光學課程論文精選(九篇)

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第1篇：光學課程論文范文

就目前廣告學專業攝影類課程而言，一些院校在進行這部分內容教學時仍存在閉門造車，學生重記錄輕理論，教師缺乏實戰經驗等問題，具體表現為：

（一）缺乏與社會的交流和溝通

廣告學本身就是理論與實踐相結合的專業，而攝影類課程更是一門理論與實踐并重的學科。但教師在教授這部分內容時，往往理論仍然大于實踐，即便有實踐環節，也是照本宣科，很難發現有創造力和想象力的攝影作品。長此以往，學生學習興趣下降。此外，在教學過程中也很少有機會讓學生參與社會活動，把學生放入市場環境下去錘煉，以至于學生難以直接適應社會，難以理解攝影對廣告行業的重要性。

（二）學生重記錄輕理論

一些學生把攝影等同于拍照（記錄），在學習中，熱衷于記錄各類場景，不重視課堂理論的學習。由于專業理論相對于攝影操作來說,要枯燥得多，因而也是學生不愿學的原因之一。如何加強理論課教學，提高學生的學習積極性與自主性成了提高攝影理論課教學效果的重點問題。學生也習慣以自我為中心，很少能站在受眾的立場，把攝影作品放在傳播領域或消費市場的大背景中思考和感悟，而這一觀念的轉變需要靠理論進行引導。

（三）教師缺乏實戰的經驗和能力

由于社會發展日新月異，人們生產生活方式不斷改變，所以從客觀上來說，無論是教師還是課程、教材在一定程度上都與實際有所脫節。教師對廣告行業的理解缺乏全方位的把握，從而對學生缺乏強烈的說服力。更有甚者，有的教師本人沒有學過廣告學理論，對行業和消費者的研究也不到位，卻教授著廣告學專業的學生，這就進一步導致學生和行業的脫節。

二、對攝影類課程在廣告學專業教學改革中的建議

藝術創作能力是廣告學專業學生的必備能力，但攝影類課程的教學不能僅僅以此為教學目標，應緊密聯系市場，以消費者為核心，以能創造出打動消費者的攝影作品為目標。為此，因在教學體系和學生提升兩方面做文章。

（一）教學體系方面

作為教師，那么在教學中，就需要有明確的教學目標、教學大綱、教學計劃和教學內容的設計，這樣才不會缺失方向性的指導。攝影類課程作為廣告學專業學生的必修科目，不僅承擔著廣告基本理論的學習，還具有培養學生的宏觀廣告意識和微觀廣告操作實踐能力，樹立品牌意識和消費者意識的任務。所以筆者認為這是攝影類課程總的教學目標。因此，攝影類課程應該在闡述攝影理論的基礎上，讓學生清楚地了解攝影與廣告的關系。首先，從課程內部要根據教學目標科學合理地設置教學。比如，攝影類課程中有關創意的內容，而創意理論從另外的課程之中會詳細闡述，所以就沒有必要再投入很多時間。其次，教學內容要向縱向延伸。可采用網絡課程（開放式的、資源共享），制定相關考核制度延伸課堂學習等等，同時一定要加強學生的實訓環節。這樣可以調動學生的學習積極性，推動學生知識結構不斷完善。再有，教師本身也要對廣告學專業的整體課程加強了解，這樣在教學過程中才能心中有數。同時，教師也要經常下企業、進社會進行學習和總結，要站在廣告行業的前沿，為學生指明方向。

（二）學生提升方面

首先，在教學過程中，教師要幫助學生不斷提高，利用案例教學法，根據所講授的知識，找出恰當的案例，可根據案例進行針對性提問。比如，此案例是采用的何種攝影手法？攝影的突破點在哪里？攝影創意是否新穎？你覺得這樣的作品能夠打動消費者，為什么？科學合理的提問，往往會給學生帶來很多啟發。其次，要加強學生的參與觀念。有了恰當的案例和內容，若沒有學生的積極參與，效果不會很理想。此時，可以借助部分軟件工具，如Photoshop、lightroom、premiere等在原有的基礎上做出改進，而且可以將一些好的作品向外部進行推介，及時給予肯定，長此以往，學生的學習熱情和參與程度大大提高。第三，在形成良好的學習習慣后，教師可以進一步給予學生學習自，把下次上課的內容先告知學生，讓學生課后找資料、作分析、寫總結，然后在課堂上由學生進行講解，逐步實現課堂的翻轉，達到民主、自由、和諧的課堂氛圍，這樣會更有利于學生對知識的掌握和理解。

三、總結

第2篇：光學課程論文范文

激光共聚焦顯微鏡在傳統光學顯微鏡的基礎上作了改進，具有除目鏡與物鏡之外的圖片放大功能，可以隨時采集和記錄檢測信號，觀察活細胞的結構及特定分子、離子的生物學變化。其選擇單色性較好的激光作為光源，從根本上消除了色差。物鏡的焦平面上加了一個帶孔擋板，阻擋了焦平面外的雜散光，進一步消除色差。樣品被分解成二維或三維空間上的無數個點，激光束逐個掃描成像，進而組成整體的平面或立體圖像，計算機代替肉眼或照相機進行觀察或攝像，數字化的圖像在電腦中進一步處理，提高了圖像的清晰度。該儀器還使用了光電倍增管，將微弱的信號放大，大大提高了靈敏度。由于以上優點，激光共聚焦顯微鏡可以應用到幾乎所有有關細胞研究的領域。如原位鑒定細胞或組織內的生物大分子，觀察細胞或亞細胞的形態結構；無損傷實時檢測分析活細胞，并研究其形態和功能；在一個樣品上同時進行多重標記，實時觀察等。

2熒光探針

熒光探針在熒光成像技術中占據舉足輕重的地位。一般熒光探針需具備優良的光物理性質，以便于激發和檢測，且不與生物基質同時被激發，還要有較高的熒光量子產率和摩爾消光系數。熒光探針的溶解度要大，便于溶于緩沖液或細胞培養液中，且熱、光性質比較穩定，有特異性標記位點。熒光探針需要具有良好的生物相容性，易于進入細胞內。熒光探針大致分為兩類，包括化學類和生物類。化學類包括有機染料、納米材料（金納米粒子、半導體量子點等）及金屬配合物等。生物類包括藻膽蛋白、分子燈標及基因編碼熒光蛋白等。熒光探針在化學、光學、生物學等領域應用廣泛，但是，目前仍缺少有效的分子探針識別疾病分子水平上的獨特位點，故從分子水平上進行病理研究比較困難。

3熒光成像技術的應用

3.1蛋白質、金屬離子的檢測

生物體的生理狀態可以通過蛋白質表現出來，生命活動離不開各種酶的作用，而酶大多是由蛋白質構成的，故研究蛋白質的結構和功能在認識生命活動過程中至關重要。劉亭延等采用熒光成像技術構建了一種檢測人血清蛋白質的新方法。該方法以碳量子點為標記染料，以聚丙烯酰胺凝膠電泳分離出人血清蛋白，優化實驗條件，最終得到清晰的電泳圖。段相國等建立了一種HCVNS3／4A蛋白酶在小鼠體內瞬間表達的模型。金屬離子在生物學中起重要作用，金屬離子與熒光探針結合，在熒光顯微鏡下可觀察細胞內金屬離子的變化。Michael等選用Indo－1為模板，合成了一系列檢測Ca2＋的熒光探針，可用于確定活細胞定位置的Ca2＋濃度。Sare等合成了Zn2＋的熒光探針，并應用到細胞中Zn2＋的檢測識別中。人們還建立了Mg、Cu、Hg、Cd等離子的檢測模型。熒光成像技術應用于蛋白質及細胞內金屬離子檢測還存在一些問題，如有的熒光探針不能通過細胞膜、成像過程對細胞造成損害、檢測方法不統一等，因此，建立統一、低損害的熒光成像檢測技術仍是極具挑戰性的研究課題。

3.2腫瘤疾病的檢測和診斷

目前，腫瘤的臨床診斷主要依賴于顯微形態學觀察，從而在細胞層面上了解腫瘤細胞的類型與個體差異，這就要求檢測手段不斷進步。熒光成像技術以其操作方便、標記靶點多、靈敏度高等優點，廣泛應用于腫瘤跟蹤成像研究中，具有廣闊的臨床應用價值。高苒等建立了一種小鼠腫瘤模型，利用熒光顯微鏡和活體熒光成像儀可直接從整體和細胞水平上觀察腫瘤，了解宿主與腫瘤間的作用。至今為止，人們對此進行了深入的探討和研究，但該技術應用于體內時需要考慮復雜的體內環境，動物組織會產生背景噪音，影響該技術的發展應用。

