循環(huán)上升。液晶電視面板的價格已趨于平穩(wěn)，面板價格已接近面板廠的現(xiàn)金成本線。當市場上面板售價低于總成本時，表示面板廠正朝向虧損的方向邁進，未來的面板售價降幅將會非常有限。
2.3 偏光片價格及未來趨勢分析
偏光片價格主要受供求關(guān)系和原材料價格影響，雖然現(xiàn)在受終端消費疲軟、面板價格暴跌的影響，各尺寸偏光片價格有所下降，但平均降幅僅為4%左右，遠遠低于面板40%的降幅。因此，偏光片作為液晶面板中技術(shù)含量較高的核心原材料，受上游材料控制的影響，產(chǎn)品價格比較穩(wěn)定，隨著面板價格的企穩(wěn)，而逐漸趨于平穩(wěn)并成上升態(tài)勢。
3 偏光片的行業(yè)現(xiàn)狀
3.1 國家產(chǎn)業(yè)政策
信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)明確表示，中國將通過加強投資政策和技術(shù)政策的支持促進平板顯示（FPD）產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，引導(dǎo)國內(nèi)外企業(yè)和投資公司將更多的資金和資源投入到國內(nèi)FPD產(chǎn)業(yè)的建設(shè)中，逐步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)國務(wù)院批準，國家財政部與國家稅務(wù)總局于2005年3月聯(lián)合了《關(guān)于扶持薄膜晶體管顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展稅收優(yōu)惠政策的通知》（財稅[2005]15號），這表明我國已將產(chǎn)業(yè)重點定于大力扶持TFT-LCD產(chǎn)業(yè)。另外，中國電子信息振興計劃中，政府出資100億美元推進液晶制造商的產(chǎn)業(yè)升級。同時，在國家發(fā)展與改革委員會、科學(xué)技術(shù)部、商務(wù)部、國家知識產(chǎn)權(quán)局2007年第6號令《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南（2007年度）》中，已明確了偏光片項目屬于信息類第16項的配套產(chǎn)品，是面板上游六大關(guān)鍵零組件材料之一。在國家發(fā)展改革委辦公廳最新的文件——發(fā)改辦高技[2009]299號《關(guān)于組織實施彩電產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)化專項有關(guān)問題的通知》中的“（三）平板顯示關(guān)鍵配套件及材料”部分，將偏光片列入了“六至八代TFT-LCD液晶面板配套件及材料：混合液晶材料、光學(xué)薄膜、玻璃基板、彩色濾光片、高精度光刻掩膜版及其基材、感光性電極漿料、平板顯示用化學(xué)品、驅(qū)動IC、新型背光源、靶材等”中的光學(xué)薄膜類。
綜上所述，偏光片項目符合國家光電產(chǎn)業(yè)政策，屬于鼓勵和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)項目。按照深圳市政府的規(guī)劃，深圳將圍繞液晶屏生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，鞏固和發(fā)展深圳作為彩電和計算機產(chǎn)業(yè)基地的地位，整合、帶動顯示器件上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，聚集起包括器件、電視機、控制芯片等產(chǎn)業(yè)群。平板顯示產(chǎn)業(yè)是深圳市重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一，也是國家及廣東省大力支持鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。2005年以來深圳市政府工作報告中均把發(fā)展包括平板顯示產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的高新技術(shù)項目作為今后工業(yè)發(fā)展的重點，同時，正在制定的深圳“十二五戰(zhàn)略規(guī)劃”和“十二五科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”等重要發(fā)展戰(zhàn)略中均將該產(chǎn)業(yè)列為重點扶持發(fā)展對象。偏光片作為平板顯示的上游產(chǎn)品，是平板顯示產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，大力發(fā)展偏光片產(chǎn)業(yè)有助于完善深圳市液晶顯示產(chǎn)業(yè)鏈，將有力配合深圳市打造亞洲平板顯示重鎮(zhèn)。所以，大力發(fā)展偏光片產(chǎn)業(yè)符合國家和深圳市的產(chǎn)業(yè)政策，可以獲得政府政策的大力支持。從平板顯示產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟建設(shè)中的地位與作用來看，其巨大的產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用市場將成為繼半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)之后全球第三個經(jīng)濟增長點，筆記本電腦、顯示器和液晶電視是目前TFT-LCD發(fā)展的主流產(chǎn)品。中國大陸各偏光片生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)僅能生產(chǎn)TN-LCD和少量STN-LCD用偏光片產(chǎn)品，難以滿足LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。偏光片生產(chǎn)企業(yè)必須增加產(chǎn)品品種，生產(chǎn)出各類高端的TFT-LCD用偏光片，這將會大大提高企業(yè)持續(xù)發(fā)展的能力。目前，偏光片（特別是TFT-LCD型偏光片）的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當成熟，更因為在此次波及全球的金融危機沖擊下，偏光片生產(chǎn)及市場發(fā)生了明顯的變化，相關(guān)的核心技術(shù)隨著人員的流動而逐步對外擴散，對核心技術(shù)的壟斷與封鎖局面正在被打破。中國的偏光片行業(yè)正是要抓住這個時機，吸納這些人才，獲取核心技術(shù)，迅速成長和壯大，在偏光片行業(yè)這個新的世界市場格局中搶占自己的領(lǐng)地。有國家相關(guān)優(yōu)惠政策的大力支持，有地方政府相關(guān)配套政策的大力扶持，有良好的市場及外部環(huán)境的機遇，加上我們自身艱苦創(chuàng)業(yè)的傳統(tǒng)，中國偏光片行業(yè)已經(jīng)迎來了騰飛的春天。
3.2 偏光片產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外發(fā)展狀況
3.2.1 TFT-LCD產(chǎn)業(yè)
影響TFT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為關(guān)鍵的是液晶電視（LCD TV）用面板市場，隨著LCD TV市場的升溫，大型TFT-LCD面板的需求也將逐漸提升，將帶動大尺寸（寬幅）偏光片市場的急劇擴大。
平板顯示（flat panel display，F(xiàn)PD）是信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來各種平板顯示器件隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高已進入加速發(fā)展時期，其中液晶顯示器市場約占整個平板顯示器市場份額的80%以上，居于絕對優(yōu)勢地位。2002年液晶顯示器的銷售額就已超過陰極射線管顯示器（CRT），成為世界上最大的顯示器產(chǎn)業(yè)，其上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于快速增長期，具有很大的投資價值。液晶顯示器以低耗、重量輕、應(yīng)用廣等優(yōu)點，已應(yīng)用于電視、電腦顯示器、筆記本電腦、掌上電腦、攝像機、游戲機、移動顯示（汽車、飛機等）、手機和其它顯示器件等產(chǎn)品，產(chǎn)量和銷量近年來呈不斷上升趨勢。液晶顯示器中占主導(dǎo)地位的是薄膜晶體管液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD），由于具有輕、薄、低輻射、環(huán)保等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、液晶電視、電腦顯示器等大尺寸產(chǎn)品方面，而且在新一代移動電話、各類數(shù)字多媒體產(chǎn)品以及特殊專業(yè)應(yīng)用等眾多領(lǐng)域也獲得廣泛應(yīng)用。目前，TFT-LCD已成為當今新型薄型顯示技術(shù)的主流發(fā)展方向，也是未來20年內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)增長的核心動力。
TFT-LCD產(chǎn)業(yè)涉及半導(dǎo)體、光學(xué)、微電子、高分子材料、精密機械、化工等眾多高科技領(lǐng)域，上下游所需技術(shù)層面廣泛，產(chǎn)品技術(shù)和工藝水平要求相對較高，產(chǎn)業(yè)鏈也相對較長，所以很少有制造商能自行完成從材料到成品的生產(chǎn)，因此，各領(lǐng)域分工明顯。隨著TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，將會帶動玻璃基板、ITO導(dǎo)電玻璃、液晶材料、彩色濾光片、背光源組件、偏光片、驅(qū)動IC等上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時拉動筆記本電腦、臺式顯示器、液晶電視、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、PDA及移動電話等下游產(chǎn)業(yè)的進步。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)不僅對相關(guān)市場有著巨大的拉動力，還將極大地拉動微電子、光電子、材料、裝備等產(chǎn)業(yè)技術(shù)全面升級和進步。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)近年來一直是全球的投資熱點，領(lǐng)跑者是日本、韓國和中國臺灣。現(xiàn)在中國大陸已經(jīng)投產(chǎn)了深圳華星光電、南京熊貓、北京京東方等多家大尺寸面板廠，正在徹底解決面板供貨國產(chǎn)化問題。
3.2.2 偏光片產(chǎn)業(yè)
偏光片是液晶面板關(guān)鍵零部件，是目前業(yè)界投資最為熱門的行業(yè)之一，其成本約占面板原材料制造成本的7%左右。由于目前偏光片的制造技術(shù)一直被日本、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)所壟斷，大陸生產(chǎn)偏光片的企業(yè)尚少，而且主要產(chǎn)品為TN/STN型產(chǎn)品。目前大陸上馬的LCD生產(chǎn)線多為TFT型，相應(yīng)的TFT型偏光片的市場缺口大，大部分產(chǎn)品主要依賴進口，極大影響了我國液晶產(chǎn)品的競爭力。因而發(fā)展偏光片項目對完善我國液晶上游產(chǎn)業(yè)鏈，降低產(chǎn)品成本，提高市場競爭力有著重要意義。
