光学工程论文范文
光学工程论文范文第1篇
Abstract： Engineering optics， which has strongly technology and practice， is a major curriculum for optical information science and technology. In this paper， the problems arising during the teaching process of engineering optics in college of science in CTGU are analyzed. We discuss the optimization of the contents and the transformation of teaching method. Furthermore， we propose the methods for virtual practical education， which require students to take into practice to improve their ability of practical and also to train their scientific thinking.
关键词： 工程光学；理论教学体系；虚拟实践教学
Key words： engineering optics；theoretical teaching system；virtual practical education
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0240-03
0 引言
“工程光学”是光信息科学与技术专业一门十分重要的专业课，要求学生不仅从理论上掌握几何光学和物理光学的基本概念、基本理论和基本思想[1][2]。更重要的是掌握一些相关的实践技术，为后续的光学检测，光纤通讯等课程的教学打下基础。
目前在国内的高校中，浙江大学[3]，天津大学[4]等重点院校在工程光学的教学上积累了丰富的经验，在以下几个方面值得学习和借鉴，一是注重科学思想的培养；二是注重课堂教学和网络教学相结合；三是注重动手能力的培养。
从我院该课程的教学现状来看，目前存在两方面的问题，其一是将理论和应用两门课程分开教学，一定程度上割裂了其内在的联系；其二是限于经济条件，在实验室建设上还存在很大的困难，导致学生动手能力缺失，与我校培养“应用型”学生的目标不符合。本文为解决这一问题，探索了课程的优化和教学方式的转变与虚拟实践教学，加入仿真实验相结合的教学方法，加强学生的科学思维的培养，提高学生的动手能力。
1 理论教学体系优化
1.1 《物理光学》和《应用光学》的理论课教学的优化
“工程光学”课程主要讲授几何光学和物理光学方面的基础理论、基本方法和典型光学系统的实例和应用。因此，该课程不但是学习专业基础理论必不可少的，更是培养学生工程应用和实践能力的重要课程。[5][6]
我院对“工程光学”课程的讲授主要是《物理光学》和《应用光学》这两门课。这两门课程特点各异，因此，有必要优化《应用光学》和《物理光学》的理论课教学，找出它们的逻辑联系和知识延续性，加强其内在联系，使之成为一个体系，从而在学习上具有连续性，提高教学效果；另外，通过合理的选择教学章节以及安排教学课时，从而在教学中做到有的放矢，加强学生科学思想的形成。比如：对于全反射这部分内容的教学，在应用光学和物理光学的教学中都有涉及，在应用光学中偏重于其条件与结果，在物理光学的中重点讲授其物理本质，这样做到前后结合，由浅入深，逐步推进。做到能懂、会用。
1.2 课堂教学方式的优化 现代教学理念主张教学活动以学生为主体，以培养学生的创新思维和科研能力为目标，突破以知识传授为主的传统教学模式，教师的主要作用是启发与引导学生去自主学习和探索研究。[8]
1.2.1 开展启发讨论式教学 教师采取由问题带动教学的方法。从问题的引出、分析到寻找解决的方案，努力引导学生去积极思考与讨论，培养他们自主分析问题和解决问题的能力。
教师在介绍一个知识点之前，针对部分重点内容灵活采取课堂小讨论和专题研讨的教学模式[8]，发挥教师的主导地位，提高学生的主体地位，体现以教师为主导，学生为主体，媒体为核心的教学原则，进而有效的提高教学效果。比如：在对应用光学像差理论进行教学时，由于像差的种类很多，条件不同，现象各异，学生容易混淆概念且对产生各种像差的条件以及现象思路不清晰。因此，在课堂教学时，可以让学生讨论各种像差产生的条件及现象。
1.2.2 归纳总结法 教学过程中突出重点和难点，并根据教学大纲课时数及其前导与后继课程的关系，合理安排各章节内容。每学完一章后引导学生对所学的内容及时进行总结、归纳，让学生对本章有一个总体的把握，以便学生复习[9]。比如：对于平行平板的干涉中关于定域的概念，对于初学者而言，这个概念较为晦涩难懂，因此，可以引导学生对于平行平板干涉的定域，楔形平板的定域进行画图分析，这样可以加深学生对定域的理解，并使学生更深入的理解平行平板干涉和楔形平板干涉的区别。
1.2.3 理论和实践相结合 工程光学与技术课程理论性较强，概念较为抽象，公式推导繁杂。传统的“填鸭式”教学方式难以取得良好的教学效果。这是因为一方面，学生对于抽象的光学概念没有一个具体的认识，对复杂的数学公式推导容易产生畏惧心理，从而降低了学习的兴趣；另一方面，在教师授课过程中过于重视课本上的理论知识讲解，大多采用灌输式教学方式。虽然课堂信息量较大，但是学生对于光学知识的理解仍然停留在表面，无法应用理论知识去解决实际的问题，最终，导致理论教学与实际应用存在严重的脱离现象[10]。因此教师在课堂教学中，向学生传授基础理论和实际应用两者之间的联系，培养学生具有理论联系实际的本领，明确教学的目的，锻炼学生的动手能力。
1.2.4 传统教学与多媒体课件相结合使用 “工程光学”课程图多、知识面广、公式推导复杂且具有一定抽象性[11]。应用多媒体课件借助颜色、图像、动画等多种技术将授课内容图文并茂的展示给学生，将抽象的教学内容形象化，从而使学生加深了对关键知识点的理解和记忆，在感性认识的基础上，水到渠成地上升到理性认识，极大程度的避免对知识“生吞硬咽”现象的产生[12]；同时还可以节约课堂板书、推算和复杂的做图的时间，能够大幅度扩展单位学时的授课信息量，从而有效提高了课堂效率和教学质量，并解决了课程容量大与有限学时的矛盾。
优化《应用光学》和《物理光学》的理论课教学，优化课堂教学的方式，利用课程的特色将学生从被动的学习状态中解放出来，留一部分章节让学生自由学习并进行讨论，教师在过程中起到监考和组织引导的作用，在一定程度上改变传统的教学模式，避免“满堂灌”。例如通过采用让学生阅读英文文献的方式等；始终坚持启发式教学，施行教师教学和学生自学并行的方法。
2 虚拟实践教学
2.1 虚拟光学实验平台的创建 光学实验是学习光学知识的重要环节，但是我院限于经济条件，在实验室建设上还存在很大的困难，导致学生动手能力缺失，使教学效果受到很大的限制，而虚拟实验教学作为传统实验教学的辅助手段，可以克服传统实验的制约和弊端，可有效地解决传统实验教学中存在的诸多问题，提高实验教学的效果。目前有的高校基于虚拟技术展开了虚拟实验的研究[13]，但对于光学实验系统建设来说，效果并不理想。
基于以上的分析，本文采用MATLAB软件技术，结合光学实验的特点，对光学虚拟实验系统进行了设计和研究，并实现了系统的构建，创建虚拟光学实验平台，通过该虚拟实验平台的使用，学生可以加深对光学知识的理解，启发学习的兴趣，可为学生在实际实验中建立良好的实验习惯，为获取实验技能打好基础，同时也为相关实验系统的设计研发提供了一条新的途径。
2.2 MATLAB与“工程光学”课程教学的结合 MATLAB是一种演算纸式科学算法语言[14]， 由于它编写简单，编程效率高，易学易懂而被广泛应用。[15]
本文尝试将其作为辅助手段应用在教学中，一方面教师可利用MATLAB仿真光学现象制作多媒体课件，另一方面课后可让学生利用该软件模拟学习中遇到的光学问题，以此巩固已学知识。在光学仿真与教学过程中，通过下列方式将MATLAB与光学课程教学有机地结合起来：一是以MATLAB为平台，开发制作了光波导和激光等高等光学现象仿真程序，并运用于计算机所支持的课堂教学中，以其作为演示实验配合光学理论的讲授，很好地解决了真实实验因环境限制而不能进入课堂的难题。二是利用的仿真与计算功能，鼓励学生通过自主探索去研究光学课程中的一些更深入的问题。在掌握理论知识的前提下，让学生建立相应的物理模型和数学模型，然后利用MATLAB编写程序，去完成对知识的巩固与拓宽。这是一种探索过程，也是为学生以后的研究工作奠定基础。三是利用MATLAB的计算绘图与优化功能，启发学生对数学模型中的参数进行改变，根据实际物理条件选择符合要求的最优值，并获得最优条件下的参数值，最终通过理论仿真来指导实践。[16]
完成实践（参数获取）—理论（物理模型建立）—仿真（MATLAB数值计算及绘图）——优化（MATLAB参数改变及优化）——实践（最优参数选取）的过程，让学生真切感受科学技术是第一生产力。
3 结束语
该课程体系的整合，将有利于光信息专业学生的专业素质的提高，加强专业课程的学习和考核，学生的专业实习及就业。课程体系的整合及建设是任重而道远的系统工程，只有进一步改进和完善两课整合教学工作，从课程体系、学时分配、实验建设、教学手段和教学方法等各个环节总体规划、协调建设和深化改革后，才能取得更好的教学效果。
参考文献：
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光学工程论文范文第2篇
关键词：工程光学 光学工程与系统设计 教学方法 教学改革
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0142-02
随着光学技术的发展，对光学仪器和光电仪器设计的要求也越来越高，这就要求设计者具备扎实的理论基础、较高的设计技巧和现代光学系统设计计算能力。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，高校肩负着培养具有良好光学设计能力的工程型人才的重任。
为了帮助学生巩固应用光学专业基础知识，掌握评价光学系统的基本方法，提高学生对光学系统的应用能力和设计能力，该校在光学工程学科研究生教学中开设了“光学工程与系统设计”课程。该课程在本科工程光学的基础上，系统、全面地讲解光学工程的理论、应用和系统设计方法，帮助学生提高在工程应用中解决实际问题的能力。
“光学工程与系统设计”课程针对光学工程学科研究生开设，要求学生具有一定的光学工程基础知识，教学目标是培养光学工程的高级应用人才。授课内容除注重于基本概念的讲解和基本原理的分析外，拟通过大量丰富的光学系统应用实例，培养和提高学生发现和解决工程问题的能力。
因此，该门课程在较短的课时内，既要有对专业基础知识的深入理解，又要结合工程生产实践，以解决实际设计问题为目的，使学生在系统、全面地掌握光学设计理论和设计方法基础上，能够独立完成大多数典型光学部件和系统的设计工作。因此，要达到较好的授课效果，对授课教师提出了较高的要求。
在“光学工程与系统设计”的授课中，如何将理论与实际相结合，充分调动学生学习兴趣，使学生逐步适应从习惯于科学理论、理想假定的学习者到光学工程专业技术人员的转变，培养和提高学生发现和解决工程问题的能力，是重点考虑的问题。该文将对教学中遇到的问题及经验进行做出总结。
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。
1.1 学时少，相应配套课程不完善，学生基础知识水平不均衡
“光学工程与系统设计”课程涵盖光学成像理论、典型现代光学系统的结构原理和光学特性、光学系统设计方法等等方面，涉及知识内容非常广泛。在有限的学时内，要完成所有的教学内容，达到使学生系统、全面地掌握光学设计理论和方法，提高学生现代光学系统设计能力，培养学生工程素质的目的，对学生的基础知识、综合能力的要求都较高。而在实际教学中，由于学生可能来自于不同的本科专业，在光学工程类基础课程方面的知识水平表现出很不均衡，相应的配套课程也不够完善。因此，如何在本课程的教学中，如何缓这些矛盾，弥补这些缺陷，达到好的授课效果，对教师提出了很大挑战。
1.2 学生工程意识淡薄，动手能力差，不能将理论与实际相结合
学生对工程设计的特点仍旧缺乏认识，对工程问题较为生疏，工程意识非常淡薄，因此造成了动手能力差，不能将所学的理论知识与实际应用有机结合的问题。而本课程正是以培养具有良好光学设计能力的工程型人才为目标，因此，如何理论结合实际，在对实际问题的分析与讨论中，培养学生学习与发展的能力和创造性解决工程问题的能力，是重点要解决的一个问题。
1.3 学生的学习积极性问题
