時(shí)間:2022-06-30 10:08:24
開(kāi)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篇光電信息工程論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 多學(xué)科 跨大學(xué)科平臺(tái) 研究生培養(yǎng)
在我國(guó)研究生規(guī)模化教育的背景下,提高研究生教育質(zhì)量,培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才是深化研究生教育改革的核心問(wèn)題。當(dāng)今,不同學(xué)科的交叉融合成為優(yōu)勢(shì)學(xué)科的發(fā)展點(diǎn)、新興學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)、重大創(chuàng)新的突破點(diǎn),同時(shí)也是人才培養(yǎng)的制高點(diǎn)。構(gòu)建跨大學(xué)科的科研平臺(tái),探索跨學(xué)科研究生培養(yǎng)新模式成為解決高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)核心問(wèn)題的重要途徑。
1.跨大學(xué)科的科研平臺(tái)構(gòu)建的必要性
隨著研究生招生規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)和研究生培養(yǎng)的多樣化發(fā)展,跨學(xué)科、跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新能力成為高校關(guān)注的重要問(wèn)題,而科研平臺(tái)是支撐學(xué)科建設(shè)、布局研究領(lǐng)域、整合科技資源、聚集科研人才、爭(zhēng)取重大項(xiàng)目、培育重大成果、促進(jìn)合作交流的基礎(chǔ),也是高層次人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,科研平臺(tái)水平是高校教學(xué)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)和管理水平的重要標(biāo)志。圍繞著創(chuàng)新能力提升、高層次人才培養(yǎng)的核心任務(wù),進(jìn)行科研平臺(tái)的整體謀劃和布局調(diào)整,以跨學(xué)科大平臺(tái)的概念進(jìn)行平臺(tái)構(gòu)建成為必要。重慶郵電大學(xué)適時(shí)進(jìn)行了科研大平臺(tái)的謀篇布局和規(guī)劃發(fā)展,其中光電科研大平臺(tái)是跨學(xué)科大平臺(tái)中的典型實(shí)例。
2.工理結(jié)合的光電科研大平臺(tái)
光電科研大平臺(tái)包括中央與地方共建光電器件及系統(tǒng)科研和能力提升平臺(tái)、微電子工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中地共建光信息材料實(shí)驗(yàn)室、中地共建射頻技術(shù)平臺(tái),其整體統(tǒng)一在光電信息感測(cè)與傳輸技術(shù)重慶市科委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下,是整合光電工程學(xué)院、數(shù)理學(xué)院等多個(gè)學(xué)院的科研能力,共同構(gòu)成的覆蓋光電產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的光電科研大平臺(tái),平臺(tái)示意圖如圖1所示。平臺(tái)支撐電子科學(xué)技術(shù)、光學(xué)工程、理論物理、生物醫(yī)學(xué)工程等多學(xué)科的發(fā)展,并對(duì)信息與通信工程、控制科學(xué)與工程等學(xué)科的形成有力輻射。大平臺(tái)學(xué)科涉及面廣,學(xué)科交叉明顯,為跨學(xué)科的應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型高層次人才提供了支撐。
3.光電科研大平臺(tái)的研究生培養(yǎng)方向與內(nèi)容
本跨學(xué)科科研平臺(tái)主要在光電感測(cè)材料、光電感測(cè)器件與技術(shù)、光電信息傳輸體制與系統(tǒng)三個(gè)方向進(jìn)行研究和高層次人才培養(yǎng)。三個(gè)方向彼此關(guān)系密切,有機(jī)結(jié)合,支撐了電子科學(xué)技術(shù)、光學(xué)工程、理論物理、生物醫(yī)學(xué)工程等多學(xué)科的發(fā)展和高層次人才培養(yǎng)。
①光電信息材料的理論與技術(shù)
光電信息理論與技術(shù)體系的形成是光電感測(cè)技術(shù)應(yīng)用的重要支撐,是發(fā)展新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)關(guān)鍵。關(guān)于光電信息材料的理論與技術(shù)的研究近年來(lái)在國(guó)際國(guó)內(nèi)都十分活躍。本研究方向以信息技術(shù)領(lǐng)域的新型功能材料為主要研究對(duì)象,以材料的計(jì)算機(jī)模擬、設(shè)計(jì)和仿真為主要研究方法,為新型光電信息材料,特別是新型光電傳感材料的研發(fā)和改進(jìn)提供理論指導(dǎo),并在光電功能轉(zhuǎn)化、光纖放大器、生物熒光探針等技術(shù)方面進(jìn)行探索。本方向的研究能夠有力支持理論物理專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)中物理電子學(xué)專業(yè)的研究生培養(yǎng)。
②光電感測(cè)技術(shù)與器件
本方向主要對(duì)光電感測(cè)機(jī)理與技術(shù)、光電感測(cè)器件的設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。在光電感測(cè)機(jī)理方面,在光電信息材料理論與技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)位移、振動(dòng)、角速率、光譜、光熱、氣體痕量分析、生命體征信息等感測(cè)對(duì)象,對(duì)其感測(cè)機(jī)理進(jìn)行探索,對(duì)慣性傳感、光纖傳感、溫度傳感、光敏傳感、氣敏傳感以及MEMS傳感等單元感測(cè)技術(shù)進(jìn)行探討,對(duì)感知器件及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出新的方案。在光電感測(cè)器件的設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)方面,根據(jù)光電器件的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵工藝技術(shù),結(jié)合感測(cè)信息對(duì)象的需求,開(kāi)展MOEMS傳感器、角速率傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器等器件及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與加工工藝技術(shù)研究,以此為基礎(chǔ),研究感測(cè)片上微系統(tǒng)、光電混合微系統(tǒng)集成等工藝,為光電信息的傳輸與系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依托。本方向是電子科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程研究生培養(yǎng)的重要方面。
③光電信息傳輸體制與系統(tǒng)
光電信息傳輸?shù)哪康氖菍⒐怆娖骷兄獧z測(cè)到的信息傳送至上層應(yīng)用,是感知層與應(yīng)用層之間的連接紐帶,負(fù)責(zé)總體數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制,提供傳輸連接服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。在研究方向一光電材料理論探索和研究方向二光電感測(cè)器件設(shè)計(jì)的支撐下,結(jié)合國(guó)內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展和技術(shù)趨勢(shì),本研究方向重點(diǎn)面向智慧醫(yī)療應(yīng)用,主要攻克體征信號(hào)處理、信息傳輸體制與標(biāo)準(zhǔn)、微系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用集成等方面的技術(shù)難題,形成智慧醫(yī)療與健康信息服務(wù)領(lǐng)域完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),形成基于光電感測(cè)與傳輸?shù)墓残约夹g(shù)體系,為光電技術(shù)的工程化應(yīng)用提供支撐。本方向是電子科學(xué)與技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、通信與信息工程研究生培養(yǎng)重要依托。