目前，偏光片主要生產(chǎn)廠商共有6家，其中日本4家，韓國和臺灣各1家。全球LCD偏光片產(chǎn)能占有率，日東電工為35%，力特光電為20%，住友化學(xué)與LG化學(xué)分別為13%左右，日商三力為8～9%。另外，新興的偏光片廠商如CMEL、Skypolar、Daxon及ACE Digitech等則陸續(xù)在2006年起量產(chǎn)進入市場。日東電工在大尺寸（桌面顯示器和液晶電視）中比較強，住友化學(xué)在中小尺寸（車載、手機）方面有優(yōu)勢。在中國大陸，偏光片的生產(chǎn)廠商已經(jīng)有溫州僑業(yè)、深圳盛波、深圳富鴻電子、深圳三利譜、蘇州達信等多家公司，但這多數(shù)公司由于生產(chǎn)線及工藝技術(shù)落后，只能生產(chǎn)低檔的TN-LCD型偏光片，不能生產(chǎn)高檔的TFT-LCD偏光片產(chǎn)品。2011年10月，深圳三利譜公司國內(nèi)首條寬幅（1,490mm）TFT-LCD型偏光片生產(chǎn)線投產(chǎn)，打破國內(nèi)沒有高檔偏光片的局面。
垂直整合重要關(guān)鍵零組件已成為面板制造商降低材料成本的最佳策略，為了獲得更低的戰(zhàn)略成本，面板廠采用策略投資進軍偏光板市場已成為必然趨勢。如LPL及Samsung分別投資LG Chemical及Ace Digitech，以供應(yīng)自己所需的偏光片，并采取低價策略進攻其它國家市場。過去偏光片市場由少數(shù)廠商所寡占，偏光片價格穩(wěn)定，但隨著LCD TV市場興起造成的龐大商機，為了避免缺貨的危機以及配合面板廠降價方向，面板廠都開始內(nèi)制偏光片，似乎面板廠投入偏光片制作已是一種趨勢，但其產(chǎn)能相對于偏光片大廠仍相去甚遠。
偏光片是TFT-LCD面板零部件材料中技術(shù)含量較高的一種，其性能對LCD關(guān)鍵指標有著重要影響。偏光片制造過程中運用精密機械、光學(xué)、高分子和化工等多門類技術(shù)，制造難度較大，項目建設(shè)需要較大的前期投入，這也就使得國內(nèi)外偏光片生產(chǎn)廠家不多，中國大陸TFT-LCD用偏光片主要依賴境外進口。國內(nèi)液晶材料、ITO玻璃、背光模組、彩色濾光片、偏光片等上游關(guān)鍵零部件的配套能力亟需加強，只有掌握了上游產(chǎn)品的生產(chǎn)，中國大陸平板顯示產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)健康的發(fā)展。
美國次貸危機從金融行業(yè)開始，波及實體經(jīng)濟，進而引發(fā)全球性的經(jīng)濟危機，盡管各國政府紛紛出臺各種措施救市，但2009年以來經(jīng)濟危機愈演愈烈，人們對經(jīng)濟前景十分擔(dān)憂，導(dǎo)致整體市場消費能力大幅下降。液晶顯示行業(yè)也受到大環(huán)境影響，相當部分液晶面板廠商和偏光片廠商為了順利度過寒冬，實施降價清理庫存回收現(xiàn)金，短期內(nèi)對市場價格體系造成了巨大沖擊。從供貨商出貨面積來看，日東電工以32.68%的市占率維持市場第一的位置，LG化學(xué)以16.6%的市占率排名第二，排名第三的是住友化學(xué)。
3.2.3 全球TFT-LCD用偏光片與模組生產(chǎn)線的配比情況
截至2008年底，全球共有中小尺寸面板生產(chǎn)線47條，可年產(chǎn)980萬m2。按規(guī)格劃分，1代線1條，2～2.5代線11條，3～3.5代線20條，4～4.5代線15條。按地區(qū)劃分，中國大陸6條，韓國7條，日本16條，中國臺灣18條。截至2008年底，全球共有大尺寸TFT-LCD面板生產(chǎn)線30條，可年產(chǎn)79.36百萬m2。按規(guī)格劃分，5～5.5代線17條，6代線6條，7～7.5代線4條，8～8.5代線3條。按地區(qū)劃分，日本擁有3條大尺寸TFT-LCD面板生產(chǎn)線，中國大陸6條，韓國9條，中國臺灣14條。2008年上半年基于對市場前景的看好，面板制造商提出了擴產(chǎn)計劃，致使全球TFT-LCD設(shè)備資本支出在2008年創(chuàng)出歷史新高，超過130億美元。但受面板價格快速下跌、低產(chǎn)能利用率及全球經(jīng)濟持續(xù)低迷等因素影響，原擬訂的擴廠計劃紛紛推遲。
現(xiàn)階段全球有超過15家偏光片生產(chǎn)商，主要集中在日本、中國臺灣和韓國。中國大陸有5家偏光片生產(chǎn)企業(yè)，主要生產(chǎn)TN和STN型偏光片，其中三利譜公司生產(chǎn)TFT-LCD用偏光片。目前，全球共有偏光片生產(chǎn)線81條，2008年產(chǎn)能4.06億m2。
2007～2008年新建的TFT-LCD用偏光片生產(chǎn)線9條，2007年新增產(chǎn)能3,088萬m2，2008年新增2,732萬m2。目前正在建設(shè)中，計劃2009～2010年量產(chǎn)的生產(chǎn)線5條，2009年可實現(xiàn)新增產(chǎn)能5,225萬m2，2010年新增2,525萬m2。由于面板制造商在2008年第三季度開始減產(chǎn)，致使偏光片制造商在2008年下半年開始出現(xiàn)供過于求。相當部分偏光片制造商的生產(chǎn)效率2008年第四季度僅為50%。但隨著庫存的逐步消化及時間的推移，需求與供給將逐漸達到平衡，產(chǎn)能將逐步增長。預(yù)計偏光片市場供應(yīng)過剩的局面從2009年第二季度開始將會有所好轉(zhuǎn)。
2009年2月，中國電子信息振興計劃的出臺，政府出資100億美元推進液晶制造商的產(chǎn)業(yè)升級，將會加速龍騰光電、上廣電、京東方、華星光電、南京熊貓等面板制造商擴產(chǎn)計劃的實施，并且隨著全球經(jīng)濟的復(fù)蘇，消費者信心的恢復(fù)，經(jīng)濟重新進入繁榮，面板廠原訂擴產(chǎn)計劃的實施，都將加大對偏光片的需求。因此，未來仍將形成偏光片供不應(yīng)求的局面。如以目前中國擁有CRT電視機4.2億臺，在2015年之前全部換成平板電視機（《2008～2009年中國平板電視消費白皮書》），其中75%更換為TFT-LCD，平均30英寸液晶電視機為例，通過計算，如果全部采用國產(chǎn)偏光片，僅此一項就需要1,330mm幅寬的偏光片生產(chǎn)線9.2條。如果綜合考慮偏光片所涉及的各個領(lǐng)域，保守估計中國大陸偏光片設(shè)備需求量12～15臺（1,330mm幅寬）。
4 偏光片行業(yè)的產(chǎn)學(xué)研
偏光片生產(chǎn)技術(shù)是集高分子材料技術(shù)、微電子技術(shù)、光電技術(shù)、薄膜技術(shù)、高純技術(shù)及計算機控制技術(shù)等多種應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。當前，國內(nèi)偏光片與國際先進水平比較，存在產(chǎn)能小、品質(zhì)不穩(wěn)定、技術(shù)更新較慢、產(chǎn)品檔次較低、一般只能做中低端的扭曲向列和STN產(chǎn)品，以及利潤較低等現(xiàn)實問題。另外，所有偏光片生產(chǎn)所需的原材料基本上都依賴日本進口。
根據(jù)國內(nèi)外偏光片產(chǎn)業(yè)與研究的現(xiàn)狀，進行偏光片研究，應(yīng)當注意以下幾個方面：（1）偏光片行業(yè)在國際上是一個相當閉塞和技術(shù)封鎖的行業(yè)，如一切都從頭開始，則研究周期較長，并且難以切中技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿。因此，在開始研究之前，一定要做好充分的調(diào)研工作，以避免低層次重復(fù)研發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)糾紛。（2）偏光片研發(fā)的關(guān)鍵點在于原材料的制備，這也是日本企業(yè)控制整個產(chǎn)業(yè)的所憑借的重點。因此，需要大力發(fā)展有機高分子化工合成技術(shù)，研究偏光片用關(guān)鍵材料（如PVA、TAC、PE及各種粘接劑組分等的制備技術(shù)。（3）原偏光片的制備工藝非常成熟，性能提升空間小、難度大。而現(xiàn)在平板顯示器對偏光片的功能要求越來越多，如提高對比度、增加亮度、抗高溫高濕、耐光、吸紫外光、防反射等，根據(jù)使用場合的不同而不同。因此我們可以在吸收消化他人基礎(chǔ)技術(shù)的同時，把重點放在實現(xiàn)偏光片的附加功能上，并向偏光片的多功能化和薄膜化方向努力。綜上所述，偏光片的制造需要一個復(fù)雜的工藝過程，從聚合物的合成、精制、用流延法制成厚膜、拉伸、染色、固色、干燥、涂內(nèi)保護膜，到壓敏膠的制造、涂膠、貼合外保護膜，得到多層結(jié)構(gòu)的偏光片需要十幾道工序。為了確保偏光片的質(zhì)量，國外采用了微機控制的全自動化連續(xù)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)車間為全封閉式潔凈車間。
偏光片是一種光學(xué)功能膜，它是一種高技術(shù)和高附加值產(chǎn)品。近幾年來，光學(xué)功能膜已發(fā)展成為一種新型產(chǎn)業(yè)，如除了偏光片外還有補償膜增亮膜等，因為這種膜的生產(chǎn)涉及了化學(xué)、光學(xué)、機械設(shè)備、計算機及自動化控制等許多問題。偏光片企業(yè)需要偏振光學(xué)、液晶物理、高分子化工、自動化控制、機械等專業(yè)的研究生和本科生，年需求研究生數(shù)十人，本科生數(shù)百人。LCD產(chǎn)業(yè)年需求研究生數(shù)百人，本科生數(shù)千人。
現(xiàn)在國內(nèi)很多學(xué)校在辦液晶顯示相關(guān)專業(yè)，除河北工業(yè)大學(xué)之外，陜西科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院十年來為液晶行業(yè)輸送了大量本科生。西安交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京交通大學(xué)、電子科技大學(xué)等學(xué)校都是液晶顯示器公司愿意前往做校園招聘的地方。北京交通大學(xué)和東南大學(xué)都有顯示技術(shù)中心，上海復(fù)旦大學(xué)和上海大學(xué)也都新建立了平板顯示中心，電子科技大學(xué)光電信息學(xué)院、四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院、北京科技大學(xué)材料學(xué)院、北京大學(xué)工學(xué)院、華東理工大學(xué)理學(xué)院物理系，都在培養(yǎng)液晶科學(xué)方向研究生和本科生，但是仍然不能滿足液晶行業(yè)的需求。雖然國內(nèi)高校中有光學(xué)專業(yè)和有機化學(xué)、工程光學(xué)專業(yè)和高分子化工專業(yè)的不在少數(shù)，但偏光片企業(yè)需要的偏振光學(xué)和高分子化工等專業(yè)培養(yǎng)的高水平人才仍然十分稀缺。這種人才的培養(yǎng)是相關(guān)企業(yè)、研究院所和高校都應(yīng)關(guān)注的問題，通過建立產(chǎn)學(xué)研基地，渴望得到一定程度的解決。
另外，傳統(tǒng)光學(xué)教材和高分子化工教材等對于偏光片的描述都很少，也沒有偏光片方面的專業(yè)教材和專著。現(xiàn)在國內(nèi)偏光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，從業(yè)人員增多，相關(guān)原理、原材料、工藝技術(shù)、新應(yīng)用等專利層出不窮，有待于偏光片生產(chǎn)和研究一線的專家做出奉獻，編輯出版相應(yīng)的教材，對于偏光片行業(yè)具有很重要的意義。
