工程光學(xué)設(shè)計課程教學(xué)改革與創(chuàng)新探析論文
"工程光學(xué)設(shè)計"課程是機械電子工程專業(yè)光機電一體化方向的一門重要必修課,文章從教學(xué)現(xiàn)狀和教學(xué)難點動身,針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法和理論教學(xué)等方面,提出和進行了一系列詳細的教學(xué)變革。
隨著光學(xué)技術(shù)的開展，對光學(xué)儀器和光電儀器設(shè)計的請求也越來越高，這就請求設(shè)計者具備扎實的理論根底、較高的設(shè)計技巧和現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計計算才能。目前，社會上對光學(xué)設(shè)計的專業(yè)人才有著越發(fā)迫切的需求，為此，高校肩負著培育具有良好光學(xué)設(shè)計才能的工程型人才的重擔。
為了協(xié)助學(xué)生穩(wěn)固應(yīng)用光學(xué)專業(yè)根底學(xué)問，控制評價光學(xué)系統(tǒng)的根本辦法，進步學(xué)生對光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用才能和設(shè)計才能，該校在光學(xué)工程學(xué)科研討生教學(xué)中開設(shè)了“光學(xué)工程與系統(tǒng)設(shè)計”課程。該課程在本科工程光學(xué)的根底上，系統(tǒng)、全面地解說光學(xué)工程的理論、應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計辦法，協(xié)助學(xué)生進步在工程應(yīng)用中處理實踐問題的才能。
“光學(xué)工程與系統(tǒng)設(shè)計”課程針對光學(xué)工程學(xué)科研討生開設(shè)，請求學(xué)生具有一定的光學(xué)工程根底學(xué)問，教學(xué)目的是培育光學(xué)工程的高級應(yīng)用人才。授課內(nèi)容除注重于根本概念的解說和根本原理的剖析外，擬經(jīng)過大量豐厚的光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用實例，培育和進步學(xué)生發(fā)現(xiàn)和處理工程問題的才能。
因而，該門課程在較短的課時內(nèi)，既要有對專業(yè)根底學(xué)問的深化了解，又要結(jié)合工程消費理論，以處理實踐設(shè)計問題為目的，使學(xué)生在系統(tǒng)、全面地控制光學(xué)設(shè)計理論和設(shè)計辦法根底上，可以獨立完成大多數(shù)典型光學(xué)部件和系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)設(shè)計”的授課中，如何將理論與實踐相結(jié)合，充沛調(diào)動學(xué)生學(xué)習興趣，使學(xué)生逐漸順應(yīng)從習氣于科學(xué)理論、理想假定的學(xué)習者到光學(xué)工程專業(yè)技術(shù)人員的轉(zhuǎn)變，培育和進步學(xué)生發(fā)現(xiàn)和處理工程問題的才能，是重點思索的問題。該文將對教學(xué)中遇到的問題及經(jīng)歷進行做出總結(jié)。
1 “光學(xué)工程與系統(tǒng)設(shè)計”教學(xué)中面臨的主要問題
在該課程的教學(xué)過程中，主要存在的問題有以下幾點。
1.1 學(xué)時少，相應(yīng)配套課程不完善，學(xué)生根底學(xué)問程度不平衡
“光學(xué)工程與系統(tǒng)設(shè)計”課程涵蓋光學(xué)成像理論、典型現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造原理和光學(xué)特性、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計辦法等等方面，觸及學(xué)問內(nèi)容十分普遍。在有限的學(xué)時內(nèi)，要完成一切的教學(xué)內(nèi)容，到達使學(xué)生系統(tǒng)、全面地控制光學(xué)設(shè)計理論和辦法，進步學(xué)生現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)設(shè)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、綜合才能的請求都較高。而在實踐教學(xué)中，由于學(xué)生可能來自于不同的本科專業(yè)，在光學(xué)工程類根底課程方面的學(xué)問程度表現(xiàn)出很不平衡，相應(yīng)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(yīng)戰(zhàn)。
1.2 學(xué)生工程認識淡薄，入手才能差，不能將理論與實踐相結(jié)合
學(xué)生對工程設(shè)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(xué)的理論學(xué)問與實踐應(yīng)用有機結(jié)合的問題。而本課程正是以培育具有良好光學(xué)設(shè)計才能的工程型人才為目的，因而，如何理論結(jié)合實踐，在對實踐問題的剖析與討論中，培育學(xué)生學(xué)習與開展的才能和發(fā)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(xué)生的學(xué)習積極性問題
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，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(nèi)容普遍，學(xué)生根底學(xué)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(jié)合，充沛調(diào)動起學(xué)生學(xué)習的主動性，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)生覺得學(xué)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(xué)變革理論與探究
