光学课程论文范文

光学课程论文范文第1篇

学生在经历了高中物理基础和大学物理课程学习之后，对光的认识上升到了一个新的科学高度。对于光的波动现象等理论，学生开始接受并有似懂非懂之感。物理光学的课程中，则是采用数学的方法描述光波的传播特性。因此，在授课过程中可删繁就简，遇到重复的内容可一带而过。物理光学课程内容繁多，在学习该课程时，需谨记一条红线，即光波的传播。光波在同性或异性介质，自由或半自由空间传播时呈现的传播现象，即反射、折射、干涉、衍射、偏振、吸收、色散与散射现象。在进行课堂讲述时，先由光波的传播现象，引出光波发生此现象的条件，进而总结光波的传播规律。为了理论知识与实际问题密切联系，着重介绍光波理论的理论和所涉及的行业领域，通过丰富的课程内容让学生真实地感触知识的应用。

2.问题导入式的教学方法

物理光学作为一门专业基础课，具有抽象性强、枯燥乏味等特点。同时，物理光学也具有较强的专业性，该学科的创建均来源于对实际光学问题的解释。在介绍一个知识点之前，为了理论联系实际，我们首先要有目的地设置问题。通过一步一步地启发学生，让学生带着问题思考解决的方法与思路，进而解决问题。例如，我们讲授光波的衍射时，首先从白光通过指缝的衍射现象出发，提出产生衍射的条件。如果采用单色光源，指缝转变为圆孔、矩形孔或不规则孔，衍射条纹如何变化？引导学生思考如果采用多缝或透射光栅，衍射条纹又将如何变化？从而引出影响衍射现象的因素和采用数学模型描述衍射现象的问题。实践证明，这种以实际问题为先导的模式，激发学生的思考和学习兴趣，培养学生分析和解决问题的能力，得到了良好的教学效果。

3.充分利用多媒体教学

多媒体教学在许多方面是传统教学模式所无法比拟的，具有直观性强、图文声像并茂、信息量大、生动活泼等特点。但运用不当，也会适得其反。为了弥补两方面的不足，我们采用了多媒体课件与传统板书相结合的教学方法。在物理光学课程中，采用PPT课件形式与FLASH动画结合，生动描述光波的传播现象与规律。多媒体课件重点介绍物理概念及方法，而大量的公式推导可在课后参考教材或其他课本。制作这种多媒体课件的教学方法不仅给学生留下深刻的印象，而且还给教师留下充足的时间来强调重点、难点和核心内容。

4.利用计算机虚拟仿真技术提高教学效果

在课堂教学之余，训练学生利用计算机仿真技术处理物理光学相关问题。利用现代计算机辅助手段，加深学生对光学现象的理解，发现学习中的盲区和误区，提高教学的针对性。计算机虚拟仿真技术将抽象难懂的光学规律和概念形象直观展现给学生，激发学生的求知欲。光学仿真设计软件有很多种，MATLAB、TracePro、Zemax、Fred、OptiSystem，分别应用于不同的光学领域。MATLAB是Mathworks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，具有数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等功能，是工程界最流行的软件工具，在大学理工课程教学中的应用亦渐成热点。目前，已有众多文献采用MATLAB软件模拟光波发生干涉、衍射现象后光强度的分布。MATLAB软件中的图形用户界面（GraphicalUserInterfaces，GUI），可以实现交互式模拟。采用交互式滚动条动态地展现各物理量对衍射结果的影响，有利于加深学生对物理规律的理解和认识。TracePro是一款基于蒙特卡罗法的非序列光线追迹软件，为美国LambdaResearch公司开发。

TracePro以实体对象来构建光路系统，通过计算反射、折射、散热、吸收和衍射等行为来模拟光线与实体表面的作用，对真实场景进行计算和显示。TracePro图形使用界面简单，且具有强大的仿真功能，能对光学镜头、背光板、照明灯具、投影显示器、医疗仪器等进行光学模拟及分析。目前，在校学生已采用TracePro仿真软件成功对偏振棱镜、衍射光栅进行了模拟仿真，采用光线追迹方法形象直观地展现光波传播过程及特性的变化，加深对光波传播规律的认识和理解。当然，计算机虚拟仿真技术只是物理光学教学的辅助，不能代替理论教学。学生应该在认真掌握基本物理知识的基础上，逐步学会运用计算机仿真软件，才能达到促进学习的效果。计算机虚拟仿真的实际操作，培养了学生将理论知识应用于分析实际问题的能力，检验了学生专业知识的掌握程度，也为下一阶段的课程教学提供了指导方向。

5.总结

在学习过程中，始终围绕光波的传播这条红线，介绍光波的传播规律与现象。采用问题导入式的教学方法，充分利用多媒体教学和计算机虚拟仿真技术的教学手段，加深专业课程的抽象理论形象化。在教学中注重基础理论和知识的应用性，培养学生的独立思考能力和创新意识，促进了学生学习兴趣的提高和发展，增强学习效果，实现学以致用。

光学课程论文范文第2篇

关键词 产学研 应用光学课程 课程教学 创新与实践

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.049

Innovation and Practice of Introducing Combination of Production，

Study and Research Model in Applied Optics Teaching

GAO Hongyun， LI Min， CHEN Qingming

（Physics Department， School of Science， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract For the "Applied Optics" Teaching resources can not be achieved between the teachers， students and businesses of the three effective sharing of issues， this paper will research this innovative model into teaching session. Through flexible classroom teaching， classroom into the after-school learning network， as well as colleges， enterprises and practices throughout the three important teaching tool， designed to improve teaching effectiveness and achieve win three universities， businesses and students， and to provide a University Professional Courses effective teaching reference method.

Key words production， study and research; applied optics course; course teaching; innovation and practice

“产学研”这一创新模式在2011年就从国家高度被提出，它为高校的办学理念指出了一个重要的发展方向。①关于产学研的研究和应用受到众多相关研究人员的重视。②③然而，目前关于产学研的研究主要集中在内涵、办学、特征等方面进行分析，而关于产学研这一创新模式用于某个具体的专业课程却鲜有提到。众所周知，高校开设专业课和学生毕业以后的工作学习密切相关，扎实的理论基础和丰富的实践经验使学生具有更强的工作能力和竞争力。具有光学专业的著名高校，如浙江大学、南开大学、天津大学等都把应用光学列为重要的专业基础课程。尽管相关教育工作者在应用光学课程教研方面做了大量的工作，但是一些问题和矛盾也一直存在。④⑤其主要原因是科研经验丰富的授课老师、对专业知识茫然而又向往的学生以及一直提倡产学研的企业之间并没有有效实现资源共享和互动。

因此，本论文提出引入新型产学研模式这一理念，通过应用光学课程内容方法的创新与实践，为学校专业课程找寻一个有效的教学方法，为培养具有较强综合知识能力、较高竞争力和创新能力的复合型人才奠定扎实的专业基础。本论文研究主要包括灵活课堂教学、网络课堂融入课后学习以及实践和校企联合贯穿始终三个重要教学手段。

1 灵活课题教学

应用光学课程作为公共基础课程和专业课程的桥梁，它的成功开展不仅关乎本科生从公共基础课程到专业课程的顺利转换，更是学生后续专业课程的必要基础。灵活的课题教学不仅能提高学生的学习兴趣，而且有助于课堂知识的掌握，本论文首要的工作就是如何有效地灵活课堂教学。多媒体教学一直是高校推崇的有效教学手段，本论文主要是在多媒体教学的基础上采用以下两个方面灵活课堂教学：

（1）科研经验、实际应用和书本知识有效融合到课堂教学中。在课程开设期间，有效利用课题组成员的丰富科研经验，结合目前国家的热点发展和研究方向，尤其是航空航天、环境监测、新能源开发等方向中的应用。如讲授透镜成像这部分内容时，可让学生了解在我国目前最振奋人心的探月工程项目中，从月球上传回的每幅图片都有成像光学系统的功劳;在讲授望远系统这部分内容时，可列举最著名的哈勃天文望远镜以及其拍摄的部分经典图片;在讲授全反射原理这部分知识时，可以和当前环境监测中PM2.5的检测联系起来，光学表面等离子体共振生物传感器也利用的是光学全反射原理;在讲授光学不变量这部分知识时，可列举激光雷达中的光束扩束系统等等。如果每个教学内容部分都能和目前实际应用结合起来，就会使学生对所学习的知识有很深的理解，并能明确学习的目的和方向，自然而然地使学生的学习由被动变成了主动，大大提高了学生的学习兴趣，同时也会让授课教师更有激情和自信。

（2）光学计算机仿真融入课堂理论教学。在课堂教学中可充分利用光学软件辅助讲授光路追迹和光学像差等晦涩难懂的理论知识。如在讲授光路追迹公式这部分内容时，可利用光学设计软件Zemax仿真光线在光路系统中的传播过程;在讲授平面镜旋转这部分内容时，可利用PPT自带的动画功能仿真出旋转和光线传播的关系;在讲授光阑这部分内容时，可利用Matlab仿真出不同光阑对光路的影响;在讲授几何像差这部分内容时，可利用Zemax仿真不同像差的图样等等。应用光学不同于其他课程，课程内容里几乎所有知识都能用计算机形象地仿真和实现，如果课程内容的讲授和计算机仿真演示能有效结合起来，可使枯燥、晦涩的课程内容变得生动、形象。因此，三维图形和动画的合理使用会使学生有效地掌握专业知识，并能在以后的光学系统设计和实际应用中凸现较强的能力和潜力。

