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(chǎng)科學(xué)教育工作坊，在 2024 中國(guó)青少年科技教育工作者協(xié)會(huì)年會(huì)中成功舉行。來自全國(guó)各地科技館、中小學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)以及科技教育協(xié)會(huì)的 120 余名代表參與了此次研修活動(dòng)。

該活動(dòng)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(jī)設(shè)計(jì)、制作而成的科普玩具，具有趣味性強(qiáng)、成本低、探究性突出等顯著優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)學(xué)習(xí)者親身領(lǐng)略激光造物的獨(dú)特魅力以及廣闊的教育應(yīng)用價(jià)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(duì)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(shí)代，激光技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等。其產(chǎn)品具有高亮度、高畫質(zhì)的特點(diǎn)，并且通過漫反射原理能夠有效保護(hù)師生視力健康，為學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)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(guó)科普教育基地”稱號(hào)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)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(shí)，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(dòng)及培訓(xùn)實(shí)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(shí)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(qiáng)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(shí)間和高峰值功率的特性，在科研領(lǐng)域?yàn)橹T多實(shí)驗(yàn)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(cè)量原子和分子的能級(jí)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(duì)零度的極低溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)算、量子通信等前沿領(lǐng)域的研究提供了強(qiáng)有力的支撐。激光的精確控制和高穩(wěn)定性為量子實(shí)驗(yàn)營(yíng)造了可靠的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，推動(dòng)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(shí)監(jiān)測(cè)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(jī)理和動(dòng)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(cè)距技術(shù)能夠精確測(cè)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(shí)，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(cè)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(duì)細(xì)胞進(jìn)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(dòng)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?cè)趧?dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提升創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。這一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中，激光實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)，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(jìn)的制造技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

此外，激光演示實(shí)驗(yàn)也是科普教育的重要手段。通過生動(dòng)有趣的激光演示，激發(fā)學(xué)生對(duì)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(jìn)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(jī)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(qiáng)，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作和維護(hù)，這也對(duì)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(duì)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(jìn)激光技術(shù)的普及。其次，高校和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)加大投入力度，加強(qiáng)對(duì)科研和教育工作者的培訓(xùn)，提高他們對(duì)激光技術(shù)的認(rèn)識(shí)和操作能力。同時(shí)，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和教育機(jī)構(gòu)之間的合作，共同推動(dòng)激光技術(shù)在科研與教育中的應(yīng)用。

對(duì)于激光行業(yè)而言，也必須緊跟不斷發(fā)展的科技時(shí)代，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)，朝著更加智能化、高效化、精準(zhǔn)化的方向邁進(jìn)，為科研教育領(lǐng)域提供更加先進(jìn)、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(jiān)信，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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(xiàn)。