时间：2023-12-24 16:38:11
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇光学工程研究方向，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：光学三维测量；三维激光扫描；面结构光
光学三维测量是指运用光学方法获取物体表面的三维立体坐标的技术。光学三维测量利用现代光学技术成就，结合光电子学、计算机图像处理等学科成就发展起来的一种先进测量技术。
1 光学三维测量的分类
图1 光学三维测量技术分类图
光学三维测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。摄影测量法是基于多视角的非主动式测量方法。在普通照明（阳光、日光灯）情况下，由摄像头获取多视角物体图像，利用计算机查找多幅图像的同态标记点，进而获得物体的表面形貌。结构光技术通过不同宽度且明暗相间的结构光照射被测物体表面，获取到的经物体调制的图像，再经过计算获取物体的立体形貌信息。光学干涉法是利用干涉原理进行测量，具有高精度、高分辨率等优点。以下介绍几种常见的光学三维测量方法。
图2 三维激光扫描工作原理图
三维激光扫描技术根据光学三角形测量原理，以激光作为光源，光电探测器接收反射光，通过对采集到数据进行计算得到物体的深度信息。三维激光扫描仪包括发射器和接收器。发射器射出一束脉冲激光，激光经过物体表面漫反射，沿相同路线射入接收器。由脉冲激光发射到反射被接收的时间tL可计算出扫描点到扫描仪的距离值S。扫描仪内精密测量系统获取每个激光脉冲的水平方向角α和垂直方向角度β。依据上述数据计算出扫描点的三维空间坐标（XP、YP、ZP）[1]。
双目视觉技术属于摄影测量方法，是通过视差原理被动测量三维数据的技术。双目视觉技术测量物体三维形貌的原理是，从两个或以上的视角去观察一个物体，获得多张不同视角下物体的二维图片，根据三角测量原理得出同一个像素点的坐标偏差，以此获得测量物体的三维形态。此过程与人眼的立体视觉原理相类似[2]。
面结构光系统由投影仪和数码相机组成。投影仪将明暗相间光栅条纹投影到待测物体上。物体高度的变化引起光栅条纹的形变。条纹形变可认为是载波信号相位和振幅被空间物体调制。数码相机拍摄调制后的图像，对其进行解调制，获得物体的整个高度信息值，依照三角法原理，形成物体的三维立体影像[3]。
2 光学三维测量的应用
光学三维测量技术具有诸多优势，如非接触式测量、高精确度、快速获得结果等。光学三维测量技术主要应用在虚拟现实、逆向工程、医学工程等领域。
2.1 虚拟现实
利用光学三维测量技术对实物外形进行三维形貌扫描，经过三维建模软件处理，在计算机内生成人物、场景的三维模型。由三维模型生成人物动作，实现动画制作，满足电脑游戏、CG特效等场合需要。
2.2 逆向工程
逆向工程是利用光学三维测量设备获取物体表面上所有点的三维立体坐标，根据坐标点信息利用三维设计软件进行实物模型重建的过程。逆向工程获得的模型被用于改进、完善原有的产品，被广泛地应用到磨具开发、汽车制造等领域，是现代产品快速开发的重要技术手段。
2.3 生物、医学工程
运用光学三维测量技术获得人体骨骼、肌肉的数据用于人体工程学研究。例如根据人体相关三维数据，制作出符合人体生理结构的防护头盔、防护服等。三维光学测量技术还可以测量伤口的尺寸、分析人的面部结构、设计牙齿矫形手术等。
参考文献
[1]潘建刚.基于激光扫描数据的三维重建关键技术研究[D].北京：首都师范大学，2005.
[2]隋婧，金伟其.双目立体视觉技术的实现及其进展[J].电子技术应用，2004，30（10）：4-7.
Proceedings of
Light-Activated Tissue
Regeneration and Therapy
Conference
2009
Hardback
ISBN 9780387718088
Ronald Waynant等著
本会议论文集介绍了光活化组织再生和治疗领域的最新技术进展,包括确定光活化组织再生和治疗机理的测量方法,光源(激光光源,LEDs,双波长光源,宽带光源)、计量学和光源产生的医疗结果。这些研究报告针对光活化组织再生和治疗领域,阐述了基础研究与临床研究的系统方法。
本书第一作者Ronald Waynant 博士,是银泉市(Silver Spring, MD, USA)食品和药物管理中心的设备和放射卫生高级光学工程师,美国医学和生物工程师协会、美国电子电气工程师协会(IEEE)、美国光学协会及美国激光外科医学协会的会员。
第二作者Darrell B.Tata博士是美国食品与药品管理局(FDA)高级生物物理学家,主要从事生物系统应用光学物理技术、红外线非侵入性治疗学研究。目前研究方向为:针对几类严重的人类疾病(如恶性肿瘤、慢性疼痛、糖尿病等),采用非离子射线治疗以获得预期的生物活性和治疗反应。
本书内容共分成十部分。第一部分含第1-2章,机理和体外近红外线微秒脉冲激光诱导抑制人脑恶性癌症代谢活动。第二部分含第3-7章,伤口愈合:3. 结合660纳米与880纳米光提高顽抗性糖尿病溃疡的愈合;4. 体外抗金黄色葡萄球菌(MRSA)蓝光光摧毁甲氧西林;5. 光生物调节作用治疗视网膜受损和视网膜神经退化疾病;6. 采用780纳米二极管激光辐射降低炎症细胞激素浓度同时,上调脂多糖刺激的巨噬细胞中一氧化氮浓度;7. 伤口愈合的新方面。第三部分含第8-13章,光动力疗法。8. 低能量光疗介绍;9. 低能量光疗增强光动力效能;10. 光源分割光动力:从临床前模型到临床实践;11. 结合免疫疗法和光动力疗法治疗癌症;12. 为光动力疗法指定病人剂量;13. 新型光动力疗法目标定位和战略激活。第四部分含第14章, 心血管系统光疗法。第五部分含第15-19章,牙科医术,15. 引言;16. 光学相干断层成像术评价光生物调节作用对牙周组织再生的影响;17. 牙周病治疗中的光生物调节作用激光策略;18. 结合新技术促进牙科种植成功和定量超声评价近红外发光二极管光生物调节作用;19. 用低功率激光照射的光生物调节作用包含激活潜在TGF- b1。第六部分含第20-22章,糖尿病:20. 激光在糖尿病治疗中的作用;21.He-Ne激光照射刺激糖尿病伤纤维细胞扩散和移动;22. 初乳富含脯氨酸的多肽在人类免疫和神经系统健康中的作用。第七部分含第23-24章,神经科学。23. 光疗和神经组织修复;24. 脊柱椎间盘软骨激光再生:机理、体内研究及临床应用。第八部分含第25章,FDA的条例:25.FDA批准的要求。第九部分含第26-28章,疼痛:26. 光疗与止痛全面介绍;27. 采用低能量激光疗法(LLLT)减轻疼痛是临床表现激光诱导神经抑制吗?28. 复杂区域疼痛综合征:一种新的治疗方法。第十部分含第29-32章,电场的作用:29. 介绍;30. 从微观问题推导痛苦起源;31. 独立的应用近红外宽带光源和脉冲电势制止人脑肿瘤代谢活动:一项体外研究;32. 由手机保护装置引起的脑电图变化。
本书内容建立在大量的病人案例基础上,涉及面广,包括几乎全部的光活化组织再生领域的应用范围,其中提到的研究方法对医疗专业人员很有帮助。
贾红书 ,博士生
(中国科学院理化技术研究所)
教材的选择应符合我院专业培养的要求并且应具有光电工程的专业特色，针对后续专业课程如“光电检测技术”、“光学测量”、“自动控制原理”等要求学生具备一定的检测技术方面的知识，再加上我院学生整体上电路方面的知识相对薄弱的特点，经过更换几次教材，最后我们选定的是自编的《传感与检测原理》。根据教学大纲32个课时的要求，我们对教学内容做了如下调整：适当控制光电传感器的学时，避免与光电检测技术课程重复的内容（如光电导、光生伏特器件等），结合专业特色，增加一些新型的传感器的介绍比如红外探测器、图像传感器、智能传感器等。一方面使光电学院的学生能够及时了解当下热门传感器的发展动态，其能达到的性能指标，以及一些新型的传感器的发展，紧跟时展，为学生在以后的毕业设计奠定一定的检测技术方面的基础，对专业知识的完善起到一定的辅助作用。结合专业特点，突出知识体系的重点和难点，特别是针对光电学院的学生以后做毕业论文或工作中可能会遇到的传感器（如光纤传感器、霍尔传感器等）做重点详细的介绍。
二、教学方法的改革探索
按照课程大纲的要求，在讲授过程中，分别介绍了应变式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、光纤、CCD、温度传感器等一些经典传感器的基本原理、特性、测量电路及其应用。各种传感器章节相对独立，可以适当地调整讲授的顺序。传感器的讲授基本遵循从组成结构、工作原理、分类、等效电路、特性参数到应用这一思路。另外结合较常见的被测量，教师适当地总结归纳常用的传感器的使用要点及其选择依据，如都是测量位移的传感器，应变式传感器、电容式传感器或电感式传感器在使用的时候区别在哪；又比如都是做开关，电容式传感器和电感式传感器在原理上是否有区别，等等。以前我校的教学模式是以课堂讲授为主，根据教学内容开设少量的验证性试验。这种教学模式过于注重原理的分析，学生只是机械化地记住了传感器的一些基本概念和工作原理，但是当要解决实际问题时却感觉无从下手，缺乏对传感器的直观认识，甚至有学生体会不到传感器的实际应用价值。鉴于此，我们有必要对传统的教学模式进行探讨，通过教学方法、教学模式的改革让学生切身感受到将“传感与检测技术”的知识学以致用的快乐，实现传统教学方法所未能达到的效果。
1.调动学生的积极性，激发学生学习的兴趣。
教学方法改革的一个关键问题就是如何吸引学生的注意力，培养学生对课程的学习兴趣。在《传感器与检测原理》课程的教学过程中，我们通过平时生活中比较常见的现象来引出相应的教学内容，如通过对吊扇和空调的对比，举出温度传感器的作用；又如教室里的自动感应灯、审讯室的监听设备、家用的电磁炉都是怎样工作的；又如医学上的进步：X照影技术、内窥镜手术等如何实施；机器人如何识别周围环境；最新研制的无人驾驶汽车怎么实现在高速路上的行驶；等等。通过分析吊扇和空调工作原理的区别，引出传感器的重要性。这些实例大大激发了学生的学习兴趣，使学生认识到了学习该课程的重要性，为学生学习该课程后续内容作了准备。
2.充分运用现代教学手段合理使用教具。
传感与检测技术课程的特点是原理多，公式复杂，推理较多。在传统以往的教学中，教师在黑板画原理图或组成图时，一方面图形较为复杂占用很多时间，另一方面图形缺乏立体感，无法形象地描述检测过程，无法激发学生的学习热情。因此在教学过程中，我们通过运用多媒体，让传感器参与的控制/检测系统的过程和结果比较形象化、立体化，让学生对其工作原理有了感性的认识；通过PPT，学生了解了各种不同类型传感器的形状，对传感器有了比较直观的印象。多媒体课件的引入充分激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，使学生对检测系统有了比较全面的认识。
