工程光學(xué)設計課程教學(xué)改革與創(chuàng )新探析論文
"工程光學(xué)設計"課程是機械電子工程專(zhuān)業(yè)光機電一體化方向的一門(mén)重要必修課,文章從教學(xué)現狀和教學(xué)難點(diǎn)動(dòng)身,針對教學(xué)內容、教學(xué)辦法和理論教學(xué)等方面,提出和進(jìn)行了一系列詳細的教學(xué)變革。
隨著(zhù)光學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，對光學(xué)儀器和光電儀器設計的請求也越來(lái)越高，這就請求設計者具備扎實(shí)的理論根底、較高的設計技巧和現代光學(xué)系統設計計算才能。目前，社會(huì )上對光學(xué)設計的專(zhuān)業(yè)人才有著(zhù)越發(fā)迫切的需求，為此，高校肩負著(zhù)培育具有良好光學(xué)設計才能的工程型人才的重擔。
為了協(xié)助學(xué)生穩固應用光學(xué)專(zhuān)業(yè)根底學(xué)問(wèn)，控制評價(jià)光學(xué)系統的根本辦法，進(jìn)步學(xué)生對光學(xué)系統的應用才能和設計才能，該校在光學(xué)工程學(xué)科研討生教學(xué)中開(kāi)設了“光學(xué)工程與系統設計”課程。該課程在本科工程光學(xué)的根底上，系統、全面地解說(shuō)光學(xué)工程的理論、應用和系統設計辦法，協(xié)助學(xué)生進(jìn)步在工程應用中處理實(shí)踐問(wèn)題的才能。
“光學(xué)工程與系統設計”課程針對光學(xué)工程學(xué)科研討生開(kāi)設，請求學(xué)生具有一定的光學(xué)工程根底學(xué)問(wèn)，教學(xué)目的是培育光學(xué)工程的高級應用人才。授課內容除注重于根本概念的解說(shuō)和根本原理的剖析外，擬經(jīng)過(guò)大量豐厚的光學(xué)系統應用實(shí)例，培育和進(jìn)步學(xué)生發(fā)現和處理工程問(wèn)題的才能。
因而，該門(mén)課程在較短的課時(shí)內，既要有對專(zhuān)業(yè)根底學(xué)問(wèn)的深化了解，又要結合工程消費理論，以處理實(shí)踐設計問(wèn)題為目的，使學(xué)生在系統、全面地控制光學(xué)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(xué)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(xué)工程與系統設計”的授課中，如何將理論與實(shí)踐相結合，充沛調動(dòng)學(xué)生學(xué)習興趣，使學(xué)生逐漸順應從習氣于科學(xué)理論、理想假定的學(xué)習者到光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的轉變，培育和進(jìn)步學(xué)生發(fā)現和處理工程問(wèn)題的才能，是重點(diǎn)思索的問(wèn)題。該文將對教學(xué)中遇到的問(wèn)題及經(jīng)歷進(jìn)行做出總結。
1 “光學(xué)工程與系統設計”教學(xué)中面臨的主要問(wèn)題
在該課程的教學(xué)過(guò)程中，主要存在的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)。
1.1 學(xué)時(shí)少，相應配套課程不完善，學(xué)生根底學(xué)問(wèn)程度不平衡
“光學(xué)工程與系統設計”課程涵蓋光學(xué)成像理論、典型現代光學(xué)系統的構造原理和光學(xué)特性、光學(xué)系統設計辦法等等方面，觸及學(xué)問(wèn)內容十分普遍。在有限的學(xué)時(shí)內，要完成一切的教學(xué)內容，到達使學(xué)生系統、全面地控制光學(xué)設計理論和辦法，進(jìn)步學(xué)生現代光學(xué)系統設計才能，培育學(xué)生工程素質(zhì)的目的，對學(xué)生的根底學(xué)問(wèn)、綜合才能的請求都較高。而在實(shí)踐教學(xué)中，由于學(xué)生可能來(lái)自于不同的本科專(zhuān)業(yè)，在光學(xué)工程類(lèi)根底課程方面的學(xué)問(wèn)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(xué)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(xué)生工程認識淡薄，入手才能差，不能將理論與實(shí)踐相結合
