新媒体背景下“工程光学”课程教学方法研究

［摘 要］ 随着网络技术快速发展，新媒体成为高校贯彻落实立德树人根本任务、提升思政教育实效、助推全面服务学生工作和构建特色大学的崭新平台。针对传统媒体环境下课堂教学知识点难以充分调动学生参与积极性的问题，开展新媒体时代“工程光学”课程教学路径探究。分析了“工程光学”课程在新媒体时代面临的挑战与要求，聚焦学生关注度较高的媒体平台，整合与课程内容相关的媒体资源，在教学过程中加入几何光学和物理光学知识点相关的多媒体素材，有助于学生掌握新的光学技术发展动态，对于提升“工程光学”课程的教学效果具有重要意义。

［关键词］ 工程光学；新媒体；几何光学；物理光学

［基金项目］ 2023年度北京信息科技大学党建和思想政治工作研究课题（DJKTC202310）；2023年度北京信息科技大学青干班党建课题（DJKTA202315）

［作者简介］ 何 巍（1986—），男，北京人，博士，北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院教授，主要从事光学测试研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0137-04 ［收稿日期］ 2023-10-12

引言

“工程光学”课程是仪器学科课程群中的重要专业课程之一，具有很强的理论性，其中，理想光学系统、光的干涉和衍射部分是课程的核心内容，同时也是课程教学中的难点。在新工科背景下，迫切需要提升学生的学习能力和工程实践能力。在教学过程中，学生通常对于理论性较强的部分兴趣度不高，传统的授课方式难以充分调动学生的课堂参与积极性，因此，迫切需要融入新的课程元素提升教学效果［1］。

随着网络新媒体的快速发展，新媒体与高校专业课程的融合势在必行。在新形势下，研究新媒体技术在“工程光学”课程教学中的应用，既是进一步加强和改进仪器类专业人才培养的迫切要求［2］，也是提升高校教师教学水平的必要选择。近年来，很多高校对“工程光学”课程教学内容、教学方式、评价方式等开展了调整与建设，但在持续改进的过程中，仍面临一些亟待解决的问题，如教育者与学生对于新媒体载体的认知不够深入，导致其在教学中的融合运用效果不理想，融合机制不够明确。综上所述，本文以“工程光学”课程为例，探索如何在网络新媒体快速发展的背景下，从专业课程中深度挖掘思政元素并将其有机融入课程教学，将家国情怀、社会责任感等思政元素贯穿课程，在潜移默化中实现思政目标。

本文以“工程光学”课程为研究对象，分析该课程在新媒体时代面临的挑战与要求，通过整合与课程内容相关的媒体资源，在教学过程中引入相关的多媒体素材，提升课程教学质量［3］。因此，结合新媒体特点融入“工程光学”课程建设，构建更加完善的课程体系具有重要的研究意义。

一、新媒体背景下的教学要求

（一）“工程光学”课程特点

“工程光学”课程是光学设计、光电成像技术、光电检测和光学测量等专业的先修课程，围绕本课程的教学内容的知识体系，可对测控技术与仪器、光电信息科学与工程、智能感知工程等专业的建设与人才培养起到基础支撑作用［4］。“工程光学”课程主要讲授几何光学和波动光学方面的基本理论、基本方法和典型光学系统实例及应用，主要包括几何光学中的理想光学系统、球面光学系统成像、典型光学系统，以及物理光学中光的电磁波性质、光的干涉和衍射及其应用、光的偏振特性及常用波片等内容［5］。

在新媒体背景下，“工程光学”课程需要结合新工科和课程思政建设的新要求，注重培养学生创新实践能力和非技术素养，探索课程群建设新模式。新媒体具有形式灵活、信息量丰富且传播迅速的特点，已成为大学生获取和分享信息的主要方式之一，并在学生群体中备受关注。在高校“工程光学”课程中，如何将新媒体融入教学，如何探索从新媒体资源中挖掘思政元素并有机融入课程教学，从而潜移默化地实现思政目标，是推动教学改革工作的关键。

