陳國凡

摘要：當(dāng)前工程光學(xué)教學(xué)存在與測控專業(yè)的應(yīng)用相脫節(jié)的問題，在課程改革中我們堅(jiān)持提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力，吸收利用最新教學(xué)研究成果，同時介紹光學(xué)在測控領(lǐng)域最新研究動態(tài),合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段。從而提高了課程的專業(yè)應(yīng)用性, 增強(qiáng)了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：測控專業(yè)；工程光學(xué)；課程改革

中圖分類號： G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

工程光學(xué)是測控專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備分析和解決工程技術(shù)上常見的光學(xué)問題的能力?？紤]到工程光學(xué)課程的重要性, 根據(jù)該課程理論性較強(qiáng)、概念較抽象的特點(diǎn), 我們從教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、現(xiàn)代教學(xué)手段的運(yùn)用以及實(shí)踐環(huán)節(jié)的加強(qiáng)等方面, 對工程光學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革[1]。實(shí)踐證明, 這些措施的綜合采用有助于提高教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力, 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)工程光學(xué)的積極性。

1教材的選擇和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

教材的選擇應(yīng)具有測控專業(yè)特色，較高精度的測控儀器設(shè)備都具有光學(xué)系統(tǒng)，后續(xù)專業(yè)課程如“傳感器”、“檢測技術(shù)”等要求學(xué)生具備堅(jiān)實(shí)的光學(xué)基礎(chǔ)。經(jīng)過考慮，我們將原教材更換為“十五”國家級規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社出版郁道銀主編的“工程光學(xué)”（第二版）。

根據(jù)教學(xué)大綱的要求并考慮學(xué)時少的限制，我們對該教材的內(nèi)容做了如下調(diào)整：保證基礎(chǔ)內(nèi)容的前提下，壓縮了經(jīng)典光學(xué)的內(nèi)容[2]，刪除了與普通物理學(xué)課程重復(fù)的內(nèi)容（如光的干涉與衍射），為增加現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容（如激光測量）贏得了時間，創(chuàng)造了條件。

結(jié)合測控專業(yè)特點(diǎn)，突出知識體系的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對與測控精度聯(lián)系緊密的光學(xué)放大和干涉技術(shù)等內(nèi)容重點(diǎn)介紹。

重視教學(xué)和科研的結(jié)合并拓展學(xué)生的知識面，比如介紹典型光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)容時，提出“基于人眼虹膜的身份識別系統(tǒng)研制”科研課題。講授廣角物鏡時介紹電影拍攝中氣勢恢宏的戰(zhàn)爭場面的攝制。

2充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段合理使用教具

工程光學(xué)課程的特點(diǎn)是公式多，光路圖多，以往的光學(xué)教學(xué)中，教師在黑板畫光路圖，圖形缺乏立體感[3]，無法動態(tài)反映光路的成像過程，繁瑣的公式推導(dǎo)常使教學(xué)過程枯燥，學(xué)生提不起興趣。

圖一：多媒體動畫演示

我們在教學(xué)時穿插一些演示實(shí)驗(yàn)，使平面的圖形立體化、動態(tài)化。比如用氦氖激光器將光的干涉圖樣打在墻上，讓學(xué)生對干涉條紋的形狀看的很清楚。對概念的引入、公式的推導(dǎo)采用多媒體教學(xué)課件教學(xué)。多媒體課件的引入使枯燥的內(nèi)容生動起來，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛。對一些成像過程，采用動畫進(jìn)行演示（見圖1），讓學(xué)生對復(fù)雜的過程有一個直觀的把握。

介紹一些光學(xué)零件特性時，作為教具及時展示，使書本上的圖形符號和實(shí)物對應(yīng)起來，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。必要時可用一些光學(xué)零件搭建典型的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高教學(xué)效果，比如用一片透鏡做放大鏡，解釋其視覺放大率；用兩片透鏡搭建顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，解釋兩者的成像原理及其放大率公式的推導(dǎo)。

3開發(fā)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

為促進(jìn)學(xué)生對課堂知識的消化吸收，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識并拓展知識面，設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

我們在課堂教學(xué)中引入一些生動的演示實(shí)驗(yàn)，比如講授平面系統(tǒng)時演示“隔鏡吹燈”的魔術(shù)，實(shí)驗(yàn)器材由一塊透明平板玻璃和兩支蠟燭組成。玻璃平板垂直桌面布置，兩支蠟燭直立于平板兩側(cè)并關(guān)于玻璃平板對稱，演示者兩手同時打火并點(diǎn)燃兩支蠟燭，然后，不可思議的事情發(fā)生了，演示者竟能從玻璃一側(cè)同時吹滅兩支蠟燭。原來，玻璃后面的蠟燭并沒點(diǎn)燃，只是前面蠟燭的火焰通過平面鏡（玻璃）成像于后面蠟燭上，造成了后面蠟燭也被點(diǎn)燃的假象，如此“隔鏡吹燈”也就理所當(dāng)然了。

通過實(shí)驗(yàn)室中學(xué)生自己動手接觸光學(xué)儀器并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)生的測試技能、動手能力及實(shí)際問題的分析能力。比如利用光具座搭建變焦攝影系統(tǒng)[4]，能夠?qū)⑸願W的變焦理論變得生動起來，避免枯燥的公式推導(dǎo)，提高教學(xué)效果。

4加強(qiáng)師生溝通，及時反饋改革效果

我們采用口頭交流，書面不記名問卷調(diào)查，網(wǎng)上測評的方式，加強(qiáng)與學(xué)生的溝通和互動，及時發(fā)現(xiàn)問題及時改進(jìn)。教和學(xué)兩方面的互動能激發(fā)學(xué)生和教師的積極性，顯著提高教學(xué)效果。調(diào)查結(jié)果顯示，我們的初步改革是比較成功的，得到了學(xué)生的認(rèn)可。

5結(jié)束語

通過測控專業(yè)工程光學(xué)課程的改革，我們總結(jié)了教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的基礎(chǔ)上，把這項(xiàng)改革不斷推向深入，最終取得比較圓滿的結(jié)果，為培養(yǎng)測控專業(yè)新世紀(jì)的高級專門人才作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡懷宇等.“工程光學(xué)”國家精品課程的建設(shè)與改革[J].高等理科教育,2006(2):35-40.

[2]吳現(xiàn)成.光學(xué)課程教學(xué)初探[J].高等理科教育,2001(4):35-38.

[3]鄭志華等.應(yīng)用光學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)改革探討[J].機(jī)械管理開發(fā),2007(12):137-138.

[4]郁道銀.工程光學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.