4.加强与社会合作办学,使学生提前介入管理实践活动
管理学是一门实践性、操作性很强的学科。过去,我们的管理教学基本上是停留在对理论知识的灌输,且主要是在学校的课堂上完成的,很少或很难有效地运用理论研究企业的实际问题。要解决学与用的矛盾,最好的办法是与企业联姻。如果条件允许,可以考虑和尝试实行教师与企业(或单位)合作,建立联合导师制度,为学生提供新的认知空间和学习场所。或结合企业的研究课题,或对企业急需解决的管理问题进行研究,或请企业高层管理者来校讲课,或让学生直接参与企业的管理工作,扮演一个角色等,使学生在学校就能接受“管理者”的基本素质训练。我在讲“领导艺术”内容时,就从企业请了一位老总上了两节课,学生很感兴趣,觉得从老总的亲身体会中受益匪浅。
从管理学理论的产生规律来看,体现着一种强烈的从实践上升为理论的特征,理论来源于实践,同时理论又在实践中得以运用、指导实践。教学与实践也遵循着同样的规律,从教学到实践、再从实践到教学的反复是培养学生实践能力能否取得成功的关键。《管理学》的学习需要企业的介入和支持。只有将《管理学》理论教学与企业实际有机配合,才能增强学生的组织协调能力和开拓创新能力,促进其解决实际问题的能力得到增长。
5.借助于“管理模拟实验室”增强学生对管理实践的感性认识
“管理模拟实验室”是在校园范围内让学生体验管理实践的重要场所。“管理模拟实验室”是利用计算机技术、多媒体技术,依据经济学、管理学原理和相关动态分析方法,对现实经济管理活动进行仿真模拟及“网上决策”、“虚拟交易”等,使《管理学》教学与科研相结合、社会科学与现代信息技术相融合成为可能,从而提高整体教学水平。管理模拟实验,旨在引导学生在逼真的模拟情景中体验与从事管理实践。目前的管理教学,对管理理论定性描述的多,定量分析的少,尤其是运用经济计量模型动态地分析实际问题更少。这方面与国外的管理教育相比有很大差距。为使《管理学》的教学能更好地理论联系实际,尽快建立和使用管理模拟实验室,推行现代化教学手段,已势在必行。
基于SigmaPlot实现曲线拟合的最优化
严一民
【摘要】本文介绍利用一种SigmaPlot图形处理软件对实验数据进行仿真,分析、研究、选出最优函数方程,应用实例表明原始图形与拟合图形重叠性很好,其标准值偏差较小,给出满足实验期望值要求的经验公式。
【关键词】曲线拟合最优函数标准偏差经验公式
在很多科学实验研究方法当中,如何正确处理有关实验数据,关系到是否能正确达到实验目的,并从中找出和发现对象的运动规律,得出符合客观事实的实验数据和结论。人们在研究和总结问题的过程中,根据实验数据按照传统方法进行数据处理,由于统计以及计算误差,很难得到适合所有数据点的曲线,也无法正确估计所得曲线的精度要求。因此所确定的特征值就可能有极大的误差,尤其是在工程设计领域中涉及到的一些复杂的非线性曲线更是如此。由此看来,对于没有建立起观测点构成的曲线数学模型,将直接影响到利用数学模型方法进行分析和判断。
计算机现代科学技术的快速发展为我们提供了有关图形编辑、处理等强有力的技术支持,通过实践和应用,笔者采用Sigmaplot对于《大学物理实验》课中的有关内容进行建模分析,在对多个可拟合的曲线中找到了最优模型方程,对实验数据的分析和判断以及发现数据的变化规律起到一定的作用。
一、拟合算法
通常在一组实验数据(xj,yj)(j=0,1,2,…,m)中寻找x与y之间的函数关系y=
f(x),由于观测数据往往不准确,因此不要求y=f(x)经过所有点(xj,yj),而只要求在给定点xj上的误差?j=f(xj)?yj(j=0,1,2,…,m)按某种标准最小进行计算,采用误差的平方和作为误差度量的标准。对给定一组数据(xj,yj)(j=0,1,2,…,m),要求在函数中找一个函数,使误差平方和为:
(1)其中:(n<m)
