“神舟”与“天宫”在太空的惊世一“吻”,缔造了神奇的“中国精度”。比子弹的速度还要快8倍的航行器,为什么能够在太空中宁静可靠地交会对接?要害就在于:精确的计量。
从日常生活到工业生产、商业贸易、科技生长等,计量在人类社会的生长进步中饰演着重要角色,也是反映一个国家发达水平的显著标志。昔人云:“不以规则,不成周遭。”没有计量,寸步难行!
让研究生掌握计量的原理和要领,是自动化工程学院“计量要领与误差”课程的焦点目标。这门课程涵盖了“时间频率计量”“电磁学计量”“电子学计量”等十大领域,是学生心目中干货满满的“金课”。
抓住重點:突出專業特色
“计量要领与误差理论”课程是“仪器科学与技术”一级学科的研究生学位基础课,共40个学时,每年春季学期面向硕士研究生开设,旨在让学生了解计量的基本看法和典型的计量要领,了解常见计量工具的计量原理、要领和计量工具,并能分析计量误差的来源和性质,掌握减小和控制误差的预计和结果评定要领,以及具备正确、快速地对实验数据进行分析和处置惩罚的要领和能力。

“这门课程是同学们开展科技创新的重要工具!”课程组卖力人周秀云副教授体现,“计量技术是现代科学信息获取和处置惩罚的重要手段,是从事现代计量科学研究的必备基础。由于丈量历程总存在误差,离开丈量数据精确度和可靠性而谈丈量是没有意义的。”
课程组希望通过这门课程让研究生具备对具体任务目标的误差进行分配的能力,对实际系统的实验测试数据进行分析和优化的能力,以及解决相关学科、行业中庞大计量问题的创新能力等。

然而,这门课程涉及几何量、热学量、力学量、电磁学、时间频率、无线电电子学、光学、化学、声学和电离辐射等诸多领域,内容庞杂,在既定的40个学时下,要把所有内容讲深、讲透,难度很是大。怎么办?
为此,课程组选取了与专业紧密相关的计量内容,主要包罗时间频率、电磁学、无线电电子学、光学等计量领域进行深入解说。在“误差理论”部门,老师领学“经典误差理论”,并提供线上优质资源供同学们自学掌握,而对“现代误差理论”进行条分缕析,并与“经典误差理论”进行对比,加深学生对理论知识的理解和掌握。
周秀云希望学生能够对一些重要的基本看法有清醒的认识,尤其是掌握对专业领域的一些基本物理量的计量要领,并能对计量结果进行数据处置惩罚。她从不要求学生死记硬背,而是提倡学生在理解的基础上灵活运用。
基于項目:實現科教融彙
多年来,课程组一直坚持探索和创新教学要领,努力革新“以课堂为中心、课本为中心、教师为中心”的传统理念,践行“以学生为中心”的新理念,增加了知识教学的“颗粒度”,尤其是基于项目创新开展案例教学,把科研与教学紧密结合,提升了学习的主动性、引发了学生的缔造性。