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一流的學(xué)生、一流的學(xué)科專業(yè)和一流的導(dǎo)師，作為“三個一流”的三部曲，是留學(xué)人員培養(yǎng)環(huán)節(jié)的一條遞進鏈，也是一個互為聯(lián)系的統(tǒng)一整體。
選好人 選準人
學(xué)習(xí)成績、學(xué)術(shù)水準無疑是衡量一流學(xué)生的重要指標，但評價角度還應(yīng)考慮學(xué)生的研究能力，應(yīng)著重看派出人員的潛在能力和發(fā)展空間，看其學(xué)成回國后對該領(lǐng)域、所在單位團隊的帶動力和影響力。
從我們與領(lǐng)區(qū)學(xué)者、學(xué)者導(dǎo)師所接觸到的情況看，絕大多數(shù)留學(xué)人員都能學(xué)有所成，獲得了導(dǎo)師、學(xué)校及社區(qū)好評和贊譽，學(xué)成回國后成為帶動所在部門更新觀念、教學(xué)和科研水平不可或缺的重要力量。反之，若事業(yè)心、責(zé)任感和潛在能力遜色，即使出了國，選到了一流專業(yè)和導(dǎo)師，也只能是花拳繡腿。遇到名校名師，也無法盡快進入角色，主動尋機參與。
近年來，國家公派留學(xué)工作改革力度很大，在規(guī)模不斷擴大，層次逐步提高、資助學(xué)科重點向七大領(lǐng)域集聚的同時，應(yīng)進一步加大對中、西部地區(qū)選派工作的覆蓋面和傾斜力度，實現(xiàn)中西部地區(qū)人才培養(yǎng)的跨越式發(fā)展。
預(yù)則立、不預(yù)則廢，選好人、選準人，有無出國深造渴望和強烈的事業(yè)心驅(qū)使至關(guān)重要，要主動行前預(yù)熱，有備而去，方能滿載而歸。
掌握信息 選好專業(yè)
位于美國西海岸的洛杉磯領(lǐng)區(qū)，擁有全美最大規(guī)模和最優(yōu)質(zhì)量的加州大學(xué)公立教育系統(tǒng)和全球聞名的加州理工學(xué)院、南加州大學(xué)等私立教育資源。迄今為止，我們與領(lǐng)區(qū)加州大學(xué)系統(tǒng)的5所分校、亞歷桑那大學(xué)和亞歷桑那州立大學(xué)、夏威夷大學(xué)、加州理工學(xué)院、南加州大學(xué)等均已建立了常規(guī)工作聯(lián)系，為我學(xué)者前來深造奠定了信息咨詢工作基礎(chǔ)。
國內(nèi)各種書刊對國外大學(xué)的排名，是重要的參考因素，但留學(xué)所在國的排名更為可靠。排名有綜合排名和專業(yè)排名兩種，對于大多數(shù)留學(xué)人員來講，專業(yè)排名更重要，要選擇在自己研究領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域排名趨前的大學(xué)。就美國而言，參考《美國新聞與世界報道》等雜志大體可以動態(tài)把握美國名校排名和名學(xué)科及專業(yè)排名情況。南加州最有名的名校，一流中的一流，我們稱其為三駕馬車，一是2000年排名全美最佳大學(xué)第一的加州理工學(xué)院，是一所致力于工程和科學(xué)領(lǐng)域杰出教育和研究的大學(xué)，以規(guī)模小，學(xué)科、專業(yè)精、專、尖聞名，學(xué)校的使命是在一種獨特而卓越的多學(xué)科交叉的氛圍中，研究最具挑戰(zhàn)性的基本的科學(xué)和技術(shù)問題，同時，將杰出的學(xué)生培養(yǎng)成為社會中最具創(chuàng)造性的成員。全校2172名學(xué)生(本科896名，研究生1276名)的規(guī)模，有31位諾貝爾獎得主獲得32個諾貝爾獎項，一流大師閃爍其間。二是整體水平堪稱一流的公立加州大學(xué)洛杉磯分校、圣地亞哥分校、爾灣分校、圣他巴巴拉分校等。三是留學(xué)生人數(shù)居全美之冠的私立南加州大學(xué)，其電影學(xué)院、傳媒學(xué)院堪稱一流。一流大學(xué)才俊林立、競相弄潮的氣勢，凝重、厚實的學(xué)術(shù)積淀，“吾愛吾師、吾更愛真理”的研究取向和思辨氛圍，支撐研究課題的豐富信息源、交叉學(xué)科帶、大師云集群，信步其間，置身其中，潛移默化．耳濡目染，必有頓悟。
有的名校整體排名相對雖未名列前茅，但專業(yè)排名遙遙領(lǐng)先，譬如，同屬名校之列的加州大學(xué)河邊分校不及其它加大分校整體排名，但農(nóng)學(xué)。植物學(xué)、昆蟲學(xué)名列前茅，亞歷桑那大學(xué)的光學(xué)等居全美之冠。諸如此類，可供側(cè)重課題精專方面學(xué)者參考。再如，同一學(xué)科、專業(yè)，不同名校角度各異，譬如，以經(jīng)濟學(xué)為例，加州理工學(xué)院和加州大學(xué)圣地亞哥分校分別以結(jié)構(gòu)經(jīng)濟學(xué)、計量經(jīng)濟學(xué)等各顯千秋。
信息支撐是做好出國留學(xué)工作的一項基礎(chǔ)工程，教育部國際司應(yīng)建立一套國外名校、名專業(yè)信息的動態(tài)更新、統(tǒng)一規(guī)范，方便查檢的檢索系統(tǒng)。
著眼一流 擇優(yōu)從師
國家送出門，修行在自己。首先，能動的適應(yīng)能力、自主學(xué)習(xí)能力和積極主動的學(xué)術(shù)厶本文作者(二排右三)和學(xué)生學(xué)者在一起。參與意識、溝通能力是出國留學(xué)收效多寡的重要因素，由于留學(xué)人員在國外的時間是短暫的，只有迅速適應(yīng)、融入環(huán)境，才能盡快進入狀態(tài)，由于留學(xué)人員的特殊身份，導(dǎo)師對其“管理”非常松散，如果不主動有效與導(dǎo)師溝通，將事倍功半。其次，著眼一流，擇優(yōu)從師，華人、白人教授兼顧，不圊于華人教授范圍，勇于“攀附”多學(xué)科職稱集一身的教授，在重點與指定導(dǎo)師聯(lián)系的同時，積極與相關(guān)學(xué)科導(dǎo)師建立聯(lián)系，形成導(dǎo)師群是重要的外因條件。最后，立足課題，重視尋機積極參與小組討論，是催發(fā)靈感、有所發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新，突破的重要機遇。
除此之外，我留學(xué)人員在做好自身課題研究之余，應(yīng)一身二任，利用境外定點深造有利條件，幫助派出單位與進修校建立校際深度交流合作關(guān)系。近年來，我們注意發(fā)揮我領(lǐng)區(qū)高訪學(xué)者作用，推動其在加州理工學(xué)院、加州大學(xué)洛杉磯分校等深造的高訪學(xué)者與國內(nèi)派出高校建立強強合作和實質(zhì)性項目交流，取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞：本科生教學(xué) 創(chuàng)新性課程 實踐環(huán)節(jié) 創(chuàng)新思維 實踐能力
中圖分類號：G649.21 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0016-02
通過教育教學(xué)培養(yǎng)人才是高等院校基本職能中最為核心的部分，而本科生教學(xué)又是高等教育中的基礎(chǔ)與核心環(huán)節(jié)；因此，探索適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的教學(xué)模式和教學(xué)方法新教學(xué)方法一直是教育學(xué)領(lǐng)域的研究熱點[1～6]。近年來，我校也一直在積極探索適應(yīng)現(xiàn)代教育的授課新模式。自2006年秋季學(xué)期開始，我校在本科生教學(xué)中專門開設(shè)了一類“創(chuàng)新研修課”，該類課程的開設(shè)在提高學(xué)生科學(xué)研究興趣、激發(fā)創(chuàng)造激情、培養(yǎng)創(chuàng)新與創(chuàng)造能力等方面發(fā)揮了重要作用。本文將從課程的性質(zhì)與目的、開設(shè)條件、教學(xué)方法、授課內(nèi)容、成績評定等幾個方面詳細介紹該創(chuàng)新性課程。
1 創(chuàng)新性課程的性質(zhì)與目的
本校開設(shè)的“創(chuàng)新研修課”由在學(xué)術(shù)領(lǐng)域取得突出科研成果的各學(xué)科高水平教師（一般為教授）根據(jù)個人國際前沿研究成果為基礎(chǔ)而設(shè)立，屬于全校公共選修課，采用小班授課模式，突出實踐環(huán)節(jié)的重要性，鼓勵學(xué)生主動思考和創(chuàng)新，考核評價指標以學(xué)生的創(chuàng)新能力和實驗成果為主。
該創(chuàng)新研修課的開設(shè)以適應(yīng)當前國際科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展、推動教學(xué)知識體系的更新、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力、豐富本科教學(xué)授課模式為基本目的；可充分發(fā)揮學(xué)校的科研優(yōu)勢對本科教學(xué)的促進作用，實現(xiàn)科研與教學(xué)的良好結(jié)合和相互促進，開拓學(xué)生的學(xué)術(shù)視野和創(chuàng)新思維，對拔尖人才培養(yǎng)具有積極的推進作用。
2 創(chuàng)新性課程的開設(shè)條件
（1）主講教師由各學(xué)科在科研領(lǐng)域取得突出學(xué)術(shù)成果的高水平教師擔(dān)任，一般應(yīng)具有教授職稱。
（2）課程主題應(yīng)結(jié)合主講教師自身的主要科研方向，并應(yīng)具有國際前沿性，要求主講教師在該領(lǐng)域具有豐富的學(xué)術(shù)成果積累。
（3）對授課主題不做具體限制，采取個人申報、學(xué)校審批、擇優(yōu)資助立項的開設(shè)模式。
（4）該課程授課內(nèi)容以理論授課為基礎(chǔ)，以實踐授課環(huán)節(jié)為主體。
（5）設(shè)置專項課程基金，用于實踐環(huán)節(jié)中實驗平臺的搭建，采取定期驗收模式對課程開設(shè)效果進行跟蹤。
3 教學(xué)方法改革
（1）首次采取了雙向選擇的選課模式，先由全校本科生根據(jù)自己興趣選擇具體課程，對專業(yè)不做具體限定，然后由各個課程負責(zé)老師對學(xué)生的前期基礎(chǔ)知識進行初步的測試，最終確定上課名單。
（2）采用小班制教學(xué)，10人以下小課堂授課，保證師生之間的充分溝通和交流，給予每個學(xué)生充分的動手實踐機會。
（3）采用引導(dǎo)式、互動式、討論式、研究式和實踐式的教學(xué)方法取代傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法。
（4）對應(yīng)創(chuàng)新研修課，在本科生培養(yǎng)大綱中設(shè)定專門的創(chuàng)新學(xué)分。
4 授課內(nèi)容的規(guī)劃
本校所開設(shè)的創(chuàng)新研修課的特色之處在于選擇了國際前沿性研究課題，以理論授課為基礎(chǔ)、以實踐授課環(huán)節(jié)為主體來進行授課。結(jié)合《壓電超聲驅(qū)動技術(shù)》（主講人：陳維山、劉英想）這一門創(chuàng)新研修課來進行具體說明。
壓電超聲驅(qū)動技術(shù)是近三十年來才逐漸發(fā)展并走向成熟的一種新型精密驅(qū)動技術(shù)，與電磁驅(qū)動技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計靈活、輸出力矩/推力大、功率密度高、定位精度高、斷電自鎖、無電磁干擾、易于實現(xiàn)直線和多自由度驅(qū)動等突出優(yōu)點；目前已經(jīng)在航空航天、超精密機床、光學(xué)精密工程以及數(shù)碼相機等領(lǐng)域得到了初步的應(yīng)用。作者所在課題組自1991年開始展開在壓電超聲驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域的研究工作，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，積累了豐富和研究成果。
