摘 要:工程光学是一门测控技术与仪器专业的专业必修课,主要讲述了几何光学和物理光学的基本知识。工程光学课程的特点是理论多而实验相对少,公式多而推导繁琐,基本概念多而抽象。本文针对课程特点,从教学内容,教学方法和教学手段等方面进行了探讨,以期提高教学质量和教学效果。
关键词:工程光学 教学内容 教学方法
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2011)02(b)-0058-01
工程光学是常州工学院测控技术与仪器专业的一门专业必修课。在学生掌握测控技术及仪器相关专业知识的背景下,了解并掌握一定的与该专业相关的光学基础知识。这门课程主要覆盖光的传播的基本特性,光与物质的相互作用,光学透镜成像、像差分析、成像仪器,以及对光的波动特性的了解等[1]。通过本门课程的学习,培养学生掌握利用光学方法解决光电信息工程和测控仪器领域的相关问题的能力。
1 教学内容探讨
该课程的特点是内容丰富,知识点涉及广,理论和实践均涉及。为了保证在有限的课时内达到好的教学效果,在课程教学的实践过程中,根据课程教学大纲和学生特点的情况,对课题教学内容方面进行了以下尝试:(1)在讲述理论基础知识的过程中,尤其是公式推导过程中,详细讲述每一步是如何得来的,使学生可以真正掌握其中的精髓,深刻理解工程光学中的基本原理、定律和其物理意义与应用。在推导过程中可以对讲过的知识进行复习,学生学起来比较轻松。(2)为了使学生深刻地理解光学基本定律、光学成像等知识,需开设相应实验课程,使学生通过实验,了解和认识工程光学有关知识,并把教学重点放在学生实际动手能力的培养上。(3)需改进成绩评定方法,不应单纯以学生完成一份期末考试试卷为成绩评定标准,要把期末考试成绩与平时成绩和实验成绩相结合进行考评。平时成绩中要增加课堂提问、课堂练习和课堂讨论等方面的比例,使得课堂表现好的在总评成绩中得到很好的体现。平时及时考察学生对知识的掌握程度、实际应用能力以及运用学过的知识点分析和解决问题的能力,更好地发挥成绩评定的作用。
2 教学方法和教学手段探讨
2.1 多种教学方法相结合
首先,在教学过程中,由于教学对象的个体差异和多样性,需要采用不同的教学方法来讲授。例如在讲授像差理论的光线光路计算时,由于此类光路计算方法在前面章节的光路计算与近轴光学系统中详细讲授过,可以尝试让学习比较好的学生首先阐述具体的计算过程,这样既起到了复习前面章节的作用,又激发了学生的兴趣,达到事半功倍的效果。
其次,可以采用启发式教学,就是首先找到教学主体的切入点,激发学生强烈的兴趣,产生学习的内动力。比如在本课程的教学中,在介绍典型光学系统的投影系统前,可首先给学生介绍电影放映机这个实物,激发学生对后续课程学习的兴趣,同时设置相应疑点,使学生处于思维兴奋状态,然后展开讨论,最后进行归纳总结。
再次,根据工程光学教学大纲的要求,合理安排每节课的内容,尽量使得相邻两节课之间具有一定的相关性,这样的话,每节课前对上节课的内容进行简单复习,既起到了复习的作用,又起到了对本节课内容引入的效果。
最后,加强师生沟通,及时反馈[2]。教和学是教学过程中很重要的两方面,两方面的互动能最大程度地激发学生和教师的主观能动性。本课程采用这种方法后,教学质量得到很大提高,教学中可以做到有的放矢。
2.2 传统教学手段与多媒体教学相结合
在教学过程中,要充分把多媒体技术与粉笔加黑板的传统教学手段相结合,实现两种教学手段的综合应用。传统教学手段与多媒体教学手段各有所长,多媒体课件可以充分利用动画演示、图片展示等教学手段,使学生对光学定律、光学成像等做到直观理解,容易充分激发学生的学习主观能动性。例如用图解法求理想光学系统的物像关系时,可以利用动画演示让学生直观形象地理解求像过程中可选择的典型光线和可利用的性质。虽说多媒体教学可以带来很多好处,但也存在不少不利之处,例如:多媒体教学容易使学生产生眼睛疲劳,多媒体教学在讲授公式推导过程中不容易让学生掌握具体推导过程,从而导致对公式定理等理解不够深刻,所以很多场合传统教学手段还是不可替代的,传统教学有时候可以激发学生上课的激情,例如在进行实际光线的光路计算和近轴光轴光路计算过程中,就需要结合传统教学,给学生以清晰的推导过程和思路,充分理解推导过程中的折射率定律和正弦定律,可以使学生做到在相似问题中举一反三。因此应采用多媒体课件与传统教学手段相结合的方法,使二者相互补充,从而可以最大程度地提高教学质量。
2.3 实施双语教学
面对经济全球化和科技发展的挑战,培养具有国际竞争力的高素质人才,双语教学具有积极的意义。“工程光学”作为测控技术与仪器的专业必修课,面向的主要对象为大三学生,其中大部分学生英语水平已达到国家四级,为他们进行双语教学打下坚实的基础[3～4]。同时通过双语教学可以使学生直接接触国外的先进理论和资料,为学生打下了良好的专业基础和科技英语基础,提高学生查找、消化外文资料,进行英文学术和技术交流的能力。在教学中,考虑到学生的接受能力,讲授语言中英文相结合,基本保持在各占50%的份量。
2.4 加强实验教学环节
工程光学课程设置了一定学时的实验课程,并且需要增加适量的设计性和综合性实验。本课程中的自装投影仪实验很好地锻炼了学生的动手能力,通过组装投影仪光学系统,掌握投影仪的工作原理,加深对投影仪系统各参数的理解。
3 结语
以上教学方法和教学手段是本人在工程光学教学实践中摸索出来的,实施过程中,课程教学质量有明显提高。不过有些还需要在今后的教学过程中继续完善和改进,如:（1）在教学过程中,要转变教学观念,培养学生的创新意识。（2）进一步加强双语教学。
参考文献
[1] 郁道银,谈恒英.工程光学[M].机械工业出版社,2006.
[2] 陈国凡.测控专业工程光学课程改革刍议[J].科技经济市场,2009,4:145.
[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,2009,31:35～37.
[4] 常建华,冒晓莉,肖韶荣.《工程光学》双语教学探讨[J].南京晓庄学院学报,2006,6:112～115.