光学测量技术课程的教学改革研究与探讨

郭春凤 林晓艳 李澜 陈进

[摘 要] 隨着光学测量技术在汽车和航空航天等领域的广泛应用，光学测量技术课程被列为国内外许多高校光电专业的必修课程。针对光学测量技术教学过程中存在的问题，对教学内容、教学手段和考核制度进行改革，探索多元化教学方式和考核形式在教学过程中的作用。实践结果表明，多元化的教学方式和考核形式提高了学生的学习积极性、主动性和创新能力。

[关键词] 光学测量;课堂教学;多元化考核形式;教学改革

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）41-0171-02    [收稿日期] 2019-11-08

光学测量技术是以光学原理为基础，融电子技术、精密机械和计算机技术为一体的一种高新技术。随着图像采集系统和计算机的快速发展，光学测量技术被广泛应用于现代工业检测和制造行业[1]。在市场对光学测量技术人才需求的推动下，目前全国已有几十所高校开设光电信息科学与工程专业[2]，将光学测量技术课程列为必修或选修课。光学测量技术是笔者所在学校光电信息科学与工程专业在第五学期开设的一门重要专业必修课。笔者所在学校十分数重视该课程的教学研究，鼓励老师们走出去学习其他高校的教学研究经验，结合我校学生的特点，形成一套适合本校实际的教学体系，培养具有较强的创新能力和工程应用能力的高端应用技术型人才。通过论文调研、教学经验交流和企业走访，并结合近几年的教学，对光学测量技术课程的改革进行研究和探讨。

一、教学内容改革

我校光学测量技术课程采用冯其波主编，清华大学出版社出版的《光学测量与应用》（高等院校光学信息科学与技术专业系列教材）。该课程为理论课，40学时，相应实验安排在光电信息综合实验和专业综合实验课程中。该课程注重基本概念和基本原理的讲述，同时又将理论和应用紧密联系起来。但是，时代在进步，科技在发展，教材对理论的应用远远落后于先进技术的迅猛发展，如何将光学测量的先进技术引入课堂教学是我们教学内容改革的重点之一。

在第二章“光的干涉技术”中引入Matlab软件编程介绍，让学生能够编写两束光干涉后的干涉图样，使学生比较直观的了解双光束干涉原理，并且为后面面形检测方法编写程序打下基础。第五章“光学三维测量技术”主要是对宏观和微观物体三维形貌的测量，这一章引入近年来研究比较热的相位测量偏折术，介绍了相位测量偏折术的原理，讲解了利用matlab语言编写相位测量偏折术检测反射镜面的过程，并加入面形测量方法研讨课，把课堂交给学生，讲解最新发表的面形测量方法，提出自己的见解和改进方案。将最新科研成果引入课堂，使学生将基本原理和科研结合起来，感受光学原理在科技上的广泛应用，提高学生的学习兴趣和创新能力。

二、教学手段改革

光学测量技术课堂通常采用纯粹的理论知识讲授，通过PPT结合板书的教学手段，将教学内容灌输给学生。这种教学手段单一，学生常常会听得发困。如何调动学生的学习兴趣，多元化的教学手段起着重要的作用[3]。

大多数高校光学测量技术课的理论和实验操作是分开的，尽可能将演示实验带入课堂，直观、形象的讲解光学测量原理，相信学生们不会再有睡意和玩游戏。利用课间让学生尽可能动手操作，从操作的过程中提出问题、分析问题和解决问题，进而提升学生的综合分析能力。其次，利用Matlab软件仿真光学测量原理，使光学测量数字化且可见。课堂上老师利用Matlab软件编程实现一些现象，课后留一些编程作业，要求对比模拟实验结果，使学生们理论联系实际，真正理解光学测量原理。此外，课程开设的目的以学生为中心，挖掘学生的学习潜能，自主课堂可以达到这一目的。学生需要大量的调研光学测量方法，要求制作PPT和撰写报告。自主课堂是表现学生能力的最好形式，学生们积极性非常高。多元化的教学方式，打破了单一的教学形式，增强了教学效果，提高了学生的学习兴趣，激发了学生的学习潜能。