3.教学与实验相结合。
为加强学生的动手能力、创新意识并促进学生对课堂知识的消化吸收，我们设置了相应的实验环节。通过实验学生自己动手接触各种不同类型传感器并搭建其相应的检测系统，一方面通过实验来验证原理，加强对基本定义的理解，另一方面增强了学生的测试技能、动手能力及实际问题的分析能力。
4.教学与科研相结合。
重视教学和科研的结合提高了学生的学习兴趣并拓展了学生的知识面，比如在讲霍尔传感器时，结合实际科研，采用霍尔传感器来定位，通过实际检测系统，对霍尔传感器的应用，包括霍尔元件的电路处理等进行介绍说明，加深学生对霍尔效应和对霍尔传感器工作原理的理解。又比方说，要设计一个测温系统，我们根据不同的测量温度和精度要求会选用不同的温度传感器。又比方结合我校光学工程的特色，在他们比较熟悉的光学类的科研项目中，通过具体的项目介绍各种不同光电类传感器的选取依据，包括不同类型的光源的选取。通过传感与检测原理知识在实际科研中的应用，学生可以更了解传感与检测原理课程学习的重要性。这种模式使学生认识到了传感与检测技术在科研中的重要性，并激发了学生学习的热情。
5.教学与生活、社会需求相结合。
目前，部分同学缺乏对课程学习的兴趣，不了解对本课程学习的意思，光学工程专业部分同学甚至认为跟他们以后的工作、研究方向没有关系，缺乏上课的积极性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理论的学习让他们很难集中精神听课，因此，在课程的讲授中最为重要的就是如何培养学生的学习兴趣，激发他们对本课程的学习热情。在知识点的讲授过程中，根据专业方向的不同，要有侧重点，通过一些热门的话题或他们比较感兴趣的话题引出知识点，如在介绍一种传感器的时候，通过列举一些现实生活中较常见的现象或者仪器，比如在介绍应变式传感器的时候，首先向学生介绍他们较为熟悉的电子秤重计的工作原理等，在介绍电感式传感器时可以先给大家介绍窃听器、拾音器等他们比较感兴趣的设备和比较感兴趣的话题。让学生比较直观地了解不同传感器的工作原理以及它的应用，让学生认识到，传感器在我们平时生活中随处可见，提高其学习的积极性。
三、结语
关键词：课程 教育衔接 中高职
根据《湖北省普通高等学校招生考试改革方案》，高职院校招生呈三足鼎立之势――即针对中等职业教育毕业生进行的对口单招、全国统一高考统招和单独招生三种招生方式并行。随着参加高考人数的逐年减少，今后相当长一段时间，中职类生源将成为高职院校的重要生源，并且招收人数将会越来越多。中高职教育衔接已经成为职业教育中的一个热点问题。当前中高职衔接工作的重点从整体设计、招生制度改革等外延式衔接逐渐转向专业建设、课程改革等内涵式建设。课程是教育教学工作的中心环节，是教师“教什么”和学生“学什么”的重要载体，是专业的细胞，也是中高职衔接的核心问题。
在欧美等发达国家和地区，职业教育相对发达。其职业教育课程衔接的研究于20世纪60年代就已经开展，已经形成了若干成功的职业教育课程衔接体系。如英国的单元衔接、层层递进课程体系，澳大利亚的培训包体系，法国的职教机构建立的分类衔接、课程紧扣方式，瑞士的划分职业技能类别、构建高等职业教育与高等教育并列的衔接模式，欧盟突出职业教育与培训的质量等方式，形成中高职对接的课程衔接方式。
在借鉴其他发达国家中高职课程衔接的基础上，我们认为，职业教育课程不仅要教给学生知识和技能，培养学生掌握专业知识的能力，更要培养学生自我学习的能力，中职教育主要培养经验层面的职业能力，高职主要培养策略层面能力。中高职课程衔接要处理好几个关系：一时适应性和针对性，二是规范性和创新性，三是稳定性和灵活性。即中高职课程衔接要基于岗位能力设置、中高职协调发展、能力递进式课程体系。以专业基础课程《工程光学》为例，进行教学改革。
（1）改变课时分配，增设物理基础课程，为后续光学、机械、电子类课程打下基础
针对中职类生源，将原来《工程光学》108课时包含几何光学60课时、物理光学48课时两个学期缩减90课时一个学期上，并在开设光学等专业基础课之前增加54课时基础物理课程，弥补学生在力学、光学、电学等方面知识的不足。
（2）编著新教材《工程光学基础》，注重与后续课程的衔接问题
《工程光学》课程最大特色就是内容丰富，既有基础理论教学，又有工程技术应用。由于激光、光机电、光电子等专业开设了多门光学课程，如激光工艺与设备、激光原理与技术等课程。所以在本课程讲授过程中，既要拓展相关原理的应用，又要注意把握内容的广度和深度，要注重与后续课程的衔接问题，避免重复。需要根据中职类生源的特点，选择出更典型、更系统的内容，对教学内容进行整合。
考虑到中职类生源特点，几何光学部分主要讲授：光路传播基本定律与物像概念、理想光学系统、平面系统、光束限制理论、典型的光学仪器。将光度学移至光电探测课程，而将像差类型与校正、像质评价、光学设计软件等内容在后移到《光学零件CAD与加工工艺》新课程中。这样既整合避免学生数学知识薄弱引起畏难情绪，有利于学生掌握几何光学的基本概念和理论，同时有利于避免内容的重复讲授。
物理光学部分主要讲授：光的干涉类型及应用、光的衍射及应用、光波的横波特性及偏振态。将有关光的辐射和吸收、导波光学、激光等内容移入到后续课程如激光原理与技术、光纤光学技术等中讲授。这样可以让教师能够集中时间和精力深入讲授物理光学的重点内容，使中职类学生达到“必需、够用”的光学水平。
基于上述理念，由武汉职业学院和我院牵头主编的《工程光学基础》教材于2012年出版，较好的适应高职院校光电类专业的教学需要。该教材已经作为武汉交通职业学院、中山火炬、湖南信息职业学院等多所高职院校的光电类专业教材。
（3）部分内容实现理实一体化教学，改进实验内容体系
在之前《工程光学》教学中，出现了实验课与理论课脱节、“两张皮”的情况，反映在以下几个方面：验证性实验与理论课教学相隔时间较长长，削弱了验证性实验对提高理论认识的作用；提高性实验经常安排在相应的理论课之前，无法起到理论指导实验的作用，容易造成实验失败；理论教学内容多，不利用好实验，就会出现课时紧张，结果不利于知识的深入学习。
考虑到中职类学生基础知识薄弱，持续听解理论课程效果欠佳等现状，应该尽量利用实验室资源进行的现场教学，如薄透镜的成像，我们将实验与理论结合起来，先通过实验学生分析和归纳出薄透镜成像规律，随后就在实验室讲薄透镜的成像理论。在理论课之前进行实验，可以节省理论教授时间。接着在理论课上，简短归纳相应的知识点即可达到升华提高。又如，在理论课上讲解了等倾干涉之后，紧接着进行迈克耳逊干涉仪实验，理论课上对条纹形状、疏密、产生、消失的调节和原理等有关知识进行学习，学生按照实验要求，就能较快完成实验。而在实验过程中，学生可能会发现新的现象，可以利用已有知识，进行分析与讨论，属于提高性实验。
（4）引入光学设计软件
计算机模拟仿真可以提高学生的动手能力和学习兴趣。例如可以利用 CATIA、 AutoCAD等通用软件绘制光学硬件系统，可以利用 Zemax、CODEV 等光学专业进行光线追迹，仿真光路，进一步利用这些软件可以进行光学设计。合理介绍这些软件系统可以弥补中职类生源学生理论水平的不足，符合其学习特点。同时，有利于拓宽学生就业面并提高其就业层次。
通过调研，我们选择目前在光学设计领域应用广泛的Zemax光学设计软件，于2012年指派老师赴成都、北京等地参加光研光学公司的Zemax光学设计软件中高级培训班，并于2013年冬邀请光研公司赴我院对光机电、激光等专业相关老师进行Zemax光学设计软件中高级培训。
（5）建立基于工学结合的光学零件加工工艺实训基地
工学结合的人才培养模式为培养光学加工专业人才提供了较好的途径，较好地解决企业难觅合适的专业人才、学生难就业的两难局面。为了让《工程光学》课程与实际岗位相联系，在华中科技大学曾昭宏教授的指导下，于2009年建成光学零件加工工艺实训室。在曾教授的指导下，首先对相关专业老师进行培训，并制定了采用平行光管放大率法测焦距、利用比较测角仪测量光学平板平行度、胶合对中仪调校、内圆切割机使用及下料、棱镜石膏上盘、光学零件开球面（平凸镜）、光学零件开球面（六倍光学放大镜）、平凸镜古典法磨抛工艺、六倍光学放大镜高速磨抛工艺、棱镜修角度等十个实训项目。
“光学零件加工工艺”实训室包含材料成型、粗磨实训室一间，古典磨抛室及检验室两间、高速磨抛室一间，占地约100余平米的车间，可以进行下料成型，平面镜、球面镜、棱镜等光学元件的粗磨、精磨、抛光，光学零件磨边、检测等工艺，可完成多个实践项目。
工学结合的人才培养模式，增加了实践与实训时间，拓宽学校与企业的联系，有利于形成企业与学校双赢的局面。
（6）注重工学结合校本教材建设
在工学结合校本教材编写中要注重与企业开发合作，遵循“学以致用、学以够用、内容先进、体系得当”的基本原则，以培养学生职业能力的主线，合理选择并组织好教材体系，使课程教学改革有据可依。以企业需求为依据，以实际工作任务为载体，以学生为中心进行课程设置与调整，力求教训内容有利于培养高素质技能型专门人才。
光学零件加工实训校本教材在2009年编写，主要是根据企业的员工内部资料改编。通过三四年的实际教学，部分内容针对校内设备和更先进的加工工艺进行了调整，并将光学设计内容整合到教材中，通过几番努力，2013年《光学零件CAD与加工工艺》教材终于出版了。
（7）通过学生竞赛，促进专业技能提高
以赛促学是在技能教学活动中，把学生必须掌握的基本技能通过参加相对应的技能竞赛，开展具有针对性的技能操作演练考核，培养学生实践能力，促使学生形成核心竞争力。
2013年，我院老师，通过改进并设计多功能迈克尔逊干涉仪，获得全国3D大赛三等奖。以光学设备为原型，通过光学设计软件为辅、机械设计为主的计算机软件，设计并改进光学器材，通过竞赛将学生积极性调动起来，促进学生专业技能培养。2014年校级技能节竞赛中，多个中职类生源学生在比赛中脱颖而出，展示自己专业技能，提高专业信心和学习兴趣。
中高职的课程衔接是一个系统工程，每一门课程可以根据中职类生源特点和学校条件，探索适合更好的教学形式。
参考文献：
[1] 朱雪梅. 我国中职与高职衔接研究述评[J]. 职业技术教育，2011（7）：24-27.
[2] 周凤华.中高职课程衔接： 来自东莞职业技术学院的个案研究[J]. 职教论坛，2012（7）：44-51.
[3] 刘培琴. 中高职教育课程衔接的研究与实践[J]. 成人教育，2013（2）：46-49.
[4] 荀莉.中高职课程衔接研究现状综述[J].职教论坛，2012，（13）.
[5] 郑霭娴，朱守锂.中高职衔接专业建设与课程改改[J].技术学术艺术，2012（6）：4-6.
[6]左希庆，吴国强.自动化技术专业群中高职课程衔接研究[J].湖州职业技术学院学报，2013（1）：40-43.
