"工程光學設計"課程是機械電子工程專業光機電一體化方向的一門重要必修課,文章從教學現狀和教學難點動身,針對教學內容、教學辦法和理論教學等方面,提出和進行了一系列詳細的教學變革。
隨著光學技術的開展，對光學儀器和光電儀器設計的請求也越來越高，這就請求設計者具備扎實的理論根底、較高的設計技巧和現代光學系統設計計算才能。目前，社會上對光學設計的專業人才有著越發迫切的需求，為此，高校肩負著培育具有良好光學設計才能的工程型人才的重擔。
為了協助學生穩固應用光學專業根底學問，控制評價光學系統的根本辦法，進步學生對光學系統的應用才能和設計才能，該校在光學工程學科研討生教學中開設了“光學工程與系統設計”課程。該課程在本科工程光學的根底上，系統、全面地解說光學工程的理論、應用和系統設計辦法，協助學生進步在工程應用中處理實踐問題的才能。
“光學工程與系統設計”課程針對光學工程學科研討生開設，請求學生具有一定的光學工程根底學問，教學目的是培育光學工程的高級應用人才。授課內容除注重于根本概念的解說和根本原理的剖析外，擬經過大量豐厚的光學系統應用實例，培育和進步學生發現和處理工程問題的才能。
因而，該門課程在較短的課時內，既要有對專業根底學問的深化了解，又要結合工程消費理論，以處理實踐設計問題為目的，使學生在系統、全面地控制光學設計理論和設計辦法根底上，可以獨立完成大多數典型光學部件和系統的設計工作。因而，要到達較好的授課效果，對授課教員提出了較高的請求。
在“光學工程與系統設計”的授課中，如何將理論與實踐相結合，充沛調動學生學習興趣，使學生逐漸順應從習氣于科學理論、理想假定的學習者到光學工程專業技術人員的轉變，培育和進步學生發現和處理工程問題的才能，是重點思索的問題。該文將對教學中遇到的問題及經歷進行做出總結。
1 “光學工程與系統設計”教學中面臨的主要問題
在該課程的教學過程中，主要存在的問題有以下幾點。
1.1 學時少，相應配套課程不完善，學生根底學問程度不平衡
“光學工程與系統設計”課程涵蓋光學成像理論、典型現代光學系統的構造原理和光學特性、光學系統設計辦法等等方面，觸及學問內容十分普遍。在有限的學時內，要完成一切的教學內容，到達使學生系統、全面地控制光學設計理論和辦法，進步學生現代光學系統設計才能，培育學生工程素質的目的，對學生的根底學問、綜合才能的請求都較高。而在實踐教學中，由于學生可能來自于不同的本科專業，在光學工程類根底課程方面的學問程度表現出很不平衡，相應的配套課程也不夠完善。因而，如何在本課程的教學中，如何緩這些矛盾，補償這些缺陷，到達好的授課效果，對教員提出了很大應戰。
1.2 學生工程認識淡薄，入手才能差，不能將理論與實踐相結合
學生對工程設計的特性仍舊缺乏認識，對工程問題較為陌生，工程認識十分淡薄，因而形成了入手才能差，不能將所學的理論學問與實踐應用有機結合的問題。而本課程正是以培育具有良好光學設計才能的工程型人才為目的，因而，如何理論結合實踐，在對實踐問題的剖析與討論中，培育學生學習與開展的才能和發明性處理工程問題的才能，是重點要處理的'一個問題。
1.3 學生的學習積極性問題
教育學以為：興趣是學習最好的教師。學生對所學習的課程產生了興趣，才干愈加認真、愈加投入地吸取課程的學問，更好地發揮思想和智力的潛能，做出發明和創造。正是由于本課程觸及內容普遍，學生根底學問程度不平衡，假如不可以采取合理措施，將理論與理論相結合，充沛調動起學生學習的主動性，就更容易形成局部學生對課程喪失興趣，消極學習。因而，作為專業課程教師，怎樣培育學生的學習興趣，不使學生覺得學習過程無聊、無用而索然無味，是授課教員必需認真考慮的問題。
2 教學變革理論與探究
針對以上問題，我們在教學過程中，從教學體系、教材、課件、教學辦法等多方面進行變革探究，以完善教學內容、創新教學辦法為動身點，從進步學生興趣，增強師生互動，解說深化淺出，理論結合實踐，融入科研內容等多方面著手，改善教學效果，獲得了較好的效果。主要采用了以下手腕后。