基于壓電驅(qū)動技術(shù)的突出優(yōu)點和我們所積累的研究成果，經(jīng)過個人申請、學(xué)校評審立項，開設(shè)了《壓電超聲驅(qū)動技術(shù)》這一創(chuàng)新研修課，課程共計20學(xué)時，其中理論授課8學(xué)時，實踐環(huán)節(jié)12學(xué)時：
（1）授課部分主要內(nèi)容包括：壓電超聲驅(qū)動器的基本致動原理，壓電超聲驅(qū)動器的特點，壓電效應(yīng)、壓電陶瓷材料的基本特性、壓電超聲驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、壓電超聲驅(qū)動器的應(yīng)用現(xiàn)狀、壓電超聲驅(qū)動器的分類、行波超聲驅(qū)動器基本構(gòu)型及工作原理、駐波超聲驅(qū)動器基本構(gòu)型及工作原理、復(fù)合振動模態(tài)超聲驅(qū)動器基本構(gòu)型及工作原理、壓電金屬復(fù)合梁式超聲驅(qū)動器領(lǐng)域最新研究成果、壓電超聲驅(qū)動器設(shè)計實例。該部分理論授課的核心目標是要建立學(xué)生對壓電超聲驅(qū)動技術(shù)的基本認識，了解其工作原理與設(shè)計過程。
（2）實踐環(huán)節(jié)部分：共計設(shè)置了正壓電效應(yīng)觀察、逆壓電效應(yīng)觀察、壓電超聲驅(qū)動器制作、壓電超聲驅(qū)動器阻抗特性測試、壓電超聲驅(qū)動器振動特性測試、壓電超聲驅(qū)動器熱耦合特性測試、壓電超聲驅(qū)動器機械輸出特性測試共計7個實驗。該部分實踐授課的核心目標是要通過實際制作壓電超聲驅(qū)動器并完成各項測試來加深學(xué)生對壓電驅(qū)動技術(shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實踐能力。
5 成績評定方法
我校創(chuàng)新研修課的考核評價并沒有采用傳統(tǒng)的試卷考核模式，而是采用了實驗成果、實驗報告為主，學(xué)術(shù)報告、設(shè)計報告為輔的評定模式，重點是要考核學(xué)生的創(chuàng)新能力和實驗成果。傳統(tǒng)的試卷考核模式雖然在目前的高等教育中仍舊是最為主流的一種考核方式，但存在考試功能單一、評價錯位、實踐能力考查弱、重分數(shù)輕能力等不足。鑒于我校所開設(shè)的該類創(chuàng)新性課程擇了國際前沿性研究方向為基本授課內(nèi)容，而且是面對本科生進行開設(shè)，課程基本的目的定位于建立學(xué)生對于該課程所涉及的研究方向的基本認識；而且，該類課程中實踐環(huán)節(jié)相對理論授課環(huán)節(jié)占據(jù)比重要大。因此，該類課程以考察學(xué)生的實驗成果和動手實踐能力為主，這種考核方式也有利于激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新意識。
6 結(jié)語
幾年來的授課效果表明：我校所開設(shè)的這一類創(chuàng)新性課程可以極大的調(diào)動學(xué)生的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實踐能力，便于激發(fā)本科生對各個學(xué)科的前沿研究方向的求知欲，也使得師生之間可以近距離的實時溝通，該類創(chuàng)新性課程已經(jīng)逐漸成為我校本科生教學(xué)環(huán)節(jié)中最受歡迎的一類課程。因此，我校所開設(shè)的創(chuàng)新研修課探索出了一種適用于本科生教學(xué)的新模式，值得各高等院校進行借鑒。希望這種授課模式逐漸成為各個高等院校本科教學(xué)模式發(fā)展的一個新方向。
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關(guān)鍵詞：模擬實驗；平面檢校；仿射變換；核線約束；光束法平差
1 概述
模擬實驗隸屬于巖石力學(xué)實驗?zāi)M技術(shù)，該技術(shù)大多數(shù)用于對模擬巖土工程中部分工程結(jié)構(gòu)進行研究。模擬實驗物理模型是在室內(nèi)用某種人工材料，根據(jù)相似原理做成相似模型，在進行模擬實驗時，通常多采用縮小比例或放大比例來制作模型；然后借助測試儀表觀測模型內(nèi)力學(xué)參數(shù)及其分布規(guī)律，通過對模型上應(yīng)力、應(yīng)變的觀測來認識與判斷原型（模擬實體）上所發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象和應(yīng)力-應(yīng)變的變化規(guī)律，以便為巖土工程設(shè)計和施工方案的選擇提供依據(jù)，從而解決實際生產(chǎn)問題。本文以模擬實驗物理模型為研究對象，近景攝影測量方法為量測手段，研究模型在地下開采作用下的巖層變形情況。
2 近景攝影測量下的三維重建
根據(jù)本文提出的方法量測模擬實驗物理模型上監(jiān)測點的三維坐標，需要提供的原始數(shù)據(jù)有：影像的內(nèi)、外方位元素，控制點像方、物方坐標，監(jiān)測點像方坐標。
2.1相機檢校
相機檢校是檢查和校正攝影機（攝像機）內(nèi)方位元素和光學(xué)畸變參數(shù)的過程，它是從二維圖像獲取三維信息必不可少的步驟。數(shù)碼相機檢校的目的是恢復(fù)每張影像光束的正確位置，即利用內(nèi)方位元素恢復(fù)攝影中心與像片間的相對關(guān)系。
2.2 像點提取
控制點均勻布置在物理模型周圍框架，監(jiān)測點均勻布置在模擬煤層上覆巖層表面，三維重建前需要在影像上提取其對應(yīng)的像點坐標，為后續(xù)光束法平差做準備。像點的提取、識別大致分為以下步驟：①預(yù)處理：包括二值化，邊緣提取；②聚類；③識別基準點；④識別編碼點。
2.3 基于單位四元數(shù)的空間后方交會
空間后方交會是利用一定數(shù)量的地面點和對應(yīng)的像點計算影像的外方位元素，傳統(tǒng)空間后方交會僅能處理小傾角影像，但本次實驗所采集的影像，影像傾角保持在45°范圍左右，因此將單位四元數(shù)引入后方交會中。
2.4 同名點匹配
同名點匹配是確定物方點在不同像片上對應(yīng)的同名像點，它是實現(xiàn)攝影測量自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文采用回光反射標志作為監(jiān)測點，各監(jiān)測點的圖像具有基本一致的灰度分布規(guī)律，采用基于灰度相關(guān)的匹配算法難以實現(xiàn)其自動匹配。因此，本文采用同名像點間的空間幾何關(guān)系完成像點的自動匹配。
2.4.1 仿射變換
仿射變換可以計算出各監(jiān)測點物方坐標的近似值，從而實現(xiàn)像點坐標粗定位。
2.4.2 核線約束
核線約束是解決攝影測量同名像點匹配的重要約束條件。物方點和立體像對的投影中心構(gòu)成核面，核面和各像平面的交線為核線，同名像點在其對應(yīng)的核線上。理論上有兩張影像即可進行同名點匹配，為了確保匹配的準確性，本文以三張影像為一組進行匹配。利用核線約束完成同名點匹配。
2.5 光束法平差
光束法平差以共線條件方程為基本數(shù)學(xué)模型，經(jīng)線性化后，給未知數(shù)賦初值，再利用最小二乘法原理進行計算。
2.6 實驗流程
①布置控制點、監(jiān)測點。在模型的豎直表面上布置275個監(jiān)測點，共11行，每行25個點；在模型的框架表面上布置19個控制點。
②控制測量。控制測量的目的是為后續(xù)處理提供必要的控制點，可利用全站儀逐點進行高精度測量。
③獲取影像。在物理模型前方不同角度處拍攝不同開采時段的影像。
④平面檢校。除物理模型外，實驗中還需拍攝檢校模版，對所得的模版影像進行平面檢校，得到相機的內(nèi)方位元素及畸變參數(shù)。
⑤像點識別、提取。本次實驗采用回光反射標志，同時對相機進行調(diào)整，使得到的影像類似于二值影像，便于監(jiān)測點和控制點的識別、提取。
⑥基于單位四元數(shù)的空間后方交會。根據(jù)物方控制點，利用空間后方交會解算實驗中所用到的影像的外方位元素，為后續(xù)光束法平差提供初值。
⑦同名點匹配。利用光束法平差計算點的物方坐標時，至少需要兩張影像進行交會解算，因此對同一時段的影像進行匹配處理。
⑧光束法平差。利用上述步驟得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)光束法平差原理，解算監(jiān)測點的物方坐標。
⑨成果輸出。將計算得到的同一時段的物方坐標輸入MATLAB軟件中，以坐標系的方式輸出，與實驗前各點坐標作對比，各監(jiān)測點的位移用箭頭表示。
3 實驗結(jié)果與分析
3.1 實驗概況
本文以東峽煤礦急傾斜綜放開采技術(shù)相似模擬實驗為研究對象，模型比例尺為1：200，模型長3m、高1.5cm、厚0.2cm。在模型豎直表面按設(shè)計要求均勻布置275個監(jiān)測點，用來反映模型在開采過程的變形情況，共11行，每行25個點。在鋼結(jié)構(gòu)框架上布置19個控制點，點位位置在實驗過程中不發(fā)生變化，作為不動點使用。坐標原點定于物理模型左下角，水平向右為X軸，豎直向上為Y軸，垂直模型向里方向為Z軸。數(shù)碼相機為佳能600D，使用50mm變焦鏡頭，影像分辨率為5184×3456，COMS尺寸為22.3mm×14.9mm。
按照設(shè)計步驟，在模型豎直表面依次從上煤層和下煤層逐次進行開采，首先從上煤層左側(cè)開始，自開切眼位置每次推進2cm，至模型中段時，上煤層停止開采；接著，從下煤層左側(cè)開始，自開切眼位置每次推進5cm；接近上煤層開采位置時，再從上煤層右側(cè)開采，直至上煤層開采完成，最后進行下煤層后半段的開采工作，每次開采結(jié)束后，即可獲取一組序列影像。物理模型如圖1所示。
圖1 模型開挖前影像
3.2 變形分析
根據(jù)上述開采過程完成實驗，通過觀測煤層上覆巖層的大致變形情況可看出，巖層位移規(guī)律性強，各監(jiān)測點的變形方向都指向采空區(qū)，從采空區(qū)中間往兩側(cè)，豎直位移量逐漸減小，采空區(qū)從上到下豎直和水平位移量逐漸增大。
圖2至圖5分別是上煤層距左邊開切眼90cm、128cm時各點的位移量，下煤層距左邊開切眼95cm時各點的位移量及開采完成后各點的位移量。這四組圖片中，左側(cè)圖片是本文提出算法的計算成果，右側(cè)是鄭州辰維科技股份有限公司研發(fā)的工業(yè)攝影測量軟件的計算結(jié)果。經(jīng)對比，本次實驗計算結(jié)果符合實際變形情況，基本反映因地下開采所引起的地表變形和破壞特征。
4 結(jié)論
①與傳統(tǒng)測量方法相比較，本文提出的測量手段有明顯優(yōu)勢：首先，它是一種非接觸式的測量手段；其次，它可實現(xiàn)實時快速的獲取測量結(jié)果，節(jié)省大量工作量，同時自動化程度也有了明顯提高；最后，它是一種高精度的量測方法，以嚴密的平差作為約束條件，可以實現(xiàn)點位高精度量測，并且在平差計算過程中，測區(qū)內(nèi)部精度均勻。這種方法尤其適合待測點數(shù)目眾多的情況。
②實驗過程中，物理模型巖層位移規(guī)律性強，實驗的解算結(jié)果與開采過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象吻合。實驗結(jié)果可以反映東峽煤礦地下開采引起的巖層變形，對實際工作中的生產(chǎn)安全有重要的指導(dǎo)作用。
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[關(guān)鍵詞]材料物理；專業(yè)特色；學(xué)科平臺
