CDIO工程教育模式在大学物理设计性实验中的应用

从CDIO工程教育理论出发,以构思、设计、实施和运行产品的生命周期为过程,以CDIO大纲和12条标准为总指导,将CDIO教育理论与大学物理综合设计性实验"电表的改装与校准"相结合.实践结果表明:CDIO教育模式激发了学生的学习兴趣,培养了学生主动学习、获取知识的习惯,提高了学生解决问题的能力、团队合作的能力以及创新知识的能力.     

CDIO模式下的大学物理实验教学改革探索与实践

在大学物理实验教学中,通过实践CDIO模式教学法培养学生的实验技能和创新能力。探索应用性、开放性的学生科技创新性物理实验教学体系。     

基于CDIO的“大学物理及实验”课程教学改革探讨

分析了目前传统的普通物理与普通物理实验课程教学存在的问题,论文将国际化的CDIO工程教育模式理念引入到大学物理及实验课程的教学中,从培养目标与一体化课程、教学模式方面的改革进行了探讨.     

基于CDIO理念的大学物理教学改革研究

随着工程教育的开展,对大学物理等基础课程的要求也随之改变.如何在基础课程中进行工程教育,CDIO理念是最好的选择.把CDIO理念植入大学物理教学中,有效地化解了课程的难度,提升了学生的兴趣,加强了对学生能力的培养,能更好地服务于学科和专业.     

基于TRIZ-CDIO模式的大学物理实验教学探索与实践

在传统实验教学的基础上,引进了TRIZ创新理论和CDIO工程教学模式,初步形成了TRIZ-CDIO实验教学模式.结合创新教学平台和信息化教学平台的搭建,该模式增强了大学物理实验教学的吸引力,并提高了教学效率,拓宽了师生的视野,提升学生的创新创业能力与科研动手能力.把创新作为有规律可循的系统理论,实现大学物理实验教学的现代化改革,为实践"大众创业,万众创新",进行了有益的探索.     

CDIO教育模式在物理实验教学中的实践

物理实验教学在培养工科院校学生实践能力过程中起着至关重要的作用。在物理实验教学中实施"做中学"CDIO模式,通过"基于项目的学习",构建工程教育的学习环境。以应用物理学专业的物理实验为例,探索主动学习的教学方法,培养学生实践创新的工程能力。     

“MPC-CDIO教育教学模式”实施效果评析

MPC-CDIO(Mathematics and Physics Courses-Conceive, Design, Implement and Operate)教育教学模式是在CDIO工程教育模式的基础上,由中国石油大学(北京)发起的将CDIO工程教育理念落实到理工科院校数理公共基础课程教育教学领域的一项改革举措,是针对低年级学生实施的教育教学改革。本文首先对MPC-CDIO教育教学模式改革的概念、背景、内容和实施过程做了简单的介绍,然后对MPC-CDIO教育教学改革自2011年启动以来的进展情况及改革实施效果进行了介绍和评析。主要围绕对比试点班与普通班的学习力、创新力、国际化视野、团队意识等卓越工程能力的获得情况来展示改革的效果。最后,指出改革过程中存在的问题,并展望提出改进和完善的建议及措施,旨在为MPC-CDIO教育教学模式改革的继续进行和扩大奠定基础,也希望为理工科院校的公共基础课的教学和教学改革提供值得借鉴的建议和经验。     

智能温度传感系统实验教学设计研究

针对社会发展实际需求,以及国际CDIO工程教育模式中强调的主动性、实践性、课程之间有机联系性的教学方式,本文开展了基于单片机和LabVIEW软件的智能温度传感系统实验教学设计研究。教学实验设计通过将硬件和软件有效结合,集成电子信息、通信技术和软件算法一体化,实现了课程内容的有效衔接和专业知识的实践运用,培养学生理论联系实践的能力、思考问题和解决问题的能力、实现工程意识和科学创新能力全方位培养,为有效推进高校工科专业实践教育课程教学改革提供一定的参考和借鉴作用。     

CDIO 教育模式下“物理光学”教学设计探究

分析了物理光学的课程目标、特点和教学过程中的主要问题,以CDIO为教学理念,对物理光学的教学内容进行构思和设计,并从教学方法、教学方式、考核方式等方面,分析了如何从工程教育的角度培养学生的应用能力和创新思维,并通过具体的实例进行了分析说明,实现了四结合,有助于提高学生动手能力和工程素养。     

应用型本科院校“大学物理实验”课程教学方法的改革与创新

通过对传统大学物理实验教学现状的分析与讨论,指出了目前大学物理实验课程的教学方法的单一性、枯燥性,针对大学物理实验课程的教学方法进行研究,改变传统的预习方式,依托新媒体及即时通讯软件实现预习,把学习理论知识放在课前,实验操作部分放在课堂中,并通过CDIO工程模式进行实验成绩的考核,学生在课堂上发现的问题,在课下进行分析问题解决问题,从而得到理想的实验结果.通过这种方式的改革,提高学生的创新能力,培养学生的动手能力和解决问题的能力,实现学而致用的最终目的.     

阶跃光纤中轴对称导波模式的功率-频率特性

在光纤端面中心有一点光源的假设下,求出了阶跃光纤中TM模式和TE模式的电场和磁场,进而求得了各模式在纤芯和包层中的传输功率,并分析了各模式功率以及模式间功率比的频率特性.     

