光学教程范文

光学教程篇1

【关键词】 高职教育；工程光学；教学改革；考核方式

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）33-0-02

武汉软件工程职业学院激光加工技术专业是国家骨干高职院校的重点建设专业，《工程光学》作为该专业的一门专业基础课程，掌握好这门课程的基础知识和实践技能，对学生后续课程的学习和未来的工作，将起到非常重要的作用。但在这门课程的教学过程中，往往很难达到理想的教学效果，分析其主要原因有两点：一是教学内容与企业对高职学生所要掌握的基本技能有一定的差距；二是教师在教学方法和教学内容上往往沿用本科院校的教学方法。因此，加强对高职工程光学基础课程的教学研究，使之适应高职教学要求，充分调动学生的学习积极性，提高教学质量十分必要。笔者结合实际教学经验，提出从教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等几个方面进行教学构建。

一、明确培养目标

高职院校光电类专业是面向社会实际需求，培养德、智、体、美全面发展，适应生产、建设、管理和服务的第一线需要，掌握光伏太阳能、光电器件、光电仪器等方面的专业理论知识，从事光电子产品的装配、调试、检测、维护等工作的高素质技能型专门人才。

目前，高职院校在《工程光学》课程教学中普遍存在的问题是：高职《工程光学》的通用教材不够完善，很少有与实际工程问题相联系的例子[1]，缺少生动性、趣味性和启发性的教学内容；在总课时的分配上，理论课时较多，实践应用课时较少；课程考核方式上，理论比重考核大而实践考核少，导致培养的学生所掌握的基本技能与企业对学生所要掌握的基本技能相差较大。因此，在教学中应重新构建如何使高职院校的工程光学课程的设置适应企业对人才的培养目标需求，如何使专业基础理论与后续课程设计衔接、过渡与铺垫，培养学生过硬基本功。

二、改革教学内容

课程教学要以培养学生的综合职业能力、创新能力和高新技术应用能力为抓手。从职业能力培养的角度来分析，确定教学的要求、突出课程的基本内容，这是对课程教学的普遍要求。而落实到《工程光学》这门课程，总体要求是掌握光学的基本概念、基本原理，使学生能根据所学的专业知识来解决工程中的一些实际问题[2]。因此，在教学内容方面笔者根据对人才培养的要求作了如下调整：

（1）重视基础知识和基本原理，适当减少繁杂的数学推导

根据学院国家骨干高职院校的建设方案，以及借鉴兄弟院校的教学经验和企业对人才的需求，完善人才培养方案，重新明确了教学内容和教学要求[3]，《工程光学》属于专业基础课，高职学生一般在大一就开始了该课程的学习。因此，教师应将《工程光学》教学内容紧密、巧妙地融合于各门专业课程中，为学生后续课程的学习打下基础。在理论课程的讲授过程中，由于工程光学课程要求学生具有较扎实的高等数学知识，这恰恰是高职学生的短板。因此，在教学中保证够用的原则下，应注重基本原理、定律的复习引导，适当减少繁杂的数学推导，强调概念的物理意义及其应用，同时既要涉及到相关原理的扩展应用，又要注意把握扩展的深度，这样在学习过程中就可以做到事半功倍，学生学起来也会相对轻松。

（2）根据市场需求，调整教学内容，深化教学改革。

由于《工程光学》课程涉及的内容非常广泛，在保证系统讲授工程光学基础知识的前提下，将生产一线涉及到的新技术、新工艺、新产品、新设备等相关的研究前沿和研究成果融入课堂教学中，同时根据人才培养方案的要求，来选取不同的教学内容。如：激光加工技术专业的学生通过学习几何光学、物理光学的基础知识，光学仪器使用及调试等基本知识从而使之掌握基本光学仪器测量技术，基本光路及光学现象的分析，激光光学器件调试技能，光学零件检测、特性分析等基本技能；光电子技术专业的学生必须具备光学元件的加工与检测，光学元器件的特性分析及调试，光电子设备和精密仪器的光学成像和测量系统分析。

（3）教学内容分理论、实验、实训三大模块有序开展。

理论教学指导实验、实训教学；反过来实验教学有利于对理论知识的理解，实训教学有利于对理论知识的升华。然而传统的实验教学通常在课堂时间内安排一些验证理论知识的实验内容，较少运用理论知识去解决实际问题，而且由于受课时的限制，学生只能做事先安排好的实验，几乎没有选择的余地，这种实验教学模式不利于发挥学生的学习积极性、不利于拓宽学生的知识面、不利于培养学生的工程意识及解决实际问题的能力。结合我院实际，对工程光学课程的实验教学进行了改革，将工程光学实验设置为一门单独的实验课程，制定独立的实验教学大纲，将课程学时数提高到48学时，系统地安排实验，在实验教学内容方面本着“逐步引导、循环上升”的原则[4]开展教学，在完成教学大纲规定的教学任务之余，实验室还面向学生开放，学生不受学时限制，可根据自己的时间来预约实验时间和内容，管理员只需准备好相应的实验器材，在实验过程中出现的问题，主要依靠学生自行解决，教师进行适当的指导，这样极大的锻炼了学生解决实际问题的能力。

实训教学实行“项目型教学”，使学生真正体验“学习的内容是工作，通过工作实现学习”，采用基于工作过程的光学零件加工工艺的实训课程，《光学零件CAD与加工工艺》是一门理论与实践结合紧密的实训课程，是光电仪器设计、光电器件、光学检测技术、光通讯等专业课程的重要联接纽带，是光学工程师和光电仪器工程师所必备的专业基础知识。通过实训使真正实现教室—车间，学生—员工，教师—师傅的转变，在整个实训过程中，分综合型和设计型两部分来安排实训教学内容：

1）综合性实训是通过理论与实践相结合的方式，帮助学生深入理解课程内容。实验内容中包含了“光学零件的上盘、下盘技术”、“光学零件加工工艺流程”、“光学零件加工质量检验技术”、“光学零件的镀膜和胶合工艺”等综合实验。“光学零件的上盘、下盘技术”主要是针对光学零件生产过程中所必需的加工夹具进行设计；“光学零件加工工艺流程”要求学生掌握光学零件的粗磨成型工艺、细磨工艺、抛光工艺、定心磨边工艺和检测的全套生产流程；“光学零件加工质量检验技术”要求学生会对加工工件的表面质量检验、面形检验、棱镜的角度检验、几何尺寸的检验；“光学零件的镀膜和胶合工艺”主要训练学生掌握光学零件特种工艺中薄膜设计和按一定技术进行结合的基本能力。

