现代社会的进步,要求大学生具有不断创新的思维,培养大学生创新能力是当今高等 教育 中重要内容和目标。下面是我为大家整理的大学生创新论文,供大家参考。
摘要:
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。培养中医药大学生的创新及实践能力、造就创新实用型中医药人才是中医药继承与发展的前提,也是时代赋予中医药院校教师的重要使命。就如何培养中医药大学生的创新实践观念、创设实践环境、创新 教学 方法 、提升中医药学生的临床技能等方面进行探讨。
关键词:中医药大学生;创新能力;实践能力
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。“国运兴衰,系于教育”,而中医药的兴衰系于中医药高校的教育,中医药高等学校是培养中医药创新型人才的基地和摇篮,肩负着中医药继承与发展的重要历史使命,因此当代中医药大学生必须具有创新与实践能力[1-2]。而现代的大学生在创新与实践能力培养方面普遍存在一些问题,现将问题及解决方法阐述如下。
1中医药大学生创新实践能力培养存在的问题
越来越多的高校意识到学生创新实践能力培养的重要性,但由于医学人才特别是中医人才培养模式单一、封闭状态尚未根本解除,导致多数中医药高校缺乏激励和支持创新实践活动的 措施 ,缺乏有利于培养中医药人才创新实践的氛围与环境,而且学校对学生创新实践能力的考核评价体系也不完善,再加上中医药大学生自身受到多方面的影响,在参与创新实践能力培养中缺乏主动性,同时受传统教学模式的影响,教师课后与学生交流甚少,加之部分教师自身创新教育理念不强,导致教师对学生创新实践能力培养的力度不够。而中医学是实践性很强的科学,如果未经临床实践锻炼和培养,学生将无法深入理解和应用所学的医学理论,也就无法用医学理论指导今后的临床工作,更谈不上开展中医学的创新活动。
2医药学生创新实践能力培养的探析
2.1创设有利于中医药人才创新实践的氛围与环境
要培养学生的 创新思维 能力,学校应提供激发与展示学生创造力的校园环境,教师也应该通过多种方式帮助学生培养兴趣,例如营造宽松民主、和谐互动的课堂气氛,提升学生在参与创新实践能力培养中的主动性,具 体操 作如下。
(1)成立各种兴趣小组或学生协会等,促进教师与学生的沟通,从而拉近师生距离,也可充分利用第二课堂,定期举办各种学术讲座、沙龙以及 报告 会等,并鼓励学生积极参加[1]。
(2)充分利用实验室资源。在教学中,教师可以尽量用实验室已有的设备让学生了解更多的知识,并在实验中培养学生的动手能力。
(3)重视临床技能课程。由于教学进度的限制,临床实践的时间往往有限。为此,学校可以专门开设临床技能课程作为限选课、公选课等,让学生多摸脉、多看舌象、多进行急救训练等,为进入临床实习做好准备。
(4)重视基础课程教学中临床技能的培养。在基础课程的教学中,教师可以采用案例式教学法、情景模拟教学法等,要善于利用微课,在课堂上将基础与临床相联系,给学生尽可能多的学习思考机会,而且要善于从中引导、点拨,提高学生的创新思维能力[2],这样既可加深知识记忆,同时又能激发学生的学习兴趣。
(5)积极组织临床实践活动。一提到临床实践,大家普遍想到的是医院实习、见习,其实高校也是临床实践的场所。高校组织面向全体学生的校园专业性大赛就是一个很好的实践途径。以笔者所在的山东中医药大学为例,有岐黄杯中医知识大赛、我爱背经典大赛等学术活动。若能模拟技能大赛的模式,利用现有条件,在其中加上临床技能操作部分,则对学生临床技能的培训具有较大的激发和检验作用,还可以让学生的临床技能得到更好的锻炼。技能教学与技能比赛相辅相成,高质量的专业教学是提升技能的基础,而高质量的专业技能比赛又可有效促进技能教学的发展。以技能大赛为例,技能大赛不仅能增强专业课对学生的吸引力,培养学生的动手实践能力、创新能力,促进教师教学质量的提高,而且能促进学校专业实训设备更新和创新实践指导教师队伍的建设。2014年10月,首届全国中医药院校技能大赛在南京举办,此次大赛的举办既是对各中医药高校教学水平的检验,也贯彻落实了国家的教育理念,促使大学生活学活用知识、规范临床技能,培养大学生的中医辨证思维能力、实践能力、创新精神、综合素质和团队协作精神等。
