光信息科学和技术专业软件教学方法探索

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1、光信息科学和技术专业软件教学方法探索　　摘要：针对光信息专业的相关专业软件教学方法进行了探讨，分析了不同教学体系、课程教学方法、考核方式的教学效果，提出了基于实践与综合教学的软件教学体系与方法，并对实践环节和考核方式等方面进行了改革和实践，提高了学生的学习兴趣、分析和解决问题的能力，效果良好。关键词：光学软件；仿真；教学改革作者简介：陈明阳（1976-），男，浙江衢州人，江苏大学机械工程学院，副教授。（江苏镇江212013）基金项目：本文系江苏大学工业中心2012年国家级实验教学示范中心实践（工程训练）教学改革研究项目（项目编号：ZXJG20

2、1201）的研究成果。中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）22-0102-017光信息科学与技术是光学和信息科学与技术相结合而形成的交叉学科，它主要研究光信息的产生、获取、转换、传播、存储等过程中的普遍规律及其应用。[1-2]近年来，以软件设计和分析为特色的光学系统与器件设计在实际中应用日益广泛。例如，基于光学系统设计的成像光学设计和非成像光学设计、基于光纤和光波导技术的波导设计和光纤技术、基于光纤通信网络的通信系统设计、基于激光器的激光器设计等，这些都需要以软件设计和分析为基础。近年来，本专业开设了

3、为数不少的光信息专业软件课程，如光学系统设计、CODEV软件及应用、光通信器件设计、光通信系统设计、虚拟实验室技术、Matlab在光信息处理中的应用等课程。这些设计类的课程已经成为光信息科学与技术专业的重要专业课程，它有效地连接了本专业的基础专业知识和工程实践应用。例如，光学系统设计是光学工程基础理论知识的主要应用之一。[3]光学系统设计广泛应用于以经典光学和现代光学为基本原理的各种仪器或仪器部件中，如LED照明灯的灯具的设计，相机镜头、手机镜头以及显微镜等镜头设计等等。光学系统设计应用几何光学和波动光学的理论分析和处理工程中遇到的与光学系统

4、相关的实际问题。光学系统设计课程强调逻辑分析的理论方法和编程处理的工程方法的训练，强调算符方法、数值模拟和系统设计的训练，目的在于提高学生分析问题、解决问题的能力。光学系统设计技术与软件的应用已经成为光信息科学与技术专业学生需具备的重要的能力之一。7科学技术的发展促进了企业和社会对这方面人才需求的增加，相比于大型实验设备，软件设计起点低，使学生能够更快地与实际课题接轨。因此，也成为本专业近年来发展的重点之一。本专业教师在专业软件教学中不断摸索，总结出了一些经验，也形成了一定的特色。下面从教学体系、课程教学方法、学生学习要求、考核方面几个方面对

5、光学专业软件的教学进行探讨。一、课程教学体系改革传统的专业课程教学前后课程之间往往缺乏有机联系和有效的交叉。这样的结果是学生对理论课程缺少兴趣，而当学习设计类课程需要用到这些理论知识时，学生又感觉迷茫，无法将以前的课程联系起来，在一定程度上也导致课程学习质量的下降。因此，学生学习积极性和效率较低。为此，本专业教师有意识地将先修的理论课程中加入部分软件实例，即在理论教学过程中引入一些专业软件分析得到的结果。一方面可以使课程教学更为直观、形象，教学内容更多样，丰富了教学素材，有利于学生理解课程内容；另一方面，无形中也激发了学生学习专业软件的兴趣。

6、而在软件设计课程教学中，结合实例，运用专业知识来分析问题和解决问题，使得学生能够将专业知识和软件运用联系起来，加深了学生对选修课程和知识的认识，也促进了他们对软件的认识。同时，在设计类课程教学结束后，增加了后续课程，即专门的课程设计。在课程设计中，要求学生完成指导教师提供的设计任务，在教师指导下，独立完成设计工作，通过课程设计，使学生能够真正全面地应用专业软件的设计和分析功能，并将专业知识融合到具体的设计和分析中。既使学生能够获得全面的锻炼，也巩固了选修的专业知识。7在最后一学期，除了常规的毕业设计任务外，教师们通过前期与企业的沟通与联络，积

7、极为学生落实有关实习企业。学生在毕业设计期间可以到企业实习，并直接参与具体产品的设计任务，通过与企业导师和本专业指导教师的联合指导，完成从机械结构设计、光学系统设计与性能分析、优化，到产品样品制作一个系列的设计与制作过程。实践表明，这个过程大大增强了学生综合运用专业知识和专业软件的能力，也增强了学生走向社会的自信心。经过这个环节锻炼的学生毕业后都能够很快融入企业，并在企业科研一线发挥积极作用。二、课程教学内容改革课程教学方面，传统软件教学方法是首先介绍菜单、工具栏、命令等操作内容，再介绍详细的软件原理、操作步骤等。教学中发现，这种介绍方式内容

8、单一、枯燥，教学内容前后往往没有直接的联系，事实上7，软件也普遍存在不少不常用的命令。这样，一方面学生对教学内容不感兴趣，另一方面教师教学也缺少激情。同时，由于软件