近日，由雷宇激光主辦的 “激光造物與創(chuàng)客思維” 以及 “自走玩具與創(chuàng)客思維” 兩場科學(xué)教育工作坊，在 2024 中國青少年科技教育工作者協(xié)會年會中成功舉行。來自全國各地科技館、中小學(xué)校、教育機構(gòu)以及科技教育協(xié)會的 120 余名代表參與了此次研修活動。
該活動以激光造物技術(shù)為依托，以創(chuàng)客思維中的創(chuàng)新思維與合作思維為核心脈絡(luò)，利用激光切割機設(shè)計、制作而成的科普玩具，具有趣味性強、成本低、探究性突出等顯著優(yōu)勢，引領(lǐng)學(xué)習(xí)者親身領(lǐng)略激光造物的獨特魅力以及廣闊的教育應(yīng)用價值，大大激發(fā)了學(xué)習(xí)者好奇心、想象力與探求欲。
或許當(dāng)前來看，激光技術(shù)在科研教育領(lǐng)域的應(yīng)用相對較為 “小眾”，平日里鮮少被提及。然而，在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展的時代，激光技術(shù)憑借其獨特優(yōu)勢，在科研與教育領(lǐng)域中正發(fā)揮著日益重要的作用。
已有多家激光企業(yè)在科研教育領(lǐng)域深入耕耘許久，除了上述的雷宇激光之外，還有光峰科技、華工科技、匯百盛激光、深圳樂麗科技等，它們均與科研教育領(lǐng)域有著緊密聯(lián)系。
以首批在科創(chuàng)板上市的企業(yè)光峰科技為例，其激光投影方案被眾多高校所采用，如北京大學(xué)、深圳大學(xué)、東北大學(xué)、暨南大學(xué)、海南大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等。其產(chǎn)品具有高亮度、高畫質(zhì)的特點，并且通過漫反射原理能夠有效保護師生視力健康，為學(xué)校的教學(xué)活動提供了高質(zhì)量的顯示方案。
而華工科技的激光科技館榮獲“全國科普教育基地”稱號，是國內(nèi)首個以激光科普、激光工藝應(yīng)用及智能制造為展示內(nèi)容的科技展館。該館以“傳播激光科普知識，推廣激光技術(shù)應(yīng)用、助力激光 + 智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為目標(biāo)，為公眾提供科普教育活動及培訓(xùn)實踐，是了解激光及智能制造應(yīng)用的重要窗口……
激光，這束神奇之光，正持續(xù)為人類的知識探索和人才培養(yǎng)開拓新的路徑。
激光技術(shù)在科研領(lǐng)域的應(yīng)用
在科研領(lǐng)域，激光技術(shù)已然成為眾多學(xué)科的強大工具。尤其是超快激光，憑借其高精度、低熱效應(yīng)以及超短時間和高峰值功率的特性，在科研領(lǐng)域為諸多實驗和研究提供了更為精準(zhǔn)、高效的手段。
在物理研究方面，激光技術(shù)被廣泛應(yīng)用于研究原子和分子的結(jié)構(gòu)與特性。激光光譜技術(shù)成為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的重要工具，通過激光光譜技術(shù)，科學(xué)家們能夠精確測量原子和分子的能級結(jié)構(gòu)、躍遷頻率等參數(shù)，深入洞察物質(zhì)的微觀世界。例如，利用激光冷卻技術(shù)，可以將原子冷卻至接近絕對零度的極低溫度，從而實現(xiàn)對量子力學(xué)現(xiàn)象的精確探究。此外，激光技術(shù)還為量子計算、量子通信等前沿領(lǐng)域的研究提供了強有力的支撐。激光的精確控制和高穩(wěn)定性為量子實驗營造了可靠的實驗環(huán)境，推動了量子技術(shù)的快速發(fā)展。
在化學(xué)領(lǐng)域，激光技術(shù)為化學(xué)反應(yīng)的研究開辟了新的途徑。激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測化學(xué)反應(yīng)過程中的分子變化，助力科學(xué)家們揭示化學(xué)反應(yīng)的機理和動力學(xué)過程。
此外，激光在材料科學(xué)研究中也大顯身手。激光燒結(jié)、激光刻蝕等技術(shù)可以制備出具有特殊性能的新型材料，為材料的研發(fā)和創(chuàng)新提供了有力支持。
在天文學(xué)領(lǐng)域，激光技術(shù)同樣不可或缺。激光測距技術(shù)能夠精確測量天體之間的距離，為研究宇宙的結(jié)構(gòu)和演化提供重要數(shù)據(jù)。同時，激光導(dǎo)星技術(shù)可以幫助天文望遠(yuǎn)鏡克服大氣湍流的影響，提高觀測的分辨率和精度。
