工程光学设计课程教学改革与创新初探

工程光学课程教学改革探索论文上文提到该课程教学内容分布多，涉及面广，公式推导冗杂且具有肯定抽象性。

为了使单元课时的教学内容，既包含必要的基础理论，又能使同学了解当下前沿课题并保证同学把握学问的应用力量，老师就不能局限于教材，要形成一套易于课堂教学表达的学问结构体系。

(1)随着我校目前向应用型高校进展的前景，及“一体N翼”培育方案的实施，经教研组老师讨论，对教学内容和同学自身的特点作了如下调整。

首先修善教学大纲，原有的教学大纲课时量较多，主要侧重理论方面，但本课程开设在大三其次学期，同学已具备一些相应理论基础，于是在原有教学大纲的基础上，参照国内高等院校该专业，依据教育部的专业规范和我们的课程体系，在教学过程中，略去第5章“光度学和色度学基础”、第12章“导波光学基础”及第13章“光的量子性”等的一些重复内容，适当增加了偏应用的现代光学、还有表达本学科专业特色的一些前沿学问，从而使其既有本专业、本学校的专业特色，又紧跟光学学问的前沿，让同学能够了解现代光学进展的最新科技成果。

(2)重视基础理论，适当削减繁杂的数学推导。

“工程光学”课程中需要理解记忆的公式许多，尤其涉及物理光学的部分，有些同学会在学习的过程中望而却步。

课堂的时间有限，老师在课堂上应注意原理、定律的复习引导，适当削减繁杂的数学推导，强调概念的物理意义及其应用，不行舍本逐末。

淡化公式推导，同学学起来也会相对轻松，这样也能使学习效果事半功倍。

(3)改良成果评定方法既然要培育应用型，工程型人才，那么同学的成果就不能单纯地以一份期末试卷作为评定标准，学习的目的是要培育同学的学习主动性，自学力量和动手力量。

所以课堂上不能连续老师讲同学听的模式，应多增加互动环节，让老师看到同学的学习主动性，通过课堂提问、课堂练习和课堂商量的形式，准时考察同学对学问的把握程度、实际应用力量，分析和解决问题的力量，并结合试验课程，注意过程评价，使考试成果更好地为素养教育服务。

工程光学设计课程教学改革与创新探析论文工程光学设计课程教学改革与创新探析论文"工程光学设计"课程是机械电子工程专业光机电一体化方向的一门重要必修课,文章从教学现状和教学难点动身,针对教学内容、教学办法和理论教学等方面,提出和进行了一系列详细的教学变革。

随着光学技术的开展，对光学仪器和光电仪器设计的请求也越来越高，这就请求设计者具备扎实的理论根底、较高的设计技巧和现代光学系统设计计算才能。

目前，社会上对光学设计的专业人才有着越发迫切的需求，为此，高校肩负着培育具有良好光学设计才能的工程型人才的重担。

为了协助学生稳固应用光学专业根底学问，控制评价光学系统的根本办法，进步学生对光学系统的应用才能和设计才能，该校在光学工程学科研讨生教学中开设了“光学工程与系统设计”课程。

该课程在本科工程光学的根底上，系统、全面地解说光学工程的理论、应用和系统设计办法，协助学生进步在工程应用中处理实践问题的才能。

“光学工程与系统设计”课程针对光学工程学科研讨生开设，请求学生具有一定的光学工程根底学问，教学目的是培育光学工程的高级应用人才。

授课内容除注重于根本概念的解说和根本原理的剖析外，拟经过大量丰厚的光学系统应用实例，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能。

因而，该门课程在较短的课时内，既要有对专业根底学问的深化了解，又要结合工程消费理论，以处理实践设计问题为目的，使学生在系统、全面地控制光学设计理论和设计办法根底上，可以独立完成大多数典型光学部件和系统的设计工作。

因而，要到达较好的授课效果，对授课教员提出了较高的请求。

在“光学工程与系统设计”的授课中，如何将理论与实践相结合，充沛调动学生学习兴趣，使学生逐渐顺应从习气于科学理论、理想假定的学习者到光学工程专业技术人员的转变，培育和进步学生发现和处理工程问题的才能，是重点思索的问题。

该文将对教学中遇到的问题及经历进行做出总结。

1 “光学工程与系统设计”教学中面临的主要问题在该课程的教学过程中，主要存在的问题有以下几点。

“工程光学（上）”的研究型教学方式改革探索一、研究型教学方式的特点研究型教学方式是指通过科研活动来培养学生的创新思维和实践能力，让学生通过自主设计、实施和总结研究项目，以培养他们专业素养和综合能力。