4.基于跨學(xué)科科研大平臺(tái)的研究生培養(yǎng)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)建設(shè)
學(xué)校在研究生培養(yǎng)過(guò)程中長(zhǎng)期堅(jiān)持導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的管理方式。基于跨學(xué)科科研大平臺(tái)的研究生培養(yǎng)首先必須構(gòu)建具備多學(xué)科學(xué)術(shù)背景、學(xué)術(shù)經(jīng)歷和研究領(lǐng)域的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)。在光電大平臺(tái)基礎(chǔ)上,所涉學(xué)院密切合作,形成了一支高素質(zhì)的學(xué)緣結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、學(xué)科結(jié)構(gòu)合理的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)擁有研究生導(dǎo)師30余名,重慶市學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人1名,重慶市巴渝學(xué)者1名,擁有智慧醫(yī)療系統(tǒng)與核心技術(shù)重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),同時(shí)集成電路設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)獲得中國(guó)僑界創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。團(tuán)隊(duì)具有指導(dǎo)電子科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程、理論物理、生物信息工程、信息與通信工程等多學(xué)科研究生的多年經(jīng)驗(yàn),為跨學(xué)科研究生師生團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)模式的具體實(shí)施提供了人才保障。
5.人才培養(yǎng)成效
近5年來(lái),本平臺(tái)在其他高校掛靠招收博士研究生3人,授予博士學(xué)位人數(shù)2人。累計(jì)招收碩士研究生已達(dá)到600余人,授予碩士學(xué)位人數(shù)超過(guò)400人,有20余名碩士生獲得重慶市優(yōu)秀碩士學(xué)位論文。在“挑戰(zhàn)杯”等科技競(jìng)賽中上百人次獲獎(jiǎng)。同時(shí),注重研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高,健全了研究生培養(yǎng)保障體系和質(zhì)量監(jiān)控制度,保障了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
一、課程體系改革與創(chuàng)新模式
電子信息科學(xué)與技術(shù)是綜合電子技術(shù)、信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉學(xué)科。[3-9]從專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)上,構(gòu)建了“基礎(chǔ)理論課程體系”、“實(shí)踐技能課程體系”及“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程體系”一系列互相聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的課程體系。
1.建立新的學(xué)科課程體系,完善人才培養(yǎng)方案,擴(kuò)展專業(yè)技能的課程體系湖南文理學(xué)院是教學(xué)科研型大學(xué),傾向于教學(xué)。在新的課程體系中,學(xué)校根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)置了學(xué)校及大類專業(yè)課程平臺(tái)模塊、學(xué)科基礎(chǔ)互通課程平臺(tái)模塊、專業(yè)共性課程平臺(tái)模塊及專業(yè)個(gè)性課程平臺(tái)模塊等四個(gè)課程體系平臺(tái)模塊。學(xué)校及大類專業(yè)課程平臺(tái)模塊主要是公共基礎(chǔ)課程、相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課程(如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等)、文化素質(zhì)創(chuàng)新能力課程。學(xué)科基礎(chǔ)互通課程平臺(tái)模塊主要是學(xué)科基礎(chǔ)課程,如電路、模擬與數(shù)字電路等。專業(yè)共性課程平臺(tái)模塊主要是專業(yè)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)集中實(shí)踐。專業(yè)個(gè)性課程平臺(tái)模塊主要是專業(yè)方向課程和專業(yè)任選課程。新的培養(yǎng)方案注重培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和創(chuàng)新思想,針對(duì)社會(huì)職業(yè)需求,更新設(shè)置相應(yīng)課程,基礎(chǔ)課程課時(shí)分配強(qiáng)調(diào)“基礎(chǔ)與新穎”。專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程和企業(yè)需求對(duì)接進(jìn)行甄選,重在技能訓(xùn)練和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),建立以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心的課程體系。加大了實(shí)踐教學(xué)課程的比例,制訂完善的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)計(jì)劃,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)與課程教學(xué)的銜接。
2.調(diào)整課程結(jié)構(gòu),增強(qiáng)實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神根據(jù)專業(yè)建設(shè)需要和學(xué)校實(shí)際,學(xué)校調(diào)整了課程設(shè)置,修訂教學(xué)大綱,整合、更新教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的檢查督促;建立實(shí)踐教學(xué)基地模式,實(shí)現(xiàn)與企業(yè)合作培養(yǎng)的對(duì)接。近年來(lái),物電學(xué)院光學(xué)學(xué)科獲得了湖南省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科和湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“光電信息集成與光學(xué)制造技術(shù)”,建立了一系列光電信息技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室;并計(jì)劃申請(qǐng)籌建光電信息工程本科專業(yè),為打通相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)模式,與物理學(xué)、現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)一起構(gòu)建了專業(yè)方向課程平臺(tái)。學(xué)校建立多門校級(jí)精品課程,設(shè)立完善的課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和完整的課程建設(shè)文檔,要求優(yōu)質(zhì)課程有完整的教學(xué)大綱、考試大綱、教案、教學(xué)手冊(cè)、試題庫(kù);實(shí)現(xiàn)教考分離,從主講教師、隊(duì)伍結(jié)構(gòu)、教學(xué)活動(dòng)等全方位提升教學(xué)質(zhì)量;強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),建立實(shí)踐教學(xué)大綱,并納入教學(xué)計(jì)劃。實(shí)踐教學(xué)分為校內(nèi)進(jìn)行的綜合課程實(shí)踐和專業(yè)綜合設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練,以及校外進(jìn)行的企業(yè)和社會(huì)實(shí)踐課程。校內(nèi)基本專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生的基本專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng);校外實(shí)踐教學(xué)提升和強(qiáng)化專業(yè)綜合應(yīng)用技能,并與廣東、江蘇等地多家電子企業(yè)達(dá)成實(shí)習(xí)、就業(yè)以及人才培養(yǎng)等意向。
