基于光学设计软件的应用光学课程建设研究
“SANNON”通过精心收集，向本站投稿了3篇基于光学设计软件的应用光学课程建设研究，以下是小编收集整理后的基于光学设计软件的应用光学课程建设研究，仅供参考，欢迎大家阅读。
篇1：基于光学设计软件的应用光学课程建设研究
李莉1，李飞2，徐春梅1，刘秉琦1
（1.军械工程学院电子与光学工程系，河北石家庄050003；2.石家庄陆军指挥学院，河北石家庄050003）
摘要：光学已成为一门越来越重要的学科，而应用光学课程作为一门专业基础课程在光学专业人才的培养方面起到了至关重要的作用。针对该课程传统教学方法手段的不足，本文研究了基于光学设计软件的课程建设内容与应用实践。
篇2：基于光学设计软件的应用光学课程建设研究
02
基金项目：军械工程学院教学研究课题（jxlx12w41）
作者简介：李莉（1981-），女，河北大学光学专业，硕士学历，现为中国人民解放军军械工程学院讲师。
应用光学课程是光学专业人才培养方案中非常重要的一门专业基础课程，课程包含了工科院校光学专业学员所需必备的光学基础知识，为后续专业课程奠定理论基础和应用基础。如何充分发挥各种信息化教学方法手段上好《应用光学》课程是专业课程建设和学员能力培养的关键问题之一。随着信息技术的发展，信息化教学模式的优势越来越显著，各种信息化教学方法手段被广泛应用到教学中来[1]。因此要瞄准课程建设需要以及信息化教学改革的需要，将光学设计软件引入到教学中来，利用先进的光学设计软件进行教学实例以及仿真实验的建设，推动应用光学课程的信息化建设进程。
一、光学设计软件在应用光学课程教学中的应用意义
经过多年的《应用光学》课程教学实践，已经发现传统的教学手段，如黑板、粉笔、多媒体示意图等还存在很多不足[2]。比如，在理论教学时，大量复杂的光路图、光学系统结构图以及实用的光学元器件图等等都不同于一般的示意图，要求准确度很高，而且有时还涉及到空间光线，大大地增加了课堂讲授难度，同时也影响了教学效果。在针对光学系统成像过程的讲授时，传统的教学手段也不能给出实际的成像装置及成像过程，遇到复杂的光学系统时，更是不能定量地画出光路图，也不能给出其动态的成像过程。又比如，在实践教学时，为了能够进一步获得深层次的理性认识，必须在感性认识的基础之上，通过实践，培养出学员实验的逻辑思维方法和训练出解决实际问题的能力。然而，众所周知，光学实验的条件要求非常高，实验现象可以用弱、精、微来总结，在课堂上由于条件的限制很多将难以演示或呈现出便于观察、正确的结果。这些非常成熟，但又显露出相对落后的传统教学手段，造成了光学理论与实验在教学时间和空间上的不匹配，已经非常明显地影响了应用光学的教学效果，急需进行教学方法手段的改进。
我们利用先进的光学设计软件进行教学实例以及仿真实验的建设，凸出意义有以下三点。
1.利用专业的光学设计软件可以将课程中涉及到的光路、光学元件进而到光学系统，甚至实用化到光学仪器，以三维实体的方式精准地构建出来（这是光学设计软件的基本功能之一），这些构建实例相比于传统教学中使用的二维示意图，准确度大大提高，甚至上升到了光学量级，加上高度的形象化和精密的准确性可以确保虚拟仿真的效果并极大地增强教学效果。
2.随着教改的进行，新的专业人才培养方案中，加入了很多新的课程，也整合了很多原有课程，应用光学课程的学时进行了缩减，而要想在更为有限的课时中，加入并很好地开展各种实验，将比较困难。通过将光学设计软件与应用光学课程有机结合，以软件为平台，将各种抽象的或难以演示的光学实验模拟仿真出来后运用于课堂教学中，紧密结合抽象理论与直观实验，将很好地加深学员对理论知识的理解，提高学员对科学实验的认知，实现理论与实验实时结合的课堂一体化教学。
3. 光学设计软件作为光学领域专业的工程软件，在科研、生产工作中应用非常广泛，教员将它引入到教学建设中，同样也是引入到学员的学习过程中，也就意味着为学员提供了一个培养创新意识和锻炼工程能力的平台，可以实现所学应用光学知识在光学系统、光学仪器甚至光电仪器中的实际应用，使教学、科研充分衔接，适应工程实践需求[3]。
二、具体建设内容与应用实践
信息化条件下基于光学设计软件的应用光学课程建设可以从以下几个方面进行。
1.教学实例的计算机仿真建设，推进信息化教学方法手段的应用。()教学实例的计算机仿真建设由来已久，在原有的课程资源中，已经制作了比较多的简单多媒体应用，比如简单的示意图、静态照片图片，也包括一些Flash简单示意动画，这些还远远不够，利用专业的光学设计软件模拟出具有光学精度的交互式三维实体模型[4]取而代之以推进信息化教学方法手段的应用。例如，对于光学元件以及由光学元件组成的典型成像光学系统的建模及仿真分析，可以采用业内目前流通非常广泛的ZEMAX光学设计软件来完成；而光度学、色度学部分中涉及到的非成像、照明光学系统的建模分析可以采用以照明分析见长的TracePro软件来完成。
2.虚拟仿真光学实验建设，促进理论与实验课堂一体教学。众所周知，虚拟仿真实验是计算机仿真技术应用于实验教学而形成的一种现代实验教学手段，在很多理工科课程中均已有应用。其优点在于不受实验条件的限制，使得很多现实不易完成的实验均可借助虚拟技术实现。通过建设与课程内容匹配的几何光学、典型光学系统（如显微系统与望远系统的比较、两类望远系统的比较），甚至一部分物理光学的虚拟仿真实验（如理想光学系统与实际光学系统的.分辨率），可以有效地解决课时受限、实验条件受限的困境，使学员更好地掌握基本的光学理论知识的同时，加深对典型的光学系统的认识。
3.学员科研训练基地建设，课堂教学与工程实践并重。1989年麻省理工学院提出“回归工程”的新观念后得到了包括世界一流大学和一般大学的普遍认同，回归工程主要指将普通工科高校的一切工作回到以技术创新为中心的素质教育上来[5]。在人才培养方案中，应用光学属于专业基础课程，它与其他专业课相比，有着更广的内容，也与基础学科（如数学、物理）和相关学科（如仪器科学、测量科学）有着更为广泛的联系，更容易知识的综合与学科的交叉。因此，将光学设计软件引入到教学建设中来，就是引入到学员当前的学习、未来的工作中来，通过分解提取一些与应用光学课程内容有联系的科研创作。如像质良好放大镜的设计、简单望远镜的设计、相机取景器的设计等等，培养一些优秀学员，成为研究型教学的对象，做到课堂教学与工程实践并重。
在以上建设内容完成的前提之下，将建设成果合理地引入到应用光学课程的教学实践中来，才能体现出其价值，并带来效益，具体应用实践如下。
1.利用建设的教学实例进行理论教学。经专业光学设计软件模拟出的具有光学精度的三维实体模型实例可以应用于理论教学过程中，例如，在讲授光阑的选择这部分内容时，仅利用课本、示意图将很难讲解清楚，利用Zemax光学设计软件建立的望远系统实例，通过逐一选择不同的光学零件作为孔径光阑，学员们可以清楚地看到透镜数据栏中各个零件的口径大小（精确到0.001mm），也可以直观地通过三维图查看设计的望远系统外形，合理与否一目了然。这样的实例，可以加快、加深学员对相关知识的理解。
2.上机实践与课程的理论学习相结合。可以通过安排一定的上机时间，让学员直接进行软件操作学习，学以致用，真正体会“应用光学”应用性的所在，加上应用光学是光学设计的基础，通过初步掌握光学设计软件Zemax的使用方法，还可以使学员更多地了解有关光学设计的知识，促进学员向着更深的专业领域中去钻研。另外，双语教学虽然还没有开始开展，但是，也已经成为普遍的趋势，而Zemax恰是国外引进的专业软件，为全英文界面，所用术语均与专业领域相同，因此学员在利用该软件进行课程学习的同时，也是不断提高专业英语的过程，可以说采用光学设计软件与应用光学课程相结合的教学手段，加强实践环节的建设，不仅可以巩固和加深对应用光学基础理论的理解，而且通过必要的设计实践使学员掌握对光学系统进行初步设计的知识，逐步具备解决工程实际问题的能力。
3.总结成果形成实用的配套资料。将建设的教学实例以及上机实践科目整理总结，形成供教员教学以及学员学习的课程配套资料，并通过每年的讲授加以不断地完善，形成常态，永无止境地追求教学效果的提高。另一个原因，虽然目前光学设计软件Zemax所占有的市场份额较高，用户较广，但是有关Zemax的中英文对照教材还不多，国内独家代理公司虽然每年有培训班、培训资料，但对课程的针对性不强，这些不利于学员很快的入门，所以，将教员每年的教学经验积累起来，将相应建设内容汇集起来，形成完整、系统且实用又有针对性的教与学配套资料，并不断应用到实践中来，达到良性循环。
三、结束语
应用光学课程本身具备理论与实际相结合、应用性强的特点，在培养学员科学的思维方式，综合运用基础理论知识分析并解决实际光学仪器问题的能力，以及知识的梳理和扩展学习的能力方面作用重大。我们对该课程的建设进行了有益的探索与实践，并将继续努力加以完善。
参考文献：
[1]王寅龙，李前进，李志祥，王希武，林克成。信息化教学设计的过程、方法及评价要点探究[J]. 中国教育信息化，，（06）：15-18.
[2]张军，陈哲，钟金钢。ASAP软件在光学原理等课程教学中的应用[J].中国电力教育，，（130）：85-86.
[3]冷玉国，应用光学教育发展现状分析及研究[J].长春理工大学学报：高教版，，2（3）：91-93.
[4]岑兆丰，李晓彤，刘向东。浙江大学应用光学课程的发展和改革[J].光学技术，2007，（33）：268-271.
[5]康明才，黄锦安，马鑫金。强化工程和创新能力培养的探索与实践[J].实验室研究与探索，，（24）：75-77，93.
篇3：软件工程课程群建设方法研究的论文
软件工程课程群建设方法研究的论文
1.建设思路和方法
1.1软件工程课程群体系的构建
传统的软件工程专业的核心课程一般包括如下课程：C语言程序设计、面向对象程序设计、数据结构、离散数学、计算机组成、操作系统、计算机网络、数据库原理及应用、软件工程、编译原理、软件过程管理、软件项目管理、面向对象建模与UML、软件需求工程、软件测试技术、.Net程序设计、Java语言程序设计、人机交互技术、游戏设计、三维动画设计等。其中，与软件工程紧密联系的若干课程，如软件工程、软件过程管理、面向对象建模、软件项目管理、软件测试技术等课程没有形成一个课程群，各门课程按照自己课程的体系独立授课，存在知识点重复、知识体系不能衔接等问题。实验环节也存在重复现象，而且各门课程的实验课时有限，在一门课程的实验课时内很难系统的完成一个实验项目的所有实验要求。如果整合与软件工程有密切联系的课程形成一个课程群，那么实验环节也整合在一起，实验课时累加在一起，能达到40学时以上，这样学生也有充足的时间完成实验项目的所有实验要求，达到实验大纲的要求，提高学生的开发能力、项目管理能力、团队协作能力和创新能力。同时再加上一门课程设计，以小组的形式完成一个完整项目的实施，锻炼学生综合运用所学专业知识的能力和管理协作能力，培养学生更强的工程能力，从而培养出更多更优秀的软件专业人才。应明确软件工程课程群中，哪些是基础课程，哪些是专业课程，哪些是核心专业课程，分析各门课程的知识点和课程间知识点的衔接关系，确保软件工程整个课程群知识体系结构合理、知识点衔接合理、实践环节安排合理。
1.2软件工程课程群的课堂教学方法
针对软件工程学科课程教学的特点和社会对软件工程专业学生的需求，采用“研讨式教学+案例教学+实践教学”相结合的教学方法，集学生主体性、启发性、实践性于一体，提高学生的学习效果，切实提高学生的专业素质和专业实践能力。软件工程群中的课程相对内容比较抽象，理论性较强，概念较多，不好理解。在授课的过程中，应结合项目案例教学，生动形象直观的展现案例，并引导学生针对案例进行讨论，切实提高学生的学习兴趣和学习效果。在这个过程中，要求教师具有丰富的项目实践经验，同时备课充分，上课能积极引导学生。同时理论部分授课完毕，应紧跟实践环节，教师给出合适的实践题目，以项目方式开展，让学生结组，以团队的方式组织完成项目的任务和要求。
1.3软件工程课程群的实验教学方法
整合软件工程课程群中的各门课程的实践环节，教师制定合理的软件工程课程群的实验教学大纲和实验指导书，来合理指导学生的实验环节。以实训项目课题为驱动，以小组为实训团队。在完成实训项目的过程中，学生将软件开发过程、软件测试技术的基本原理和技术应用于实践，在实践中掌握软件开发过程和组织过程，强化学生规范化开发软件的意识和团队合作意识，锻炼学生软件的'设计开发能力和工程能力，提高学生的创新能力和管理能力。具体方法如下：自由结组，组长负责制，实验过程中结合小组讨论和教师答疑指导；实训课题自选，将主动权交给学生；实验过程管理自治；实验验收考核，每组进行答辩，根据小组实验过程表现、软件性能展示、课堂答辩情况、文档整体质量和个人的工作和表现综合评分。同时在各门课程的实验环节的基础上，再加上一门专门的实践环节－－课程设计，以小组的形式完成一个完整项目的实施，锻炼学生综合运用所学专业知识的能力和管理协作能力，培养学生更强的工程能力，从而培养出更多更优秀的社会所需软件人才。同时积极引进第二课堂，引进企业优秀人才定期培训和讲座，带领学生走进企业，切身体会实际项目的运作和开发。从而理论和实践有机的结合，提高学生的理论水平和综合实践能力。
1.4信息化平台的构建
构建软件工程课程群精品课程申报网站，实现软件工程课程群的网上教学，包括传统教学过程中的课堂授课、作业、答疑、讨论、考试、实验等各环节。对软件工程课程群中的课程实现教学内容的统一管理和实验过程的统一、规范化管理。将实验教学环节上网，构建软件工程课程群实验管理网站，按照软件过程管理的思想对实验教学各个环节进行网上管理，实现精细化管理。
1.5软件工程课程群教师团队建设
构建软件工程系列课程建设团队，建设一支学术水平高、创新能力强、爱岗敬业的教师梯队。队伍内老、中、青教师结合，教授、副教授、讲师齐备，老教师起好带头作用，加强青年教师的培养，实行导师制，使年青教师过好教学关，同时积极创造条件培养年青教师的工程实践能力。团队内教师之间沟通、协调课程群的教学目标、教学大纲、教学内容等，有所侧重，避免重复。鼓励教师在提高教学质量同时，积极进行科研，实行科研与教学相长，提高教师自生的科研能力和综合素质，同时促进教学效果的提升。积极引进企业导师，深入与企业合作，让具有实际项目经验和管理经验的企业高层管理人员定期为学生举办讲座，鼓励学生到企业实习，切实提高学生的实践能力。
2结语
软件工程课程群建设是目前软件工程专业教育的发展方向，形成一个明确有效的软件工程课程群体系建设方法，不断提高软件工程专业的教学质量，提高人才培养的水平。今后应进一步加强与国际教育体系和教学方法的接轨，加强与企业的深度联系与合作培养，优化软件工程群课程体系，探索翻转课堂、慕课等多种教学手段，切实提高软件工程人才的培养水平。
【基于光学设计软件的应用光学课程建设研究】相关文章：
2.软件项目建设方案
5.课程教学设计
6.建设工程合同研究
10.旅游管理课程建设论文
文档为doc格式