研究型教学方式的特点主要包括：1.注重问题导向研究型教学方式注重让学生主动去解决实际问题，通过学习和探索，发现问题、提出问题并解决问题。

2.鼓励创新研究型教学方式鼓励学生自主设计实验方案，进行研究和实验，培养学生的创新思维和实践能力。

3.培养团队合作研究型教学方式培养学生的团队合作能力，让学生在合作中学会沟通、协调和分工，培养团队协作的能力。

4.发展学生个性研究型教学方式注重发展学生的个性特长，培养学生的自主学习和自主思考能力，让学生在实践中发挥他们的特长和创造力。

1.引入研究型项目传统的工程光学（上）课程主要以理论授课为主，缺乏实践环节。

为了让学生更好地理解和掌握光学知识，改革教学方式，可以引入研究型项目。

教师可以根据实际情况，设计一些具有一定挑战性的研究项目，让学生在实践中学习和提高。

3.跨学科教学工程光学（上）课程的内容涉及到物理学、光学、材料学等多个学科的知识，教师可以结合跨学科教学的理念，将跨学科的知识融入到工程光学课程中，丰富课程内容，提高学生的学习兴趣和参与度。

通过跨学科教学，可以让学生更好地理解工程光学知识的实际应用和发展。

4.开展学科竞赛为了更好地激发学生的学习兴趣和参与度，教师可以组织学生参加一些与工程光学相关的学科竞赛。

通过参加学科竞赛，学生可以加深对光学知识的理解，提高实践能力和综合素质，激发学生对工程光学学科的热情。

5.引入科研导师制度为了培养学生的研究能力和创新能力，教师可以引入科研导师制度。

通过科研导师制度，学生可以选择自己感兴趣的课题或者实验项目进行研究，并由指导老师进行指导和督促。

科研导师制度可以激发学生的研究潜力，培养他们的研究意识和科研能力。

三、工程光学（上）课程教学方式改革的意义1.提高教学质量通过引入研究型教学方式，可以提高工程光学（上）课程的教学质量，让学生更好地掌握光学知识，培养学生的实践能力和创新能力。

“工程光学（上）”的研究型教学方式改革探索近年来，由于国内外工程光学教学的发展和需求的变化，对于研究型教学方式的改革也日益增多。

在工程光学教育领域，传统的教学方式单一，在课堂上主要以板书、幻灯片等视觉形式为主，存在教学内容有些枯燥、缺乏互动性等问题。

因此，本文将重点探讨在工程光学（上）教育领域中研究型教学方式改革的探索。

一、教学目标的制定学科的发展与需求的变化是研究型教学方式改革的直接动力。

教学目标的制定是教育教学过程开始前必须清晰的事情。

在工程光学（上）教育领域中，需要让学生具备以下知识、技能和能力：（1）掌握几何光学的基本原理、方法和技巧，理解光的物理本质，具有用几何光学编写计算程序的能力。

（2）了解精密光学加工、检测等工艺原理、方法、仪器和技术，具有设计、实现和评价精密光学仪器和系统的能力。

（3）熟练掌握传输和处理光信号的各种光学元器件的原理、特性和应用，具有选取和组装各种光学元器件构建光信号处理系统的能力。

（4）了解光学技术在信息、能源、生命等领域的应用，具有开拓应用领域和解决实际问题的能力。

二、教学内容的优化针对教学目标，我们需要重新对工程光学（上）课程的内容进行优化。

（1）增加案例教学。

通过案例教学，可以激发学生研究的兴趣，培养学生的实践操作能力。

（2）加强实验教学。

实验教学可以帮助学生理论知识的巩固和实践技能的掌握，提高其创新和解决实际问题的能力。

（3）增加互动教学。

互动教学可以提高学生对于知识的积极性和主动性，增强学生与教师之间的沟通，促进教学效果的提高。

三、教学环境的改进工程光学（上）教育领域改革中，教学环境的优化也是非常重要的一环。

为了提高学生的学习热情，我们需要建立一个宽敞舒适的教学环境。

教学环境应具有以下特点：（1）现代化的教学设备。

如智能黑板、计算机、投影机等，以方便教师进行教学互动和学生学习。

（2）开放的实验室。

实验室应对学生开放，在安全保障的前提下，学生可以调试设备和进行实验，增强了学生的独立思考和实践能力。

在实践中对“工程光学”课程教学改革的探索测控技术与仪器专业是电子、光学、精密机械、计算机的融合，随着光电技术时代的到来，以光学为基础的新课题不断出现，“工程光学”作为本专业的必修课，其重要性不言而喻。