針對以上問題，我們在教學(xué)過程中，從教學(xué)體系、教材、課件、教學(xué)辦法等多方面進行變革探究，以完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)辦法為動身點，從進步學(xué)生興趣，增強師生互動，解說深化淺出，理論結(jié)合實踐，融入科研內(nèi)容等多方面著手，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(guī)劃授課內(nèi)容，留意銜接，對癥下藥
該課程許多內(nèi)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，希望學(xué)生可以具有一定的相關(guān)根底，在授課時才干產(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(nèi)容方面，進行了精心的規(guī)劃，力圖合理。
首先，在授課內(nèi)容方面，注重教材內(nèi)容的科學(xué)組織，在內(nèi)容的編排上留意學(xué)問自身的內(nèi)在規(guī)律性、系統(tǒng)性及互相聯(lián)絡(luò)，加強課程各個局部之間的邏輯性，對癥下藥，從而儉省學(xué)時，處理課程容量大與學(xué)時有限的矛盾。其次，在講授必要內(nèi)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(xué)問的控制，而是注重啟示、引導(dǎo)學(xué)生自主的'溫習、控制、擴展原有學(xué)問，例如經(jīng)過布置考慮標題、提供參考文獻、課上討論等方式，協(xié)助和鼓舞學(xué)生經(jīng)過主動學(xué)習，來處理根底學(xué)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(jié)合科研項目，充沛應(yīng)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)過合理的規(guī)劃授課內(nèi)容，并在授課過程中，留意銜接，對癥下藥，鼓勵學(xué)生課下主動學(xué)習的方式，進步了教學(xué)質(zhì)量。
2.2 理論結(jié)合實踐，重在才能培育
本課程除了具有學(xué)問的系統(tǒng)性、理論性強的特性外，更重要的特性是應(yīng)用性強。在工程設(shè)計中，需求靈敏地運用學(xué)過的理論學(xué)問，用理論指導(dǎo)理論，才干使設(shè)計朝著勝利的方向行進。當設(shè)計過程呈現(xiàn)問題時，怎樣應(yīng)用理論學(xué)問和理論經(jīng)歷，來有效地進行修正，最終得到滿足運用請求的系統(tǒng)設(shè)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(jīng)過拋出一個或幾個實踐工程設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生進行深化考慮與討論，完成自主設(shè)計。例如在學(xué)習了像差理論及典型顯微光學(xué)系統(tǒng)后，請求學(xué)生設(shè)計一款高倍率顯微系統(tǒng)，針對該系統(tǒng)設(shè)計過程中發(fā)作的各種問題，包括怎樣從低倍率系統(tǒng)逐漸過渡到高倍率系統(tǒng)，怎樣完成復(fù)消色差，以及工程實踐中如何完成系統(tǒng)裝調(diào)等等問題，逐個進行討論和剖析，經(jīng)過引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，鼓舞學(xué)生自主剖析處理問題，進步學(xué)生的理論才能。
這樣的理論與實踐相結(jié)合的過程，深受學(xué)生好評，學(xué)生們分歧以為，經(jīng)過這樣的練習，不但加深了對理論學(xué)問的了解，更大大進步了他們發(fā)現(xiàn)和處理工程問題的才能。
2.3 創(chuàng)新授課辦法，刺激學(xué)生主動學(xué)習
由于授課內(nèi)容的更新以及理論與實踐相結(jié)合的請求，教員在授課辦法上也必需進行相應(yīng)的創(chuàng)新，才干夠到達預(yù)期的效果。學(xué)生是課堂教學(xué)的主體，只要激起學(xué)生求知的動力，課堂教學(xué)才有可能勝利。除了傳統(tǒng)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(xué)和討論式教學(xué)。啟示式教學(xué)辦法，是指經(jīng)過具有啟示式的發(fā)問，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)過討論問題，積極引導(dǎo)學(xué)生進行獨立考慮，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)過將學(xué)生分為協(xié)作小組，針對某一任務(wù)進行組內(nèi)協(xié)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(xué)生之間就技術(shù)問題進行討論、質(zhì)疑與爭辯，加深了解。
經(jīng)過啟示式與討論式教學(xué)辦法的引入，加強了師生互動，進步了學(xué)生的學(xué)習興趣，刺激學(xué)生主動學(xué)習的愿望。
3 結(jié)語
在“光學(xué)工程與系統(tǒng)設(shè)計”的教學(xué)中，針對存在的問題，從規(guī)劃授課內(nèi)容、理論結(jié)合實踐以及創(chuàng)新授課辦法等等方面進行了教學(xué)變革的理論與探究。經(jīng)過合理地規(guī)劃授課內(nèi)容，理論與實踐相結(jié)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(xiàn)和處理工程問題的才能的培育，刺激學(xué)生學(xué)習的主動性與積極性，進步了教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的效果。
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