3.構(gòu)建科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系,提升實(shí)踐綜合能力理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是相輔相成的。學(xué)校按照實(shí)踐教學(xué)功能的基本能力、專業(yè)能力、綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和技能與創(chuàng)新思想相融的實(shí)踐課程,精心設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)課程體系,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)踐課程、專業(yè)實(shí)踐課程、綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐課程的人才培養(yǎng)融合。為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,優(yōu)質(zhì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),三分之二以上的實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)新和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)校設(shè)立項(xiàng)目導(dǎo)師制,讓創(chuàng)新和實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生參與教師的一些項(xiàng)目研發(fā),或者申請(qǐng)學(xué)校的質(zhì)量工程立項(xiàng)和產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目,師生共同參與項(xiàng)目建設(shè),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣愛(ài)好,擴(kuò)展視野。學(xué)校還通過(guò)設(shè)立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與項(xiàng)目實(shí)踐,提高學(xué)生的綜合能力,取得了良好的效果。通過(guò)多年辦學(xué)實(shí)踐,物電學(xué)院逐步形成了充分發(fā)揮和發(fā)展學(xué)生的興趣特長(zhǎng)的人才培養(yǎng)理念,在要求學(xué)生具備本專業(yè)較扎實(shí)基礎(chǔ)的前提下,十分注重學(xué)生的興趣特長(zhǎng)發(fā)展。近幾年來(lái),學(xué)生獲得各種省級(jí)以上電子競(jìng)賽(包括電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、科技制作競(jìng)賽)獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)十項(xiàng);獲得三項(xiàng)國(guó)家專利,發(fā)表科研論文十余篇。學(xué)校進(jìn)一步改革評(píng)價(jià)方式,成績(jī)?cè)u(píng)定與考核包括理論、操作實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐報(bào)告等多方式的能力考核。
二、教學(xué)內(nèi)容改革與創(chuàng)新模式
課程體系建設(shè)是以知識(shí)服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為宗旨,以校企合作培養(yǎng)人才需求為導(dǎo)向,走專業(yè)知識(shí)適應(yīng)企業(yè)科技實(shí)踐的專業(yè)發(fā)展道路。按照電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,通過(guò)改革與創(chuàng)新課程體系、構(gòu)建理論課程教學(xué)體系與實(shí)踐課程教學(xué)體系、改革與創(chuàng)新教學(xué)方法,建立了培養(yǎng)學(xué)生在電子信息專業(yè)實(shí)踐與創(chuàng)新能力突出的、有特色的、科學(xué)合理的人才培養(yǎng)模式。為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,學(xué)校對(duì)教學(xué)內(nèi)容修訂與改革作了明確的要求,要求教學(xué)內(nèi)容要添加前沿性、實(shí)用性等新的專業(yè)知識(shí);更新舊教材內(nèi)容,把最新的電子信息類教學(xué)科研成果納入到教學(xué)內(nèi)容之中,以滿足新的教學(xué)需求;理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)增加,實(shí)驗(yàn)課以創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)為主,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生對(duì)理論課程的學(xué)習(xí)動(dòng)力,也強(qiáng)化了教師不斷獲取新知識(shí)的責(zé)任和思想活力,從而促進(jìn)了學(xué)與教適應(yīng)科技發(fā)展的步伐。實(shí)踐教學(xué)的目的是提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,實(shí)踐課程的教學(xué)內(nèi)容,也作了全面的改革與創(chuàng)新,采取分階段實(shí)踐的辦法。課程實(shí)踐主要是系統(tǒng)建模、電子裝配、計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用設(shè)計(jì)、電子電路課程設(shè)計(jì)、電子技術(shù)課程綜合設(shè)計(jì)以及到企業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練實(shí)習(xí)等一系列專業(yè)課程實(shí)踐。從基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì),再到綜合課程實(shí)踐,實(shí)踐教學(xué)分階段貫穿于整個(gè)人才培養(yǎng)全過(guò)程,使學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神得到不斷提升與發(fā)展。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐按照項(xiàng)目要求模式安排課題,讓學(xué)生自己思考問(wèn)題、解決問(wèn)題,使學(xué)生成為實(shí)踐的主導(dǎo),教師只做服務(wù)性的指導(dǎo)。這樣學(xué)生實(shí)踐能力循序漸進(jìn)、逐層提高,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力,擴(kuò)展了理論知識(shí)的應(yīng)用。
三、教學(xué)方法改革與創(chuàng)新模式
