光學測量技術(shù)課程的教學改革研究與探討

郭春鳳 林曉艷 李瀾 陳進

[摘 要] 隨著光學測量技術(shù)在汽車和航空航天等領(lǐng)域的廣泛應用，光學測量技術(shù)課程被列為國內(nèi)外許多高校光電專業(yè)的必修課程。針對光學測量技術(shù)教學過程中存在的問題，對教學內(nèi)容、教學手段和考核制度進行改革，探索多元化教學方式和考核形式在教學過程中的作用。實踐結(jié)果表明，多元化的教學方式和考核形式提高了學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞] 光學測量;課堂教學;多元化考核形式;教學改革

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0171-02? ? [收稿日期] 2019-11-08

光學測量技術(shù)是以光學原理為基礎(chǔ)，融電子技術(shù)、精密機械和計算機技術(shù)為一體的一種高新技術(shù)。隨著圖像采集系統(tǒng)和計算機的快速發(fā)展，光學測量技術(shù)被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)檢測和制造行業(yè)[1]。在市場對光學測量技術(shù)人才需求的推動下，目前全國已有幾十所高校開設(shè)光電信息科學與工程專業(yè)[2]，將光學測量技術(shù)課程列為必修或選修課。光學測量技術(shù)是筆者所在學校光電信息科學與工程專業(yè)在第五學期開設(shè)的一門重要專業(yè)必修課。筆者所在學校十分數(shù)重視該課程的教學研究，鼓勵老師們走出去學習其他高校的教學研究經(jīng)驗，結(jié)合我校學生的特點，形成一套適合本校實際的教學體系，培養(yǎng)具有較強的創(chuàng)新能力和工程應用能力的高端應用技術(shù)型人才。通過論文調(diào)研、教學經(jīng)驗交流和企業(yè)走訪，并結(jié)合近幾年的教學，對光學測量技術(shù)課程的改革進行研究和探討。

一、教學內(nèi)容改革

我校光學測量技術(shù)課程采用馮其波主編，清華大學出版社出版的《光學測量與應用》（高等院校光學信息科學與技術(shù)專業(yè)系列教材）。該課程為理論課，40學時，相應實驗安排在光電信息綜合實驗和專業(yè)綜合實驗課程中。該課程注重基本概念和基本原理的講述，同時又將理論和應用緊密聯(lián)系起來。但是，時代在進步，科技在發(fā)展，教材對理論的應用遠遠落后于先進技術(shù)的迅猛發(fā)展，如何將光學測量的先進技術(shù)引入課堂教學是我們教學內(nèi)容改革的重點之一。

在第二章“光的干涉技術(shù)”中引入Matlab軟件編程介紹，讓學生能夠編寫兩束光干涉后的干涉圖樣，使學生比較直觀的了解雙光束干涉原理，并且為后面面形檢測方法編寫程序打下基礎(chǔ)。第五章“光學三維測量技術(shù)”主要是對宏觀和微觀物體三維形貌的測量，這一章引入近年來研究比較熱的相位測量偏折術(shù)，介紹了相位測量偏折術(shù)的原理，講解了利用matlab語言編寫相位測量偏折術(shù)檢測反射鏡面的過程，并加入面形測量方法研討課，把課堂交給學生，講解最新發(fā)表的面形測量方法，提出自己的見解和改進方案。將最新科研成果引入課堂，使學生將基本原理和科研結(jié)合起來，感受光學原理在科技上的廣泛應用，提高學生的學習興趣和創(chuàng)新能力。

二、教學手段改革

光學測量技術(shù)課堂通常采用純粹的理論知識講授，通過PPT結(jié)合板書的教學手段，將教學內(nèi)容灌輸給學生。這種教學手段單一，學生常常會聽得發(fā)困。如何調(diào)動學生的學習興趣，多元化的教學手段起著重要的作用[3]。

大多數(shù)高校光學測量技術(shù)課的理論和實驗操作是分開的，盡可能將演示實驗帶入課堂，直觀、形象的講解光學測量原理，相信學生們不會再有睡意和玩游戲。利用課間讓學生盡可能動手操作，從操作的過程中提出問題、分析問題和解決問題，進而提升學生的綜合分析能力。其次，利用Matlab軟件仿真光學測量原理，使光學測量數(shù)字化且可見。課堂上老師利用Matlab軟件編程實現(xiàn)一些現(xiàn)象，課后留一些編程作業(yè)，要求對比模擬實驗結(jié)果，使學生們理論聯(lián)系實際，真正理解光學測量原理。此外，課程開設(shè)的目的以學生為中心，挖掘?qū)W生的學習潛能，自主課堂可以達到這一目的。學生需要大量的調(diào)研光學測量方法，要求制作PPT和撰寫報告。自主課堂是表現(xiàn)學生能力的最好形式，學生們積極性非常高。多元化的教學方式，打破了單一的教學形式，增強了教學效果，提高了學生的學習興趣，激發(fā)了學生的學習潛能。