关键词： 偏光片；偏振光学；原理；制造；检验
中图分类号：TN949.199 文献标识码：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 偏光片制造技术的发展
偏光片自1938年发明以来，工艺原理和材料并无太大改变，在制造流程中染色、延伸、贴合、干燥等仍为主要步骤。近年来为适应大型化、车用以及中小尺寸等不同特殊化的需求，衍生出许多技术，并不断朝着高亮度化、多功能化及高附加价值等方向发展。偏光片发展最基本的目标是在维持高偏振度下增加光的透过率，目前而言，偏振度及透过率均已达到发展上限，接近理论值，因此低反射成为未来发展的方向。
1.1 偏光片技术
传统的碘素偏光片由多层膜压制而成，光学偏振性能优良，但耐热和耐湿热性能差，厚度不能小于200μm。液晶显示器正在向集成化和柔性化方向发展，这要求其组成元器件薄膜化，其中包括偏光片。新型偏光片的研究，特别是耐高温、耐湿热性能好的偏光片为研制热点，在保证偏振度的前提条件下，偏光片薄膜化并与纳米技术相结合已经引起人们的兴趣，美国Optiva公司正在这个方向进行研究。偏光片薄膜化将简化液晶屏的生产工艺，并使液晶屏集成化、薄膜化，进一步提高液晶显示器的稳定性和可靠性，降低液晶显示器的生产成本。由于要满足LCD显示器明亮和易识别等要求，偏光片需要尽可能高的透过率、偏振度等性能。为了满足不同地域、不同气候条件下器件的使用需要，必须提高偏光片的强度、耐持久性、耐湿和耐高温性能。可以预见，未来偏光片正在向轻量化及结构简单、耐湿热、耐高温以及薄膜化等方向发展。PVA及碘所构成的偏光膜长期以来都在偏光组件制造领域占有相当大的比例，为目前的主流产品。碘系偏光片生产技术的主要发展方向有以下几个方面。
1.1.1 原材料的性能提升
如PVA膜的均匀性、耐久性、光学稳定性等，日本Kurary公司和日本合成化学公司近年来都有大量专利涉及这一课题；TAC膜的透湿性和光学稳定性、尺寸稳定性等，日本富士胶卷、柯尼卡是这一领域研究最活跃的成员；其它辅助材料，如PVA胶粘剂、保护膜、离型膜、压敏胶等，近年来技术均有不同程度的提高，其最终目标都是从不同角度来提高偏光片的光学性能和耐久性能。
1.1.2 生产工艺的改良
作为偏光片生产工艺的主流湿法延伸，近年来也有新的进展。在PVA膜的澎润、染色效率的提升、固色及补色方法、干燥方式等方面均与湿法延伸的初期有了很大的变化。特别是延伸方式，采用的多段式延伸已应用于实际生产中，而结合干法延伸的“干、湿法延伸”技术也有专利报道，虽还没有应用于生产中，但所表现的综合优势相当吸引后来的偏光片生产者。目前，采用上述技术生产的偏光片，其偏振度及光透过率都相当接近理论值（偏振度100%、透过率50%），耐久性能也有明显提高。几乎所有偏光片生产厂家对此都投入了大量的力量，并获得了各自独特的核心技术。
1.1.3 染料系偏光技术
使用具有高二色性比的染料替代碘生产的偏光片，具有耐高温、高湿、耐光等特性，特别适合于恶劣环境下使用，如车载用、室外、投影仪等的LCD 显示器。但染料系偏光片的光学性能主要取决于所使用的染料的二色性，以及偏光片制备过程的工艺控制技术。目前，日本宝莱株式会社开发了具有高二色性比性能的染料，以及由此染料生产相应偏光片的控制技术，其产品在染料系偏光片领域占垄断地位。
1.2 偏光片的附加功能
近年来为适应液晶显示的大型化、车载以及中小尺寸等不同用途的要求，特别是要满足个性化显示效果的要求，在偏光片的制造过程中，通过选择特种材料、采用特殊工艺等方法，赋予了偏光片许多新的功能。为了满足各种需求，需要在原偏光片上贴附许多其它功能膜，这样就会出现偏光片变厚、透过率下降、工序复杂、成本上升等问题。因此，现在偏光片的发展趋势就是研究多功能膜，即将多种功能集于一身，使偏光片向薄膜化方向发展。
1.2.1 广视角功能
所谓广视角功能，就是要求液晶显示器在更大的视角范围内可以观察到画质基本不变的影像，以满足更多的、视角不同的观众。在偏光片上贴合一层光学补偿膜，可以对液晶在各视角产生的相位差做修正，从而提高画面的保真度。补偿膜的补偿原理，是将各种显示模式下液晶在各视角产生的相位差做修正，简言之，即是让液晶分子的双折射性质得到对称性的补偿。若要从其功能目的来区分，则可略分为单纯改变相位的位相差膜、色差补偿膜及视角扩大膜。补偿膜能降低液晶显示器暗态时的漏光量，并且在一定视角内能大幅提高影像的对比、色度与克服部分灰阶反转问题。为了达到这个目的，人们从两个方向进行了研究：（1）在原有的结构基础上通过附加几层光学补偿膜，即扭曲向列型加上光学补偿膜，有人将其称为补偿膜模式；（2）开发新的液晶驱动方式，如共面转换开关（IPS）模式、垂直取向（VA）模式和光学补偿弯曲（OCB）技术等，其中前二者已经实用化。不管是哪种广视角技术，都需要有各种光学补偿膜作配合，以达到更好的效果。
1.2.2 提高分辨率
为了更好地将画面真实再现，防止和避免内部或外部杂光的干扰，提高显示器的分辨率，在偏光片保护层三醋酸纤维素（TAC）上进行有针对性的表面处理，是目前研究的热门话题。主要的研究方向是防眩光处理、防划伤处理、抗反射/低反射处理、抗污处理等。
（1）防眩光处理
当光线被过度集中时，会使画面的清晰度下降，同时会使观看者产生视觉疲劳，即所谓的眩光。通过在偏光片保护膜材料表面形成细小的凹凸不平结构，就可以使光线形成散射，避免光线被过度集中。一般的处理方法有将SiO2等无机微粒子或有机微粒子等分散到粘合剂中，然后均匀地涂敷到TAC等基材上，或利用喷砂处理或腐蚀处理等使基体材料自身凸凹不平，或在膜表面进行压花处理，以形成精细的花纹。要实现抗眩功能，膜的表面粗糙度需在0.5～2μm范围内。若小于这个范围，就不能满足抗眩功能；而大于这个范围时，图像清晰度反而会下降，且常被外部光线白化。
（2）防划伤处理
防划伤处理或称表面硬化处理，液晶显示器表面在使用过程中会因为沾染灰尘等原因而需要擦拭，目前偏光片保护膜的表面硬度还比较低，擦拭次数一多，难免会产生许多擦痕和划伤，直接影响显示效果，特别是触摸式显示屏，产生划伤的几率就更大了。将保护膜表面涂覆上一层高硬度的高聚物，就可以加强偏光片表面硬度，以防止日常生活中无意的擦伤。一般情况下，偏光片的表面硬度要求为3H，日本富士胶卷开发了一种由丙烯酸聚合物、氨基甲酸脂聚合物、环氧聚合物和硅化合物制成的反射膜硬涂层。
（3）抗反射/低反射处理
在光线较强的外界环境下观看面板时，由于额外光线的反射会造成人眼所接受的光线过于强烈，影响观看效果。因此，需将偏光片做处理，以降低反射进入人眼的光线强度。防反射有两种方法，在基片上贴附一层或多层具有一定折射率的膜，利用从膜的上下两个界面反射回来的光所产生的相位差而发生相消干涉，或者在基片上贴附一层折射率呈梯度变化的膜，使基片与空气界面的折射率突变有一个过渡，也可达到防反射的目的。
（4）抗污处理
抗污处理是要减少膜的表面自由能，从而减小表面张力，使水、油等污渍在表面的粘力减小，使其容易去掉或不粘。在偏光片中一般不会有单独的抗污膜，它常常是在其它功能膜的基础上经过改进而赋予的附加功能。
1.3 增亮膜
为增加面板的亮度和节约能耗，可在偏光片中贴上增亮膜。目前实际使用的增亮膜为3M公司的DBEF与日东的PCF两种，此外还有台湾精迈科技发明的利用胆固醇液晶的CBEF增亮膜，但是尚未量产。当光通过下层偏光片时，有50%的光被吸收而浪费掉，而3M公司的DBEF就是将原本被吸收的50%偏振光重复利用。背光源发出的光可分解成偏振方向垂直的两束光线，分别称为P光和S光，该膜可允许P光通过，而将S光反射回来重复利用再变成P光和S光，如此反复循环可增加亮度至60%。
2 偏光片的市场分析
偏光片制造要求运用精密机械、光学和化工等技术，偏光片产业属于技术和资金密集型产业，因此技术含量在TFT-LCD面板零组件中也属要求较高者，加之偏光片工厂的建立需要较大的前期投入，这也在一定程度上造成偏光片较高的进入门槛。偏光片产业最早萌芽于日本，产品多应用于如手表和闹钟等低档的TN-LCD型单色显示器上。1999年5月我国台湾省第一家偏光板厂商力特光电投产，标志着日本厂商独占偏光片市场的时代结束，但力特的技术依然来源于日本厂商的授权。而韩国则于2000年开始进军TFT-LCD用偏光片市场，首家厂商LG化学于2000年3月量产。其后随着日本TFT-LCD工业的大发展，TFT-LCD型偏光片逐渐崭露头角。全球TFT-LCD用偏光片市场规模为数十亿美元，增长率超过20%。由于大尺寸面板市场仍持续增长，而且电视面板出货比重提高，预计偏光片市场产值将增长至50亿美元。
2.1 TFT-LCD面板出货量总体保持增长态势
据统计数据显示，中小尺寸显示器面板出货量近年来增长率为8%，达30亿片左右，盈收成长15%，达256亿美元。TFT面板占整个中小尺寸面板近60%的盈收，约154亿美元，其余部分则为TN、STN与OLED面板。但受全球经济增长放缓影响，现阶段液晶显示器生产行业和市场形势比较严峻。据统计数据显示，全球大尺寸面板出货量累计达5亿片水平，年增长率11%，其中笔记本电脑（NB）面板出货量年增长22%，LCD TV年增长20%。强劲的出货增长主要源于下游厂商对市场普遍持乐观看法，因此积极买入面板以备市场需求。
2.2 TFT-LCD面板价格及未来趋势分析
作为液晶显示器件的核心部件，液晶面板的价值占整个显示器件价值的65%左右，因此，液晶面板价格的走向也成为行业景气的风向标。当液晶面板价格平稳并保持微涨，则液晶产业处于景气循环上升。液晶电视面板的价格已趋于平稳，面板价格已接近面板厂的现金成本线。当市场上面板售价低于总成本时，表示面板厂正朝向亏损的方向迈进，未来的面板售价降幅将会非常有限。
2.3 偏光片价格及未来趋势分析
偏光片价格主要受供求关系和原材料价格影响，虽然现在受终端消费疲软、面板价格暴跌的影响，各尺寸偏光片价格有所下降，但平均降幅仅为4%左右，远远低于面板40%的降幅。因此，偏光片作为液晶面板中技术含量较高的核心原材料，受上游材料控制的影响，产品价格比较稳定，随着面板价格的企稳，而逐渐趋于平稳并成上升态势。
3 偏光片的行业现状
3.1 国家产业政策
信息产业部已经明确表示，中国将通过加强投资政策和技术政策的支持促进平板显示（FPD）产业的进一步发展，引导国内外企业和投资公司将更多的资金和资源投入到国内FPD产业的建设中，逐步形成完整的产业链。经国务院批准，国家财政部与国家税务总局于2005年3月联合了《关于扶持薄膜晶体管显示器产业发展税收优惠政策的通知》（财税[2005]15号），这表明我国已将产业重点定于大力扶持TFT-LCD产业。另外，中国电子信息振兴计划中，政府出资100亿美元推进液晶制造商的产业升级。同时，在国家发展与改革委员会、科学技术部、商务部、国家知识产权局2007年第6号令《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》中，已明确了偏光片项目属于信息类第16项的配套产品，是面板上游六大关键零组件材料之一。在国家发展改革委办公厅最新的文件——发改办高技[2009]299号《关于组织实施彩电产业战略转型产业化专项有关问题的通知》中的“（三）平板显示关键配套件及材料”部分，将偏光片列入了“六至八代TFT-LCD液晶面板配套件及材料：混合液晶材料、光学薄膜、玻璃基板、彩色滤光片、高精度光刻掩膜版及其基材、感光性电极浆料、平板显示用化学品、驱动IC、新型背光源、靶材等”中的光学薄膜类。
综上所述，偏光片项目符合国家光电产业政策，属于鼓励和扶持发展的产业项目。按照深圳市政府的规划，深圳将围绕液晶屏生产的相关产业，巩固和发展深圳作为彩电和计算机产业基地的地位，整合、带动显示器件上下游产业的发展，聚集起包括器件、电视机、控制芯片等产业群。平板显示产业是深圳市重点发展产业之一，也是国家及广东省大力支持鼓励发展的产业。2005年以来深圳市政府工作报告中均把发展包括平板显示产业在内的高新技术项目作为今后工业发展的重点，同时，正在制定的深圳“十二五战略规划”和“十二五科学与技术发展规划”等重要发展战略中均将该产业列为重点扶持发展对象。偏光片作为平板显示的上游产品，是平板显示产业链中的重要一环，大力发展偏光片产业有助于完善深圳市液晶显示产业链，将有力配合深圳市打造亚洲平板显示重镇。所以，大力发展偏光片产业符合国家和深圳市的产业政策，可以获得政府政策的大力支持。从平板显示产业在国民经济建设中的地位与作用来看，其巨大的产业链和应用市场将成为继半导体和汽车产业之后全球第三个经济增长点，笔记本电脑、显示器和液晶电视是目前TFT-LCD发展的主流产品。中国大陆各偏光片生产企业现仅能生产TN-LCD和少量STN-LCD用偏光片产品，难以满足LCD产业发展的要求。偏光片生产企业必须增加产品品种，生产出各类高端的TFT-LCD用偏光片，这将会大大提高企业持续发展的能力。目前，偏光片（特别是TFT-LCD型偏光片）的生产技术已经相当成熟，更因为在此次波及全球的金融危机冲击下，偏光片生产及市场发生了明显的变化，相关的核心技术随着人员的流动而逐步对外扩散，对核心技术的垄断与封锁局面正在被打破。中国的偏光片行业正是要抓住这个时机，吸纳这些人才，获取核心技术，迅速成长和壮大，在偏光片行业这个新的世界市场格局中抢占自己的领地。有国家相关优惠政策的大力支持，有地方政府相关配套政策的大力扶持，有良好的市场及外部环境的机遇，加上我们自身艰苦创业的传统，中国偏光片行业已经迎来了腾飞的春天。