2）设计性实训是结合课程教学或独立于课程教学而进行的，实训内容具有一定的综合性、探索性。要求学生根据所掌握的Zemax等相应的光学设计软件在电脑上对所设计的产品进行仿真，着重培养学生独立解决实际问题能力和创新能力。

三、改革教学方法和教学手段

教学方法的变通，有利于学生对教学内容的理解，从而提高教学效果。结合实际情况，在授课过程中主要从以下几个方面进行了教学方法和教学手段的改革。

1、利用现代化的教学手段，提高学生的学习兴趣

工程光学课程图多、知识面广、公式推导复杂且具有一定抽象性。应用多媒体课件借助颜色、图像、动画等多种技术将授课内容图文并茂的展示给学生，加深学生对课堂内容的理解，提高学生的学习兴趣，而且可以大幅度扩展授课信息量，收到事半功倍的效果。另外，精心设计的多媒体课件，包括一些典型例题、习题的讲解、现代光学的实际应用，甚至一些光学知识专题讲座，用于课堂教学，同时上传到校园网上，供学生课后学习，以适用于不同要求、不同程度学生的需要。在讲授一些抽象的知识点时，使用多媒体课件能将单调、枯燥的理论知识变为生动、形象的动态画面，易于学生理解和吸收[5]；同时节约了大量的作图时间，有效提高课堂效率，从而解决了课程容量大与有限学时的矛盾。

（2）多做课堂演示实验，多设光学实验选修课程，激发学生的学习激情

课堂讲解与演示实验相结合，学生观看教师的实际操作，更有利于定理、定律的理解，有利于提高教学效果。充分利用已有的示教仪器和设备，适当增加演示实验教学。部分简单的光学演示实验可带到课堂上，对于一些比较复杂的光学仪器如迈克尔逊干涉仪等设备，可以在实验室进行理论教学，在讲到显微镜结构和物镜类型的时候，可将显微镜和物镜拿到课堂上，对着实物逐个部分讲解，再结合书上的光路图，学生就很容易记住显微镜的结构形式和性能参数。在全校大力宣传每年在武汉举办“中国光谷”光博会等重大活动，组织学生到光博会现场参观和学习，同时面向全院增设一些交叉性较强的光学实验公选课，内容向普及性、趣味性方向转移，以激发学生的学习激情。

（3）重视互动教学，创新教学模式，鼓励学生深度学习

为了提高学习效果，采用互动教学法，互动主要包括学生-老师互动、学生-学生互动、学生-内容互动等几种形式。运用互动教学能激发学生在学习上的兴趣，同时鼓励学生深度学习。结合笔者的教学经验：在讲授课程时，要在教学实施方案中设有交流、讨论专题，一般先由教师提出讨论题目、要点、阅读书目，学生可据此进行准备。讨论前可将全班同学分成几个学习小组，组内的每位同学分别承担不同的任务，通过讨论让学生交流各自的学习情况，使学生能相互启发、相互促进，从知识运作、技能训练、语言表达、归纳总结等方面得到充分的锻炼。在讨论过程中，教师可根据学生表达的不同观点，对每个小组的结果进行考评。因此，每个小组成员不但期望自己同组的同学努力，而且自己也会加倍努力，这样大大刺激了学生的学习积极性，有效地帮助师生完成教学任务，同时使师生之间、学生之间的交流更加密切，整个学习过程是通过“组内合作，组间竞争，课堂内外结合[6]”来完成。使同学思维更加活跃，培养了学生探究问题的兴趣、自学能力和独立思考的能力。

四、改革考核方式

课程考核在某种程度上具有导向作用，采取何种形式进行课程考核将关系到教学效果的好坏和教学质量的高低。根据《工程光学》课程内容特点对学生的成绩进行评定时，既要包括对基本知识掌握情况的考核，又要包括知识应用能力的考核。学生的总评成绩可由以下几部分[1]构成。

一是课堂表现和出勤情况，占15%。要求学生定期对教师所讲的教学内容进行总结，并在课堂上谈谈自己在学习中遇到的困难以及最终解决这个问题的办法。

二是知识考试，占40%。转变传统的考试观念，树立以能力测试为中心的考试制度，同时对考试命题提出较高要求，考题要能体现学生分析问题、解决问题的能力，要有利于学生发散性思维、创造性思维的培养。逐步探索多种考试方式，例如可以实行教考分离，考评主要由企业来完成等。

三是实践技能考试，占45%。实践技能主要分实验和实训两部分来进行考核，考核是对学生实践动手能力的高低进行评价，通过考核促使学生努力提高自己的实践技能。

五、结束语

工程光学课程是一门理论性和应用性较强的课程，由于现代光学学科的迅速发展，对工程光学课程的教学改革是教学发展的必然要求。实践证明，通过不断改进教学内容、教学方法对实现高职《工程光学》教学改革的总体目标和提高学生应用光学的能力很有帮助。

参考文献

[1]陈秀华.高职《电工技术》教学改革探索[J].职业技术教育.2011（17）：43-45.

[2]刘登飞.高职高专工程光学课程教学改革与实践[J].教育改革.2011（8）：15-16.

[3]武旭华，肖韶荣，张仙玲.“工程光学”教学改革初探与实践[J].电气电子教学学报增刊.2009（31）：35-36.

[4]丁茹，李辉，赵丽，郑桐.测控专业“光学基础”课程教学改革探讨[C].天津工程师范学院学报

[5]高兴宇，宁黎华，萧泽新.工程光学设计课程教学改革与创新初探[J].大众科技.2011（7）：225-226.