3.3藥物新劑型研究

為了提高藥物療效，降低毒副作用，發展藥物新劑型尤為重要。熒光探針的不斷發展使熒光成像技術在這一領域的應用范圍不斷擴大，可用于對藥物運輸過程、細胞屏障跨越方式、藥物釋放過程等的觀測研究，它的迅速發展也大大促進了藥物新劑型研究的迅速發展。陳剛等研究了熒光探針經內耳給藥后的轉運通路，在熒光成像系統下追蹤了整個運輸過程。鐘華等構建了一種裝載抗癌藥物阿霉素的新型納米膠囊，采用激光共聚焦顯微鏡實時跟蹤觀察藥物投遞釋放過程，為新劑型的研究提供了理論平臺。目前，類似的研究雖然較多，但仍處于理論研究階段，諸如熒光探針毒性、生物體內相容性等問題還沒有解決，沒有合理的規范，難以規模化生產。

4結論與展望

第3篇：光學課程論文范文

關鍵詞：翻轉課堂 激光原理與技術課程 教學模式 教學設計

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：C

DOI： 1（）.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.005

1 我校《激光原理與技術》專業課存在問題

我省許多理工類院校的光信息、光電類和大部分應用物理專業都開設《激光原理與技術》課程。作為重要專業基礎或方向課，此課程：第一，具有較強的理論性、實踐性、前沿性和探討性；理論抽象，公式眾多，有相當學術和技術含量的課程，教學中經常發現學生對概念缺乏準確理解或概念和實際應用“兩張皮”的現象。第二，課程教學內容多，課程容量大。第三，由于激光技術、光電技術的發展日新月異，器件層出不窮，與新現象、新理論、新器件、新應用有關的課程教學內容也必須不斷地做出更新調整，

另外，《激光原理與技術》課程涵蓋知識點包括激光原理、激光技術兩部分，知識點明確，可以用一個實驗、一個概念來組織教學內容。課程具備開展翻轉課堂的實施要求。

2 翻轉課堂在《激光原理與技術》課程中的實施方案

結合我校《激光原理與技術》課程特點，在現有的翻轉課堂模型基礎上，我們設計了翻轉課堂的教學路線圖f如圖1）。主要由線上學習、課堂學習和課后學習三部分組成。LMS作為教學實施的基礎性管理學習平臺，可提供教學資源、學習過程記錄和互動場所。

線上學習

課堂學習

課后學習

2.1 設計知識單元的策略

將課程按“知識塊”分成8個教學單元，即：激光的基本機理，激光諧振腔理論以及激光振蕩理論，連續和脈沖激光器的工作特性，選模技術，放大技術，穩頻技術和激光短脈沖技術。每個教學單元可以由一次或多次課程完成，以便教師開發課程視頻。

2.2 設計課程微課

第一，根據本專業課程教學內容（突出難點、重點），設計微課。第二，每個教學單元可分成若干個模塊，以模塊為單位設計微課。第三，微課內容包括微視頻、課間練習和每周作業。通過微視頻中的導讀內容、課間練習和作業，向學生提出問題，引導學習者自主思考。

2.3 翻轉課堂教學設計

2.3.1 線上學習

第一，通過慕課學習。讓學生假期在慕課平臺查找與激光器件有關的知識，提前使學生進入到課程中來，在頭腦中初步形成激光器件的結構框架，對激光器件的主要應用等有簡單的了解，簡單的知識點通過慕課學習。第二，通過微課學習。設置每周微課時間和作業提交截止時間。課間練習和每周作業可采用填空或選擇形式，每道題在截止日期之前允許學生提交3次，否則當次作業記為0分。另外，在學生看完微課之后，對微課中的收獲和疑問可以在討論區發帖。由教師團隊或學生討論互動給出解答，完成課題組布置的線上學習任務。

2.3.2 課堂學習

第一，分析每個教學單元的目標、知識類型、學生線上學習情況和存在的問題，確定教學策略，如“講授”、“自學”、“討論”、“實驗”、“探究”等。第二，學生的獨立探索和協作學習。具體分為五個環節：①明確問題：根據課程內容和學生觀看微課時提出的疑問，總結出-些有探究價值的問題；②獨立探究：從開始時選擇性指導逐漸轉至為學生的獨立探究學習方面，讓學生在獨立學習中構建自己的知識體系，注重和培養學生的獨立學習能力；③協同學習：通過“探究式案例”、“探究式實驗”鼓勵學生以小組協作形式，采用對話、商討、爭論等形式進行討論并實施；④交流展示：成果交流采用如：舉行展覽會、報告會、辯論會、小型比賽等；⑤考核評定：建立線上學習、課堂和課后學習各環節的考核評價。考核成績構成為“課間練習20分+每周作業15分+課后研究報告和小論文5分+討論區及課堂活躍度10分+期末考試50分”。

2.3.3 課后學習

由課后的復習，學生定期的答疑，學生完成的項目任務和課程論文構成。

3 翻轉課堂教學實施案例――以光學諧振腔（FP腔）為例

3.1 線上學習

首先利用微課介紹實驗現象，給出FP腔的輸出裝置，給出了連續波入射時單模光纖FP腔輸出光譜。提出問題：如何解釋上述實驗現象呢？接下來在微課上介紹描述上述激光現象的基本概念與相關規律。根據多光束干涉原理，可得垂直入射時，光學FP腔的輸出與輸入光強之比為：

將光纖長度，折射率（n=1.48）代人，可得其自由譜寬為50CHz，利用變換式，可得自由譜寬為0.4nm，理論計算與實驗現象一致。通過微課學習，學生完成知識的內化。課間提問，采用填空題：C02激光器波長為10.6um，當腔長L=lm時，自由譜寬為（），如果該激光器的光譜線寬度AVF=108Hz，則輸出為單模還是多模（）。要求學生在規定時間完成課間作業的提交。

3.2 課堂學習

首先，提出問題：腔端面反射率對輸出特性的有什么影響？讓學生在獨立學習中構建自己的知識體系。然后，進行協作學習，以4人為以小組，利用計算機對（1）式所描述的規律進行數值計算，將結果可視化，計算結果與實驗結果一致。從圖上還可發現原本靜止的圖“動”了起來。給學生很大的想象空間，這一環節是理論分析的重要補充，再次完成知識內化。將科學計算引入課堂，提升學生解決問題的能力與效率，引導學生進行研究性、探索性學習。通過可視化，學生對復雜的激光現象具有了感性認識，促進學生對晦澀理論的理解。最后，介紹新實驗現象的探索。前面我們詳細學習了連續波入射情形下，光學FP腔的輸出特性，自然會想到脈沖激光入射情形，那么脈沖激光入射到光學FP腔，其輸出具有什么特點呢？通過教師的引導和學生的協作學習和探索，得到當脈沖激光入射到單模光纖FP腔時，其輸出波形具有衰蕩特征，從而完成創新能力的培養。

3.3 課后學習

以小論文形式，讓學生完成一份研究報告，題目為光學FP腔的激光器件中的應用。鼓勵學生利用網絡資源，查閱光學FP腔在各個領域的應用。例如FP在輸出模式選擇，光束質量改善等方面的應用，讓學生自行選題，自行設計實驗方案，在學院的激光實驗室獨立完成實驗，完成小論文撰寫和提交。

4 結束語

翻轉課堂教學模式起源于美國，在我國真正去推行翻轉課堂教學模式還有很多問題有待解決，還需要更多的實際教學工作要做。

參考文獻：

【1】張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究【J】.遠程教育雜志，2012，（4）：46-51.