3.2 偏光片产业国内外发展状况
3.2.1 TFT-LCD产业
影响TFT-LCD产业发展最为关键的是液晶电视（LCD TV）用面板市场，随着LCD TV市场的升温，大型TFT-LCD面板的需求也将逐渐提升，将带动大尺寸（宽幅）偏光片市场的急剧扩大。
平板显示（flat panel display，FPD）是信息社会的支柱产业之一，近年来各种平板显示器件随着生产技术的不断提高已进入加速发展时期，其中液晶显示器市场约占整个平板显示器市场份额的80%以上，居于绝对优势地位。2002年液晶显示器的销售额就已超过阴极射线管显示器（CRT），成为世界上最大的显示器产业，其上下游产业发展正处于快速增长期，具有很大的投资价值。液晶显示器以低耗、重量轻、应用广等优点，已应用于电视、电脑显示器、笔记本电脑、掌上电脑、摄像机、游戏机、移动显示（汽车、飞机等）、手机和其它显示器件等产品，产量和销量近年来呈不断上升趋势。液晶显示器中占主导地位的是薄膜晶体管液晶显示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD），由于具有轻、薄、低辐射、环保等优点，因而广泛应用于笔记本电脑、液晶电视、电脑显示器等大尺寸产品方面，而且在新一代移动电话、各类数字多媒体产品以及特殊专业应用等众多领域也获得广泛应用。目前，TFT-LCD已成为当今新型薄型显示技术的主流发展方向，也是未来20年内电子信息产业增长的核心动力。
TFT-LCD产业涉及半导体、光学、微电子、高分子材料、精密机械、化工等众多高科技领域，上下游所需技术层面广泛，产品技术和工艺水平要求相对较高，产业链也相对较长，所以很少有制造商能自行完成从材料到成品的生产，因此，各领域分工明显。随着TFT-LCD产业的飞速发展，将会带动玻璃基板、ITO导电玻璃、液晶材料、彩色滤光片、背光源组件、偏光片、驱动IC等上游产业发展，同时拉动笔记本电脑、台式显示器、液晶电视、车载导航系统、PDA及移动电话等下游产业的进步。TFT-LCD产业不仅对相关市场有着巨大的拉动力，还将极大地拉动微电子、光电子、材料、装备等产业技术全面升级和进步。TFT-LCD产业近年来一直是全球的投资热点，领跑者是日本、韩国和中国台湾。现在中国大陆已经投产了深圳华星光电、南京熊猫、北京京东方等多家大尺寸面板厂，正在彻底解决面板供货国产化问题。
3.2.2 偏光片产业
偏光片是液晶面板关键零部件，是目前业界投资最为热门的行业之一，其成本约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术一直被日本、韩国、中国台湾等国家和地区所垄断，大陆生产偏光片的企业尚少，而且主要产品为TN/STN型产品。目前大陆上马的LCD生产线多为TFT型，相应的TFT型偏光片的市场缺口大，大部分产品主要依赖进口，极大影响了我国液晶产品的竞争力。因而发展偏光片项目对完善我国液晶上游产业链，降低产品成本，提高市场竞争力有着重要意义。
目前，偏光片主要生产厂商共有6家，其中日本4家，韩国和台湾各1家。全球LCD偏光片产能占有率，日东电工为35%，力特光电为20%，住友化学与LG化学分别为13%左右，日商三力为8～9%。另外，新兴的偏光片厂商如CMEL、Skypolar、Daxon及ACE Digitech等则陆续在2006年起量产进入市场。日东电工在大尺寸（桌面显示器和液晶电视）中比较强，住友化学在中小尺寸（车载、手机）方面有优势。在中国大陆，偏光片的生产厂商已经有温州侨业、深圳盛波、深圳富鸿电子、深圳三利谱、苏州达信等多家公司，但这多数公司由于生产线及工艺技术落后，只能生产低档的TN-LCD型偏光片，不能生产高档的TFT-LCD偏光片产品。2011年10月，深圳三利谱公司国内首条宽幅（1,490mm）TFT-LCD型偏光片生产线投产，打破国内没有高档偏光片的局面。
垂直整合重要关键零组件已成为面板制造商降低材料成本的最佳策略，为了获得更低的战略成本，面板厂采用策略投资进军偏光板市场已成为必然趋势。如LPL及Samsung分别投资LG Chemical及Ace Digitech，以供应自己所需的偏光片，并采取低价策略进攻其它国家市场。过去偏光片市场由少数厂商所寡占，偏光片价格稳定，但随着LCD TV市场兴起造成的庞大商机，为了避免缺货的危机以及配合面板厂降价方向，面板厂都开始内制偏光片，似乎面板厂投入偏光片制作已是一种趋势，但其产能相对于偏光片大厂仍相去甚远。
偏光片是TFT-LCD面板零部件材料中技术含量较高的一种，其性能对LCD关键指标有着重要影响。偏光片制造过程中运用精密机械、光学、高分子和化工等多门类技术，制造难度较大，项目建设需要较大的前期投入，这也就使得国内外偏光片生产厂家不多，中国大陆TFT-LCD用偏光片主要依赖境外进口。国内液晶材料、ITO玻璃、背光模组、彩色滤光片、偏光片等上游关键零部件的配套能力亟需加强，只有掌握了上游产品的生产，中国大陆平板显示产业才能持续健康的发展。
美国次贷危机从金融行业开始，波及实体经济，进而引发全球性的经济危机，尽管各国政府纷纷出台各种措施救市，但2009年以来经济危机愈演愈烈，人们对经济前景十分担忧，导致整体市场消费能力大幅下降。液晶显示行业也受到大环境影响，相当部分液晶面板厂商和偏光片厂商为了顺利度过寒冬，实施降价清理库存回收现金，短期内对市场价格体系造成了巨大冲击。从供货商出货面积来看，日东电工以32.68%的市占率维持市场第一的位置，LG化学以16.6%的市占率排名第二，排名第三的是住友化学。
3.2.3 全球TFT-LCD用偏光片与模组生产线的配比情况
截至2008年底，全球共有中小尺寸面板生产线47条，可年产980万m2。按规格划分，1代线1条，2～2.5代线11条，3～3.5代线20条，4～4.5代线15条。按地区划分，中国大陆6条，韩国7条，日本16条，中国台湾18条。截至2008年底，全球共有大尺寸TFT-LCD面板生产线30条，可年产79.36百万m2。按规格划分，5～5.5代线17条，6代线6条，7～7.5代线4条，8～8.5代线3条。按地区划分，日本拥有3条大尺寸TFT-LCD面板生产线，中国大陆6条，韩国9条，中国台湾14条。2008年上半年基于对市场前景的看好，面板制造商提出了扩产计划，致使全球TFT-LCD设备资本支出在2008年创出历史新高，超过130亿美元。但受面板价格快速下跌、低产能利用率及全球经济持续低迷等因素影响，原拟订的扩厂计划纷纷推迟。
现阶段全球有超过15家偏光片生产商，主要集中在日本、中国台湾和韩国。中国大陆有5家偏光片生产企业，主要生产TN和STN型偏光片，其中三利谱公司生产TFT-LCD用偏光片。目前，全球共有偏光片生产线81条，2008年产能4.06亿m2。
2007～2008年新建的TFT-LCD用偏光片生产线9条，2007年新增产能3,088万m2，2008年新增2,732万m2。目前正在建设中，计划2009～2010年量产的生产线5条，2009年可实现新增产能5,225万m2，2010年新增2,525万m2。由于面板制造商在2008年第三季度开始减产，致使偏光片制造商在2008年下半年开始出现供过于求。相当部分偏光片制造商的生产效率2008年第四季度仅为50%。但随着库存的逐步消化及时间的推移，需求与供给将逐渐达到平衡，产能将逐步增长。预计偏光片市场供应过剩的局面从2009年第二季度开始将会有所好转。
2009年2月，中国电子信息振兴计划的出台，政府出资100亿美元推进液晶制造商的产业升级，将会加速龙腾光电、上广电、京东方、华星光电、南京熊猫等面板制造商扩产计划的实施，并且随着全球经济的复苏，消费者信心的恢复，经济重新进入繁荣，面板厂原订扩产计划的实施，都将加大对偏光片的需求。因此，未来仍将形成偏光片供不应求的局面。如以目前中国拥有CRT电视机4.2亿台，在2015年之前全部换成平板电视机（《2008～2009年中国平板电视消费白皮书》），其中75%更换为TFT-LCD，平均30英寸液晶电视机为例，通过计算，如果全部采用国产偏光片，仅此一项就需要1,330mm幅宽的偏光片生产线9.2条。如果综合考虑偏光片所涉及的各个领域，保守估计中国大陆偏光片设备需求量12～15台（1,330mm幅宽）。
4 偏光片行业的产学研
偏光片生产技术是集高分子材料技术、微电子技术、光电技术、薄膜技术、高纯技术及计算机控制技术等多种应用技术发展的结晶。当前，国内偏光片与国际先进水平比较，存在产能小、品质不稳定、技术更新较慢、产品档次较低、一般只能做中低端的扭曲向列和STN产品，以及利润较低等现实问题。另外，所有偏光片生产所需的原材料基本上都依赖日本进口。
根据国内外偏光片产业与研究的现状，进行偏光片研究，应当注意以下几个方面：（1）偏光片行业在国际上是一个相当闭塞和技术封锁的行业，如一切都从头开始，则研究周期较长，并且难以切中技术研发与产业发展前沿。因此，在开始研究之前，一定要做好充分的调研工作，以避免低层次重复研发和知识产权纠纷。（2）偏光片研发的关键点在于原材料的制备，这也是日本企业控制整个产业的所凭借的重点。因此，需要大力发展有机高分子化工合成技术，研究偏光片用关键材料（如PVA、TAC、PE及各种粘接剂组分等的制备技术。（3）原偏光片的制备工艺非常成熟，性能提升空间小、难度大。而现在平板显示器对偏光片的功能要求越来越多，如提高对比度、增加亮度、抗高温高湿、耐光、吸紫外光、防反射等，根据使用场合的不同而不同。因此我们可以在吸收消化他人基础技术的同时，把重点放在实现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。综上所述，偏光片的制造需要一个复杂的工艺过程，从聚合物的合成、精制、用流延法制成厚膜、拉伸、染色、固色、干燥、涂内保护膜，到压敏胶的制造、涂胶、贴合外保护膜，得到多层结构的偏光片需要十几道工序。为了确保偏光片的质量，国外采用了微机控制的全自动化连续生产工艺，生产车间为全封闭式洁净车间。
偏光片是一种光学功能膜，它是一种高技术和高附加值产品。近几年来，光学功能膜已发展成为一种新型产业，如除了偏光片外还有补偿膜增亮膜等，因为这种膜的生产涉及了化学、光学、机械设备、计算机及自动化控制等许多问题。偏光片企业需要偏振光学、液晶物理、高分子化工、自动化控制、机械等专业的研究生和本科生，年需求研究生数十人，本科生数百人。LCD产业年需求研究生数百人，本科生数千人。
现在国内很多学校在办液晶显示相关专业，除河北工业大学之外，陕西科技大学电气与电子工程学院十年来为液晶行业输送了大量本科生。西安交通大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京交通大学、电子科技大学等学校都是液晶显示器公司愿意前往做校园招聘的地方。北京交通大学和东南大学都有显示技术中心，上海复旦大学和上海大学也都新建立了平板显示中心，电子科技大学光电信息学院、四川大学高分子科学与工程学院、北京科技大学材料学院、北京大学工学院、华东理工大学理学院物理系，都在培养液晶科学方向研究生和本科生，但是仍然不能满足液晶行业的需求。虽然国内高校中有光学专业和有机化学、工程光学专业和高分子化工专业的不在少数，但偏光片企业需要的偏振光学和高分子化工等专业培养的高水平人才仍然十分稀缺。这种人才的培养是相关企业、研究院所和高校都应关注的问题，通过建立产学研基地，渴望得到一定程度的解决。
另外，传统光学教材和高分子化工教材等对于偏光片的描述都很少，也没有偏光片方面的专业教材和专著。现在国内偏光片产业发展壮大，从业人员增多，相关原理、原材料、工艺技术、新应用等专利层出不穷，有待于偏光片生产和研究一线的专家做出奉献，编辑出版相应的教材，对于偏光片行业具有很重要的意义。
参考文献
[1] 傅思镜，全志义. 二向色性与彩色偏振片制作研究[J]. 物理实验，1987年2月，第7卷第1期，27-28.
[2] 刘学英. 液晶显示装置用偏光片[J]. 化工新型材料，1993年第7期，1-4.
[3] 谢书伟. 偏振片及其用途[J]. 感光材料，1997年第2期，44-46.
[4] 邢德林. 薄膜偏振片的制备和应用[J]. 工程塑科应用，1998年第2期，30-33.
[5] 李 乐，李建峰，范炳生，蒋英渠. 反射式胆甾相液晶偏振片及其应用[J]. 现代显示，总第18期，1998年第4期，29-36.