光学教程篇2

关键词：物理光学；信息化；教学改革

中图分类号：G642.0文献标识码：B文章编号：1671-489X(2015)20-0102-02

1前言

2012年，中央军委颁发《2020年前军队院校教育改革和发展规划纲要》，纲要指出形成现代军队院校教育体制、构建军事创新教育机制、基本实现院校教育信息化，为官兵成长成才提供优质教育，为新质战斗力建设提供人才保证的总体目标[1]。为了适应新形势下对人才培养的目标、人才的知识结构和能力、素质，特别是创新能力的新的要求，军械工程学院开展了信息化教学改革研讨活动，物理光学课程的改革也势在必行。物理光学课程是军械工程学院直通车军用光电工程专业开设的一门重要的专业基础必修课，它是研究光的基本属性、光的传播规律、光与物质相互作用以及相关应用的科学，是一门重要的基础学科，也是一门应用性很强的学科。该课程的学习与后继课程如光电技术、激光技术、光纤通信等有密切关系，也是学员今后从事科研工作不可或缺的基础内容。信息化条件下，如何提高该课程的教学质量，使学员更好地适应将来的岗位任职需要，一直是任课教员思考的问题。

2当前物理光学课程教学中存在的问题

课程内容陈旧，学员学习兴趣不高物理光学课程主要研究光的波动性，包括干涉、衍射、偏振现象、光在各向同性及各向异性介质中的传播规律等，内容体系比较经典、固定，不同的教材在内容组织、编排、讲述上变化不大，对基本理论的阐述也都很详细、完善。但是讲解完之后学员总觉得这门课程内容陈旧、脱离实际，无法将课上知识与现代先进光学技术及科研应用联系起来。究其原因，一方面在于物理光学课程本身的特点，它不像应用光学、几何光学那样，研究的是光线的传播行为及成像特点，比较直观可见。物理光学课程主要涉及的是光的波动理论，内容比较抽象，不便于理解。另一方面，物理光学课程的理论体系虽然固定不变，但是教员可以思考如何让枯燥的理论变得鲜活、生动起来，激起学员对物理光学知识的兴趣。课程理论性强，学员理解难度大军械工程学院培养的学员工科背景强，学员对课程的实际应用有特殊的兴趣。而传统课程的内容从光的电磁理论到干涉、衍射理论，再进一步学习傅立叶光学基础理论，对于数理基础相对薄弱的工科学生而言，随着理论教学的深入，很多知识和概念都理解得不够透彻，从而逐渐丧失学习兴趣。此外，传统课程中公式繁多而抽象，尤其是进入衍射和傅立叶光学部分内容后，经常出现又长又复杂的公式，学员表示见到这些公式就发怵，很难理解公式的物理含义，这将直接影响课程的学习效果。课程与装备联系不够紧密，学员感觉用处不大军械工程学院军用光电工程专业学员毕业后大多在各级修理分队或后方仓库从事与装备相关的工作。在院校学习过程中，学员普遍对与岗位任职相关的装备知识感兴趣。在军用光电工程专业的课程体系中，应用光学、军用光学仪器构造、军用光学检校，激光技术、激光测距机、激光制导等课程各自形成由浅入深的课程体系，而物理光学课程作为一门专业基础课，鉴于其研究内容主要针对波动光学，所以它不像应用光学、激光技术课程与装备联系得那么显而易见，而主要是体现在装备设计、研发中所应用的光学技术或理论。课程缺乏实践性教学内容物理光学课程一般开设在教学的第五学期，而与之相关联的、实践性教学课程现代光学实验和光学测试技术，分别在第六和第七学期开设，这样就出现实验课与理论课脱节、截然分开的现象，违背了光学本身是一门实验科学的规律，实验课程很难发挥其应有的作用。一方面，实验课与理论课相隔时间太长，学员在上实验课时理论知识忘得所剩无几，削弱了实验课本应起到的提高理论认识的作用；另一方面，实验课滞后理论课程，容易使理论课教员陷入对实验过程、实验现象的平铺直叙，忽视了本应由学员自己动手完成实验操作、分析实验结果的过程。教学方法单一，不够灵活多样物理光学课程具有较强的独立性、系统性、专用性，偏重于严谨的知识体系，讲究严密的逻辑推理等特点，目前课程的教学方式还是以教员讲授为主[2]。教学过程常常遇到教学方法古板、讲授平铺直叙等难题，尤其是遇到较多的公式推导时，采用这种教学方法，教员讲得大汗淋漓，学员却感觉枯燥乏味，教学效果大打折扣。

3课程信息化教学改革内容

针对上述课程教学中存在的问题，任课教员对物理光学课程在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了改革。教学内容的改革1）科学整合、修订教学内容。军械工程学院学员在上物理光学课程之前，已经较为系统地学习了大学物理课（约2个学期，130学时），其中光学部分的内容占据了相当的份量。结合学院修订人才培养方案的契机，课程组参考军内外名牌高校的教学经验，经课程组教员充分讨论，精简、删除了陈旧过时的、与大学物理课程重合的内容，修改完善了新的课程标准，重新明确了教学内容和掌握程度。2）加强教学内容与装备知识的联系。军校学员将来的任职岗位在部队，对知识的军事应用兴致颇高。鉴于此，任课教员在课堂教学中注重讲清基本概念、原理，弱化数学推导，平时注重收集与课程内容相关的军事知识，并对其进行提炼加工总结，使其与教学知识点对应起来，尽可能多地增加理论基础课和军事、装备的结合点，提高学员的学习兴趣，如已经梳理出激光告警、光学加密、相干激光器阵列、相控阵射电望远镜、相控阵雷达、莫尔条纹等应用知识点。此外，信息光学在现代光学技术和军事技术中应用广泛，任课教员适当将教学内容加以延伸，使学员对光学前沿有所了解。教学方法的改革1）采用问题引领式教学法[3]。物理光学课程虽然理论性强，但实质上它是一门与实际问题联系紧密的学科，其内容构架均来源于对实际光学现象的解释。因此，在课程讲授中，任课教员注重将理论知识与实际问题联系起来，从现实生活中生动的光学现象入手来讲授难懂的理论知识。在讲授某个知识点前，先介绍该知识点是为解决什么样的问题而提出的，在解决方法中注重问题的环环相扣，在解决完一个问题后，接着提出新问题，引导学员思考，形成提出问题、分析问题、解决问题这样一个逐次递进的过程。2）采用小组合作教学法。物理光学课程采用模块化设计，研究光的干涉、衍射和偏振三种波动光学现象。对于每部分内容，布置干涉应用、衍射应用、偏振应用三个专题作业。学员自行分组，每组3～5人，利用课下时间查阅资料、制作课件，每个专题选取两组学员走上讲台进行讲解。这些综合性的专题作业，不仅需要学员掌握基础知识，而且通过学员自己的工作加深了对理论知识的理解。事后，学员普遍反映，这种方式对知识的掌握程度甚至比最终考试的效果还要好。教学手段的改革1）合理组织安排理论课与实验课教学。针对物理光学课程理论课与实验课脱节的现象，任课教员在理论课授课过程中，合理安排设计多次实验操作课。同时，光学实验室实行开放式管理，学员在课余时间可以走进实验室，亲自体验光学现象的奥秘。通过实践，学员对课堂教学中抽象难懂的知识理解得更加深刻，能够很好地将光学实验与理论原理对应起来，尤其是将实验过程中参数变化对结果的影响与课上讲的理论分析联系起来。这种做法，一方面强化了学员对刚刚学过的理论知识的理解、加深了记忆；另一方面对后续的实验教学也大有裨益，学员能在完成基础性实验的基础上，再进一步向综合设计性实验深化。2）采用计算机数值模拟与仿真等信息化教学方式。由于物理光学具有一定的抽象性，以传统的教学方式，很难使学员充分理解知识。利用计算机硬件平台和可编程软件，如Origin、MATLAB和ANSYS等软件，将计算机数值模拟和仿真引入教学，对重要的教学内容进行仿真和数值分析，构建光学实验仿真平台，可应用于教学中对物理图像进行形象的、清晰的描述，使学员在感性充分认识的基础上，水到渠成地上升到理性认识，加深对关键结论的认识，有效增强教学效果。