第4篇：光學課程論文范文

關鍵詞光學；教學；改革

光學課程是物理學專業最重要的基礎課程之一，同時也是現代科學技術迅速發展、崛起的重要支柱。以激光為基礎的現代光學的知識，已經滲透到日常生活中的眾多領域，在工業、農業、交通、能源、醫藥、信息等領域發揮著越來越重要的作用。光學作為基礎性學科具有很強的學術性，同時，光學課程的知識覆蓋面廣，應用性和可操作性也較強，它能夠較好地鍛煉學生的思維能力及理論與實際相結合的能力。而在傳統的光學課程教學中，存在著重理論輕實踐，理論與實際相脫離，缺乏創新，無法適應社會及專業領域的需求等問題。如何培養不僅具有扎實理論基礎，還具備較強工程應用能力的光學類技術人才，是我們教學改革研究的重點問題。

1光學課程教學現狀

光學課程教學大綱計劃68學時，教材內容分為干涉、衍射、幾何光學、光學儀器、偏振及現代光學部分[1-3]，內容繁多，教學任務較重。因此，光學一直是一門教師難教、學生難學的課程。在教學過程中，通常更加強調基礎知識的理論性，而對知識的應用性和工程性關注偏少，理論聯系實際顯得不足，教學中不自覺地存在“重理論和基礎，輕工程和應用”的傾向，淡化了光學類課程本身擁有的強烈應用和工程背景特性。另外，學生在大學階段參與實習實踐、接觸實際工程問題和公司企業的機會偏少，教學與光學元器件的工程設計及公司企業的要求聯系還不夠，存在明顯脫節現象。目前教學中教師的主導地位強，而學生的主體地位偏弱；第一課堂強，第二課堂弱；體現學生結合課本知識在“做中學”并培養自身實踐精神、工程意識和創新能力的活動空間不夠。

2光學課程改革的思考

光學課程有其自身的特點，與力學、熱學等學科之間的聯系不太緊密，自身的知識體系比較繁雜。在具體的教學改革與實踐中，主要從教學內容、教學方法、考核方式等幾個方面著手。

2.1教學內容

在教學內容上，首先要優選教材，認真制訂教學計劃。教學中，既要注重講解光學課程中最基本的概念、理論，夯實學生的基礎知識，提高學生的理論水平，又要加強現代光學基礎的教學，增加一些現代光學的前沿知識，了解光學發展的最新動態，引導學生不斷拓寬視野，激發學生的創新意識和科學探索精神，培養學生的科學素養。例如，在講解幾何光學及光學儀器知識時，可以介紹海市蜃樓、掃描隧道顯微鏡。在講解光的干涉時，可以介紹相干探測技術、全息照相、光學薄膜等。在講解偏振現象時，可以介紹3D電影及偏振雷達探測技術等。讓學生體會光學知識在日常生活中應用、發展及科學前景。另外，針對相關科學前沿知識，開展一些專題講座，讓同學們更深入地理解光學科技的發展，同時強化了基礎知識的學習。或讓學生課外查閱相關文獻，提高學生學習興趣，激發學生探索欲望。積極搜集光學在日常生活中應用的實例，引導學生運用已學相關理論知識，解釋日常生活中的光學現象，真正實現從生活走向物理，從物理走向社會。

2.2教學方法

在教學方法上，要注重重點、難點的理解和掌握，注重分析思路和處理問題的方法。積極引導學生理論聯系實際，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力。為了能夠在有限學時內，盡可能多地講解現代光學的內容，可以在課前布置相關的預習作業，既能節約課堂基礎教學的時間，又能鍛煉同學們的自學能力。在教學中，要求學生上課主動提問，培養學生自學及發現、解決問題的能力[4]。教學中針對相關課題讓學生參與討論，在討論的過程中更透徹理解相關理論，并了解其應用，變被動學習為主動探索。在傳統的理論教學基礎上，盡可能多地增加實踐教學的環節，改變教學觀念，以任務為驅動，明確從理論到實踐的具體操作過程，培養學生工程實踐的能力[5]。實踐教學中要求學生進行文獻調研、撰寫小論文及動手制作相關光學儀器，解決一定難度的實際問題、培養自身創新精神、科研意識和綜合能力與素質。例如，我們在教學中將學生分組，動手制作簡單光學器件，如望遠鏡、放大鏡等，有效地激發了學生的學習興趣、動手能力及團隊合作的精神。科學技術的不斷進步，使得教學方法的多樣性成為可能。在教學中，針對光學課程本身的廣泛應用性和工程背景，可以有針對性地介紹一兩種國內外優秀光學設計軟件，如ZEMAX、OSLO等。其中ZEMAX可進行光學組件設計與照明系統的照度分析，也可建立反射、折射、繞射等光學模型。該軟件還具備對光學系統進行設計、優化、分析的功能。在光學課程第三章幾何光學部分，學完基礎知識后，給出一些利用設計軟件進行相關光學課程中涉及的光學元器件和系統設計的典型實例，如望遠鏡系統設計、8倍觀察鏡系統設計等。同時試著讓同學們分組利用該軟件進行相關光學設計，從而既提高學生的學習興趣，又有效地培養學生的工程設計能力和綜合應用知識的實踐能力。由于在光學課程的教學過程中，有些光學現象在日常生活中比較難于觀察[6]，比如干涉、衍射的現象，很多感性材料只能從課本圖片中獲得，比如干涉條紋、衍射條紋等。為了能夠使得同學們獲得較多的感性材料，我們在教學過程中，利用一些計算軟件，例如Matlab，將干涉、衍射現象通過程序模擬展示出來，這樣既給同學們提供了清晰的感性材料、直觀的物理圖像，也通過程序中相關參數的調節，讓同學們更加深入地理解光學知識中的相關規律。圖1為利用Matlab軟件編寫的分振幅干涉中牛頓環的干涉圖像，圖2為氫原子光柵光譜圖。物理是以實驗為基礎的科學。在教學過程中，改變理論與實驗分開進行的現狀，從教師指導演示實驗，轉變為學生在實驗室自主實驗。設置相關開放性實驗課題，讓學生分成實驗小組，將學生自己的設計思想和實驗內容相結合，鼓勵學生自主創新，使課堂成為師生互動的場所。這樣，即有利于將枯燥、抽象的理論生動化、具體化，又有助于對基礎理論的深入理解及應用，充分調動學生學習的主動性和熱情，提高了教學效果。實驗室也在不斷完善，力爭提供更好的資源，取得更好的教學效果。

2.3考核方式

教學考核中，擯棄一次考試決定最終成績的做法，將平時課堂表現和論文及動手制作部分納入最后成績測評，關注學生學習過程而非單一的最后考試結果。充分利用學院網絡資源，建立網上習題庫，建立有特色的個人主頁，并通過此與學生進行定期的網上交流及作業的布置和批改。網上交流的方式可以更有效地與學生溝通，實時解決學生提出的相關問題，提高了學生學習的效率。

3結語

伴隨著科技的快速進步，物理教學的手段也正在不斷更新。如何培養適應新時展的光學專業人才，是我們教學改革的目標和方向。通過以上教學改革的探討和在實際教學過程中的運用，使得教學活動充滿了活力，極大地調動了學生學習的興趣和探索的欲望，培養了學生自己動手實踐的能力及團隊合作的精神，大大提高了教學效果。

參考文獻

[1]姚啟鈞.光學教程[M].北京:高等教育出版社,1993.

[2]趙凱華.新概念物理教程:光學[M].北京:高等教育出版社,2011.

[3]郭光燦,吳強.光學[M].合肥:中國科技大學出版社,2003.

[4]許曉賦,廖珊珊,高忠堅.《光學設計》課程教學模式的探索與實踐[J].福建教育學院學報,2014(4):69-71.

[5]陳傳盛,陳曙光,李富進.培養大學生科技創新能力的課堂教學改革實踐[J].教育教學論壇,2014(4):51-52.