[6] 任洪文，宣 丽，闫 石，黄锡珉. 光散射液晶偏振片电光特性的研究[J]. 液晶与显示，2000年9月，第15卷第3期，178-184.
[7] 邱爱萍. 液晶显示器偏光片生产技术的引进[J]. 机电工程技术，2003年第6期，78-79
[8] Ichiro Amimori, Nikolai V. Priezjev, Robert A. Pelcovits, Gregory P. Crawford. Optomechanical properties of stretched polymer dispersed liquid crystal films for scattering polarizer applications[J]. Journal of Applied Physics, Vol. 93, No. 6, 15 March, 2003, 3248-3251.
[9] 龚建勋，刘正义，邱万奇. 偏振片研究进展[J]. 液晶与显示，2004年8月，第19卷第4期，259-264.
[10] 文尚胜，莫文贞，文 斐，彭俊彪. 薄膜晶体管液晶显示器用偏光片技术研究进展[J]. 半导体光电，2007年12月第28卷第6期，751-756.
[11] 祝玉华，王贺清，石凤良. 人造偏振片的发明与立体电影的发展[J]. 中国现代教育装备，2008年第9期，总第67期，158-159.
[12] 徐世颖. 浅谈TFT- LCD 产品用偏光片技术与发展趋势[J]. 现代显示，2010年9月，总第116期，25-31.
[13] 韩国志，邵 晔，徐 华，顾忠泽. 基于定向电纺纤维膜的可调制偏振片的制备[C]. 高等学校化学学报，2009年1月，Vol. 30，No. 1，185-190.
[14] 范志新，韦卫星，何燕和. 剪切聚合物分散液晶散射偏光特性[J]. 光学技术，2011年1月，第37卷第1期，71-75.
[15] 李景华等编. 物理学词典（上册）. 北京：科学出版社，1988年.
[16] 日本学术振兴会第142委员会编，黄锡珉等译. 液晶器件手册[M]. 北京：航空工业出版社，1992年8月，271-282.
[17] 师昌绪主编. 材料大辞典[M]. 北京：化学工业出版社，1994年3月.
[18] 赵凯华. 光学[M]. 北京：高等教育出版社，2004年11月，270-333.
[19] 王新久. 液晶光学和液晶显示[M]. 北京：科学出版社，2006年2月，395-398.
[20] 田 芊，廖延彪，孙利群. 工程光学[M]. 北京：清华大学出版社，2006年5月，281-325.
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着眼一流 择优从师
国家送出门，修行在自己。首先，能动的适应能力、自主学习能力和积极主动的学术厶本文作者(二排右三)和学生学者在一起。参与意识、沟通能力是出国留学收效多寡的重要因素，由于留学人员在国外的时间是短暂的，只有迅速适应、融入环境，才能尽快进入状态，由于留学人员的特殊身份，导师对其“管理”非常松散，如果不主动有效与导师沟通，将事倍功半。其次，着眼一流，择优从师，华人、白人教授兼顾，不圊于华人教授范围，勇于“攀附”多学科职称集一身的教授，在重点与指定导师联系的同时，积极与相关学科导师建立联系，形成导师群是重要的外因条件。最后，立足课题，重视寻机积极参与小组讨论，是催发灵感、有所发现、创新，突破的重要机遇。
除此之外，我留学人员在做好自身课题研究之余，应一身二任，利用境外定点深造有利条件，帮助派出单位与进修校建立校际深度交流合作关系。近年来，我们注意发挥我领区高访学者作用，推动其在加州理工学院、加州大学洛杉矶分校等深造的高访学者与国内派出高校建立强强合作和实质性项目交流，取得了较好的效果。
关键词：本科生教学 创新性课程 实践环节 创新思维 实践能力
中图分类号：G649.21 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0016-02
通过教育教学培养人才是高等院校基本职能中最为核心的部分，而本科生教学又是高等教育中的基础与核心环节；因此，探索适应现代社会发展的教学模式和教学方法新教学方法一直是教育学领域的研究热点[1～6]。近年来，我校也一直在积极探索适应现代教育的授课新模式。自2006年秋季学期开始，我校在本科生教学中专门开设了一类“创新研修课”，该类课程的开设在提高学生科学研究兴趣、激发创造激情、培养创新与创造能力等方面发挥了重要作用。本文将从课程的性质与目的、开设条件、教学方法、授课内容、成绩评定等几个方面详细介绍该创新性课程。
1 创新性课程的性质与目的
本校开设的“创新研修课”由在学术领域取得突出科研成果的各学科高水平教师（一般为教授）根据个人国际前沿研究成果为基础而设立，属于全校公共选修课，采用小班授课模式，突出实践环节的重要性，鼓励学生主动思考和创新，考核评价指标以学生的创新能力和实验成果为主。
该创新研修课的开设以适应当前国际科学与技术的不断发展、推动教学知识体系的更新、激发学生的创新思维和动手能力、丰富本科教学授课模式为基本目的；可充分发挥学校的科研优势对本科教学的促进作用，实现科研与教学的良好结合和相互促进，开拓学生的学术视野和创新思维，对拔尖人才培养具有积极的推进作用。
2 创新性课程的开设条件
（1）主讲教师由各学科在科研领域取得突出学术成果的高水平教师担任，一般应具有教授职称。
（2）课程主题应结合主讲教师自身的主要科研方向，并应具有国际前沿性，要求主讲教师在该领域具有丰富的学术成果积累。
（3）对授课主题不做具体限制，采取个人申报、学校审批、择优资助立项的开设模式。
（4）该课程授课内容以理论授课为基础，以实践授课环节为主体。
（5）设置专项课程基金，用于实践环节中实验平台的搭建，采取定期验收模式对课程开设效果进行跟踪。
3 教学方法改革
（1）首次采取了双向选择的选课模式，先由全校本科生根据自己兴趣选择具体课程，对专业不做具体限定，然后由各个课程负责老师对学生的前期基础知识进行初步的测试，最终确定上课名单。
（2）采用小班制教学，10人以下小课堂授课，保证师生之间的充分沟通和交流，给予每个学生充分的动手实践机会。
（3）采用引导式、互动式、讨论式、研究式和实践式的教学方法取代传统填鸭式教学方法。
（4）对应创新研修课，在本科生培养大纲中设定专门的创新学分。
4 授课内容的规划
本校所开设的创新研修课的特色之处在于选择了国际前沿性研究课题，以理论授课为基础、以实践授课环节为主体来进行授课。结合《压电超声驱动技术》（主讲人：陈维山、刘英想）这一门创新研修课来进行具体说明。
压电超声驱动技术是近三十年来才逐渐发展并走向成熟的一种新型精密驱动技术，与电磁驱动技术相比具有结构简单、设计灵活、输出力矩/推力大、功率密度高、定位精度高、断电自锁、无电磁干扰、易于实现直线和多自由度驱动等突出优点；目前已经在航空航天、超精密机床、光学精密工程以及数码相机等领域得到了初步的应用。作者所在课题组自1991年开始展开在压电超声驱动技术领域的研究工作，经过二十多年的发展，积累了丰富和研究成果。
基于压电驱动技术的突出优点和我们所积累的研究成果，经过个人申请、学校评审立项，开设了《压电超声驱动技术》这一创新研修课，课程共计20学时，其中理论授课8学时，实践环节12学时：
（1）授课部分主要内容包括：压电超声驱动器的基本致动原理，压电超声驱动器的特点，压电效应、压电陶瓷材料的基本特性、压电超声驱动技术领域的国内外研究现状、压电超声驱动器的应用现状、压电超声驱动器的分类、行波超声驱动器基本构型及工作原理、驻波超声驱动器基本构型及工作原理、复合振动模态超声驱动器基本构型及工作原理、压电金属复合梁式超声驱动器领域最新研究成果、压电超声驱动器设计实例。该部分理论授课的核心目标是要建立学生对压电超声驱动技术的基本认识，了解其工作原理与设计过程。
（2）实践环节部分：共计设置了正压电效应观察、逆压电效应观察、压电超声驱动器制作、压电超声驱动器阻抗特性测试、压电超声驱动器振动特性测试、压电超声驱动器热耦合特性测试、压电超声驱动器机械输出特性测试共计7个实验。该部分实践授课的核心目标是要通过实际制作压电超声驱动器并完成各项测试来加深学生对压电驱动技术的理解，培养学生的创新思维和动手实践能力。
5 成绩评定方法
我校创新研修课的考核评价并没有采用传统的试卷考核模式，而是采用了实验成果、实验报告为主，学术报告、设计报告为辅的评定模式，重点是要考核学生的创新能力和实验成果。传统的试卷考核模式虽然在目前的高等教育中仍旧是最为主流的一种考核方式，但存在考试功能单一、评价错位、实践能力考查弱、重分数轻能力等不足。鉴于我校所开设的该类创新性课程择了国际前沿性研究方向为基本授课内容，而且是面对本科生进行开设，课程基本的目的定位于建立学生对于该课程所涉及的研究方向的基本认识；而且，该类课程中实践环节相对理论授课环节占据比重要大。因此，该类课程以考察学生的实验成果和动手实践能力为主，这种考核方式也有利于激发学生的积极性和创新意识。
6 结语
几年来的授课效果表明：我校所开设的这一类创新性课程可以极大的调动学生的积极性，有利于培养学生的创新思维和动手实践能力，便于激发本科生对各个学科的前沿研究方向的求知欲，也使得师生之间可以近距离的实时沟通，该类创新性课程已经逐渐成为我校本科生教学环节中最受欢迎的一类课程。因此，我校所开设的创新研修课探索出了一种适用于本科生教学的新模式，值得各高等院校进行借鉴。希望这种授课模式逐渐成为各个高等院校本科教学模式发展的一个新方向。
参考文献
[1] 王树国.关于一流大学拔尖人才培养模式的思考[J].中国高等教育，2011（2）：9-11.
[2] 杨叔子.文化的全面教育人才的拔尖创新[J].学位与研究生教育，2005（10）：1-5.
[3] 单小彪，黄文涛，王丽丽.基于项目学习的本科教学实践与经验[J].中国校外教育，2012（9）：68-69.
[4] 刘儒德.用“基于问题学习”模式改革本科生教学的一项行动研究[J].高等师范教育研究，2002（3）：49-54.