電子信息專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新,突出了電子信息專業(yè)特色,優(yōu)化了基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技能、強(qiáng)化了實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)、拓寬融合了專業(yè)口徑;實(shí)現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)、實(shí)踐能力與創(chuàng)新思想好、理工結(jié)合的高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo);使學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)理論與知識(shí)構(gòu)架更加科學(xué)合理,實(shí)踐能力與創(chuàng)新思想明顯提高;擴(kuò)寬了學(xué)生在光、電、計(jì)相關(guān)行業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì);也為教學(xué)方法改革與創(chuàng)新指明了方向。教學(xué)方法改革首先是教學(xué)思想的改革。由于教學(xué)內(nèi)容豐富,教學(xué)課時(shí)緊張,學(xué)生接受能力不一,致使課堂教學(xué)大都是以教師的教為中心的單向教學(xué)模式。這種教學(xué)模式使學(xué)生在知識(shí)獲取過(guò)程中是一種被動(dòng)獲取,嚴(yán)重阻礙學(xué)生解決問(wèn)題能力與創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展。因此,針對(duì)不同課程特點(diǎn),實(shí)行以學(xué)生為主體的現(xiàn)代教學(xué)模式是提高教學(xué)水平和教學(xué)方法的重要課題。基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)方法改革,主要采用啟發(fā)式、情景教學(xué)法、動(dòng)態(tài)顯示法、引導(dǎo)討論等課堂教學(xué)模式。實(shí)踐課程的教學(xué)采取項(xiàng)目課題教學(xué)法與企業(yè)頂崗實(shí)訓(xùn)法為主要教學(xué)模式,不斷優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,充分借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段和多媒體課件,把抽象的電子信息課程知識(shí)具體形象化,使學(xué)生更容易理解接受。在實(shí)施課堂教學(xué)過(guò)程中,倡導(dǎo)課堂討論與師生的交流,通過(guò)交流觸發(fā)學(xué)生的思想和創(chuàng)新能力。課堂教學(xué)方法的改革是教學(xué)方法改革的主題,除此之外,改革和完善課堂外的教學(xué)工作也很重要。教師課前精心準(zhǔn)備教案,課程多人參與備課的討論;精心布置與批閱作業(yè);改革考試考核的方法;采取基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐考核并重的系統(tǒng)考核評(píng)價(jià)模式;對(duì)教師的教學(xué)過(guò)程與教學(xué)效果也進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)介。教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新,既提高了教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,也更好地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。
關(guān)鍵詞:工程光學(xué) 教學(xué)改革 形象化教學(xué) 實(shí)踐
Exploration and practice of teaching reform of engineering optics
Zhou Muchun, Zhao Qi, Chen Yanru
Nanjing university of science and technology, Nanjing, 210094, China
Abstract: Engineering optics is an important course of photoelectric information engineering and measure and control technology and instrument specialty. There are problems such as formula being complex and content being abstract existed in the process of teaching. To solve these problems, measures including interesting teaching content, visualizing teaching means, and practical teaching methods are taken for reformation of the course system. The results show that the enthusiasm of students is increased obviously and good teaching effect is obtained.
Key words: engineering optics; teaching reform; imagery teaching; practicality
工程光學(xué)是當(dāng)前高等院校光電信息科學(xué)與工程、光電子、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程[1,2]。也是光電科學(xué)技術(shù)、光學(xué)工程等方向從事相關(guān)科研工作的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。因此,其教學(xué)質(zhì)量影響著學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。工程光學(xué)主要有物理光學(xué)和幾何光學(xué)兩部分內(nèi)容。幾何光學(xué)主要內(nèi)容有幾何光學(xué)基本定律與成像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)、平面棱鏡系統(tǒng)、光束限制與光闌、像差理論與典型光學(xué)系統(tǒng);物理光學(xué)主要內(nèi)容有光的電磁理論基礎(chǔ)、光的干涉、光的衍射、光的偏振及波導(dǎo)光學(xué)等[3]。
工程光學(xué)包含內(nèi)容很多,教學(xué)中存在理論知識(shí)難以與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合,定義嚴(yán)格而又抽象的概念、符號(hào)較多,難以記憶;公式繁多,推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜,運(yùn)用時(shí)易出現(xiàn)混淆和錯(cuò)誤等難點(diǎn)[1,4]。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)普遍感覺(jué)難度較大,較為抽象,進(jìn)而學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高,興趣較低,很多學(xué)生在完成本課程的學(xué)習(xí)后效果不好[5]。針對(duì)這些問(wèn)題,嘗試在教學(xué)內(nèi)容上以趣味化問(wèn)題為引導(dǎo)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)手段上注重形象化促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知,在教學(xué)方法注重強(qiáng)調(diào)自主探索和實(shí)踐增強(qiáng)學(xué)生的理解,通過(guò)以上幾個(gè)方面的改革與試驗(yàn),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,改進(jìn)了工程光學(xué)的教學(xué)效果。
1 教學(xué)內(nèi)容的趣味化
興趣是最好的老師,在教學(xué)過(guò)程中,首先調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的興趣,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。在工程光學(xué)課堂上,如果能結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)?shù)匾肴の缎詥?wèn)題,提起學(xué)生的興趣,吸引學(xué)生的注意力,促進(jìn)學(xué)生的思考,則能獲得良好的效果。
1.1 自然現(xiàn)象中的趣味性問(wèn)題
我們生活的這個(gè)世界五彩繽紛,自然界五彩斑斕的現(xiàn)象都是通過(guò)人眼感知的光學(xué)現(xiàn)象,光學(xué)知識(shí)在日常生活、科學(xué)技術(shù)和工程項(xiàng)目中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。把自然現(xiàn)象中很多新奇、有趣、奇特的現(xiàn)象在講解相應(yīng)章節(jié)之前作為問(wèn)題提出來(lái),利用人的好奇心提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如講棱鏡的色散時(shí)可以先用彩虹的產(chǎn)生原理做問(wèn)題,講薄膜干涉時(shí)可先用油膜呈彩色為引,其他如幻日現(xiàn)象、暈、華等成因都可作為問(wèn)題。
1.2 科學(xué)研究中的前沿性問(wèn)題