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）07-0112-02
武漢工程大學(xué)材料物理專業(yè)于1999年籌建，2000年開始招生，2010年成為首批入選 “湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃”的專業(yè)之一。在10多年的建設(shè)中，學(xué)校堅持“加強基礎(chǔ)，拓寬口徑，重視實踐，培養(yǎng)能力”的建設(shè)思路，充分突出專業(yè)特色，努力提高辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，現(xiàn)專業(yè)建設(shè)已經(jīng)步入良性發(fā)展階段。總結(jié)專業(yè)建設(shè)過程中的一些經(jīng)驗與教訓(xùn)，可以為專業(yè)今后更好地發(fā)展提供借鑒。
一、專業(yè)建設(shè)要體現(xiàn)特色
1998年，教育部頒布新的本科專業(yè)目錄，材料物理為新設(shè)置的專業(yè)，是物理學(xué)與材料科學(xué)的一個交叉學(xué)科，屬材料科學(xué)與工程一級學(xué)科。許多高校將相近的專業(yè)，如金屬物理、材料科學(xué)、應(yīng)用物理等專業(yè)改名為材料物理專業(yè)。這樣雖然專業(yè)名稱相同，但專業(yè)的內(nèi)涵并不完全相同。發(fā)揮各自的優(yōu)勢和特色是各校專業(yè)建設(shè)的重點。這就要求各高校既要在大專業(yè)的口徑下對人才進行全面培養(yǎng)，又要把各自原有的特色發(fā)揚光大。[1] [2]1999年武漢工程大學(xué)（以下簡稱“我校”）申報材料物理專業(yè)，其中就面臨著專業(yè)如何建設(shè)、如何和其他高校差異化培養(yǎng)人才、如何體現(xiàn)特色等一系列問題。走訪已有專業(yè)的知名高校，吸收他們成功的辦學(xué)經(jīng)驗，既可以為我們提供借鑒，也能避免和這些知名高校的同質(zhì)競爭。通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，當時國內(nèi)材料物理專業(yè)基本上都是由同類專業(yè)轉(zhuǎn)變名稱而來，其仍然延續(xù)原來的辦學(xué)方向，大部分還是以服務(wù)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主。
根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合我國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期，新材料、新產(chǎn)業(yè)正不斷出現(xiàn)的實際情況，我校材料物理專業(yè)選擇在學(xué)校“等離子體化學(xué)與新材料重點實驗室”建設(shè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，以等離子體技術(shù)和薄膜材料為特色，服務(wù)于新型產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)差異化培養(yǎng)，避免同質(zhì)競爭，為后續(xù)發(fā)展提供發(fā)展空間。
二、專業(yè)建設(shè)依靠一個學(xué)科平臺，背靠一個行業(yè)
國內(nèi)專業(yè)設(shè)置一般有兩種情況，一類是先有學(xué)科，在學(xué)科建設(shè)的基礎(chǔ)上進行專業(yè)建設(shè)，專業(yè)發(fā)展后勁足。一些名牌高校學(xué)科建設(shè)基礎(chǔ)好，師資和實驗條件也比較好，基本是按這種模式建設(shè)。另一類是先有專業(yè)，然后進行學(xué)科建設(shè)，很多新辦高校都屬于這種情況。這就存在許多問題。首先是師資力量缺乏，特別是高層次師資缺乏，其現(xiàn)有師資基本上是從不同專業(yè)轉(zhuǎn)崗而來。其次，專業(yè)實驗室尚未建立，實驗資源匱乏，未能與相關(guān)企業(yè)建立良好的合作平臺，導(dǎo)致學(xué)生缺乏良好的實踐機會。再次，學(xué)生畢業(yè)論文由于沒有學(xué)科支撐，選題方向雜亂，畢業(yè)論文質(zhì)量難以得到保障。可見，學(xué)科平臺建設(shè)對專業(yè)建設(shè)順利進行有著至關(guān)重要的作用。本專業(yè)依托湖北省等離子體化學(xué)與新材料重點實驗室，為專業(yè)發(fā)展提供師資及實踐教學(xué)平臺等多種支撐，并且由于實驗室研究方向面對新型產(chǎn)業(yè)，客觀上也為專業(yè)發(fā)展烙上了不同于其他學(xué)校的特色――等離子體技術(shù)與薄膜材料。
另外，專業(yè)建設(shè)還必須背靠一個行業(yè)。因此，有必要針對行業(yè)特點設(shè)置一些專業(yè)課程。由于國內(nèi)外教育體系差異較大，國外大學(xué)實行全面的素質(zhì)培養(yǎng)，學(xué)生知識面寬，但具體到點的深度不夠。比如國外某大學(xué)工程學(xué)院材料方向只學(xué)習(xí)材料基礎(chǔ)知識，并不分無機、有機，沒有涉及高分子、金屬、無機非金屬等方向的具體課程。國內(nèi)高校如果照搬，很多學(xué)生畢業(yè)后找工作就會覺得無所適從。因為國內(nèi)企業(yè)對人才需求有具體到點的知識要求，比如金屬行業(yè)企業(yè)不會招聘沒有學(xué)習(xí)金屬學(xué)方向課程的畢業(yè)生。國內(nèi)有些高校的材料物理專業(yè)學(xué)生就業(yè)困難，其中一個重要原因就是學(xué)校僅針對物理學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域設(shè)置課程，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識面寬但具體的針對性不強。因此，我校材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)雖然定位于等離子體技術(shù)及應(yīng)用和功能薄膜材料方向，但具體到培養(yǎng)方案，主要還是針對光電信息材料、新能源材料、光學(xué)薄膜材料等行業(yè)設(shè)置專業(yè)課程。
三、課程體系要與生源相匹配
專業(yè)建設(shè)之初，由于專業(yè)教師都是來自于國內(nèi)重點大學(xué)，學(xué)校在制定培養(yǎng)計劃時不可避免的受到這些高校的影響。比如物理課程，國內(nèi)重點大學(xué)材料物理專業(yè)幾乎都是按照力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等分類教學(xué)，我們也照著設(shè)置。但在隨后的教學(xué)過程我們中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大，難以接受。我們也曾請985高校的教師來授課，但效果也一樣，這說明不是教的問題，還是課程難度與生源不適應(yīng)的問題。隨后我們調(diào)整培養(yǎng)計劃，將這些課程合并為普通物理學(xué)，與其他專業(yè)學(xué)生一起上，這樣問題就解決了。由于普通高校與985、211這類高校在生源質(zhì)量上存在很大差別，人才培養(yǎng)側(cè)重點也不應(yīng)該一致。基于此，學(xué)校順應(yīng)時展，遵循人才培養(yǎng)規(guī)律，并結(jié)合自身特點，進行了人才培養(yǎng)模式改革，于2009年提出以“三實一創(chuàng)” （“三實”指實訓(xùn)、實驗、實習(xí)，“一創(chuàng)”指創(chuàng)新）為核心的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革計劃。[3]這樣做目的是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、實踐創(chuàng)新能力強的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。材料物理專業(yè)也根據(jù)學(xué)校辦學(xué)精神，對課程體系和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行了重大改革，將原來分散在各個課程中的實驗課程進行整合，重新規(guī)劃實驗體系，開設(shè)單獨的實驗課程，制定統(tǒng)一大綱，整合并適當更新實驗內(nèi)容，使實驗體系更加完備，并與實用化緊密結(jié)合，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。同時適量減少理論課程，適當弱化、減少公式定理的推導(dǎo)過程，重點將理論意義和作用與應(yīng)用密切聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。2010年，湖北省教育廳為促進高等教育與經(jīng)濟社會發(fā)展緊密結(jié)合，引導(dǎo)高等學(xué)校主動適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和資源配置，深化人才培養(yǎng)模式改革，實施了湖北省戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃。[4]材料物理專業(yè)成功入選后，我們對課程體系又進行了改革，實行3+1模式，即3年理論教學(xué)，1年實踐教學(xué)，實踐教學(xué)有將近一半的時間在合作企業(yè)進行。這強化了辦學(xué)與市場結(jié)合度，培養(yǎng)的人才更加符合市場需求。
四、結(jié)束語
以上措施的實施，保證了學(xué)校人才培養(yǎng)的質(zhì)量。近幾年本專業(yè)學(xué)生獲得過全國大學(xué)生科技競賽“挑戰(zhàn)杯”三等獎1項，湖北省大學(xué)生科技競賽“挑戰(zhàn)杯”二等獎1項，獲得“高教社杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽一等獎1項，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽湖北省一等獎2項，二等獎2項；學(xué)生畢業(yè)論文整體水平較高，畢業(yè)論文獲湖北省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文數(shù)占畢業(yè)生總數(shù)的近10%，就業(yè)率一直保持在90%以上，考研上線率約30%。依托學(xué)科平臺和優(yōu)勢，突出人才培養(yǎng)特色，人才培養(yǎng)科學(xué)定位是材料物理專業(yè)辦學(xué)成功的關(guān)鍵所在。
專業(yè)建設(shè)是一項長期性的、持續(xù)不斷的工作。在今后的工作中，我們還要根據(jù)市場需要、國家及省市政策以及學(xué)生反饋意見不斷完善專業(yè)建設(shè)，以學(xué)科發(fā)展觀去認識專業(yè)發(fā)展規(guī)律，不斷更新教育觀念，積極開展教學(xué)研究，努力推進教學(xué)改革，并始終注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)與實踐動手能力，創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式，培養(yǎng)市場需要的應(yīng)用型創(chuàng)新型人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 武漢理工大學(xué)材料物理專業(yè)培養(yǎng)方案.
