工程光学设计课程教学改革与创新初探

在原有 的教学大 纲基础上 ， 根据 教育部 的专业规 范和我
们 的课程 体系，在全体教师充分讨论 的基础 上，修善 了教学
【 收稿 日期】２ １ ０ — ６ ０ 卜 ４ ２
【 摘 要】 “ 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 出发 ，针 对教 学 内容 、教 学方 法和 实践教 学等方面 ， 出和进行 了一 系列具体 的教 学改革。 提 【 关键词 】工程光 学设计表 ； 教学改革 ；创新 【 中图分类号 】Ｇ ２ ４０ 【 文献标识码 】Ａ 【 文章编 号】１０ —１５ （０ １ ７ ０ ２ — ２ ０ ８ １ １ １） — ２ ５ ０ ２ ０
薄透镜 的初 级像差理论 ：略去第 ４章 中的典型光 学部件 望远 物镜 、显微物镜 、照相物镜的类型介绍部分 ，直接讲述如何 设计这些物镜 ，并以典型实例为重点讲解 内容 ；在第 ７ 章激 光光学系统 设计中增加 “ － ｈ ｔ ｆ ｔ ｅ ａ镜头设计 ”一节 ；在第三 部分增加第 ９章 Ｌ Ｄ照明设计。这样 的修改使得教学 内容更 Ｅ
的教学 时间内，既要 使学生掌握基本的手动计算简单光学 系 统初始结构 的方法 ，又要 学会 使用 光学设计 Ｃ Ｄ软件进行较 Ａ 复杂光学系统 的设计和分析 、 校正工作， 教师应摆脱教材 的局 限，使之形成易于课堂教 学表 达的知识结构体系 。根据教 学
内容和学生 自身 的特 点作 了如 下调 整： １１ 修善教学 大纲 ，删 除交叉课程 内容， 加实践设计环节 ． 增
光 学系统设 计基础 （ １ 光 学设计概述、第 ２章 初 第 章 级像差理论 、像 差校 正与像质评价 ），二 、光学部件 与系统
一
、
设计 （ ３ 代数法求解光学部件初始 结构 、第 ４章 典型 第 章 光学部件设计 、第 ５章 典型光学系统设计 、第 ６章 变焦距
光学系统设计 ），三 、现代光学 系统 设计 （ ７章 激光光 学 第 系统设计 、第 ８章 光纤光学系统设计 ），四、光学设计实 务 （ ９章 光学设计 Ｃ Ｄ软件应用基础 、 １ 第 Ａ 第 Ｏ章 光学零件与
的 比重 。
像差和 数公式中符号的意义 ，而不用介绍如何推 导得 到像差
和 数。其他的理论公式 内容也做这样 的处理 ，强调概念 的物 理 意义及 其应用。学生在学 习过程就可 以温故而知 新，做到
事半功倍 ，淡化公式推导，学生学起来也会相对轻松 。 １３ 课堂讲解与演示实验相结合 ，增加 上机 实验 课时 ． “ 工程 光学设计”是一 门实践性很强 的课程 ，除了上课 时对理论 的讲解外 ，为了让学生更加清晰直观地懂得光学系
“ 工程光学设计 ”是 “ 工程光学 ”或 “ 应用光学 ”等专 业基 础必修 课的后续课 程， 是为 了培养 学生对光 学系统 的实 际设计 能力 而开设的 。其教学质量 的好坏 ，对学 生的动手 能 力和 实践 能力 的培 养有 重要影 响。本课 程共 分四大 部分 ： 大纲 ，重新 明确 了教学 内容 和要 求。根据 我专业现有的教学 大纲 ，机械 电子工程专业光机 电一体化方 向的学生在大三和 大四期间要相继学 习 “ 工程光学 （ 何光 学） ”、 “ 几 工程光
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大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯＮＧ ＫＥ Ｊ
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（ ｍｕａｉ ｌ Ｎ ． ３ Ｃｕ ｌｔ ｅｙ ｏ１ ） ｖ ４
工程 光学设计课程教 学改革 与创新初探
高兴宇 宁黎华 萧泽新 （桂林 电子科技 大学机 电工程 学院，广西 桂 林 ５ １ ０ ） ４０４
来本专业毕业生生 的工作情 况看 ，增加的这些 内容受到不少
用人单位的欢迎 。 １２ 加 强基础 概念讲解 ，减少繁杂 的数 学推导 ．
１ 教学内容的改革
本课程一个最大特色 就是理论联系实际 ， 教学 内容丰富 ，
最 大 程 度 地 培 养 学 生 的 实 际 动 手 设 计 能 力 。 为 了保 证 在 有 限
学设计”、 “ 电测试 技术 ”、 “ 光 工程 光学 （ 物理光学 ）”、 “ 代光 电仪器设计 ”、 “ 现 光机 电一体化 系统 ”等课程 。其
中“ 工程光 学 （ 几何光学 ）”是其他课程 的基础课 程，而 “ 工 程光 学设计”起到承上启下 的衔接作用 。 根据 实际情况 ，在教学过程 中，略去第 ２章 中与 “ 工程 光学 （ 几何光 学） ” 重复 的 “ 几何像 差 ”部分 ，直接 讲述
本课程 中主要 的理论 内容 为 Ｐ 方法计算简单光学部件 ｗ 的初始结构 ，其 中涉及到像差理 论的一些 公式，如果从源头
开始一步步推导 ，则较 为繁琐 ，且需要学 生对像 差理论特 别 是高级像差理论有深入 的理解 。在实 际教学过程中，我们直 接 从薄透镜的初级像差和数开始介绍 ，给 学生仔细 讲解 每个
加突 出重 点和接近现代 光学设计的实际要求 ，从而使其 即有 本专业 、本学校 的专业特 色 ，让学生能够 了解 当今 国内外光 学产业发展 的前沿和对 光学设计者的最实际的需求 。从近年
光 学制 图）。通过本 门课程 的学习，培 养学生进行像差理论
分析、利用光学设计 Ｃ Ｄ软件进行 典型光学部件和系统 的设 Ａ 计 和典型激光 、光纤系统设计 的能力。在教学 内容方面 ，我 们 要处理好本课程与前续课程 的关 系、理论与实践设计的关
系 、经 典光学系统设计与现代光学系统 设计 的关系等 问题 ： 在 教学手段方面 ， 我们要跟上现代科技发展步伐， 积极大胆地
尝试现 代科 技教学手段 ，逐步采用双语 教学，并积极与光学 科技公 司联 系，让学生到光学车 间去实地学 习；在 教学方法 方面 ，我们 要积 极探 索新的教学方法 。