面向特色專業(yè)的《工程光學(xué)》課程教學(xué)改革

董芩華

摘 要： 為了順應(yīng)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合我校面向礦業(yè)工程的特色專業(yè)的需要，通過(guò)對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革與探索，完善了課程的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段制作多媒體課件，采用了歸納總結(jié)和對(duì)比的教學(xué)方法。通過(guò)在多年教學(xué)實(shí)踐中實(shí)施，均取得較好的教學(xué)效果，驗(yàn)證以上改革措施有效可行。

關(guān)鍵詞： 《工程光學(xué)》 特色專業(yè) 教學(xué)改革

1.引言

《工程光學(xué)》是我校機(jī)電與信息工程學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)單獨(dú)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該專業(yè)主要研究信息的獲取和處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息與控制技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。

《工程光學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩部分[1]，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)理論分析和解決測(cè)控工程中“工程光學(xué)”問(wèn)題的能力。該課程在測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科中有重要地位，起承上啟下的作用，是學(xué)好后續(xù)的專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

2.基于特色專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

2.1工程光學(xué)的基本內(nèi)容

光學(xué)可分為幾何光學(xué)、物理光學(xué)和量子光學(xué)。幾何光學(xué)是從幾個(gè)由實(shí)驗(yàn)得來(lái)的基本原理出發(fā)，研究光的傳播問(wèn)題的學(xué)科。物理光學(xué)是從光的波動(dòng)性出發(fā)研究光在傳播過(guò)程中所發(fā)生的現(xiàn)象的學(xué)科，所以也稱為波動(dòng)光學(xué)。量子光學(xué)是從光子的性質(zhì)出發(fā)，研究光與物質(zhì)相互作用的學(xué)科即為量子光學(xué)。它的基礎(chǔ)主要是量子力學(xué)和量子電動(dòng)力學(xué)。

結(jié)合測(cè)控專業(yè)的需要，在工程光學(xué)課程主要內(nèi)容幾何光學(xué)與物理光學(xué)兩部分，讓學(xué)生掌握經(jīng)典光學(xué)和現(xiàn)代光學(xué)的基本知識(shí)。

2.2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

對(duì)于本科教學(xué)而言教材的選擇非常重要。我們面向的教學(xué)對(duì)象是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，測(cè)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)一體化，光學(xué)在信息獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)等四個(gè)重要環(huán)節(jié)中占據(jù)越來(lái)越重要的位置，高精度的測(cè)控儀器設(shè)備都具有光學(xué)系統(tǒng)，且后續(xù)專業(yè)課程如“光電檢測(cè)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(guò)教學(xué)實(shí)踐，我深感該課程教學(xué)內(nèi)容分布多，涉及面廣，概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜，講解完之后學(xué)生總覺(jué)得內(nèi)容稍顯陳舊且難以理解，有點(diǎn)脫離實(shí)際[2]。我們對(duì)該教材的內(nèi)容做了如下調(diào)整：結(jié)合測(cè)控專業(yè)特點(diǎn)，突出知識(shí)體系的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)內(nèi)容的前提下，壓縮經(jīng)典光學(xué)的內(nèi)容，刪除與普通物理學(xué)課程重復(fù)的內(nèi)容[3]，增加現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容的同時(shí)結(jié)合礦業(yè)工程中的科技前沿。

2.1.1幾何光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在幾何光學(xué)部分，第一章中壓縮幾何光學(xué)基本定律的內(nèi)容，以球面成像系統(tǒng)為重點(diǎn)。第二章理想光學(xué)系統(tǒng)是重點(diǎn)，第三章與第四章分別是結(jié)合實(shí)際對(duì)第二章的補(bǔ)充。刪除教材中第五章光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)的部分內(nèi)容，把光學(xué)量和光照度等內(nèi)容結(jié)合第七章典型光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行講解。第七章補(bǔ)充光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并把現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)放在課程最后重點(diǎn)講解。把第六章與第八章整合。

2.2.2物理光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在物理光學(xué)部分，刪除與普通物理重疊的第九章光的電磁理論基礎(chǔ)，以光的干涉、光的衍射、光的偏振為教學(xué)重點(diǎn)，重視基本原理、定律的介紹，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)概念的物理意義及其應(yīng)用。這樣使學(xué)生既掌握理論的發(fā)展，了解各物理參量的影響規(guī)律，又結(jié)合工程實(shí)際，做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)起來(lái)也相對(duì)輕松。例如光的衍射中，詳細(xì)介紹衍射理論的發(fā)展過(guò)程，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)每一種理論的近似條件，重點(diǎn)介紹公式中影響衍射場(chǎng)上光的復(fù)振幅分布的每一項(xiàng)的物理意義。用圓孔衍射的結(jié)論分析光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)，由單縫衍射引申到雙縫衍射，推出多縫衍射得到光柵的衍射，如圖1所示。