在生物學(xué)領(lǐng)域，激光共聚焦顯微鏡成為研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的重要工具。它可以對細(xì)胞進行高分辨率的三維成像，幫助科學(xué)家們觀察細(xì)胞內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化，為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究提供了全新的視角和更深入的理解……
激光技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用
在教育領(lǐng)域，激光技術(shù)同樣有著廣泛的應(yīng)用。雷宇激光作為該領(lǐng)域的先行者之一，已在教育領(lǐng)域深耕多年。他們主推的“激光造物”理念，即通過激光切割和雕刻技術(shù)，讓孩子們在動手實踐中學(xué)習(xí)科學(xué)知識，提升創(chuàng)新思維和實踐能力。這一項目不僅豐富了兒童素質(zhì)教育的形式，也為激光技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的道路。
此外，光峰科技、深圳樂麗科技的激光投影技術(shù)也為教育提供了更加清晰、高效的展示手段。
當(dāng)然，激光技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此。
激光技術(shù)還可以作為教學(xué)工具，用于演示光學(xué)原理、物理現(xiàn)象等。例如，在物理、化學(xué)等實驗教學(xué)中，激光實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更直觀地理解抽象的科學(xué)概念。比如，通過激光干涉實驗，學(xué)生可以觀察到光的干涉現(xiàn)象，深入理解波的特性；在工程教育中，激光加工技術(shù)的教學(xué)可以讓學(xué)生了解先進的制造技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。
此外，激光演示實驗也是科普教育的重要手段。通過生動有趣的激光演示，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和好奇心，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。
挑戰(zhàn)與展望
激光技術(shù)作為一種先進的技術(shù)手段，在科研與教育領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前，激光技術(shù)在科研與教育中的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，當(dāng)前激光設(shè)備的成本仍然較高，限制了其在一些教育機構(gòu)和科研單位的普及；另一方面，激光技術(shù)的專業(yè)性較強，需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操作和維護，這也對科研和教育工作者提出了更高的要求。
為了更好地發(fā)揮激光技術(shù)在科研與教育中的作用，我們呼吁采取一系列措施。首先，政府和相關(guān)部門應(yīng)加大對激光技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的支持力度，降低激光設(shè)備的成本，促進激光技術(shù)的普及。其次，高校和科研機構(gòu)應(yīng)加大投入力度，加強對科研和教育工作者的培訓(xùn)，提高他們對激光技術(shù)的認(rèn)識和操作能力。同時，鼓勵科研機構(gòu)、企業(yè)和教育機構(gòu)之間的合作，共同推動激光技術(shù)在科研與教育中的應(yīng)用。
對于激光行業(yè)而言，也必須緊跟不斷發(fā)展的科技時代，持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新和升級，朝著更加智能化、高效化、精準(zhǔn)化的方向邁進，為科研教育領(lǐng)域提供更加先進、便捷的工具。在科研領(lǐng)域，激光技術(shù)應(yīng)不斷深入更多前沿領(lǐng)域的研究；在教育領(lǐng)域，激光技術(shù)也需與 “數(shù)字化技術(shù)” 深度融合，為教學(xué)提供更加豐富多元的手段。
我們堅信，隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的不斷拓展，激光技術(shù)將為人類的科學(xué)研究和教育事業(yè)做出更大的貢獻。
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