(2)就是曲线的拟合表达式。确定s(x)不是一个单纯的数学问题,在观测数据(xj,yj)的运动规律过程中,一般由给定数据描图计算来确定s(x)的表达形式,并通过实际计算找出满意的表达结果。
二、SigmaPlot实现的环境及使用
(1)SigmaPlot是一种可针对各种复杂函数进行编辑处理的作图软件,也可实现对曲线的拟合。如果用Basic、Fortran、C语言等进行编程来实现曲线拟合,工作量较大,计算繁琐。而采用SigmaPlot处理图形能达到事半功倍的作用,它可以编辑2D和3D的大量数据,经输入运算以后,立即生成函数图形,能够实现各种非线性曲线的拟合,可以很快得到所需的实验数据结果。同MATLAB相比省去了函数调用格式和编程语言,界面环境的可视化程度很好。本文以实例来介绍SigmaPlot实现曲线拟合的方法。
(2)观测表1中一组数据的变化趋势时,通常根据其曲线拟合的要求采用简单对数或指数函数等,但是会造成标准值偏差大。例如对于研究某些工程材料分子变化机理的过程,则需要提高拟合精度,以便于分析物质运动变化的规律,而使用SigmaPlot能够很轻松做到。下面简要说明基本操作原理。
(3)从这个函数关系式可计算螺线管在其中部的磁感应强度的大小,由取点代入(3)式得:
(4)这个结果与理论值比较其相对误差为:3.66%
五、结论
SigmaPlot有很多使用功能,本文介绍用SigmaPlot拟合曲线只是其中应用最基本的一种功能,通过对其他图形处理软件的使用情况来看,其数据拟合精度优于Excel。SigmaPlot对提高、拓展学生实验数据处理分析和仿真测试研究具有一定帮助,也是工程技术人员强有力的工具。它的快捷、直观、高效率的运行功能,使SigmaPlot有着广阔的应用前景。
适合学生实验用ITO表面取向技术
杨文君黄子强王继岷
【摘要】液晶分子的均匀排列是器件实现均匀显示的基础,而透明导电薄膜(氧化铟锡,简称“ITO”)表面均匀取向可使液晶分子排列均匀,因此ITO表面取向对于液晶显示具有重要意义。故结合本实验室的特点,开发了使液晶分子排列均匀的摩擦技术。本文探讨了适合学生实验用的ITO表面取向技术,缩短了实验周期,并适合开设学生实验。
【关键词】液晶ITO 表面取向
均匀取向是液晶实际应用中的关键问题。液晶分子的均匀排列是器件实现均匀显示的基础。通常,施加电场是贯穿于填充有正介电各向异性的液晶盒的,要求液晶分子平行取向。在这种显示模式中,液晶分子的指向在平行和垂直于基板的取向之间进行开关变换。
在现有的液晶器件生产技术中,包括TN、STN以及应用到笔记本电脑上的TFT液晶显示器,其取向层的表面处理普遍采用摩擦技术,因这种技术的简单、方便而一直得到人们的厚爱,普遍应用于液晶显示器件的生产中[1~2]。因此,ITO表面取向实验对学生特别是那些将从事液晶显示工作的学生,具有非常重要的指导意义。
一、实验原理
在液晶显示器制造工艺中,取向工艺是一个关键工艺。液晶盒内直接与液晶接触的一薄层物质被称为取向层,它的作用是使液晶分子按一定的方向和角度排列,这个取向层对于液晶显示器来说是必不可少的,而且直接影响显示性能的优劣。液晶显示器所用的取向材料及取向处理方法有多种,如摩擦法、斜蒸SiO2方法等等。摩擦法是沿一定的方向摩擦玻璃基片,或是摩擦涂覆在玻璃基片表面的无机物或有机物覆盖膜,再进行摩擦,以使液晶分子沿摩擦方向排列,这样可以获得较好的取向效果。无机膜一般为SiO2、MgO和MgF2等,需要用硬度较大的物质进行摩擦。有机膜一般为表面活性剂、硅烷耦合剂、聚酰亚胺树脂等。
最常用的是在玻璃表面涂覆一层有机高分子薄膜,再用绒布类材料以高速摩擦法来实现取向。其中聚酰亚胺树脂具有突出的优点,不仅涂覆方便,对液晶分子有良好的取向效果,而且还具有强度高、耐腐蚀、致密性好等优点,因此,目前在液晶显示器制造业中广泛用做取向材料。