三、考核制度改革

以往的光學測量技術(shù)課程的考核注重期末考試[4]，沒有關(guān)注學生的平時學習效果，這就導致了部分學生平時不學習，考試前兩周開始學習，有些甚至考試前幾天開始突擊，40個學時的內(nèi)容，要想在短的時間內(nèi)掌握所有知識，學生就要不分晝夜學習，并要放棄其他課程的學習，這樣的學習不僅不能真正掌握知識，也很傷身體?？己酥贫鹊闹贫ㄖ荚跈z驗學生的學習效果，促進學生學習的積極性和自覺性，提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，目前我校光學測量技術(shù)課程采用多元化的考核制度，課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)占15%，課堂小測驗占15%，學生自主課堂占20%，期末考試占50%。

課堂表現(xiàn)及課后作業(yè)主要是考查學生的回答問題、課堂出勤和作業(yè)質(zhì)量。提問環(huán)節(jié)使學生時刻準備回答問題，保證了課堂出勤率。從學生平時回答問題的情況看，提問課堂上正在講的內(nèi)容或者書本沒有的內(nèi)容，很少有同學可以給出答案。針對這種情況，采取以下措施：對快速回答復習內(nèi)容和需要動腦筋方能回答問題的學生，成績記為A類;需要翻書才能回答問題的學生，成績記為B類;不能回答問題的學生，成績記為C類，并把這一措施告知學生，激發(fā)學生復習已學內(nèi)容、預習將要學習內(nèi)容和回答問題的積極性。作業(yè)的完成質(zhì)量同樣分為A、B、C三檔，督促學生認真完成作業(yè)。課堂測驗和學生自主課堂是多元化考核過程的重要改革，本課程的課堂測驗安排了3次，通過分析題目的正確率，了解學生們掌握知識點的情況。學生自主課堂是把課堂交給學生，學生講解自己的設(shè)計方案，其他學生提問，最后教師講評，并上交設(shè)計作業(yè)。設(shè)計、講解鍛煉了學生們的提出問題、分析問題和解決問題的能力。

四、改革成效

在應用物理系老師的幫助下，光學測量技術(shù)課程的教學改革按照項目實施計劃完成，并在教師科研、學生學習和創(chuàng)新能力等方面取得了一定效果。

1.教師科研水平提升。備課時需查閱大量的國內(nèi)外文獻，篩選與實際應用聯(lián)系緊密的最新研究成果，并將其引入課堂教學，或作為學生自主課堂的題目，這不僅提高了學生的學習興趣，而且提升了教師的科研水平，優(yōu)秀學生也參與了教師的科研，加速了科研項目的完成。

2.學生學習積極性提高。課堂回答問題使學生從低頭玩手機轉(zhuǎn)變到抬頭學習，上課時學生精神高度集中，時刻準備回答問題。由于三檔的記分制度，學生們都爭取直接回答問題，記分為A檔。小測驗檢驗了學生們對知識點的掌握，學生們平時掌握了這些知識點，考前復習輕松應對，從期末考試成績來看，及格率大幅提高。

3.創(chuàng)新能力提高。在學生自主課堂中，學生們都能夠積極主動參與小組討論，從題目的調(diào)研、提出問題、分析問題、解決問題，制作PPT講解到報告的寫作過程，培養(yǎng)了學生的自主思考能力，提高了學生的創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語

通過分析光學測量技術(shù)課程中存在的問題，對光學測量課程的教學內(nèi)容、教學手段和考核制度改革進行了研究和探討。通過引入最新的科研成果優(yōu)化教學內(nèi)容，采取多元化的教學手段和考核制度，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1]馮其波.光學測量技術(shù)與應用[M].第1版.北京：清華大學出版社，2013.

[2]張志偉，趙冬娥，趙輝.光電檢測技術(shù)課程內(nèi)容及教學方法優(yōu)化與實踐[J].大學教育，2018（01）：86-88.

[3]張慧穎.光電技術(shù)課程教學改革研究與探討[J].吉林化工學院學報，2018，35（4）：29-32.

[4]修俊山，魏功祥.光電檢測原理與技術(shù)課程考試改革研究與實踐[J].教育教學論壇，2018（6）：85-86.