本课程共分两篇：几何光学和物理光学。

前篇由光的直线传播理论贯穿，主要研究光的传播规律和光学系统成像原理。

后半部分的物理光学以光的波动性为主要研究对象，从电磁波理论和傅里叶分析两个角度，研究光的传播、干涉、衍射、偏振等性质。

从课程性质和内容上看，“工程光学”是一门工程性、技术性和实践性都很强的课程，而其理论性强、概念抽象、内容较多，使得课堂教学难免乏味，给教学带来了一定的难度。

因此，对下针对教学实际，对上响应国家和学校“应用型人才培养模式”的培养计划，我校控制工程学院教研组在实践中开始对“工程光学”课程进行教学改革，改革的主要目的是提高课堂效率，重点培养学生的工程应用与实践能力，提高学生的综合素质。

1.教学内容的改革上文提到该课程教学内容分布多，涉及面广，公式推导复杂且具有一定抽象性。

为了使单元课时的教学内容，既包含必要的基础理论，又能使学生了解当下前沿课题并保证学生掌握知识的应用能力，教师就不能局限于教材，要形成一套易于课堂教学表达的知识结构体系。

随着我校目前向应用型大学发展的前景，及“一体N翼”培养方案的实施，经教研组老师研究，对教学内容和学生自身的特点作了如下调整。

首先修善教学大纲，原有的教学大纲课时量较多，主要侧重理论方面，但本课程开设在大三第二学期，学生已具备一些相应理论基础，于是在原有教学大纲的基础上，参照国内高等院校该专业，根据教育部的专业规范和我们的课程体系，在教学过程中，略去第5章“光度学和色度学基础”、第12章“导波光学基础”及第13章“光的量子性”等的一些重复内容，适联盟当增添了偏应用的现代光学、还有体现本学科专业特色的一些前沿知识，从而使其既有本专业、本学校的专业特色，又紧跟光学知识的前沿，让学生能够了解现代光学发展的最新科技成果。

附件7光学课程教学改革初探吴现成*摘要适当压缩几何光学部分，删除原课程中与其他学科相重复的部分以及相对陈旧的内容，吸收利用最新教学研究成果，着重加强现代光学部分的讲授内容，并注意介绍光学研究前沿新动态，受到学生们的欢迎。

针对教材与教法的改革做了调查，为深化改革取得了第一手参考资料。

关键词光学教学改革调查结果一．改革背景在邓小平同志关于“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的思想指导下，1995年原国家教委在全国范围内开始组织实施我国高等教育教学改革与研究计划，意在进行面向21世纪的大学本科课程体系的深入改革，培养出符合21世纪要求的高科技人才。

光学是物理学中最重要的基础学科，也是现代科学技术迅速发展、崛起的重要支柱。

自从六十年代初第一只红宝石激光器诞生以来，光学发生了划时代的变革，获得了新的生命力，成为当前发展最迅猛、最活跃的科学研究前沿之一。

以激光为基础的现代光学，包括傅里叶变换光学、非线性光学、光电子学和量子光学等许多新的分支学科，已渗透到许多领域，在工农业生产、交通运输、能源动力、医药卫生、信息处理、现代通信、科研实践、国防军事以及文化艺术中都得到了及为广泛的应用。

可以预料，进入21世纪后，光学无论是在理论上还是在实际应用中，都将向更广更深的方向迅猛发展。

从80年代末期到现在，飞速发展的激光技术以及与半导体微电子学相结合而形成的光电子学技术一起，经过数十年的演变，已经逐渐代替了20世纪50年代曾经占世界科技先进领域的半导体科研与工业，可以预见21世纪将是微光电子学的世界，现在广泛应用的电子计算机（电脑）将逐步被运算速度更快、并行处理更强的光学计算机（光脑）所代替，光学神经网络也将得到迅猛发展。

因而面向21世纪的光学课程，迫切需要教学和教材现代化，为满足这种发展形势而培养出高科学素质的人才。

兰州大学物理科学与技术学院从97年开始，在院领导的大力支持和指导下，对光学课的教材和教法进行了尝试改革，至今已应用于物理系和现代物理系几个年级的教学，取得了较好效果。