此外，可根据每个成员的优势，协作完成应用光学课程教学，如科研经验丰富的老师讲授应用方面的知识内容，计算机技能熟练的老师讲授晦涩难懂的理论知识，这样会更好地引起学生的学习兴趣，在有限的教学时间内让学生掌握更扎实的应用光学知识。

2 网络课堂融入课后学习

在教学过程中老师一般会留一些思考题或课后习题，然而这类学习缺少很大的互动性，学生自主学习的动力明显不足，致使不少同学都采用抄袭方式完成，给后续的教学带来不利的影响。网络教学是一种非常重要的辅助教学手段。本论文主要从以下两个方面使网络教学融入课后学习进而促进课堂教学。

2.1 建立一个专业课程学习网站供学生下载相关学习资料和视频

建立一个应用光学专业课程学习网站，学生可利用空闲时间下载并学习相关资料和视频，避免在课堂上记录大量的学习笔记，一定程度上减轻了学生的学习负担，学生只需在课堂上认真听讲，必要时做一下问题记录即可，大大提高了学生的学习效果。网络教学也是教师和学生的一个互动平台。教师把上课的教案、习题、测试题、思考题和一些相关的科研应用等放到网上，让学生自主学习消化，如果学生有任何问题或疑问可以在网上和老师交流讨论，实现网上在线答疑，可以把有限的40个学时的课堂教学发挥最大的教学效果。尤其是课堂上展示的三维动画视频，学生不一定能及时消化，如果学生能及时从网站上下载相关视频，就可以随时查看和学习，不受有限的课堂学习时间的限制，可以让学生的学习时间更灵活。此外，课程学习网站上可以上传一些相关的课外资料，如阿贝折光仪最早是谁发明的，现在已经发展到什么程度，望远镜最早是谁发明的，望远镜的种类和最新发展，尤其是同学们比较感兴趣的天文望远镜其原理和结构，照相机的发明者、种类、最新发展等等，大量的文字、图片、视频等资料都是同学们感兴趣而课堂上无法给他们详细展示的内容，这样一来专业课程网站的使用很大程度上拓宽了学生的知识面，开阔了学生的视野。

2.2 建立一个QQ交流群可以让学生和老师之间进行及时互动交流

目前武汉的无线网络已经普及，利用这一网络优势，可以建立一个供课程学习交流的QQ群。这样一来，无论是老师还是学生都可以很方便地互动，一定程度上弥补了专业网站必须登录才能交流的问题。利用所有同学都在使用手机QQ的现状，建立的QQ群可以实现问题和信息的及时互动，让老师能够第一时间掌握学生的学习动态，信息的及时反馈可以让老师更好地给学生授业解惑，一定程度上促进了教学效果的提高。此外，免费的信息交流方式让学生在学习更有主动性和积极性。

3 校企联合实践贯穿始终

我们不仅要培养学生的创新思维，更重要的是培养学生的实践能力和实际科研能力。主要通过课外实验、专业课程设计、实践实习考察和邀请企业技术高管人员来校开设公开讲座等方式，具体实践过程主要分为如下两个方面。

（1）产学研培养模式可以大大提高学生的综合能力和竞争力。应用光学课程不同于其他课程，课程内容的每部分理论知识都能和实际应用结合起来，在教学过程中可以充分利用这一优势，在每个独立章节之后都安排1～2个相应的应用光学实验，这样可以充分调动学生的学习积极性，而且通过实验可以让学生很容易理解和掌握所学的知识。学习期间也可让学生分成若干学习兴趣小组，如果有好的创新理论可以结合光电实验室实行具体实验和实践应用，这样可以大大提高学生的学习兴趣和创新能力。此外，通过课程设计可以让学生的学习能力得到进一步提高。这种理论和实践相结合的教学模式是基于学分制和大类培养背景下提出的新的教学方法，也是针对其他就业创业类人才提前开设的准备课程环节。这就使得产学研模式不再是企业公司的专属，面对激烈的残酷竞争，让学生的能力提前得到全方位的锻炼和加强。

（2）校企联合可以从根本上杜绝学校和企业的脱节问题。在课程学习期间可以适当安排学生到相关企业进行参观和学习，让学生提前了解到课程知识的具体科研和社会应用。适时邀请一些企业的技术高管进入课堂为学生开设相关的理论和实践公开讲座，并为感兴趣的和学习优秀的学生提供一定的企业实习机会，这会让学生看到未来的专业发展方向，让学生的学习有了明确的方向和目标，不仅促进了学生的学习动力，也提高了课堂教学效果。

4结束语

引入产学研模式后应用光学课程教学效果明显。然而，在这一新型模式下，有些问题必须引起一定的重视，一、每个成员老师都承担着一定量的教学和科研工作，如何协调好教学时间和实践教学活动不冲突是面临的首要问题;二、科研所需的知识面广而深奥，如何将书本知识和科研进行优化结合而不让学生觉得科研太难而失去对科研的兴趣;三、开设企业实践和相关课程设计，由于人数较多，过程环节监督有待完善。这一创新模式可以成功推广到其它专业课程教学当中。

基金项目：武汉理工大学教学研究项目（项目编号：2013081）

注释

① .在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话[N].人民日报，2011-04-25.

② 朱方来，刘世林.高等职业教育实践教学基地产学研结合人才培养模式的研究[J].高教探索，2006（3）：78-81.

③ 饶燕婷.“产学研"协同创新的内涵、要求与政策构想[J].高教探索，2012（4）：29-32.

④ 岑兆丰，李晓彤，刘向东.浙江大学应用光学课程的发展和改革[J].光学技术，2007（S1）：268-269.

光学课程论文范文第3篇

1改革的重点与具体措施

1．1教学方法三维可视化为了解决大学生在学习过程中理解困难和前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的教学问题［3］，教学团队将物理建模思想应用于教学实践中，通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的理论模型变得直观、具体、明了．例如:针对“空间光通信创新实验”课程中的光学天线设计及光传输、激光雷达成像和光子晶体光纤光传输等进行了三维动态可视化仿真．在对前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的情况下，拟采用理论建模与仿真验证方法来实现．

1．2创新实践自主化为了解决自主创新实践能力训练不足的教学问题［4］，教学团队将光通信、微波光子学等交叉学科前沿技术与创新实践相结合，构建了“空间光通信”开放式创新实践平台，建设了综合型、设计型、创新型的开放式专业实验室．依托开放式创新实践平台，开展了大学生自主研究型学习，着力加强大学生自主创新实践能力的培养［5，6］．加强科研促教，拓展创新思维，在“985高校”大学生创新训练计划支持下，实施了创新设计项目40余项．依托科研项目把学生带到学术前沿，进行了形式多样的学术研讨:教授、副教授、博士、硕士、本科生分别定期做主题报告、分组讨论、网上论坛、参加国际国内会议和暑期夏令营等方式促进学术交流，形成良好的学术氛围．学生在开放式专业实验室里自主进行理论建模、仿真设计与实验验证，在规定时间内撰写学术论文等，开展了大学生自主创新能力的培养模式．

1．3多元化的教学评价体系为了解决传统评价方式缺乏对创新实践、仿真设计与课程论文等环节的评价的教学问题［7，8］，教学团队将理论考试和平时成绩相结合，实验操作与自主创新实践相结合，理论建模仿真与课程论文相结合，构成了多元化的评价体系．例如:把理论考试成绩所占的比例下调到60%，而课程论文的比例上升到40%，通过创新项目和课程论文等方式评价学生的学习;通过课程论文答辩方式，依据“假设的合理性、建模的创新性、结果的准确性、表达的清晰性”进行综合评定，实现从应试教育到素质教育的观念性转变．引领学生朝着有利于自身全面发展的方向努力．

1．5开放式教学资源建设为了解决传统教学资源不足的问题，教学团队加强了师资队伍的建设，进行了广泛的国际、国内教学研讨和学术交流．重点建设了丰富的数字化网络资源平台网络课程含教学录相、典型实例、创新设计系列实验教案、经典物理问题、及在线实践编程等模块;适时引入在线答疑、网络论坛及现场演示与讨论等交互式教学形式，形成了模块化、交互式、开放式教学资源平台．

