基于虚拟仿真“现代工程光学”教学内容的探索

由图 8 可知，在整个上机设计实践过程中，每一个设计环节的实践内容都与课程前期的理论知识密切相关，可以让学生深刻体会到：只有将理论与实践相结合才能设计出符合要求的两种不同结构的望远镜系统，而且，光学设计软件只是工具，作为设计者的我们才是设计的主体，没有掌握相关的理论基础就无法具备实际的设计能力。同时，在整个设计教学中，要求学生自由分组，每组 2~3 人共同合作完成每一组不同参数（相对孔径、视觉放大率等）要求的光学系统结构，能够培养学生协同合作的能力。

图9是两组学生完成的视觉放大率|Γ|分别为 6（（a）和（b））和 5（（c）和（d））的望远镜系统，（a）开普勒结构是由双胶合透镜表示的物镜和单正透镜表示的目镜组合而成，（b）伽利略结构是由单正透镜表示的物镜和单负透镜表示的目镜组合而成，该组的物镜和目镜的相对孔径满足要求为1/6.5；（c）开普勒结构中的物镜和目镜都是单正透镜表示的，（b）伽利略结构是由双胶合透镜表示的物镜和单负透镜表示的目镜组合而成，该组的物镜和目镜的相对孔径满足要求为1/5.6。

3.教学实践与效果

基于虚拟仿真的引入，在“现代工程光学”硕士研究生学位基础课的理论教学和实践教学中的具体实施才开始三年，已在最近的三级学生中完成，但教学效果显著：每一级学生在该课程中的最终考核全部顺利通过，具体成绩达到“优秀”等级（90分以上）约有40%~45%，达到“良好”等级（80~89分）约有42%~57%，达到“中等”等级（70~79分）约有3%~13%，说明所有学生都已达到了教学目标要求。而且，有的学生还在今后的课题研究中能够应用所学的光学设计本领，今年在高质量的学术期刊上发表了利用光学设计软件 Zemax 所做的课题研究内容[8,9]。

4.结语

在“现代工程光学”硕士研究生学位基础课中，通过光学设计软件 Zemax 的引入，结合课程有关的科技发展最新动态，在理论教学中通过虚拟仿真使学生更直观深入地理解相关基础知识，引导学生关注科学研究的发展、激发为我国科技的进步而努力的责任感；并将实践与理论相结合，通过实际的上机操作分组完成光学系统的设计，提高学生的设计能力和与他人分工协作的合作能力，可为将本学院的专业学位硕士研究生培养为满足国家光电领域需求的人才打下扎实的专业基础。