龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
光学设计CAD课程的教学改革与实践
作者：张继艳
来源：《科技创新导报》2017年第07期
摘 要：《光学设计CAD》是应用光学系列课程不可缺少的实践环节，是提高学生创新实践能力的重要课程，该文从教学内容、教学方式、网络教学、教材编写、教学成效反馈等方面，提出了一系列的改革措施，经实践证明，课程的教学改革取得了一定的成效。 关键词：光学设计 教学改革 实践教学 翻转课堂
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0183-02 如何应对快速发展的光电信息产业，更好地培养创新型、应用型人才，是光电信息科学技术专业的工作重点，而具有光电特色的应用性课程的学习则是提高学生创新能力的最好途径之一，光学设计CAD正是一门具有很强应用性的实践类课程。
光学设计CAD是光电信息科学技术专业开设的一门专业选修课，是光学系列课程中不可缺少的实践环节，在培养大学生工程素质与创新意识中发挥着重要的作用，同时这门课也是光电信息专业的特色课程。结合地方企业需求，开设具有光电特色的光学设计CAD实践课程，这对于学生综合素质的提高和创新能力的培养具有十分重要的意义。同时，对于推动其他高校相关专业和实践教学课程体系的改革与创新也具有积极的促进作用。 1 改革教学内容
像差理论是《光学设计CAD》重要的基础知识[1]，贯穿整个课程的始终，像差部分的理论内容中数学内容繁多，大量像差公式的推导和光路图绘制，难免会让学生感到枯燥，同时专业术语的晦涩，其中公式定理的联系和区别往往让学生无所适从。为了方便学生记忆与理解，在像差部分学习中引入动态多媒体教学[2]，尤其光路的绘制的内容统一使用CAI课件，动态光线可以详细的描绘像差产生的机理及像差的消除和控制等内容。
厦门理工学院的光学设计CAD课程分为理论课程和上机实验课程两部分，共计3个学分，其中理论课占2个学分，实验课占1个学分。随着素质教育的不断推近，笔者认识到实验课程的得要性，着力塑造具有特色的光学设计实验课程。实验课程主要强调的是学生的动手能力与创新思维，在平时的理论课程中会穿插实验教学的内容，比如理论教学中介绍照相机光圈的知识，就直接引入Zemax软件，打开一个设计好的照相物镜程序，通过调整入瞳的大小观察成像的情况。使学生能够直观地掌握光圈与相机分辨率之间的关系。在分析判断像差的环节，借助简单的单透镜与双胶合透镜的光学系统作为例子，学生即可以对像差有更深刻的理解，同时也在学习过程中逐渐熟悉了软件。实验课内容的设置贴近生活实践，简单的设计题目有单透镜的设计，双胶合透镜的设计，多重配置的激光扩束望远镜的设计，设计题目由浅入深
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
逐步过渡到自主选题的三片式照相物镜、手机照相物镜、显微物镜等设计。学生通过对光学设计软件的操作可以更深刻的理解理论学习中的相关概念。实验课程的最后增加了公差设计的内容，让学生了解整个工程设计的完整过程，使整个学习过程更贴近工程实践。
在教学中穿插1～2节课的前沿性的技术报告或是讲座，聘请合作企业的工程师或是大学研究所的科研人员作一到两场报告，使学生了解行业内的最新发展状况，了解最新的技术工艺，学生通过学术报告对课程的兴趣也日渐增加。 2 改革教学方式
打破教师一言堂的教学模式，提高学生的参与度。引入翻转课堂的新的授课形式，课堂突出学生的主体意识，在一些教学内容上，尝试让学生上台讲解，老师在一边听，并不断抛出问题，诱导学生不断的思考与探究。比如，用PW法求解双胶合透镜的结构，请同学在课后预习，课上分组讨论，并派每组的代表上台讲解。通过多样的形式，学生的参与度得到提高，提高了其主体意识，也增加了其学习的兴趣。
实验课的考核采用自主选题的实验设计项目，从企业需求和教师