2改革与实践的探索

实例1大学生在牛顿式光学天线系统测试平台(图1)上做的部分实验内容:图2为接收光斑实验测试，图3为利用光束质量诊断仪器测试光斑．通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的空间光通信系统中的激光传输理论模型变得直观、具体、明了，解决大学生在学习过程中理解困难的教学问题(大学生创新实验设计项目)。例如:老师们课堂上在讲解光子晶体的应用———布拉格光纤光传输特性时，就采用了仿真验证手段．通过详细举例以此来鼓励学生启迪思维、大胆创新设计、勇于实践．以下是学生们根据题目的要求，在老师的指导下做的部分仿真结果图．实例2等周期结构的布拉格光纤仿真(见图4—图6)．实例3空间光通信系统激光传输特性仿真(见图7—图8)．实例4波动方程的(动态)三维可视化(见图9)．图9波动方程(动态)三维可视化图形实例5平面波用柱面波形式展开(见图10)．图10平面波展开为柱面波仿真结果图形以上是具有代表性的大学生创新实验设计．“缺陷的光子晶体在偏振分束器等光学器件中的应用”(大学生参与者:黄鹤、刘天骄、陈逸舟)被学校推荐为2010年部级大学生创新性实验计划项目;“推帚式激光雷达三维成像创新设计”(大学生参与者:谢国洋、顾大超、童磊)被学校推荐为2011年部级大学生创新性实验计划项目．通过这种创新事例，能很好地锻炼和培养大学生的创造能力，大大激发了学生的创新欲望和学习兴趣．

3改革的实施成果

该课程未实行教学改革以前，我们实行的是传统教学模式(理论教学+笔试成绩+实验成绩)，教学成果不理想．自从2009年本教学团队开展了对“空间光通信创新实验”课程教学研究型改革与实践的探索以来，特别是加强了针对“空间光通信创新实验”课程中的创新实践平台及《数学物理方法与仿真》、《光学天线设计》、《空间光通信创新设计实验》3本教材的重点建设．建立了1个基于大学生创新基地的空间光通信工程技术研究中心;并依托这个创新实践平台，开展了一系列的教学和科研项目．1)研发了十余个综合创新设计实验，例如:“卡塞格伦光学天线系统的光传输特性分析实验”、“光纤损耗与光纤耦合实验”、“激光准直与多波长光学天线传输实验”、“无线激光大气通信实验”等;2)2012年数学物理方法、三维可视化仿真及创新实践的“三位一体”教学模式改革获电子科技大学教学改革成果一等奖;3)教改项目:2009年“数学物理方法”教学研究与精品课程建设”，2010年“数学物理方法精品课程教学团队建设与改革”;4)团队教师指导大学生创新基金项目40余项，指导大学生40余篇(SCI收录6篇);5)开展了一系列高水平的科研项目，获得了国家自然科学基金项目2项，国家自然科学青年基金项目3项以及横向建设项目等;6)2011年建设了电子科技大学第一座2．0kW单晶硅太阳能发电站，并实现并网发电，以作为大学生新能源创新课题教学示范所用．7)发表教研论文20余篇、科研论文100余篇．取得了显著的教学成果，形成了交叉性学科前沿与创新实践相结合的人才培养模式．(教改前后对比情况见表1)．

4结论

本实验课程的教学富有科学性和趣味性，旨在培养学生的创新思维，加强学生实践技能以及计算机仿真能力的训练．实践表明，教学团队长期开展的“空间光通信创新实验”课程教学研究型改革与实践的探索，对培养“理论基础扎实，实践能力强，创新精神好”的创新型人才具有突出的效果．

光学课程论文范文第4篇

[关键词] 光信息科学与技术 人才培养 教学改革 企业需求

一、光信息科学与技术专业的地位与现状

近年来,国内许多重点大学和地方院校都相继设立了光信息科学与技术本科专业。据统计,全国共有106所高校开设了这个专业,广东高校就有将近10所,各高校逐步形成了具有自身特点的人才培养模式和培养方案。重点高校由于具备深厚的学科基础和优质生源,而且有光学硕士点和博士点,其毕业生中有相当大的比例是继续考研深造,其余的毕业生则选择就业。地方高校无论从师资力量、教学设施到学生的整体水平都无法与重点院校相比拟,同专业的毕业生面对就业如何与重点院校的毕业生抗争?一般说来,用人单位会倾向录用重点大学的毕业生。那么,如何提高地方院校毕业生的竞争力就成为我们必须认真思考的问题。本文结合佛山科学技术学院在建设光信息科学与技术专业过程中的实际做法,来讨论这个问题。

二、我校光信息专业建设过程中遇到的困惑

佛山科学技术学院是地方性应用型本科院校,在人才培养方面要充分考虑区域经济对人才培养的需求,及时了解区域经济的发展趋向,适时地根据区域经济的发展来合理调整培养目标、课程体系和教学内容,以便更好地服务于区域经济,同时也可以在不断满足市场需求的同时,自身得到更快的发展与提高。

我校的光信息科学与技术专业于2002年获得教育部批准正式招生。我校物理系原先只开设了物理学(师范)专业,在申报新专业前的几年时间里,引进了多名光学专业的教授和博士,自身也培养了一部分光学专业的骨干教师。为了办好该专业,我们组织了相关教师到省内的中山大学、华南师范大学、暨南大学等院校参观学习,同时还和省外的同济大学、中国科技大学、西北工业大学、华中科技大学等重点高校有学术往来和交流,聘请了华中科技大学的专家学者担任顾问。由于各个高校的学科优势与师资情况不同,所开设的课程也有所不同。一般说来,都会根据原有的学科基础来制订新专业的人才培养计划。我们想,上一个新专业不容易,要想办好新专业,则需要在专业人才培养方案、课程设置、教学安排、实验室建设等方面都要有周密、合理的筹划。

我校于2001年在物理学专业里首先开设了光电子方向,为办新专业打基础。当时开设的课程在原来专业的基础上增加了激光原理、光电子学和信息光学等几门光学和信息类课程。实验室的仪器设备不成规模,专业实验项目少(只有6个),实验时数36学时。随着新专业教学的需要,实验室建设迫在眉睫。我们组织骨干教师和实验室技术人员到外校考察取经,从理论课程的设置到实验课程的开出,从实验项目的设置到仪器的规格、型号都借鉴了其他高校的做法,筹建了光电信息与技术实验室。经过在02、03级学生的教学中实施,基本能够满足教学需要,但同时我们发现存在以下问题:(1)所开的专业基础课和专业课与其他高校大同小异,缺乏特色;(2)实验室的建设也与其他高校雷同,实验项目相差无几,并且以验证性实验为主,难以在实践方面提高学生的综合能力。

这种状况迫使我们反思:一味照搬别人的做法是不行的,有特色才是生存的关键。2004年起,珠三角地区的光电企业突起,特别是LED产业得到国家的大力扶持,普立华公司、国星光电公司、佛山照明、欧斯朗公司、联动科技公司、腾龙光学公司、奇美电子有限公司、中国网通公司、威而信科技有限公司等一批知名企业落户佛山,这些企业是光信息专业学生的主要就业意向单位,为本专业的学生提供了新的机会,但同时对人才的要求也有所提高。

为此,我们主动和相关企业联系,到企业的人事、技术等部门进行调研。在与企业沟通的过程中,企业向我们反馈:由于学校教育观念和教学内容的陈旧与落后,学生所学的内容几乎在企业里都用不上,而企业需要的知识却没有接触过,理论脱离实际, 缺乏社会实践。由此而造成的后果是,虽然近几年培养的本科以上毕业生在数量上有大幅度的增长,而社会急需的能胜任研究、开发、设计、策划等工作并具有较强创新能力的工程技术人员仍然是目前非常紧缺的专门人才,佛山本地的光电企业需要的人才要具备光学系统设计、光电检测、LED封装等技能。

三、采取的改革措施

1.合理定位,目标创新人才培养模式,更新课程设置

我们摆脱陈旧的教育观念,将培养企业需要的技术人才作为合理的培养目标,着手修订了2005级人才培养方案和教学大纲,开设了以下专业基础与专业课程:波动光学与应用光学、激光原理与技术、微电子技术、EDA技术、光纤光学、光纤通信原理、信息光学、光电子学、光度学原理、光电检测技术、电光源原理等。

2.加大实验室建设投入,实现模块化教学

从2002年至今,光电信息与技术实验室共投入200多万元购买各类仪器设备。组建了3个实验分室:光信息处理与光电检测技术分室、光电子器件技术分室、电光源技术分室。经过7年的专业实验课程建设实践,逐步形成较为系统的教学体系、先进的教学内容和开放的实验教学环境。

(1)有机整合、独立开课,构建了模块化实验教学体系

打破基础实验与专业基础实验、专业实验独立分块,实验从属于理论课的传统实验教学体系,将光信息科学与技术专业教学计划中的实验组成一个有机整体,独立开课,构建模块化实验教学新体系。

(2)改革教学内容,优化基础实验,大幅增加综合性、设计性实验

光电信息与技术实验共108学时。由于多门实验有机整合为一门课,总课时增加,课程之间内容相互融合、渗透。因此,可以开设足够数量的高质量的综合性、设计性和研究性实验。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系,把学科最新发展成果和科研成果引入教学,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。结合企业需要,我们开设了“电子镇流器电参数测量”“光源光强角分布测量”“光源色温测量”“光电显示面板亮度均匀性测量”“光致发光及荧光粉相对亮度测量”等实验项目。