(6)创建创新实践平台。该平台可依托第二课堂开展实践活动,借助远程网络增强沟通,实现学生协会与教师指导团队的互相促进,形成由教师指导团队、学生社团、第二课堂平台、网络沟通共同组成的创新实践能力培养平台,切实提高学生创新实践能力。
2.2中医传统教学模式的弊端及教学方法的创新
2.2.1中医传统教学模式的弊端中医药传统课堂教学是以教师为中心、以书本为主、以教代学、以讲代练、以记代思的教学方法,已不能满足现代中医教育的需要。中医诊断学是中医学重要的基础类课程,是连接基础与临床各科的桥梁,具有基础理论密切结合临床实践的特点。在中医诊断学教学过程中,长期存在的问题有:一是课程内容抽象、直观性差,单一的语言讲解难以描述清楚,学生难以理解,更不能很好地运用这些理论指导临床;二是课程实践性很强,即使是基础课程,也与临床密切相关,学生难以建立中医思维,而学习中医诊断学的阶段是建立中医思维的关键时期。因此教学方式单一、教学方法枯燥、教学效果不理想等依然是中医诊断学教学中亟待解决的问题。由此可见,重理论和传统、轻实践与创新以及单一的中医药人才培养模式已不适应当前社会发展的需要,而坚持第一课堂与第二课堂相融合的人才培养模式能够真正提高学生的创新能力,促进高素质全面发展人才的养成[3]。
2.2.2各种教学方法及教学手段在第一课堂中的应用第一课堂是以课堂教学为中心,这种培养方式有利于学生系统地掌握专业知识和培养中医药学生的中医 思维方式 ,但由于其表现形式单一,在一定程度上影响了大学生创新能力的提高。而各种教学方法及教学手段的应用,可以改变传统的教育理念和教学模式,有利于调动学生的积极性和创造性,激发学生的学习兴趣。目前,案例与情景模拟教学在欧美等发达国家的医学教育中成为最主要的教学方法。如情景模拟教学是一种将角色扮演、对话练习和情景教学融为一体的、能够将学习和兴趣结合起来的仿真模拟演习教学方法[4]。该教学法可引导学生进行自主探究性学习,将学生置于一个特定事件的真实情景中,通过师生、生生之间的双向和多向互动,积极参与,平等对话和研讨,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时培养学生的沟通能力、创新实践能力和团队协作精神。案例教学最突出的特征就是典型案例的运用,将学生作为认知的主体,培养其运用理论方法去发现问题、解决问题的能力,并设计不同的临床情景,由简单到复杂,使学生如身临其境,从而激发其主动思考能力及应变能力等。李健芝等[5]将案例教学法应用于内科护理学教学中,实验组93.8%的学生认为案例教学法能提高学习兴趣,61.1%的学生认为能提高口头表达能力。唐立龙等[6]认为案例教学法能够充分调动学生对中医诊断学课程学习的积极性,并能达到理想的教学效果,同时案例教学法对提高教学质量和提升教师教学水平有积极意义,值得大力推广。李琳霞等[4]认为情景模拟联合案例教学法能够激发学生学习的兴趣、积极性和主动性,提高学生将理论知识运用于临床实践的能力,提高学习效果、临床思维能力及分析解决问题等综合能力,为学生走向职业岗位奠定了基础。案例与情景模拟教学法使学生能够独立运用所学的理论知识解决临床实际问题,可以缩小理论与临床的距离,使学生能够灵活运用所学知识,培养学生的创新能力、实践能力、临床思维能力及人际沟通能力等[5-6]。综上所述,21世纪最重要的战略资源是人才资源,而对创新实践型人才的争夺已成为国际竞争的焦点。因此,全方位培养创新实践型人才是时代赋予中医药高等教育的重任,更是我国中医药传承与发展的需要。
参考文献:
[1]哈丽娜,周永伟,徐广贤,等.医学生创新实践能力培养的探索及实践[J].基础医学教育,2013,15(2):189-192.
[2]陈水先,邝劲松.当代大学生创新能力的培养探索[J].中国电力教育,2014(33):44-45.
[3]肖鸿雁.三个课堂视域下的大学生创新型人才培养[J].品牌,2015(1):207-209.
[4]李琳霞,赵琳,李艳红,等.情景模拟联合案例教学法在儿科临床实践中的应用[J].卫生软科学,2015,29(2):109-111.
[5]李健芝,于小华,胡丽,等.案例教学法在内科护理学教学中的应用[J].齐鲁护理杂志,2010,16(1):109-110.