第5篇：光學課程論文范文

[摘要]以學生為主體的角度出發，根據問卷調查結果和多年教學經驗提出了基礎光學課程改革的幾點見解，第一、基礎光學教學內容改革的必要性及具體措施，第二、注重教學步驟的完整性，第三、注重教學方法的改革。  

 

引 言 

 

光學是高等院校物理專業必修的一門專業基礎課，是物理學中最古老的一門學科之一，同時也是一門年輕的學科，具有強大的生命力和不可估量的發展前途。光學對原子物理學的學習有極其重要的作用，而且光學是近代物理的生長點，量子論、狹義相對論都起源于光學。所以，學好光學無疑對相關課程的學習起著十分積極的作用。近年來有關光學課程的教學改革呼聲日益高漲，人們分別從不同的角度對光學的教學改革進行著積極而有益的探索[1-6]。本文借助于羅洋城對北師大和韶關學院學生的問卷調查[6]，結合自己多年的教學經驗和他人的先進成果，廣泛征集學生見解，對光學課程的改革進行積極了的探索，提出了基礎光學課程教學改革的幾點見解，供大家鑒借和分享。 

 

教學內容的選取 

 

現流行的光學教材，對幾何光學和波動光學的基本理論的講解是詳細的，完善的，但也存在不少問題，主要表現在：第一，幾何光學的內容占的篇幅過大，以華東師大姚啟鈞編的《光學教程》為例[7]，僅幾何光學的基本原理這一章，公式大大小小就有45個，有些問題中學已經講過，沒有必要重復講授。適當精簡幾何光學內容，使內容在滿足系統化、條理化的基礎上做出合理的取舍。第二，光的量子性部分的歷史，如“紫外災難”和“兩朵烏云”等故事完全可以放到物理學史中去講授。第三，現代光學部分涉及面較廣，學科的內容非常豐富，學科體系十分龐大，而光學課程的學時有限，所以現代光學部分則應該單獨羅列出去，建議在大三再開設現代光學基礎，滿足學生的求知欲和飛速發展的光學科技。基礎光學部分在講授時應該適當融入前沿科技內容，避免單純概念的枯燥,使教學別具一格,既深化了概念,同時將光學基本原理與其在科技前沿中的應用結合起來，大大深化了基本原理教學,開闊了視野，充分調動了學生的積極性，激發求知欲和探索物理奧妙的精神，同時也增加了課程的魅力。但是，在講授前沿科技與古老光學原理的結合時一定要注意突出光學基本原理的描述,達到用科技前沿實例講授并深化課程基本概念和基本原理的教學目的。同時，基礎光學部分在講授時還要注重課程內容的條理化，雖然波動光學和幾何光學看似聯系不十分緊密，但是至始至終都離不開兩個概念就是光程和相位差，所以在整個基礎光學部分的教學中要始終貫穿這兩個基本概念使教學內容渾然一體。 

 

注重教學步驟的完整性 

 

注重教學步驟的完整性有力的保證了教學質量。課堂教學是學生獲得知識的重要途徑，由于教學體制特點，很多學生依賴于課堂，所以確保課堂教學效果是教學中的非常重要的一個環節。除了借助于現代化教學手段提高教學效果外，從內容的選取和語言描述上需下足功夫，充分地把教師的個人魅力展現出來，并且把這種魅力融入到教學中，以提高課堂教學效率。作業批改是課堂教學的延伸，它是發現問題，解決問題的重要途徑，通過對作業細致批改幾乎可以了解每一個學生的學習狀況和學習狀態。課后答疑是課堂教學的重要輔助形式,也是教學過程中的有機組成部分。此外，光學和其它物理學學科一樣是一門以觀察和實驗為基礎的學科，許多物理知識都是通過觀察實驗，經過認真的思索總結出來的。實驗教學不僅僅是學生動手的過程，更是動腦思維的過程。注重實驗教學能更好地激發學生的學習興趣，并且能培養學生嚴肅、認真、端正的實驗態度，獲得一些感性認識，經過進一步引導使感性認識上升為理性認識，為光學課程的學習起到積極的作用。值得一提的是驗證性實驗所占比重過大[8]，大學階段的實驗教學應該不只是“驗證”，通過增加一些設計性實驗以激發學生的創新能力。 

注重教學方法的現代化 

 

現代教學技術手段的發展和應用提高了單位學時的信息量,多媒體技術中實例分析和動畫演示激發了學生的學習興趣。然而我們在運用現代技術手段教學過程中,還是遇到了許多新問題,如過多依賴于ppt教學，以至于學生感覺象放電影一樣，條理性、邏輯性和系統性體現不到位。所以,我們還要不斷探索新的教學方法和技巧,從而使現代化教學內容和教學手段得以更充分地發揮作用。此外，加強與國內兄弟院校的了解和交流,使我們能夠開闊眼界，增加知識，有效提高我們的教學質量。最好能夠讓教師走出去,同時也能把相關教學經驗豐富的人事請進來,借鑒和學習兄弟院校光學教學改革和發展的成功經驗。總之,在科學技術飛速發展的今天，大學階段的學習是很多人接受系統學習的最后一站，基礎光學課程的學習對今后的學習起著非常重要的作用。所以在教學中要從教學內容、教學步驟、教學方法等方面完善教學過程,強化基礎教育，緊跟現代科技發展步伐,積極大膽地嘗試現代科技教學手段，探索新的教學方法，使學生的學習由被動轉為主動，為今后的學習奠定基礎。 

 

參考文獻： 

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[2]馮學斌，劉興波.光學投影媒體教學體系及內容和方法改革[j].山東師范大學學報（自然科學版）,2005,20(4):102-103. 

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第6篇：光學課程論文范文

作者：鄒林兒，范定環，傅繼武，沈云

關鍵詞：專業光學軟件，光學工程類專業，課程教學，教學模式

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0127-02

光學工程類專業是以光學、應用光學、量子光學、非線性光學、激光技術和光電子學等為理論基礎，結合物理電子與微電子學、固體物理學、計算機技術以及信息與通信工程等的一門綜合性強專業[1]。近年來，隨光電信息產業的迅速發展，該專業類的人才需求增多，就如何辦好該類專業，以適應產業需求，是許多高校乃至整個國家需要解決的課題[2]。其中，專業光學軟件課程是光學工程類專業教學的重要組成部分。學生掌握一至二門專業光學軟件，利于提高專業知識與實際應用的綜合運用水平，助于增強就業競爭力，更為重要的是將來相關專業工作的必備技能之一。專業光學軟件依據應用領域大致可分為：以經典光學和現代光學為基本原理的應用在各種光學儀器或儀器系統的光學設計類軟件[3]，目前它們主要有ZEMAX、CODEV、ASAP和OSLO等光學設計軟件；以導波光學和光通信為理論的應用在光通信領域的器件或系統仿真設計的光通信類軟件[4]，如OptiBPM、Beamprop等光波導設計軟件，以及OptiSystem等光通信系統仿真軟件；另外，其它一些計算軟件也可以用在光學方面的，如Matlab在光信息處理中的應用[5]。

專業光學軟件的教學相對光學專業實驗教學（特別是涉及到昂貴專業實驗設備），要求的技術起點低，且能更快地讓學生接觸到實際應用課題。我們在專業光學軟件實踐教學過程中，強調基于光學專業知識的是邏輯分析和編程訓練的結合，提高了學生的光學設計能力。結合近幾年的專業光學軟件教學研究和實踐，我們從專業課程體系設計、課程教學方法、學生學習要求以及考核等幾方面進行探討[6-9]。

1教學課程體系設計

1.1專業理論知識與專業軟件教學有機銜接和融合

專業光學軟件的運用需要很強專業理論知識，一般面向于光信息科學與技術本科專業（現歸類為光電信息科學與工程）和光學、光學工程研究生專業。如ZEMAX光學設計軟件，其理論基礎為光學設計的基礎知識和像差理論。軟件中的專業名詞如物面、像面、高斯面等，和計算方法如實際光線計算、近軸光線計算，以及設計時的整體思路和流程等知識點都需要在專業理論課中掌握。因此，專業理論知識和專業軟件課程之間的銜接很重要。它們之間如缺乏有機聯系，在專業軟件課程教學時，學生學習效率和質量下降，同時教師教學辛苦，整個課程進展慢。在我們的課程體系安排中，《工程光學》、《幾何光學》或《應用光學》之類課程放置在大學二年級第一學期，以之為基礎的專業軟件教學，如ZEMAX之類的光學設計軟件課程，放在隨后的大學二年級第二學期。作為更高級的專業理論課程《導波光學》、《光通信原理》、《光波導理論與技術》等之類課程設置在大學三年級第二學期，隨后接下來的學期開設光波導設計或光通信系統仿真等相關專業軟件教學課程（可選修），如OptiBPM、OptiSystem等軟件。同時在學習專業軟件期間還可以安排些系統仿真中涉及到知識點的課程，如涉及到電光調制、四波混頻效應等的《非線性光學》課程，涉及到光學透過率或反射率的《薄膜光學》課程等，這樣有利于這些特殊知識點和軟件教學學習有機融合。采用這樣的安排和緊密的時間間隔，使得學生在軟件學習中，不至于忘記前面學習過的理論知識。同時在軟件教學中，結合實例，將專業理論知識和軟件應用聯系起來，提高了學生的綜合運用能力，學會如何分析問題和解決問題，加深對專業知識的理解和認識，從而更好地實現應用軟件解決問題。