教育学认为：兴趣是学习最好的老师。学生对所学习的课程产生了兴趣，才能更加认真、更加投入地汲取课程的知识，更好地发挥思维和智力的潜能，做出创造和发明。正是由于本课程涉及内容广泛，学生基础知识水平不均衡，如果不能够采取合理措施，将理论与实践相结合，充分调动起学生学习的主动性，就更容易造成部分学生对课程丧失兴趣，消极学习。因此，作为专业课程老师，怎样培养学生的学习兴趣，不使学生感觉学习过程无聊、无用而索然无味，是授课教师必须认真思考的问题。
2 教学改革实践与探索
针对以上问题，我们在教学过程中，从教学体系、教材、课件、教学方法等多方面进行改革探索，以完善教学内容、创新教学方法为出发点，从提高学生兴趣，加强师生互动，讲解深入浅出，理论结合实际，融入科研内容等多方面着手，改善教学效果，取得了较好的成效。主要采用了以下手段后。
2.1 精心规划授课内容，注意衔接，有的放矢
该课程许多内容涉及到几何光学、物理光学、激光原理等基础课程知识，希望学生能够具有一定的相关基础，在授课时才能产生较好的效果。然而，如前所述，在教学中存在学生基础知识水平不均衡，配套课程不够完善的问题。为解决这一矛盾，在授课体系与授课内容方面，进行了精心的规划，力求合理。
首先，在授课内容方面，重视教材内容的科学组织，在内容的编排上注意知识本身的内在规律性、系统性及相互联系，增强课程各个部分之间的逻辑性，有的放矢，从而节省学时，解决课程容量大与学时有限的矛盾。其次，在讲授必要内容的基础上，注意与前期课程的衔接，但并不完全依赖于前期课程知识的掌握，而是注重启发、引导学生自主的复习、掌握、扩展原有知识，例如通过布置思考题目、提供参考文献、课上讨论等方式，帮助和鼓励学生通过主动学习，来解决基础知识水平不均衡的问题。同时，在授课中并不简单的按照教材施教，而是及时结合科研项目，充分利用与课程有关的最新研究成果，补充本领域的前沿技术。
通过合理的规划授课内容，并在授课过程中，注意衔接，有的放矢，激励学生课下主动学习的方式，提高了教学质量。
2.2 理论结合实际，重在能力培养
本课程除了具有知识的系统性、理论性强的特点外，更重要的特点是应用性强。在工程设计中，需要灵活地运用学过的理论知识，用理论指导实践，才能使设计朝着成功的方向前进。当设计过程出现问题时，怎样利用理论知识和实践经验，来有效地进行修正，最终得到满足使用要求的系统设计，这种解决工程问题的能力的提高，是本课程最核心要解决的问题。
为此，我们在基础理论讲授后，通过抛出一个或几个实际工程设计问题，引导学生进行深入思考与讨论，完成自主设计。例如在学习了像差理论及典型显微光学系统后，要求学生设计一款高倍率显微系统，针对该系统设计过程中发生的各种问题，包括怎样从低倍率系统逐步过渡到高倍率系统，怎样实现复消色差，以及工程实际中如何实现系统装调等等问题，一一进行讨论和分析，通过引导学生发现问题，鼓励学生自主分析解决问题，提高学生的实践能力。
这样的理论与实际相结合的过程，深受学生好评，学生们一致认为，通过这样的练习，不但加深了对理论知识的理解，更大大提高了他们发现和解决工程问题的能力。
2.3 创新授课方法，刺激学生主动学习
由于授课内容的更新以及理论与实际相结合的要求，教师在授课方法上也必须进行相应的创新，才能够达到预期的效果。学生是课堂教学的主体，只有激发学生求知的动力，课堂教学才有可能成功。除了传统的讲授方式外，在本课程的授课过程中，更加注重启发式教学和讨论式教学。启发式教学方法，是指通过具有启发式的提问，激励学生学习的兴趣，从而培养学生的创造性思维能力。讨论式教学方法，是指通过讨论问题，积极引导学生进行独立思考，培养学生的自主学习能力。
在具体做法上，除了采用布置思考题目，推荐参考文献的方式外，还通过将学生分为合作小组，针对某一任务进行组内合作，然后组织各小组就各自研究成果在全班进行交流，鼓励学生之间就技术问题进行讨论、质疑与辩论，加深理解。
通过启发式与讨论式教学方法的引入，增强了师生互动，提高了学生的学习兴趣，刺激学生主动学习的欲望。
3 结语
在“光学工程与系统设计”的教学中，针对存在的问题，从规划授课内容、理论结合实际以及创新授课方法等等方面进行了教学改革的实践与探索。通过合理地规划授课内容，理论与实际相结合，以及引入启发式和讨论式的教学方法，注重对学生发现和解决工程问题的能力的培养，刺激学生学习的主动性与积极性，提高了教学质量，收到了良好的效果。
参考文献
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光学工程论文范文第3篇
关键词：光电专业；本科毕业论文；工程教育专业认证；工程应用
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0194-02
目前，我国开设工科专业的本科高校有1047所，占本科高校总数的91.5%；高校共开设工科本科专业14085个，占全国本科专业点总数的32%。从2005年起我国开始开展工程教育专业认证试点，组织开展相关专业领域的认证工作，在学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件等7个方面与国际标准紧密对接。2013年6月19日，在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，《华盛顿协议》全会一致通过接纳我国为该协议签约成员，成为该协议组织第21个成员。这在一定程度上表明我国工程教育的质量得到了国际社会的认可。
毕业论文是高等工科院校非常重要的实践教学环节，是学生综合应用专业理论知识去分析、解决实际问题的实践锻炼过程，是提高教学质量的重要环节和完成人才培养计划的重要保证措施，也是大学生才华的第一次显露，最能反映出大学生的知识、能力和素质。然而随着我国高等教育进入大众化教育阶段[1]，近年来，由于高校、教师和学生的重视不够，毕业论文整体呈现出质量不高、脱离实际的趋势，特别是工科毕业论文未能体现出工科特色，有的毕业论文理论性太强，未能抓住工科毕业论文要结合工程实际和工程应用背景的基本要求。
毕业论文的选题是决定毕业论文好坏的关键，毕业论文的选题要体现科学性、创新性、工程性、可行性等方面特点。本文结合江苏大学光电信息科学与工程专业特点，从毕业论文的课题来源谈谈工科类本科毕业论文的实践教学改革途径，以期提高本科毕业论文质量，进一步推进我校光电信息科学与工程本科专业工程教育认证工作。
一、结合导师科研项目选题，增强毕业论文内容的科学性、创新性
本科毕业论文的选题可以结合导师的科研项目进行[2]，科研项目一般包含许多子课题，子课题之间又是相互联系相互支撑、相互渗透，它们的难易程度有所不同，可以让不同基础、不同兴趣的学生选择不同的子课题，培养学生基本的科研能力，对学生未来的学习和工作有着十分重要的意义。笔者所在系的教师都具有博士学历，大多为硕士生导师，科研项目来源丰富，有省部级、部级博士后基金、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金以及与企业进行的合作研究项目。如国家自然科学基金“飞秒激光诱导超快超高压冲击加载下金属箔材塑性成形机理及方法”、江苏省自然科学基金“飞秒激光加工制备光子晶体光伏电池及其抗反性能研究”和企业进行的合作研究项目“用于电力光纤到户的新型弯曲不敏感光纤研究”等项目，这些项目大多面向工程应用和基础研究。近年来，我们始终坚持将自身的科研课题与本科生的毕业论文相结合，表一为我校光电信息科学与工程专业近三年毕业论文课题来源统计结果，可以看出，每年大约有29%左右毕业论文课题来自导师自己的科研项目，导师通过毕业论文有意识地培养学生的基本科研素质。实践表明，这种方法能够充分发挥指导教师和学生两方面的积极性，为圆满完成毕业论文创造了良好的条件。通过研究生的传帮带，学生从查阅资料到拟定方案，从选择设备、器件到问题的发现及解决这一系列的研究过程，对科学研究和科学实验有了更深入的认识。通过与硕士生协同研究，他们学到了解决科学问题的方法和团队协作精神，很好地培养了学生的动手实践和科研创新能力。
二、结合企业生产工程实践选题，毕业论文内容面向工程应用
问渠哪得清如许，为有源头活水来。工科类毕业论文内容要想面向工程应用，最好的措施是结合企业工程生产实践选题，采用校企联合指导模式[3]。表一所示，近三年来本专业来自企业生产实践的毕业论文选题有增大的趋势，从2013届的20.7%提高到2015届的36.1%，这主要归功于学生充分利用本专业学生的实习基地和教师通过自己与企业建立良好的科研合作关系，积极落实学生到有关企业去完成毕业论文。具有工程技术背景的企业导师结合企业生产实际问题进行毕业论文题目的拟定，这样拟定的毕业论文题目都能与企业的工程应用相结合。通过校企联合指导，学生在毕业论文期间直接参与了具体产品的设计、性能分析、优化到产品试样制作一个系列实践活动，其分析实际问题的能力、创新能力和动手实践能力等得到充分锻炼。
结合企业生产工程实践选题也是当前现实的需要。一方面，现在学生就业观也有很大改变，不再都是把国企、外企作为首要就业去向，许多学生也愿意到私营企业去。他们认为到国企、外企很可能不会到研发部门，而到私营企业可以到研发部门从事研发工作，学到很多技术和能力。私营企业很希望学生能到单位去做毕业论文，同时学生也愿意到单位完成毕业论文。通常用人单位会给予学生一定的实习费、生活费，以本专业学生去长三角和珠三角实习为例，用人单位一般会给学生每月2500元左右的实习费，基本解决了学生生活上的后顾之忧。用人单位会安排有经验的工程师担任企业导师，这样毕业论文完成后，学生和企业之间能进一步地相互了解。学生基本能胜任企业的工作，企业也对学生的综合能力有了进一步了解，为以后合理安排工作岗位和工资待遇提供了依据。另一方面，可以解决校内毕业论文题目陈旧的难题。由于近年来招生规模扩大，每位指导教师指导的毕业生数量较多，为每个学生提供不同面向工程类毕业论文题目难度较大，校企联合指导毕业论文，使这一方矛盾得以缓解。今年来我校光电类本科毕业论文从企业选题，从激光加工、镜片检测到照明设计和通信光纤结构设计等，丰富了学生的选题范围。校企联合指导学生完成工程类毕业论文课题，高校教师的实际工程能力得到提高，学校聘任企业工程技术人员为特聘教授，他们定期到学校做学术报告，结合自己成长经验将企业的经营发展、先进管理经验传授给学生，激发大学生自主创业热情，促进学生健康发展。
三、借助专业软件，使设计类毕业论文内容面向工程应用
工欲善其事，必先利其器。近年来，本专业开设的课程中涉及的专业软件有CODE V、Rsoft、LightTools、Optiwave、TracePro、Matlab、Labview等。这些专业软件有效地衔接了本专业的基础专业知识和工程实践应用。通过专业软件的学习，提高学生分析问题、解决问题的能力，为顺利完成毕业论文提供了强有力的工具。相比于需要借助于一些大型实验设备来完成的毕业论文，软件设计类起点低，时间上灵活自动，不受场地等物理条件的限制，使学生能更快地完成课题目标。近年来，本专业借助专业设计软件完成的毕业论文内容主要有LED照明灯具的设计，光伏电池表面减发结构设计，光波导结构设计，光子晶体光纤结构设计，相机、手机以及显微镜的镜头设计等。本专业教师在专业软件的使用上经验丰富[4]，设计内容有着自己的特色，面向于工程实际应用，因此，也受到本专业学生的青睐。表一中可以看出，近三年来，借助于专业软件完成的设计类的毕业论文平均选题率大概在30%左右。
四、结束语
本专业近年来结合导师科研项目、企业生产工程实践和专业设计软件进行本科毕业论文选题。总体而言，毕业论文能体现出科学性、创新性、工程性、可行性，但也存在近10%的毕业论文未能体现工科毕业论文要结合工程实际和工程应用背景的基本要求，这也要求我们在以后的毕业论文课题确定上要克服困难，推进我校光电信息科学与工程本科专业的工程教育认证工作。
参考文献：
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光学工程论文范文第4篇
关键词：工程光学；实验教学；教学实践
中图分类号：G424.31 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0219-02
一、引言
工程光学是光电信息专业本科生的必修课。作为物理学中的一门经典学科，工程光学在注重论述光学基本原理的同时，结合工程实际，使学生在学习过程中较全面掌握光学基本理论和实际应用技术。[1，2]学生通过学习工程光学，可在掌握经典光学理论的基础上，对光学设计的理论与专业知识有更进一步的认识，了解光学零件的制造方法与基本工艺，将传统光学理论与工程实践相结合，为进一步研究开发光学仪器打下基础。
工程光学实验与工程光学理论课相配合，着重于培养学生研究型的学习能力和创新能力，使学生具备科学实验的素质和实验技能，促进学生综合素质的全面提升，使之成为理论与实践创新相结合的复合型人才。本文结合教学实践，对工程光学实验教学作了一定的探讨，以期可以通过实验教学内容和教学方式的研究进一步提高光学实验的教学质量。[3，4]
二、实验课程教学模式及与理论课程的衔接