（二）新媒体技术与“工程光学”课程相结合

学生对仪器专业中对工程问题的认识较为有限，动手能力相对不足，难以将所学的光学理论知识与实际应用有机结合。“工程光学”课程旨在培育具有良好光学设计才能的工程型人才，因而，如何将课程理论与实践相结合，以学生为本，提高学生的课程参与度，激发学生对课程的兴趣，培养学生自主学习与思考的能力和解决工程问题的能力，是新媒体技术处理的重点问题。新媒体资源种类丰富，以短视频、公众号、学术网站等为代表。以“工程光学”课程为例，围绕课程大纲知识点，教师应筛选出与几何光学和物理光学相关的内容作为课程知识体系的补充，通过引入积极正能量的新媒体资源融入课堂教学，不仅可以帮助学生了解国内科技发展前沿动态，还能够有效培养学生的国家自豪感。

围绕“工程光学”专业课程特点，细化与几何光学及物理光学知识点相关的网络载体，如学习强国、微信公众号、中国科普网等，评估载体内容在课程思政建设中的功用，引导学生正确使用网络新媒体平台。灵活运用学生关注度高的网络新媒体载体，创建独具特色、面向学生的知识型公众号，推广知识及其背后蕴含的历史背景，促进课程教学与网络新媒体载体的融合。

教师在课堂教学环节中，需要借助新媒体资源设计科学丰富、内容新颖的教学活动，增加新知识新现象所占比例，吸引学生充分参与到教学活动中，增加针对新媒体资源的讨论环节，引导启发学生亲历探究过程，从中落实学生的主体地位。此外，在“工程光学”课程的实践环节中结合新媒体技术，通过观看实践培训视频，如双缝干涉、夫琅禾费衍射、干涉仪测表面平整度等，结合远程线上操作培训和录制实践视频等方面作为课程的补充。在课堂测试、期中、期末测评环节中，可充分发挥新媒体形式灵活的特点，制作与知识点相关的考核内容，例如，针对几何光学中光线传输定律、干涉现象产生的条件、干涉与衍射的特点等知识点利用微信小程序开发选择投票及问答环节，将其发送给学生进行填写，根据班级学生的答卷情况，了解学生对课程知识点的掌握程度。

通过整合新媒体资源，可以激发学生对光学的发展历史、研究现状及今后的发展趋势的了解，对光学的基本概念、基本原理和典型系统有更深刻的认识。培养学生灵活应用几何光学或波动光学知识分析光学系统，初步掌握光学系统和光学仪器的设计思路和方法，为后继相关专业课程学习奠定光学原理和技术基础，也为光学设计、光信息理论和从事光学研究提供了必要的知识储备和能力培养。

二、融入课程思政元素

（一）“工程光学”课程思政理念

为更好地达成“工程光学”课程总体目标，践行课程思政新理念，培养学生严谨的科学精神，要求教师对课程理解深刻，能够以学生为中心，针对学生关注的热点持续不断丰富课程的教学内容，巧妙运用各种新媒体资源提升课程的授课质量［6］。“工程光学”课程作为仪器类专业学生的主干课程之一，更需要挖掘课程的思政元素，并将其融入教学过程。

围绕“工程光学”课程知识点，深入挖掘其中的思政元素，鉴于光学类课程在理论和应用方面都具有丰富的内容，从家国情怀、个人品格和科学观三个不同层次进行思政元素的挖掘，从理论创新、基础应用、大国工程、关键突破、工匠精神等方面挖掘知识点背后的故事，并进行精细的教学设计，沿着知识点讲授的逻辑思路，顺其自然地将思政元素融入课程教学，激发学生的共鸣，使之入脑入心，从而润物无声地实现课程思政育人的功能。

在课堂教学过程中，介绍中国历史上对几何光学和波动光学做出突出贡献的人物及典故，加强学生爱国主义教育；重点介绍近年来国家在光学领域的重大科技成果，提升学生的民族自豪感和家国情怀。在课后作业及汇报讨论环节中，布置学生查询国内光学领域的新进展新成果，尤其对航空航天等重大应用进行调研，完成与知识点相关的作业。通过对教学过程及课后环节的内容设计，引导学生坚定正确的政治方向、树立远大的理想、确立科学的价值观、提升自身综合素养。在教学过程中不断强化思政教育，学生不仅能获得知识和能力，还能在个人素养、社会责任感、价值追求等方面实现显著提升。