學(xué)生在學(xué)習(xí)中對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義與應(yīng)用不甚清楚,同時(shí)又希望對(duì)本專業(yè)的前沿問(wèn)題及工程項(xiàng)目有所了解,在講授相關(guān)知識(shí)時(shí),可以把相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題及應(yīng)用加在其中介紹,如激光對(duì)原子的冷卻與捕獲,3D電影與立體視覺(jué),“神光”項(xiàng)目,“嫦娥工程”中的光學(xué)系統(tǒng)等。前沿問(wèn)題豐富了學(xué)生的知識(shí),同時(shí)開(kāi)闊了學(xué)生的視野,而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)對(duì)光學(xué)專業(yè)的向往,促使學(xué)生更積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。
1.3 光學(xué)發(fā)展歷史中的人物故事
在工程光學(xué)教學(xué)過(guò)程中,可將部分章節(jié)內(nèi)容回放到光學(xué)發(fā)展的歷史背景中,針對(duì)性地選擇一些光學(xué)發(fā)展史中的逸聞趣事,把科學(xué)家當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)光學(xué)規(guī)律、解決相關(guān)問(wèn)題過(guò)程中遇到的困難,采用的方法和思考方式以情景故事的方式呈現(xiàn)出來(lái),也可以吸引學(xué)生的注意力,然后再放回到當(dāng)前背景,指出不同時(shí)代對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)處理的差異。如在學(xué)習(xí)菲涅耳衍射時(shí),可介紹泊松亮斑的由來(lái)。如果在教學(xué)中運(yùn)用得好,能活躍課堂氣氛,使課程生動(dòng)活潑。把科學(xué)家分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維過(guò)程展示給學(xué)生,不僅傳授了知識(shí),更重要的是對(duì)提高學(xué)生的分析概括能力和邏輯思維能力有很大幫助。
在問(wèn)題的選擇上,要注意問(wèn)題的新穎性和趣味性,另外還需深度挖掘問(wèn)題,如在講授干涉原理之前,可以先用油膜、肥皂泡呈彩色的現(xiàn)象做引導(dǎo),以干涉原理來(lái)解釋。一般此類課程教學(xué)中都會(huì)發(fā)掘到這一步,在討論到后面干涉系統(tǒng)的時(shí)間相干性或者光源單色性時(shí),也可用此例子,白光下油膜呈彩色,但更厚的其他膜層卻沒(méi)有這種現(xiàn)象。學(xué)習(xí)楔形平板干涉時(shí),討論到條紋的定域面時(shí),油膜干涉也是一個(gè)很好的例子。這些內(nèi)容公式繁多,學(xué)生難有興趣,但通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的生活案例,就可以把這些問(wèn)題串在一些,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后還要引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題,追尋問(wèn)題的答案,進(jìn)而投身于創(chuàng)新活動(dòng)之中。
2 教學(xué)手段的形象化
工程光學(xué)部分內(nèi)容比較抽象,采用一般的講授方法學(xué)生難以完全接受和理解。如復(fù)雜的衍射,公式推導(dǎo)很難形成直觀的感受。人們對(duì)事物的認(rèn)知規(guī)律是從感性到理性的漸進(jìn)過(guò)程,可采用形象化的教學(xué)手段,如多媒體教學(xué)課件、視頻錄像、軟件仿真等手段促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知。
2.1 應(yīng)用多媒體課件
應(yīng)用多媒體課件將工程光學(xué)內(nèi)容圖文并茂地展示給學(xué)生,教師易于講授,學(xué)生易于理解,提高學(xué)習(xí)的效率。如幾何光學(xué)中的光路圖,采用PPT動(dòng)態(tài)演示功能使教學(xué)內(nèi)容形象地展示出來(lái),以此為基礎(chǔ),可使學(xué)生更透徹地理解知識(shí)點(diǎn)。又如,在學(xué)習(xí)漸暈現(xiàn)象時(shí),利用Flas演示不同光線在傳播過(guò)程中受到的限制情況,清楚地在屏幕上顯示出來(lái),讓學(xué)生較快地理解和接受。
2.2 應(yīng)用仿真軟件
在物理光學(xué)部分,尤其是討論干涉、衍射等內(nèi)容時(shí),公式比較復(fù)雜,難以對(duì)公式中每個(gè)參量的作用有直觀認(rèn)識(shí)。利用仿真軟件,可以把物理光學(xué)中各種光學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果仿真出來(lái),以一維或者多維圖像的方式清晰直觀地顯示出來(lái),同時(shí)在仿真程序中更改相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù),得到實(shí)時(shí)的仿真圖像,體會(huì)不同參量的作用效果。通過(guò)這種方式進(jìn)行工程光學(xué)教學(xué),同樣可以讓學(xué)生形象直觀地接受。
工程光學(xué)課程引入視頻、仿真軟件、PPT和Flas等,對(duì)物理公式進(jìn)行形象直觀的描述,從而使學(xué)生在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上逐漸上升到理性認(rèn)識(shí),加深對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí),避免對(duì)知識(shí)的死記硬背,進(jìn)而有效地提高教學(xué)效果。
3 強(qiáng)調(diào)自主探索與實(shí)踐
通過(guò)趣味化問(wèn)題的引導(dǎo),使學(xué)生提高了學(xué)習(xí)的興趣,但工程光學(xué)知識(shí)點(diǎn)多,課程公式也較多且比較深?yuàn)W,加上學(xué)生沒(méi)有具體的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)時(shí)易停留于表面,缺乏透徹深入的理解和思考。這時(shí)可以把工程光學(xué)課程中抽象復(fù)雜的公式用于科學(xué)研究或工程應(yīng)用的相關(guān)子課題,作為實(shí)踐案例,由學(xué)生自主探索。學(xué)生在解決具體課題或工程問(wèn)題時(shí),對(duì)課程內(nèi)容有了深入的認(rèn)識(shí),理解也更容易一些,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程光學(xué)課程知識(shí)的理解和應(yīng)用,同時(shí)提高學(xué)生的科研實(shí)踐能力。
在具體形式上,通過(guò)小課題制作、小論文設(shè)計(jì)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)光學(xué)知識(shí)的熟練掌握和應(yīng)用,提高學(xué)生自主探索和創(chuàng)新研究的能力。引導(dǎo)學(xué)生參加一些和光學(xué)相關(guān)的科研訓(xùn)練或創(chuàng)新競(jìng)賽,把課程知識(shí)和具體工程問(wèn)題結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)多角度的人才培養(yǎng)。通過(guò)課題設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)踐,深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解應(yīng)用和對(duì)研究學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)工程光學(xué)課堂教學(xué)方法與教學(xué)手段的探索與實(shí)踐,改進(jìn)了傳統(tǒng)的教學(xué)方法,提高了教學(xué)內(nèi)容的趣味性,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的課程學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,把講課的重點(diǎn)逐漸從公式、知識(shí)點(diǎn)的講解傳授轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生在學(xué)到具體知識(shí)的同時(shí),學(xué)到獲取、利用知識(shí)的方法,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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[2] 哈斯烏力吉,呂志偉,張愛(ài)紅.“物理光學(xué)”教學(xué)方法和考試方法的改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2012(6):88-89,109.