作为应用光学专业课的配套实验课，工程光学实验依赖于应用光学课程的教学，主要包括七个实验：平行光管调校、放大率法测量透镜焦距、望远系统参数的测定、单透镜的球差和色差、近视远视及其校正、畸变及其校正、照相机的景深。授课学时为16学时。通过这些实验，可以让学生进一步巩固应用光学的理论知识。通过实验的准备和光学系统的搭建，可以培养学生的动手能力。实验规定学生必须在课堂时间内完成相应的实验内容，并熟悉相应的仪器如平行光管、经纬仪等设备的使用方法，掌握实验的基本思想和设计方法，进一步加深对理论知识的掌握。[5，6]
掌握理论知识是成功进行实验研究的基础。传统的实验指导书基本按照实验目的、实验内容、实验步骤的顺序排列，很多学生容易在不理解实验原理的基础上，仅仅照指导书按部就班地操作，这样虽然也有可能得出正确的结论，但是对提高学生的知识水平并没有作用。引导学生理解相关的专业理论是做好实验的首要条件，需要老师和学生的共同努力。除了需要老师增强专业知识，提高教学质量以外，还需要学生端正实验态度，掌握光学类知识的学习方法，认真学习理论知识，将课堂中所学的知识有效地与实验相结合。这就需要在专业课和实验课的教学中，克服理论教学和实验教学不同步的情况。理论课的老师需要了解实验课指导书的具体内容，熟悉实验设备，而实验课的老师则需要了解理论课的进度及课本内容，以及在理论课堂教学时，学生是否有一些不能掌握的难点会对实验教学造成影响，要经过教学实践不断完善实验指导书。这样理论教学与实验教学才能相辅相成，达到事半功倍的教学效果。
三、实验报告的撰写
要想成功地完成实验指导书上的实验，预习是至关重要的。很多学生在完成实验报告时往往是把实验指导书照抄一遍，不求甚解。其实，实验报告的完成首先应该先预习相关原理，进行阐述和理解，如有疑问可以带到实验课上讨论，并通过实验过程中观察到的现象解答自己在实验预习时遇到的相关问题。
在预习过程中，可以针对实验所围绕的知识点查阅教材和各种有关的资料，思考除实验指导书中所述步骤之外，有没有其他方法可以验证相关原理。撰写实验报告的原理及实验步骤部分，可以将实验指导书中的相关文字采用较精练的语言来阐述，而不是按部就班地照抄。老师要鼓励学生将自己思考设计的与书中不同的实验方法撰写下来，与现有方法做对比。如果实验条件允许，可以安排相关实验，以激发学生的创新能力。
光学实验的主要内容主要是首先进行仪器的调节，然后观察并分析实验现象，学生通过数据记录和表格处理分析实验结果。整个过程环环相扣，密不可分。如望远系统参数的测定实验，采用经纬仪作为实验主要仪器，掌握望远系统出射瞳孔的形状和位置、视场角、放大倍数、目镜视度和系统视差等基本参数的测量方法。在这个实验中，首先需要学生掌握经纬仪的使用方法。经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器，可测量水平角，根据测角原理设计，可以用于测量角度以及粗略的距离测取。整套仪器由仪器、脚架部两部分组成。经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，分为电子经纬仪和光学经纬仪，目前工程光学实验中主要使用光学经纬仪。作为一种测量仪器，经纬仪的使用在应用光学的理论课程上并不会做重点的介绍，因此在做实验的时候，学生对该种仪器还是比较陌生。这就需要学生在课前对该种测量仪器做一个初步的了解，教师在实验课堂上也应着重讲述经纬仪各部件的功能以及调节使用方法，在学生对该仪器有了一个初步的了解和接触之后再进行正式的实验。值得一提的是，实验器具有时候型号并不完全相同，操作部件的位置也有区别，这就需要教师在课前检查并熟悉所有的实验装置，有针对性地向学生讲解各台仪器有可能存在的区别。
经过初步的仪器接触后，学生可以进入到正式的实验过程，该实验以远处的标尺作为观察对象，这就需要学生可以互相配合，及时反馈测量位置做出正确的标记。该实验不仅可以锻炼学生的实际操作能力，也可以培养学生的团队合作精神，对于学生来说是一个很好的锻炼。在实验报告的撰写中，学生不仅需要记录实验数据，也需要阐述实验中曾经遇到的问题和解决方法，并且思考放大率和物置无关的原因，及如何检验用角度表示的视差值等问题，进一步提高对该实验的认识。
四、实验课程的考核
实验课程的主要教学目标是使学生在掌握理论知识的基础上，学习基本的实验方法和专业实验技能，因此在该门课程的考核上需要与理论课程有所区别，可采取平时成绩占70%，期末成绩占30%的做法。
平时成绩的考核主要包括对学生预习情况的掌握，对学生实验过程的观察两方面。前文中提到，学生对即将要做的实验项目预习的深入程度会直接影响到实验的进展情况。把实验预习情况作为一项评估内容，可以督促学生做好实验预习，以便他们更好地完成实验，鼓励学生通过其他渠道查阅相关的实验资料，扩展对实验的认识。
实验过程的考核主要是针对学生的实验习惯和操作方法等方面。从实验习惯方面来说，由于工程光学的实验设备一般比较贵重，且对于精度的保持要求很高，因此除了对实验设备的存放环境有要求之外，还需要叮嘱学生爱护实验设备，不能将与实验无关的物品，特别是水杯等，随意放置在实验平台上。光学实验最重要的就是培养学生细心和认真的实验态度，养成严谨的实验习惯，这不仅有助于部分学生在研究生深造时更快地进入专业实验操作的状态，也有助于培养学生对工作谨慎认真的态度。学生按批次教学，每一批次不超过20人，可以确保大家都有动手的机会。在实验过程中，教师必须仔细观察学生的操作情况，及时纠正不规范的实验习惯。特别是在碰到仪器故障时，教师应该教导学生如何排查故障情况，沉着冷静地解决问题。在记录实验数据时，有的小组可能和其他小组相比误差较大，此时应仔细分析排查误差产生的原因是由于客观误差还是主观误差引起。可以让学生重复几次实验步骤，或者同一小组的学生轮流读数，再观察实验结果。
期末成绩的考核主要包括对学生实验报告的评定，考查学生对已做实验的掌握度两方面。实验报告的评定除了看版面是否整洁，实验原理、目的、步骤是否清楚等，主要考察学生对数据的表达方式和处理方法，思考题的回答等。同时，要排查实验报告的数据是否有雷同的现象。此外，鼓励学生撰写实验体会和实验过程中问题排查的经验等，有助于学生实验知识的积累。
在考查学生对已做实验的掌握度方面，可逐组考察，采用抢答的形式，每组考核时间约为10～15分钟，可将部分实验装置带到现场，针对实验中的操作和原理等方面提出有针对性的问题，并可以适当地提出一些具有设计性的问题，考察学生是否在完成书本上的实验同时，能够提出自己的实验方案，考虑实验方案在细节上是否可行等。这样有助于培养学生的创新精神，培养良好的科研思维习惯。
五、总结
作为光电信息专业本科生必修的专业基础实验课，工程光学实验的教学在整个光学专业课的教学中起着至关重要的作用。本文针对光学实验教学模式及考核方法等方面进行了研究与探讨，主要从实验课程教学模式及与理论课程的衔接、实验报告的撰写及实验课程的考核等方面做了一系列的阐述。希望可以有助于在工程光学实验的教学实践中有效地培养学生实践能力、科学思维方法及创新能力，这样不仅有益于学生的下一步深造，也有助于学生培养良好的工作习惯。通过相关实验教学方法的讨论，也可以进一步提高光学实验的教学质量。
参考文献：
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[4]王德龙.光学实验教学探索研究[J].赤峰学院学报：自然科学版，2014，（10）：186-188.
光学工程论文范文第5篇
关键词：工业分析化学；理论课程；实验课程；结合
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0244-02
工业分析研究领域广泛，在经济建设方面作用大[1、市场需求多，因此很多高校开设了工业分析这门课程。工业分析分为理论课程和实验课程两部分，其中实验课程是对理论知识的理解和加深，培养学生实践能力的重要环节，要上好实验课程，关键问题是如何把实验教学与理论教学有效结合。
一、工业分析实验课程与理论课程结合的现状与原因
目前工业分析教学存在的主要问题是实验课程与理论课程脱轨的现象很严重。很多学生理论课学得很好，但是实验能力差；有些学生动手能力很强，但对其中涉及的理论知识却知之甚少。出现这样的问题，我们结合本校的情况，认为主要有如下几个原因。
1.课程安排不合理。一是工业分析实验开课时间较晚，如本校学生从大三下学期才开设。学生的心思主要放在找工作和考研上，对实验马虎了事。因实验课学分低，对学生评奖学金及毕业等都不影响，导致学生不重视实验课。二是负责授课老师不统一，理论课是一个老师，只负责理论知识的讲授，而负责实验课程的却是另一个老师，这必然导致理论与实验的脱节。如在乙醇中荧光染料的测定实验中，教师在课堂上了介绍物质产生荧光的原理、荧光测试方法以及仪器构造。在实验课程上教师只指导学生如何操作荧光分光光度计，没有很好地引导学生深入了解理论知识，如实验过程中出现峰值过高，仪器测不出具体数值，实验老师虽然知道通过调小狭缝值或不同的电压来测，但往往没有告诉学生这样操作的原因是什么，导致了学生不能将理论知识与实验操作很好地联系到一起。
2.实验条件影响。学校经费投入不足，实验仪器不完善，学生做实验时受到客观条件的限制，导致预期实验教学效果不佳。例如我们第一届学生在做荧光染料测定实验时，因只有一台荧光光度计，加热板也不够，导致很多学生在实验时等待时间过长。实验仪器的匮乏给实验带来很大不便，也容易打断学生做实验的连贯性和学生对实验的思考，造成实验结果误差大。
3.实验准备工作不充分。大部分学生从来不提前进行实验预习，即使老师提到了也不认真执行，对本次的实验原理、步骤、仪器及注意事项一问三不知，进实验室时手忙脚乱。另外，有些教师在实验前没有做到充分准备，对实验中可能出现的问题预见性不强，导致实验效果不佳。
二、实验课程与理论课程一体化教学的思考
我校注重学生在校期间实践能力和创新精神的培养，实验对工科学生在以后的工作中起着至关重要的作用。为了培养学生的创新精神和实践能力，必须把实验课程和理论课程有机结合起来，提高学生独立思考、动手和解决问题能力，满足企业对本专业毕业生实际能力的需求。以下是我们针对实验课与理论课出现脱轨的问题而提出的一些解决方法：
1.完善课程安排。实验课程应尽早开设，课程应在大一或大二开设，并与理论课程同步，负责理论课的老师也要参与负责实验室课。因工业分析属于分析化学领域，实验涉及的仪器都比较常见，如滴定实验中的滴定管，过滤实验中的抽滤仪器，含量测定实验中用到的紫外分光光度计等，这些仪器在本专业其他实验课程中都是最基本的实验仪器，只有熟练掌握这些仪器的操作和原理，才能顺利完成本专业的其他后续课程；积极组织一些跟工业分析有关的趣味实验活动，调动学生积极性，提高学生对实验的兴趣及对理论知识的求知欲。因为实验现象需要理论知识来解释，通过活动促进学生主动学习的能力；实施理论课程与实验课程一体化教学，在老师讲授理论课的同时，向学生展示仪器操作的图片，或者直接在课堂上操作一遍实验仪器。如在讲解误差时，可以在课堂上展示工业分析实验室用水这个实验，检验阳离子颜色的变化及检验氯离子时出现沉淀等，以明显的实验现象证明着实验用水对误差的影响，让学生更容易接受所讲解的内容；把实验课程学分提高，要求学生毕业前必须修够一定实验课学分，在奖学金及奖项评估计算成绩方面把实验学分当成单独的板块。
2.完善实验条件，加强师资建设。学校继续加大对实验室建设的投入，完善实验条件，同时要加强对实验室师资的建设。尽量保证每个学生都有充分的实验条件顺利完成每个实验过程。对于实验教师不足的情况，可以采用聘用研究生助理的办法，我们通过采取这种方法，既减少了师资不足的压力，同时研究生本身也得到了很好的锻炼，获得双赢的良好效果。
3.实验准备工作的改进。布置实验预习任务，要求每个学生完成预习实验报告，并针对实验提出几个问题作为预习实验内容的一部分，调动学生主动思考的积极性。如上面提到的乙醇中荧光染料的测定实验，预习内容包括如下几个问题：绘制产生荧光原理图，在一个坐标轴里画出简易的激发光谱和发射光谱图。什么是标准曲线法？简短列出实验步骤和荧光分光光度计的使用步骤。提出实验中应该注意的事项。为了回答这些问题，学生将会联系课堂讲授的知识及努力去查阅相关文献资料，在实验过程中也会更加认真。教师实验前应把实验中涉及的理论知识深刻理解及灵活应用，同时有效预测实验中出现的问题及应对准备。如对铝及铝合金中铝的测定――氟化物置换-EDTA滴定法这个实验，教师除了把实验中涉及到的理论如F-置换EDTA原理，pH值对金属离子络合的影响因素，金属离子络合物颜色变化原因，滴定终点判断方法，使用混酸的原因等了解透彻，还要把整个实验步骤先做一遍，考虑实验出现问题的解决方案。如上述实验，如果照搬实验教材的方法来做，实验药品用量太大，我们通过设计方案，可以把实验药品量减少到1/4，同样也得到相同的实验现象。因此实验前的充分准备尤为重要，为实验与理论的结合起到了至关重要的作用。
工业分析实验在我校材料学院已经开设两届，从第二届开始，学校在实验室的建设中投入了大量资金，学生的实验条件得到了较大改善。调整理论课程与实验课程教师的统一，聘用研究生学生助理，重视实验准备工作，通过这些措施的实施，教学效果明显改善，这对培养理论知识丰富、动手能力强和工作态度严谨的高综合素质人才具有积极的意义。
参考文献：