关键词：模拟实验；平面检校；仿射变换；核线约束；光束法平差
1 概述
模拟实验隶属于岩石力学实验模拟技术，该技术大多数用于对模拟岩土工程中部分工程结构进行研究。模拟实验物理模型是在室内用某种人工材料，根据相似原理做成相似模型，在进行模拟实验时，通常多采用缩小比例或放大比例来制作模型；然后借助测试仪表观测模型内力学参数及其分布规律，通过对模型上应力、应变的观测来认识与判断原型（模拟实体）上所发生的力学现象和应力-应变的变化规律，以便为岩土工程设计和施工方案的选择提供依据，从而解决实际生产问题。本文以模拟实验物理模型为研究对象，近景摄影测量方法为量测手段，研究模型在地下开采作用下的岩层变形情况。
2 近景摄影测量下的三维重建
根据本文提出的方法量测模拟实验物理模型上监测点的三维坐标，需要提供的原始数据有：影像的内、外方位元素，控制点像方、物方坐标，监测点像方坐标。
2.1相机检校
相机检校是检查和校正摄影机（摄像机）内方位元素和光学畸变参数的过程，它是从二维图像获取三维信息必不可少的步骤。数码相机检校的目的是恢复每张影像光束的正确位置，即利用内方位元素恢复摄影中心与像片间的相对关系。
2.2 像点提取
控制点均匀布置在物理模型周围框架，监测点均匀布置在模拟煤层上覆岩层表面，三维重建前需要在影像上提取其对应的像点坐标，为后续光束法平差做准备。像点的提取、识别大致分为以下步骤：①预处理：包括二值化，边缘提取；②聚类；③识别基准点；④识别编码点。
2.3 基于单位四元数的空间后方交会
空间后方交会是利用一定数量的地面点和对应的像点计算影像的外方位元素，传统空间后方交会仅能处理小倾角影像，但本次实验所采集的影像，影像倾角保持在45°范围左右，因此将单位四元数引入后方交会中。
2.4 同名点匹配
同名点匹配是确定物方点在不同像片上对应的同名像点，它是实现摄影测量自动化的关键技术之一。本文采用回光反射标志作为监测点，各监测点的图像具有基本一致的灰度分布规律，采用基于灰度相关的匹配算法难以实现其自动匹配。因此，本文采用同名像点间的空间几何关系完成像点的自动匹配。
2.4.1 仿射变换
仿射变换可以计算出各监测点物方坐标的近似值，从而实现像点坐标粗定位。
2.4.2 核线约束
核线约束是解决摄影测量同名像点匹配的重要约束条件。物方点和立体像对的投影中心构成核面，核面和各像平面的交线为核线，同名像点在其对应的核线上。理论上有两张影像即可进行同名点匹配，为了确保匹配的准确性，本文以三张影像为一组进行匹配。利用核线约束完成同名点匹配。
2.5 光束法平差
光束法平差以共线条件方程为基本数学模型，经线性化后，给未知数赋初值，再利用最小二乘法原理进行计算。
2.6 实验流程
①布置控制点、监测点。在模型的竖直表面上布置275个监测点，共11行，每行25个点；在模型的框架表面上布置19个控制点。
②控制测量。控制测量的目的是为后续处理提供必要的控制点，可利用全站仪逐点进行高精度测量。
③获取影像。在物理模型前方不同角度处拍摄不同开采时段的影像。
④平面检校。除物理模型外，实验中还需拍摄检校模版，对所得的模版影像进行平面检校，得到相机的内方位元素及畸变参数。
⑤像点识别、提取。本次实验采用回光反射标志，同时对相机进行调整，使得到的影像类似于二值影像，便于监测点和控制点的识别、提取。
⑥基于单位四元数的空间后方交会。根据物方控制点，利用空间后方交会解算实验中所用到的影像的外方位元素，为后续光束法平差提供初值。
⑦同名点匹配。利用光束法平差计算点的物方坐标时，至少需要两张影像进行交会解算，因此对同一时段的影像进行匹配处理。
⑧光束法平差。利用上述步骤得到的数据，根据光束法平差原理，解算监测点的物方坐标。
⑨成果输出。将计算得到的同一时段的物方坐标输入MATLAB软件中，以坐标系的方式输出，与实验前各点坐标作对比，各监测点的位移用箭头表示。
3 实验结果与分析
3.1 实验概况
本文以东峡煤矿急倾斜综放开采技术相似模拟实验为研究对象，模型比例尺为1：200，模型长3m、高1.5cm、厚0.2cm。在模型竖直表面按设计要求均匀布置275个监测点，用来反映模型在开采过程的变形情况，共11行，每行25个点。在钢结构框架上布置19个控制点，点位位置在实验过程中不发生变化，作为不动点使用。坐标原点定于物理模型左下角，水平向右为X轴，竖直向上为Y轴，垂直模型向里方向为Z轴。数码相机为佳能600D，使用50mm变焦镜头，影像分辨率为5184×3456，COMS尺寸为22.3mm×14.9mm。
按照设计步骤，在模型竖直表面依次从上煤层和下煤层逐次进行开采，首先从上煤层左侧开始，自开切眼位置每次推进2cm，至模型中段时，上煤层停止开采；接着，从下煤层左侧开始，自开切眼位置每次推进5cm；接近上煤层开采位置时，再从上煤层右侧开采，直至上煤层开采完成，最后进行下煤层后半段的开采工作，每次开采结束后，即可获取一组序列影像。物理模型如图1所示。
图1 模型开挖前影像
3.2 变形分析
根据上述开采过程完成实验，通过观测煤层上覆岩层的大致变形情况可看出，岩层位移规律性强，各监测点的变形方向都指向采空区，从采空区中间往两侧，竖直位移量逐渐减小，采空区从上到下竖直和水平位移量逐渐增大。
图2至图5分别是上煤层距左边开切眼90cm、128cm时各点的位移量，下煤层距左边开切眼95cm时各点的位移量及开采完成后各点的位移量。这四组图片中，左侧图片是本文提出算法的计算成果，右侧是郑州辰维科技股份有限公司研发的工业摄影测量软件的计算结果。经对比，本次实验计算结果符合实际变形情况，基本反映因地下开采所引起的地表变形和破坏特征。
4 结论
①与传统测量方法相比较，本文提出的测量手段有明显优势：首先，它是一种非接触式的测量手段；其次，它可实现实时快速的获取测量结果，节省大量工作量，同时自动化程度也有了明显提高；最后，它是一种高精度的量测方法，以严密的平差作为约束条件，可以实现点位高精度量测，并且在平差计算过程中，测区内部精度均匀。这种方法尤其适合待测点数目众多的情况。
②实验过程中，物理模型岩层位移规律性强，实验的解算结果与开采过程中出现的现象吻合。实验结果可以反映东峡煤矿地下开采引起的岩层变形，对实际工作中的生产安全有重要的指导作用。
参考文献：
[1]李晓红.岩石力学实验模拟技术[M].北京：科学出版社，2007.
[2]李欣，陈从新，王兴玲.多重交向摄影用于矿山相似性材料物理模型变形测量[J].武汉：武汉大学学报・信息科学版，2012.
[3]冯其强，李广云，李宗春.数字工业摄影测量技术及应用[M].北京：测绘出版社，2013.
[关键词]材料物理；专业特色；学科平台
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0112-02
武汉工程大学材料物理专业于1999年筹建，2000年开始招生，2010年成为首批入选 “湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划”的专业之一。在10多年的建设中，学校坚持“加强基础，拓宽口径，重视实践，培养能力”的建设思路，充分突出专业特色，努力提高办学水平和人才培养质量，现专业建设已经步入良性发展阶段。总结专业建设过程中的一些经验与教训，可以为专业今后更好地发展提供借鉴。
一、专业建设要体现特色
1998年，教育部颁布新的本科专业目录，材料物理为新设置的专业，是物理学与材料科学的一个交叉学科，属材料科学与工程一级学科。许多高校将相近的专业，如金属物理、材料科学、应用物理等专业改名为材料物理专业。这样虽然专业名称相同，但专业的内涵并不完全相同。发挥各自的优势和特色是各校专业建设的重点。这就要求各高校既要在大专业的口径下对人才进行全面培养，又要把各自原有的特色发扬光大。[1] [2]1999年武汉工程大学（以下简称“我校”）申报材料物理专业，其中就面临着专业如何建设、如何和其他高校差异化培养人才、如何体现特色等一系列问题。走访已有专业的知名高校，吸收他们成功的办学经验，既可以为我们提供借鉴，也能避免和这些知名高校的同质竞争。通过调查我们发现，当时国内材料物理专业基本上都是由同类专业转变名称而来，其仍然延续原来的办学方向，大部分还是以服务于传统产业为主。
根据调研结果，结合我国正处于经济转型时期，新材料、新产业正不断出现的实际情况，我校材料物理专业选择在学校“等离子体化学与新材料重点实验室”建设发展的基础上，以等离子体技术和薄膜材料为特色，服务于新型产业，实现差异化培养，避免同质竞争，为后续发展提供发展空间。
二、专业建设依靠一个学科平台，背靠一个行业
国内专业设置一般有两种情况，一类是先有学科，在学科建设的基础上进行专业建设，专业发展后劲足。一些名牌高校学科建设基础好，师资和实验条件也比较好，基本是按这种模式建设。另一类是先有专业，然后进行学科建设，很多新办高校都属于这种情况。这就存在许多问题。首先是师资力量缺乏，特别是高层次师资缺乏，其现有师资基本上是从不同专业转岗而来。其次，专业实验室尚未建立，实验资源匮乏，未能与相关企业建立良好的合作平台，导致学生缺乏良好的实践机会。再次，学生毕业论文由于没有学科支撑，选题方向杂乱，毕业论文质量难以得到保障。可见，学科平台建设对专业建设顺利进行有着至关重要的作用。本专业依托湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，为专业发展提供师资及实践教学平台等多种支撑，并且由于实验室研究方向面对新型产业，客观上也为专业发展烙上了不同于其他学校的特色――等离子体技术与薄膜材料。
另外，专业建设还必须背靠一个行业。因此，有必要针对行业特点设置一些专业课程。由于国内外教育体系差异较大，国外大学实行全面的素质培养，学生知识面宽，但具体到点的深度不够。比如国外某大学工程学院材料方向只学习材料基础知识，并不分无机、有机，没有涉及高分子、金属、无机非金属等方向的具体课程。国内高校如果照搬，很多学生毕业后找工作就会觉得无所适从。因为国内企业对人才需求有具体到点的知识要求，比如金属行业企业不会招聘没有学习金属学方向课程的毕业生。国内有些高校的材料物理专业学生就业困难，其中一个重要原因就是学校仅针对物理学与材料科学领域设置课程，学生学习的知识面宽但具体的针对性不强。因此，我校材料物理专业人才培养虽然定位于等离子体技术及应用和功能薄膜材料方向，但具体到培养方案，主要还是针对光电信息材料、新能源材料、光学薄膜材料等行业设置专业课程。
三、课程体系要与生源相匹配
专业建设之初，由于专业教师都是来自于国内重点大学，学校在制定培养计划时不可避免的受到这些高校的影响。比如物理课程，国内重点大学材料物理专业几乎都是按照力学、热学、电磁学、光学等分类教学，我们也照着设置。但在随后的教学过程我们中发现，学生普遍反映学习难度大，难以接受。我们也曾请985高校的教师来授课，但效果也一样，这说明不是教的问题，还是课程难度与生源不适应的问题。随后我们调整培养计划，将这些课程合并为普通物理学，与其他专业学生一起上，这样问题就解决了。由于普通高校与985、211这类高校在生源质量上存在很大差别，人才培养侧重点也不应该一致。基于此，学校顺应时展，遵循人才培养规律，并结合自身特点，进行了人才培养模式改革，于2009年提出以“三实一创” （“三实”指实训、实验、实习，“一创”指创新）为核心的应用型人才培养模式改革计划。[3]这样做目的是培养基础扎实、知识面宽、实践创新能力强的应用型高级工程技术人才。材料物理专业也根据学校办学精神，对课程体系和实践教学环节进行了重大改革，将原来分散在各个课程中的实验课程进行整合，重新规划实验体系，开设单独的实验课程，制定统一大纲，整合并适当更新实验内容，使实验体系更加完备，并与实用化紧密结合，侧重于培养学生的动手能力。同时适量减少理论课程，适当弱化、减少公式定理的推导过程，重点将理论意义和作用与应用密切联系起来，培养学生对知识的综合应用能力。2010年，湖北省教育厅为促进高等教育与经济社会发展紧密结合，引导高等学校主动适应经济发展方式转变和经济结构调整，优化人才培养结构和资源配置，深化人才培养模式改革，实施了湖北省战略性新兴（支柱）产业人才培养计划。[4]材料物理专业成功入选后，我们对课程体系又进行了改革，实行3+1模式，即3年理论教学，1年实践教学，实践教学有将近一半的时间在合作企业进行。这强化了办学与市场结合度，培养的人才更加符合市场需求。
四、结束语
以上措施的实施，保证了学校人才培养的质量。近几年本专业学生获得过全国大学生科技竞赛“挑战杯”三等奖1项，湖北省大学生科技竞赛“挑战杯”二等奖1项，获得“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛一等奖1项，全国大学生数学建模竞赛湖北省一等奖2项，二等奖2项；学生毕业论文整体水平较高，毕业论文获湖北省优秀学士学位论文数占毕业生总数的近10%，就业率一直保持在90%以上，考研上线率约30%。依托学科平台和优势，突出人才培养特色，人才培养科学定位是材料物理专业办学成功的关键所在。
专业建设是一项长期性的、持续不断的工作。在今后的工作中，我们还要根据市场需要、国家及省市政策以及学生反馈意见不断完善专业建设，以学科发展观去认识专业发展规律，不断更新教育观念，积极开展教学研究，努力推进教学改革，并始终注重培养学生的工程素质与实践动手能力，创新人才培养的模式，培养市场需要的应用型创新型人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 武汉理工大学材料物理专业培养方案.
[2] 中南大学材料物理专业培养方案.