4结束语

借军械工程学院信息化教学改革研讨活动之势，物理光学课程组在教学内容、教学方法及手段上进行了改革。经过近两年的教学实践，课程整体水平得到明显提升，课堂教学容量有了很大提高，学员对专业基础课的学习兴趣有了显著改善。虽然取得一定的成绩，但课程改革之路仍需前行。比如近年很多高校开展的MOOC教学模式及课程建设活动，使得学员可以时时、处处进行学习，学习的时间和空间变得更加自由。

参考文献

[1]李爱华,李建增,刘兵,等.论军校信息化教学改革的必要性[J].中国电力教育,2014(6):31-32.

[2]张尚剑,刘爽,刘永.基于问题学习的物理光学研究性教学模式构建[J].理工,2012(5):115-122.

[3]王伟.物理光学课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报,2011,28(4):110-111.

光学教程篇3

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

光学教程篇4

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。

光学教程篇5

 

随着光学技术的开展，对光学仪器和光电仪器设计的请求也越来越高，这就请求设计者具备扎实的理论根底、较高的设计技巧和现代光学系统设计计算才能。目前，社会上对光学设计的专业人才有着越发迫切的需求，为此，高校肩负着培育具有良好光学设计才能的工程型人才的重担。

 

为了协助学生稳固应用光学专业根底学问，控制评价光学系统的根本办法，进步学生对光学系统的应用才能和设计才能，该校在光学工程学科研讨生教学中开设了“光学工程与系统设计”课程。该课程在本科工程光学的根底上，系统、全面地解说光学工程的理论、应用和系统设计办法，协助学生进步在工程应用中处理实践问题的才能。

 

“光学工程与系统设计”课程针对光学工程学科研讨生开设，请求学生具有一定的光学工程根底学问，教学目的是培育光学工程的高级应用人才。授课内容除注重于根本概念的解说和根本原理的剖析外，拟经过大量丰厚的光学系统应用实例，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能。

 

因而，该门课程在较短的课时内，既要有对专业根底学问的深化了解，又要结合工程消费理论，以处理实践设计问题为目的，使学生在系统、全面地控制光学设计理论和设计办法根底上，可以独立完成大多数典型光学部件和系统的设计工作。因而，要到达较好的授课效果，对授课教员提出了较高的请求。

 

在“光学工程与系统设计”的授课中，如何将理论与实践相结合，充沛调动学生学习兴趣，使学生逐渐顺应从习气于科学理论、理想假定的学习者到光学工程专业技术人员的转变，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能，是重点思索的问题。该文将对教学中遇到的问题及经历进行做出总结。

 

1 “光学工程与系统设计”教学中面临的主要问题

 

在该课程的教学过程中，主要存在的问题有以下几点。

 

1.1 学时少，相应配套课程不完善，学生根底学问程度不平衡

 

“光学工程与系统设计”课程涵盖光学成像理论、典型现代光学系统的构造原理和光学特性、光学系统设计办法等等方面，触及学问内容十分普遍。在有限的学时内，要完成一切的教学内容，到达使学生系统、全面地控制光学设计理论和办法，进步学生现代光学系统设计才能，培育学生工程素质的目的，对学生的根底学问、综合才能的请求都较高。而在实践教学中，由于学生可能来自于不同的本科专业，在光学工程类根底课程方面的学问程度表现出很不平衡，相应的配套课程也不够完善。因而，如何在本课程的教学中，如何缓这些矛盾，补偿这些缺陷，到达好的授课效果，对教员提出了很大应战。

 

1.2 学生工程认识淡薄，入手才能差，不能将理论与实践相结合

 

学生对工程设计的特性仍旧缺乏认识，对工程问题较为陌生，工程认识十分淡薄，因而形成了入手才能差，不能将所学的理论学问与实践应用有机结合的问题。而本课程正是以培育具有良好光学设计才能的工程型人才为目的，因而，如何理论结合实践，在对实践问题的剖析与讨论中，培育学生学习与开展的才能和发明性处理工程问题的才能，是重点要处理的一个问题。

 

1.3 学生的学习积极性问题

 

教育学以为：兴趣是学习最好的教师。学生对所学习的课程产生了兴趣，才干愈加认真、愈加投入地吸取课程的学问，更好地发挥思想和智力的潜能，做出发明和创造。正是由于本课程触及内容普遍，学生根底学问程度不平衡，假如不可以采取合理措施，将理论与理论相结合，充沛调动起学生学习的主动性，就更容易形成局部学生对课程丧失兴趣，消极学习。因而，作为专业课程教师，怎样培育学生的学习兴趣，不使学生觉得学习过程无聊、无用而索然无味，是授课教员必需认真考虑的问题。