[2] 中南大學(xué)材料物理專業(yè)培養(yǎng)方案.
[關(guān)鍵詞]工程技術(shù)人才 大學(xué)物理 教學(xué)
[作者簡介]鄭永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水學(xué)院物理與電子信息系，副教授，研究方向為大學(xué)物理、熱學(xué)；尹志會（1970- ），女，河北衡水人，衡水學(xué)院物理與電子信息系，副教授，碩士，研究方向為光學(xué)工程。（河北 衡水 053000）
[基金項目]本文系2010年度河北省高等學(xué)校科學(xué)研究指導(dǎo)計劃課題“STS教育思想在大學(xué)物理教學(xué)中的滲透試驗和研究”的研究成果。（項目編號：ZS2010319）
[中圖分類號]G642.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）20-0111-01
隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》的貫徹落實，人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新成為當前我國高校深化教學(xué)改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。工程技術(shù)人才是提高國民經(jīng)濟、推動社會發(fā)展的生力軍，也是我國當前急需的人才，因此工科院校和綜合性大學(xué)的工科專業(yè)都是非常熱門的。可是地方院校的畢業(yè)生常處于很尷尬的境地，課程學(xué)的不少，可進入工程技術(shù)操作場所卻無從下手，也無從學(xué)起，有的干脆就急忙退身回到學(xué)校繼續(xù)深造，這無形中增加了人才培養(yǎng)周期和培養(yǎng)成本，可兩三年之后能否成為社會需要的工程技術(shù)人才還是未知數(shù)。究其原因是培養(yǎng)觀念、培養(yǎng)模式的問題，因此更新人才培養(yǎng)觀念，探索切實有效的人才培養(yǎng)模式是非常必要的。
從美國工程與技術(shù)認證委員會對工程教育專業(yè)的評估標準中可以看到，在重視加強數(shù)學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)的前提下，當前更強調(diào)側(cè)重工程實踐能力、團隊合作精神、終身學(xué)習(xí)能力等知識。我國工科院校大學(xué)物理是專業(yè)基礎(chǔ)課程，一般在第二學(xué)期開設(shè)，是在中學(xué)物理的基礎(chǔ)上，結(jié)合高等數(shù)學(xué)的微積分、向量運算等知識開始大學(xué)物理的學(xué)習(xí)。通過大學(xué)物理的學(xué)習(xí)，學(xué)生的理論運算能力、基本實驗?zāi)芰τ兴鲩L，但這遠遠不能滿足工科學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，因此影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，對大學(xué)物理這門課的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)模式也直接影響了后繼課的學(xué)習(xí)效果。因此在大學(xué)物理這門專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中，教師要嘗試開始工程技術(shù)人才培養(yǎng)的探索，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計等方面進行改革，以提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為目的，這對提高高校物理課程教學(xué)質(zhì)量以及人才培養(yǎng)水平有重要的現(xiàn)實意義。
一、精選專業(yè)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)有的大學(xué)物理教材都是力、熱、光、電、原子等基礎(chǔ)物理的全部內(nèi)容，在一學(xué)期左右要求學(xué)生掌握全部內(nèi)容是不可能的，淺顯的學(xué)習(xí)等于重復(fù)高中學(xué)習(xí)過程，就失去了開課的意義，更是對工作的失職；若從頭到尾運用高等數(shù)學(xué)分析物理概念，推出物理定律，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用高等數(shù)學(xué)處理每一部分物理問題，多數(shù)學(xué)生會陸續(xù)掉隊的，這也會極大挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此教師要精選教學(xué)內(nèi)容，這需要翻閱相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程教材，或請專業(yè)教師座談教研，以便使不同專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容有所側(cè)重，使教學(xué)計劃更切實可行，這需要教師的敬業(yè)精神和奉獻精神，因為涉及跨院系工作，實施過程中會遇到一些不便。
二、合理處理教學(xué)內(nèi)容
對每一部分教學(xué)內(nèi)容的處理上采取中學(xué)物理為基礎(chǔ)、大學(xué)物理重方法的原則，使學(xué)生實現(xiàn)物理知識和方法技能的逐步提高。質(zhì)點運動學(xué)，重點為運動方程、速度和加速度概念和相互關(guān)系，結(jié)合通用坐標系應(yīng)用到一般的直線和曲線運動中，再根據(jù)特殊運動特點推出中學(xué)熟悉的勻變速運動方程式。本部分內(nèi)容的特點是物理概念多，高等數(shù)學(xué)集中運用，學(xué)生不易接受，因此教學(xué)思路要清晰明了，掌握解決一般運動的方法，不過多涉及坐標變換的問題。質(zhì)點動力學(xué)為力的沖量和力做功，通過應(yīng)用舉例推出伯努利方程，這是液壓傳動課程中的基本方程。剛體動力學(xué)主要概念是力矩和角動量，主要規(guī)律是轉(zhuǎn)動定律和角動量守恒，采用和質(zhì)點力學(xué)類比的方法進行教學(xué)可達到事半功倍的效果。難點是角動量守恒的分析，教師可實例分析動量不守恒但是角動量守恒，先從動量和角動量概念分析，在從受力和受力矩分析，使學(xué)生從表面到內(nèi)在原因掌握動量和角動量守恒的區(qū)別。這部分內(nèi)容在工程力學(xué)課程中有所涉及，可根據(jù)課程進度適當處理。對靜電學(xué)的處理是把握電場強度和電勢的計算方法，高斯定律和環(huán)路定理是分析推理的必備工具，要引導(dǎo)學(xué)生理解，但由于使用過程中的任意性的確定，使學(xué)生不能確切把握，因此對機電專業(yè)，重點放在電勢、電壓、電場力做功的概念和規(guī)律上。通過公式推演，學(xué)生知道了中學(xué)相關(guān)知識的來源和局限，掌握處理問題的一般方法和技巧，學(xué)生只有充分掌握了基本概念和基本規(guī)律，把所學(xué)的知識銜接起來，才能靈活運用。對電介質(zhì)極化做定性分析，得出電場強度和電容的決定式，電容的串并聯(lián)計算要使學(xué)生明白等效的依據(jù)，不能機械套用公式。靜電場的能量是靜電學(xué)的收尾內(nèi)容，要把握思路使學(xué)生掌握電場能量的求解方法，理解電場的物質(zhì)性。對磁學(xué)、熱學(xué)等內(nèi)容也根據(jù)前后知識的需要做相應(yīng)處理。
三、將人文文化融入物理教學(xué)
在大學(xué)物理教學(xué)中將人文文化融入教學(xué)內(nèi)容之中，使學(xué)生知道知識的來龍去脈，不但能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)。人文文化在中學(xué)、大學(xué)物理教材中多少都有所涉及，但這部分內(nèi)容從沒被師生重視過，這也許是受當前的考評制度的影響。在20世紀60、70年代誕生的STS研究領(lǐng)域，主張把科學(xué)、工程能力和人文社會科學(xué)能力結(jié)合在一起的教育模式，因此沒有人文文化的物理教學(xué)是不完整的，不能因為時間緊就舍棄這部分的教學(xué)，實際上教師只要精心設(shè)計教學(xué)過程，這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以實現(xiàn)畫龍點睛的效果。例如在電磁學(xué)部分的學(xué)習(xí)時，教師在將靜電、電流、電生磁、磁生電的知識講給學(xué)生后，可以對每位科學(xué)家的工作經(jīng)歷、科學(xué)精神和人生態(tài)度進行一定的講解。教師在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生追根溯源，要讓學(xué)生立體化地把握知識，以科學(xué)家、相關(guān)物理知識、研發(fā)趣聞、歷史作用為教學(xué)主線，讓學(xué)生在深入理解科學(xué)文化的同時感染科學(xué)精神和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。
四、以物理實踐教學(xué)帶動物理教學(xué)
教師要讓學(xué)生通過大學(xué)物理實驗使學(xué)習(xí)欲望逐步增強，為學(xué)生實現(xiàn)工程師的理想打下堅實的基礎(chǔ)。師生要明確實驗教學(xué)和理論教學(xué)的關(guān)系，理論是實驗的基礎(chǔ)，實驗促進理論的發(fā)展。因此開始設(shè)置的實驗內(nèi)容一般為驗證性實驗，是為了充分理解物理概念和規(guī)律的，由于這些內(nèi)容學(xué)生已經(jīng)知道實驗結(jié)果，往往不能引起學(xué)生的興趣，同時也影響了學(xué)生基本實驗技能的提高，到有相當難度的綜合性、設(shè)計性實驗開設(shè)時，往往由于學(xué)生的理論知識或?qū)嶒炘O(shè)備的知識的缺乏不能到達預(yù)期目的。因此針對工科專業(yè)的特點，要求學(xué)生從事專業(yè)見習(xí)，到機電門市、標準件商店，學(xué)習(xí)了解工程中常用的零部件的名稱、外形功能等，然后到小型設(shè)備加工廠見習(xí)設(shè)備的組裝調(diào)試過程。這項工作為學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)、提高能力指明了方向，學(xué)生回到課堂、回到實驗室學(xué)習(xí)物理的動力就會大大增強，因此在實驗教學(xué)中從基礎(chǔ)實驗開始就要讓學(xué)生從簡單工具、儀器的學(xué)習(xí)使用開始，結(jié)合不同的基礎(chǔ)實驗方法設(shè)置實驗內(nèi)容，使學(xué)生掌握放大法、模型法等基本實驗方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、動手能力和數(shù)據(jù)處理能力。隨著基本實驗?zāi)芰Φ脑鲩L，為學(xué)生提供設(shè)計實驗的條件，由學(xué)生搜集學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，組織討論設(shè)計方案，觀察總結(jié)實驗過程，分析實驗結(jié)果，最后形成小論文。因此可以在已經(jīng)完成的基礎(chǔ)實驗中，通過改進實驗方法或?qū)嶒瀮x器再次設(shè)計實驗方案、分析實驗結(jié)果并做出總結(jié)。這樣的學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造和溝通協(xié)作能力，這是工程技術(shù)人才培養(yǎng)的基本思路。
工程技術(shù)人才培養(yǎng)是一個長期過程，大學(xué)物理的學(xué)習(xí)是一個起點，要通過大學(xué)物理教學(xué)充分培養(yǎng)學(xué)生的自主意識、創(chuàng)新意識、協(xié)作意識，通過認真選擇和專業(yè)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、精心設(shè)計教學(xué)過程，使學(xué)生從多種角度體會、體驗到理論和實踐的結(jié)合，對理論課的學(xué)習(xí)更有興趣，對實驗課的學(xué)習(xí)更有信心，對工程師的理想目標才能更靠近。
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關(guān)鍵詞：江浙；臺灣；食品類專業(yè)；高職教育
中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）07-0019-04
食品工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和保障民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，目前正處于結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略機遇期，充足高質(zhì)的人力資源對確保食品的營養(yǎng)、健康與安全具有決定性意義，相關(guān)專門人才的培養(yǎng)與造就早已進入教育序列。