1.2強化專業訓練

現在許多學校施行三學期制，我們試點把專業光學軟件學習作為實踐設計類集中放在暑假期間（第三學期）進行專業系統學習和培訓，專門作為一項專業技能課程傳授給學生。專業光學軟件課程教學結束后，軟件的實際運用也是實踐環節重要的一步，可以在學生相關實習企業環節或教師指導的畢業論文設計環節中體現，例如讓學生協助參與到實際光學系統產品設計或項目中，了解產品從產品設計或項目的一系列過程。這些將為學生今后在企業科研一線從事光學工程類專業工作起著積極作用，加快學生把專業知識轉化為實際應用的過程。

2教學方法和學習方式的改進

2.1以實例為教學主線、結合實際應用的專業光學軟件課程教學方法

傳統軟件教學方法一般是先介紹菜單的各項功能，然后逐步展開軟件操作步驟等，這菜單式的教學方法已不適宜專業軟件教學了。專業光學軟件不是大眾化軟件，教學目的不應停留在軟件操作熟練程度上，而是通過教學方法應把握學習軟件的內涵“如何運用軟件分析問題和解決問題”。在專業光學軟件教學過程中，我們提出以實例教學為主體，從整體設計思路上把握，而對于少量的基本軟件操作串插到實例中講解。

以ZEMAX光學設計軟件為例，需設計一雙膠合透鏡，對于632.8nm波長的光，其焦距為100mm，相對孔徑為1：5，而波像差小于λ/4。在這個實例中，對于初學者來講，這些內容基本上包括整個光學設計所需要的教學內容（如透鏡模型或系統結構參數建立、光線追跡、波前分布、像質評價分析等）以及設計思路和流程。在教學過程中，教師應貫穿整個設計目標是一個等效焦距（總光焦度倒數）為定值的光組，著重把握如何合理分配兩個透鏡的光焦度為設計思路。當涉及到構建透鏡模型時，教師引導學生如何在軟件中操作如參數設置和模型顯示，并改變不同結構參數觀察模型變化。當實現光傳輸時，重點講解光線密度概念和物理意義等，以及光線在軟件中追跡算法，串插地講如何設置光線密度和工作光波長等操作。當講到成像質量分析時，講解波前的物理意義，和衡量成像質量的標準或判據，以及一般有哪些評價函數等，重點應放在如何分析成像質量。最后，談到軟件自動優化設計時，主要講解如何設計優化函數，了解像差自動平衡的方法和有關問題，來提高成像質量，對這個理解和領悟是學生以后逐步走向更高層次的光學設計關鍵。通過實例教學，一方面讓學生體會到專業軟件與應用緊密結合，激發學生學習興趣，提高學生的課堂參與度。更重要的是培養學生的光學設計整體思路，結合專業知識訓練如何分析問題和解決問題，提高綜合應用專業軟件能力。

同時，教師對實例的篩選，要具有經典性和適宜的難易度。我們知道專業光學軟件功能強大，涉及面廣，如ZEMAX光學設計軟件大致包括照明和成像兩個范圍。在專業光學軟件的學習訓練中一般分為初級、中級、高級三個層次。在中、高級層次訓練中是針對特定設計目標，比如照相鏡頭設計、光譜儀系統的設計等，在這里需要更高級光學專業知識，如《高等光學》、《傅里葉光學》等。因此，教師在教學過程中針對不同學生層次，要把握教學難度和深度。

2.2堅持課前專業知識鞏固，課堂學習討論，課后上機復習的學習方式

專業光學軟件里面涉及到許多專業名詞，對它們準確理解，利于參數設置時有清晰的物理意義。這些專業名詞的知識來自前期專業理論課程，需要學生課前自主鞏固、查閱資料，比如軟件中的有效焦距、波前、像差、評價函數等專業名詞。在課程上，以實例討論為主，學會分析問題和解決問題。以ZEMAX光學設計軟件為例，可以討論影響像差的因素是哪些，如何通過調整孔徑光闌位置改善像差，以及在設計中如何平衡和分配各類像差等問題。通過實例講解和討論的學習方式，除了在課堂上激發學生學習熱情和興趣外，還加強對專業知識綜合理解和提高應用軟件解決問題的能力。課后布置學生上機復習，一是讓學生消化課程上的知識，進一步嘗試解決實例中出現各種情形；二是提高學生對軟件使用熟練程度。這種學習方式讓學生從被動式的課堂聽課、上機練習，改變為主動性的課堂學習討論，課后自主復習和鞏固光學軟件應用思路，鼓勵學生嘗試新的設計方案。對教師而言，一是讓學生認識到專業軟件課程學習的重要性和優勢，充分調動學生的積極性和學習興趣，是主動性學習方法的前提；二是引導課程討論由淺入深，抱磚引玉。近幾年來實踐教學反饋，低年級學生意識到專業光學軟件學習是光學理論知識與實際應用結合的關鍵環節，以及在就業方面占據較大優勢，這已經形成學生的共識，起著良性循環作用，提高了學生學習專業軟件積極性。

3采用多樣靈活有效的考核評價方式

專業光學軟件課程有著自身的內容特點和教學規律，僅僅采用傳統的筆試、上機考試的考核方式是不能很好適應專業光學軟件教學考核要求。專業光學軟件課程的教學目的是不僅僅讓學生熟練使用軟件，更為主要的是能結合專業知識應用軟件進行光學項目分析和設計。因此，專業光學軟件課程的考察就是評價學生的專業知識綜合運用與分析能力，包括專業知識的理解、項目的分析和解決能力、計算編程水平等幾方面綜合素質表現。基于此，我們在教學過程中采取多樣靈活有效的考核方式。

（1）小作業。平時主要考察學生對專業光學軟件的操作能力和專業知識的理解與應用。這通過課后布置小作業來考察學生平時對知識點掌握情況，同時還兼顧知識小結的復習和鞏固。

（2）小組課題。學期快結束時，提前三至四周時間，分小組布置不同課題（或項目），如設計光學鏡頭（廣角、微焦距鏡頭等）、光波導器件等。在規定時間內，讓小組學生自主討論，查閱資料，最后形成項目文檔，提交設計報告。這種考核方式，對個別基礎差的學生實現起來有一定難度，但通過小組成員合理搭配（平常成績好的帶動成績較差的），這不僅提高整體學生的專業水平，更重要的是培養學生個人能力，如溝通、管理、創新、團隊協作與領導等。

還要強調的是，教師在最后考核結束時，給予學生提交的項目報告進行點評，應重點評價學生的思維過程，同時幫助學生得到合理的答案，使得對學生的考核成為課堂教學的延伸。

4實踐教學中相關問題思考

目前專業光學軟件實踐教學表明，上述措施的實施，在教學質量和學生受歡迎度方面有很大提高。但仍存在一些更高層次的問題，值得思考與進一步完善。

第7篇：光學課程論文范文

關鍵詞：強化培訓；光學工程；虛擬儀器

中圖分類號：G642.2文獻標識碼：A文章編號：1671―1580（2014）01―0046―03

一、引言

碩士研究生教育是我國教育體系中培養高層次人才的重要環節，肩負著培養高素質、創新性人才的重任，對于提高我國綜合實力和實現民族復興有著至關重要的影響。我國碩士研究生教育經過幾十年的發展，在教學觀念、教學內容、教學方法和考核方式等方面有了長足進步，取得了斐然的成績，培養了大批優秀專業人才。碩士研究生教育是由基礎課程教學、課程考核、社會實踐和學位論文等諸多環節組成的一個縝密、嚴謹的知識架構和體系，它直接服務于研究生培養目標。為了提升碩士研究生培養質量，各研究生培養單位采取優化頂層設計、深化教學內容改革、豐富教學方法和強化學位論文研究等多種手段。

國防科學技術大學為推進研究生培育機制創新，深化教學模式改革，促進拔尖創新人才培養啟動了“碩士研究生強化培訓計劃”。計劃以滿足“拔尖創新人才成長需求，以夯實數理基礎，培養實踐技能，提升外語水平，拓展學術視野，強化創新能力”為主要著眼點，進行專題性強化培養，為拔尖創新人才脫穎而出奠定基礎。本論文以主要面向光學工程專業碩士研究生的《虛擬光電儀器與綜合實驗》強化培訓課程建設實踐為例，從碩士研究生強化培訓課程設立的必要性、教學內容選擇和教學過程應注意問題等幾個方面探索碩士研究生強化培訓課程建設。