 

2 教学变革理论与探究

 

针对以上问题，我们在教学过程中，从教学体系、教材、课件、教学办法等多方面进行变革探究，以完善教学内容、创新教学办法为动身点，从进步学生兴趣，增强师生互动，解说深化浅出，理论结合实践，融入科研内容等多方面着手，改善教学效果，获得了较好的效果。主要采用了以下手腕后。

 

2.1 精心规划授课内容，留意衔接，对症下药

 

该课程许多内容触及到几何光学、物理光学、激光原理等根底课程学问，希望学生可以具有一定的相关根底，在授课时才干产生较好的效果。但是，如前所述，在教学中存在学生根底学问程度不平衡，配套课程不够完善的问题。为处理这一矛盾，在授课体系与授课内容方面，进行了精心的规划，力图合理。

 

首先，在授课内容方面，注重教材内容的科学组织，在内容的编排上留意学问自身的内在规律性、系统性及互相联络，加强课程各个局部之间的逻辑性，对症下药，从而俭省学时，处理课程容量大与学时有限的矛盾。其次，在讲授必要内容的根底上，留意与前期课程的衔接，但并不完整依赖于前期课程学问的控制，而是注重启示、引导学生自主的温习、控制、扩展原有学问，例如经过布置考虑标题、提供参考文献、课上讨论等方式，协助和鼓舞学生经过主动学习，来处理根底学问程度不平衡的问题。同时，在授课中并不简单的依照教材施教，而是及时结合科研项目，充沛应用与课程有关的最新研讨成果，补充身手域的前沿技术。

经过合理的规划授课内容，并在授课过程中，留意衔接，对症下药，鼓励学生课下主动学习的方式，进步了教学质量。

 

2.2 理论结合实践，重在才能培育

 

本课程除了具有学问的系统性、理论性强的特性外，更重要的特性是应用性强。在工程设计中，需求灵敏地运用学过的理论学问，用理论指导理论，才干使设计朝着胜利的方向行进。当设计过程呈现问题时，怎样应用理论学问和理论经历，来有效地进行修正，最终得到满足运用请求的系统设计，这种处理工程问题的才能的进步，是本课程最中心要处理的问题。

 

为此，我们在根底理论讲授后，经过抛出一个或几个实践工程设计问题，引导学生进行深化考虑与讨论，完成自主设计。例如在学习了像差理论及典型显微光学系统后，请求学生设计一款高倍率显微系统，针对该系统设计过程中发作的各种问题，包括怎样从低倍率系统逐渐过渡到高倍率系统，怎样完成复消色差，以及工程实践中如何完成系统装调等等问题，逐个进行讨论和剖析，经过引导学生发现问题，鼓舞学生自主剖析处理问题，进步学生的理论才能。

 

这样的理论与实践相结合的过程，深受学生好评，学生们分歧以为，经过这样的练习，不但加深了对理论学问的了解，更大大进步了他们发现和处理工程问题的才能。

 

2.3 创新授课办法，刺激学生主动学习

 

由于授课内容的更新以及理论与实践相结合的请求，教员在授课办法上也必需进行相应的创新，才干够到达预期的效果。学生是课堂教学的主体，只要激起学生求知的动力，课堂教学才有可能胜利。除了传统的讲授方式外，在本课程的授课过程中，愈加注重启示式教学和讨论式教学。启示式教学办法，是指经过具有启示式的发问，鼓励学生学习的兴趣，从而培育学生的发明性思想才能。讨论式教学办法，是指经过讨论问题，积极引导学生进行独立考虑，培育学生的自主学习才能。

 

在详细做法上，除了采用布置考虑标题，引荐参考文献的方式外，还经过将学生分为协作小组，针对某一任务进行组内协作，然后组织各小组就各自研讨成果在全班进行交流，鼓舞学生之间就技术问题进行讨论、质疑与争辩，加深了解。

 

经过启示式与讨论式教学办法的引入，加强了师生互动，进步了学生的学习兴趣，刺激学生主动学习的愿望。

 

3 结语

 

光学教程篇6

关键词：光传输技术 教学改革 课程建设

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）09-0002-02

进入21世纪后，随着信息需求的急剧增加，光纤通信技术凭借其巨大的潜在带宽容量，成为支撑通信业务量增长的最重要的通信技术之一。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质。光纤通信系统也必将成为国家信息基础设施的支柱。在我们这样一所具有通信系统行业背景的高校，光纤通信类课程无论是对自己在未来工作岗位上的实践或是今后的进一步深造都具有重要的意义。

一、课程建设的目的

光传输技术是主要研究以光作为信息载体的信号在光波导（如光纤）中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域，是光通信技术的基础。

《光传输技术》课程是光纤通信类课程群中的重要专业基础课，通过对《光传输技术》课程的学习应使学生对光纤传输和光纤通信系统的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。光传输技术是每个从事光电信息产业的工程技术人员的必备知识，对光电信息科学与工程专业的学生进一步学习后续课程起着很重要的铺垫作用。通过本课程的教学和实践，应使学生分别从了解、理解和掌握三个层次把握光传输技术中的有关研究方法、基本理论、概念和应用，并能充分运用所学知识进行一些简单的光传输系统设计。

二、教学内容的改革

《光传输技术》课程主要介绍以光作为信息载体的信号在光波导（如光纤）中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域，是光通信技术的基础。通过本课程的学校让学生了解光纤通信系统的构成，掌握光信号发射、光信号接收、光信号在光纤中传输原理与设计；掌握时分复用、波分复用光纤传输系统的原理与设计；了解光纤局域网、相干光通信系统和全光光纤通信网的结构等理论知识，为学生进一步学习专业课程和今后从事与信息通信领域的工作和研究奠定良好的理论和思想方法基础。

在教材方面，我们选择了袁国良、李元元编写的《光纤通信简明教程》（清华大学出版社）作为教材。这本教材的内容章节安排合理，知识点覆盖面广，理论体系较为完整，同时这本教材是在大学的普通物理学的基础上编写的，从光纤通信的物理学基础出发，着重阐明光通信系统的物理概念并对光纤通信系统各部分的基本理论都有较好的介绍，尽量避免过多的理论计算，以掌握光纤通信系统的基本原理和特点为主要目的。因此这本教材的内容对学生来讲不难理解，所讲授的内容比较容易掌握。