[6]唐立龙,梁严,陈宏.案例教学法在中医诊断学课程教学实践中的应用[J].时珍国医国药,2013,24(9):2250-2251.
我国的社会经济发展正在从以劳动密集型的代加工转变为以技术创新为驱动力的自主品牌深加工,在这样的时代背景要求下,对大学生进行创新创业教育是顺应时代潮流,也是提高大学生综合素质的必然选择。1998年联合国教科文组织在巴黎召开首次世界高等教育会议上发表的《21世纪的高等教育:展望与行动世界宣言》中又进一步指出:“为方便 毕业 生就业,高等教育应主要培养创业技能与主动精神:毕业生将愈来愈不再仅仅是求职者,而首先将成为工作岗位的创造者”。从国内外对大学生创新创业的认识看来,结合学生工作的各个方面对大学生创新创业教育进行分析极具价值的。
一、创新创业教育的内涵
教育部在《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》中指出:“在高等学校开展创新创业教育,积极鼓励高校学生自主创业,是教育系统深入学习实践科学发展观,服务于创新型国家建设得重大战略举措;是深化高等教育教学改革,培养学生创新精神和实践能力的重要途径;是落实以创业带动就业,促进高校毕业生充分就业的重要措施。”创新创业是指基于技术创新、产品创新、品牌创新、服务创新、等方面的某一点或几点创新而进行的创业活动,创新是特质,创业是目标。大学生群体富有创造力,是创新创业的主力军;同时在我国人口问题的背景下,鼓励大学生进行创新创业教育是缓解大学生就业压力的有效途径。
在鼓励大学生进行创新创业的同时,我们更应该思考一下大学生创新创业所需要的素质,以此来联系和 反思 目前高校学生工作中存在的问题,达到提升学生创新创业能力的目的。经过高考进入大学校园的学生们对于“创新创业”是一无所知的,甚至包括部分高校的有关工作人员也不是很了解“创新创业”的具体内涵,在这样的情况下几无可能去做好“创新创业教育”,如何实现大学生创业,成为企业家的目的。
二、心理健康教育和大学生创新创业教育之间的关系
心理健康是指精神、活动正常、心理素质好。既能过着平平淡淡的日子,也能经受各种事件的发生,心理健康突出表现在社交、生产、生活上能与其他人保持较好的沟通或配合。任何个人或者团队要进行创业必须是具有一个积极健康的心态,以创新为特质的创业风险性更高,创业者需要面临的质疑、挫折和打击将更多。大学生要进行创新创业教育,不仅仅需要能够应对危机和面对挫折的心理素质,另一方面也是需要成熟的人际关系沟通能力,这样看来大学生创新创业教育的基础是心理健康教育。心理健康教育给大学生提供的不仅仅是良好的人际关系,更重要的是健康的心理状态下,人们往往能够接受新的观念和新的思维方式,人们往往就能够从多角度地去理解和解释事物。
三、校园安全稳定和大学生创新创业教育之间的关系
我们知道大学生不同于成熟“社会人”的区别在于大学生对自己的行为不负责任,对自己的未来缺乏规划,而一个成熟的社会人会懂得为自己的将来做打算,为自己所在的环境思考。校园安全稳定问题包含的内容很多,其中最尖锐的问题就是大学生的生命财产安全问题,在这些方面受到侵害的大学生大多是因为缺少对自我的保护意识;同时也有因为对自己的生命不负责任地从事危险活动或者在虚拟网络世界浪费时光,以致生理出现问题。
在创新创业教育发展较为成熟的国外,创新创业教育是成体系的一门通识教育,各个教育阶段都有对应程度的课程和实践设计,从幼儿教育开始,创新创业教育就试图给学生树立一个良好的自我意识、责任感。一般认为要做到创新创业必须要具备良好的信息搜集和处理能力、对社会的灵敏思考、对国家的责任感,从这个角度可以看出通过创新创业教育可以对大学生进行高效社会化,实现学生从校园到社会的过度。反过来看,一个校园安全稳定可靠,学生的生活也必然是健康而自由的,这给大学生进行创新创业活动提供了思想土壤和安全的基础保障。
四、学风建设和大学生创新创业教育之间的关系