圖1 光的衍射主要教學(xué)內(nèi)容

2.2.3現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的補(bǔ)充

激光具有相干性好、方向性強(qiáng)、單色性好的特點(diǎn)，在測(cè)控技術(shù)及儀器中被廣泛采用。重點(diǎn)講解激光的傳播特性，準(zhǔn)直與聚焦的方法。補(bǔ)充介紹激光器的結(jié)構(gòu)、種類，各類激光的特點(diǎn)、選用原則。介紹光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及原理如圖2所示[4]，以紅外測(cè)溫儀、液壓油污染顆粒光電檢測(cè)系統(tǒng)為例，用干涉原理開(kāi)發(fā)的激光測(cè)距儀；利用光柵測(cè)量原理進(jìn)行開(kāi)發(fā)的用于煤礦井下頂板離層及兩幫變形的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；光的偏振原理研制的光彈儀，等等。

圖2 光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖

3.教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

3.1編制多媒體教學(xué)課件

由于“工程光學(xué)”課程知識(shí)面廣、光路圖多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜[5]，如果教師僅用傳統(tǒng)教學(xué)方法在黑板畫(huà)光路圖，因圖形缺乏立體感，則對(duì)一些抽象的光學(xué)名詞，如漸暈光闌、入瞳與出瞳等，學(xué)生很難理解；繁瑣的公式推導(dǎo)常使教學(xué)過(guò)程冗長(zhǎng)、枯燥，學(xué)生失去興趣。充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，投入了很多精力編制“工程光學(xué)”多媒體教學(xué)課件。課件重點(diǎn)突出、層次分明、目的明確、形象生動(dòng)，使學(xué)生易于理解，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

3.2歸納總結(jié)與對(duì)比教學(xué)法法

在教學(xué)過(guò)程中突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，每章結(jié)束時(shí)會(huì)對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、歸納，讓學(xué)生對(duì)本章有總體把握，以便學(xué)生復(fù)習(xí)。并把本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)以選擇題的方式呈現(xiàn)，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)在系統(tǒng)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上加以理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“工程光學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大膽整合，補(bǔ)充現(xiàn)代光學(xué)科技前沿的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，并對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，使我校的“工程光學(xué)”課程教學(xué)不僅滿足以礦業(yè)工程為背景的測(cè)控專業(yè)的需要，而且在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)圓滿完成教學(xué)任務(wù)，取得良好的教學(xué)效果。以上改革方法均在多年教學(xué)中得以運(yùn)用，實(shí)際教學(xué)效果證明這些改革措施有效可行。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁道銀，談恒英.工程光學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.4.

[2]陳道群，熊飛，熊少華.光學(xué)教學(xué)的實(shí)用化探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（7）：132～133.

[3]陳國(guó)凡.測(cè)控專業(yè)工程光學(xué)課程改革芻議[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2009（4）：145.

[4]李麗，劉曉波.工程光學(xué)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（8）：129～131.

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

摘 要： 為了順應(yīng)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合我校面向礦業(yè)工程的特色專業(yè)的需要，通過(guò)對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革與探索，完善了課程的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段制作多媒體課件，采用了歸納總結(jié)和對(duì)比的教學(xué)方法。通過(guò)在多年教學(xué)實(shí)踐中實(shí)施，均取得較好的教學(xué)效果，驗(yàn)證以上改革措施有效可行。

關(guān)鍵詞： 《工程光學(xué)》 特色專業(yè) 教學(xué)改革

1.引言

《工程光學(xué)》是我校機(jī)電與信息工程學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)單獨(dú)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該專業(yè)主要研究信息的獲取和處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息與控制技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。

《工程光學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩部分[1]，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)理論分析和解決測(cè)控工程中“工程光學(xué)”問(wèn)題的能力。該課程在測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科中有重要地位，起承上啟下的作用，是學(xué)好后續(xù)的專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

2.基于特色專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

2.1工程光學(xué)的基本內(nèi)容

光學(xué)可分為幾何光學(xué)、物理光學(xué)和量子光學(xué)。幾何光學(xué)是從幾個(gè)由實(shí)驗(yàn)得來(lái)的基本原理出發(fā)，研究光的傳播問(wèn)題的學(xué)科。物理光學(xué)是從光的波動(dòng)性出發(fā)研究光在傳播過(guò)程中所發(fā)生的現(xiàn)象的學(xué)科，所以也稱為波動(dòng)光學(xué)。量子光學(xué)是從光子的性質(zhì)出發(fā)，研究光與物質(zhì)相互作用的學(xué)科即為量子光學(xué)。它的基礎(chǔ)主要是量子力學(xué)和量子電動(dòng)力學(xué)。