二、碩士研究生強化培訓課程設立的必要性

多年來，國內研究生培養單位對碩士研究生課程教育進行了有益的創新和改革，在教學內容和教學模式方面取得了巨大的進步，但是仍然存在一些不足。首先，碩士研究生課程學習中知識性課程仍偏多，實踐性課程偏少。我校光學工程一級學科碩士研究生培養方案中課程學習要求24個學分，其中實驗課程僅3個學分，可選的課程也只有2門。這導致一般碩士研究生在專業實踐能力上培訓不足，在進入課題研究時，對專業研究所需的重要手段、實驗儀器和實驗技術掌握不夠，致使部分研究生課題開展前期進展緩慢。其次，課程設置普遍性較強，針對性不夠。近年來，國內研究生培養單位鼓勵跨學科人才培養，碩士研究生的來源比本科生和博士生都要復雜，學生經歷也千差萬別。有些學生在本科階段即經過了創新實踐訓練，動手能力較強，而有些學生則完全沒有基礎。跨專業報考學員對本專業知識了解較少，部分導師會要求學生選修部分本科生課程來彌補專業知識的缺失。面對不同知識結構和能力層次的生源，我們缺乏因材施教的教學內容和方案設計。第三，教學內容與前沿技術脫節。碩士研究生課程內容以基礎專業知識為主，雖然有部分涉及學科前沿的800級課程，但多為介紹性質，而相應的研究手段、測試技術以及實驗方法幾乎沒有涉及。碩士研究生了解和掌握的學科研究技術與實驗室實際使用的技術存在較大差別。

產生以上不足的主要原因是：現有課程體系靈活性不足，培養方案與教學內容改革通常要求一定的穩定性，改革還具有一定的周期性，因此最新的學科發展成果不可能及時在教學中得到體現；其次，研究生進入課題后的研究方向比較分散，不是所有學員都對某方面技術感興趣，組織開課比較困難；另外，最新的科學儀器和實驗技術通常價格昂貴、數量有限，科研工作安排也非常繁重，科研人員一般不愿將其投入到教學中去。

但是我校碩士研究生的研究課題通常以教研室當前項目為依托，一般要應用到最新的實驗儀器、測試手段和研究方法。而這些學員又沒有得到培訓，這就造成了課程學習與課題研究之間的脫節。學員需要較長時間，通過邊干邊學的形式逐步掌握。但是這種方法的不足是培訓效率低，學員進入角色慢，加之碩士研究生課題研究時間有限，在掌握專門技術后用于真正課題研究的時間就不足了。我們調研了英國南安普頓大學的光電研究中心和加拿大渥太華大學的物理系對研究生的培養情況，發現他們研究生跨學科的現象較為普遍，但是不少跨學科研究生可以在較短的時間內進行獨立研究，并取得較好的成績，這與他們在研究生入學后的專題技術培訓有關。他們采取的措施是針對研究生課題研究中可能用到的實驗技術和科學儀器，結合前沿研究內容開展集中培訓。該培訓既可以讓學員在短時間內對研究室的研究內容有一個深入了解，又可掌握最新的實驗技術和科學儀器。學生在學習過程中不僅可以對以往知識進行復習整理，更重要的是可以學習如何將所學知識應用到實踐中去解決問題，同時對知識的了解更加深刻，因此學生學習積極性很高。

三、碩士研究生強化培訓課程教學內容的設計及案例分析

1.基礎性

強化培訓課程雖然是一種專題培訓，但目標是針對特定學生群體的能力培養，而不僅僅是教一些具體的技巧。同時為了擴大收益面，應盡量選擇適合面更廣的教學內容。我們在《虛擬光電儀器與綜合實驗》碩士研究生強化培訓課程內容選擇過程中，通過調研發現，雖然我們光學工程的學員在本科階段都學習過c、fortran等編程語言，但不少學員從來沒有利用這些語言解決一個實踐問題。究其原因是因為這些語言與硬件結合困難，例如在實際工作中學員往往會選用單片機、DSP或FPGA來實現數據采集和設備控制，完成這一任務需經歷硬件知識學習、電路制作及軟件編程等幾個階段，同時要開發硬件，導致開發周期長，甚至會讓部分學員望而卻步。虛擬儀器技術是利用高性能的模塊化硬件結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。LabVIEW是集成高效軟件和模塊化硬件的開發平臺，可以充分發揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強和開發時間短的優勢。碩士研究生如果掌握了基于LabVIEW的虛擬儀器技術，配合必要的硬件模塊，對于完成課題研究將會有很大幫助。因此，我們選擇基于LabVIEW的虛擬儀器技術作為強化培訓課程的基礎內容，并以此為基礎開展專業實驗儀器和測量技術的教學工作。

2.實踐性

在目前，我國研究生教育的教學方式主要以課堂授課為主，多認同性而缺乏創造性。分析原因，除了長期“單向灌輸式”教育方式的慣性外，硬件制約也是非常重要的因素。一方面研究生專業方向多，實驗儀器要求多樣，使得配備實驗設備困難。加之儀器設備更新速度較快，易使實驗設備過時。另一方面，這些年碩士研究生招生規模不斷擴大，使得實驗條件更難滿足需求，最終導致碩士研究生教學的實踐性較差。《虛擬光電儀器與綜合實驗》強化培訓課程的目的就是要培養碩士研究生的創新實踐能力，為開展研究生課題研究奠定技術基礎，因此非常重視實踐性，要求每次課都有操作或練習內容。利用虛擬儀器技術的模塊化硬件可以大大降低學生實踐操作所需的成本，縮短實驗的時間。在講授數據采集技術時，我們購置了一批NI公司的MyDAQ多功能數據采集卡，并結合實驗室已有數據采集設備，保證上課的學生都可以動手操作，甚至可以把設備帶回去繼續練習。在儀器控制與遠程通訊教學過程中，我們為學員筆記本電腦配備了USB轉RS232數據線，使學員不僅可以相互之間進行串口通訊，還可以帶回實驗室對光電儀器進行通訊和遠程控制練習。

3.針對性

針對性是強化培訓課程的重要指標。強化培訓課程教授的內容應該是針對傳統課題教學的薄弱環節、研究生創新實踐能力方面的短板進行有益的加強。我校光學工程碩士研究生在計算機測試應用能力方面存在不足，一般學員只能利用計算機進行數值模擬或數據處理，但是不會用計算機進行信號采集、信號處理和設備控制。《虛擬光電儀器與綜合實驗》強化培訓課程主要針對碩士研究生計算機測試應用能力不足，利用虛擬儀器技術，并結合典型光電測試系統開展信號采集、數據處理和儀器遠程控制方面的培訓。

4.前沿性

我國研究生教育非常注重前沿性，一方面要求課堂教學內容設計上與時俱進，另外開設專門課程介紹學科前沿技術。但是，一般課程教學以前沿技術理論介紹為主，對最新的實驗儀器、測試手段和研究方法涉及較少。不少碩士研究生會感覺當前科技很先進，但是自己掌握的手段很落后，很難完成課題研究。其實，我校光學工程學科通過985和211項目的支持，已經建成了非常現代化的實驗室，各種先進實驗儀器已頻繁地在科研中得以應用，《虛擬光電儀器與綜合實驗》強化培訓課程的一項重要任務就是向學員介紹一些常用先進光電儀器的操作和應用。

四、《虛擬光電儀器與綜合實驗》研究生強化培訓課程實施

1.招收確實需要的學員

強化培訓課程是面向各個學科方向的有特定需求的學員開設的專題選修課，目的是提升他們的創新實踐能力，尤其是在課題研究中所需的能力的提升。比如，生物學方面的學生希望采用光學的方法進行相關課題研究，這種強化培訓課程對他們是十分有益的。因此，我們采取廣泛宣傳和導師推薦相結合的方式進行招生。我們通過宣傳讓學員和導師準確地知道本強化培訓課程的定位和教學內容，學員根據自己能力提升或課題研究需要，并經導師同意后申請報名。通過這種形式，基本保證學員都是帶著目的來學的，不要浪費學員自己的時間和寶貴的教學資源。