三、教学手段的改革

为适应新时期“培养创新型人才”的需求，结合我校培养应用型人才的特点，以及我院光电信息科学与工程专业特点，充分吸收多种教学模式的优点，认真探索和实践有效的课堂教学模式。在近几年的教学中，围绕课堂教学质量的提高，也为了改变传统的“教师一言堂”的死板局面，提出了“教师指导下的学生自主式教学模式”。对于少部分不是非常重要的章节，先由教师提出一些带有线索性的思考题，再由学生带着问题去自学，然后主动上讲台就某个思考题发表演讲，痛快地过把“教师瘾”，以充分调动学生的学习热情，锻炼学生的能力和胆量，培养学生的上进心和自信心。学生讲解不足之处再由教师做纠正和补充。这样，可以有效地帮助学生快速地抓着问题的本质和核心，理清知识条理和脉络，找到自学的窍门。

教学过程中引入计算机的多媒体功能。比如为了增强光在光纤传输过程中教学中关于光场模式分布的直观性，采用快速傅立叶变换法求解傍轴近似波动方程，计算模拟光场模式分布，可以直观地给出三维稳态分布图，融合计算机的灵活性、新颖性和光学现象的直观性及趣味性。通过演示实验，让同学们观察到各种光学现象，展现了“百闻不如一见”的效果，使学生进一步加深了对课程内容的理解，激发学生的求知欲和好奇心，刺激同学们的思考。

同时，我们建立了课程学习网站，将《光传输技术》课程的教学大纲、授课教案、习题和实验指导、参考目录等内容放到课程学习网站上并做到及时更新，建立完善基于网络资源的远程学习环境，逐步完善支持服务规范，为学生的个性化学习提供高质量的支持服务。学生可以在任意地点下载教师的教案进行学习，并且就学习中遇到的问题通过讨论版提出，寻求老师或者同学们的帮助。

四、考核方式的改革

考核方式已成为课程改革的一部分，与课程的实施方法相辅相成的。考核方式上，我们打破了一张考卷的评价方式，采取多种方式综合评价学生的知识、创新意识和发展潜力。在实际的考核过程中，我们逐渐加大平时成绩的比例，减少闭卷笔试成绩的比例。例如我们可以通过学期论文、参与科研活动中的表现等来评价学生，达到培养学生自学意识、独立科研意识和能力，达到素质型人才培养之目的。考试内容以课堂讲授知识体系为主，包括学科基本概念、基础理论和理论应用，综合学科与科研相结合的知识应用，试题形式有选择、简答、综合应用等。考试形式的改变，已由过去的检验学生知识内容掌握向培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力和学生的创新能力转变。

光学教程篇7

与传统的教学模式不同，一门慕课不再仅仅是一个班几十个学生，而可以是几百上千甚至可以多达上万人。这种大规模开放式的教学模式必将对传统的教学模式产生巨大的冲击。慕课模式的启动必将引发教育方式和教育理念的重大变革。《激光原理》作为光信息及光电子技术专业的一门专业课，也必将受到一定的影响。这是一个机遇，也是一个挑战。本文将探讨在信息化时代慕课浪潮中，如何充分利用慕课这个新型教学模式的优势，结合《激光原理》课程的实际特点，促进《激光原理》的课程教学改革。

2引入慕课资源，促进课堂教学改革

《激光原理》属于光电子类专业的一门重要专业课程。由于课程的针对性较强，相对于其他的公共基础课而言每个学校担任《激光原理》课程的教师为数不多。目前，《激光原理》课程教学内容多以教材为主，再加以教师教案和收集的各种资料，导致《激光原理》课程信息量少，形式也比较单一。当今我国光电产业迅猛发展，而激光是整个光电产业的灵魂，所以，让广大光电产业从业人员掌握和了解一定的激光原理知识是非常必要的。实际上，光电产业作为一个新兴战略产业，许多的从业人员并未受到过系统的光电子理论教育，因而，引入慕课，不仅可以让在校的光电专业学生受惠，而且可以惠及社会上众多非“科班”出身的光电产业从业人员。慕课突破了个别教师的界限，可以是一所大学，多所大学，其他社会机构，甚至是更多个人直接上传视频、文本、音频来参与教育内容并在全球分享[2]。这样一来，慕课进入课堂，使得教学模式多样化，教学内容多元化和海量化，每位学生都可以随时随地地从慕课平台中去获取更多自己所需要的学习资源。《激光原理》课程理论性强，其中涉及到较多的复杂抽象的物理概念。在实际的教学过程中学生不易理解，仅仅依靠课堂教学很难达到预计的教学效果。这就需要改变传统的教学模式，制作一些短小精悍的微视频课件来实现慕课教学。慕课的主要载体就是十分钟左右的微视频，我们可以为每一个晦涩难懂的物理概念制作一个微视频，并加以多媒体动画讲解[3]。每一个微视频的时间不长，这样可以集中学生的注意力，同时动画讲解可以提高学生学习《激光原理》的兴趣，更大程度上提高学生自主学习的能力。另外，在慕课模式下，《激光原理》课程的考核方式也可以采用除传统的试卷考试之外的更为灵活的方式进行。在整个《激光原理》课程的学习过程中，由于有了慕课这种方便、快捷的学习方式，学生可以随时对自己感兴趣的内容进行学习，所以，在学习过程中更能激发学生的主观能动性。那么，在这种情况下，教师也可以根据所教授的内容和学生自身的特点对学生进行引导并提出一些跟课程相关的问题，叫学生自行寻找解决问题的方案。据此，教师可以判断学生对课程的掌握程度和学生解决问题的能力，从而给出课程的考核分数。这样的考核方式，也是激励学生不断学习的一种手段，在每次任务的完成和讨论过程中既可以调动学生的积极性又可以增进师生互动，同时每次任务完成后可以及时的帮助学生了解自己对知识点的掌握效果。

