邢笑雪，羅 聰，董 朔

測控技術與儀器專業(yè)是建立在精密機械、電子、光學、自動控制、計算機與信息技術等多學科基礎上的工科專業(yè)［1］.“工程光學”是測控專業(yè)的必修課程，不僅要求學生掌握幾何光學和物理光學相關的基本理論，而且要求學生能利用光學設計軟件進行光學設計和像質優(yōu)化［2-3］.該課程學習的效果直接影響后續(xù)光學專業(yè)課的學習，為了適應時代發(fā)展的要求，提高學生的學習主動性、工程實踐能力和創(chuàng)新能力，本文對“工程光學”的教學現(xiàn)狀進行了分析，針對目前教學中存在的問題對教學內容、教學方法和考核方式進行了改革.實踐結果表明，改革實施后其教學質量和教學效果得到明顯提升.

1 “工程光學”教學存在的問題

1.1 教學內容更新慢

研讀“工程光學”的教學大綱后發(fā)現(xiàn)，其教學內容與其他課程的教學內容重疊，如幾何光學中的光度學基礎與光電檢測技術重復，光的干涉衍射與大學物理重復等.此外，實驗教學內容偏向于基礎性的實驗，綜合性、設計性實驗較少，這不利于學生的動手能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

1.2 教學方法單調

在教學方法上，長春大學的教師目前多采用PPT+板書的方式，該方法在一定程度上提高了教學效果，但是也帶來了相應的問題.首先，PPT 的使用增大了課堂信息量，壓縮了學生對于知識點的理解時間；其次，PPT 的應用使得教學內容更加緊湊，增大了學生的課后學習壓力，進而導致教學效果不明顯.為此，需要改進教學方法，增加多媒體輔助，充分調動學生學習的積極性.

1.3 考核方式單一

在考核方式上，“工程光學”課程采用的是平時、實驗和期末結合的方式，平時∶實驗∶期末的占比為2∶1∶7.期終考試占比較高，學生只注重期終考試的成績，而忽略了平時學習的累積，這種考核方式單一，考核內容不全面，忽視了過程學習的重要性，不能體現(xiàn)實驗教學的重要性.

2 “工程光學”的教學改革與實踐

2.1 優(yōu)化教學內容，強化理論與應用的結合

目前，長春大學選用的是由郁道銀、談恒英教授主編，機械工業(yè)出版社出版的《工程光學（第4 版）》，教材內容分為上、下兩篇，為了保證教材內容的完整性，其很多內容與其他前續(xù)或者后續(xù)課程重疊.受到學時的限制，課程組對教學內容進行了相應的調整：壓縮了經典光學的內容，刪除了光度學的相關內容，刪除了與大學物理學課程重復的內容（如光的干涉與衍射），增加了新型光學系統(tǒng)設計等相應內容.調整后的教學內容更加突出了重要知識點，強化了理論與應用的結合，使學生能夠更好地把握教學內容，加深了對基本理論的理解.具體修訂見表1.

表1 “工程光學”教學內容調整表

2.2 搭建SPOC 教學平臺，豐富教學模式

SPOC（Small Private Online Course）即“小規(guī)模私人在線課堂”［4-5］，SPOC 教學平臺可以為學生提供更多樣化的學習資源.例如微視頻、習題、作業(yè)、測試、論壇討論等，SPOC 教學平臺的搭建豐富了教學模式，能更好地激發(fā)學生的學習積極性，提高教學質量和教學效果.以光學系統(tǒng)中的光束限制單元為例，課程組在超星SPOC 平臺上傳了12 段課堂教學微視頻、2 份習題、2 份作業(yè)、5 份測試，發(fā)布了3個論壇討論主題，極大地方便了學生學習.工程光學SPOC 教學平臺門戶頁見圖1.

圖1 “工程光學”SPOC 教學平臺門戶頁

2.3 增加虛擬實驗教學，豐富實驗教學資源

虛擬光學實驗平臺是傳統(tǒng)實驗教學必不可少的輔助手段之一.在實驗教學中，利用Matlab、Labview 等軟件搭建虛擬實驗仿真平臺，可以為學生提供更加豐富的實驗教學資源，平臺的演示效果可以幫助學生充分理解理論知識，進而提高實驗教學的效果.以光學像差實驗為例，課程組分別搭建了基于Matlab GUI 和基于Labview 的光學像差實驗仿真平臺［6］，實驗仿真平臺見圖2 和圖3.從圖2 和圖3 中可以看出，該仿真平臺具有簡潔直觀的人機交互界面，可以直觀地觀察校正情況，更有助于學生對理論知識的深入理解.

圖2 基于Matlab GUI 的仿真平臺模擬示例

圖3 基于Labview 的仿真平臺前面板

2.4 注重過程考核，考核方式多樣化

依據(jù)過程考核優(yōu)于結果考核的原則，課程組對考核方式作如下嘗試：實行分階段考核方式，增加平時測試和期中考試.改革后，“工程光學”綜合成績是由平時成績+平時測試1+平時測試2+期中考試+實驗成績+期末考試成績組成.其中平時成績主要由課堂提問、出勤和作業(yè)成績組成，占綜合成績的15%；平時測試1 和平時測試2 各占綜合成績的5%；期中考試占綜合成績的10%；實驗成績占比提高到15%，期末考試成績占綜合成績的50%.多樣化考核方式促進了學生學習的積極性，有效地激發(fā)了學生的學習潛能，更有利于課程教學質量的提高.

改革后的成績見表2，從表2 中可以看出，“工程光學”的改革達到了一定的效果，學生的成績明顯提升.及格率從2015 級的60.04%上升到2016 級的74.28%，再上升到2017 級的83.26%.

表2 近三年成績分析表

3 結語

本文針對長春大學測控專業(yè)“工程光學”教學的實際情況，借鑒其他同行的課程改革的優(yōu)秀經驗，對“工程光學”的教學改革進行研究.具體方式為：優(yōu)化教學內容，做好與前序和后續(xù)課程的銜接，強化理論與應用的結合；搭建SPOC 線上教學平臺，豐富教學模式；增加虛擬實驗教學，搭建虛擬仿真實驗平臺，豐富實驗教學資源；實行分階段考核方式，注重過程考核，多樣化考核方式.實踐結果表明，這種改革方式極大地提高了學生的學習積極性和學習效率，學生的學習成績得到了明顯地提高.