三、考核制度改革

以往的光学测量技术课程的考核注重期末考试[4]，没有关注学生的平时学习效果，这就导致了部分学生平时不学习，考试前两周开始学习，有些甚至考试前几天开始突击，40个学时的内容，要想在短的时间内掌握所有知识，学生就要不分昼夜学习，并要放弃其他课程的学习，这样的学习不仅不能真正掌握知识，也很伤身体。考核制度的制定旨在检验学生的学习效果，促进学生学习的积极性和自觉性，提升创新型人才培养质量。因此，目前我校光学测量技术课程采用多元化的考核制度，课堂表现和课后作业占15%，课堂小测验占15%，学生自主课堂占20%，期末考试占50%。

课堂表现及课后作业主要是考查学生的回答问题、课堂出勤和作业质量。提问环节使学生时刻准备回答问题，保证了课堂出勤率。从学生平时回答问题的情况看，提问课堂上正在讲的内容或者书本没有的内容，很少有同学可以给出答案。针对这种情况，采取以下措施：对快速回答复习内容和需要动脑筋方能回答问题的学生，成绩记为A类;需要翻书才能回答问题的学生，成绩记为B类;不能回答问题的学生，成绩记为C类，并把这一措施告知学生，激发学生复习已学内容、预习将要学习内容和回答问题的积极性。作业的完成质量同样分为A、B、C三档，督促学生认真完成作业。课堂测验和学生自主课堂是多元化考核过程的重要改革，本课程的课堂测验安排了3次，通过分析题目的正确率，了解学生们掌握知识点的情况。学生自主课堂是把课堂交给学生，学生讲解自己的设计方案，其他学生提问，最后教师讲评，并上交设计作业。设计、讲解锻炼了学生们的提出问题、分析问题和解决问题的能力。

四、改革成效

在应用物理系老师的帮助下，光学测量技术课程的教学改革按照项目实施计划完成，并在教师科研、学生学习和创新能力等方面取得了一定效果。

1.教师科研水平提升。备课时需查阅大量的国内外文献，筛选与实际应用联系紧密的最新研究成果，并将其引入课堂教学，或作为学生自主课堂的题目，这不仅提高了学生的学习兴趣，而且提升了教师的科研水平，优秀学生也参与了教师的科研，加速了科研项目的完成。

2.学生学习积极性提高。课堂回答问题使学生从低头玩手机转变到抬头学习，上课时学生精神高度集中，时刻准备回答问题。由于三档的记分制度，学生们都争取直接回答问题，记分为A档。小测验检验了学生们对知识点的掌握，学生们平时掌握了这些知识点，考前复习轻松应对，从期末考试成绩来看，及格率大幅提高。

3.创新能力提高。在学生自主课堂中，学生们都能够积极主动参与小组讨论，从题目的调研、提出问题、分析问题、解决问题，制作PPT讲解到报告的写作过程，培养了学生的自主思考能力，提高了学生的创新能力。

五、结语

通过分析光学测量技术课程中存在的问题，对光学测量课程的教学内容、教学手段和考核制度改革进行了研究和探讨。通过引入最新的科研成果优化教学内容，采取多元化的教学手段和考核制度，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新能力。

参考文献

[1]冯其波.光学测量技术与应用[M].第1版.北京：清华大学出版社，2013.

[2]张志伟，赵冬娥，赵辉.光电检测技术课程内容及教学方法优化与实践[J].大学教育，2018（01）：86-88.

[3]张慧颖.光电技术课程教学改革研究与探讨[J].吉林化工学院学报，2018，35（4）：29-32.

[4]修俊山，魏功祥.光电检测原理与技术课程考试改革研究与实践[J].教育教学论坛，2018（6）：85-86.