職業(yè)教育是我國教育體系的重要組成部分，擔(dān)負著為社會提供技術(shù)型人才的任務(wù)。高職教育是職業(yè)教育的高等階段，其好壞直接關(guān)系到社會人才素質(zhì)的構(gòu)成，并最終影響國民經(jīng)濟的發(fā)展。近年來，臺灣不斷調(diào)整其食品類專業(yè)的結(jié)構(gòu)與布局以更好地適應(yīng)需求，或許臺灣的今天，就是江浙的明天，本文嘗試分析了臺灣食品相關(guān)技職科系所的設(shè)置與分布，以期為江浙相關(guān)高校此類專業(yè)的規(guī)劃布局提供參照。
基本情況
（一）江浙
本文論及的江浙是指由上海、南京、杭州、寧波、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、南通、泰州、揚州、嘉興、湖州、舟山、紹興等15市及其所管區(qū)縣組成的長三角地區(qū)，常住人口10 166.32萬（2010年第六次人口普查結(jié)果）。內(nèi)地高職高專教育起步較晚，其通常舉辦的是以招收普通高中畢業(yè)生為主的2年或3年制高職，也招收職高、中專、技校的畢業(yè)生；1984年江蘇在內(nèi)地率先進行5年制高職教育，浙江和上海緊隨其后，其招收對象為初中畢業(yè)生。目前，專科畢業(yè)后尚無高職層次本科供學(xué)生深造，只能入讀普通高等教育、成人高等教育、高教自學(xué)考試、電大開放教育、遠程網(wǎng)絡(luò)教育等的本科，即所謂的“專轉(zhuǎn)本”、“專升本”、“專接本”等，專科畢業(yè)滿2年后也可以報考研究生。
（二）臺灣
臺灣地區(qū)人口約2 320.56萬（2011年9月統(tǒng)計月報），技職教育較為成熟，有專科（五專、二專）、本科（四技、二技）、研究生等層次，專科招收初中、高級職校等的畢業(yè)生，專科畢業(yè)后可續(xù)讀本科，接著還可報考研究生，各層次還能與普通高等教育相通，被郭福春評價為是一個渠道多樣，體制完整，交叉互通，具有暢通升學(xué)進路的職業(yè)技術(shù)教育的一貫體系。
相關(guān)學(xué)科與系所設(shè)置
丁宏偉調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當前食品專業(yè)人才需求量大，尤以應(yīng)用型人才缺口較大。食品類專業(yè)高職教育的目的就是培養(yǎng)和造就合乎時展趨勢和國家或地區(qū)發(fā)展目標要求的具有相關(guān)理論知識和操作技能的應(yīng)用型人才。
（一）江浙
專業(yè)設(shè)置是連接社會需求與教學(xué)工作的橋梁，是學(xué)校教育教學(xué)工作主動適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》（GB4754-2011），我國食品工業(yè)包含農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)、酒和飲料、精制茶制造業(yè)、煙草制造業(yè)等四大類。根據(jù)內(nèi)地教育主管部門公布的《普通高等學(xué)校高職高專指導(dǎo)性專業(yè)目錄（試行）》，食品相關(guān)專業(yè)摘列見表1。
另有目錄外專業(yè)，如在5101農(nóng)林技術(shù)類中，還有510113綠色食品生產(chǎn)與經(jīng)營、510114綠色食品生產(chǎn)與檢驗、510131食藥用菌等。在6103食品類中，還有610308食品衛(wèi)生檢驗，610309營養(yǎng)與配餐，610310食品分析與檢驗，610311食品加工及管理，610312食品檢測及管理，610313釀酒技術(shù)，610314糧油儲藏與檢測技術(shù)，610315乳品工藝，610316發(fā)酵技術(shù)，610317食品工藝與檢測，610318營養(yǎng)與食品衛(wèi)生，610320食品工藝技術(shù)，610321畜產(chǎn)品加工與檢測，610322馬鈴薯生產(chǎn)加工，610323制糖生產(chǎn)技術(shù)與管理，610324功能性食品生產(chǎn)技術(shù)，610346肉品加工與檢測，610347食品質(zhì)量與安全監(jiān)管，610348黃酒釀造，610349食品質(zhì)量與安全等。
（二）臺灣
按照臺灣教育主管部門頒布的《大學(xué)校院系所代碼》和《專科學(xué)校科系代碼》等兩個目錄，相關(guān)所系科整理見表2。
由表1可知，內(nèi)地批準可以開設(shè)的食品類高職專業(yè)（含目錄外）共計39個，涉及農(nóng)林牧漁、生化與藥品、輕紡食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、旅游等五個學(xué)科大類。由表2可知，臺灣公布的食品相關(guān)技職類所系38個（本科和研究所），專科20個，涉及農(nóng)業(yè)科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、民生等三個專業(yè)門類。從分類上看內(nèi)地的食品類專業(yè)多屬于輕工類，而臺灣的則多屬于農(nóng)業(yè)類，但實質(zhì)上均主要集中在加工制造業(yè)。
臺灣無論專業(yè)數(shù)還是教育層次上都較江浙要多且全。為解決內(nèi)地高職教育層次太窄的問題，有的內(nèi)地省份曾在普通高校中試行過本科層次的高職教育；另有省份在高教自學(xué)考試中開出了屬于較高層次技術(shù)教育的應(yīng)用本科；今年，包括江蘇在內(nèi)的一些省份還試點招收高職本科。值得注意的是，近年內(nèi)地持續(xù)增設(shè)一種以“職業(yè)能力”為本位的專業(yè)學(xué)位研究生，其中有與食品相關(guān)的專業(yè)，如0852工程碩士中的085231食品工程以及0951農(nóng)業(yè)推廣碩士中的095113食品加工與安全。江浙就有很多高校招收這兩種專業(yè)學(xué)位的研究生，但因其在分類上還隸屬于普通高等教育的研究生階段，故本文在此不加贅述。鑒于內(nèi)地為培養(yǎng)高端技能型人才推出的這一系列舉措，有理由相信未來高職教育的辦學(xué)層次一定能夠向上延伸。
院所學(xué)校布局
（一）江浙
開設(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測的有江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院和南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；開設(shè)綠色食品生產(chǎn)與經(jīng)營的為揚州環(huán)境資源職業(yè)技術(shù)學(xué)院。
開設(shè)食品藥品監(jiān)督管理專業(yè)的有嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、上海海洋大學(xué)、上海醫(yī)療器械高等專科學(xué)校、蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、浙江醫(yī)藥高等專科學(xué)校、桐鄉(xiāng)綜合中專（5年制，與嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院聯(lián)辦）等。
開設(shè)食品加工技術(shù)專業(yè)的學(xué)校有江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、浙江醫(yī)藥高等專科學(xué)校。設(shè)有食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)，3年制的有浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院、揚州職業(yè)技術(shù)學(xué)院、浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、揚州環(huán)境資源職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州職業(yè)大學(xué)、蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、上海海洋大學(xué)、江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；5年制的有江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院。設(shè)食品貯運與營銷專業(yè)的為蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院。設(shè)食品生物技術(shù)專業(yè)的為江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院。設(shè)食品檢測及管理專業(yè)的為浙江醫(yī)藥高等專科學(xué)校。設(shè)食品工藝與檢測專業(yè)的有上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院和上海商學(xué)院。紹興市中等專業(yè)學(xué)校開設(shè)黃酒釀造專業(yè)（5年制，掛靠浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）。
開設(shè)醫(yī)學(xué)營養(yǎng)專業(yè)的有寧波衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院、上海健康職業(yè)技術(shù)學(xué)院、上海醫(yī)藥高等專科學(xué)校（食品衛(wèi)生方向）、上海中醫(yī)藥大學(xué)、蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院等。
設(shè)烹飪工藝與營養(yǎng)專業(yè)，3年制的有南京旅游職業(yè)學(xué)院、浙江旅游職業(yè)學(xué)院、浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院等；5年制的有常州旅游商貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、蘇州旅游與財經(jīng)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、無錫旅游商貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校、揚州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校、德清縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校（掛靠浙江旅游職業(yè)學(xué)院）等。
（二）臺灣
研究生 開設(shè)食品科學(xué)碩士班的有元培科技大學(xué)和澎湖科技大學(xué)，設(shè)食品科技碩士班的有弘光科技大學(xué)、科技大學(xué)、大任科技大學(xué)等，另高雄餐旅大學(xué)設(shè)有臺灣飲食文化產(chǎn)業(yè)和餐飲創(chuàng)新研發(fā)碩士學(xué)位學(xué)程。
本科 設(shè)食品科學(xué)系的有中華科技大學(xué)、元培科技大學(xué)、屏東科技大學(xué)、澎湖科技大學(xué)等。設(shè)食品科技系的有弘光科技大學(xué)、科技大學(xué)、嘉南藥理科技大學(xué)、大任科技大學(xué)、東方設(shè)計學(xué)院等。弘光科技大學(xué)還設(shè)有營養(yǎng)系。設(shè)食品營養(yǎng)系的有中華醫(yī)事科技大學(xué)和美和科技大學(xué)。設(shè)保健營養(yǎng)系的有嘉南藥理科技大學(xué)、輔英科技大學(xué)、長庚技術(shù)學(xué)院、中州技術(shù)學(xué)院等。開設(shè)餐飲（廚藝）系的有臺南科技大學(xué)、中州技術(shù)學(xué)院、德霖技術(shù)學(xué)院等。設(shè)餐飲管理系的有高雄餐旅大學(xué)、中華科技大學(xué)、臺灣觀光學(xué)院等。高雄餐旅大學(xué)還設(shè)中餐廚藝系、西餐廚藝系、烘焙管理系及國際廚藝學(xué)士學(xué)位學(xué)程等。另萬能科技大學(xué)化妝品應(yīng)用與管理系下設(shè)機能保健品開發(fā)與檢驗、高雄海洋科技大學(xué)設(shè)水產(chǎn)食品科學(xué)系、臺北海洋技術(shù)學(xué)院設(shè)食品科技與行銷系、經(jīng)國管理暨健康學(xué)院設(shè)食品保健系、亞太創(chuàng)意技術(shù)學(xué)院設(shè)保健營養(yǎng)生技學(xué)系。