“工程光学（上）”的研究型教学方式改革探索
随着社会的发展，高等教育也开始向研究型教学发展，追求培养学生的创新能力和实
践能力。

工程光学是一门涉及到物理、光学、工程等多学科的学科，其教学内容相对较为
复杂，需要学生具备一定的理论知识和实践能力。

对于工程光学的研究型教学方式改革的
探索具有重要的意义。

研究型教学方式要注重培养学生的实践能力。

工程光学是一门实践性很强的学科，在
教学过程中应该注重培养学生的实际操作能力和实验设计能力。

通过设计一些与光学实验
相关的项目，引导学生进行实验设计、实验操作和实验数据的分析和处理。

可以组织一些
与光学工程有关的实践活动，如参观实验室、企业等，让学生亲身体验和感受光学工程的
实际应用。

研究型教学方式还要注重培养学生的创新能力。

在教学中，可以引导学生通过自主学
习和研究的方式，深入了解光学工程领域的前沿研究和最新技术。

鼓励学生参加科研项目，通过开展科研实践，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

可以组织一些科技竞赛和学
术研讨会，给学生提供一个交流和展示研究成果的平台，培养学生的学术交流和团队合作
能力。

研究型教学方式也要注重培养学生的综合能力。

光学工程涉及到多学科的知识，要求
学生具备全面的科学素养。

在教学中可以引导学生跨学科学习，通过学习一些与光学工程
相关的学科知识，如物理学、电子技术等，提高学生的学科综合能力。

可以组织一些综合
性的实践活动和课外实践项目，培养学生的组织协调能力、问题解决能力和团队合作能
力。

基金课题：2022年甘肃省高校创新创业教育教学改革研究项目（项目编号：甘教高函〔2022〕11号）；2023年甘肃省高等教育教学成果培育项目（项目编号：甘教高函〔2023〕14号）；2022年兰州工业学院校级一流本科课程建设项目（项目编号：兰工院〔2022〕67号）；2023年兰州工业学院校级新工科教学研究项目。

新工科背景下“工程光学”课程“一体两翼三步四阶”教学改革与实践文/王春梅 张生福 李钰龙 苏文晓 张总 刘哲本文基于新工科建设背景，聚焦于课程目标，在“工程光学”课程教学改革中积极引入新理念，探索新模式，创新教学方法，应用信息技术。

笔者针对“工程光学”课程教学过程中的痛点问题，依托以学生全面发展为中心的教学理念，明确知识、能力、思维、发展四个层次的教学目标；通过课程思政的“一体引领”，第一课堂与第二课堂的“两翼联动”，“立意、汇意、达意”三步教学设计的具体实施，以打造阳光普照、百花齐放的对话式课堂；在教学活动的全过程中，借助信息技术促进教学改革，以“四阶达标”为引领实现夯实基础、提升能力、强化思维、明确未来的阶梯式教学目标，以更好地满足新时代新工科人才培养要求。

教育部、工业和信息化部、中国工程院联合发布的《关于加快建设发展新工科 实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》明确要求，更加注重产业需求导向，更加注重跨界交叉融合，更加注重支撑服务，探索建立工程教育的新理念、新标准、新模式、新方法、新技术、新文化。

[1]因此，新工科建设既要吸纳新理念、设立新标准、创建新模式，也要使用新方法、融合新技术，不断完善和创新教学活动。

一、“工程光学”课程教学改革的思路与举措（一）“工程光学”课程教学改革思路“工程光学”课程教学改革应紧密围绕新工科建设的总体要求，顺应教育部新工科建设号召，聚焦知识、能力、思维、发展四个层次的教学目标，积极探索“一体两翼三步四阶”教学新模式，全链路、多通道融合新技术，深化课程教学改革创新之路。

“工程光学（上）”的研究型教学方式改革探索工程光学是光学学科与工程技术的交叉学科，其研究内容涉及光学原理、光学器件、光学系统等多个方面，具有广阔的应用前景。

传统的工程光学教学方式往往局限于理论知识的传授，缺乏实践环节，学生对知识的掌握程度不够深入。

为了培养学生的实践能力和创新意识，探索研究型教学方式改革成为迫切的任务。

本文将探讨在工程光学（上）课程中，采取研究型教学方式的改革探索。

一、研究型教学的意义和价值传统的教学方式往往是教师为主导，注重理论知识的传授和学生的 passiveness。

而研究型教学强调学生的参与性和主动性，通过实践性的研究项目，培养学生的创新意识和解决问题的能力。

对于工程光学这样的技术应用类学科来说，研究型教学更能够符合实际应用的需要，使学生更好地将理论知识应用于实际工程项目中。

二、研究型教学方式改革探索1.开展实践性研究项目传统的工程光学课程注重理论知识的授予，但往往忽略了实践的环节。

改革后的工程光学课程将增加实践项目的内容，引导学生开展光学器件的设计和制作、光学系统的调试和优化等实践性研究项目。

这样的做法不仅能够使学生更好地理解课堂上所学到的理论知识，还能培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

2.引入工程案例分析在课程中引入工程案例分析，让学生对工程光学知识的应用场景有更清晰的认识。

通过分析实际工程案例，引导学生思考光学原理在工程中的应用，激发学生的学习兴趣和动力。

3.开展实验教学传统的工程光学教学中，实验内容往往单一、局限。

改革后的课程将加大实验教学的力度，引入更加贴近实际工程应用的实验内容，如光学器件的调试、光学系统的性能测试等。

通过实验教学，学生能够更加直观地感受光学知识的实际应用，提高他们的实践能力和动手能力。

4.开展科研训练在工程光学课程中，适当引入科研训练环节，让有更强科研兴趣和潜力的学生参与科研项目。

有条件的学校可以与企业合作，让学生参与实际的工程项目，锻炼他们的科研能力和创新精神。