测控专业工程光学课程改革刍议

陈国凡

摘要：当前工程光学教学存在与测控专业的应用相脱节的问题，在课程改革中我们坚持提高学生专业素质和综合应用能力，吸收利用最新教学研究成果，同时介绍光学在测控领域最新研究动态,合理调整教学内容，充分运用现代教学手段。从而提高了课程的专业应用性, 增强了学生的工程设计能力和创新能力。

关键词：测控专业；工程光学；课程改革

中图分类号： G642文献标识码： A

引言

工程光学是测控专业一门重要的专业技术基础课。通过该课程的学习，学生应具备分析和解决工程技术上常见的光学问题的能力。考虑到工程光学课程的重要性, 根据该课程理论性较强、概念较抽象的特点, 我们从教学内容的调整、现代教学手段的运用以及实践环节的加强等方面, 对工程光学进行了教学改革[1]。实践证明, 这些措施的综合采用有助于提高教学质量和提升学生独立思考和解决实际问题的能力, 提高了学生学习工程光学的积极性。

1教材的选择和教学内容的调整

教材的选择应具有测控专业特色，较高精度的测控仪器设备都具有光学系统，后续专业课程如“传感器”、“检测技术”等要求学生具备坚实的光学基础。经过考虑，我们将原教材更换为“十五”国家级规划教材机械工业出版社出版郁道银主编的“工程光学”（第二版）。

根据教学大纲的要求并考虑学时少的限制，我们对该教材的内容做了如下调整：保证基础内容的前提下，压缩了经典光学的内容[2]，删除了与普通物理学课程重复的内容（如光的干涉与衍射），为增加现代光学内容（如激光测量）赢得了时间，创造了条件。

结合测控专业特点，突出知识体系的重点和难点，对与测控精度联系紧密的光学放大和干涉技术等内容重点介绍。

重视教学和科研的结合并拓展学生的知识面，比如介绍典型光学系统内容时，提出“基于人眼虹膜的身份识别系统研制”科研课题。讲授广角物镜时介绍电影拍摄中气势恢宏的战争场面的摄制。

2充分运用现代教学手段合理使用教具

工程光学课程的特点是公式多，光路图多，以往的光学教学中，教师在黑板画光路图，图形缺乏立体感[3]，无法动态反映光路的成像过程，繁琐的公式推导常使教学过程枯燥，学生提不起兴趣。

图一：多媒体动画演示

我们在教学时穿插一些演示实验，使平面的图形立体化、动态化。比如用氦氖激光器将光的干涉图样打在墙上，让学生对干涉条纹的形状看的很清楚。对概念的引入、公式的推导采用多媒体教学课件教学。多媒体课件的引入使枯燥的内容生动起来，能够充分激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。对一些成像过程，采用动画进行演示（见图1），让学生对复杂的过程有一个直观的把握。

介绍一些光学零件特性时，作为教具及时展示，使书本上的图形符号和实物对应起来，增强教学的直观性并提高学生的学习效果。必要时可用一些光学零件搭建典型的光学系统，进一步提高教学效果，比如用一片透镜做放大镜，解释其视觉放大率；用两片透镜搭建显微镜和望远镜，解释两者的成像原理及其放大率公式的推导。

3开发新实验项目，加强实践教学

为促进学生对课堂知识的消化吸收，加强学生的动手能力、创新意识并拓展知识面，设置实验环节。

我们在课堂教学中引入一些生动的演示实验，比如讲授平面系统时演示“隔镜吹灯”的魔术，实验器材由一块透明平板玻璃和两支蜡烛组成。玻璃平板垂直桌面布置，两支蜡烛直立于平板两侧并关于玻璃平板对称，演示者两手同时打火并点燃两支蜡烛，然后，不可思议的事情发生了，演示者竟能从玻璃一侧同时吹灭两支蜡烛。原来，玻璃后面的蜡烛并没点燃，只是前面蜡烛的火焰通过平面镜（玻璃）成像于后面蜡烛上，造成了后面蜡烛也被点燃的假象，如此“隔镜吹灯”也就理所当然了。

通过实验室中学生自己动手接触光学仪器并搭建实验系统，增强学生的测试技能、动手能力及实际问题的分析能力。比如利用光具座搭建变焦摄影系统[4]，能够将深奥的变焦理论变得生动起来，避免枯燥的公式推导，提高教学效果。

4加强师生沟通，及时反馈改革效果

我们采用口头交流，书面不记名问卷调查，网上测评的方式，加强与学生的沟通和互动，及时发现问题及时改进。教和学两方面的互动能激发学生和教师的积极性，显著提高教学效果。调查结果显示，我们的初步改革是比较成功的，得到了学生的认可。

5结束语

通过测控专业工程光学课程的改革，我们总结了教学过程中的经验和教训，在充分调动学生学习积极性的基础上，把这项改革不断推向深入，最终取得比较圆满的结果，为培养测控专业新世纪的高级专门人才作出贡献。

参考文献：

[1]蔡怀宇等.“工程光学”国家精品课程的建设与改革[J].高等理科教育,2006(2):35-40.

[2]吴现成.光学课程教学初探[J].高等理科教育,2001(4):35-38.

[3]郑志华等.应用光学课程建设与教学改革探讨[J].机械管理开发,2007(12):137-138.

[4]郁道银.工程光学[M].北京：机械工业出版社，2006.