結(jié)合測(cè)控專業(yè)的需要，在工程光學(xué)課程主要內(nèi)容幾何光學(xué)與物理光學(xué)兩部分，讓學(xué)生掌握經(jīng)典光學(xué)和現(xiàn)代光學(xué)的基本知識(shí)。

2.2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

對(duì)于本科教學(xué)而言教材的選擇非常重要。我們面向的教學(xué)對(duì)象是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，測(cè)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)一體化，光學(xué)在信息獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)等四個(gè)重要環(huán)節(jié)中占據(jù)越來(lái)越重要的位置，高精度的測(cè)控儀器設(shè)備都具有光學(xué)系統(tǒng)，且后續(xù)專業(yè)課程如“光電檢測(cè)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(guò)教學(xué)實(shí)踐，我深感該課程教學(xué)內(nèi)容分布多，涉及面廣，概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜，講解完之后學(xué)生總覺(jué)得內(nèi)容稍顯陳舊且難以理解，有點(diǎn)脫離實(shí)際[2]。我們對(duì)該教材的內(nèi)容做了如下調(diào)整：結(jié)合測(cè)控專業(yè)特點(diǎn)，突出知識(shí)體系的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)內(nèi)容的前提下，壓縮經(jīng)典光學(xué)的內(nèi)容，刪除與普通物理學(xué)課程重復(fù)的內(nèi)容[3]，增加現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容的同時(shí)結(jié)合礦業(yè)工程中的科技前沿。

2.1.1幾何光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在幾何光學(xué)部分，第一章中壓縮幾何光學(xué)基本定律的內(nèi)容，以球面成像系統(tǒng)為重點(diǎn)。第二章理想光學(xué)系統(tǒng)是重點(diǎn)，第三章與第四章分別是結(jié)合實(shí)際對(duì)第二章的補(bǔ)充。刪除教材中第五章光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)的部分內(nèi)容，把光學(xué)量和光照度等內(nèi)容結(jié)合第七章典型光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行講解。第七章補(bǔ)充光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并把現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)放在課程最后重點(diǎn)講解。把第六章與第八章整合。

2.2.2物理光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在物理光學(xué)部分，刪除與普通物理重疊的第九章光的電磁理論基礎(chǔ)，以光的干涉、光的衍射、光的偏振為教學(xué)重點(diǎn)，重視基本原理、定律的介紹，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)概念的物理意義及其應(yīng)用。這樣使學(xué)生既掌握理論的發(fā)展，了解各物理參量的影響規(guī)律，又結(jié)合工程實(shí)際，做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)起來(lái)也相對(duì)輕松。例如光的衍射中，詳細(xì)介紹衍射理論的發(fā)展過(guò)程，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)每一種理論的近似條件，重點(diǎn)介紹公式中影響衍射場(chǎng)上光的復(fù)振幅分布的每一項(xiàng)的物理意義。用圓孔衍射的結(jié)論分析光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)，由單縫衍射引申到雙縫衍射，推出多縫衍射得到光柵的衍射，如圖1所示。

圖1 光的衍射主要教學(xué)內(nèi)容

2.2.3現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的補(bǔ)充

激光具有相干性好、方向性強(qiáng)、單色性好的特點(diǎn)，在測(cè)控技術(shù)及儀器中被廣泛采用。重點(diǎn)講解激光的傳播特性，準(zhǔn)直與聚焦的方法。補(bǔ)充介紹激光器的結(jié)構(gòu)、種類，各類激光的特點(diǎn)、選用原則。介紹光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及原理如圖2所示[4]，以紅外測(cè)溫儀、液壓油污染顆粒光電檢測(cè)系統(tǒng)為例，用干涉原理開(kāi)發(fā)的激光測(cè)距儀；利用光柵測(cè)量原理進(jìn)行開(kāi)發(fā)的用于煤礦井下頂板離層及兩幫變形的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；光的偏振原理研制的光彈儀，等等。