高平均功率光纤激光技术基础:模式

从具有不同模式特性的光纤激光研究现状出发,指出模式是光纤激光特性的核心参数之一。通过算例给出模式与光束质量之间的关系,引出模式分解技术是准确知晓模式组分和光束质量的关键,介绍常见的模式分解技术。针对模式不稳定效应这一限制光纤激光功率提升的新现象,归纳总结了不同因素对模式不稳定效应产生阈值的影响,梳理了提高阈值的物理原理和实现方法。从高阶模抑制、特定高阶模式和结构光场输出等三个方面介绍了光纤激光模式控制的最新进展。     

基于光子灯笼的模式功率检测方法

为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射率矩阵特点,实验验证了波长映射测量方法的可行性。实验结果表明,单一模式计算方式对少模光纤的偏振扰动不敏感,其模式透射率的偏振相关性小于0.025。在此基础上搭建了1480 nm前向泵浦的三模掺铒光纤放大器,采用波长映射方法测试了三模同时放大的性能,获得了高达26 dB的模式增益,差模增益小于2 dB。     

全矢量有限差分法分析任意截面波导模式

针对不规则端口模式加载的需求, 改进了全矢量有限差分法, 推导了边界条件, 建立了模式求解器, 解决了不规则端口任意模式加载的难题. 该求解器对计算资源要求较低, 可以求解任意形状的波导模式. 计算了不同形状波导的模式特性, 得到了与解析解和商用软件结果相一致的计算结果. 关键词： 全矢量有限差分法 波导 模式     

有效抑制光子晶体加载矩形谐振腔中模式竞争的方法

研究了光子晶体加载矩形谐振腔,针对传统光子晶体加载无法完全抑制模式竞争的问题,提出了特性阻抗和介质加载方法进行改进,完全实现了谐振腔的高次模式的单模工作,为抑制高次模式工作的谐振腔中模式竞争的问题提供了一种新方法.在此基础之上,采用解析方法以及高频仿真软件HFSS,设计了一个采用TM₅₃₀高次模式工作的传统光子晶体加载的谐振腔,进一步采用了该新方法对其进行改进,并深入分析了采用这种方法抑制模式竞争的物理原因.计算结果表明,新方法能有效抑制模式竞争,实现谐振腔的高次工作模式的单模工作. 关键词： 光子晶体 谐振腔 模式竞争 特性阻抗     

NEA GaN光电阴极量子产额研究

围绕NEA GaN光电阴极光电发射过程的光谱响应理论,研究了其量子产额问题。分别给出了反射模式和透射模式NEA GaN光电阴极的量子产额计算公式,分析了影响量子产额的因素。分析了国外制备的反射模式和透射模式NEA GaN光电阴极的量子产额曲线。结果表明,目前制备的NEA GaN光电阴极已具有高达30%的量子效率和良好的发射性能。相同条件下,反射模式比透射模式的量子效率要高,而且反射模式不像透射模式那样存在短波限制。     

优化模式物理参数的扩展四维变分同化方法

数值模拟的一个重要误差来源是模式物理参数,为提高模拟准确率,如何改进模式物理参数是亟需解决的问题.本文对经典四维变分同化技术进行了改进,提出了一种新的利用观测资料来同时优化模式初始场和物理参数的扩展四维变分同化方法,并以Ekman边界层模式和Lorenz模式为例进行了数值试验.结果表明,利用本文提出的新方法,通过对观测资料的变分同化,可以在实现对模式初始场进行优化的同时,纠正了模式物理参数中的误差,从而有效提高了模式的模拟准确率.该方法对于改进数值模式物理参数有着重要的促进意义.     

全光纤模式转换器的设计及优化

提出了一种新型全光纤LP02模宽带模式转换器.基于模式匹配原理采用双芯光纤设计,利用LP11模作为中间过渡模式,实现了宽带模式转换.运用光束传播法和模式耦合理论分析了光纤参量对有效折射率的影响,选择合适的光纤参量实现了模式匹配,分析了纤芯距离等参量对模式转换效率和带宽的影响,对比相同光纤参量下,直接和间接模式转换方法,数值模拟表明,采用间接法能够有效提高模式转换带宽,当要求转换效率大于80%时,这种模式转换器带宽能够达到121nm.     

负介电常数材料和负磁导率材料的双层结构中电磁波模式分析

研究了双层单负材料结构中电磁波的模式,主要分析了不同模式的产生条件,讨论了这些模式与材料参数之间的关系.当材料参数满足平均介电常数和磁导率为零时出现隧穿模式.当满足波导模产生条件时,波导模式的电磁波在材料两边的半无限真空中以消逝波存在,在双层单负材料的界面处也可以出现较强的局域场. 关键词： 单负材料 传播模式 隧穿模式 波导模式     

半径渐变同轴波导模式耦合系数研究

 为了用耦合波理论研究一些同轴结构的高频特性，推导了半径渐变同轴波导内模式耦合系数的计算公式，发现半径渐变圆波导模式耦合系数只是同轴波导模式耦合系数的特例。对同轴波导中的模式及其本征方程根的特点进行了讨论，通过建立同轴波导模式和矩形波导模式之间的对应关系，给出了同轴波导模式本征方程根的快速计算方法。对所给模式耦合系数公式进行了验证，耦合波理论计算结果与有限元方法计算结果吻合良好。