2.1 精心規劃授課內容，留意銜接，對癥下藥
該課程許多內容觸及到幾何光學、物理光學、激光原理等根底課程學問，希望學生可以具有一定的相關根底，在授課時才干產生較好的效果。但是，如前所述，在教學中存在學生根底學問程度不平衡，配套課程不夠完善的問題。為處理這一矛盾，在授課體系與授課內容方面，進行了精心的規劃，力圖合理。
首先，在授課內容方面，注重教材內容的科學組織，在內容的編排上留意學問自身的內在規律性、系統性及互相聯絡，加強課程各個局部之間的邏輯性，對癥下藥，從而儉省學時，處理課程容量大與學時有限的矛盾。其次，在講授必要內容的根底上，留意與前期課程的銜接，但并不完整依賴于前期課程學問的控制，而是注重啟示、引導學生自主的溫習、控制、擴展原有學問，例如經過布置考慮標題、提供參考文獻、課上討論等方式，協助和鼓舞學生經過主動學習，來處理根底學問程度不平衡的問題。同時，在授課中并不簡單的依照教材施教，而是及時結合科研項目，充沛應用與課程有關的最新研討成果，補充身手域的前沿技術。 經過合理的規劃授課內容，并在授課過程中，留意銜接，對癥下藥，鼓勵學生課下主動學習的方式，進步了教學質量。
2.2 理論結合實踐，重在才能培育
本課程除了具有學問的系統性、理論性強的特性外，更重要的特性是應用性強。在工程設計中，需求靈敏地運用學過的理論學問，用理論指導理論，才干使設計朝著勝利的方向行進。當設計過程呈現問題時，怎樣應用理論學問和理論經歷，來有效地進行修正，最終得到滿足運用請求的系統設計，這種處理工程問題的才能的進步，是本課程最中心要處理的問題。
為此，我們在根底理論講授后，經過拋出一個或幾個實踐工程設計問題，引導學生進行深化考慮與討論，完成自主設計。例如在學習了像差理論及典型顯微光學系統后，請求學生設計一款高倍率顯微系統，針對該系統設計過程中發作的各種問題，包括怎樣從低倍率系統逐漸過渡到高倍率系統，怎樣完成復消色差，以及工程實踐中如何完成系統裝調等等問題，逐個進行討論和剖析，經過引導學生發現問題，鼓舞學生自主剖析處理問題，進步學生的理論才能。
這樣的理論與實踐相結合的過程，深受學生好評，學生們分歧以為，經過這樣的練習，不但加深了對理論學問的了解，更大大進步了他們發現和處理工程問題的才能。
2.3 創新授課辦法，刺激學生主動學習
由于授課內容的更新以及理論與實踐相結合的請求，教員在授課辦法上也必需進行相應的創新，才干夠到達預期的效果。學生是課堂教學的主體，只要激起學生求知的動力，課堂教學才有可能勝利。除了傳統的講授方式外，在本課程的授課過程中，愈加注重啟示式教學和討論式教學。啟示式教學辦法，是指經過具有啟示式的發問，鼓勵學生學習的興趣，從而培育學生的發明性思想才能。討論式教學辦法，是指經過討論問題，積極引導學生進行獨立考慮，培育學生的自主學習才能。
在詳細做法上，除了采用布置考慮標題，引薦參考文獻的方式外，還經過將學生分為協作小組，針對某一任務進行組內協作，然后組織各小組就各自研討成果在全班進行交流，鼓舞學生之間就技術問題進行討論、質疑與爭辯，加深了解。
經過啟示式與討論式教學辦法的引入，加強了師生互動，進步了學生的學習興趣，刺激學生主動學習的愿望。
3 結語
在“光學工程與系統設計”的教學中，針對存在的問題，從規劃授課內容、理論結合實踐以及創新授課辦法等等方面進行了教學變革的理論與探究。經過合理地規劃授課內容，理論與實踐相結合，以及引入啟示式和討論式的教學辦法，注重對學生發現和處理工程問題的才能的培育，刺激學生學習的主動性與積極性，進步了教學質量，收到了良好的效果。
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