2.實踐環節成為課程主題

強化培訓課程是針對碩士研究生某方向能力的專題培訓，目的是要在有限的時間內使學員的實踐能力得以提升，并具備在后續課題研究中應用的能力，因此實踐性尤為重要。《虛擬光電儀器與綜合實驗》課程的主要目的是使學員掌握光學工程相關研究中的數據采集、儀器控制、基本信號處理和簡單控制反饋方法，因此每次課我們都安排了課堂練習。比如在數據采集教學過程中，我們配備了數據采集卡給學員，讓他們在課堂上對實際信號進行采集；在儀器控制教學過程中，我們利用USB轉RS232數據線，讓學員實現相互之間的計算機通訊和與多種光電儀器進行數據通訊。最后我們還設計了光纖邁克爾遜干涉儀，要求學員利用學習的知識實現信號調制、數據采集、信號處理和報告生成完整過程，充分體驗科研實踐的全過程。

3.解決學員的實際問題，提高學員學習的積極性

虛擬儀器技術不僅具有強大的功能，而且具有巨大的靈活性，可以解決碩士研究生課題研究中的絕大部分問題。如果一門課程可以解決學員在實際工作中遇到的問題，將極大地提高學員的學習積極性，并能引發學員探索鉆研的興趣。因此，我們在開課初期就對學員征集科研過程中的工程問題，通過對問題的整理，我們提煉出典型案例，并給出初步解決方案，在課堂上進行分析，讓學員知道哪些課程內容可以解決相應問題。比如，有學員提出多光路大功率激光泵浦的安全監測問題，我們設計了用NI6251對32路溫度傳感器進行同步采樣，通過LabVIEW平臺進行信號處理，并用電腦內部音頻輸出設備發出報警信號的方案。還有同學提出如何對飛秒激光器相位補償單元進行控制的問題，結合系統的硬件條件我們提出了利用LabVIEW圖像處理插件進行誤差量解算，再通過多功能卡輸出控制電平調整相位補償單元的方案，學員對整個工作豁然開朗，明白了自己的核心工作應該在誤差信號的解算上，其他問題通過虛擬儀器技術就可以完全解決。學員帶著問題來學習，主動性會大幅增強，問題得到解決后成就感也較高，教學效果明顯好于灌輸式教學方法。

五、結束語

碩士研究生強化培訓課程是研究生培養體系改革的重要創新探索，通過專題培訓的方式可以對碩士研究生能力薄弱方面進行針對性訓練，使研究生的創新實踐能力得到全面提升。本文以《虛擬光電儀器與綜合實驗》碩士研究生強化培訓課程的建設為例，探討了碩士研究生強化培訓課程建設應該重視的特點及在課程教學過程中應該把握的重點，為碩士研究生強化培訓課程建設提供一定的參考。

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第8篇：光學課程論文范文

關鍵詞：食品物性學 有效教學

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.044

《食品物性學》是一門研究食品物理特性，并對其進行準確的分析和評價的學科。物性學通過對食品及其原料的流變特性、食品質構、食品的力學、光學、電學、熱學等物性的研究，來達到指導食品的高品質和安全生產的目的[1]。《食品物性學》是食品科學與工程專業的重要專業基礎課程，不僅在整個專業體系中占有重要的地位，其研究和應用更具有廣泛性和必要性。

與傳統的食品專業課程相比，《食品物性學》是一門新興的學科，我國將其作為獨立學科開設較晚，且主要是面向研究生開設[2]。在2001年教育部高等學校輕工與食品教學指導委員會第一次會議討論才決定將《食品物性學》列入食品科學相關專業的主干課程，可參考的資料很少[3]。由于《食品物性學》課程主要是通過對食品的物理特性進行研究，進而指導食品的品質和生產過程，因此該課程的教學理念、教學內容、教學手段和考試方式等相應的教學資料不能照搬其它食品專業基礎課的教學模式，而應當從該門課程的特點入手，制定有效的教學方案[4]。

有效教學中的“有效”，主要是指教學應當讓學生學到知識，并做到愿學、樂學、學得有趣、主動[5]。對于食品物性學的有效教學，應當讓學生不僅學到食品物性特征的大部分學科基礎知識，還要學到物性學在生產和管理中的實踐應用，并且不是強迫學生學習，而是使學生主動學習。為了達到有效教學的目的，筆者認為要從以下幾點進行：

1 教學理念

教學理念是教師對教學和學習活動內在規律的認識的集中體現，同時也是教師對教學活動的看法、持有的基本的態度和觀念，是教師從事教學活動的信念。有效教學的教學理念對教學活動有著極其重要的指導意義[6]。

學生是學習的主體，有效教學的目標就是要培養學生的綜合素質和創新能力。食品物性學的教學理念必須按照科學發展觀的要求，堅持以學生為本的理念，從提高大學生的綜合素質和能力入手。《食品物性學》課程是食品科學專業學生必學的專業基礎課，對食品科學專業學生物性分析能力和品質管控能力的培養是無可替代的，其教學效益的高低，直接影響到學生后續專業課的學習和實踐。因此，食品物性學的教學理念應當實現由“教師為主”轉變為以“學生為主”，著重對學生基礎知識和實踐能力的培養，才是真正體現有效教學的關鍵所在。要在教學過程中確立學生的主體地位，培養學生的主體意識，才能達到愛學樂學的有效教學效果。

2 教學內容

在講授本門課程時，應當根據本課程的發展趨勢和實際應用要求，有針對性地選取重點、關鍵點、應用熱點、前沿問題來進行講解，組織重要的知識點進行分專題討論，這樣可以培養學生的自學能力和分析問題的能力，并能使學生對食品物性的基礎知識有著更深刻的理解。因此，在整體課程的講授中，我們對力學部分進行了最為深入和全面的講解與研究，對食品流變學的相關模型和公式都進行了推導和分析，以理論和基礎知識的學習為主。而對于食品熱物性、電特性和光學性質部分，在授課內容安排上結合國內外最新研究成果，以實例展示為主，不再進行基本公式的推導，只理解其實際應用原理和意義。對于食品的質構和感官評定部分，由于學生已學過食品感官評定的相關課程，這個部分的講授以食品質構的儀器測定方面為主，主要講解物性儀、流變儀的使用方式及圖例分析，對食品的感官評價與儀器分析的關系進行說明。對于這樣的教學內容安排，學時主要放在食品的力學基礎，食品質構的儀器測定，食品的電、熱、光學特性的應用上，既避免了知識點的重復講授，又能在最短的時間內突出重點地進行知識講授，達到有效教學的目的。

3 教學手段

由于《食品物性學》是一門新開設的課程，學生對課程的內容和定位都不甚明晰，學習興趣不高。因此，在教學過程中我們要更善于引導學生的學習積極性，使其達到愿學樂學的目的。在教學中，應當采用多媒體技術，PPT的展示中應當以國內外最新研究技術、高新設備和產品的圖片材料為主，把抽象的問題具體化，把枯燥的問題趣味化。通過圖片和實例引出的問題，也更容易讓學生參與到課堂討論中來，對基本的基礎概念有更明晰的認識。如在食品質構分析的分散體系部分講解，就可以從巧克力的質構分析入手，對巧克力的分散介質油脂以固態晶格的形式出現，對晶格的情況分別進行分析，從而達到引起學生學習興趣的目的。在食品熱物性部分的講授過程中，可以通過西瓜的圖片引出對食品冷凍冷藏過程進行模擬，進而確定工藝條件的重要性問題。再通過問題的引出講述食品的冷凍冷藏過程與其自身的導熱系數、形狀和表面積等因素有關，需要確定準確的導熱系數、比熱和密度值，為數值模擬提供必要的物性參數。這種圖片引出所學內容的教學方式，可以激發學生對物性學的學習興趣，達到有效教學的目的。

在授課的過程中，還需要采用互動式的教學手段，創建研究型的學習氣氛。課堂上可充分利用與教學內容密切相關的、可以激發學生興趣的材料，向學生提出相關專題的研究性問題。如在食品熱物性的講授中，可提出基于宗教和健康問題的油炸食品中豬油的檢測問題，引發學生的討論。然后通過對DSC的學習，了解到可以用DSC法來測量油炸豆餅、雞肉、牛肉中的豬油含量，達到解決問題的目的。這樣的互動式教學手段，既能從實際問題引出教學的相關內容，又能讓學生充分參與到討論中來，達到掌握所學知識的目的。