[3] 郁道銀,談恒英.工程光學(xué)[M].第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
仿生多源異構(gòu)信息融合的新思路
人和動(dòng)物有不同的感官,他們用眼睛看、用耳朵聽(tīng)、用舌頭嘗,由此獲得不同質(zhì)的信息,如影像、聲音、味道等。大腦會(huì)把這些不同質(zhì)的信息進(jìn)行綜合處理,以判定對(duì)象的屬性、本質(zhì)等,這就是自然界對(duì)異構(gòu)信息的融合處理。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,人們同樣需要不同質(zhì)的傳感器對(duì)于各種對(duì)象(合作目標(biāo)或非合作目標(biāo))進(jìn)行信息獲取,而對(duì)獲取的這些異構(gòu)信息就需要綜合處理以判定對(duì)象的類別屬性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等,這就是現(xiàn)代信息處理意義下的異構(gòu)信息融合。
韓崇昭給“異構(gòu)信息融合”這個(gè)晦澀難懂的概念賦予了一個(gè)形象的比喻。他還說(shuō),響尾蛇長(zhǎng)了兩對(duì)“眼睛”,一對(duì)眼睛就是和其他動(dòng)物一樣的“光眼”,還有一對(duì)紅外感知的“熱眼”。在動(dòng)物中,用于目標(biāo)識(shí)別異類信息融合的典型例子就是響尾蛇的這種光眼和熱眼。光眼接收周圍環(huán)境的可見(jiàn)光圖像信息,從而可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo),但是對(duì)于掩藏在草叢中的獵物卻很難發(fā)現(xiàn)。響尾蛇的熱眼接收周圍環(huán)境的紅外圖像信息,由于溫差存在,它可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)掩藏在草叢中的目標(biāo)。響尾蛇的大腦頂蓋對(duì)來(lái)自兩類眼睛的信息進(jìn)行融合,最后判定是否為可捕捉的目標(biāo)。韓崇昭告訴記者,根據(jù)國(guó)際科學(xué)界當(dāng)前的研究成果認(rèn)為,響尾蛇大腦頂蓋對(duì)兩類信息的融合模式共有六種。這六種模式反映的是“多模式”的神經(jīng)元對(duì)不同組合可見(jiàn)光和紅外信息響應(yīng)的能力,是自然界多源異構(gòu)信息融合的典型機(jī)制。
在異構(gòu)信息融合理論研究方面,韓崇昭領(lǐng)導(dǎo)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)展了仿響尾蛇異構(gòu)信息融合的新機(jī)制,他們利用國(guó)際數(shù)學(xué)界正在研究的一個(gè)熱門理論――隨機(jī)集理論,建立了基于隨機(jī)集的所謂“條件證據(jù)理論”。這種理論可以指導(dǎo)現(xiàn)代信息處理取得更好的結(jié)果。基于這一理論成果,可以用來(lái)解決目前異構(gòu)信息融合中處理差異信息的難題,可以對(duì)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)用中的目標(biāo)跟蹤與識(shí)別、態(tài)勢(shì)分析與意圖推斷等做出新的結(jié)果。
為了有效實(shí)現(xiàn)科技成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用,韓崇昭教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用實(shí)踐檢驗(yàn)了他們所建立的新理論方法。在目標(biāo)跟蹤方面,他們利用新的理論發(fā)展了新的時(shí)空配準(zhǔn)算法,提高了目標(biāo)跟蹤精度。在完成國(guó)家“973”項(xiàng)目研究任務(wù)中,他們發(fā)明的一種基于誤差傳遞和估計(jì)誤差差分消除的目標(biāo)航跡估計(jì)方法,顯著提高了非合作目標(biāo)的航跡估計(jì)精度。經(jīng)應(yīng)用單位與傳統(tǒng)方法進(jìn)行試驗(yàn)相比,使得目標(biāo)航跡估計(jì)精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí),這是仿生信息技術(shù)的一個(gè)重要突破。此外,這一新的理論方法用于某重大項(xiàng)目的目標(biāo)分類與識(shí)別,同樣取得令人矚目的效果。
隨機(jī)系統(tǒng)理論研究的必由之路
1968年末,韓崇昭大學(xué)畢業(yè)后被分配到西安的一家軍工廠從事軍工產(chǎn)品的研制生產(chǎn),“援越抗美”的政治任務(wù)要求他們參與解決某航空產(chǎn)品中陀螺模擬計(jì)算的一個(gè)難題。所參考的文獻(xiàn)是前蘇聯(lián)提供的技術(shù)資料,其中多處提到“隨機(jī)擾動(dòng)”和“不確定性”等術(shù)語(yǔ)。大學(xué)剛畢業(yè)的他,雖在學(xué)校學(xué)過(guò)《概率論》的簡(jiǎn)單知識(shí),卻難以理解這些術(shù)語(yǔ)的真正含義。在一些專家的帶領(lǐng)下,他慢慢體會(huì)到“隨機(jī)性”“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”的奧妙。許多原來(lái)以為毫無(wú)規(guī)律的事情似乎仍有規(guī)律可循,這激發(fā)了他對(duì)“隨機(jī)現(xiàn)象”產(chǎn)生了極大的興趣。
在后來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中,對(duì)“隨機(jī)系統(tǒng)”的興趣一直相伴著他。