3利用慕课平台，建立虚拟实验室

在大多数《激光原理》的实际教学过程中，多以理论教学为主，虽然在教学中辅以多媒体教学手段，但是教学效果不是很明显，比如在讲解谐振腔的损耗对激光器的影响的过程中，由于教学手段限制，很难让同学们从抽象的理论中解脱出来。那么如何让学生真切体会到谐振腔损耗对激光器的重要性？这是我们在《激光原理》教学中一直关注的问题。显然，我们必须改变传统的以理论教学为主的教学方法。这样就要求理论教学内容紧跟实验教学，但是由于目前激光实验设备昂贵，针对性强，甚至有些大型精密仪器往往无力购买，这必然导致实验教学的缺失。另外，实验课教师面对学生讲解实验的时候，由于一个班人数较多，受到视角的限制，不可能所有的学生都能完整清楚的看到每一个操作细节。尤其是大型贵重的仪器受到经费的限制，台数少，上课学生多的时候不是所有的学生都有实际操作的可能，甚至有时候很多的精密仪器都是作为演示实验只有教师操作，学生只能在一旁观看。利用慕课资源，建设虚拟实验室可以在很大程度上解决激光原理实验的问题。在教学手段上，可以利用LASCAD等激光器设计专用仿真软件建立虚拟实验室，演示激光的产生和激光束的传播规律，以提高教学效果。虚拟实验室可以大大减少设备资金的投入和各种实验耗材的开销，还可以使得每位学生都有亲自操作的机会，可以使得学生更大程度上加深对深奥的概念理解。由于慕课建立在网络平台，课后只要学生有兴趣就可以继续在虚拟实验室进行操作，方便学生利用零散时间来进行学习，如果有不熟练或有疑问的地方可以反复多次的实践直至理解为止，这在传统的实验课堂上是几乎不可能的。在慕课条件下建立虚拟实验室可以在教学内容上，加大综合性、设计性实验课题的比重，体现理工科课程的特点。精选一部分实验内容制定微型的基础实验用来完成一些验证性实验，例如模拟激光器和激光束的相关特性，加深学生对《激光原理》的感性认识。同时可以再加设一部分激光原理的课程设计的题目，启发他们做一些新型的科学研究，满足学生的高层次需求。比如，利用虚拟实验室结合matlab编程等软件设计，鼓励学生开展激光器有源光学谐振腔设计等工作，开展高斯光束聚焦特性和中红外激光器设计等专题活动。同时可以借鉴国外的教学模式，各种课程设计的实验报告采用论文形式，培养学生的科学素养，提高学生撰写专业论文的能力，为今后的毕业设计、毕业论文以及科技论文打下坚实的基础。我校2014年获批湖北省光电信息技术虚拟仿真实验教学中心，以该项目为依托，我们已经着手建立激光原理虚拟实验室。

4慕课可以增进师生交流与沟通

传统的教学方式以课堂为中心，教师主导着课堂教学。而课堂教学则以灌输理论知识为主，教师讲解过程中学生处于被动接受的地位，师生间互动较少。受到多方面因素的影响，目前大部分学校的《激光原理》教学，教师在课堂上往往只根据教材的安排，按部就班照本宣科教授书本非常狭窄的理论知识，而不注意这门课程在生产实际中的应用以及这个行业当前发展的状况。另一方面，在现有的教育体制下，高校教师更多的关注自己的科研，而缺乏在教学方面创新的动力，仅把知识的灌输作为主要的教学目标，学生在学习过程中得不到有效的指导和监督[4]。然而教学的主要目的并不是为了培养学生的应试能力，而是为了训练学生的自主学习能力使其更能适应社会化发展。慕课利用当代先进的信息技术，使得全人类能够共享优质教育资源。慕课所提供的方便和快捷保障了学生的学习自[5]。与传统的教学方式不同的是，慕课的内容汇聚了大量的优质资源，学生可以通过网络观看各种《激光原理》的微视频，也可以根据自身的情况来制定学习目标，组建学习内容。学生可以观看本校、外校甚至是国外教师教授《激光原理》的教学视频并操作各种虚拟实验室。学生可以利用慕课平台与更多的教师和同学交流互动，分享各式各样的学习资源，甚至于可以组建网络讨论小组和兴趣小组，互相讨论自己感兴趣的课题，分享笔记，点评课程。在慕课模式下，教师和学生的角色都会有所转变甚至于可以互换。慕课对教师提出了前所未有的挑战，学生可以根据所需要的学习内容自行选择上课教师，这样对教师的教学水平、教学风格提出了更高的要求。学生也可以根据自己对某个知识点的理解制作微视频上传到慕课平台，教师也可以通过学生的讲解视频来了解学生的思维方式和理解程度。有些学生通过参考文献、虚拟实验或是各种社会实践来提出自己对《激光原理》课程中各种见解，这些都是教师在传统教学中所无法得知的。可以想象在慕课环境下，没有学生会选择教学模式古板、教学质量差的教学视频来观看，这样很多照本宣科、本本主义的教师将会消失，同时也对学生的自律性提出了更高的要求，是被动的学习转变为自主的学习模式。所以，在慕课模式下，教师教学生学的传统师生关系将会发生很大的改变。教师在教学过程中将会有更多的机会从学生处获益，“教学相长”将会在慕课模式得到更加完美的诠释。