物性學作業是該課程不可或缺的必備實踐環節，針對章節作業，我們改變了以往的課后簡答題作業的方式，而是通過專題討論匯報的形式，將學生分成4～5人一組的學習小組，讓他們互相討論并分工制作專題的PPT，采取學完一章或相關的幾章之后進行一次匯報的方式，以充分發揮學生的主動性、獨立性和創造性。如在學習完食品質構的章節后，給作業組的學生提出物性儀在面包品質測定中的應用舉例專題，讓學生自主地去查閱相關的文獻和視頻資料，從不懂到逐漸理解再到完全理解，問題解決中的一步步分析和推進都由學生自己負責。在PPT制作好后，讓學生在課前向全班同學匯報，對PPT展示中的相關難題、難點，給予集體講解和答疑，教學效果非常好。

4 考試方式

在考試方式的改革中，我們采用了設計論文與平時成績相結合的方式，不但要求學生掌握基礎的理論知識，更要求學生具備一定的解決實際問題的能力。

在課程結束后的考察學習效果階段，我們引入項目化的設計論文方式，讓學生利用自己所學的食品物性學方面的知識，來具體來解決實際生產中遇到的問題，從而反映出學生真實的學習水平。讓學生自由選擇相應的問題如：如何利用物性學對冷凍面條進行品質改良？如何利用食品的光學特性進行無損檢測？如何利用奶油蛋糕的蠕變曲線改進生產配方，等等。將這些食品物性學在生產實踐中的實際問題向學生展示出來，讓學生任選其中感興趣的項目進行分析和解決，從而寫出符合要求的課程設計論文。采用這樣的考察方式，不但能加強學生對課堂知識的理解，結合地域特色靈活掌握所學理論知識，并且能激發學生的學習積極性，最終提高其在實踐中解決問題的能力。

講授《食品物性學》課程應順應時代的發展，以學生為主體，教學內容重點突出，教學手法和考試方式多樣，才能將創新思想融入食品物性學教學過程各個環節中，使《食品物性學》課程教學改革達到有效教學的最終目標。

參考文獻：

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[2]姜燕，張海悅.研究生《食品物性學》課程教學方法研究[J].農產品加工（學刊），2013，（9）：86-88.

[3]張朝輝，高昕，付曉婷.《食品物性學》課程的實踐教學改革探討[J].教育教學論壇，2012，（S1）：58-59.

[4]袁美蘭，趙利，蘇偉，劉華.高校食品科學與工程專業開設《食品物性學》的現狀和必要性[J].現代農業科技，2010，（23）：36-38.

[5]鐘啟泉.“有效教學”研究的價值[J].教育研究，2007，（6）：31-35.

[6]吳躍.科學發展視角的大學食品學科教學改革與創新探討[J].中國科教創新導刊，2011，（22）：19.

作者簡介：王英（1984-），女，碩士，講師，研究方向為農產品貯藏及加工，新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052

楊海燕，新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052

第9篇：光學課程論文范文

關鍵詞：開卷考試；大學理科教學；創新人才培養

當前，創新性人才的培養正在成為越來越多研究型大學的教育發展目標，由此決定了整個教學課程體系及教學方法的設計改進。在大學本科生教育階段，創新性人才的培養應該涵蓋兩個方面。 一方面，通過知識的傳授，使學生在知識結構上做到扎實基礎，推陳出新，結合專業特點不僅掌握經典的基礎理論，又能充分了解現代的科學知識進展，為今后在解決科學問題時能夠做到廣開思路奠定基礎。另一方面，通過多種訓練，培養學生學會運用各種知識和方法分析解決問題的能力。從哲學意義上講后者屬于方法論的范疇。雖然本科生階段的教育與研究生培養相比較在能力的培養上可能不一定是教學最重要的方面，但方法論的學習和實踐則是創新性人才培養的一個必不可少的重要環節。因此，教學課程體系與教學方式方法的設計應圍繞上述兩個方面展開。

具體到理科的課程教學，由于通常一門課的學時數非常有限，例如一個學期60學時，因此，如何在有限的學時數內通過課堂教學最大限度地實現創新性人才培養的上述兩個方面目標，則需要根據課程內容和專業的特點凝煉講授內容以及設計適合的教學和考試方法，并將幾個方面有機地結合起來。傳統的課后練習加閉卷考試模式顯然已經不能適應教育形勢的發展和創新型人才培養的需求。對此已有很多文章加以了論述和分析[1-6]。雖然國內通過多年的教學改革探索和實踐，在理論課的教學和考試方面已發展了多種多樣形式，包括閉卷和半開卷考試、課后練習、課堂測驗、小組討論、大作業和小論文以及多種多樣的考試題型等等，但究竟哪些方式方法的結合以及考試的形式和內容設計可以使教學效果更為有效則一直是一項探索的課題。其中，如何在本科階段的教學中恰當地設計和運用開卷考試形式在當前的大學理科課程教學和精品課建設中仍然缺少較詳細和有深度的研究以及實踐總結。

本文重點分析討論了理科課程教學中的開卷考試的特點、適用條件和設計實踐，其中包括考試內容及形式的設計、特點、在整個教學環節中的定位和作用。我們利用學校的理科光學教改項目，以物理專業核心課系列的光學理論課為例，針對該授課內容的特點探索了開卷考試的使用，從多角度考查學生對所學知識的掌握、運用水平和解決問題的能力等教學成效，從而作為改革整個課程教學的依據，并對這種考試形式在教學實踐中的運用進行了分析總結。

一、開卷考試的特點與適用性

通過對開卷考試的研究，我們發現開卷考試在檢驗教學成效和輔助教學方面具有一些獨特的優點。在一定程度上，它更貼近科學研究中解決問題的方式。

一方面，這種考試形式可以通過解題能力的強弱，考查學生對所學知識的靈活運用能力和掌握的水平。由于是開放式的考試，學生不需花費大量的時間對基本概念和公式死記硬背，一切可以用到的基本概念和公式均可以通過各種參考資料獲得。當然成功解題的前提是對基本概念有很好的理解，否則既使參考資料在手也未必能夠靈活運用正確解題。同時，設計的考試難度不需要很大，重點在于考查學生對課堂所授內容的理解和掌握。這種設計理念的初衷是省去死記硬背基本概念和公式的時間以提高學習的效率。解題的關鍵在于如何正確選取和運用基本概念包括公式，如此可以考查學生對所學內容特別是基本概念的理解和在解決實際問題中的運用情況。

另一方面，開卷考試可以培養和檢驗學生在解決問題時的思維開闊性或多樣性，即解題的方法論，給學生提供取得成功的多種途徑。這也是基于一種科學研究中的解決問題模式，從而有益于鍛煉學生解決問題的思維靈活性，并發現每一個學生的長處和問題，以實現因人而異的差異化人才培養。例如，有些學生雖然能夠熟記基本概念，但運用所學知識解決問題的能力欠缺，雖然參考書在手，解題時仍然缺乏思路和辦法；而另一些學生雖然基礎知識掌握的可能還不夠扎實，但卻能夠獨辟蹊徑通過某些參考資料獲得解決問題的辦法，體現了一種解決問題不拘泥于條條框框的思維靈活性。每個學生的這種優缺點和需要加強的方面均可以通過結合開卷考試綜合反映出來，而通常的閉卷考試和各種課后練習則難以做到對上述幾個方面的全面考察。開卷考試的另外一些優點還包括：

（1）雖然考試中可以使用參考資料，但學生必須按照考試要求在監督下當堂獨立完成考試。因此避免了難以控制的課后作業不認真和抄襲現象，起到一種強化學生獨立完成對所學知識復習的效果。考試題目和難易度應以課后習題為準，從而可以省去一定的課后作業量，甚至免去課后練習，使學生有更多的自主學習和思考問題時間。例如，圍繞專業的課后科技活動、大作業和小論文等等。

（2）由于考試中允許使用參考資料和工具作答，無形中起到了培養和鍛煉學生在遇到問題時養成查閱參考資料的習慣，可提高學生解決問題的興趣和主觀能動性，消除學生總是擔心考試記不住概念和公式的心理負擔，提高學生學習的自信心。

（3）開卷考試由于可以看書和使用各種工具，因此還特別有效地改善了監考的一大難題，即考試中的舞弊現象，有益于使學生建立考試的自信心和改善監考環境。