3.重视师资队伍建设,打造合理的人才梯队

开办新专业仅有好的课程设置和合理的实验室配置是不够的,还需要有优良的师资队伍建设。从2002年起,我系就注意引进光电人才,共吸收了两名分别为LED照明和光学层析成像专业的博士后,还有2名光学专业的博士,多名光学专业硕士。新生力量的加入充实了教师队伍,加强了科研的实力。另外,我们还注重在职教师的学术进修。这几年,通过在职攻读学位和利用访学得到提高的教师有十几人,取得博士学位的有5人,还在攻读博士的有3人,攻读硕士的有2人。加强与国外的合作,几年来,派出3名教师到美国和台湾等地的高校进行学术访问和交流。也通过邀请国内名校的专家来校举行学术讲座。整个专业教师队伍呈现高学历、高职称的态势,以中青年为主力的科研梯队充满活力。

4.重视实践环节,提高学生的专业技能

这几年,我们重视学生实习基地的建设,与对口的企业建立了良好的关系。另外,我们利用佛山与广州、深圳、中山等地路程不远,交通便利的优势,组织或鼓励学生参加光电照明等博览会,让学生多接触专业知识的应用。

严格把握毕业论文的选题,鼓励选择应用型课题,让学生尽早参与教师的科研课题。比如,“基于LABVIEW的多路LED老化测量系统”“用脉冲光声技术测量吸收系数”“太阳能LED照明灯的设计”等课题,是学生在大学三年级时就开始参与到指导教师的科研工作中完成的。

四、专业建设效果

毕业论文的质量有一定的提高,紧密结合光电专业方向,每年都有一定数量的论文具有创新性和应用价值。比如,09届毕业生的论文中“大功率白光LED开关稳流电源的设计”“排线顺序正确性的自动检测系统设计”等论文获得了优秀毕业论文。

最近几年,每年都有多名毕业生被国兴光电、滕龙光学有限公司等企业录用。根据毕业生质量跟踪的结果显示,我们的一些毕业生在企业里能吃苦、肯钻研、表现良好,得到了重用,在企业的技术岗位上作出了一些成绩。另外,我们在考研方面也取得胜利,如今年32名光信息专业毕业生中,有7名同学考上中山大学、华南师范大学、暨南大学和广东工业大学等高校的研究生。

近3年来,我们培养的学生在“挑战杯”“广东省大学生物理实验设计大赛”等各类竞赛中获奖18项,75人次获奖。通过竞赛,学生将所学的知识运用到实践中,有效提高了他们的综合素质。

五、思考与建议

经过7年的建设实践,我们有过教训,也取得一些经验,总结如下:

(1)合理动态地更新教学内容,淘汰已经过时的内容,特别体现在专业课程的教学内容和实验项目上。

(2)要建设有特色的专业实验室,推行模块化实验项目,有助于学生针对就业意向来选择学习内容。

(3)不足。专业设计软件的熟练使用是当今很多光学企业在招聘技术人员时强调的条件。如ZEMAX、Lighttools、Tracepro等,我们还没有开设相关的课程来介绍这类软件的使用。但我们已经在09级的人才培养方案中加入《科研训练》环节,实施导师制,让学生提前进入老师的科研项目,为毕业设计做准备。

参考文献:

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[4]龙青云,李富全,张昌莘.光电信息技术实验教学改革的思考[J].高校实验室工作研究,2007,(3):21-23.

[5]吕玮阁,殷森余,高红叶.光电信息专业实验教学中的创新能力培养[J].光学技术,2007,(3):303-304.

[6]徐慧娟.信息动力与大学生创新能力培养[J].武汉理工大学学报•信息与管理工程版,2006,(9):110-112.

[7]陈小虎,刘化君,曲华昌.应用型人才培养模式及其定位研究[J].中国大学教学,2004,(5):58-59.

光学课程论文范文第5篇

[关键词]Matlab 光学信息处理技术 空间滤波

[中图分类号]TP311 [文献识别码]A

《光学信息处理技术》是光电信息工程和光信息科学与技术专业的一门专业课。光学信息处理技术是近20多年来发展起来的新的研究领域，在现代光学中占有很重要的位置。本门课程对学生的空间想象能力和抽象思维能力有着较高的要求，而工科院校学生的数学功底普遍较为薄弱，同时，在教学计划中尤为注重对学生实践能力的培养。因此，论文针对学生特点及教学要求，将Matlab软件引入到课堂中进行辅助教学，取得了一定的效果。

一、合理引入软件教学

Matlab软件是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境Matlab是英文MATrix LABoratory（短阵实验室）的缩写。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。由于其强大的功能和简易的操作，广泛的应用于各种工程领域，同时也成为各大高校的教学辅助工具。

光学信息处理技术可以完成对二维图像的识别、增强、恢复、传输、变换、频谱分析等，是利用光的透射、干涉和衍射等光学现象来实现对输入信息的各种变换或处理，它是一门基于实验的课程。在教学中，单纯依靠数学推演来讲解，并不能收到很好的效果。例如在阿贝成像理论的教学中，空间频率、空间滤波等概念的形成有一定的困难等。虽然这些内容可以通过实验来加强教学效果，但由于受实验仪器、场地等方面的限制，并不能得到理想的实验现象。

因此，适当使用Matlab软件对实验结果进行模拟和分析，可以将抽象或不理想的结果转化为具体的实践，使学生有一种参与感，这从一定程度上可以促进学生对课程的理解。

二、空间滤波的教学实例

空间滤波的理论基础是阿贝成像理论和著名的阿贝-波特实验。

根据阿贝成像原理，相干光学成像过程可分为两步：第一步称为分频过程，即从物平面到光源的共轭像平面或称频谱面，由输入的物作为衍射屏对照射光波产生夫琅和费衍射；第二步称为合频或频谱综合过程，即从频谱面到输入物的共轭像平面，被分解的频谱成分经进一步的衍射后再次叠加形成输入物的共轭像。按照傅里叶变换理论，两步成像过程实际上是光学系统对携带输入物信息的二维光场的复振幅分布进行的两次傅里叶变换过程[1]。

下例是空间滤波实验中的一个例题：分别取一维和二维光栅作为物，在其频谱面上观察其频谱；调整光栅常数，并观察其频谱面的变化。

通过Matlab仿真可以简单的得到其频谱变化，如图1所示。一维及二维光栅频谱的仿真程序如下：

x=ones（100，100） ；%创建矩阵

x（1：10：100，：）=0； %得到1维光栅

y=x.*（x'） ；%得到2维光栅

a=fft（x，200）；

b=fft2（y，200，200） %傅立叶变换

A=abs（fftshift（a））；

B=abs（fftshift（b））； %变换像限并取模 figure；

imshow（0.02*A）； %以一定比例显示图像 figure；

imshow（0.01*B）；

改变光栅常数后频谱的仿真程序如下：

x=ones（100，100） ；%创建矩阵

x（1：20：100，：）=0； %得到1维光栅

y=x.*（x'）； %得到2维光栅

图1 一维及二维光栅频谱仿真结果。（b）、（d）为改变光栅常数后的仿真结果。

该例子就是利用Matlab软件模拟仿真了空间滤波的一个简单实验，虽然比较简单，但是其理想的结果和清晰的图像可以促进学生对教学内容的理解和认识。

三、结论

通过引入Matlab计算机辅助工具，可以将抽象、难以理解的问题具体化、形象化，学生可以在使用软件的过程中对光学信息处理技术课程中基本概念的理解进一步加深，有利于培养学生的学习兴趣、建模能力和实际工程能力。

[参考文献]

[1]李志能，叶旭迥.光电信息处理系统[M].杭州：浙江大学出版社，1999.

[2]陈怀琛.Matlab在理工课程中的应用指南[M].西安电子科技大学出版社，2000.