1981年研究生畢業(yè)回到母校西安交通大學(xué)后,當(dāng)時(shí)應(yīng)新時(shí)代出版社邀請(qǐng),他和同學(xué)張平平合作出版了平生第一本著作《決策、對(duì)策與管理》,其中大量列舉了決策中如何處理隨機(jī)問(wèn)題的例證。期間,他所承擔(dān)的科研項(xiàng)目大都與“隨機(jī)現(xiàn)象”有關(guān),也積累了大量相關(guān)的知識(shí)。1987年,他與萬(wàn)百五先生、王月娟教授合作出版了全國(guó)研究生統(tǒng)編教材《隨機(jī)系統(tǒng)理論》。到了1980年代后期,信息融合在美國(guó)掀起研究熱,其開(kāi)拓者Y. Bar Shalom教授就是隨機(jī)系統(tǒng)理論的集大成者。韓崇昭教授基于他在隨機(jī)系統(tǒng)理論研究的扎實(shí)基礎(chǔ),于1990年代與美籍華人學(xué)者、新奧爾良大學(xué)李曉榕教授建立了密切的合作關(guān)系,共同研究估計(jì)融合的基本理論問(wèn)題。
在韓崇昭看來(lái),他在信息融合方面取得的成果,主要得益于在隨機(jī)系統(tǒng)理論方面的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),只有擁有這樣堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),才會(huì)在工程應(yīng)用方面不斷產(chǎn)生更多的新思想和新方法,并不斷取得新成果。
“愿得此身長(zhǎng)報(bào)國(guó)”的理念沉積
天資聰穎、勤奮好學(xué)的韓崇昭雖然出身貧寒家庭,但從小就學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異,在大學(xué)時(shí)代更把科學(xué)報(bào)國(guó)作為他人生的最大理想。
1968年,韓崇昭從西安交通大學(xué)電機(jī)工程系畢業(yè)后本來(lái)計(jì)劃繼續(xù)深造,但當(dāng)時(shí)文化革命尚未終結(jié),他被分配到企業(yè)從事軍工產(chǎn)品的研制。在企業(yè)工作10年之后,才于1978~1981年在中國(guó)科學(xué)院研究生院攻讀了自動(dòng)控制專業(yè)研究生,有幸得到我國(guó)首批授予的碩士學(xué)位。畢業(yè)后至今,他又回到母校西安交通大學(xué)扎根從事教學(xué)科研工作。雖然從教年齡偏大,但他因工作勤奮于1987年晉升副教授,1990年破格晉升教授,1993年被國(guó)務(wù)院學(xué)位辦批準(zhǔn)為博士生導(dǎo)師。他也曾遠(yuǎn)赴英國(guó)倫敦城市大學(xué)控制工程中心、維也納國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)和奧地利國(guó)家科研部所屬研究機(jī)構(gòu)、奧地利維也納技術(shù)大學(xué)、美國(guó)新奧爾良大學(xué)等從事合作研究和技術(shù)交流,其最大的愿望就是獲得更多的知識(shí)為祖國(guó)服務(wù)。
他也曾長(zhǎng)期擔(dān)任西安交通大學(xué)信息與控制工程系副主任、電子與信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)、控制科學(xué)與工程系主任,還擔(dān)任西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、陜西省人民政府參事、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事、《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》編委、《IET Proceeding Radar, Solar& Navigation》國(guó)際雜志編委、《Fronties of Electrical & Electronic Engineeing》編委、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智能建筑與樓宇自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)副主任、陜西省自動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼法人、全國(guó)高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材編審委員會(huì)顧問(wèn)等。他對(duì)學(xué)術(shù)任職兢兢業(yè)業(yè),任勞任怨,在自己的崗位上做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
在他數(shù)十年的科研工作中,他時(shí)時(shí)刻刻針對(duì)國(guó)家的重大需求,勇于承擔(dān)各種艱巨的科研任務(wù),一次又一次地取得重要的科研成果。
除了在自己的專業(yè)方面做貢獻(xiàn)之外,他也長(zhǎng)期參與政府的決策咨詢等工作。1994年曾以聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織專家的身份參與對(duì)陜西省的工業(yè)發(fā)展考察,并為國(guó)際合作做出了貢獻(xiàn)。后來(lái)以陜西省人民政府參事的身份多次對(duì)陜西的一些重大問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研,撰寫了有價(jià)值的參事報(bào)告,為政府決策做出了重要貢獻(xiàn)。
如今,韓教授雖已年過(guò)70,但仍活躍在科技第一線。記者打趣地問(wèn)他,你這么大年紀(jì)了,是否應(yīng)該多和孫子玩玩?韓崇昭說(shuō):“當(dāng)然,和孫子玩也很重要,但我的最大樂(lè)趣還是在科研工作上,能為國(guó)家解決一兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題我就其樂(lè)無(wú)窮。”記者深諳這句話的分量,原來(lái)他所取得的所有成果都是這“愿得此身長(zhǎng)報(bào)國(guó)”理念的沉積啊!