课程组刘震教授体现,“通过不停迭代,我们强化了在线课堂教学和课外创新实践的探究性,开展基于科研项目的案例式课堂教学革新,使学生在获取知识和互动研讨的历程中学会思考、学会学习、学会创新,探索一条适合仪器学科创新人才生长的研究型教学模式。”
尤其是,近年来课程组师资力量不停壮大,形成了一支由王厚军教授、田书林教授、刘震教授、田雨教授、付在明研究员、李力研究员、周秀云副教授等为焦点成员,若干位博士研究生助教为教辅的教学与科研水平兼备的教学团队,为深入开展“基于科研项目的模块化教学”提供了充实的条件。
李力解说测试计量基础和电子学计量,周秀云讲光学计量,刘震讲时间频率和电磁学计量……课程组进行了合理分工,每位老师卖力解说其中的某一个内容板块,有更充沛的精力把自己的科研结果和心得融入到相应的教学板块中来,更好地实现了教研相长。
以刘震教授为例,他恒久研究电路与电子系统综合测试与诊断、故障预测与康健治理技术等领域,近年来主持国家自然科学基金面上项目等多项国家级科研项目,获国家技术发现二等奖、四川省科技进步一等奖、四川省高等教育教学结果一等奖等多项奖励。在教学中,他把科研项目与课堂教学紧密结合,让学生直观地、形象地了解到计量理论和要领的实战应用。
课程组还通过一系列举措,勉励老师们充实结合国家战略需求和行业生长需求,把相关科研项目中的精华内容提炼总结,使之适合在线课堂教学,引导学生进行深入思考和分析,为学生后期快速进入课题研究做好铺垫。
此外,课程组动态引入差异领域的专家和学者通过线上或线下方式进行授课,或作学术陈诉分享,以扩宽学生的学术视野。2018级程杰同学体现:“基于项目的案例教学,让知识越发易懂,而且,邀请校外专门从事计量的专家来分享,越发深了我们对课程内容的理解。”
翻轉課堂:強化創新實踐
课程组的不停生长,也为学生的个性化学习提供了条件。周秀云说,选择这门课程的学生往往来自差异的课题组,研究的偏向和问题各有差异。以前,课程组会配合教学内容为学生提供一些题目,让学生自己完成;现在,课程组让学生带着自选题目来听课,有针对性地从课程中获取需要的知识。
一方面,课程组会部署更多的题目,让学生像吃“自助餐”一样选择自己喜欢的题目,另一方面,课程组也勉励学生把加入科研项目时遇到的难题带到课堂中来,只要课程组审核确认该题目和计量相关,都市放手让学生去做,学生最后以研究陈诉的形式提交学习结果。
周秀云认为,这种方式让教的历程越发有的放矢、让学的历程越发各取所需。据介绍,在研究生教改课题的支持下,课程组正在建设该课程的“云端问题库”,将把更富厚的题目都共享到“云端”,为学生自主选择题目提供更自主的空间。
在考核方式上,该课程也作出了相应的革新,坚持“按需考核”的原则,以“传统的考试+完成计量检定陈诉”为主要形式,凭据差异专业或者差异学习工具的需求,选择差异形式的结果评定方式。
目前,自动化学院正在鼎力大举建设一流研究生课程体系,打造焦点精品课程,夯实专业看家本事。一方面,依托学科优势凝练偏向,提炼共性知识,构建“焦点(3门课程)+偏向(X门课程)”的课程体系;另一方面,重构焦点课程教学内容,突出专业特色与学科前沿性。
“计量要领与误差”课程一直是“仪器科学与技术”偏向的焦点课程。课程体系重构之后,该课程与其他课程相辅相成,协同配合越发紧密,为学生强化创新实践、提升“输出能力”提供了越发坚实的支撑。

課程思政:涵養大國匠心
在解说专业知识的同时,课程组还把社会主义焦点价值观、人文素养、民族自豪感、爱国情怀、革命精神等“课程思政”元素有机融入教学内容当中以润物无声的方式引导学生爱国奉献、为国铸剑。
“同学看看自己的手表或手机,各人的时间一致吗?如果时间纷歧致会造成什么影响?”在解说“时间量值通报”时,课程组通过日常生活中十分常见的时间问题引入,引发学生的好奇心,并进一步追问“如果是涉及国家宁静或重大经济领域,这种时间的纷歧致会带来什么结果?”
随后,课程组从“银河号”货轮事件引出“时间量值通报”的知识点,解说了如何利用卫星的接收比对进行时间量值通报,以及它在航空航天等领域的重要应用,让同学们明白“时间计量是国家科技生长的重大战略资源”,我们必须建设“北斗”这样自主可控的授时系统,才气为中华民族的伟大再起提供有力支撑。
“同学们知不知道,新中国建设后,光学史上有‘八大件、一个汤’?”在解说“光学计量中几何光学的成像系统计量”时,课程组介绍了新中国光学工程奠基人王大珩科技报国的感人事迹,让学生体会到老一辈科学家的爱国情怀以及对科学的无比热爱和执著精神。
王大珩是中国光学界的主要学术奠基人、开拓者和组织领导者,被称为“中国光学之父”。他开拓和推动了中国光学研究及光学仪器制造,并领导团队研制乐成多种大型光测设备,为原子弹爆炸、导弹发射、氢弹试验、人造卫星上天等作出了重大孝敬。他也是科技部“863”计划的主要提倡者。

通过进一步介绍“863”高科技计划的来龙去脉,课程组引导同学们感受以王大珩为代表的老一辈科学家的赤诚之心、超前意识和深邃眼光,并勉励同学们,要正视海内外科技差距,努力为攻克“打基础”和“卡脖子”难题孝敬自己的智慧。
在解说“光学计量中的物理学计量”时,课程组通过介绍光学生长史,引入物理光学的计量对科技生长的重要性,再以同学们十分体贴的光刻机为例,让学生理解基础理论研究对中国科技进步的重要意义。
“芯片问题是一个‘卡脖子’问题,到底卡在那里?是缺少资金、缺少技术照旧缺少人才,或者是其他原因?”课程组在和学生一起探讨的历程中,启发学生“抽丝剥茧”,把芯片问题与光学计量联系起来,了解“高精度激光干预干与仪”等重要光学仪器的基本原理和重要意义。
“课程思政的内涵十分富厚、形式十分多样,它既可以融入一个专题、一个专题、一个案例,也可以融入老师的一言一行!”周秀云说,“我们课程组始终坚持立德树人基础任务,将不停探索创新方式要领,引导同学们立雄心、明大德、成大才、担大任!”