光学课程论文范文第6篇

一、光信息科学与技术国家一类特色专业

我校光信息科学与技术专业历史悠久、办学基础好、生源质量高、专业方向应用性强。为适应国家对激光科学与技术及光信息技术高素质人才的需求，发挥我校光信息科学与技术专业应用性强的优势，围绕“特色教育，服务社会”的宗旨，2009年申报成功了光信息科学与技术国家第一类特色专业，目标是建设一个以激光科学与技术和光信息技术两个专业方向为优势方向，特色鲜明的名牌专业，使之在培养质量方面达到或接近国内一流水平。在专业边缘领域，大胆开拓，不断扩展研究内容，使该专业成为国内激光科学与技术和光信息技术方向高级人才的培养基地，满足社会发展需要，为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。电动力学作为该专业重要的一门专业基础课程，需进行教学内容和教学方式的改革，以适应特色专业的建设和培养高质量毕业生要求。

二、电动力学课程教学现状及课程特点

电动力学课程内容，对大多数学生来说感觉到比较难学。原因是知识点较多，抽象难懂。数学推导复杂，要求有较强的数理基础。虽然有些电动力学问题接近实际，比如波导问题、天线问题，但学生要理解和解决这些问题，需要一定的过程，由于上述问题的存在，使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门；上课听讲似懂非懂，下课做题无从下手。并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率。同时，现代大学生与80年代大学生比，缺乏主动思考意识和能力，都严重影响电动力学课程的教学效果。

三、教学改革设想及实施

我校光信息科学技术专业本科生的培养中,激光器及技术是一个重要的专业方向。因此在电动力学课程教学中,如何将与专业基础相关教学内容更扎实、有效地贯穿教学，并激发学习兴趣，采取以下教学改革设想及措施：3.1教学内容改革根据专业特点，对教学内容进行调整，并适当引申，为学生后续的平台课如物理光学、激光原理，以及专业课如激光器件、导波光学等奠定良好基础。比如，对电磁波传播的相关内容重点讲解并结合教师的科研等背景进行引申及拓展。其中关于模式及其形成条件，结合导波光学及物理光学内容，概念交待清楚，条件讲解透彻，为后续课程的学习奠定良好基础。在亥姆霍兹方程的讲解中，引入前沿热点问题如“负折射率”问题，使学生了解其理论基础。在教材中作为选学内容的高斯光束问题，对该专业的学生交待清晰，为后续的激光原理奠定基础。凡此不再赘述，总之，对教学内容的制定，以为学生更好学习后续课程及激发学习兴趣为原则。3.2教学方式改革在电动力学课程的教学中，改变以往单纯板书、课件的教学模式。尝试使用讨论式教学、课程小论文及结合教师科研讲座与板书、课件相结合的教学方式。传统板书教学方法对公式的推导及其有利，也符合学习的学习习惯。但在涉及较抽象问题时，使用课件教学更直观、形象，有利于学生对具体问题的理解。如涉及形成模式的条件———驻波问题，以及偶极子天线的辐射问题，利用课件的动画演示，极大提高了教学效果。在课程的讲解中，穿插讨论式教学，实现教师和学生的互动，调动学生学习的主动性。教师结合课程中不同章节的内容及特点，设置具体问题在课堂上展开讨论是一种形式。对于课程小论文及教师科研讲座，安排在电磁波的传播内容讲解之后，有利于培养学生的兴趣和创造性。我们的教师梯队均为博士毕业，涉及光学、物理电子学、光学工程、凝聚态物理、计算电磁学五个学科，且承担包括国家自然基金、“863”、“973”及工程类项目，为结合不同的学科开展前沿问题讲座，并将研究成果引入课堂，激发学生学习兴趣提供了良好条件。为此，在课程教学中穿插了与课程相关的前沿问题讲座。比如全固态激光器的研究进展、光子晶体及ZnO纳米材料研究进展等，通过前沿问题讲座的尝试，学生积极性很高，取得了预期效果。关于课程小论文，我们安排在了讲座之后，教师根据专业特点和学生基础，给出题目和时间节点，其间学生与教师有交流，教师进行指导，使学生更好地完成小论文，只是这个环节需要的时间较长，需要教师后续跟踪并总结。通过科研讲座及小论的尝试，以初步取得成效，所教授的学生据此参加了全国大学生创新大赛并获奖，所研究结果也在相关刊物发表文章。这种教学模式的探索，极大提高了学生学习的能动性，有利于培养学生的学习兴趣及提高培养质量。

四、总结

光学课程论文范文第7篇

“光”之子

作为一位光学专家，林强教授深知从激光器发出的激光束到达应用目标之前，必然要经过自由空间的传输或光学系统的变换，而如何有效快速处理该变换是一个重大研究课题。尽管针对圆对称的高斯光束的传输和变换美国科学家Kogelnik已提出著名的abcd定律描述，并被广泛用于激光束的传输。聚焦，激光谐振腔的分析和设计等，但如果激光束不具有圆对称性呢?或者如果光学系统不具有轴对称性呢?答案便是――此时此地，标量形式的abcd定律不再适用。基于此，林强提出了椭圆高斯光束经过非轴对称光学系统变换的张量ABCD定律，并发展出一整套张量方法来处理非轴对称光学系统中光束的传输和变换，从多方面解决了实际光学系统中的光束变换问题。自该定律发表后，得到了国内外同行的广泛认可，他撰写的《张量光学》获得原国家教委科技进步三等奖，《矩阵光学》。《激光光学》等6本专著和教材收录了张量光学的成果，该定律也先后被引用300余次。欧洲激光学会原理事长，德国柏林工业大学H Weber教授在一篇综述性文章中，更是多次引用了张量光学的结果，认为张量光学方法是处理激光束的三维和四维变换的规范方法之一。

近年来，林强又把原先适用于完全相干光的张量ABCD定律推广到部分相干光，提出了部分相干光的张量ABCD定律。该定律现已被广泛用于研究部分相干的高斯一谢尔模光束经过复杂光学系统、色散介质。扰动大气的传输特性，以及部分相干光的分数傅立叶变换、复合成像和复合衍射等。据此发明的时空位相调制型光学谐振腔，可以输出部分相干的平顶光束，实验上首次实现了相干性可控的激光输出，获国家发明专利，同时，在激光核聚变实验中，为消除干涉引起的光强不均匀性，需要在激光到达靶面以前消除或降低激光束的相干性，部分相干激光器恰恰为激光核聚变等应用提供了一种新的可选用光源。而凭借该系列成果，林强也先后捧回2004年浙江省高校优秀科研成果一等奖和2007年全国高校自然科学二等奖。

此外，林强教授在单周期和亚周期光学、物质波光学领域也做出了突出的成绩。

在长期的科研中，他发现，人们往往以载波――包络近似描写超短脉冲光束，即把脉；中光束表达成载波和包络的乘积。当脉冲宽度远大于载波的光学周期时，这自然是一种很好的近似但当脉；中宽度接近于载波的振荡周期时，由于载波――包络近似中包含一个很大的直流分量，不满足麦克斯韦方程组，这种近似也就不再适用。为解决这一问题，林强给出了少周期、单周期和亚周期脉；中光束的严格解，不仅满足麦克斯韦方程组，还可用来描写脉冲宽度小于光学周期的任意偏振脉冲光，而以往的近轴表达式可以作为一个特例从严格解中得到。在此基础上，他又发现了单周期脉冲具有内禀啁啾特性。

与光学相守多年，新世纪之初，林强即敏锐地感觉到现代光学由电磁波到物质波的延伸趋势。2002年起，他开始从事激光冷却原子和原子光学领域的实验研究。在较短的时间里，他带领课题组研制成功纯二维的磁光阱，自行设计和制造了用于半导体激光器的高精度恒流源和温度控制器，已达到或超过国内外同类产品的性能指标；利用直接数字频率合成技术，实现了激光调谐的数字化控制，这一技术具有输出频点多、相对带宽宽、频率转换速度快、频率分辨率高，输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号，可编程和全数字化、控制灵活方便等优点。2008年，他又把张量光学方法推广到了物质波光学领域，定义了物质波的张量ABCD定律，用于处理物质波的线性和非线性传输与变换。

责之深

1 964年出生的林强，不仅有着对光学研究的执著，还有着为光学献身的责任感。

教学中，他是深受学生们喜欢的教授、博士生导师：科研上，他是事务繁忙的浙江大学光学研究所所长，社会职务里，他又兼任着浙江省人大常委，中国致公党中央委员、浙江省副主委、浙江大学主委，还曾担任国家教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会专业物理指导组成员、浙江省光学学会常务理事、浙江省物理学会理事等职务。他长期从事激光物理和量子光学等方面的研究工作，在张量光学、部分相干光学、单周期和亚周期光学、物质波光学等方面取得一系列有特色的工作。先后主持国家高技术(“863”)，国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、霍英东基金、省自然科学基金等课题1 0余项，被授予浙江省自然科学基金青年人才专项基金获得者，浙江省“1 51人才工程”第一层次人员的荣誉，并曾获得国家技术发明三等奖、全国高等学校科技进步奖二等奖、国务院特殊津贴、浙江省高校优秀科研成果一等奖等多项奖励。

为了更好地总结科研中的经验教训，加强激光物理和量子光学领域的学术交流，在繁重的科研攻关之余，林强教授以纸为田，执笔作犁，洋洋洒洒之中写下不少优秀的科研论文，至今已在国内外学术刊物上发表1 80余篇。其中，有100余篇论文被s c l收录，多篇在本专业权威杂志Physicsl Review Letters，Optics Letters，Optlcs Express，Physlcs Review等上，论著被引用600余次。不仅如此，他还曾先后多次赴德国、奥地利、意大利、美国。日本等国家进行合作研究和学术交流，极大地开拓了他的科研视野，为其一直行走在光学研究的前沿奠定了基础。

科研上的发展，学术上的进益固然令人欣喜，然而由始至终，教学在林强教授的心底却一直都占据着首要的位置。走上岗位以来，他不仅先后承担了《普通物理》、《高等光学》、《激光物理》、《量子光学》等本科生和研究生的主干课程的教学任务，还自编了《现代光学》的讲义。他的授课干净、生动，一言一行，都有独到之处，令人闻之受益匪浅。45岁的他，在科研或者师资队伍中，都只能算是一个年轻者。但屈指算来，他所指导毕业的研究生中，已经有不少已经成为高等院校和科研所的教授、副教授了。而他所培养的博士生更是获得2007年度全国“百篇”优秀博士学位论文。责之深，行之切，人说“桃李不言，下自成蹊”，在林强教授这里，无疑得到了一个很好的注脚。