5慕课模式下校企合作，了解更多的科技动态

激光原理是一门实践性很强的课程。教学中需要学生多动手、多思考，在实验中理解和应用课堂教学中学到的理论知识等。受限于激光器的构造特性，一般理论课堂难以进行实验演示，即便演示，效果也不好。此外，在教材上，由于光电子技术的快速发展，新型光子器件和新的激光技术不断涌现，导致教材的先进性有所欠缺，比如激光短脉冲技术一般教材都只介绍传统的调Q，锁模技术，而应用在高功率超短激光脉冲产生的啁啾放大技术却很少涉及。这种教学模式与教学部提出的“应用型普通本科学校”是相违背的，大学从来不是“象牙塔”，不只是单纯的要求学生参加应试教育的考试，而是要培养提高学生的综合能力包括自主学习的能力、发现问题解决问题的能力和工程应用能力等。但是，综合能力的培养与提高不是一朝一夕的事情，它贯穿于从学校到社会甚至整个人生。这就要求我们的大学课堂与企业的要求紧密的链接起来，可以根据企业合作要求搭建慕课平台，企业可以根据他们对激光工艺的要求和大学院校共同开发慕课平台，聘请企业工程师和一些有经验的工人加入慕课的开发和制作[6]。根据企业要求制作的慕课，学生不仅可以学习理论知识，还可以学习到实践技能。在所有完成慕课的学生中，企业可以根据完成情况择优录取，免去一部分招聘和培训的成本，学生通过慕课的训练也能很好地适应企业的工作，真正获得双赢的效果。由于《激光原理》课程专业性强，大多受到资金的限制，每个学校对《激光原理》课程的投入不会太大，难以添置高端仪器，而慕课是综合各个院校及企业的各种教学资源，这样实验仪器设备要更为齐全，通过慕课可以了解到一些没法见到的大型高科技仪器设备，熟悉仪器的用途、操作原理以及使用方法等。利用慕课模式，引进企业的研发机构，这样可以综合利用社会资源。在《激光原理》慕课建设内容中，可以以企业产品市场销售走势对教学重点进行适当的调整，以适应企业的需求[7]。从这个角度来讲，这也可以激发学生学习《激光原理》的兴趣，开拓知识面，开发其潜在的创造能力，通过这种课内外科技活动结合的教学形式，了解高科技知识，达到在本科阶段参与科研的目的。这既为学生的进一步深造奠定了坚实的理论和实践基础，也实现了学校人才培养和企业需求的无缝对接。所以，在慕课模式下实现校企合作，对学生、学校和企业都是有好处的，是一举三得的事情。

6结论

慕课时代学生可以通过网络得到各种优质的《激光原理》的教学资源，充分的将课堂教学与慕课结合起来，能让学生在课堂中有新的收获后还可以在课后学到更多的知识。慕课必将对大学的师资队伍建设、课程设计与开发、教学组织等诸多方面产生重大而深远的影响，充分发挥慕课的优势，改变传统教学方式的单一，丰富课堂内容，构建一种新型的《激光原理》教学模式，培养学生扎实的理论知识，提高学习能力和实践动手能力以及培养学生的工程素质和创新意识。同时慕课模式对课堂教学以及教师的教学水平提出了更高的要求，这就要求教师改变教学理念，甚至于对大学的管理也提出了新的要求，这些都将是《激光原理》课程教学改革的一个机遇。《激光原理》教师应该在抓住这一机遇努力提高自身的教学水平，为培养高素质的光电产业人才做出自己的贡献。

光学教程篇8

【关键词】创新能力；教学方法；课题式教学法

本文结合我校的实际情况，从培养学生的创新能力的角度出发，对物理学专业《光电技术基础》课程的教学方法进行改革与探讨。

1 教学改革的必要性

光电技术作为信息科学的一个分支，它将传统的光学技术、现代微电子技术、精密机械及计算机技术有机的结合起来，它将电子技术的各种基本概念，移植到光频段，产生光频段的电子技术，是具有很强的实用性和实践性的课程[1]。其基础知识是光学基础、模拟电子技术和数字电子技术，因此，我们既要重视培养学生的基础知识，更要注重培养学生的实践解决问题的能力。而物理学专业本身光学基础比较扎实，但电子技术发面的知识相对薄弱一些，这就导致学生对很多相关的知识一知半解，如果补充太多，教学进度就会太慢，如果不补充，学生无法理解，需要花太多的时间，而无法按计划完成任务，导致学生真正学到的东西不多，加之物理学专业所学的仿真软件不多。为了弥补物理学专业的不足，通过教学实践，逐步尝试在《光电技术基础》课程教学中，采用课题式教学法[2]，设置若干相关课题，让学生分组完成设计和仿真，最后统一安排一次课，让学生上来讲解设计方案和仿真结果。采用该教学方式，一方面能巩固学生的基础知识，提高理论知识的实践运用能力； 另一方面，能提高学生设计电路的能力，达到了激发学生主动学习仿真软件的能力。

2 教学改革的内容

2.1 优化课题设计，激发学生主动学习的精神

在讲解各类光电器件过程中，有意思的选择日常生活中大家常用到的光电器件，分析其工作原理，让学生感知《光电技术基础》课的重要性和适用性，以激发学生学习该门课的兴趣。在写教学日历时，对该门课的教学过程进行整体规划，对课题也进行整体规划，大概学到发光器件与光电耦合器件这章，就可以设计若干个课题供学生分组学习，选择这章的理由是对含光电耦合器件电路的设计中，基本可以包含该门课所学的光电器件，又可以巩固对模拟电子技术和数字电子技术的相关知识。

2.2 培养学生与人合作精神和独立解决问题的精神

在课题式教学[2]过程中，以小组为单位，完成课题的学习，每个课题又包含若干个模块，在比较短的时间内独立完成课题的学习，对大部分学生来说具有一定的困难，因此每个组员承担部分学习任务，独立完成。在课题学习过程中，每个组员通过查资料、与同学交流或与教师探讨，完成自己的模块学习。最后，组员通过汇总完成课题的学习。达到学习的目的。最后，设置一次课的时间让学生分组介绍他们的学习成果。

2.3 改变教学方式，提高教学质量

传统的教学方式以教师为主体，教师讲授，学生被动的听。而在该课程的具体教学中，选典型应用系统的分析和设计为提升教学内容[3]，进行课题式教学法[2]，以学生为主体，教师为辅，学生带着课题学习，教师评价学生的学习成果。一方面，可以提高学生解决实践问题的能力；另一方面，在相同的时间里，如果教师讲解，只能完成部分学习，并且可能学生真正理解的东西也不多，而课题式教学过程中，每组学生学习一个课题，同一组的不同组员可能有不同的学习思路，而组与组之间又不同的学习内容，所以在相同的时间内学生学到的知识就更多，且更牢固，起到了事半功倍的效果，也弥补了物理学专业学生的弱项。

3 结束语

从培养学生的创新能力为出发点，结合专业特征和课程结构，探讨了《光电技术基础》课程教学过程中采用课题式的教学法的思想。

【参考文献】

[1]王庆友.光电技术[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]丁晶，周志尊，赵君嫦.课题式教学法是高校培养创新型人才的必然趋势[J]. 中国医学教育技术，2010，24（1）：78-80.