的学时，增加学生学习负担。

 

　　三、将科学发展史融入教学

 

　　根据信息光学的教学内容，合理恰当地将科学发展史融入教学中，给学生介绍一些概
念、技术、实验等的产生、发展历史，让其体会到光学知识的获得过程，培养学生的科学精神。
在信息光学中，光的全息术有着至关重要的作用。它的出现，并与光学传递函数相结合为整
个信息光学的发展奠定了坚实的基础，使人类对光的认识向前迈进了一大步。因此，可以以
光全息术理论的讲解为例，来说明科学发展史如何融入教学。在开始光学全息这一章内容的
教学时，从历史背景和相关实验入手，以丹尼斯

-盖伯、利思和乌帕特尼克斯等人的实验发

现、研究为主线，讲述这些科学家的研究思路、实验分析。追踪他们在全息术中发现问题、解
决问题的过程，引出光学全息的概念及发展历程，为后续讲解同轴全息、离轴全息等做好准
备。这不仅使学生能比较自然地接受后续对波前再现、记录、同轴全息、离轴全息等知识的学
习，而且使学生能整体上对全息成像有更全面深入的理解，起到了融会贯通的作用。同时，
发展史的引入也会使学生体会到科学家那种坚持不懈、不断创新的科学精神，为学生科学精
神的培养树立榜样，奠定基础。

 

　　四、课堂教学与实验教学进行有机的互动

 

　　在信息光学某些教学内容的讲解中，需要与实验教学相结合，课堂教学与实验教学相
互动，采用探索式学习的方法，来提升学生学习效果，加深对新知识的理解。例如在讲解阿
贝成像原理时，可以先让学生进行阿贝

-波特实验，在透镜的后焦平面上放置各种不同的遮

挡物（如光圈、狭缝、小光屏）时，像发生了很大的变化。根据这个现象，以提出问题、发现
问题、解决问题的方式引导学生探索学习新知识。比如可以指出，在这个实验中，为什么要
把遮挡物放在透镜的焦平面上，为什么放置一水平狭缝时，出现的像是竖直状条纹；这种
成像方式究竟满足什么规律。带着这些疑问，老师可以就阿贝成像原理引入的新观点进行了
讲解，加深学生的理解，调动学生学习的积极性。在学习了理论上的教学之后，还可以继续
与实验教学相互动，进行阿贝成像空间实验的扩展实验，比如在频谱面上放置光圈，从而
加强学生对新知识、基础知识的认知和理解，拓展学生自我探索新知识的能力，培养学生理
论联系实际的能力的同时，增强实践动手能力。

 　　五、渗入现代编程技术 

　　信息光学将傅里叶变换和线性系统理论引入光学中，使光学图像可以用空间频率的分
布和变化来描述，产生了新的光学信息处理方式，即可以通过在频域内实施某种变换来实
现对输入信息的各种变化处理。信息光学中空间滤波、波前调制、相关光学处理、非相干光学
处理等部分就与这种光学信息处理方式紧密相关。

 

　　在这些内容中，关于光学图像空间频率的概念以及空间滤波问题的理解是至关重要的
它为后续知识的学习奠定了坚实的基础。因而，在教学中，如何使学生在较短时间内接收空
间频率的新观点，如何使用这个新观点来看到一幅光学图像，这是亟待解决的关键问题。为
了让学生更容易理解、接受空间频率的概念和空间滤波的物理过程，在教学中引入现代计算
机编程技术，利用

MATLAB 软件来实现空间滤波仿真实验，并与实际的光学实验相比较，

使学生真正理解了空间频率的概念以及空间滤波的实质。具体来说，可以通过电子教案来演
示如何使用

MATLAB 编程软件来实现空间滤波的仿真步骤。首先借助相关函数将图像、滤波

器、傅里叶频谱等用数学的方式来表达和描述，接着通过对输入图像的频谱进行调制，从而
完成对输入图像改造和处理的数学实现。同样，也可引入

MATLAB 用于仿真光学图象增强

处理、消模糊处理、图象识别等方面的相关介绍，这样不但能使复杂抽象的问题形象化、具体
化，而且还能激发学生学习编程技术的兴趣和爱好，达到培养学生科学素养的目的。

 

　　综上所述，与实际应用、技术相结合，提升了学生理论联系实践的能力；科学发展史的
引入、应用提升了学生课堂学习的兴趣和效果；课堂教学与实验教学的互动，增强了学生对
基础知识的理解；渗入现代编程技术，解决了信息光学课程中的抽象问题的形象化、具体化。