光学实验的互动创新教学模式

二、光学实验的互动创新教学模式

1.互动创新教学模式的可行性分析

光学实验包括系统调试、实验现象和数据的采集与分析。针对光学技术实验教学的几大典型版块，采用市场调研、建立数学模型、计算机仿真、课堂实验教学、工程测量案例分析及教学效果反馈相结合的研究方法进行，具体流程图如图1所示。针对不同光学实验内容，采用分层次、分目标的教学方法。

随着计算机技术和光电技术的发展，传统光学实验已与计算机应用相互结合［5］，开发了越来越多的虚拟仪器模拟仿真实验以及远程操作实验系统［6］；采用计算机来采集并分析实验数据，使光学测量更加数字化和定量化。这是光学及光学实验发展的大趋势，使光学实验与光电技术的发展、工程实际应用更加紧密结合，有助于学生更好地开展科研活动，解决工程实际问题，提升人才培养质量。

2.具体实施方案

根据现行光学实验教学的实际情况，调研工程应用案例，寻求实验教学与工程测量的契合点并对比分析，开展光学技术实验的教学仿真研究，通过教学效果和学生反馈的调查结果，加强学生对实际应用案例的理解掌握，最终确立光学技术实验教学仿真、工程测量应用与实验教学互动创新的教学模式。(https://www.daowen.com)

针对应用光学部分，其技术路线图如图2所示，在熟悉应用光学中透镜成像规律、组合光组和焦距测量的基础理论知识的基础上，建立相应的数学模型，并通过Matlab进行应用光学仿真实验研究；同时，与目前开设的典型实验对应的工程测量应用案例相结合，构建计算机仿真、工程测量案例和课堂实验教学相结合的教学模式。

针对物理光学部分，其技术路线图如图3所示，相对于应用光学来说，波动光学更加抽象难懂，将常见的干涉（杨氏干涉、马赫泽德干涉、球面波干涉等）、衍射（单缝衍射、矩孔衍射、圆孔衍射、方孔衍射等）和偏振（马吕斯定律、偏振干涉等）现象一一建立数学模型，开展实验仿真研究，并通过典型工程测量应用案例进一步充实现行实验教学内容，实现仿真实验、操作实验、工程案例相结合的教学方式。

针对全息光学部分，随着实时记录材料的发展，结合电子技术和计算机技术，将普通的光学全息逐步向数字全息转变，这样不仅可以摆脱化学试剂的限制，同时能够掌握激光器、光学元器件、光路调整等基本的光学操作能力；此外，通过开展数字全息仿真研究，使物参角、重建距离、重建方法等参数对数字全息再现效果的影响分析更加简单明了，最终实现新型数字全息实验室的创建，达到数字全息仿真与数字全息光路搭建共存的教学模式。