專科 設(shè)食品科技科的有臺東專科學(xué)校與東方設(shè)計學(xué)院。設(shè)餐飲廚藝科的有高雄餐旅大學(xué)與中州技術(shù)學(xué)院。設(shè)餐飲管理科的有經(jīng)國管理暨健康學(xué)院與臺灣觀光學(xué)院，其中，臺灣觀光學(xué)院分設(shè)中餐組和西餐組。另中州技術(shù)學(xué)院設(shè)保健營養(yǎng)科、馬偕醫(yī)護管理專科學(xué)校設(shè)食品科學(xué)科、崇仁醫(yī)護管理專科學(xué)校設(shè)烘焙科。
江浙高校的教學(xué)招生必須依照專業(yè)目錄進行，只允許部分示范或骨干院校設(shè)置目錄外專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計江浙開設(shè)有食品相關(guān)專業(yè)的學(xué)校達33所，開出專業(yè)數(shù)達11個（目錄外4個），占目錄數(shù)的28.2%；臺灣則有26所學(xué)校開設(shè)，包括7個所（研究生），33個系（本科），9個科（專科），教育層次呈橄欖狀分布。專業(yè)是人才培養(yǎng)的載體，專業(yè)設(shè)置應(yīng)貼近社會需要。臺灣高校的食品類專業(yè)布局比較均勻，說明經(jīng)過一系列的整合后，臺灣高校的專業(yè)設(shè)置已經(jīng)步入理性化階段。內(nèi)地高職教育除了存在過分追求“服務(wù)地方”和“創(chuàng)建自身特色”等問題外，還有諸如爭設(shè)熱門專業(yè)及專業(yè)設(shè)置趨同化等現(xiàn)象，譬如江浙開設(shè)食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的學(xué)校多達13所院校，與此同時，卻有多達28個專業(yè)沒有學(xué)校開出，所以有學(xué)者才指出應(yīng)明確職業(yè)教育的特性，科學(xué)合理地設(shè)置專業(yè)，及時減停人才過剩的所謂熱門專業(yè)，增列前景看好的冷門專業(yè)。
啟示
江浙人口是臺灣的4.38倍，人口量與食品專業(yè)布點數(shù)的比值是臺灣的4.49倍（江浙211萬∶1，臺灣47萬∶1），然而開設(shè)食品專業(yè)的學(xué)校數(shù)量卻只是臺灣的1.27倍，從這個角度看，擴大區(qū)內(nèi)食品類專業(yè)的招生規(guī)模應(yīng)該是可以的，且本區(qū)為內(nèi)地高職教育的高地，培養(yǎng)的人才并不會全部留本地發(fā)展，有一大部分畢業(yè)后會到外地謀職。當然教育不僅要有規(guī)模，還要有質(zhì)量和競爭力，現(xiàn)臺灣各高校的教育質(zhì)量大多是借助于大學(xué)自治權(quán)來保證的，很顯然大學(xué)自治可以減弱外力對專業(yè)設(shè)置的過度介入。按規(guī)定除博士班、法律和醫(yī)學(xué)類專業(yè)、與師資培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)等之外，臺灣各校均得依據(jù)學(xué)校特色及發(fā)展方向自行增刪及調(diào)整專業(yè)。按規(guī)定內(nèi)地高校也可依法自主設(shè)置和調(diào)整學(xué)科、專業(yè)，但如何依法，如何自主，卻是一個長期未能解決好的問題，很大程度上影響了這項辦學(xué)自的落實。內(nèi)地高校在專業(yè)設(shè)置方面的自與選擇權(quán)還需要進一步彰顯，以利于學(xué)校依據(jù)自身學(xué)科特點和社會人才需求狀況等進行專業(yè)設(shè)置與調(diào)整。
臺灣的經(jīng)濟和科技較為發(fā)達，且已經(jīng)歷食品類專業(yè)的布局和調(diào)整的過程。江浙是內(nèi)地經(jīng)濟增長速度最快，科技最具活力的地區(qū)之一，也是國家食品產(chǎn)業(yè)的重要布局地（《食品工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》）。江浙高校如能前瞻性地學(xué)習(xí)臺灣的辦學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合自身長處，按照國家食品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求（《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》），不斷推進本區(qū)內(nèi)食品類專業(yè)的恰當布局，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，合理選擇課程和配置教學(xué)內(nèi)容，加強師資隊伍引進，完善實驗實訓(xùn)基地建設(shè)，則一定可以搭建出高效的人才培養(yǎng)平臺。
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在我國城市化水平在不斷的加快，城市交通擁堵也來越嚴重，這就影響了群眾的出行，給城市的發(fā)展以及人們的日常生活帶來的不便，因此這就需要發(fā)展交通行業(yè)，本文借助于智能化的信息手段來提升交通運營生產(chǎn)管理的水平，保障交通行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量以及運營效率，并且在一定程度上緩解了城市交通的壓力，給人們的日常出行帶來了比較大的方便。
【關(guān)鍵詞】交通狀況 監(jiān)測系統(tǒng) 智能公交系統(tǒng)
智能公交系統(tǒng)主要是指在計算機通訊等采用一些先進的公共交通科技中。使用智能監(jiān)測來進行定點監(jiān)測，而本文主要是通過實時采集公交車輛的位置以及行駛速度的數(shù)據(jù)，能夠在正常的運營過程中分析公交車輛在任意兩個交叉路口之間的平均行駛速度，最終來判斷該路段的交通狀況。這種方法能夠為整個城市的道路進行全面實時的路況監(jiān)測。在采用智能公交系統(tǒng)中，主要是從系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集與處理流程以及在網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)等方面進行研究，通過具體的數(shù)據(jù)分析來全面的掌握城市交通。
1 智能公交系統(tǒng)的研究
在我國城市交通中，公交其自身的特點是：運量大、高效率、成本低、節(jié)約能源以及降低污染的有點，但是由于城市化的進程在不斷的加快，城市公交已經(jīng)影響到了城市的發(fā)展和人們的生活水平，因此對于發(fā)展優(yōu)先城市公共交通十分的有必要，為了進一步保障交通資源利用率的提高以及緩解城市交通的擁堵狀況，在信息化的手段中，提出了智能公交系統(tǒng)，該技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)在：采用信息化手段來提升公交管理水平，加強服務(wù)質(zhì)量，降低管理成本更有效的發(fā)展城市交通，其中智能公交系統(tǒng)采用的相關(guān)技術(shù)包含：
1.1 車載終端定位技術(shù)
在車載終端定位技術(shù)中，主要由GPS定位技術(shù)、以色列泰利安系統(tǒng)、移動通訊定位服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成，具體內(nèi)容有，在GPS定位技術(shù)中，采用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，將衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)融為一體，最終構(gòu)成了一個可移動目標實施動態(tài)監(jiān)控管理的自動化管理控制系統(tǒng)，該技術(shù)主要是將衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與無線通訊技術(shù)相結(jié)合，在導(dǎo)航接收到信號之后，采用無線通訊技術(shù)進行定位，將數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)基站控制中心，來實現(xiàn)對目標的監(jiān)控、跟蹤、指揮以及報警等功能；對于以色列泰利安系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)工作的原理是：在ITRAN系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)人工操作和自動操作的互補，在整個系統(tǒng)中可以進行定位和通信活動，最終將車輛的信號以及數(shù)據(jù)進行傳輸；然而移動通訊定位服務(wù)系統(tǒng)在研究的過程中，主要的功能表現(xiàn)在LBS管理、信息傳送、地理信息系統(tǒng)、移動終端以及業(yè)務(wù)服務(wù)提供等，加快了對城市交通定位以及指揮的功能。
1.2 無線通訊平臺
無線通訊平臺主要是為人們的日常生活提供無線服務(wù)，采用該系統(tǒng)可以進行無線上網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)的傳輸，但是在使用中仍然存在著一定的缺點：在應(yīng)用的過程中可能會出現(xiàn)其速率比理論要低，這就影響了用戶使用寬帶的效果，還出現(xiàn)信道問題以及轉(zhuǎn)接時延的問題，然而在不斷的發(fā)展中最終形成了當前使用的3G移動通信，不斷的加寬業(yè)務(wù)量，提高數(shù)據(jù)的傳輸。
2 道路交通狀況在智能公交系統(tǒng)中的監(jiān)測方法
該系統(tǒng)在監(jiān)測中針對的是整個城市的交通狀況，其主要的方法是通過實時監(jiān)測公交車輛在任意兩個交叉路口之間的行駛速度來判斷該路段的道路交通狀況，其方法依據(jù)的是通過定點監(jiān)測的方式來實現(xiàn)，該方法是對整個城市的公交線網(wǎng)進行覆蓋，因此在實施智能公交系統(tǒng)中，由于它是智能交通系統(tǒng)的一個重要字部分，然而在智能交通系統(tǒng)中，出租車也是車載智能終端的重要承載平臺，但是出租車會出現(xiàn)集聚的現(xiàn)象，這就有可能造成監(jiān)測不到位或者是監(jiān)測效果不佳的現(xiàn)象，因此對于出租車智能作為一種輔助的監(jiān)測手段。
智能公交系統(tǒng)中對于公交車輛的速度測算，其方法是：利用車載GPS定位系統(tǒng)來測量車輛當前行駛的速度；另一種方法是使用車載智能終端采集車輛行駛速度信息，在對公交進行速度監(jiān)測的過程中，一般是根據(jù)車輛的車速傳感器進行的，其測速的原理主要是在傳感器中來測得車輛變速箱主動軸轉(zhuǎn)速以及車輛輪胎半徑尺寸的信息，根據(jù)智能系統(tǒng)來對當前車輛的移動速度比較準確的測算。采用這種智能公交監(jiān)測系統(tǒng)，它能夠比較準確的采集到公交的運行信息，將GPS定位系統(tǒng)作為車輛速度測算的重要工具，以及借助于車載智能終端采集來作為車速的輔助信息，這樣就保證了車輛在通過隧道、地道或者是高架橋等一些信號比較弱的地區(qū)時，可以進行正常的車輛速度測算。
3 交通狀況的具體設(shè)計
首先在設(shè)計中，需要對數(shù)據(jù)進行采集以及處理，另外需要做好系統(tǒng)拓撲設(shè)計，基于智能公交系統(tǒng)的交通狀況監(jiān)測系統(tǒng)中將其分為中心系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，做好各種數(shù)據(jù)服務(wù)器的保障，確保數(shù)據(jù)的準確性，另外需要在移動通信運營商的中心機房中設(shè)定通信服務(wù)器，這樣保障實時的收集車載終端傳來的數(shù)據(jù)，做好對公交的定位監(jiān)測。
智能公交系統(tǒng)中，具體的設(shè)計還有：做好車載智能終端設(shè)計，除了定位、通信系統(tǒng)以外還需要做好其他功能的硬件措施和軟件措施，加強對公交在行駛中的實時信息監(jiān)測，還需要將GPRS/CMDA通信接口協(xié)議進行明確，保障無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理化、高效化，保障在整個行駛過程中數(shù)據(jù)的準確性，另外還需要做好網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計，加強對公交車輛信息的監(jiān)測。
4 總結(jié)
通過研究城市智能公交系統(tǒng)，并且根據(jù)其對交通狀況進行了實時的監(jiān)測，能夠更加準確的測量公交車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測公交車輛在各個路段的行駛速度來實現(xiàn)監(jiān)測整個城市中各個路段的交通狀況。這些技術(shù)對于緩解城市交通的擁堵以及節(jié)約資源有著重要的作用，為人們的日常出行帶來了很大的方便，推動了城市化進程。
參考文獻
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作者簡介
杜建強（1977-），男，河北省武安市人。1999年7月畢業(yè)于天津市職工公用事業(yè)學(xué)院汽車運用工程專業(yè)。現(xiàn)為天津巴士實業(yè)有限公司助理工程師。研究方向為公交信息化。