现在大学校园的学习气氛已经不如以前了,大学里考试挂科和作弊的情况屡见不鲜,在学生群体中间吃喝玩乐之风远胜于求学好问之势,在这样的背景下,在校园进行学风建设是必要的。创新创业的特质是创新,对于学生而言,创新的基础是专业的科学知识,要创新创业必须对专业的科学知识进行专研。在这其中,学生需要去主动的查阅文献、采集数据、做实验、分析 总结 ,这样带着极强的兴趣来进行专业知识的学习可以达到事半功倍的效果,这样比起坐在教室里对着课本听不太熟悉的老师讲课更有用。我们必须要承认理论和实践是相互促进的,学生通过课本学来的知识终觉浅,要融汇其中的道理还是要通过实际动手操作来不断验证。
五、小结
大学生进行创新创业,不仅仅是一个活动或者比赛,也不仅仅是一小部分学生的事情,而应该是一种观念普及的过程。在这个过程是面向全体学生的,目的在于提高所有学生的创新思维能力、人际沟通能力、社会责任感等等;同时要做好大学生创新创业教育决不能单兵作战,要协同做好大学生的心理健康教育、校园安全稳定和高效学风建设。
结题 报告 可以是论文或研究报告,也可以同时都写,也可以只写其中一个,只要能够表达出你的研究成果就可以。本文是我为大家整理的创新项目结题 报告 范文 ,仅供参考。 创新项目结题报告范文篇一: 科研中成长,实践里圆梦 ——我们的科研小 总结 关键词:学生科研 教师梦 团队协作 成果满意 项目概述 家校合作,是一个农村小学 教育 的重大问题。如何更好地加强学校和家庭的合作已被教育界所重视,并成为农村学校改革的重要内容,也是当今农村教育发展的一个趋势。作为一名教育学本科生我与本班同学们积极关注农村小学家校合作的问题,思考如何拉近家教之间的距离,为此我们努力搜集资料,开展研究,确立了“农村小学家校信息交流现状调查和实践对策”为研究专题 项目成员基本情况:我们团队人员共有4位同学,均为2010级教育学本科生。在项目确立与进行中指导老师张正峰副教授(研究方向:高等教育、教育基本理论)倾力支持,保证我们学生科研项目顺利实施与完成。 项目的研究背景、目的与意义; 国内研究理论体系不断完整,研究家校合作论文不断增长,家校合作模式不断转新,并且大多数研究集中在探讨家校合作的模式和存在问题。 国外研究日本PTA(Parent Teaehe:ASsoeiation),即父母与教师联合会。PTA在致力于沟通学校与家庭、社区的联系和创造一个有利于青少年成长的环境方面发挥了巨大的作用,成为中小学教育中不可忽视的重要教育力量。日本PTA组织的许多成功 经验 为我国开展家校合作提供了有益的启示。形质兼备,寻求法律与制度保障,将网络服务引入家校合作,拆除学校壁垒,使学校教育教学活动透明化。日本一些学校实行教学参观活动,随时允许任何人(不只限于家长,社区里的任何人都可以)来校参观教学活动。美国“家长参与教育”(Parental Involvement in Education)逐渐成为美国教育重要形式为大幅度提高学生的学业成绩,美国的很多中小学与学生家长之间所进行的一种双向交流活动。它主要包括:家长为子女主动参与学校改革和学校为学生主动培训家长两个方面。家长为子女主动参与学校改革家长为子女主动参与学校。 项目研究意义: 通过此次课题研究,有助于我们了解洛南县石坡镇小学农村家长与教师的信息交流状况,并且对研究反映出的现状做出合理性的解释,在实践的基础上提出我们建设性意见。课题案例研究,有利于努力搭建农村小学家长与教师信息交流平台,推动信息交流平台的建设。加强家长与教师的信息交流互动,对完善农村小学学生评价体系提供参考,更加有利于农村素质教育的推行。本课题案例研究,了解家长参与学校管理学生的程度,构建学校、家长双向、互动管理学生模式,为民主管理学生提供借鉴,从而回归学生主体性地位。 工作分配和完成情况:在科研过程中我们小组成员分工协作,大家齐心协力。作为项目负责人我的主要工作是协调大家工作,搜集文献资料,最后由我撰写项目论文并发表,陶永辉的主要工作室制定访谈问卷,王涛协助整理访谈资料并交给我进行论文整理,张亚玲作为一名本地人是我们项目的“向导”帮助联系学校人员,进行实地访谈。在项目合作中大家利用两次假期前往访谈记录,我们圆满完成任务,项目顺利结束,发表论文两篇。 收获和体会:我们自申请此项目始已然过了将近一年了。正如我们预定的那样,我们研究的课题正健康进展着。 