光学课程论文范文第8篇

关键词：本科生毕业论文（设计）；课程设置体系；学科前沿；团队

作者简介：李春先（1977-），女，湖北黄冈人，长沙理工大学物理与电子科学学院，讲师；王成志（1974-），男，山东潍坊人，长沙理工大学物理与电子科学学院，讲师。（湖南 长沙 410114）

基金项目：本文系湖南省教改课题“探索物理学专业本科毕业论文（设计）教学新模式，培养创新型人才”（批准号：湘教通[2011]308号）的研究成果。

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0177-02

本科毕业论文（设计）（以下简称“毕业论文”）是学生在系统学习完本专业的基础课后，按照科学的思维方法和规范化的研究进程，系统完成一项具有综合性和创新性的科研活动。它是本科教育的最后一个环节，其目的是总结、消化在校期间的学习成果，使学生能够初步掌握运用所学知识分析问题和解决问题的方法以及学会科学研究的基本程序，培养学生的科学研究能力和创新实践能力。毕业论文要求具有一定的创见性，能够较好地解决学科领域中不太复杂的问题，立论要科学，观点要创新，论据要翔实严密。由此可见，毕业论文是本科教育中很重要的一个实践环节，但近年来高校本科毕业论文的质量受到诸多因素的影响，出现了一定的下滑，并引起了学术界关于毕业论文是否有必要存在的争议。因此分析影响本科毕业论文质量的因素，探索提高毕业论文质量的有效方法与措施，确保毕业论文的质量，应是当前高校教学研究工作中的重要课题之一。[1]近几年，毕业论文课题组把毕业论文的改革与课程设置体系的改革有机地结合起来，对如何提高本科毕业论文质量进行了有益探索，取得了较好的效果。近几届本科毕业论文的质量显著提高，在学校检查中名列前茅，并且取得了一系列学术成果，本科生以第一作者分别在《物理学报》[2-5]等权威期刊上发表多篇学术论文。这些成果不仅为学生进一步科学研究奠定了基础，同时也说明只要改革得当，研究的质量会显著提高，产生高水平的成果是可能的。以物理学专业为例，下面对提高毕业论文质量的做法和体会进行阐述。

一、 改革课程设置体系，大力开设前沿选修课是提高毕业论文质量的前提

根据教师科研方向，把教师划分为六个科研团队：分子器件科研团队、光电信息物理科研团队、凝聚态物理科研团队、空间物理科研团队、量子光学和量子信息科研团队、电子信息技术科研团队。在传统必修基础课的基础上，大力增加前沿选修课，规定每个科研团队开展1～2门具有前沿性且与科研相结合的选修课，例如“石墨烯分子器件物理基础”、“光电检测技术”、“太阳能电池”、“光信息处理”、“凝聚态物理前沿专题”、“空间物理现象的物理基础”、“量子光学导论”、“量子信息基础”、“电子设计和制作”等选修课，一般为48个课时。由于选修课具有新颖性和前沿性，因此深受学生的欢迎。

对于这些选修课，在教学方法上与传统基础课不同，采取讨论和探索式教学的方式，手段灵活多样，不拘一格。针对物理课概念性强的特点，在讨论中加深了对课程内容的理解和基本方法的掌握，形成了“勤于思考，乐于探讨”的学术氛围。在课堂上教师只讲解要点，其他内容和相关问题留给学生。把学生分成几个组，给予每组相应的内容和问题，几个人一组通过查找文献完成给定的任务，然后教师要求学生在课堂上展示自己的答案。另外，课程的内容和要求要与该课程的相关科研手段和方法匹配，这样学生不但学到了基础知识和基本技能，而且学到了与该课程相关的科研方法和手段，为今后的毕业论文奠定了基础。因此，在该前沿方向中选择一些问题作为本科毕业论文题目，不但具有可行性、前沿性、新颖性和专业性，而且有利于锻炼学生利用知识解决问题的能力以及创新能力，这正是毕业论文的目的所在。

二、选题是提高毕业论文的基础

选题就是指导教师确定毕业论文的研究内容。一个好的选题，要充分锻炼学生利用本专业知识理论解决问题的能力以及创新能力。选题是毕业论文的第一个环节，也是毕业论文的基础。课题组可从以下几个方面进行选题：

第一，与本专业相结合，即在本专业范围内选题。

第二，与科研结合，与学科前沿结合，做到选题新颖。将本学科的前沿、热点问题融于毕业论文之中，把科研中遇到的问题转化为毕业论文的课题。只有题目新，才能有创新的空间，只有内容新，才能有新的结果和结论。从学生选题来看，学生对科研型题目的选择热情逐年增高，使得这些题目具有较好的需求基础。特别是计划考研的学生很愿意接受一次科研训练，从而为以后从事科研工作提供一定的基础。

第三，可行性。选题难度要适中，既要考虑学生的学识水平，又要考虑学生潜能的最大发挥。前沿选修课为学生提供了一定的基础，只要选题得当，本科生同样能对学科前沿问题进行深入研究。例如，量子相干态两个正交分量在相空间的几何表示是椭圆，但教材和文献上没有给出系统的证明，但是只要理解了《量子光学基础》的一些定义和物理意义就可以利用学过的数学知识给出完整的证明。

第四，实行双向选择。指导教师把题目放在网上，实行双向选择。在过去，选题方式一般由教师给学生单方面定题，学生缺乏主动性，限制了学生的主观能动性，学生对导师的研究方向和进行的课题缺乏了解，在选题方面存在被动接受的情况；在选题过程中，留给学生选题的时间过少，普遍存在着“指导教师报题随意、学生选题盲目”等问题。目前教师把题目、内容和要求详细显示在网络上，给出足够的时间让学生选。在选题的过程中，师生可以通过网络充分交流使学生对课题有充分的了解。在教学网络上学生确定题目，然后出题教师与选定该题目的学生进行面试或者交流，双方满意即可确定指导和被指导的关系。这样既避免了选题的盲目性，也有利于因材施教。

三、指导方式是提高毕业论文质量的关键

为了加强对毕业论文的指导可实行团队指导。如前所述，有六个科研团队，研究方向相同的学生归到相应的团队内，实行分类指导和团队指导。团队内的资源共同利用，学生统一管理，集体答疑，定期对学生毕业论文进行答疑和检查，了解和解决学生遇到的困难，提出每一阶段的要求和任务，确保论文的质量和进度。共同组织针对选题的学术讲座、学术交流会和论文写作交流会，组团可大大提高指导效率，节约成本。指导教师之间密切协作，充分利用了教师资源，大大提高了指导效率，节约了资源。团队内的学生各有所长，共同讨论问题，发现对方的长处，取长补短，还可以培养学生团队合作的精神。

四、学院和教研室强有力的管理与监管是提高毕业论文质量的保障

根据学校的有关精神，实行学院、教研室两级管理，学院制定制度和措施，教研室负责具体执行。

1.成立院毕业论文领导小组及答辩领导小组

院毕业论文领导小组负责全院毕业论文工作的领导和指导，包括拟订毕业论文工作计划、向全院教师布置毕业论文任务、选配毕业论文指导教师、组织毕业论文题目的审定并报学校审批。

2.物理学专业教研室成立毕业论文指导小组

毕业论文指导小组负责毕业论文的具体工作，包括组织毕业论文题目审查、确定毕业论文指导教师，并报院审核；组织学生选题；组织毕业论文指导教师向学生下达任务书；负责毕业论文进行过程的管理、检查并及时整理有关材料；设立毕业论文答辩小组，具体负责各组的论文审查、论文答辩。

3.课题实行两级审评制度，严把课题关

物理学教研室组织指导毕业论文丰富的教师对所报题目进行审批，不符合学校和学院要求的题目要撤掉，或者通知出题者进行修改，直到满足要求为止。教研室把评审符合要求的题目汇总，交给学院毕业论文指导小组评审，检查是否有不符合要求的课题，合格的课题方可进入选题系统供学生选择。

4.对毕业论文的各个环节进行检查和监控

组织指导教师开会，明确指导教师的任务。指导教师需提出论文应达到的目的与要求；介绍主要参考文献；指导学生制订论文撰写计划；检查学生论文撰写的进度质量，并给予及时指导帮助；指导学生修改论文初稿；审阅毕业论文并提出论文答辩资格及给出成绩评定建议；参加论文答辩；撰写指导总结。在论文指导过程中，指导教师应注重对学生勤奋、严谨、求实的科学态度和勇于创新的精神的培养。教研室在整个毕业论文期间担负着管理和监督的职责，应进行严格管理，组织毕业论文中期检查或抽查，并对检查工作进行认真总结。

五、结束语

近几年采取把毕业论文的改革和课程设置体系的改革有机结合、把科研前沿融入毕业论文中、团队指导、强有力的行政监管等措施对如何提高毕业论文进行了初步改革和探索，取得了较好的效果，学生和教师的积极性提高了，论文质量大幅提高，学生的创造性得到了增强，不仅使本科生取得了一系列学术成果，发表了一些有价值的学术论文，而且得到了学校主管部门与学生的一致好评。

参考文献：

[1]姚明仁.提高本科毕业设计质量的研究与实践[J].中国电力教育，

2008，（8）：147-148.