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光学工程论文范文第6篇
关键词：时空观；狭义相对论；教学方法
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）12-0015-3
狭义相对论的时空观由于其本身不太好理解，中学生对此知识是心生畏惧，所以一直是中学物理教学中的一个难点。在教学探索过程中，笔者尝试从爱因斯坦提出的狭义相对论的两个基本假设出发，凸显用“光”作为测量工具的特色，避开用中学生难以理解的洛伦兹变换，用中学数学知识和中学生已经掌握并理解了的物理规律，巧妙地推导出狭义相对论的主要观点、结论和公式。因为爱因斯坦的时空观中，物体都是高速运动的――物体以接近光速的速度在运动，所以要“凸显用‘光’作为测量工具的特色”。这样就将抽象的逻辑思维变成了高中生易于接受的形象思维，让学生直观地发现狭义相对论的结论，取得了很好的教学效果。本文试将笔者的推导过程，展示如下：
说明1：狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。本文选择的参考系，都是惯性参考系，所用的规律，都是学生熟知的运动学基本规律。
说明2：光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。即光速与光源及观察者间的相对运动没有关系，或者说真空中的光速是各向同性的。
说明3：用“光”作为测量工具，是本文的一个重要观点。我们应该想到，狭义相对论研究的运动，其速度都是可以和光速相比的，用一般的测量工具和方法，自然无法理解和导出狭义相对论的时空观和相应的公式。而用“光”作为测量工具，则是一个十分简捷、有效的方法。本文所举的例子就是用这个方法，紧扣上面的三点说明，来解决如何向中学生讲解狭义相对论时空观这个难题。本文所举的例子，都是仿照课本做法，以沿着平直的轨道匀速行驶且速度可以和光速相比的一列高速运动的火车为模型，以下不再说明。
6 结 语
由本文介绍的方法可见，从狭义相对论两个基本假设出发，并用“光”作为测量工具，可以使学生感觉畏惧、难懂的狭义相对论，很轻松地传授给中学生。只要我们掌握了这个方法，就可以避开洛伦兹变换，轻松地向中学生讲授狭义相对论，并且狭义相对论公式也不用再像教材那样强行给出让学生死记硬背，公式的推导也非常容易理解，使学生感到狭义相对论的基本时空观和其他结论，都是“从狭义相对论的两个基本假设出发，并用‘光’作为测量工具”所推导出的必然结果，并不像想象和传说中的那么神秘和另类了。
参考文献：
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光学工程论文范文第7篇
关键词：形象化教学；光学；多媒体；教学改革
作者简介：孙婷婷（1981-），女，山东淄博人，南京信息工程大学物理与光电工程学院应用物理系，讲师。（江苏 南京 210044）
基金项目：本文系南京信息工程大学八期教改项目（项目编号：11JY053）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）04-0078-02
光学是一门古老的学科，与人类文明的发展息息相关。随着20世纪激光器的诞生，光学学科焕发了新的生命力，出现了许多以激光为基础的现代光学分支和交叉学科，其内容和方法已经渗透到现代科技的各个领域。作为光信息科学与技术专业、应用物理学专业的核心基础专业课程，“光学”课程定位于帮助学生奠定坚实的专业基础知识，学习并建立科学的思想方法。鉴于光学课程的重要地位，教育工作者应当不断探索符合学科发展、适合人才培养需求的教学方式。为了提高学生的学习效果，激发学生学习的主动性，笔者结合科研工作中的体会和教学过程中的实践，对光学课程的形象化教学方法进行了讨论。
所谓形象化教学法，指用日常熟悉的、简单的、容易理解的现象解释陌生的、复杂的、抽象的、不易理解的概念，或应用视频形象化地将复杂的工作过程和抽象的概念展示出来。形象化教学是直观性教学原则的具体体现，是各级学校各门课程都适用的一种重要教学手段。[1]对于“光学”课程而言，其本质上是一门实验科学。无论是从几何光学成像系统到光的干涉、衍射现象，还是从经典光学发展到现代光学，其中都包含了大量的理论和实验内容。而且，这些理论和实验联系紧密，绝大多数理论直接来自于实验又应用于科学实践。[2]因此，从“光学”课程的实验性特点出发，改革现有光学课程传授式教学为主的现状，在课程教学中加大形象化教学的比重，是各高校光学教学方法改革的重点之一。
如何在“光学”课程中贯彻形象化教学方法，使学生在进行抽象的逻辑思维同时建立形象化思维，增加学生对课程的理解和认识？笔者从以下几个方面对此进行了总结。
一、积累教学片段，用生活化语言将抽象问题形象化
教学片断是教师在长期的教学实践中总结出的富有代表性的教学材料，它可以是一个类比，一个生活事件，一个故事等。[3]在教学活动中，对于一些比较抽象的概念和规律，采用常规教学方法难以使学生理解和掌握。如果教师能够恰当地利用生活实践中贴切的比喻和类比，使得抽象的概念具体化、形象化，则可以达到化繁为简、事半功倍的效果，同时还可以启发学生积极思考，锻炼学生的形象思维能力，从而提高课堂教学效果。例如，在讲述光的横波特性时涉及到“横波”和“纵波”的定义，如果教师只按照课本上“纵波振动与传播方向一致，横波振动方向与传播方向垂直”的解释一带而过，并不能给学生留下很深的印象。笔者在教学过程也有所体会，很多学生只记住光是横波的结论，至于什么是横波却解释不清楚。在此，可以引入“取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波”的例子说明什么是横波，再引入“取一条软弹簧，沿弹簧长度方向前后推动，则在弹簧上形成一列纵波”的例子，形象化总结纵波的特点。
通过形象化的说明，可以使学生更直观地理解两个概念的特点，加强记忆。但是，应用生活化的比喻和类比，并不是以浅显的道理代替较深的理论，而是要求教师紧密结合教材内容，根据具体情况，做到言之有理，言之有据。还是针对上面的例子，虽然形象化的类比可以使学生快速领悟“横波”和“纵波”的特点，但是从科学严谨性出发，光波是电磁波，与类比中的机械波既有相同又有区别。因此，在学生领悟到所传递的信息之后，还应当对电磁波和机械波的异同加以比较，既保证了知识的科学性、完整性，又巩固了之前力学课程的知识点。
二、带实验进课堂，利用演示教具实现教学形象化
实验是科学研究的一个重要方法和手段，也是理工科教学的重要内容。虽然大多数院校都开设了基础光学实验课，但是在时间安排上往往与理论课程不同步，造成了实验和理论的脱节。学生不仅对基于实验的理论难以理解，而且所学理论也不能很好地应用于实际。因此，在“光学”课程教学过程中，在学时条件允许下适当增加随堂演示实验，既可以提高学生的学习兴趣、启发学生积极思维，又可以增强学生对概念和规律的理解。得益于网络技术的发展，笔者观看了美国麻省理工学院理工科部分开放课程，印象极深的一点就是实验进课堂教学。教授在讲完物理定律和概念之后，会配合课堂演示实验证明理论的正确，并且在每次课结束之前，还会安排一个与当堂知识相关的趣味实验，让学生思考观察到的现象，巩固所学的知识。值得一提的是，大多数演示实验都是教授自行设计，所用道具和演示并不复杂，无需占用太多时间，却收到非常好的教学效果。麻省理工学院的课堂教学安排值得我们在“光学”教学中学习和借鉴，当然，这也对教师的综合素质提出了更高要求。
三、发挥多媒体优越性，动态演示实验现象
由于计算机和网络的敏捷发展，多媒体技术在教育领域得到了普遍的使用。多媒体集文字、图形、动画于一身，可以直观、动态地演示物理实验现象，充分调动了学生的积极性，为学生的学习和发展提供形势多样的学习环境。对于“光学”课程中仪器复杂或不易观察现象的实验，采用多媒体教学展示可以节约教师板书时间，清晰再现物理图像，提高教学效率。例如，在光的波动性教学中，对于单缝衍射实验，本身对实验条件的要求就较高，因此在课堂上直接进行演示不切实际。教师可以用视频为学生播放实验录像，并用课件绘制实验装置，结合板书进行理论分析。从推导的公式可知，单缝衍射的图样受波长、缝宽等因素的影响，观察屏上的衍射图样会随着实验条件的变化而不断改变，这与观察到的实验现象是一致的。利用多媒体课件进行动态演示，可以用实验结果帮助学生理解相关的理论推导，弥补了传统板书教学的不足，增大课堂的信息量。
四、利用仿真软件构建虚拟实验室，将抽象理论直观化
培养具有科技创新能力的人才是教育改革关注的重点，加强专业基础课程和适时引入科学前沿对创新人才的培养具有重要意义。对于“光学”课程的建设，各级各类院校积极推进教学内容的改革，在强调经典光学的基础上，加大现代光学和光学前沿科技的比重，如激光技术、光纤通信技术、光电子技术等。由于现代光学内容涵盖广泛且涉及到学科交叉，对于背景知识不足的学生来讲，很多抽象的概念和原理难以理解。受经费等条件的限制，大部分高校并没有能力开设与前沿技术配套的实验课程。
针对上述问题，有高校提出利用软件仿真构建光学虚拟实验室的方案。[4]通过虚拟实验，既可以使学生了解和掌握复杂光学器件工作原理，又节省了设备运行经费。很多功能强大的工程软件已经被应用到光学教学中，如MATLAB、Mathematic、光学设计软件Zemax、光学仿真软件Tracepro、BeamPROP等，不仅能够通过直观、形象的界面激发学生的兴趣，还能够拓展学生的技能和知识面。
参考同行经验，笔者所在学校在推行光学课程改革建设的过程中，增设上机实践课程，让学生在虚拟实验环境中了解光学器件在光纤通信、传感和信息处理等领域的应用。例如，利用有限元分析软件COMSOL的射频模块，可以模拟阶跃光纤截面的模场分布，形象地展示光纤参数的改变对模场分布的影响（见图1）。再如，用BeamPROP软件绘制两根平行直波导构成的耦合器，当光从一根波导入射时，利用软件模拟光在两波导之间的耦合过程，得到出射端两波导的透射功率。然后改变入射波长、波导间距等参数，让学生观察总结出射端光功率的变化规律（见图2）。结合模拟结果，教师进而阐述光纤耦合器、波分复用器等器件的工作原理，这样学生理解起来要容易得多。调查显示，自该课程开设以来，学生对光学课程的兴趣和学习积极性都有所提高。
五、开展现代光学知识讲座，增加学生感性认识
虽然在推行“光学”课程教学改革中，已经加大现代光学内容的比重，但是受课程学时的限制，系统详细地讲解现代光学内容是不现实的，因此只能对很多概念和原理做简单口授，无法利用形象化教学手段展开阐述。对此，笔者认为可以通过在课余时间开展现代光学知识讲座、建立讨论小组等形式作为有益补充。例如，传统光学课程里对于光栅的讲解，一般都安排在光的衍射部分，并局限于对强度调制的二维平面透射光栅进行讨论。学完这一部分后，很多学生对光栅的认识仅停留在这个阶段。但是在实际中，其他类型的光栅表现出了更高的应用价值。比如光栅光纤传感技术，由于其良好的检测精度和线形响应，在多领域得到了广泛的实际应用，是当前的研究热点之一。在完成课堂教学任务之后，可以在课绕光纤光栅的主题开设讲座介绍光栅光纤的成栅机制、制作工艺，光纤光栅传感的原理和技术、传感网络的实现与解调等。在讲座中，可以采用图像、影音等直观方式向学生传递信息，增强学生的感性认识，使得其知识体系更为完整。将抽象的理论和生活实践联系起来，有助于开阔学生的视野，也帮助学生未来更好地面对就业挑战。
六、总结
综上所述，在光学课程中应用形象化教学方法，可以帮助学生更牢固、更直观地理解并记忆理论知识，也可以帮助学生将理论和实践有机地结合起来，建立一种形象和逻辑相结合的思维方式。从实际教学效果来看，学生对光学课程的学习兴趣明显提高，对知识的理解也更为深入。
参考文献：
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光学工程论文范文第8篇
关键词：制药工程；实验教学模式；探讨
中图分类号：G420 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）04-0087-02
制药工程专业要求学生应该掌握制药工程学科的基本理论和基本知识，具有新药研发、药品生产、经营管理等方面的能力，而这些能力的培养主要通过一系列的实验教学来实现。实验教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性的特点，因此，越来越受到各高校的重视[1]。我校分析测试中心是学校设置的为教学、科研提供服务的校级公共平台，同时是分析测试理论、技术和方法研究与培养高层次人才的重要教学和实验基地。由于我中心拥有大量的分析测试仪器，为综合创新性实验课程的开设提供了可能和保障。本文就以我校分析测试中心综合创新性实验课程的开设为例，对高校制药工程专业开设综合创新性实验的必要性、实验平台的建设、实验内容设置以及教学实践效果进行了探讨，以达到优化实验教学过程、提高教学质量的目的。
一、开设综合创新性实验的必要性