我们小组研究的课题是在指导老师的帮助下,我们制定了研究课题问卷“农村家长参与教师信息交流现状问卷”,在项目进展中我们小组成员于2013年初进行实地调查,发放问卷150份收回137余份,实地调查情况良好。我们积极与当地小学生开展交流,形成阶段性论文“论农村小学生课外阅读生态环境——家长于教师的积极作用”。目前我们小组正在整理资料,结项论文已发表。 在项目的实地进展中我们良好的达到了预期目标。课题准备阶段时,课题小组成员采用文献调查法,分工协作,搜集整理论文50余篇,初步形成具体的研究思路制定了研究课题问卷“农村家长参与教师信息交流现状问卷”、“农村家长家校合作问题访谈表”。课题实施阶段,我们实地走访学生、家长了解当地家校合作状况,通过此次课题研究我们主要完成预期了解洛南县石坡镇小学农村家长与教师的信息交流状况,对研究反映出的现状做出合理性的解释,并且在实践的基础上提出我们建设性意见。根据前期走访访谈情况,进行数据分析将研究成果进行汇总整理,完成撰写论文。 在项目进行中我们学会很多研究 方法 ,体会教育研究的科学态度,在实践中我们走到学生中了解他们,这比书中的知识更加具体深刻,了解家长的心态,把握学生的心理,紧跟时代,在研究中我们更加明白未来的教师不是一名教书匠,我们要做一名具有前瞻视野、研究型教师。 项目预期成果完成情况和创新点: 本项目选题属于前沿性问题,并且可操作性强。通过对农村小学家长与教师信息交流现状调查,探索一条适合农村小学教育的学生评价方法途径。 我们主要采取口述了访谈方法进行研究,同时我们将调查访谈洛南县石坡镇农村的小学家长、一线教师获得真实资料。 对家长和一线教师访谈,资料收集客观、全面。 附录(参考文献目录等) [1]赵士高.农村家长参与学校教育的阻抑性因素研究[D].华东师范大学,2008 [2]钱焕琦.当前家校关系中存在的问题及伦理调适[J].南京师范大学,2006 [3]胡隽之.农村中小学学校教育与 家庭教育 的现状与 反思 [J].零陵学院学报,2004 [4]张旺.家长参与子女教育的现状及策略研究[D].西南师范大学,2001 [5]王建平.美国家长参与教育与青少年健康发展研究[D]首都师范大学,2003 [6]史景轩.日本PTA研究[J].河北大学,2005 创新项目结题报告范文篇二: 项目名称:__________ 项目编号: 项目负责人:_________ 专业年级:__________ 所在学院:__________ 起止年月: 电 话:__________ E-mail: 填表时期: 福建农林大学 一、基本情况 二、项目执行情况简介 三、研究 总结报告 四、经费使用情况 五、学院评审意见 六、学校创新创业训练计划领导小组审核意见 注:表格空间不够可扩展。 供参考的成果形式(以附件形式附后,与结题报告书一起装订成册提交) 大学生创新创业训练计划成果形式之一:论文 学术论文排版要求 题名(二号黑体,居中,不超20字) 学校名称 第一作者,第二作者(四号楷体-GB2312,居中) (1.第一作者单位 至院系部处,省 市 邮编; 2.第二作者单位 至院系部处,省 市 邮编)(此处插入作者简介脚注,符 号定义为空白) (5号宋体居中) 指导教师姓名及职称(四号楷体-GB2312,居中) 摘 要(小五号宋体):字数一般在300字左右。摘要必须反映全文中心内容,一般包括研究目的、方法、主要观点及结论。写作时,应简写目的,写明采用的具体方法,详细写所得到的结果和结论,要突出反映 文章 的创新性。要求语言简明、扼要、准确、客观、逻辑性强。总之,摘要应写得内容充实,不要过分抽象或空洞无物,避免使用“对……具有……意义,价值”等评价性用语,避免使用“本文”、“笔者”等第一人称写法。定稿时要注意纠正语病,删减啰唆重复的语句和 句子 。(小五号宋体) 关键词:词1;词1;词1(3-5个反应所研究的领域和关键特征的词,小五号宋体) 下接正文(引言、导论性)或一级标题(引言、导论性)。论文Word文档页面设臵为A4纸型,页边距各2,文档网格设臵为46字×43行,行距16磅,正文用五号宋体,其中阿拉伯数字、英文用Times New Roman体。