學(xué)生對工程設計的特性仍舊缺乏認識，對工程問(wèn)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(xué)的理論學(xué)問(wèn)與實(shí)踐應用有機結合的問(wèn)題。而本課程正是以培育具有良好光學(xué)設計才能的工程型人才為目的，因而，如何理論結合實(shí)踐，在對實(shí)踐問(wèn)題的剖析與討論中，培育學(xué)生學(xué)習與開(kāi)展的才能和發(fā)明性處理工程問(wèn)題的才能，是重點(diǎn)要處理的一個(gè)問(wèn)題。
1.3 學(xué)生的學(xué)習積極性問(wèn)題
教育學(xué)以為：興趣是學(xué)習最好的教師。學(xué)生對所學(xué)習的課程產(chǎn)生了興趣，才干愈加認真、愈加投入地吸取課程的學(xué)問(wèn)，更好地發(fā)揮思想和智力的潛能，做出發(fā)明和創(chuàng )造。正是由于本課程觸及內容普遍，學(xué)生根底學(xué)問(wèn)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(dòng)起學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性，就更容易形成局部學(xué)生對課程喪失興趣，消極學(xué)習。因而，作為專(zhuān)業(yè)課程教師，怎樣培育學(xué)生的學(xué)習興趣，不使學(xué)生覺(jué)得學(xué)習過(guò)程無(wú)聊、無(wú)用而索然無(wú)味，是授課教員必需認真考慮的問(wèn)題。
2 教學(xué)變革理論與探究
針對以上問(wèn)題，我們在教學(xué)過(guò)程中，從教學(xué)體系、教材、課件、教學(xué)辦法等多方面進(jìn)行變革探究，以完善教學(xué)內容、創(chuàng )新教學(xué)辦法為動(dòng)身點(diǎn)，從進(jìn)步學(xué)生興趣，增強師生互動(dòng)，解說(shuō)深化淺出，理論結合實(shí)踐，融入科研內容等多方面著(zhù)手，改善教學(xué)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(xué)、物理光學(xué)、激光原理等根底課程學(xué)問(wèn)，希望學(xué)生可以具有一定的相關(guān)根底，在授課時(shí)才干產(chǎn)生較好的效果。但是，如前所述，在教學(xué)中存在學(xué)生根底學(xué)問(wèn)程度不平衡，配套課程不夠完善的問(wèn)題。為處理這一矛盾，在授課體系與授課內容方面，進(jìn)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(xué)組織，在內容的編排上留意學(xué)問(wèn)自身的內在規律性、系統性及互相聯(lián)絡(luò )，加強課程各個(gè)局部之間的邏輯性，對癥下藥，從而儉省學(xué)時(shí)，處理課程容量大與學(xué)時(shí)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(lài)于前期課程學(xué)問(wèn)的控制，而是注重啟示、引導學(xué)生自主的'溫習、控制、擴展原有學(xué)問(wèn)，例如經(jīng)過(guò)布置考慮標題、提供參考文獻、課上討論等方式，協(xié)助和鼓舞學(xué)生經(jīng)過(guò)主動(dòng)學(xué)習，來(lái)處理根底學(xué)問(wèn)程度不平衡的問(wèn)題。同時(shí)，在授課中并不簡(jiǎn)單的依照教材施教，而是及時(shí)結合科研項目，充沛應用與課程有關(guān)的最新研討成果，補充身手域的前沿技術(shù)。 經(jīng)過(guò)合理的規劃授課內容，并在授課過(guò)程中，留意銜接，對癥下藥，鼓勵學(xué)生課下主動(dòng)學(xué)習的方式，進(jìn)步了教學(xué)質(zhì)量。