制药工程专业主要培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，掌握制药工程学科的基本理论和基本知识，在医药企事业单位等部门从事医药产品的生产、管理、科研开发、工程设计以及技术服务等领域富有创新精神和实践能力的应用型工程技术人才。由于制药工程专业在90年代才开始发展，在国内外都是一个新兴的专业，其培养目标、课程设置、培养方式等培养方案还处于摸索、改进和逐渐完善的阶段，因此培养方案的各个方面均存在一系列问题。目前，由于制药工程专业需要多种进行药品制备、检测等方面的设备，但各培养单位很难有足够的经费购置所需要的有关设备，因此大多偏重于理论教学，只进行少量、简单的实验教学，难以达到培养实验技能和实际动手能力的要求[2]。同时，各课程缺乏有效的沟通，只是根据本课程教学内容以及本院系所具有的有限资源设计实验内容，常常造成多门课程开设相同或相近的实验，造成院系资源浪费的同时也浪费了老师和学生的宝贵时间和精力，学生学习积极性受到很大影响。因此，制药工程专业必须系统的进行一系列改革，开设出能真正培养学生综合创新性能力的实验课程。
二、综合创新性实验平台的建设
大型公共开放平台可以为综合创新性实验的开设提供有力的支持，而公共开放平台各实验室、检测室以及检测设备的自由共享是开设综合创新性实验的前提[3]。我校分析测试中心（以下简称中心）以日元贷款项目和省部共建项目为契机，先后投入日元贷款、省部共建资金、重点学科资金、配套建设资金和环境建设资金，购置了包括气相色谱、气相色谱―质谱联用仪、液相色谱、液相色谱―质谱联用仪、核磁共振波谱仪、DNA测序仪、PCR仪、紫外―可见―近红外分光光度计、荧光分光光度计、电感耦合等离子发射光谱仪、电感耦合等离子发射光谱―质谱仪、原子吸收光谱仪、傅里叶变换红外光谱、元素分析仪、激光拉曼光谱、微波消解系统等20多套大型精密分析测试仪器及配套运行设施。设置了微区结构分析室、色谱―质谱分析室、谱学性质分析室、物化性能分析室、颗粒特性实验室、生化分析室，能够从事物质的成分分析、结构分析、物相分析、细胞分析等分析测试工作。在一整套科学、规范的质量保证体系和规章制度的保障下，完全共享且全方位开放，全校师生都可以利用本中心资源进行科学研究以及开设创新性实验科目。学生经过充分准备，提出实验方案报告，经指导教师审阅通过后，向中心提出实验课题，经评审即可进入实验室进行研究。这些软硬件条件有利的保证了综合创新性实验的开设和实施。
三、综合创新性实验内容设置
制药工程专业主要培养掌握制药工程学科的基本理论和基本知识，在医药企事业单位等部门从事医药产品的生产、管理、科研开发、工程设计以及技术服务等领域富有创新精神和实践能力的应用型工程技术人才。掌握常见的药物分析检测方法和技术以及熟悉化合物结构表征方法是制药工程专业学生应该具备的技能。对于制药工程专业，常用的检测方法包括气相色谱、液相色谱、紫外―可见―近红外分光光度计、荧光分光光度计、电感耦合等离子发射光谱仪、原子吸收光谱仪、傅里叶变换红外光谱、元素分析仪、多功能显微镜等。对于这些仪器，我中心精心组织基础理论扎实并具有多年从事这些仪器管理、维护、操作的教师进行模块化教学，从仪器的原理、样品的处理、仪器的操作、实验数据的分析处理等各方面系统培训。同时，用实际样品和学生一起分析测试，极大地调动了学生的学习热情。而对于气相色谱―质谱联用仪、液相色谱―质谱联用仪、核磁共振波谱仪、DNA测序仪、电感耦合等离子发射光谱―质谱仪、激光拉曼光谱、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、投射电镜扫描探针显微镜、X射线衍射仪等仪器，由于设备投入和运行费用较昂贵，制药企业自身使用较少的设备，我中心只简单介绍其理论和用途，扩大学生知识面，达到使学生遇到相关问题能知道用此仪器或技术来解决的目的[4]。
四、教学实践效果
经过几年综合创新性实验的开设，本教学模式取得了良好的教学效果。综合创新性实验的开设使学生能直接参与到老师的实用科研项目中，拉近了学校教育和企业实际生产需求的距离。学生可以用所学的知识直接解决制药企业所遇到的问题，很好的激发了学生的学习兴趣，增加了学生的学习主动性和创造性，提高了综合素质，为其毕业后步入社会提供了重要的知识保障。我中心培养的许多学生，在毕业后就直接进入和院校老师有合作项目的企业中去工作，通过这种综合创新性实验的培养，使学生和企业同时受益。同时，在整个综合创新性实验实施中，实验内容不同于传统的方法，老师只提出实验目标，其实验方法、技术路线、所用仪器设备等均需通过查阅文献和老师同学谈论来确定实验内容，这样不仅培养了学生分析问题、解决问题的能力，还使学生在这一系列过程中处于一种主动探索的状态，充分发挥了学生的主观能动性，养成了他们独立思考和积极进取的科学精神，整体素质得到很大的提高。
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光学工程论文范文第9篇
[关键词]光学零件 加工技术 教学 实践
[中图分类号]G642.41 [文献标识码]A
“光学零件加工技术”课程是研究光学零件加工的理论和技术，主要内容包括光学零件制造原理与方法、制造设备和相关仪器、工艺装备、光学材料、光学辅料以及工艺设计等内容。“光学零件加工技术”是一门理论与实践结合密切的学科基础课程，在光学制造人才培养过程中起着承上启下的作用，是应用光学、物理光学等基础课程和光电仪器设计、光电器件、光学检测技术、光通讯等专业课程的重要联接纽带，又是光学设计、微制造技术等专业课程的基础，是光学工程师和光电仪器工程师所必备的一门专业基础知识。[1]
一、“光学零件加工技术”课程改革的紧迫性
“光学零件加工技术”这门课程相对冷门，学生们入学前对该课程知之甚少，学习起来显得比较吃力。由于我国以前在光学方面相对比较落后，在光学加工的理论和实践方面起步较晚，目前主要存在以下几个问题：
（一）教材内容相对陈旧
我们所用教材编写于20世纪90年代，由于当时技术水平的限制，缺少当今科学发展需要的新内容，课程的系统性、完整性较差，无法突出光学技术发展的方向。自从改革开放后，我国的光学加工工艺有了突飞猛进的发展，尤其是我国加入世贸组织以后，国外先进加工技术与先进设备不断进入我国，而我们所用的教材还没有及时反映这些新技术。
（二）授课过于死板
课程内容大多属于定论的东西，或可以直接从理论推导出来的实例，不容置疑。对于实践中经常遇见的现象，尤其是新技术在发展中出现的新论点，尽管实践中屡有成功实例，但由于前人没有定论而不敢涉及。缺乏对学生的启发性，致使学生习惯于接受书本已有的结论。
（三）理论与实践脱节
“光学零件加工技术”是实践性很强的课程，如果教学中不与实践相结合，学生就只能死记硬背书上的概念。其结果是，学生到了企业，几乎全部从头学习。因此，如何加强本课程的实践教学，也是值得探索的问题。
二、课程改革思路
现代教学方法的突出特点是启发式教学，即发挥教师的主导作用，充分调动学生学习积极性，尤其注意学生学习方法的研究，引导学生由苦学变乐学，由学会变会学。教法改革服从人才素质培养的需求，以提高教学质量为目标，课程教材应该有利于教育目标的实现。[2-3]因此教育改革的总目标应是构建有利于学生知识、能力、素质协调发展的整体优化的课程体系。优化的课程体系应促使人才从以下几方面得到提高：
其一，创造性思维的培养。培养学生求同思维和求异思维的统一，综合思维与发散思维的统一，抽象思维与逻辑思维的统一等。
其二，自学能力的增强。课程改革必须有利于大学生自学能力的提高，因为独立思考是创新人才的必备条件之一。
其三，人格品质的塑造。大学生不仅要学会做事，更要学会做人。学校必需以服务社会为导向、以产业需求为中心，产学研结合，课程要努力培养学生的创造性品质。[4]
三、课程改革探索研究
本课程改革从三方面着手：一是教材改革；二是课堂教学改革；三是注重理论联系实际。
（一）教材内容改革
（1）突出专业特性
新教材应突出专业特性。专业课程是使学生形成某种职业定向以及用较短的时间胜任某一专业领域工作的保证。专业赋予人们谋生的技能，是社会发展和人口发展都需要的生存与发展的手段。光学专业学生就业方向大致为：光电相关行业中的管理、销售、技术管理、生产管理、关键岗位技术人员或生产骨干。
（2）重视基础理论，强调新方法、新技术
基础理论是理论学习和工程实践的基础。[5-6]基础理论以以掌握概念、强化应用为重点，专业基础知识强调针对性和实用性。去除原教材中低效率、落后的加工技术和方法，着重介绍新方法、新技术。
光学玻璃材料部分。光学玻璃是光学加工的主体。光学玻璃的物理性质和化学性质是决定光学工艺的重要因素，原教材对这部分介绍略显单薄，对于从事与光学玻璃材料性质相关的研制生产工作，这些理论根本不够。
冷加工部分。近些年，国内光学零件冷加工技术发展很快。古典法加工为主的逐渐被高速加工技术取代，对加工机理的理论部分，以前的教材略显不足。在新教材中更多体现了实验光学玻璃加工机理理论，以及从生产实践中总结出来的实用工序间的匹配技术。以前由于没有计算机，工艺编制和模具计算都相当麻烦而费时，新教材在这方面做出很大的改变，使用精确公式，学生可使用编程方法解决实践中的计算问题。
实用资料。学生毕业后进入企业，除了要掌握技术，还有许多需要掌握的实用资料。企业为了竞争而重视质量。在光学行业，近年来国家已出台了不少光学加工方面的标准，用以规范光学产品的质量。这些资料以前教材未曾涉猎，新教材在这方面有相应介绍。
特种工艺。为适应经济的发展和地方特色的不断变化，课程的内容也应紧跟光电企业发展主流，将实际生产中的新知识、新技术、新工艺、新方法不断充实到教学内容中去。为此，教材中选用适度超前的内容。如光学晶体、光学纤维、梯度折射透镜及非球面的加工、超光滑表面加工技术等。
（二）理论教学手段改革
结合光学零件加工技术课程的实践性强、涉及学科较多、重点难把握等特点，课程采用了实物教学法、实例讨论式教学法和研究型教学法相结合的灵活多样的教学方法。
（1）实物教学法
将光学零件或相关材、辅料等实物引入课堂教学，如透镜、棱镜、反射镜、磨具、磨料等，教师将实物与授课内容结合起来，可以很好地将一些抽象的概念以简单形象的形式展示出来。
（2）讨论式教学法
教师有意识地给出与教学内容相关的实例，启发学生思考问题。比如讲到具如抛光工艺时，提出为了得到光学镜面，如何选择工装夹具、磨料以及其它工艺参数等问题，通过具体问题引导启发学生思考，使学生在思考、讨论和解决问题的过程中逐步了解和掌握主要工序、加工原理、工艺参数以及所涉及的材辅料、加工设备、检测仪器等。
（3）研究型教学方法
将一些与课程内容有关的实际科研问题带入课堂，培养学生的创新思维能力。例如在学习高精度平面的加工技术时，将超光滑表面光学零件的加工技术作为科研问题带给学生，指出如何得到超光滑表面的光学零件、如何测量如此高要求的面形和粗糙度等是当前研究的热点问题，指导学生分析关键问题所在以及解决的问题的思路，让学生开动脑筋，发挥他们的聪明才智。[7]这些教学方法使学生认识到自己学习的知识与最新的高科技是息息相关的，还有很多高技术的实际问题需要现在所学习的知识去解决，从而激发了学习的积极性。
（4）信息技术手段在教学中应用
针对“光学零件加工技术”课程实践性强的特点，将多媒体教学课件和网络课件全面用于课堂教学。多媒体教学课件包括现场录像、三维动画、图片、声音解说、文本，彻底地将复杂的光学零件加工过程或概念生动、形象地表现出来，使授课内容变得生动、丰富、活泼，学生可以更直观地理解教学内容，极大地激发学生的学习兴趣，收到良好的教学效果。网络课件可将与课程有关的教学课件、习题和习题答案、实验指导均上网，并启用了网上答疑、讨论、在线测试、网上提交作业等功能，学生可以在课外自主学习。[8]
（5）作业、考试等教改举措
为了更加合理的考核学生，培养学生平时自觉学习的良好习惯，采用将学生平时成绩纳入到最后的考核。按照理论知识、动手能力、创新素质并重的培养目标，课程考核采用理论考试成绩+平时作业+课堂表现+实验成绩=100分来进行考核与评价。
（三）加强实践教学环节
“光学零件加工技术”课程的课堂讲授与加工实践是相辅相成的。改革不仅要改革教材，实验和实习也是相当重要的环节。授课与加工实验应穿行，使学生学到立体的知识。因此，与教材相配套的实验设置也是本课程教材改革的一大内容。建立功能齐全的光学工艺实践教学体系，拓宽学校与企业的联系渠道。密切学校与更多企业的合作，充分发挥企业作为专业实习基地的作用，并选聘经验丰富、能力突出的企业工程技术人员作为指导教师。[9]课程制定了与本课程相关的实践教学活动原则：认知实验与实习相结合，综合实验与理论课程相结合，选修实验与课外实践活动相结合，工程创新能力训练与毕业设计相结合，具体关系如下图。
（1）认知实验与实习相结合，感知光学零件制造工艺特点
学生需要在课程老师的指导下，完成平面、球面光学零件的全部加工过程，包括下料、铣磨、精磨、抛光、定心磨边、镀膜等加工过程和相应的光学零件加工过程中的检验实验。主要目的是帮助学生了解光学零件加工基本流程、使用设备和仪器的结构和功能、基本装置功能、进行动手能力训练。
（2）综合实验与理论课程相结合，深入了解课程内涵