论文要求主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精炼,遵守我国著作权法,注意保守国家机密。题名应恰当简明地反映文章的特定内容,要便于编制题录、索引和选定关键词,不宜使用非公知的缩略词、代号等。 标题一(四号黑体,居中,上下各空一行) 下接正文或二级标题。参考其他文献,包括引用原文或参考、综述、作者简介(小五号宋体,加黑):姓名(出生年-)、性别,籍贯,职称,最后学位或在读学历,研究方向。 评论他人观点,要在文中加引注标记,采用顺序编码制,符号按出现的先后顺序为[1][2]……,用上角标,与文后所列参考文献序号一致。参考文献只列出已经公开出版且在文中加注的文献,著录格式另附。文中图、表应有自明性,且随文出现,须注明图名、表名,按顺序标明序号如表1、表2……、图1、图2……,图名、表名及内容、参考文献均为小五号字。请在稿件首页地脚处给出作者简介信息。 1.标题序号(空两格,加黑) 下接正文。我刊论文标题层次采取如下方式:一级标题“一”,二级标题“1.”,三级标题“(1)”,请按此层次顺序设臵标题。 (1)作者简介示例 作者简介:周吴郑(1970-),男,辽宁大连人,教授,博士生导师,主要从事化学工程与工艺等研究。 (2)参考文献著录原则和方法 [1]作者姓名,作者姓名. 参考文献题目[J]. 期刊或杂志等名称,年份,卷(期数):文章起-止页码. [2]刘凡丰. 美国研究型大学本科教育改革透视[J]. 高等教育研究,2003,5(1):18-19.没有卷的就直接写2003,(1)(本条为期刊杂志著录格式) [3]谭丙煜. 怎样撰写科学论文[M]. 沈阳:辽宁人民出版社,1982.5-6.(本条为中文图书著录格式) [4]作者姓名. 参考文献题目[D]. 南京:南京农业大学,2002.(本条为硕士、博士论文著录格式) [5]作者姓名. 参考文献题目[N]. 人民日报,2005-06-12(第几版).(本条为报纸著录格式) [6]作者姓名. 电子文献题名[EB/OL].电子文献的出处或可获地址,发表或更新日期. [7]作者姓名. 参考文献题目[A].主编. 论文集名[C]. 出版地:出版单位,出版年. 起-止页码.(本条为论文集著录格式) [8]外国作者姓名(作者姓名:姓在前,名在后,姓全拼大写,名缩写,姓与名之间隔半格,作者之间用逗号隔开。).参考文献题目[M].译者(名字)译. 出版地:出版单位,出版年. 起-止页码.(本条为原著翻译中文的著录格式,多个译者可写为:***,***,***,等译.) 创新项目结题报告范文篇三: 摘要 我们科研小组五位成员全部来自于电子信息学院2011级的电子信息科学类专业,队长是**,队员有*******;我们的指导老师电子信息学院空间物理系的**副教授,主要的研究方向就是空间物理。我们科研小组的课题是“电离层斜向返回电离图合成技术研究”。地球大气层在约80公里以上的热成层大气已经非常稀薄,在这里阳光中的紫外线和X射线可以使得空气分子电离,自由的电子在与正电荷的离子合并前可以短暂地自由活动,这样在这个高度造成一个等离子体,在这里自由电子的数量足以影响电波的传播。电离层斜向返回探测方法是一种在地面向上斜投射电磁波信号,并在同一地点接收回波的探测方法。它主要记录后向散射回波的幅度、时延、频率与时间的相互关系和散射回波的多普勒频谱,可用于监视远距离电离层的宏观状态,研究电离层传播信道特性。斜向返回散射电离图包含了大量的电离层信息,对研究电离层特性具有重要参考价值。通过项目的实施,我们认识到了电离层的物理特性是千变万化的,从而导致由电离层探测获得的电离图具有多变性,目前还不能完全利用这些信息。返回散射电离图的模拟能解读电离层结构和电离图特性之间的关系,为斜向返回散射电离图的反演提供了重要的参考依据。 一、项目选题的背景; 20世纪30年代,我国开始研究电离层。自20世纪40年代起,武汉大学就开始了电离层研究。1960年,龙咸宁在黄陂主持创立了我国首个电离层斜向返回探测站,并在1962年成功研制出我国第一部手动的电离层斜返探测仪。