[2]梅龙伟，张振华，丁开河.单壁碳纳米管电子输运特性的稳定性分析[J].物理学报，2009，58（3）：1971-1979.

[3]胡海鑫，张振华，刘新海，等.石墨烯纳米带电子结构的紧束缚法研究[J].物理学报，2009，58（10）：7156-7160.

[4]赵启迪，张振华，邓小清.低偏压下单层碳纳米管的输运特征[J].物理学报，2010，59（11）：8098-8104.

光学课程论文范文第9篇

关键词光学；教学；改革

光学课程是物理学专业最重要的基础课程之一，同时也是现代科学技术迅速发展、崛起的重要支柱。以激光为基础的现代光学的知识，已经渗透到日常生活中的众多领域，在工业、农业、交通、能源、医药、信息等领域发挥着越来越重要的作用。光学作为基础性学科具有很强的学术性，同时，光学课程的知识覆盖面广，应用性和可操作性也较强，它能够较好地锻炼学生的思维能力及理论与实际相结合的能力。而在传统的光学课程教学中，存在着重理论轻实践，理论与实际相脱离，缺乏创新，无法适应社会及专业领域的需求等问题。如何培养不仅具有扎实理论基础，还具备较强工程应用能力的光学类技术人才，是我们教学改革研究的重点问题。

1光学课程教学现状

光学课程教学大纲计划68学时，教材内容分为干涉、衍射、几何光学、光学仪器、偏振及现代光学部分[1-3]，内容繁多，教学任务较重。因此，光学一直是一门教师难教、学生难学的课程。在教学过程中，通常更加强调基础知识的理论性，而对知识的应用性和工程性关注偏少，理论联系实际显得不足，教学中不自觉地存在“重理论和基础，轻工程和应用”的倾向，淡化了光学类课程本身拥有的强烈应用和工程背景特性。另外，学生在大学阶段参与实习实践、接触实际工程问题和公司企业的机会偏少，教学与光学元器件的工程设计及公司企业的要求联系还不够，存在明显脱节现象。目前教学中教师的主导地位强，而学生的主体地位偏弱；第一课堂强，第二课堂弱；体现学生结合课本知识在“做中学”并培养自身实践精神、工程意识和创新能力的活动空间不够。

2光学课程改革的思考

光学课程有其自身的特点，与力学、热学等学科之间的联系不太紧密，自身的知识体系比较繁杂。在具体的教学改革与实践中，主要从教学内容、教学方法、考核方式等几个方面着手。

2.1教学内容

在教学内容上，首先要优选教材，认真制订教学计划。教学中，既要注重讲解光学课程中最基本的概念、理论，夯实学生的基础知识，提高学生的理论水平，又要加强现代光学基础的教学，增加一些现代光学的前沿知识，了解光学发展的最新动态，引导学生不断拓宽视野，激发学生的创新意识和科学探索精神，培养学生的科学素养。例如，在讲解几何光学及光学仪器知识时，可以介绍海市蜃楼、扫描隧道显微镜。在讲解光的干涉时，可以介绍相干探测技术、全息照相、光学薄膜等。在讲解偏振现象时，可以介绍3D电影及偏振雷达探测技术等。让学生体会光学知识在日常生活中应用、发展及科学前景。另外，针对相关科学前沿知识，开展一些专题讲座，让同学们更深入地理解光学科技的发展，同时强化了基础知识的学习。或让学生课外查阅相关文献，提高学生学习兴趣，激发学生探索欲望。积极搜集光学在日常生活中应用的实例，引导学生运用已学相关理论知识，解释日常生活中的光学现象，真正实现从生活走向物理，从物理走向社会。

2.2教学方法

在教学方法上，要注重重点、难点的理解和掌握，注重分析思路和处理问题的方法。积极引导学生理论联系实际，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。为了能够在有限学时内，尽可能多地讲解现代光学的内容，可以在课前布置相关的预习作业，既能节约课堂基础教学的时间，又能锻炼同学们的自学能力。在教学中，要求学生上课主动提问，培养学生自学及发现、解决问题的能力[4]。教学中针对相关课题让学生参与讨论，在讨论的过程中更透彻理解相关理论，并了解其应用，变被动学习为主动探索。在传统的理论教学基础上，尽可能多地增加实践教学的环节，改变教学观念，以任务为驱动，明确从理论到实践的具体操作过程，培养学生工程实践的能力[5]。实践教学中要求学生进行文献调研、撰写小论文及动手制作相关光学仪器，解决一定难度的实际问题、培养自身创新精神、科研意识和综合能力与素质。例如，我们在教学中将学生分组，动手制作简单光学器件，如望远镜、放大镜等，有效地激发了学生的学习兴趣、动手能力及团队合作的精神。科学技术的不断进步，使得教学方法的多样性成为可能。在教学中，针对光学课程本身的广泛应用性和工程背景，可以有针对性地介绍一两种国内外优秀光学设计软件，如ZEMAX、OSLO等。其中ZEMAX可进行光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射、折射、绕射等光学模型。该软件还具备对光学系统进行设计、优化、分析的功能。在光学课程第三章几何光学部分，学完基础知识后，给出一些利用设计软件进行相关光学课程中涉及的光学元器件和系统设计的典型实例，如望远镜系统设计、8倍观察镜系统设计等。同时试着让同学们分组利用该软件进行相关光学设计，从而既提高学生的学习兴趣，又有效地培养学生的工程设计能力和综合应用知识的实践能力。由于在光学课程的教学过程中，有些光学现象在日常生活中比较难于观察[6]，比如干涉、衍射的现象，很多感性材料只能从课本图片中获得，比如干涉条纹、衍射条纹等。为了能够使得同学们获得较多的感性材料，我们在教学过程中，利用一些计算软件，例如Matlab，将干涉、衍射现象通过程序模拟展示出来，这样既给同学们提供了清晰的感性材料、直观的物理图像，也通过程序中相关参数的调节，让同学们更加深入地理解光学知识中的相关规律。图1为利用Matlab软件编写的分振幅干涉中牛顿环的干涉图像，图2为氢原子光栅光谱图。物理是以实验为基础的科学。在教学过程中，改变理论与实验分开进行的现状，从教师指导演示实验，转变为学生在实验室自主实验。设置相关开放性实验课题，让学生分成实验小组，将学生自己的设计思想和实验内容相结合，鼓励学生自主创新，使课堂成为师生互动的场所。这样，即有利于将枯燥、抽象的理论生动化、具体化，又有助于对基础理论的深入理解及应用，充分调动学生学习的主动性和热情，提高了教学效果。实验室也在不断完善，力争提供更好的资源，取得更好的教学效果。

2.3考核方式

教学考核中，摈弃一次考试决定最终成绩的做法，将平时课堂表现和论文及动手制作部分纳入最后成绩测评，关注学生学习过程而非单一的最后考试结果。充分利用学院网络资源，建立网上习题库，建立有特色的个人主页，并通过此与学生进行定期的网上交流及作业的布置和批改。网上交流的方式可以更有效地与学生沟通，实时解决学生提出的相关问题，提高了学生学习的效率。

3结语

伴随着科技的快速进步，物理教学的手段也正在不断更新。如何培养适应新时展的光学专业人才，是我们教学改革的目标和方向。通过以上教学改革的探讨和在实际教学过程中的运用，使得教学活动充满了活力，极大地调动了学生学习的兴趣和探索的欲望，培养了学生自己动手实践的能力及团队合作的精神，大大提高了教学效果。

参考文献

[1]姚启钧.光学教程[M].北京:高等教育出版社,1993.

[2]赵凯华.新概念物理教程:光学[M].北京:高等教育出版社,2011.

[3]郭光灿,吴强.光学[M].合肥:中国科技大学出版社,2003.

[4]许晓赋,廖珊珊,高忠坚.《光学设计》课程教学模式的探索与实践[J].福建教育学院学报,2014(4):69-71.

[5]陈传盛,陈曙光,李富进.培养大学生科技创新能力的课堂教学改革实践[J].教育教学论坛,2014(4):51-52.

[6]曹跃祖,李福芸.物理光学课程中的可视化研究[J].北京印刷学院学报,2013,21(4):76-78.