经过生产实习环节，学生熟悉了光学零件制造工艺全过程，对于光学零件制造过程中所涉及到的装备原理和功能也有了初步了解。随着理论课程的进行，学生进一步了解了光学零件加工工艺过程中对零件精度控制机理和加工制造原理和方法。
（3）选修实验与课外实践活动相结合，延续课程工程实践训练
为弥补课程学时的限制，充分利用实验室的优质资源，通过教学研究的方式探索了面向本科生开设选修实验的可行性，并制定选修实验开设条例，鼓励学有余力的学生在课外时间进入实验室继续深入进行与课程相关的研究型实验。[10]
（4）毕业设计与工程创新能力训练相结合，强化工程能力训练
在毕业设计过程中，注意在学课程内容的基础上，引导学生借鉴国内外先进经验，进行开拓性科研实验，从而达到强化光学零件制造工程能力综合训练目的。
结论
通过对课程的全面改革及方案实施，使教材内容充实、新颖，形成一套针对本科生的完整光学加工理论体系；在理论教学中，学生的积极性、主动性明显提高，分析解决问题的能力增强，尤其研究型教学方法使学生得到更多实际锻炼，培养了学生的动手能力和创新精神；实践环节中，认知实验与实习相结合、综合实验与理论课程相结合、选修实验与课外实践活动相结合、毕业设计与工程创新能力训练相结合方法方式，帮助学生感知光学零件制造工艺特点，为学生进行光学零件工艺学课程学习奠定了基础，有助于学生深入理解课程内涵，并达到了强化光学零件制造工程能力综合训练的目的。
教研课题：精密刻划技术课程教学内容、方法改革研究与实践（201022320）
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光学工程论文范文第10篇
关键词 光伏专业；应用型本科；人才培养模式；校企合作
中图分类号 G648.2 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2012）26-0031-04
随着全球性常规能源（煤炭、石油、天然气等）供给的日益紧缺以及环境污染和气候变暖问题的日益严峻，开发新型替代能源已刻不容缓。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生新能源，太阳能光伏发电则是一种零排放且能够规模应用（独立发电及并网发电）的能源技术，其开发与利用越来越引起人们的重视。据欧盟联合研究中心预测[1]，太阳能光伏发电在21世纪将替代常规能源，而且将成为世界未来主要能源供应的主体，到本世纪末太阳能发电量将占全世界发电总量的70%。
近年来，我国光伏产业发展迅猛，自2007年起就一直位列世界光伏制造大国的首位。然而，与之不相适应的是光伏专业人才紧缺，尤其是从事实际光伏产品制造、光伏系统的使用和维护检修等生产应用领域的技能型人才非常匮乏。相关资料显示，2010年我国光伏产业产值超过3000亿元，从业人数超过30万人。预计未来3～5年，我国光伏产业年产能的增速有望超过35%。由此推算，国内光伏企业人才需求量巨大。
一、光伏专业及其人才培养现状
由于太阳能光伏发电是在2000年以后才得到世界各国的重视，太阳能光伏产业作为一个新兴产业在我国也是近几年才得到快速发展。因此，无论在国内还是国外，太阳能光伏专业都是一个全新的专业。目前，国外仅有澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院，并开设了光伏与太阳能本科专业。国内少数重点大学（如上海交通大学、浙江大学、中山大学等）虽然成立了与光伏材料研究相关的研究所，但主要培养博士与硕士层次研究型人才。国内其他大学一般是在原有专业基础上设立太阳能光伏方向，如山东建筑大学在建筑学专业下设立太阳能建筑一体化方向，河北科技大学在应用物理专业下设立太阳能光伏方向，南昌大学在材料物理专业下设立光伏发电技术方向，江西科技学院在材料科学与工程专业下设立太阳能光伏工程方向，江西新余学院则专门开设了专科层次的光伏材料加工与应用技术专业。
与传统专业相比，目前我国应用型光伏专业开办时间比较短（普遍仅有2～3年时间），人才培养还处于摸索阶段。
二、“两平台+能力模块”人才培养模式概况
“两平台”是指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台。“两平台”内设置的课程相对稳定，其作用主要是对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养。其中，通识教育课程平台由学校层面统一协调管理，注重科学教育与人文教育的融合，为学生奠定素质基础；而学科基础课程平台以专业所属院（系）管理为主，强调与专业交叉、融合，拓宽专业口径，以满足多个专业方向的需要。
“能力模块”是指在课程体系或实践教学环节中设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成多个教学模块，其作用主要是对学生进行专业知识教育、专业技能训练和应用能力的培养。“能力模块”强调学生创新精神和实践能力的培养，以工程应用能力培养为主线，以加强实践教学环节为核心，注意与毕业设计紧密结合，设置系列专业方向课程或实践教学环节，注重解决实际问题的方法训练，提高学生的就业能力。“能力模块”属于专业教育内容，由专业所属院（系）设置并管理，以利于各院（系）根据自身的学科优势与专业特点设置“模块”并组织教学，其课程设置具有一定的灵活性与针对性，可以随社会需求进行相应调整。
三、基于“两平台+能力模块”的光伏专业应用型本科人才培养模式特色
以江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业建设为例。
（一）人才培养目标定位
应用型本科院校培养的高级应用型人才既不同于综合性研究型大学所培养的理论型人才，也不同于职业性院校所培养的实用性技能人才。其不仅要掌握现代社会生产、建设与服务一线从事管理和直接操作的各种高级技能，还应具有将高新科技转化为生产力的能力，即具有设计和开发能力[2]。基于此，学校将光伏专业应用型本科人才培养目标定位为：立足于区域经济的行业发展，培养具备太阳能光伏工程方面知识和设计能力，具有创新精神和实践能力的一线高级应用型工程技术人才。
（二）课程体系设计
基于“两平台+能力模块”人才培养模式的要求，对光伏专业课程体系进行构建，如图1所示。
光伏专业应用型人才的能力包括社会能力、专业理论能力和专业技术能力三个方面。
社会能力的培养依托文化基础课程，包括英语、数学、计算机基础、物理、人文等课程，主要培养学生团队协作能力、良性竞争能力、职业道德能力、健康心理能力以及人际交往协调能力等。社会能力培养一般安排在第一学年。
专业理论能力的培养依托专业理论课程，包括概率论与数理统计、机械设计基础、工程力学及工程材料、电工电子基础及实习等课程，主要培养学生数据分析能力、机械加工设计能力以及电子电工基本操作能力，使学生具备良好的工程理论素养，为后续光伏专业技术能力的培养打好基础。专业理论能力培养一般安排在第二学年。
专业技术能力的培养依托专业技术课程，包括太阳能电池材料、硅片加工技术、材料物理导论、半导体物理学以及光伏发电系统的设计、施工及应用等课程，主要培养光伏材料制备能力、光伏电池加工能力、光伏电池性能检测能力和光伏系统设计及应用能力，具备这四大能力的光伏专业人才，可以在生产一线从事生产制造、设计、质量控制、产品检测及产品服务等工作。专业技术能力培养一般安排在第三、第四学年。
应用型本科课程教学强调将基础理论与专业理论有机结合，使学生“精专”与“博通”并举。因此，在理论课程知识方面强调“实基础”。所谓“实”，是指实在、实用，即基础理论知识以“必需、够用”为原则[3]。在课程内容上，从光伏产业需要的知识能力出发，对课程进行适当整合、精简处理。例如，可以对《材料物理导论》和《半导体物理学》中内容接近的部分进行整合，对教材中出现的大量不易理解的公式推导过程进行简化。创新教学手段，综合利用各种方法进行引导，以“用”导“学”，以“用”促“学”。如利用多媒体将光伏材料的制备、太阳电池的加工、光伏系统的设计及应用等知识点以图片和视频的案例形式展示给学生，以加深学生对相关知识的理解。
太阳能光伏专业作为新兴特色专业，目前缺乏现成的、公开出版的、具有针对性的教材。为避免课程内容与社会需求脱节，光伏专业教材开发可以从两方面入手：一是聘请在光伏企业有工作经历的工程师授课，把企业所需要的知识、信息及时反映到课程中来；二是专业教师根据太阳能光伏产业的特点，编写教材。
（三）实践教学资源建设
从江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业培养方案的课程构成及学分比例（如表1所示）可以看出，其实践教学课时占总教学课时的比例达33.2%，其中，集中实践环节的学分占总学分的比例达到17.22%。实践教学主要在校内实验实训基地和校外实习基地完成。
在光伏专业学科基础实践课程中，主要是电子电工实训和数控加工实训。电子电工实训的目的是让学生掌握常用电子元器件的识别选用、常用电子仪器仪表的使用、常用接线与电工线路布线、印制电路板设计与制作及电子产品的装配与调试等电工电路基本技能。数控加工实训的目的是让学生掌握金工实训、数控工艺及加工程序的编制、计算机辅助设计与制造实训、数控加工仿真实训及加工中心实训等机械加工基本技能。电子电工实训和数控加工实训主要是为后续太阳能光伏发电系统的设计施工及光伏电池加工封装实习打下基础。
在光伏专业技术能力模块实践课程中，校内实验实训包括三个方面：一是在太阳能电池工艺及性能实验室完成太阳能电池串焊、太阳能电池电特性（如太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等）检测等训练；二是在太阳能光伏系统实验室，完成太阳能光伏发电系统的组装以及各部分（如蓄电池、控制器、逆变器等）的使用、维护训练；三是在光伏发电模拟系统实验室完成LED光伏照明系统、光伏物联网气象站、光伏充电器、光伏屋顶系统、新能源汽车系统等应用实验。条件允许的学校甚至可以组建达到一定发电规模的光伏太阳能发电站，不但为实验室提供能源，还可以作为实训基地来使用，让学生参与一些管理、维护和检修工作。
建立校外实习基地对于光伏专业应用型本科人才培养十分必要。首先，可以解决学校实验室建设经费不足的问题。因为一条光伏生产线（尤其是偏中上游的晶体硅太阳电池材料生产线）的投入成本巨大（均在亿元以上），学校不可能建设一条完整的生产线供学生实训。建立校外实习基地可以满足学生认识实习（如硅材料的提纯、硅棒的拉制等）和生产实习（如硅棒及硅锭的切片、PN结的形成、减反射膜的蒸镀、金属电极的制作、太阳电池片的层压封装等）的需要，从而使学校可以集中精力建设投资相对较小的太阳能电池性能测试实验室及光伏系统应用实验室。其次，学校可以定期派送校内专任教师到合作企业锻炼，促进学校“双师型”队伍的建设。最后，可以解决学生的就业问题。因为光伏专业的就业面窄，毕业生的就业选择相对较少，校企合作可以很好地解决学生就业问题。如江西科技学院在江西赛维LDK太阳能高科技有限公司及江西晶科能源有限公司建立了校外实习基地，双方开展订单式人才培养，学生在订单企业顶岗实习和就业。
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Analysis on Talents Cultivation Mode of Photovoltaic Specialty of Applied Undergraduate
GUO Lian-gui，ZHANG Hong-tao，ZHOU Qing，ZENG Yu
（Jiangxi College of Science and Technology，Nanchang Jiangxi 330098，China）
光学工程论文范文第11篇
关键词：光学演示实验；教学设计；大学物理
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）01-0198-02
对于理工科学生，大学物理课程是比较重要的一门基础课程，然而它涉及很多比较抽象、难懂的概念，仅靠课堂的理论分析讲授难以达到良好的教学效果。演示实验能使学生切身感受到支配物理现象的规律如何起作用，可以弥补理论教学上的不足。尤其是光学部分的教学，它不同于其他大学物理内容的教学，光学中的很多本质和现象必须通过特殊的实验器材才能揭示出来，让大家观察[1]。光学演示实验能把光学的知识更形象有趣地展现出来，更能激发学生的兴趣，诱导他们进行思考，达到更好的教学效果。从参考文献[2]中可知国内外的高校历来都非常重视物理演示实验的教学，几乎所有重点高校都拥有一个自成体系的物理演示实验室。虽然作者所在的教学团队在理论课教学上已经有了一定的成绩，但是在物理演示实验上才刚刚起步，我们以光学部分为侧重点来开展演示实验教学工作。本文将探讨符合我校校情的大学物理演示实验在光学教学中的实践方式。
一、作用
大学物理演示实验中光学演示的作用主要有[1]以下几点。