之后,由龙咸宁、侯杰昌等教授主持,先后成功研制出简易手动斜返探测仪(1968)、电离层自动同步斜测仪(1978)和 FXZ(1980)实时选频系统。斜向返回散射探测利用电离层对信号的折射与反射,能探测到大范围的地物和运动目标,能够获得由频率和群路径决定的返回散射回波能量,形成斜向返回散射能量图。该探测机理能为短波通信预报资料,管理雷达频率,监测远距离的运动目标。高空电离层的等离子密度受到高度以及日变化,月变化,季变化,年变化,太阳周期变化的影响,从而影响到了电波的传播以及各种卫星通讯。电子系统工程日新月异,提出了各种各样的电波传播的问题,电波传播的质量直接影响到通讯、国防以及各种电子系统工程的运行效果,因此研究电波传播对无线电通信系统起着奠基的作用。借用斜向返回探测技术,我们可以对电离层中的电波传播问题有了更深入的理解和认识。 二、项目成员内部分工; **:专业知识掌握牢固。有深厚的数学知识储备,精通 C,C++,Fortran,Matlab等编程语言。作为本次科研任务的负责人,刘祎需要从总体上把握、协调本团队的各项事宜,包括重大决策,人员调度,任务分配,资金管理等诸多方面,以提高整个团队的执行力、凝聚力,使本团队能够高效地完成各项任务。在具体的科研任务中,刘祎主要负责射线路径方程及编程,并获取有关的数据。 **主要负责相关电离层斜向返回探测技术以及对射线路径方程的求解进行编程,能通过设备实时得到电离层的数据,并收集相关电离层与电波传播的各方面资料。 **负责对射线路径数据的模拟与合成,以及图像处理。通过相关软件处理数据进而得到相关电离层电子浓度进而与实测数据进行比对。 **老师主要是为我们提供相关专业知识点拨和电离层斜向返回探测技术实测数据,以及射线路径求解方程等。 三、项目的创新点与特色; 我们项目主要是利用武汉电离层斜向返回探测系统研究电波传播问题。首先我们利用电离层的IRI模型,获得电离层的电子浓度分布规律,基于费马原理编写并修改射线跟踪程序,数值生成电波在电离层中的传播图像,并进一步研究电波在电离层中的传播规律。利用电离层斜向返回探测系统进行观测,将真实的射线路径与模拟的图像进行对比,验证斜向返回探测方法的可行性。我们项目的创新点是电离层斜向返回探测技术能有效并准确的测量出电离层中的各种参数。利用程序建模的方法模拟出电离层中均匀体的电子浓度分布以及射线在其中传播的不同特性。实验设计研究和数值模拟相结合的研究。 四、项目实施的进展情况与创新成果; 首先我们通过一段时间的学习,已经初步了解和掌握了一些有关电离层及电波传播的基本知识, 并通过对IRI模型的学习和利用,数值模拟出了一些不同模型的电子浓度分布图,从而了解了一些电离层的分布结构。其次通过不断地熟知射线追踪程序,我们已经在原有的程序上进行了修改和完善,讨论了在电离层背景坏境下的射线的一些参数,如射线传播过程中的高度、初始仰角、到达地面的距离、射线的群速度及射线的频率之间的关系和在不同的电离层背景坏境下的变化,并且获得了一些射线路经图和斜返电离图。 我们利用电离层的IRI模型计算得到电离层电子浓度分布图;利用射线追踪技术在特定的电离层传播环境下合成了射线路径图, 讨论在电离层背景环境下的射线的一些参数(如峰高、射线传播过程中的高度、初始仰角、到达地面的距离等)与射线传播距离的变化规律,进而探讨射线在均匀体中传播所受到的各种影响;利用电离层斜向返回探测系统对理论结果进行验证,在这里,我们利用了武汉大学电离层实验室研制了一种新型电离层斜向返回探测系统—WIOBSS,由于WIOBSS系统在非常小的发射功率下也能够实现远距离的电离层探测,在探测模式上,该雷达采用等间隔收发探测模式,不但能够实现无距离盲区的探测,而且还能够取得所用伪随机序列的最大增益性能这样使得我们的实验数据能够更加准确! 我们模拟了在一个固定的时间点固定的经度上,电离层中的电子浓度在纬度上的变化;在不考虑地磁场的影响下,在电离层电子浓度背景下射线在纬度上传播过程中距离和高度的关系;在不考虑地磁场的影响下,在电离层电子浓度背景下射线在经度上传播过程中距离和高度的关系;射线到达地面的距离与初始仰角和峰高的关系;射线在经度和纬度上传播过程中群路径与频率关系。 