圖2 光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖

3.教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

3.1編制多媒體教學(xué)課件

由于“工程光學(xué)”課程知識(shí)面廣、光路圖多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜[5]，如果教師僅用傳統(tǒng)教學(xué)方法在黑板畫(huà)光路圖，因圖形缺乏立體感，則對(duì)一些抽象的光學(xué)名詞，如漸暈光闌、入瞳與出瞳等，學(xué)生很難理解；繁瑣的公式推導(dǎo)常使教學(xué)過(guò)程冗長(zhǎng)、枯燥，學(xué)生失去興趣。充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，投入了很多精力編制“工程光學(xué)”多媒體教學(xué)課件。課件重點(diǎn)突出、層次分明、目的明確、形象生動(dòng)，使學(xué)生易于理解，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

3.2歸納總結(jié)與對(duì)比教學(xué)法法

在教學(xué)過(guò)程中突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，每章結(jié)束時(shí)會(huì)對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、歸納，讓學(xué)生對(duì)本章有總體把握，以便學(xué)生復(fù)習(xí)。并把本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)以選擇題的方式呈現(xiàn)，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)在系統(tǒng)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上加以理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“工程光學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大膽整合，補(bǔ)充現(xiàn)代光學(xué)科技前沿的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，并對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，使我校的“工程光學(xué)”課程教學(xué)不僅滿足以礦業(yè)工程為背景的測(cè)控專業(yè)的需要，而且在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)圓滿完成教學(xué)任務(wù)，取得良好的教學(xué)效果。以上改革方法均在多年教學(xué)中得以運(yùn)用，實(shí)際教學(xué)效果證明這些改革措施有效可行。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁道銀，談恒英.工程光學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.4.

[2]陳道群，熊飛，熊少華.光學(xué)教學(xué)的實(shí)用化探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（7）：132～133.

[3]陳國(guó)凡.測(cè)控專業(yè)工程光學(xué)課程改革芻議[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2009（4）：145.

[4]李麗，劉曉波.工程光學(xué)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（8）：129～131.

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

摘 要： 為了順應(yīng)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合我校面向礦業(yè)工程的特色專業(yè)的需要，通過(guò)對(duì)工程光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革與探索，完善了課程的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段制作多媒體課件，采用了歸納總結(jié)和對(duì)比的教學(xué)方法。通過(guò)在多年教學(xué)實(shí)踐中實(shí)施，均取得較好的教學(xué)效果，驗(yàn)證以上改革措施有效可行。

關(guān)鍵詞： 《工程光學(xué)》 特色專業(yè) 教學(xué)改革

1.引言

《工程光學(xué)》是我校機(jī)電與信息工程學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)單獨(dú)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該專業(yè)主要研究信息的獲取和處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息與控制技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。

《工程光學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩部分[1]，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)理論分析和解決測(cè)控工程中“工程光學(xué)”問(wèn)題的能力。該課程在測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科中有重要地位，起承上啟下的作用，是學(xué)好后續(xù)的專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

2.基于特色專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

2.1工程光學(xué)的基本內(nèi)容

光學(xué)可分為幾何光學(xué)、物理光學(xué)和量子光學(xué)。幾何光學(xué)是從幾個(gè)由實(shí)驗(yàn)得來(lái)的基本原理出發(fā)，研究光的傳播問(wèn)題的學(xué)科。物理光學(xué)是從光的波動(dòng)性出發(fā)研究光在傳播過(guò)程中所發(fā)生的現(xiàn)象的學(xué)科，所以也稱為波動(dòng)光學(xué)。量子光學(xué)是從光子的性質(zhì)出發(fā)，研究光與物質(zhì)相互作用的學(xué)科即為量子光學(xué)。它的基礎(chǔ)主要是量子力學(xué)和量子電動(dòng)力學(xué)。

結(jié)合測(cè)控專業(yè)的需要，在工程光學(xué)課程主要內(nèi)容幾何光學(xué)與物理光學(xué)兩部分，讓學(xué)生掌握經(jīng)典光學(xué)和現(xiàn)代光學(xué)的基本知識(shí)。

2.2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

對(duì)于本科教學(xué)而言教材的選擇非常重要。我們面向的教學(xué)對(duì)象是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，測(cè)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)一體化，光學(xué)在信息獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)等四個(gè)重要環(huán)節(jié)中占據(jù)越來(lái)越重要的位置，高精度的測(cè)控儀器設(shè)備都具有光學(xué)系統(tǒng)，且后續(xù)專業(yè)課程如“光電檢測(cè)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(guò)教學(xué)實(shí)踐，我深感該課程教學(xué)內(nèi)容分布多，涉及面廣，概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜，講解完之后學(xué)生總覺(jué)得內(nèi)容稍顯陳舊且難以理解，有點(diǎn)脫離實(shí)際[2]。我們對(duì)該教材的內(nèi)容做了如下調(diào)整：結(jié)合測(cè)控專業(yè)特點(diǎn)，突出知識(shí)體系的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)內(nèi)容的前提下，壓縮經(jīng)典光學(xué)的內(nèi)容，刪除與普通物理學(xué)課程重復(fù)的內(nèi)容[3]，增加現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容的同時(shí)結(jié)合礦業(yè)工程中的科技前沿。