1.增强知识学习的效果。光学演示实验可以使抽象、复杂、深奥的光学基本概念直观化和形象化，还可以使日常生活中的光学现象突出地显现出来，从而使学生得到丰富的感性知识，加深对理论内容的理解和巩固。通过光学演示实验，学生能看到支配光学现象的规律在什么条件下起作用，从而领悟到理论指导实践和实践检验理论的意义。
2.培养工程实践能力。光学演示实验可以培养学生的实验操作技能和科学创新能力，团队合作精神和解决实际问题的能力，以及学生的工程应用能力和创新意识[2]。
3.养成良好的习惯。光学演示实验能培养学生在学习、分析和研究问题时实事求是的科学态度和刻苦顽强的工作作风。同时能学到研究物理的各种实验方法，为以后的实验打下良好的基础，养成良好的习惯。
二、教学实践方式
要更好地把教学过程完成好，达到比较好的教学效果，教师在教学设计上做了很大努力。根据光学演示实验的特性，也为了让学生更好地体会光学的乐趣，以及考虑到作者所在学校的实际情况，我们的教学设计过程以教师为主导，学生为主体来实现。
1.教学内容。配合我校大学物理课程的内容，我们把大学物理演示实验以光学、振动与波动学、电磁学、热力学四个教学模块的形式向学生开放。因为有些学生可能只对其中一部分的内容（比如光学）有兴趣，因此四个教学模块是独立设置的，学生可以挑感兴趣的来选择。在光学部分，共有22个实验，除了传统上的光的衍射、干涉、偏振光干涉演示仪、迈克尔逊干涉仪、帘/台式皂膜、光栅视镜等内容外，还有近代物理的一些内容如超声光栅、黑洞模型等。
2.教学模式。目前我国演示实验教学实施模式主要有五种：随堂演示、集中演示、必修课模式、选修课模式、全开放性的教学模式[3]。基于我校上课教室比较分散，多个老师同时授课，大部分光学的演示仪器“较贵”、体积大、携带不方便等多种实际因素，随堂演示和集中演示在我校不易实行，而且也不易发挥学生的主动性和创造性。对于理工科学生，我校已经有专门的大学物理实验作为必修课，其中已经包含光学内容，而对于一些文科学生也没有必要专门设立必修课模式。基于上述考虑，我校的光学演示实验单独作为一个模块开成选修课，让学生自由选择。它不仅向理工科学生开放，同时也向文法学院、经管学院等不修物理课程的学生开放，让对光学感兴趣的学生都可以到实验室进行光学演示实验。学生在感受到乐趣的同时，还能修得学分，提高他们的学习动力。
3.教学过程。教师在光学演示实验教课之前，自身应该充分准备。除了把相关的理论知识整理把握充分之外，还应该把要演示的实验仔细做2～3遍[4]，尽量预先面对教学过程中会出现的问题，以防在教学过程中出现无法预估的问题时太慌张。另外在实验之前先不告知学生具体的实验内容，让他们带着一种新奇的心理进入到实验室，激发大家的探索欲望。进入实验室后，先让学生自由分组进行操作，根据学生水平及兴趣爱好，分工协同合作，培养学生的合作沟通能力。教学过程中，先为大家简单介绍一下每个实验内容，或者有需要时简单演示一些现象，让学生联想现实生活中类似的现象，然后再让学生回想支持这种现象的光学原理，这样由现实现象中得到的理论更容易加深印象。给出一个实验现象之后，鼓励大家去寻找用以支撑这个现象的理论，让大家通过自己的努力寻求出原因。整个实验过程中，有说明书、物理演示与探索计算机导学系统供学生查找。教师也会在实验室中，指导学生主动探究和分析现象。在实验过程中，要根据每个光学实验的具体情况，以及学生的不同反应，随时调整教学方式。比如光学模块中的帘式皂膜实验，看到实验中的皂液，大家自然就想到小时候玩的肥皂泡，看到皂膜呈现的彩色花纹，有些同学还会想到雨过天晴的路面积水，然后再问肥皂水不是彩色的，为什么会有彩色花纹呢？有些同学就能指出是薄膜干涉，但是具体产生过程，留待同学自己去探索。再比如海市蜃楼实验，一听到这个名字，学生都知道海市蜃楼的故事，也知道它表示的是虚幻的东西，然后学生看实验发现本来等高的两个模型，经过盐水一方的却升高了。对于这个现象大家都比较熟悉，这时教师提出来是什么原因造成这种现象的，大多数学生不知道。这时如果一味让学生自己去想，可能有点困难，教师此时应适时给点提醒，盐水经过一段时间静置之后，下层的浓度最大。让学生联想浓度差会引起光学理论中的什么东西，这时就能有同学知道折射率差别。然后再回到日常生活中，同学们就都知道海上的大气折射率会有差别。当然更具体的细节的内容留给学生去探寻。在光学演示实验室中的课上的内容结束之后，并不意味着教学过程就结束。学生回去之后选一个自己最感兴趣的实验写报告，每组学生协同合作，共同出一份报告，不要求每位同学都交。这样，使学生不受限于学分和报告，更能提高报告的质量，也更能增加学生的兴趣。
光学演示实验配合理论课教学，内容新颖、生动有趣、技术先进的教学仪器，不仅可以帮助学生理解光学概念，提高学习兴趣，更可以激发学生的探索热情和创新意识。经过我们教师不断地探索与实践努力，已逐渐形成一套成熟且具有我校特色的光学演示实验教学模式，并逐渐把这个教学模式推广到其他物理演示实验模块。
参考文献：
[1]顾菊观.光学演示实验教学研究[J].湖州师专学报，1997，19（005）：49-52.
[2]周菊林，李蓓，周华林.加强大学物理演示实验，培养工程应用型人才[J].湖南工业大学学报，2009，（02）.
[3]宋贤征，竹有章.国内大学物理演示实验教学现状调查[J].广西物理，2009，（01）.
光学工程论文范文第12篇
关键词：光学理论；幕墙工程；铝单板
中图分类号：TU228 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）31-0031-03
1 工程概况
1.1 幕墙工程简介
无锡太湖金融服务区工程位于无锡新区中央商务区，风景秀丽，地理位置与自然条件十分优越，该项目由8幢9～18层的商业办公楼建筑群构成，总建筑面积约25.5万m2。室外幕墙工程：其中4栋玻璃板块与穿孔铝单板组合幕墙和4栋不折边穿孔铝单板幕墙。本项目由无锡新区发展集团总公司投资，同济大学上海科瑞管理公司实行项目管理。建筑设计方案由德国瓦伦丁设计所负责，幕墙设计顾问由肯佩斯幕墙工程顾问（上海）有限公司承担。
1标段幕墙工程由江苏龙升幕墙工程有限公司施工总
承包。
2标段幕墙工程由无锡王兴幕墙装饰工程有限公司施工总承包。
1.2 幕墙施工企业简介
无锡王兴幕墙装饰工程有限公司主要从事新型节能环保建筑幕墙的应用，是门窗、采光天棚及建筑围护结构产品加工、安装的大型企业。
经过数十年的拼搏，公司规模不断扩大，已经发展成为年产值数亿元，具有国家专项工程甲级设计资质和具备国家施工壹级资质的大型建筑装饰企业。
公司荣获鲁班奖、白兰玉奖、扬子杯以及其他多项荣誉，在建筑行业中有着较大的影响和良好的声誉。近年来公司业绩显著，各项指标在同行业中名列前茅，多年连续被评为江苏省十强建筑装饰企业，江苏省建筑装饰优秀企业、优秀进沪施工企业、无锡市建筑装饰优秀企业、重合同守信用单位、企业资信等级AAA级单位等荣誉称号，通过了ISO9001-2000版质量体系认证。
无锡王兴幕墙装饰工程有限公司正以崭新的行业风貌不断地开拓创新，加强企业核心竞争能力的整合，深入推进企业文化建设，用先进文化引领发展，用制度文化规范行为，用和谐文化凝聚力量，使企业文化建设取得了新进展，呈现出勃勃生机。
2 光学理论
2.1 光学基本理论
几何光学：光的直线传播规律，反射、折射及衍射定律，成像规律。
物理光学：麦克斯韦方程组。波动理论（波动光学），量子理论（量子光学），相对论（相对林光
学）等。
2.2 光学现象的产生
光学现象主要来自太阳、月亮和其他光源的光线通过大气层时，发生选择性吸收、散射、反射和折射、衍射等，改变原来的路径和颜色，呈现出的各种色彩缤纷的光学现象。
3 穿孔铝单板幕墙结构的描述
穿孔铝单板幕墙面层为狭缝密拼（图1）。
穿孔铝单板孔径35×35mm。
穿孔铝单板与背衬板的间距60mm（扣件宽度）。
背衬板颜色：大红色四涂氟碳涂料层铝单板。
穿孔铝单板（900mm宽）两侧为LED灯。
建筑物高度和建筑物到路心距约35m，孔径取1‰，视觉值35×35。
4 光学理论在幕墙工程中推广应用
4.1 理论与应用的结合
随着科学技术的发展，光学基础理论与应用的结合，有力地推动幕墙工程建设，使幕墙工程更有生机和活力。
4.2 光学理论与应用结合的风险分析
4.2.1 穿孔铝单板幕墙背衬板接缝渗漏水风险。
4.2.2 背衬铝单板接缝对穿孔铝单板方孔的光学现象
影响。
4.2.3 穿孔铝单板横向、竖向狭缝密拼的质量控制
风险。
4.2.4 穿孔铝单板相临板缝的平整质量控制风险。
4.2.5 四涂氟碳喷涂背衬铝单板污渍对光学现象的
影响。
4.2.6 穿孔铝单板（900mm宽）两侧为LED灯设置对光学现象的影响。
4.2.7 在沿江河、湖泊、海洋地区，空气湿度大，对室外氟碳喷涂腐蚀性强，容易退色，对光学现象的影响较大，达不到设计效果，质量控制风险大。
5 穿孔铝单板背衬板的选择
穿孔铝单板背衬板应具备良好的镜面效果。最后德国瓦伦丁设计师莫莱纳在多种背衬铝单板样品中（二、三、四涂氟碳涂料层铝单板）选取大红色四涂氟碳涂料层背衬铝单板样品（图2）作为本工程穿孔铝单板幕墙背
衬板。
6 四涂氟碳涂料层背衬铝单板优点
四涂氟碳涂料层背衬铝单板具有良好的镜面效果和抗腐蚀性、耐侯性，能抗酸雨、盐雾和各种空气污染物，耐冷热性能极好，能抵御强烈紫外线的照射，四涂氟碳喷涂铝单板能长期保持不退色、不粉化，使用寿命长。能保持良好的穿孔铝单板幕墙装饰效果：“四涂氟碳喷涂背衬板伴随着日升月浮的变换，形成一种光学现象，显示全彩动态效果。”独特的色彩与光影、多变的立体造型效果（图3），能为金融服务区幕墙工程创造良好的视觉效果，打造卓越品质。
7 视觉效果的关键要素
光源的光线、视觉的角度、视觉的距离、视觉的时间、穿孔铝单板孔洞的形式及穿孔铝单板与背衬板的距离（图4），都将会产生不同的光学现象和视觉效果。
8 光学理论与应用结合中的抗风险措施
8.1 穿孔铝单板幕墙背衬板连接缝渗漏水风险
连接密封胶缝施工完后，上面覆盖一层密封胶膜。
8.2 四涂氟碳喷涂背衬铝单板15mm宽的黑色连接缝对穿孔铝单板幕墙光学现象的影响
8.2.1 四涂氟碳喷涂背衬铝单板排板图，横竖黑色连接缝应避开穿孔铝单板35×35的孔洞。
8.2.2 15mm宽的横竖黑色连接缝应改为大红色密封
胶缝。
8.3 穿孔铝单板上下接缝的平直与内外接缝的平整施工风险
穿孔铝单板安装时采用定位控制卡。
穿孔铝单板合缝两侧加筋板要保证足够的刚度，保证铝单板合缝平整，杜绝合缝两侧铝单板高低差的现象发生，焊接时要控制应力变形。
8.4 四涂氟碳喷涂内衬铝单板污渍对光学现象的影响
8.4.1 四涂氟碳喷涂内衬铝单板定时清洗，表面保持镜面效果。
8.4.2 穿孔铝单板幕墙底部折边要预留排水孔。
9 小样品的个性化与调整方案
光学理论与穿孔铝单板幕墙应用结合小样施工（30m2），是决定幕墙工程整体效果成败的关键。小样品的个性化，光学现象的变换形式，孔洞形状的选择，背衬板二、三、四涂镜面效果的确认，小样品位置光线的强弱，小样品的代表性、全面性（小样品中并设有门或窗、五金配件安装及排水系统），发现小样品视觉效果有明显的差异和不协调的现象立即调整小样施工方案。
无锡太湖金融服务区穿孔铝单板幕墙工程根据光学现象产生理论进行设计创新，小样品的科学合理设置，精细化施工，将太阳、月亮、泛光照明、四涂背衬板镜面效果和其他光源融合到一起，使得穿孔铝单板幕墙呈现出更加耀眼的朦胧效果（图5）。
10 结语
随着社会科学的不断发展，建筑幕墙设计不断的创新，光学理论在幕墙工程中应用越来越被人们重视，无锡新区金融服务区穿孔铝单板幕墙工程成功应用光学理论，使幕墙工程在各种光源的照射下显示出不同的色彩，给人以美的享受。随着视觉动态的变化，幕墙面的色彩变得更加丰富多彩，呈现出各种色彩缤纷的光学现象，更具有时代特色和科学性（图6），为今后幕墙设计创新提供强有力的支撑。
无锡王兴幕墙装饰工程有限公司、江苏龙升幕墙工程有限公司在无锡新区金融服务区幕墙工程施工中，克服种种困难，如工期紧、任务大、技术含量高、质量要求严、资金链风险浮现，顺利完成施工。
光学工程论文范文第13篇
【关键词】大学物理教学；光电信息科学与工程；专业特色
【Abstract】How to reflected photoelectric information science and engineering specialty in college physics teaching is a pressing matter of the moment for us. In this paper， to improve the learning interest of the students， taking the knowledge of electrical polarization theory for example， we proposed the methods on reforming teaching means and content for college physics teaching on the based of difference specialty according to the exploration and practice of college physics teaching.