通过讨论我们已经获得了一定的结论和成果。我们获知在短波波段,由于频率较高(电波波频大于电离层高度上磁旋频率),故在考虑波的折、反射时,可以不考虑磁场的影响,电离层可视为各向同性介质。另外碰撞只造成能量的吸收,故计算波的折、反射也无须考虑碰撞效应。因此我们首先在忽略磁场和碰撞的条件下,给出了射线追踪方程,并基于 Runge-Kutta方法,对方程进行了求解。预测了不同电离层扰动模型下的返回散射电离图,得到的数据与实测数据进行对比,二者吻合很好。具体的成果将在结题报告中展示。 在结题后我们会将课题继续进行下去,以便取得更深层次的认识和理解,取得更好的成就。 已经正式发表论文在《电波科学学报》增刊,并被第十二届全国电波传播学术讨论年会录用。 五、项目实施过程中的收获与体会; 其实,在项目刚开始时,很茫然,但我们在准备这个项目的时候就是希望了解并熟知我们的专业知识有哪些用途。因为对整个项目的了解程度有限,只是在周晨老师的指导下了解了一些皮毛而已。再着就是对做科研的过程很是陌生,所以在起步阶段大家都是手忙脚乱的,我们也是在这一阶段,对自己有一个充电的过程。我们阅读了很多有关的书籍和论文,比如说刘选谋老先生的《电波传播》、J.A.拉特克里夫的《电离层于磁层理论》和清华大学俎栋林教授的《电动力学》等等,感觉受益匪浅,了解了很多关于电离层和电波传播的有关知识,这其中有很多不理解的地方,但是在周晨老师的详解之下就明白了;在整个项目过程中,我们需要使用很多计算机辅助软件(Matlab、Mathmatic等)和熟悉众多计算机语言(Fortran、C++、C等),不论是以后做研究还是工作都非常有好处。 由于该项目数据量比较大,所以在处理数据时很考验组员们的耐心。我们在使用Matlab画图时,有时需要导入几兆的数据,才能画出电离层电子浓度分布图,这不仅提高了我们对Matlab的使用技术,还让我们知道了正确处理数据是多么重要,细心和耐心对于科研工作者来说,是必不可少的! 在为射线路径求解编程时,我们遇到了很大的阻力,不仅是因为专业知识的匮乏,更是编程能力的薄弱,不仅程序算不出结果,甚至经常出现各种不过bug无法解决,也意识到了计算机技术对于科研工作者的重要性。在刚开始写程序时,我们需要对我们的整体项目有个宏观认识,程序的主体框架和结构非常重要,我们是通过时间以及经纬度来计算出该点实时的电离层电子浓度分布,了解我们的需求以及所要达到的目的才能写出好的程序,才会对整个科研项目带来帮助。对于射线路径求解编程的主体程序是由周晨老师提供的,因为这样就帮助我们把整体框架弄好了,我们所要完成的就是实现具体功能,并使用该程序来计算出我们需要的结果。将我们的实测数据导入Matlab画图时,要进行进行仔细的检查,核实,并且调试,错误重新带入数据,核实,调试,如此反复。因为如果其中一个数据出现了错误,最终的结果会很不一样,这样对科研很有坏处! 通过项目的完成,我们知道了随着科学技术的发展,电波传播正在进一步扩展研究和应用领域。例如,电磁波的生物效应、地震过程中的电磁现象的研究等,都有可能获取进展。 根据我们的科研成果,意识到了建立更加完善和更加精确的电波监测系统的重要性,这样才能获取更加完整的媒质和传播特性数据,总结出更加接近实际的数学模型,利用电子计算机,迅速提供环境数据和电波预测数据。同时,随着专业知识的加深,在做科研的同时需要更加密切地同地球物理、空间物理、天体物理、大气物理等的研究相结合,这样更能发挥电波传播在这些物理研究中的作用,只有这样,才能最大化的体现电离层与电波传播对于整个世界的意义。 尽管在途中遇到的一系列的困难,有时候想放弃,有时候彷徨有时候浮躁,有时候迷茫,太多的难题摆在我们的面前甚至有时候让我们不知所措,比如Fortran大家不熟悉,Matlab画图没学过,电离层知识知之甚少,斜向返回探测技术更是么怎么听说过,还好通过周老师的指导帮助,同学们的支持下,朋友们的鼓励下,最重要的是大家不懈努力之下大多数难题(不管在技术上得还是在心里上)大家都克服了。
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