[关键词]工程技术人才 大学物理 教学
[作者简介]郑永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，研究方向为大学物理、热学；尹志会（1970- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，硕士，研究方向为光学工程。（河北 衡水 053000）
[基金项目]本文系2010年度河北省高等学校科学研究指导计划课题“STS教育思想在大学物理教学中的渗透试验和研究”的研究成果。（项目编号：ZS2010319）
[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）20-0111-01
随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》的贯彻落实，人才培养模式的改革与创新成为当前我国高校深化教学改革、提高人才培养质量的关键。工程技术人才是提高国民经济、推动社会发展的生力军，也是我国当前急需的人才，因此工科院校和综合性大学的工科专业都是非常热门的。可是地方院校的毕业生常处于很尴尬的境地，课程学的不少，可进入工程技术操作场所却无从下手，也无从学起，有的干脆就急忙退身回到学校继续深造，这无形中增加了人才培养周期和培养成本，可两三年之后能否成为社会需要的工程技术人才还是未知数。究其原因是培养观念、培养模式的问题，因此更新人才培养观念，探索切实有效的人才培养模式是非常必要的。
从美国工程与技术认证委员会对工程教育专业的评估标准中可以看到，在重视加强数学和科学基础的前提下，当前更强调侧重工程实践能力、团队合作精神、终身学习能力等知识。我国工科院校大学物理是专业基础课程，一般在第二学期开设，是在中学物理的基础上，结合高等数学的微积分、向量运算等知识开始大学物理的学习。通过大学物理的学习，学生的理论运算能力、基本实验能力有所增长，但这远远不能满足工科学生的学习欲望，因此影响了学生的学习动力，对大学物理这门课的学习态度、学习模式也直接影响了后继课的学习效果。因此在大学物理这门专业基础课教学中，教师要尝试开始工程技术人才培养的探索，从教学内容、教学设计等方面进行改革，以提高大学生的学习兴趣、学习能力、实践能力和创新能力为目的，这对提高高校物理课程教学质量以及人才培养水平有重要的现实意义。
一、精选专业相关的教学内容
现有的大学物理教材都是力、热、光、电、原子等基础物理的全部内容，在一学期左右要求学生掌握全部内容是不可能的，浅显的学习等于重复高中学习过程，就失去了开课的意义，更是对工作的失职；若从头到尾运用高等数学分析物理概念，推出物理定律，引导学生学会运用高等数学处理每一部分物理问题，多数学生会陆续掉队的，这也会极大挫伤学生的学习积极性。因此教师要精选教学内容，这需要翻阅相关专业的后续课程教材，或请专业教师座谈教研，以便使不同专业大学物理教学内容有所侧重，使教学计划更切实可行，这需要教师的敬业精神和奉献精神，因为涉及跨院系工作，实施过程中会遇到一些不便。
二、合理处理教学内容
对每一部分教学内容的处理上采取中学物理为基础、大学物理重方法的原则，使学生实现物理知识和方法技能的逐步提高。质点运动学，重点为运动方程、速度和加速度概念和相互关系，结合通用坐标系应用到一般的直线和曲线运动中，再根据特殊运动特点推出中学熟悉的匀变速运动方程式。本部分内容的特点是物理概念多，高等数学集中运用，学生不易接受，因此教学思路要清晰明了，掌握解决一般运动的方法，不过多涉及坐标变换的问题。质点动力学为力的冲量和力做功，通过应用举例推出伯努利方程，这是液压传动课程中的基本方程。刚体动力学主要概念是力矩和角动量，主要规律是转动定律和角动量守恒，采用和质点力学类比的方法进行教学可达到事半功倍的效果。难点是角动量守恒的分析，教师可实例分析动量不守恒但是角动量守恒，先从动量和角动量概念分析，在从受力和受力矩分析，使学生从表面到内在原因掌握动量和角动量守恒的区别。这部分内容在工程力学课程中有所涉及，可根据课程进度适当处理。对静电学的处理是把握电场强度和电势的计算方法，高斯定律和环路定理是分析推理的必备工具，要引导学生理解，但由于使用过程中的任意性的确定，使学生不能确切把握，因此对机电专业，重点放在电势、电压、电场力做功的概念和规律上。通过公式推演，学生知道了中学相关知识的来源和局限，掌握处理问题的一般方法和技巧，学生只有充分掌握了基本概念和基本规律，把所学的知识衔接起来，才能灵活运用。对电介质极化做定性分析，得出电场强度和电容的决定式，电容的串并联计算要使学生明白等效的依据，不能机械套用公式。静电场的能量是静电学的收尾内容，要把握思路使学生掌握电场能量的求解方法，理解电场的物质性。对磁学、热学等内容也根据前后知识的需要做相应处理。
三、将人文文化融入物理教学
在大学物理教学中将人文文化融入教学内容之中，使学生知道知识的来龙去脉，不但能提高学生的学习兴趣，而且能很好地培养学生的创造力和综合素质。人文文化在中学、大学物理教材中多少都有所涉及，但这部分内容从没被师生重视过，这也许是受当前的考评制度的影响。在20世纪60、70年代诞生的STS研究领域，主张把科学、工程能力和人文社会科学能力结合在一起的教育模式，因此没有人文文化的物理教学是不完整的，不能因为时间紧就舍弃这部分的教学，实际上教师只要精心设计教学过程，这部分内容的学习可以实现画龙点睛的效果。例如在电磁学部分的学习时，教师在将静电、电流、电生磁、磁生电的知识讲给学生后，可以对每位科学家的工作经历、科学精神和人生态度进行一定的讲解。教师在教学过程中要引导学生追根溯源，要让学生立体化地把握知识，以科学家、相关物理知识、研发趣闻、历史作用为教学主线，让学生在深入理解科学文化的同时感染科学精神和创新精神，提高学生的学习兴趣和学习欲望。
四、以物理实践教学带动物理教学
教师要让学生通过大学物理实验使学习欲望逐步增强，为学生实现工程师的理想打下坚实的基础。师生要明确实验教学和理论教学的关系，理论是实验的基础，实验促进理论的发展。因此开始设置的实验内容一般为验证性实验，是为了充分理解物理概念和规律的，由于这些内容学生已经知道实验结果，往往不能引起学生的兴趣，同时也影响了学生基本实验技能的提高，到有相当难度的综合性、设计性实验开设时，往往由于学生的理论知识或实验设备的知识的缺乏不能到达预期目的。因此针对工科专业的特点，要求学生从事专业见习，到机电门市、标准件商店，学习了解工程中常用的零部件的名称、外形功能等，然后到小型设备加工厂见习设备的组装调试过程。这项工作为学生学习技术、提高能力指明了方向，学生回到课堂、回到实验室学习物理的动力就会大大增强，因此在实验教学中从基础实验开始就要让学生从简单工具、仪器的学习使用开始，结合不同的基础实验方法设置实验内容，使学生掌握放大法、模型法等基本实验方法，同时培养学生的观察能力、分析能力、动手能力和数据处理能力。随着基本实验能力的增长，为学生提供设计实验的条件，由学生搜集学习相关的理论知识，组织讨论设计方案，观察总结实验过程，分析实验结果，最后形成小论文。因此可以在已经完成的基础实验中，通过改进实验方法或实验仪器再次设计实验方案、分析实验结果并做出总结。这样的学习过程培养了学生自主学习的能力，培养了学生的创造和沟通协作能力，这是工程技术人才培养的基本思路。
工程技术人才培养是一个长期过程，大学物理的学习是一个起点，要通过大学物理教学充分培养学生的自主意识、创新意识、协作意识，通过认真选择和专业相关的教学内容、精心设计教学过程，使学生从多种角度体会、体验到理论和实践的结合，对理论课的学习更有兴趣，对实验课的学习更有信心，对工程师的理想目标才能更靠近。
[参考文献]
[1]胡岩.工程技术人才的素质和能力[J].科技咨询导报，2007（27）.
[2]蓝爱群.谈创新性教育过程化物理学课堂教学[J].物理与工程，2010（5）.
关键词：江浙；台湾；食品类专业；高职教育
中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）07-0019-04
食品工业是我国国民经济的支柱产业和保障民生的基础性产业，目前正处于结构调整的战略机遇期，充足高质的人力资源对确保食品的营养、健康与安全具有决定性意义，相关专门人才的培养与造就早已进入教育序列。
职业教育是我国教育体系的重要组成部分，担负着为社会提供技术型人才的任务。高职教育是职业教育的高等阶段，其好坏直接关系到社会人才素质的构成，并最终影响国民经济的发展。近年来，台湾不断调整其食品类专业的结构与布局以更好地适应需求，或许台湾的今天，就是江浙的明天，本文尝试分析了台湾食品相关技职科系所的设置与分布，以期为江浙相关高校此类专业的规划布局提供参照。
基本情况
（一）江浙
本文论及的江浙是指由上海、南京、杭州、宁波、苏州、无锡、常州、镇江、南通、泰州、扬州、嘉兴、湖州、舟山、绍兴等15市及其所管区县组成的长三角地区，常住人口10 166.32万（2010年第六次人口普查结果）。内地高职高专教育起步较晚，其通常举办的是以招收普通高中毕业生为主的2年或3年制高职，也招收职高、中专、技校的毕业生；1984年江苏在内地率先进行5年制高职教育，浙江和上海紧随其后，其招收对象为初中毕业生。目前，专科毕业后尚无高职层次本科供学生深造，只能入读普通高等教育、成人高等教育、高教自学考试、电大开放教育、远程网络教育等的本科，即所谓的“专转本”、“专升本”、“专接本”等，专科毕业满2年后也可以报考研究生。
（二）台湾
台湾地区人口约2 320.56万（2011年9月统计月报），技职教育较为成熟，有专科（五专、二专）、本科（四技、二技）、研究生等层次，专科招收初中、高级职校等的毕业生，专科毕业后可续读本科，接着还可报考研究生，各层次还能与普通高等教育相通，被郭福春评价为是一个渠道多样，体制完整，交叉互通，具有畅通升学进路的职业技术教育的一贯体系。
相关学科与系所设置
丁宏伟调研发现，当前食品专业人才需求量大，尤以应用型人才缺口较大。食品类专业高职教育的目的就是培养和造就合乎时展趋势和国家或地区发展目标要求的具有相关理论知识和操作技能的应用型人才。
（一）江浙
专业设置是连接社会需求与教学工作的桥梁，是学校教育教学工作主动适应社会需求的关键环节。按《国民经济行业分类》（GB4754-2011），我国食品工业包含农副食品加工业、食品制造业、酒和饮料、精制茶制造业、烟草制造业等四大类。根据内地教育主管部门公布的《普通高等学校高职高专指导性专业目录（试行）》，食品相关专业摘列见表1。
另有目录外专业，如在5101农林技术类中，还有510113绿色食品生产与经营、510114绿色食品生产与检验、510131食药用菌等。在6103食品类中，还有610308食品卫生检验，610309营养与配餐，610310食品分析与检验，610311食品加工及管理，610312食品检测及管理，610313酿酒技术，610314粮油储藏与检测技术，610315乳品工艺，610316发酵技术，610317食品工艺与检测，610318营养与食品卫生，610320食品工艺技术，610321畜产品加工与检测，610322马铃薯生产加工，610323制糖生产技术与管理，610324功能性食品生产技术，610346肉品加工与检测，610347食品质量与安全监管，610348黄酒酿造，610349食品质量与安全等。
（二）台湾
按照台湾教育主管部门颁布的《大学校院系所代码》和《专科学校科系代码》等两个目录，相关所系科整理见表2。
由表1可知，内地批准可以开设的食品类高职专业（含目录外）共计39个，涉及农林牧渔、生化与药品、轻纺食品、医药卫生、旅游等五个学科大类。由表2可知，台湾公布的食品相关技职类所系38个（本科和研究所），专科20个，涉及农业科学、医药卫生、民生等三个专业门类。从分类上看内地的食品类专业多属于轻工类，而台湾的则多属于农业类，但实质上均主要集中在加工制造业。
台湾无论专业数还是教育层次上都较江浙要多且全。为解决内地高职教育层次太窄的问题，有的内地省份曾在普通高校中试行过本科层次的高职教育；另有省份在高教自学考试中开出了属于较高层次技术教育的应用本科；今年，包括江苏在内的一些省份还试点招收高职本科。值得注意的是，近年内地持续增设一种以“职业能力”为本位的专业学位研究生，其中有与食品相关的专业，如0852工程硕士中的085231食品工程以及0951农业推广硕士中的095113食品加工与安全。江浙就有很多高校招收这两种专业学位的研究生，但因其在分类上还隶属于普通高等教育的研究生阶段，故本文在此不加赘述。鉴于内地为培养高端技能型人才推出的这一系列举措，有理由相信未来高职教育的办学层次一定能够向上延伸。