2.2 理論結合實(shí)踐，重在才能培育
本課程除了具有學(xué)問(wèn)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(xué)過(guò)的理論學(xué)問(wèn)，用理論指導理論，才干使設計朝著(zhù)勝利的方向行進(jìn)。當設計過(guò)程呈現問(wèn)題時(shí)，怎樣應用理論學(xué)問(wèn)和理論經(jīng)歷，來(lái)有效地進(jìn)行修正，最終得到滿(mǎn)足運用請求的系統設計，這種處理工程問(wèn)題的才能的進(jìn)步，是本課程最中心要處理的問(wèn)題。
為此，我們在根底理論講授后，經(jīng)過(guò)拋出一個(gè)或幾個(gè)實(shí)踐工程設計問(wèn)題，引導學(xué)生進(jìn)行深化考慮與討論，完成自主設計。例如在學(xué)習了像差理論及典型顯微光學(xué)系統后，請求學(xué)生設計一款高倍率顯微系統，針對該系統設計過(guò)程中發(fā)作的各種問(wèn)題，包括怎樣從低倍率系統逐漸過(guò)渡到高倍率系統，怎樣完成復消色差，以及工程實(shí)踐中如何完成系統裝調等等問(wèn)題，逐個(gè)進(jìn)行討論和剖析，經(jīng)過(guò)引導學(xué)生發(fā)現問(wèn)題，鼓舞學(xué)生自主剖析處理問(wèn)題，進(jìn)步學(xué)生的理論才能。
這樣的理論與實(shí)踐相結合的過(guò)程，深受學(xué)生好評，學(xué)生們分歧以為，經(jīng)過(guò)這樣的練習，不但加深了對理論學(xué)問(wèn)的了解，更大大進(jìn)步了他們發(fā)現和處理工程問(wèn)題的才能。
2.3 創(chuàng )新授課辦法，刺激學(xué)生主動(dòng)學(xué)習
由于授課內容的更新以及理論與實(shí)踐相結合的請求，教員在授課辦法上也必需進(jìn)行相應的創(chuàng )新，才干夠到達預期的效果。學(xué)生是課堂教學(xué)的主體，只要激起學(xué)生求知的動(dòng)力，課堂教學(xué)才有可能勝利。除了傳統的講授方式外，在本課程的授課過(guò)程中，愈加注重啟示式教學(xué)和討論式教學(xué)。啟示式教學(xué)辦法，是指經(jīng)過(guò)具有啟示式的發(fā)問(wèn)，鼓勵學(xué)生學(xué)習的興趣，從而培育學(xué)生的發(fā)明性思想才能。討論式教學(xué)辦法，是指經(jīng)過(guò)討論問(wèn)題，積極引導學(xué)生進(jìn)行獨立考慮，培育學(xué)生的自主學(xué)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(jīng)過(guò)將學(xué)生分為協(xié)作小組，針對某一任務(wù)進(jìn)行組內協(xié)作，然后組織各小組就各自研討成果在全班進(jìn)行交流，鼓舞學(xué)生之間就技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行討論、質(zhì)疑與爭辯，加深了解。
經(jīng)過(guò)啟示式與討論式教學(xué)辦法的引入，加強了師生互動(dòng)，進(jìn)步了學(xué)生的學(xué)習興趣，刺激學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的愿望。
3 結語(yǔ)
在“光學(xué)工程與系統設計”的教學(xué)中，針對存在的問(wèn)題，從規劃授課內容、理論結合實(shí)踐以及創(chuàng )新授課辦法等等方面進(jìn)行了教學(xué)變革的理論與探究。經(jīng)過(guò)合理地規劃授課內容，理論與實(shí)踐相結合，以及引入啟示式和討論式的教學(xué)辦法，注重對學(xué)生發(fā)現和處理工程問(wèn)題的才能的培育，刺激學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性與積極性，進(jìn)步了教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的效果。
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