【Key words】College physics teaching；Photoelectric information science and engineering；Specialty feature
0 引言
对于地方高校而言，由于生源质量的下滑和学生一进校就感受到的就业压力，许多学生对一门课程的认识首先就是学习这门课程有什么用，这门课程学起来难不难。基于这种出发点，学生对于大学物理这门工科专业必修课程的学习兴趣不大。上课不专心听讲，课后不复习，作业不认真，在网络上搜寻答案，学习效果自然不明显，对大学物理的重要性认识不够，从而影响后续专业基础课程与专业课程的学习，进而影响其全面发展[1]。
我们执教光电信息科学与工程专业的大学物理学课程已四届，每年都在思考一个问题：怎样在大学物理的教学里体现光电信息科学与工程专业的专业特点？ 通过对教学内容的细致分析，在教学中穿插光电信息科学与工程专业的专业特点，不仅使学生自觉或自发地认识到大学物理的重要性，而且大大提高了大家学学物理课程的兴趣，培养了进一步学习后续知识的热情和对未知专业知识的渴求。
本文首先分析大学物理在光电信息科学与工程专业中的位置，然后以电介质极化理论为例，分析它与光电信息科学与工程专业的结合点，在教学实践中充分体现专业特色，并对大学物理与我校工科专业的结合作了出展望。
1 大学物理在光电信息科学与工程专业中的位置
目前我们将大学物理设置在大一，先修课程只有高等数学，后续相关专业基础课程有物理光学、光电子技术基础、激光原理等；后续专业课程有光纤通信原理与技术、光电传感与检测技术、光显示技术等。从课程设置的关联和大学物理课程本身的内容，我们可以看到大学物理在光电信息科学与工程专业中处于基础性位置。教学的目的主要是使学生认识并理解一些物理现象，掌握大学物理的一些基本概念，熟悉大学物理理论体系的一些基本实验。
鉴于大学物理在光电信息科学与工程专业中的基础位置，我们在教学实践中，分析一些物理现象的基本原理时，经常将物理现象与激光技术、光通信、光电检测等领域的实际问题结合起来，引导同学们一起讨论是否可以用相同的物理原理解释，激发大家对光电信息科学与工程专业的学习兴趣，激励学生对基本物理原理和概念的学习热情。
2 大学物理中的光电信息科学与工程专业特色
2.
电介质的极化虽由外电场引起， 但因极化电荷对外电场有影响，因而极化后，介质中的总场强应为外电场与极化电荷激发电场的叠加，而P则不仅与外电场，而且与总场强有关。由于光是一种电磁波，当光波在介质（晶体）中传播时，光频电场会引起介质的电极化。当课程内容讲授至此，我们可以拓展[3]：在激光出现以前，当光波在介质中传播时，不会出现其他频率的光。而两束以上的光波在介质中传播时，光波之间也不会发生相互作用，服从独立传播原理，不改变各自的频率。当它们在介质相同区域相遇时，则服从线性叠加原理。诸如：光对于介质的折射、反射、衍射、散射和双折射等现象。但介质的电极化强度与光频电场之间的关系，除了线性关系之外，还有非线性的高次项。非线性光学产生的原理可作如下解释：分子是由原子组成的，分子中的电子被束缚在原子核的周围运动，如果外加一个电磁场（光也是一种电磁场），则这种运动将受到扰动，如果外场是一种谐振场，则电子会产生和外电场相同的谐振，正负电中心不重合就诱导产生了一种“极化”，从而产生诱导偶极矩P。
通常，一般光源的光频电场强度Ej较小，这样高次项的电极化强度都很弱，可以忽略不计，只用到式（4）中的第一项，即式（3）。而激光是一种具有极强光频电场的光源，式（4）中第二、三项等非线性项就可产生重要作用，可观测到不同的非线性光学现象。
2.2 其他知识点的光电信息科学与工程专业特色
对于光电信息科学与工程专业的学生，我们可以从光和信息两个层面对其他很多物理现象进行阐述和讨论，体现光电信息科学与工程专业的特色[4-5]：如光的全反射现象是光纤通信技术的基础；压电效应和逆压电效应，广泛应用的光纤电场量传感器，是基于这一原理实现的；磁致伸缩效应或法拉第磁光效应是光纤磁场量传感器的工作基础；帕尔贴效应是半导体激光器温度控制的关键技术。
我们在大学物理课堂上强调红外、可见光、紫外等光频电磁波，讨论它们的产生、发射、传输、接收和检测等， 介绍光通信、光检测等相关专业方向在现代信息技术中的地位和发展状况。这样不仅在教学实践中突出光电信息科学与工程专业的“光”与“信息”这两个基本特色， 激发学生学习相关专业课程的浓厚兴趣，而且学生对学习光电信息科学与工程的信心大大增强，同时也提高我们在专业建设和学科建设中的前后一贯性。
3 结论
本文以电极化理论为例， 在讲解大学物理内容的基础上， 通过深入或外延的方式，寻找与光信息专业后续相关专业课程知识的结合点，通过教学实践，使光信息专业大一的本科生对专业产生学习的热情，培养大学生对本专业的浓厚兴趣，树立继续学习本专业的信心。近四年的教学证明，在大学物理教学中主动体现光信息科学与技术专业特色， 不仅实现了预期的专业建设和学科建设的目的， 而且有助于提高教师在学生心目中的地位。
就我校实际情况而言，如化工、生物专业的学生认为热学与专业课程联系最为紧密而力学和电磁学往往与专业联系不大，电子、计算机等专业的学生认为电磁学联系最为紧密而力学、热学、近代物理部分与专业的联系相对较低。因此，对不同专业的学生所讲授的内容应该有所侧重，应依据各专业的特点对物理学的各部分内容有所侧重和增减教学内容，使学生明确感受到物理与自己的专业密切相关，使物理教学兼顾专业基础课教学和专业技能的需要。
【参考文献】
[1]董少光.大学物理教学与理工科学生学习现状的思考[J].中国西部科技，2008， 7（40）：73-75.
[2]罗益民，余燕.大学物理[M].2版.北京：北京邮电大学出版社，2010.
[3]张静江，宋淑梅.非线性光学与光学教学[J].大学物理，1999，18（5）：35-39.
光学工程论文范文第14篇
关键词 马斯洛需求层次理论 工程光学 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.049
Teaching Reform of "Engineering Optics" Based on
Maslow's Needs Hierarchy Theory
（College of Physics and Electrical Engineering， Zhengzhou University of Light industry， Zhengzhou， He'nan 450002）
Abstract Using Maslow's needs hierarchy theory， the teaching reform in "Engineering Optics" is discussed. For the students of electronics science and technology/measuring technology and instrument， considering to the up-front knowledge and psychological needs， the teaching contents are set differently with different objects and levels. Distinguishing the teaching knowledge， it could mobilize the students' intrinsic motivation， to improve the teaching effect.
Key words Maslow's needs hierarchy theory; Engineering Optics; teaching reform
1 现状与背景分析
1943年，美国心理学家亚伯拉罕・马斯洛在《人类激励理论》一文中提出了马斯洛需求层次理论，①②该理论是组织行为学中的一个重要概念。在现代诸多管理理论中，需求层次理论占有重要的地位。由低到高，马斯洛把个人的需要归纳为生理需要、安全需要、社交需要、尊重需要和自我实现需要，共五个层次。在当今社会中，人的生理、安全、社交和尊重四种需求较为容易满足，继而人们开始追求实现自我价值、自我满足。需求层次理论的提出，在世界上引发了巨大的反响，各行各业纷纷把这一理论应用于生产实践中。③④理论提出人马斯洛认为：只有真正调动个人的内部动机，才能够发挥人的潜能和创造力。从激励的角度来说，需求层次理论对任课教师如何有效调动学生的课堂学习内在积极性具有重要的启发意义。
“工程光学”课程是光电技术和测控技术的主干专业课程，学习该课程对于提高学生的专业技能和专业素养具有重要的作用。本校电子科学与技术专业和测控技术及仪器专业均设置了该课程，且均作为必修课程进行教学。该课程是一门理论性较强的科学，内容较多且自成系统，需要扎实的先期数学和物理基础，因此，被学生认为是一门“难学的科学”。在当前的课程教学和学习过程中，由于课程的难度以及教学内容的设置，教学效果不佳。如何让学生对枯燥、深奥的光学知识产生浓厚的兴趣并学好它，教学内容的设置至关重要。
本文以马斯洛需求层次理论为指导，探究“工程光学”课程的教学改革。根据马斯洛需求层次理论，从学生的心理需求和专业人才培养目标（社会的人才需求）两个方面出发，激发学生的内在学习动机，提高课堂教学效果，提升学生的专业素养。
2 根据马斯洛需求层次理论进行分层次教学
光学工程论文范文第15篇
【关键词】现代学徒制；光伏发电技术及应用专业；应用
现代学徒制是相对于传统学徒制提出的，现代学徒制以校企合作为基础，以学生的技能培养为核心，以课程为纽带，以学校、企业的深度参与和教师、师傅的深入指导为支撑，既不同于传统的学徒制，也不同于单纯的学校职业教育，它试图破解以往的理论与实践相脱节、知识与能力相割裂，教学场所与实际的工作情境相脱节的难题，是传统职业学校的一场重大变革。
为了实现现代学徒制中有关企业与学校的交替、结合，部分时间在职业学院学习理论，部分时间在企业培训技能，企业和职业学院共同确定培养目标、培训课程、培训技能等理念，针对光伏发电技术及应用这个专业，我们学院和江西瑞晶太阳能科技有限公司、江西开昂科技有限公司建立了校企合作关系，并进行了现代学徒教育方面的尝试。根据合作协议，我们和上述公司的工程师一起协商确定了光伏发电技术及应用专业的培养目标则为：培养具有良好的职业素养和人文素养，具有较强的职业综合能力和可持续发展能力，具备光伏应用技术的基础知识，掌握光伏电站设计、施工、安装、调试、维护和运行的高素质技能型专门人才。如下图1-1所示为整个光伏行业的生产链，光伏发电技术及应用专业培养的人才只要是从事光伏电池组件生产、光伏电站设计、安装、调试与运行维护，如1-1图中的虚线框所示。
图1-1 光伏产业完整的产业链
为了做好光伏发电技术及应用专业的现代学徒制试点工作，我们学院抽调骨干教师和上述公司的一线工程师进行了深入的交流和沟通，确定了实现光伏发电技术及应用专业进行现代学徒制教育所需要的课程，主干课程都是直接面对企业的岗位需要来开设课程，需要开设的主干课程如图1-2所示。
另外，我们还和上述企业的一线工程师确定了光伏发电技术及应用专业学生应具备的技能要求如表1-1所示。
图1-2 光伏发电技术及应用专业主干课程示意图
为了完成光伏发电技术及应用专业的现代学徒制试点任务，我们在制定了专业培养目标和培养课程后，为了保证现代学徒制教育模式在专业上的顺利实施，我们原则上坚持理论课在学校上，由理论课教师来完成所有理论课程的教学，所有实训课程则由企业的一线技师和一线工程师来负责完成，但在实际的运作中，我们发现企业出于生产效率的考量，往往很难抽调出骨干技师或工程师来担任实训任务的教学，在这样的情况下，我们抽调部分理论课教师到相关企业进行顶岗实训，让一些实训项目由学校的教师在企业里来完成，这样既减轻了企业的负担，也让广大的理论课教师和学生可以在实际的工作情境下亲身感受知识与技能的结合，为今后的教学和学生学习的针对性打下更扎实的基础。
现代学徒制教育模式在中国还处于起步阶段，现代学徒制在光伏发电技术及应用专业中的应用也刚刚起步，我们只是在培养目标、培养课程、培养方式和师资等方面和光伏相关企业做了一个初步的合作和尝试，我相信，只要我们坚持做下去，一定会取得很好的培养效果。
参考文献：