一路耕耘,一路收獲
從1982年初返回母校記起,韓崇昭30年如一日奮戰(zhàn)在科研、教學(xué)和管理一線,不論在基礎(chǔ)研究還是工程實(shí)踐應(yīng)用中,都做出了重要貢獻(xiàn)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文400多篇,以第一作者出版專著8本。
在八十、九十年代的很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),他主要從事大系統(tǒng)優(yōu)化理論和非線性系統(tǒng)頻譜分析的研究,做出了許多重要貢獻(xiàn)。在此期間,他參與主持“大型彩色顯像管玻璃窯爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”項(xiàng)目,解決了當(dāng)時(shí)彩色顯像管生產(chǎn)中的重大技術(shù)難題,為此獲得1988年度國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和1988年度電子部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng);參與“大規(guī)模工業(yè)過(guò)程優(yōu)化理論研究”項(xiàng)目,獲1990年度國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng);參與主持“中型合成氨工藝綜合計(jì)算機(jī)控制項(xiàng)目”,獲1991年度國(guó)家教委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng);主持“陜西省科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展宏觀決策支持系統(tǒng)原型”項(xiàng)目,獲1997年度國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。
在非線性系統(tǒng)理論研究方面,他早年曾對(duì)非線性隨機(jī)系統(tǒng)做過(guò)深入研究,關(guān)于雙重最優(yōu)控制有一定建樹(shù)。1980年代,韓崇昭關(guān)于“非線性隨機(jī)系統(tǒng)雙重最優(yōu)控制”的研究,得到國(guó)際著名學(xué)者美國(guó)哈佛大學(xué)何毓琦教授和康涅狄格大學(xué)Y. Bar Shalom教授的贊賞,其成果發(fā)表在《數(shù)學(xué)物理學(xué)報(bào)》。受英國(guó)學(xué)者Billings教授的影響,他從1990年起開(kāi)始非線性頻譜分析理論的研究,關(guān)于用Volterra級(jí)數(shù)描述的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究方面也做出了有價(jià)值的結(jié)果。目前,這種方法應(yīng)用于某型直升機(jī)電動(dòng)舵機(jī)故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)等的試驗(yàn)研究、導(dǎo)彈引擎電子系統(tǒng)等的故障檢測(cè)與預(yù)報(bào)試驗(yàn),均取得非常好的效果。東南大學(xué)已故馮純伯院士給出的評(píng)價(jià)是“應(yīng)用頻域方法研究非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的常用工程方法是描述函數(shù),該方法雖較實(shí)用,但致命的缺點(diǎn)是缺乏嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。以韓崇昭教授為首的研究小組另辟蹊徑在頻域內(nèi)研究非線性系統(tǒng)……得到了良好的工程實(shí)用。此項(xiàng)工作在國(guó)內(nèi)獨(dú)樹(shù)一幟,有很強(qiáng)的獨(dú)創(chuàng)性”。這一重要研究成果應(yīng)用于三峽工程大型施工機(jī)械的故障檢測(cè)與預(yù)報(bào),以及大壩建設(shè)混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過(guò)程的計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng),取得重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為此獲得陜西省2004年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
2002~2006年,他領(lǐng)銜完成國(guó)家“973”項(xiàng)目“復(fù)雜自然環(huán)境時(shí)空定量信息的獲取與融合理論、算法與應(yīng)用”中“多源數(shù)據(jù)融合理論、算法與應(yīng)用”和“目標(biāo)與環(huán)境共存時(shí)的信息獲取”課題,其中兩項(xiàng)成果在2007年初通過(guò)國(guó)家教育部組織的專家鑒定,受到高度評(píng)價(jià)。在此期間,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了分布式半實(shí)物仿真的“目標(biāo)與環(huán)境共存時(shí)的信息獲取實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”,在為中國(guó)船舶工業(yè)總公司系統(tǒng)工程部開(kāi)發(fā)的“基于昆蟲復(fù)眼機(jī)理紅外陣列傳感信息融合的多目標(biāo)航跡處理系統(tǒng)”,該成果為我國(guó)新一代偵察車的研制做出了貢獻(xiàn),也可解決航空數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。為此獲得國(guó)家發(fā)明專利“實(shí)時(shí)多目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)”,而“基于仿生學(xué)的戰(zhàn)場(chǎng)光電信息感知系統(tǒng)”成果獲中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司2011年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
與此同時(shí),他們還在“973”項(xiàng)目的支持下完成了“多天線GPS/INS融合姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)”的研究開(kāi)發(fā),獲得了高精度高動(dòng)態(tài)的性能。該技術(shù)經(jīng)過(guò)多家單位試用,均取得非常好的效果。該項(xiàng)成果于2007年1月通過(guò)國(guó)家教育部組織的的成果鑒定,獲2008年度陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
2007~2011年,又主持完成國(guó)家“973”項(xiàng)目“基于視覺(jué)認(rèn)知的非結(jié)構(gòu)化信息處理理論與關(guān)鍵技術(shù)”中的“基于多源異構(gòu)信息融合的空中目標(biāo)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)”課題,獲得“優(yōu)秀”評(píng)價(jià)。針對(duì)國(guó)防領(lǐng)域信息處理的重大需求,與航天某單位合作,把“973”項(xiàng)目的研究成果應(yīng)用于國(guó)家重大工程項(xiàng)目,取得重大應(yīng)用成果。“基于多源信息融合的多目標(biāo)跟蹤理論、技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)”成果獲2010年度國(guó)家教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),而“基于異構(gòu)信息融合的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)估計(jì)技術(shù)及應(yīng)用”成果獲2011年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
由于長(zhǎng)期從事信息融合研究并取得令人矚目的研究成果,受總裝備部邀請(qǐng)擔(dān)任“導(dǎo)航、定位與測(cè)控技術(shù)專業(yè)組”專家,為國(guó)防建設(shè)獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。2009年起,主持某國(guó)防“973”項(xiàng)目中的“XXX目標(biāo)融合理論和方法研究”課題,旨在提出新的異構(gòu)信息融合處理方法以解決某軍事應(yīng)用的重大理論問(wèn)題;2012年起,又作為首席科學(xué)家主持1項(xiàng)國(guó)防“973”項(xiàng)目“XXX信息處理理論與方法研究”,為解決某復(fù)雜軍用網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同信息處理問(wèn)題建立新的理論和方法。
在國(guó)家“973”項(xiàng)目的支持下,韓崇昭及其團(tuán)隊(duì)初步研發(fā)了多平臺(tái)協(xié)同目標(biāo)探測(cè)、跟蹤與識(shí)別方法。該方法是以多平臺(tái)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道進(jìn)行支持,多平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同探測(cè)、協(xié)同攻擊和協(xié)同防御的信息系統(tǒng)。2010年,總裝備部科技委李濟(jì)生院士給出的評(píng)價(jià)認(rèn)為:“西安交通大學(xué)在信息融合方面的研究成就得到國(guó)內(nèi)同行專家,尤其是國(guó)防應(yīng)用部門專家的高度認(rèn)可,其成果有望為我國(guó)國(guó)防建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。”
繁華與喧囂褪盡,回望韓崇昭的每一次成功,我們看到的都是光環(huán),而其中一路走來(lái)的艱辛,唯有他自己才能咀嚼得到。可以肯定的是,在不斷的思考中,韓崇昭享受到了科研的奧妙和樂(lè)趣。
專家簡(jiǎn)介: