赵超樱 马可昭 周浙科 劳春宁 钟缘

【摘要】本科毕业设计是每个学生都必须要完成的综合性实践教学环节，分析本校光信息科学与技术专业毕业设计中存在的问题，在课程设计中采用网络平台讨论和多种仿真软件交互使用的方法，为后续开展本科毕业设计给出指导意见。

【关键词】毕业设计 《应用光学》仿真软件 教学网络平台

【基金项目】感谢杭州电子科技大学2014年教学模式改革试点课程“应用光学”项目（GK160103209249）支持。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）32-0226-01

1.毕业设计选题存在的问题

一般而言，毕业设计课题的选取分为两类：一类是跟教师研究课题相关的，还有一类是跟教师教学内容相关的。对于前者，我们学院的教师绝大部分是理论物理专业出身，很多理论课题非常深奥，跟学生所学的知识是非常脱节的。学生无法理解其中的物理原理和物理机制。这类选题对于接下来还会继续从事科学研究的学生来讲是很有帮助的。但是对于基础很差的学生，通常教师都是将已有的程序发给学生，在此基础上，做参数的调整，看物理图像的演变。做实验的老师也是直接将现有的实验步骤告诉学生，学生只要重复操作就可以了。学生思考很少。对于后者，学生前面刚学习完，对知识的理解都是片段化的，还没有完全消化吸收，还不能独立解决一个理论问题。

2.因材施教

有个别学生动手能力非常强，会积极思考，却不愿做理论计算。有些学生解题思路清晰，动手能力一般。因此，需要因材施教。对于研究性课题，应该安排研究生跟理论基础好的本科生一起实施。这样本科生在接触最新的研究课题时，能了解一些新的现代技术的最新进展，并产生相应的研究热情，这大大带动了学生学习的积极性。对于教学性课题，应该让动手能力强的学生学习最新的仿真软件，譬如用Zemax软件模拟光线追迹过程，用Tracepro软件和matlab软件模拟光度学的知识。这样毕业设计的题目可以结合实际生活，编程的部分可以放手让学生自己做。在软件中搭建简易的光学系统，并在此基础上，运用已有的知识进行数值仿真，并对已有的结果提出自己的优化设计方案。可以在平时教学过程和毕业设计中，让学生充分的发挥实践动手能力。譬如：简易的仿真人眼模型、学生从实际的人眼结构出发，模拟近视眼、远视眼和散光眼的形成以及透镜矫正过程。譬如：双胶合透镜，学生通过比较单透镜和双胶合透镜之间的关系，了解双胶合透镜减小像差的原理，已经通过改变双胶合透镜的形状、材质等因素，获得最佳的双胶合透镜组。譬如折反射望远镜物镜的设计。了解折反射球面系统的原理。校正透镜组，可以达到最小的像差。这些题目极大的带动了学生的学习积极性。成绩不是很好的学生，也能自己组队独立完成一个小的课程设计，并在课堂上讲解和演示，极大的增强他们的自信。这在其他课程中是没有的。也极大的激发了学生想做一名光學工程师的热情。整个课程设计的结果放到学校的elearing网络平台上，学生相互提问。

3.对毕业设计论文的指导

结合实际，给出毕业设计的题目譬如：单透镜以及双透镜光学系统的光学像差理论分析等等。这些题目是在原先课程设计的基础上，增加了几何光学的光学传输理论分析在里面的，既有本人的研究课题内容，又包含了教学内容。学生能数值仿真和matlab编程，同时得到像差理论的分析，前者是点阵图和像差曲线分布图，后者是衍射积分的三维仿真图。前后比较，可以直观的得到通过透镜后物面和像面的光强分布。对于学生了解几何光线传输理论和矩阵光学都有一定的指导意义。为学生后续光学工程专业的研究生的学习也有一定帮助。譬如，学校停车场路灯的布局，学生可以软件设计整个布置，然后按照这个布局来实际搭建LED灯的布局，最后检验数值仿真的结果，出现偏差再继续调试。直到符合要求为止。为学生后续成为光学工程师的工作也有一定的帮助。应用光学是一门实用性很强的课程，对后续课程的学习是一个很好的铺垫。国内光学工程师又很短缺，需要通过课程设计和毕业设计让本科生了解光学设计的的基本过程。从中找到激发点。单纯的讲课并不能把这个过程完整的呈现。这是一个循序渐进的过程。需要学生对光学知识要有一个很好的了解，激发他从事科学研究的热情。

参考文献：

[1]毛海丹，赵叶华，周海华，陈江星.浅谈大学本科生科研能力的培养。成功教育，2011，9：2-2

[2]陈林飞，葛凡，吴玲.大学生科研能力培养的若干方法研究。课程教育研究，2016，1：204

[3]赵超樱.浅析基于研讨的《应用光学》对本科生综合素质的影响。课程教育研究，2016，1：229