2.1.1幾何光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在幾何光學(xué)部分，第一章中壓縮幾何光學(xué)基本定律的內(nèi)容，以球面成像系統(tǒng)為重點(diǎn)。第二章理想光學(xué)系統(tǒng)是重點(diǎn)，第三章與第四章分別是結(jié)合實(shí)際對(duì)第二章的補(bǔ)充。刪除教材中第五章光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)的部分內(nèi)容，把光學(xué)量和光照度等內(nèi)容結(jié)合第七章典型光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行講解。第七章補(bǔ)充光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并把現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)放在課程最后重點(diǎn)講解。把第六章與第八章整合。

2.2.2物理光學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在物理光學(xué)部分，刪除與普通物理重疊的第九章光的電磁理論基礎(chǔ)，以光的干涉、光的衍射、光的偏振為教學(xué)重點(diǎn)，重視基本原理、定律的介紹，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)概念的物理意義及其應(yīng)用。這樣使學(xué)生既掌握理論的發(fā)展，了解各物理參量的影響規(guī)律，又結(jié)合工程實(shí)際，做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)起來(lái)也相對(duì)輕松。例如光的衍射中，詳細(xì)介紹衍射理論的發(fā)展過(guò)程，淡化公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)每一種理論的近似條件，重點(diǎn)介紹公式中影響衍射場(chǎng)上光的復(fù)振幅分布的每一項(xiàng)的物理意義。用圓孔衍射的結(jié)論分析光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)，由單縫衍射引申到雙縫衍射，推出多縫衍射得到光柵的衍射，如圖1所示。

圖1 光的衍射主要教學(xué)內(nèi)容

2.2.3現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的補(bǔ)充

激光具有相干性好、方向性強(qiáng)、單色性好的特點(diǎn)，在測(cè)控技術(shù)及儀器中被廣泛采用。重點(diǎn)講解激光的傳播特性，準(zhǔn)直與聚焦的方法。補(bǔ)充介紹激光器的結(jié)構(gòu)、種類，各類激光的特點(diǎn)、選用原則。介紹光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及原理如圖2所示[4]，以紅外測(cè)溫儀、液壓油污染顆粒光電檢測(cè)系統(tǒng)為例，用干涉原理開(kāi)發(fā)的激光測(cè)距儀；利用光柵測(cè)量原理進(jìn)行開(kāi)發(fā)的用于煤礦井下頂板離層及兩幫變形的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；光的偏振原理研制的光彈儀，等等。

圖2 光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖

3.教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

3.1編制多媒體教學(xué)課件

由于“工程光學(xué)”課程知識(shí)面廣、光路圖多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜[5]，如果教師僅用傳統(tǒng)教學(xué)方法在黑板畫(huà)光路圖，因圖形缺乏立體感，則對(duì)一些抽象的光學(xué)名詞，如漸暈光闌、入瞳與出瞳等，學(xué)生很難理解；繁瑣的公式推導(dǎo)常使教學(xué)過(guò)程冗長(zhǎng)、枯燥，學(xué)生失去興趣。充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，投入了很多精力編制“工程光學(xué)”多媒體教學(xué)課件。課件重點(diǎn)突出、層次分明、目的明確、形象生動(dòng)，使學(xué)生易于理解，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

3.2歸納總結(jié)與對(duì)比教學(xué)法法

在教學(xué)過(guò)程中突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，每章結(jié)束時(shí)會(huì)對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、歸納，讓學(xué)生對(duì)本章有總體把握，以便學(xué)生復(fù)習(xí)。并把本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)以選擇題的方式呈現(xiàn)，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)在系統(tǒng)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上加以理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“工程光學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大膽整合，補(bǔ)充現(xiàn)代光學(xué)科技前沿的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，并對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，使我校的“工程光學(xué)”課程教學(xué)不僅滿足以礦業(yè)工程為背景的測(cè)控專業(yè)的需要，而且在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)圓滿完成教學(xué)任務(wù)，取得良好的教學(xué)效果。以上改革方法均在多年教學(xué)中得以運(yùn)用，實(shí)際教學(xué)效果證明這些改革措施有效可行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳國(guó)凡.測(cè)控專業(yè)工程光學(xué)課程改革芻議[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2009（4）：145.

[4]李麗，劉曉波.工程光學(xué)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（8）：129～131.

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