劉艷妮

【摘要】信息光學(xué)是物理光學(xué)中的領(lǐng)軍學(xué)科，信息光學(xué)是在應(yīng)用光學(xué)、信息科學(xué)和計算機科學(xué)整合起來共同發(fā)展的一門新型光學(xué)學(xué)科，信息光學(xué)也是當代信息科學(xué)中的一個主要組成，筆者在本文根據(jù)目前信息光學(xué)的物理特性，根據(jù)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中信息光學(xué)教學(xué)的依據(jù)，由于《信息光學(xué)》的理論知識難以理解、實驗操作標準要求過高，數(shù)學(xué)公式過于繁瑣的特性，本文根據(jù)教師教師設(shè)定合理的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)建實驗平臺，增強計算機仿真光學(xué)實驗的輔助支持，整合校內(nèi)校外以及互聯(lián)網(wǎng)的資源讓學(xué)生在信息光學(xué)在應(yīng)用物理中進行探索與思考。

【關(guān)鍵詞】信息光學(xué);物理光學(xué);應(yīng)用;探索

全球經(jīng)濟一體化的不停發(fā)展中，信息是當代社會中起著很重要的作用，信息將會替代能源和物質(zhì)成為人類創(chuàng)新制造財富的重要途徑。信息科學(xué)和信息技術(shù)息息相關(guān)，不可分割。近些年來，光電信息的快速發(fā)展，在當代科學(xué)研究與社會發(fā)展中的各個領(lǐng)域都占領(lǐng)了重要的位置。光信息是信息時代不停發(fā)展的產(chǎn)物，光信息被人們廣泛的應(yīng)用在全息信息儲存和光纖通信以及光信息的儲存等涉及的范圍很廣，光信息帶動了國民經(jīng)濟和科學(xué)發(fā)展的不斷前進的步伐。信息光學(xué)是光信息的主要組成部分，是光學(xué)中的領(lǐng)軍學(xué)科，信息光學(xué)是在應(yīng)用光學(xué)、計算機科學(xué)和信息科學(xué)重合起來共同發(fā)展的一門新型學(xué)科，又是當代信息科學(xué)中的一個主要組成。信息光學(xué)提高了光纖通信和光電子學(xué)以及應(yīng)用和圖像科學(xué)的進步。筆者通過本文對信息光學(xué)在物理中的應(yīng)用做了以下幾個方面的探索與思考。

1. 信息光學(xué)在應(yīng)用物理教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

在開展《信息光學(xué)》這門課程以前，應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生就已經(jīng)對與光學(xué)有關(guān)的物理內(nèi)容例如光學(xué)中的光的衍射和光的干涉有關(guān)光學(xué)的物理知識，以及光學(xué)儀器的基本原理、光的散射和光的吸收等光學(xué)內(nèi)容，在學(xué)習(xí)這門課程中，學(xué)生已經(jīng)初步的了解了現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容，針對信息光學(xué)中的傳遞函數(shù)、全息和信息處理以及標量衍射的認知程度很少，更加沒有聽過傅里葉變換、光學(xué)小波變換和阿達瑪變換這些信息光學(xué)內(nèi)容更了。通過以上所說的信息光學(xué)知識內(nèi)容，教師應(yīng)該在設(shè)定教學(xué)內(nèi)容時，確?；纠碚撝R的同時也要將理論知識與應(yīng)用相結(jié)合，與此同時還要顧及到理論和技術(shù)在目前的發(fā)展狀況，讓學(xué)生在應(yīng)用物理學(xué)科中產(chǎn)生對光電信息的興趣感。在教師講解信息光學(xué)的起初，要涉及到關(guān)于二維線性系統(tǒng)的表面知識內(nèi)容，例如三角函數(shù)和矩形函數(shù)以及符號函數(shù)等等。教師應(yīng)該著重講解應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生所不熟悉的運算，例如卷積和相關(guān)運算和傅里葉變換。教師通過詳盡的講解光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)讓學(xué)生能夠熟悉信息光學(xué)基本內(nèi)容。教師也應(yīng)該與其他的科研人員進行研究，對學(xué)生講解光學(xué)全息和空間濾波以及計算全息等相關(guān)知識，讓學(xué)生能夠知道信息光學(xué)在現(xiàn)代科技中能起到的作用都有哪些，通過學(xué)習(xí)這些知識內(nèi)容能夠讓學(xué)生對光電信息能夠基本了解。讓學(xué)生對科研能夠通過信息光學(xué)的學(xué)習(xí)能夠打開學(xué)生通過物理概念轉(zhuǎn)移到建立數(shù)學(xué)模型然后編輯計算機程序最后到具體實驗論證的思路。