院所学校布局
（一）江浙
开设农产品质量检测的有江苏畜牧兽医职业技术学院和南通农业职业技术学院；开设绿色食品生产与经营的为扬州环境资源职业技术学院。
开设食品药品监督管理专业的有嘉兴职业技术学院、江苏畜牧兽医职业技术学院、江苏经贸职业技术学院、江苏农林职业技术学院、上海海洋大学、上海医疗器械高等专科学校、苏州农业职业技术学院、浙江医药高等专科学校、桐乡综合中专（5年制，与嘉兴职业技术学院联办）等。
开设食品加工技术专业的学校有江苏农林职业技术学院、南通农业职业技术学院、苏州农业职业技术学院、浙江医药高等专科学校。设有食品营养与检测专业，3年制的有浙江育英职业技术学院、扬州职业技术学院、浙江经贸职业技术学院、扬州环境资源职业技术学院、苏州职业大学、苏州农业职业技术学院、上海海洋大学、江苏畜牧兽医职业技术学院、江苏经贸职业技术学院、江苏农林职业技术学院、南通农业职业技术学院；5年制的有江苏畜牧兽医职业技术学院、江苏农林职业技术学院。设食品贮运与营销专业的为苏州卫生职业技术学院。设食品生物技术专业的为江苏农林职业技术学院。设食品检测及管理专业的为浙江医药高等专科学校。设食品工艺与检测专业的有上海农林职业技术学院和上海商学院。绍兴市中等专业学校开设黄酒酿造专业（5年制，挂靠浙江工业职业技术学院）。
开设医学营养专业的有宁波卫生职业技术学院、上海健康职业技术学院、上海医药高等专科学校（食品卫生方向）、上海中医药大学、苏州卫生职业技术学院等。
设烹饪工艺与营养专业，3年制的有南京旅游职业学院、浙江旅游职业学院、浙江商业职业技术学院、无锡商业职业技术学院等；5年制的有常州旅游商贸高等职业技术学校、苏州旅游与财经高等职业技术学校、无锡旅游商贸高等职业技术学校、扬州商务高等职业学校、德清县职业中等专业学校（挂靠浙江旅游职业学院）等。
（二）台湾
研究生 开设食品科学硕士班的有元培科技大学和澎湖科技大学，设食品科技硕士班的有弘光科技大学、科技大学、大任科技大学等，另高雄餐旅大学设有台湾饮食文化产业和餐饮创新研发硕士学位学程。
本科 设食品科学系的有中华科技大学、元培科技大学、屏东科技大学、澎湖科技大学等。设食品科技系的有弘光科技大学、科技大学、嘉南药理科技大学、大任科技大学、东方设计学院等。弘光科技大学还设有营养系。设食品营养系的有中华医事科技大学和美和科技大学。设保健营养系的有嘉南药理科技大学、辅英科技大学、长庚技术学院、中州技术学院等。开设餐饮（厨艺）系的有台南科技大学、中州技术学院、德霖技术学院等。设餐饮管理系的有高雄餐旅大学、中华科技大学、台湾观光学院等。高雄餐旅大学还设中餐厨艺系、西餐厨艺系、烘焙管理系及国际厨艺学士学位学程等。另万能科技大学化妆品应用与管理系下设机能保健品开发与检验、高雄海洋科技大学设水产食品科学系、台北海洋技术学院设食品科技与行销系、经国管理暨健康学院设食品保健系、亚太创意技术学院设保健营养生技学系。
专科 设食品科技科的有台东专科学校与东方设计学院。设餐饮厨艺科的有高雄餐旅大学与中州技术学院。设餐饮管理科的有经国管理暨健康学院与台湾观光学院，其中，台湾观光学院分设中餐组和西餐组。另中州技术学院设保健营养科、马偕医护管理专科学校设食品科学科、崇仁医护管理专科学校设烘焙科。
江浙高校的教学招生必须依照专业目录进行，只允许部分示范或骨干院校设置目录外专业。据统计江浙开设有食品相关专业的学校达33所，开出专业数达11个（目录外4个），占目录数的28.2%；台湾则有26所学校开设，包括7个所（研究生），33个系（本科），9个科（专科），教育层次呈橄榄状分布。专业是人才培养的载体，专业设置应贴近社会需要。台湾高校的食品类专业布局比较均匀，说明经过一系列的整合后，台湾高校的专业设置已经步入理性化阶段。内地高职教育除了存在过分追求“服务地方”和“创建自身特色”等问题外，还有诸如争设热门专业及专业设置趋同化等现象，譬如江浙开设食品营养与检测专业的学校多达13所院校，与此同时，却有多达28个专业没有学校开出，所以有学者才指出应明确职业教育的特性，科学合理地设置专业，及时减停人才过剩的所谓热门专业，增列前景看好的冷门专业。
启示
江浙人口是台湾的4.38倍，人口量与食品专业布点数的比值是台湾的4.49倍（江浙211万∶1，台湾47万∶1），然而开设食品专业的学校数量却只是台湾的1.27倍，从这个角度看，扩大区内食品类专业的招生规模应该是可以的，且本区为内地高职教育的高地，培养的人才并不会全部留本地发展，有一大部分毕业后会到外地谋职。当然教育不仅要有规模，还要有质量和竞争力，现台湾各高校的教育质量大多是借助于大学自治权来保证的，很显然大学自治可以减弱外力对专业设置的过度介入。按规定除博士班、法律和医学类专业、与师资培养相关的专业等之外，台湾各校均得依据学校特色及发展方向自行增删及调整专业。按规定内地高校也可依法自主设置和调整学科、专业，但如何依法，如何自主，却是一个长期未能解决好的问题，很大程度上影响了这项办学自的落实。内地高校在专业设置方面的自与选择权还需要进一步彰显，以利于学校依据自身学科特点和社会人才需求状况等进行专业设置与调整。
台湾的经济和科技较为发达，且已经历食品类专业的布局和调整的过程。江浙是内地经济增长速度最快，科技最具活力的地区之一，也是国家食品产业的重要布局地（《食品工业“十二五”发展规划》）。江浙高校如能前瞻性地学习台湾的办学经验，结合自身长处，按照国家食品产业结构调整的要求（《产业结构调整指导目录（2011年本）》），不断推进本区内食品类专业的恰当布局，创新人才培养模式，合理选择课程和配置教学内容，加强师资队伍引进，完善实验实训基地建设，则一定可以搭建出高效的人才培养平台。
参考文献：
[1]郭福春.大陆与台湾高等职业教育比较研究[J]. 黑龙江高教研究，2011（9）：70-72.
[2]丁宏伟.高等教育大众化背景下，树立高职高专食品专业人才观[J].山东教育学院学报，2009（6）：46-49.
[3]张雄，马旋.福建省高职院校专业设置的问题及对策探析[J].中国职业技术教育，2011（6）：52-56.
[4]王一群.基于高职院校专业设置与产业对接的思考[J].高职论丛，2011（2）：56-59.
[5]高松，石.关于职业教育特性职业院校专业设置问题的思考[J].职教论坛，2012（12）：52-55.
[6]黄建如.20世纪90年代以来新加坡高等教育的改革与发展[J].南洋问题研究，2010（1）：77-85.
[7]张宝蓉.从严格控制到总量管制：台湾地区高校专业设置政策走向分析[J].现代大学教育，2008（3）：76-81.
[8]兰利琼，李茂国.高等学校专业设置管理中的权力制衡研究[J].高等工程教育研究，2011（1）：41-50.
在我国城市化水平在不断的加快，城市交通拥堵也来越严重，这就影响了群众的出行，给城市的发展以及人们的日常生活带来的不便，因此这就需要发展交通行业，本文借助于智能化的信息手段来提升交通运营生产管理的水平，保障交通行业的服务质量以及运营效率，并且在一定程度上缓解了城市交通的压力，给人们的日常出行带来了比较大的方便。
【关键词】交通状况 监测系统 智能公交系统
智能公交系统主要是指在计算机通讯等采用一些先进的公共交通科技中。使用智能监测来进行定点监测，而本文主要是通过实时采集公交车辆的位置以及行驶速度的数据，能够在正常的运营过程中分析公交车辆在任意两个交叉路口之间的平均行驶速度，最终来判断该路段的交通状况。这种方法能够为整个城市的道路进行全面实时的路况监测。在采用智能公交系统中，主要是从系统架构、数据采集与处理流程以及在网络的拓扑结构等方面进行研究，通过具体的数据分析来全面的掌握城市交通。
1 智能公交系统的研究
在我国城市交通中，公交其自身的特点是：运量大、高效率、成本低、节约能源以及降低污染的有点，但是由于城市化的进程在不断的加快，城市公交已经影响到了城市的发展和人们的生活水平，因此对于发展优先城市公共交通十分的有必要，为了进一步保障交通资源利用率的提高以及缓解城市交通的拥堵状况，在信息化的手段中，提出了智能公交系统，该技术的应用表现在：采用信息化手段来提升公交管理水平，加强服务质量，降低管理成本更有效的发展城市交通，其中智能公交系统采用的相关技术包含：
1.1 车载终端定位技术
在车载终端定位技术中，主要由GPS定位技术、以色列泰利安系统、移动通讯定位服务系统构成，具体内容有，在GPS定位技术中，采用卫星导航定位系统，将卫星定位导航技术、计算机技术以及网络通讯等技术融为一体，最终构成了一个可移动目标实施动态监控管理的自动化管理控制系统，该技术主要是将卫星导航技术与无线通讯技术相结合，在导航接收到信号之后，采用无线通讯技术进行定位，将数据发送给系统基站控制中心，来实现对目标的监控、跟踪、指挥以及报警等功能；对于以色列泰利安系统来说，该系统工作的原理是：在ITRAN系统中，能够实现人工操作和自动操作的互补，在整个系统中可以进行定位和通信活动，最终将车辆的信号以及数据进行传输；然而移动通讯定位服务系统在研究的过程中，主要的功能表现在LBS管理、信息传送、地理信息系统、移动终端以及业务服务提供等，加快了对城市交通定位以及指挥的功能。
1.2 无线通讯平台
无线通讯平台主要是为人们的日常生活提供无线服务，采用该系统可以进行无线上网，以及数据的传输，但是在使用中仍然存在着一定的缺点：在应用的过程中可能会出现其速率比理论要低，这就影响了用户使用宽带的效果，还出现信道问题以及转接时延的问题，然而在不断的发展中最终形成了当前使用的3G移动通信，不断的加宽业务量，提高数据的传输。
2 道路交通状况在智能公交系统中的监测方法
该系统在监测中针对的是整个城市的交通状况，其主要的方法是通过实时监测公交车辆在任意两个交叉路口之间的行驶速度来判断该路段的道路交通状况，其方法依据的是通过定点监测的方式来实现，该方法是对整个城市的公交线网进行覆盖，因此在实施智能公交系统中，由于它是智能交通系统的一个重要字部分，然而在智能交通系统中，出租车也是车载智能终端的重要承载平台，但是出租车会出现集聚的现象，这就有可能造成监测不到位或者是监测效果不佳的现象，因此对于出租车智能作为一种辅助的监测手段。
智能公交系统中对于公交车辆的速度测算，其方法是：利用车载GPS定位系统来测量车辆当前行驶的速度；另一种方法是使用车载智能终端采集车辆行驶速度信息，在对公交进行速度监测的过程中，一般是根据车辆的车速传感器进行的，其测速的原理主要是在传感器中来测得车辆变速箱主动轴转速以及车辆轮胎半径尺寸的信息，根据智能系统来对当前车辆的移动速度比较准确的测算。采用这种智能公交监测系统，它能够比较准确的采集到公交的运行信息，将GPS定位系统作为车辆速度测算的重要工具，以及借助于车载智能终端采集来作为车速的辅助信息，这样就保证了车辆在通过隧道、地道或者是高架桥等一些信号比较弱的地区时，可以进行正常的车辆速度测算。
3 交通状况的具体设计
首先在设计中，需要对数据进行采集以及处理，另外需要做好系统拓扑设计，基于智能公交系统的交通状况监测系统中将其分为中心系统和外部系统，做好各种数据服务器的保障，确保数据的准确性，另外需要在移动通信运营商的中心机房中设定通信服务器，这样保障实时的收集车载终端传来的数据，做好对公交的定位监测。
智能公交系统中，具体的设计还有：做好车载智能终端设计，除了定位、通信系统以外还需要做好其他功能的硬件措施和软件措施，加强对公交在行驶中的实时信息监测，还需要将GPRS/CMDA通信接口协议进行明确，保障无线通信系统的结构合理化、高效化，保障在整个行驶过程中数据的准确性，另外还需要做好网络通信设计，加强对公交车辆信息的监测。
4 总结
通过研究城市智能公交系统，并且根据其对交通状况进行了实时的监测，能够更加准确的测量公交车辆的行驶数据，通过监测公交车辆在各个路段的行驶速度来实现监测整个城市中各个路段的交通状况。这些技术对于缓解城市交通的拥堵以及节约资源有着重要的作用，为人们的日常出行带来了很大的方便，推动了城市化进程。
参考文献
[1]刘冲，赵建峰，王英.基于无线传感网络的道路交通监测系统的研究[D].华中科技大学：光学工程，2011.
[2]刘引，刘，梁永亮.就省级范围内推进我国城市智能化公交系统的思考[D].东北大学：软件工程，2007.
[3]高国栋，刘峰，杨安菊.公交系统中专线信号灯控制及自动报站的设计与实现[D].湖南大学：电子科学与技术，2012.
作者简介
杜建强（1977-），男，河北省武安市人。1999年7月毕业于天津市职工公用事业学院汽车运用工程专业。现为天津巴士实业有限公司助理工程师。研究方向为公交信息化。