光学课程论文范文第10篇

关键词：课程建设；工程光学；大学

中图分类号：G642.3 文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）04-0026-02

工程光学课程是测控技术与仪器专业本科生重要的一门专业基础课，是设计和实现各种检测仪器的重要基础，课程的主要任务是阐述光学系统中几何光学成像原理和典型光学系统的特点。该课程知识点多，具有学科与技术的统一性，渗透性、空间抽象性强，应用范围广等特点，在教学中难度相当大。近年来，主讲教师在课程建设方面进行了不断探索，总结出了该课程特有的立体化教学模式。

一、工程光学立体化教材建设

课程是教师、学生、教学材料、教学环境等整合而成的一整套系统，是教师和学生共同探求知识的过程。立体化教材建设是课程建设和改革的重要内容之一，教材建设是课程建设的基础，教材建设涵盖课程体系和教学内容的改革。纸质教材不再是课程知识的唯一载体，教材建设趋于立体化，既有纸质教材，又有通过网络和计算机阅读的多媒体教材[1-3]。

（一）主编出版工程光学主教材――全国高等院校测控专业规划教材

近年来，我们致力于工程光学立体化教材建设，2009年主编出版了反映教改成果，有创新理念的全国测控技术与仪器专业规划教材《工程光学》（北京大学出版社），该教材采取“专题+案例+重点解析”的编写方式，内容涵盖了工程光学的理论、方法和技术，形成了特色鲜明的课程教学的理论教材。该教材的网络pdf版和配套主教材的ppt电子课件，均可从北京大学出版社教材服务网页下载。2011年又主编出版了华中科技大学出版社的《工程光学》（第二主编），主要用于天津市及长江流域。

（二）建设自主学习型工程光学网络平台

为了教改的可持续发展，从2005年开始，工程光学课程开始了课程网络平台建设，开发了教学资源网站（http：//210.44.176.183/jxgcxy/gcgx/www/），之后陆续采用“课堂+网络”混合教学研究，2007年6月，工程光学网络课程通过校级验收。该网络平台在教学模式上进行了创新，通过大量的文本资料、图片、多媒体辅助等手段，为网上学习者展现工程光学的知识要点，通过多种表现手法，化解难点，成功实现了网上集成工程光学理论教学、实验教学、课外辅导三个关键环节，将以学生为主体的学习活动进行了人机融合，既充分发挥了教师的主导作用，又有利于学生个性发展。

该网站内容包括：课程简介、教学大纲、实验大纲、考核大纲、实验指导书、授课电子课件、参考资源、参考习题、历年考研题、光学史话等。建立了一个师生交流，生生互动，协作学习的知识服务平台，如图1所示。

图1立体化教学模式

在专题学习中利用课程立体化教材，将网上、网下协同活动有机组合在一起。使学生既能从专题探究中汲取知识，又能从专题探究中反思不足，不断完善自我，解决了教学模式单一问题。不断将优秀教学案例和教研文献添加到课程立体化教学网，解决了专题探究缺少资源与知识服务问题。学生和教师充分利用E-mail、QQ等多种交流工具协作学习，解决了电子学习交互性弱的问题，为学生提供丰富的学习资源，有力地促进了面向知识服务的课程立体化教学建设。总之，工程光学立体化教学网站，促进了教改可持续发展。

（三）编写与主教材相配套的辅助教材

为了适应课程与教学发展和保持教材内容先进性和可操作性的需求，方便学生进行习题演练，2011年主编出版了和主教材相配套的辅助教材《工程光学学习辅导与习题详解》（北京大学出版社），成为工程光学立体化教材中的重要组成部分，内容包括：各章节知识要点、典型例题详解、课后习题选解、单元复习测试、十余套模拟试卷等。使用该辅助教材后，学生理解能力、做题速度和做题正确率大幅提高，取得了可喜的成绩，班级平均成绩提高将近10分。

二、工程光学立体化教学模式的应用

（一）开放式教学理念

在当今知识爆炸的时代，教材永远落后于科技的发展。实行开放式教学理念，使教师的理论讲授及学生对理论的学习都不局限于书本，发挥教师的主导作用，引导学生阅读科技期刊，追根求源，不仅使教学活动处于学科发展的前沿，更重要的是培养了学生自己获取知识的能力，不仅使他们增长了知识，同时也增长了才干[4-5]。

教学设计：按照教学设计方法，引导学生进行教学需求分析和总结，鼓励学生课堂积极讨论，激发学生课堂主动性。教师与学生面对面、小组谈话、讲授，引导与辅助学生完成整个教学活动。通过双向交流，使教师更多更深刻地了解学生，以因材施教。教师通过面对面、小组谈话，关注学生参与教学活动的情感和对相关知识的兴趣。

（二）开放式课堂教学

课堂是教学活动的主要场所，课堂教学有学生的参与，才能活跃气氛，提高课堂教学的质量。实行开放式课堂教学就是打破教师对课堂教学的垄断，提高交互性。为了调动学生参与课堂教学的积极性，教学中，我们在一些知识的关键点，预先设置一些启发性的问题，为了鼓励学生回答问题，凡是参与讨论的，无论正确与否，均有积分，最后计入总成绩。实践证明，这种做法对于调动学生参与课堂教学的积极性是非常有效的，多数学生能够加入课堂讨论活动，使课堂气氛变得十分活跃。

教学反思：每次教学活动结束进行教学反思，采用小组交流和个别面谈形式，充分肯定学生在教学活动中取得的成绩，同时，辅助学生分析存在的问题，引导学生提出解决问题的方法、措施。通过反思提出新问题，以便下一次教学活动中解决，使学生的学习技能不断提升。

三、工程光学立体化课程建设的成效

该课程主讲教师主编的教材与教辅、制作的电子课件以及网络平台建设经历了近8年的研究与实践，反复讨论，反复修改，较为成熟，完成多项教改项目及相关奖项，受到师生好评，得到了广泛的认可。该成果在近8年的应用过程中，大大激发了学生学习的积极性，有效地带动了教学改革，并为专业人才培养模式改革奠定了坚实基础。同时完成了工程光学一系列校级教研成果：工程光学课程建设与实践获山东理工大学第三届教学成果一等奖，工程光学教案获山东理工大学第四届教案展览三等奖等，这些成果总结后已申报山东省省级教学成果奖。主讲教师已主持、承担过各类教研和科研课题十余项，发表科研教研论文20余篇。

通过课堂+网络混合学习模式，学生学习成绩明显提高，为专业课的学习奠定了良好基础，并且充分调动了学生探索和研究的潜能。通过学习与实践，目前在主讲教师的指导下，测控0702班王海同学已分别在《机械设计与制造》（2011.08）和《工具技术》（2011.01）杂志发表2篇科技论文，并获全额奖学金留学美国密苏里大学；测控0701班李华宇同学参与完成国家发明专利申请工作。这些教研成果的取得，改进了教学工作，解决了课堂教学和电子学习中的一些问题。通过教研，教师自觉地将课改理念与实际问题结合起来，把研究与行动结合起来，提升了教师的教学科研能力；同时也激发了学生的学习热情，提升了学生的学习与科研实践技能。

《工程光学》（北京大学出版社）教材及教辅已被山东理工大学和烟台大学、山东科技大学、河南科技大学、湖北工业大学、江西理工大学、海南大学、西华大学、南通大学等近20所相关高校作为测控技术与仪器专业的本科生教材；《工程光学》（华中科技大学出版社）教材也被全国多所高校使用。该教材使用以来，教师讲课方便了，学生对知识的接受和消化吸收也容易了，受到了教师与学生的一致好评。

四、小结

立体化教学模式是我国高等学校课程建设和发展的一个新动向，立体化教材是未来教材的主角。它将为现代化教学提供立体、互动的教学素材，为教师教学和学生学习提供全方位的服务，为促进教学改革和打造精品教材奠定坚实的基础。开放式教学注重培养学生的创新精神和实践能力，激发学生的学习动机，使学生变为知识的主动构建者，很好地调动了学生们的求知欲和主动性，使学生在学习知识的同时，综合素质得到提升；同时，开放式教学也更新了教师的教学理念，提升了教师的科研能力，真正实现了发挥人的潜力、发展人的个性的教育意义。

该实践研究从人才培养要求出发，紧密结合我国实际情况，在课程体系、教学内容、教材建设和教学方法与手段等方面进行了全方位的创造性改革，对现有课程体系整体结构进行了优化，形成了一种全新课程体系。按照新体系编写了全国高等院校测控技术与仪器专业规划教材和辅助教材，并开发了多媒体教学课件，搭建了网络学习平台，为教学改革与创新人才培养作出了努力，并具有实用性、延展性，对其他相关专业的改革具有借鉴和示范作用。

参考文献：

[1]李善姬，朱东弼，林君.适应创新人才培养要求的立体化教学模式探索[J].中国电力教育，2011，(22).

[2]刘洪，郑丽群，李大卫.立体化教学资源构建与创新型人才培养[J].教育教学论坛，2012，(9).

[3]李卫平，宋强.立体化教学模式的研究与探索[J].中国成人教育，2010，(18).

[4]任丽丽.开放式教学的必要性与特性分析[J].辽宁大学学报：自然科学版，2009，(11).

[5]张抗私，于秋华，王萍.开放式教学方法与大学生素质教育[J].东北财经大学学报，2003，(5).

收稿日期：2013-09-02