2. 建立學(xué)校的實驗平臺

信息光學(xué)課程的具體概述很抽象化，要求學(xué)生們要具備一定的邏輯推理能力，在信息光學(xué)的教學(xué)中教師不要只是為講解為主要課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生沒有的實驗操作，這樣就會使在應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生們對信息光學(xué)的理解和掌握程度不夠深刻，甚至?xí)W(xué)習(xí)信息光學(xué)產(chǎn)生厭倦的心理，教師的教學(xué)成果也達不到預(yù)期的效果，所以教師應(yīng)該增加教學(xué)中學(xué)生的實驗操作環(huán)節(jié)，但是由于應(yīng)用物理這個專業(yè)中有關(guān)的實驗設(shè)備不足，沒有足夠的實驗器材這些因素造成的實驗操作受到很大的局限性，教師應(yīng)該選擇一些較為經(jīng)典的光信息實驗讓學(xué)生進行實驗操作。可以利用一些簡單的實驗器材讓學(xué)生制作相對容易的實驗操作，例如阿貝成像原理和空間濾波以及全息光柵制作及其特性這兩個實驗來進行操作，通過學(xué)生的親自實驗操作，教師講解的理論知識就能輕松的掌握，在通過實驗得到實驗結(jié)果的學(xué)生也能對信息光學(xué)產(chǎn)生興趣感，讓學(xué)生喜愛學(xué)習(xí)信息光學(xué)。光電類的實驗操作能讓學(xué)生直接的應(yīng)用到日常生活中，與學(xué)習(xí)純物理學(xué)來說更具備實用實用價值。

3. 教師應(yīng)加強計算機輔助實驗操作

在信息光學(xué)應(yīng)用物理中實驗操作受到實驗設(shè)備不足的影響，通過單純的幾個實驗是不能夠讓學(xué)生深刻理解和掌握信息光學(xué)內(nèi)容的，除此之外針對光學(xué)實驗的操作要求非常嚴格，學(xué)生們也很難達到實驗的標準。所以教師可以通過計算機仿真實驗讓學(xué)生能夠通過計算機仿真光學(xué)實驗更加直觀的了解到實驗的成果，從而很好的消化理論知識，還能夠成功解決信息光學(xué)中的一些抽象難題。運用數(shù)值模擬計算能夠讓學(xué)生清晰的理解信息官學(xué)中的不能通過教師描述的和抽象的物理現(xiàn)象都能夠直觀的展現(xiàn)出來，通過計算機仿真光學(xué)實驗將抽象轉(zhuǎn)化為形象，清楚的直觀展現(xiàn)實驗過程和結(jié)果，讓學(xué)生能夠一目了然掌握理論知識內(nèi)容。

4. 結(jié)束語

總而言之，教師設(shè)定合理的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)建實驗平臺，增強計算機仿真光學(xué)實驗的輔助支持，整合校內(nèi)校外以及互聯(lián)網(wǎng)的資源讓學(xué)生在信息光學(xué)在應(yīng)用物理中進行探索與思考。有關(guān)部門應(yīng)該要進行應(yīng)用物理在光學(xué)類的教學(xué)整改，從而提升學(xué)生在光電類專業(yè)的就業(yè)情況，培養(yǎng)更多的光電專業(yè)人才，為我國的科技發(fā)展做貢獻。

參考文獻：

[1]王仕璠，劉藝. 《信息光學(xué)》課程教學(xué)改革探索與實踐[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（06）：42-43+143.

[2]孫文卿，王軍，吳泉英. 信息光學(xué)成像仿真與演示實驗[J]. 大學(xué)物理實驗，2018，31（04）：65-68.

[3]紀運景，楊慶，沈中華，祁景. 信息光學(xué)實驗課程教學(xué)模式探索[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，9（01）：80-81+149.