（二）“工程光学”课程思政内容落实

“工程光学”课程思政元素的设计可从以下几个方面开展。

1.依据课程大纲知识点，对应挖掘相关的思政元素。以几何光学中典型光学系统知识点为例，以理论教学为基础，融入“中国天眼”望远镜、深脑成像三光子显微镜、光纤传输及成像等国内新研究成果的短视频资源，有助于学生加深对光学成像规律、光束限制特点、全反射定律等概念的理解；在物理光学部分，以光栅原理为例，引入我国在基于光栅传感的航天装备测量系统的新媒体资源作为光栅衍射部分的补充内容，在干涉部分可让学生观看紫外光刻技术的短视频并进行讨论。此外，由于“工程光学”课程具有学科交叉的特点，在课程中可设计一定的课时用于介绍与光学相关的新技术，例如，3D打印纳米晶体、钙钛矿、太阳能光伏技术等。通过上述工作开展，不仅能够丰富教学资源，更能让学生了解到与所学知识相关的最新成果，从而提升学生对所学专业的认可度和兴趣。

2.为学生提供多种形式的媒体资源，充实巩固课堂教学。充分利用课后时间通过类型丰富的新媒体资源和学生进行沟通和信息交流，能够提升思政教学的效果。例如，在课后与学生在线上开展知识点讨论，介绍相关的新技术、新发展、中华优秀传统文化、大国重器等诸多思政元素，潜移默化地将思政元素融入课程；也可通过推送国内研究热点的成果信息、学术论文、电子书等方面作为补充，定期进行成果心得分享，形成相互激发鼓励的良好氛围；通过筛选合适的光电器件网站，下载或者推送培训视频或者器件原理说明作为课程知识点的补充，有助于学生了解所学知识的实际应用背景。此外，还可组织学生参与线上课程培训及学术会议，能够让学生进一步体会国家科技发展的新成果。通过线上和线下相结合的学术汇报与分享过程，学生不仅能够加深对于知识点的理解和消化，还能完成从学习到分享的转变，同时，这个过程有助于学生锻炼表达和提升总结归纳思维能力。

3.课堂教学与实践相结合。“工程光学”是具有较强实操性的课程，在传统教学中，实验环节缺乏针对思政元素的融入，实验内容相对较为固化，学生在完成实验后，依然很难解决实际问题。通过在课程中融入新媒体，学生能够接触到更丰富的知识点作为补充，同时对学生起到很好的启发效果，因此，在实操过程中强化思政元素十分重要［7］。鼓励学生以新媒体素材为启发开展相关实验，丰富实验教学内容，培养学生严谨踏实的科学态度和团结协作的意识，从而提升运用所学知识解决实际问题的能力，对于增强“工程光学”课程的教学效果具有重要意义。利用雨课堂、学习通等教学平台革新授课方式，引导学生积极参与课堂教学；激发学生自主学习，促进学生协同学习。构建线上线下、课内课外相互融合的教学体系，丰富教学手段，调动学生学习热情，提升课程教学效果。

三、教学效果评价

合理运用新媒体资源丰富课程教学内容，持续不断提升教学效果是打造一流课程的关键，对教学效果进行评价在此过程中具有重要的意义。课程将通过日常学习表现、阶段小测、项目、实验、期末考试等方式考核学生的学习成果：（1）学习表现。主要考核学生的课堂参与情况，包括课堂出勤率、课堂互动及课堂纪律等，这是课程顺利开展的基础，也是保证课程教学达成的关键。（2）阶段小测。该部分与新媒体技术相结合，完成线上问答。主要考核两部分的内容，一是每章后要求学生完成一份课后作业，二是组织2～3次的阶段小测，通过随堂考试的方式考核学生在某一学习阶段的学习成果。（3）学生参与项目。通过分组的方式组织学生完成项目设计，即针对某一典型的物理光学系统或模块，利用当前应用较为广泛的一类光学设计软件，如Zemax、VirtualLab Fusion、FRED等，完成系统的结构设计和性能仿真分析，撰写项目研究报告。（4）实验环节。组织学生通过分组的形式完成两个典型的实验，即光的干涉测量实验和光的衍射测量实验，要求学生设计实验系统、搭建实验系统、获取实验数据并进行分析研究，撰写实验报告。（5）期末考试。通过闭卷笔试的形式考核学生整个课程学习的成果。此外，鼓励学生以制作视频、音频、电子报告、微信推送等形式分享自己对于课程学习的感悟，推进学生进行自我评价的力度，达到对课程教学的反馈。