信息光学在应用物理专业教学中分析

摘 要：信息光学是高端光学，走在教学前沿，信息光学与计算机光学相结合，同时离不开信息科学，新兴光学是现代光学的代表。有着自己独特的课程特点，需要结合现代化教学现状来开展技术分析，结合信息理论，将其贯穿于教学过程中，改善大公式难度较大并且繁琐的特点，提高物理专业性，教学设计要符合素质教育的要求，建设校内平台，提高计算机的应用次数，合理利用校外资源，加强教学实践训练。本文通过探讨了信息光学在物理专业中的应用，希望能对教育教学有所帮助。

关键词：信息光学 应用物理 探索 思考

一、教学内容设置

学生在上《信息光学》这门课时，他们已经掌握了一定的基础知识，主要是和光学相关的基础知识，其中包括了光的干涉、光的吸收以及几何光学等，这些基础知识都是学习这一门学科的重要内容。这门课程可以帮助学生了解并掌握基础的光学知识，但是对标量衍射、传递函数等部分知识仍然不是很了解，对莫尔条纹傅里叶变换、阿达玛变换、光学小波变换、光计算和三维面形测量甚至都没有听说过。所以教师在本门课教育教学的内容中，应该带领学生主动学习相关理论知识，掌握好相关基础技术，做到理论与实践经验相结合，提高学生研究光电信息的能力，让学生学会主动研究，提高对相关理论实践的兴趣。教师在讲授信息光学开始阶段，应该从急促开始抓起，二维线性系统的一些基本知识需要重点进行讲解，矩形函数、sine 函数、三角形函数以及符号函数等内容，课堂讲授中都应该涉及。在课程中引导学生深入了解毫无熟悉感的运算定律，例如傅里叶变换以及积卷等相关的物理运算定律。在讲解授标量衍射理论光学系统的传递理论时，应该对这一知识点作出全面且详细的分析，这样的话就能为学生的进一步学习打好基础。充分吸取科研工作者的相关经验，使得学生吸收的知识可以应用在现代科技中，并且可以掌握光学全息计算全息以及空间滤波等运算。帮助学生形成对光电信息的初步认识，了解基本的物理概念及应用，锻炼学生建立数学模型，编写计算机等技能。^[1]

二、校内实验平台的建设

信息光学这一门学科的教学内容大多都比较抽象，如果想要学生掌握好这一学科的知识点，首先要提高学生的逻辑思维能力，为此，教师在日常的教学中，需要注意讲授的方式，通过理论与实践相结合开展教学活动，这样的话学生才能掌握好物理专业的相关必备知识，这样才能获得较好的教学效果，所以通过实践练习，增加实验环节在应用物理课堂教学中是必备的，提高课堂兴趣。这样才能产生较好的教学效果，所以教师在教育教学中，不断增加学生的实验环节是十分必要的，根据实验内容选择相关的器材，教学中，在学校的实验室中存在一个问题，那就是实验器材不够全面，实验的效率以及内容固然重要，但是如果无法具有与光学信息相关的实验器材，那么就无法支持该实验的顺利开展，因此教师在教学中选择合适的物理实验是非常重要的一个环节，应该尽量选择出对设备要求不高并且较为经典的实验。有一些实验在物理光学教学中起到了非常重要的作用，例如阿贝成像原理、空间滤波以及光电探测原理等实验，学生通过这些实验的操作，可以为他们将来的光学的学习打好坚实的基础，激发学生积极性。^[2]

三、加强计算机辅助实验

信息光学方面的实验受到实验器材的限制，基础设施也没有特别完善，所以不能做到尽善尽美，达不到实验要求，所以这时候我们就要利用计算机来实现实验，弥补实验器材不足带来的缺点，完成学生对信息光学的理解和掌握。这样的话信息光学实验就变得更加直观，能吸引到学生眼球，解决学生对信息光学的疑惑，使难以描述的物理这门学科变得真实可感，削弱物理现象的抽象化，锻炼学生的形象思维能力，进一步掌握理论方法，把抽象的物理应用到生活和实践中来，增添起其使用价值。

学生在学习相干光学传递函数和非相干光学传递函数的时候，应该对工程光学的像质评价的相干内容通过Zemax来计算模拟的MTF曲线解释有一定的了解，这样的话抽象的知识就变得真实可感，更加直观的学习知识，使用Matlab工具，使复杂的数学公式变成具有物理意义的直观图像，原本无聊的理论知识就会变得鲜活起来，物理本质的显示也变得渐渐清晰，学生创作能力进一步得到激发。^[3]

四、加强实践教学

信息光学的实用性较强，加强实验与计算机的应用具有必要性，因此要求了学生要充分理解并掌握实验教学内容，提高自身的动手能力、实践能力、科研能力以及创新能力等，这些能力得以提升有助于学生深入理解理论知识，这些自身能力的培养对学生的终身发展有着极其重要的意义。这些能力课堂教学和实验室不能够完全掌握，我们学生需要通过大三或大四的实习来开展这些学习能力的培养，例如：学生在开展实习的过程中，可以根据电视机的内部进行理论知识的学习，深入研究电视机内部实物，学习测量元器件参数的测量。经过实习，学生能够自主意识到信息光学中的光承载着信号传递的作用，使信号发生改变，调适调解光波，在实习里有条件会让学生进一步了解，渡前编码、傅里叶变换、空间滤适、计算全息等知识点。

结语

我们从以上几个方面进一步学习和掌握信息光学在应用物理中的研究方法，利用亲身实践和计算机应用辅导等方面学习了解系统的知识，进一步激发相关专业学生的思考和探索。应用物理在光电类的教学改革要求该相关专业的学生要进一步探索相关知识，尤其是面对考研和就业，課程实验远远达不到，相关企业对光电专业人才素质的需求越来越高，所以校内实验远远达不到相关要求，培养学生的应用能力应该从更深的层次进一步培养，相关教师应该从自身出发，不断提高个人业务水平，探索提升科研能力，在教育教学中向学生普及专业素质的知识，加强学生终身发展能力，学校要尽力为学生营造必备条件，不断完善学校的相关物理实验设备，未学生提供一个良好的实践场所，并且可以支持光电学信息实验教学，不断提高相关专业人才素质。随着经济社会的发展，社会对应用物理教学的要求也就越来越高，为此物理教师应该注重提高学生的物理应用能力，充分挖掘出学生物理光学的潜能，并且加以培训，使得他们成为物理全能型的人才。

参考文献

[1]史顺平.信息光学在应用物理专业教学中的探索与思考.[J]，价值工程，2017，（1）.

[2]刘红梅.信息光学教学改革的探索与思考.[J]，中国电力教育，2013，（31）.

[3]王仕璠.《信息光学》课程教学改革探索与实践.[J]，实验科学与技术，2012（6）.

作者简介

张翠梅（1984.10—）女，汉族，安徽宿州市泗县人，物理化学博士 大连科技学院专任教师，研究方向：光学模拟计算