聚酰亚胺(简称PI)膜有很好的化学稳定性、优良的机械性能、高绝缘性、高介电强度且耐高温、耐辐射和不可燃。聚酰亚胺优异的性能是由其结构决定的。它通过二酐与二胺在低温下聚合反应合成,生成聚酰亚胺膜,是用浸泡、旋涂或印刷的方法,将PI溶液涂覆在玻璃表面,经高温固化后制得。要得到性能优良的PI膜,固化反应必须进行完全。工业上广泛使用的聚酰亚胺在摩擦取向处理条件下诱导液晶分子的取向,但是在工业中用的聚酰亚胺稀释后在ITO表面挂上一层薄薄的溶液后,需在180℃下烘烤5小时,然后在此表面进行摩擦处理。在金属辊上粘贴一种长纤维布,并将布辊高速旋转,真空吸附在样品台上的基板触着布辊匀速平移通过,获得定向摩擦。
因在液晶工业中使用的有机物材料涂覆ITO表面进行取向时需要用至少5小时来固化有机材料,用在学生实验中周期太长,因此学生实验需要缩短实验周期。本实验研究发现选用棉布等纤维材料定向摩擦玻璃基片表面,即可以实现对液晶分子取向的约束。
鉴于目前本校还未开设液晶显示技术方面的实验课程,学生还缺乏基本的动手机会,对液晶显示相关技术没有直观的认识,而同时,我国还没有出现专门针对液晶显示技术课程的教学仪器与设备,在这种情况下,本实验室专门从事液晶显示技术研究的老师和学生,通过创造条件,开发了液晶行业领域内的教学实验。本实验室拟开设液晶电光特性测试以及ITO表面取向对液晶排列的影响等实验。
二、实验内容
1.无摩擦情况下液晶的排列情况
取两块洁净玻璃片,向其中一块玻璃表面上撒少许直径为9μm的玻璃微粉作间隔子,再将另一块玻璃片盖在间隔子上,玻璃两边留2mm左右的空隙用内径为1mm左右的毛细管吸取高度为1cm左右的液晶滴在玻璃一边的空隙上,在毛细作用下,液晶向玻璃盒中浸润,让液晶在整个盒子中浸润完。将此灌注好的液晶盒小心拿到偏光显微镜下观察其形貌。
(1)向列液晶在无摩擦的两玻璃片之间的织构
由于上、下玻璃片没有经过取向处理,所以液晶分子的取向不是全部朝着一个方向,而是在一个很小区域内的液晶指向矢朝某一方向,另一小区域液晶指向矢朝着另一个方向,形成所谓的畴。在偏光显微镜下,这些畴光轴方向的不同而使偏振光干涉颜色不同,看起来就是花纹或图案。呈现丝状的原因在于向列相液晶分子具有长程有序,局部地区的分子趋于沿同一方向排列。在两个不同取向区的交界处,在偏光显微镜下显示为丝状条纹。
图2向列液晶在无摩擦的两玻璃片之间的偏光显微照片
(2)胆甾液晶在无摩擦的两玻璃片之间的织构
当玻璃未均匀取向时,胆甾型液晶在正交偏光显微镜下呈现所谓焦锥织构。呈现焦锥织构的液晶的螺旋轴杂乱排列。由于液晶折射率的空间紊乱,将入射光向各方向散射,宏观地看时呈不透明。
2.平行摩擦情况下液晶的排列情况
取两块洁净玻璃片,用纸巾压在玻璃表面朝一个方向用力摩擦4~7遍,向其中一块玻璃表面上撒少许直径为9μm的玻璃微粉作间隔子。再将另一块已摩擦好的玻璃片的表面盖在已撒上玻璃微粉的玻璃片上,玻璃两边留2mm左右的空隙。用毛细管吸取高度为1cm左右的液晶(分别为向列液晶和胆甾液晶)滴在玻璃一边的空隙上,在毛细作用下,液晶向玻璃盒中浸润。等在整个盒子中浸润完,将此灌注好的液晶盒小心拿到偏光显微镜下观察其形貌。
(1)两玻璃片摩擦方向平行(记为“∥/∥”)时各种液晶的织构
(2)两玻璃片摩擦方向垂直(记为“∥/=”)时液晶的织构
三、结论
(1)从本实验看出,液晶在取向与未取向的玻璃之间呈现的偏光织构有很大差异,且用纤维直接在玻璃片上摩擦就可使液晶分子沿摩擦方向定向,与工业上使用的在玻璃片上涂覆一层有机薄膜后再摩擦得到的取向基本一致。
(2)固体表面的凹凸沟槽对液晶的取向起主导作用。通过在玻璃表面沿某个方向仔细摩擦,液晶分子就朝这个方向定向,于是也在该方向获得易取向轴。
(3)由于本取向方法工艺简单,周期短,且与工业上的取向效果基本一致,故适合开设学生实验。