湖北文理学院

《光学系统CAD》课程教学、育人“双大纲”

课程类型：专业方向课程

课程代码：fb08117

适用专业：物理学光信息科学与技术方向

学分学时：4学分、72学时（理论36+实验36）

一、课程教学总体目标

《光学系统CAD》是物理学专业光信息科学与技术方向专业核心课程。该课程具有很强的工程性和实践性，是学生学习光电系统设计等专业方向课程，以及从事光电系统开发和应用等相关工作的重要基础。

通过本课程的学习，学生应能对像差理论、初始结构计算、像质评价、光学系统设计过程等有较为深刻的认识。针对本科层次光学工程师培养标准，在传授知识的同时，应重视培养学生严谨治学、力求上进的学习态度，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神、创新意识和工程素质，培养学生的职业道德、社会责任感和社会主义核心价值观。具体目标如下：

1、知识目标

① 了解光学系统设计国内外发展现状和趋势；

② 了解GB/T 9917 -2008照相镜头和ISO10110光学制图国际标准，了解光学零件和系统加工、装配和测试工艺；

③ 了解ZEMAX物理光学分析和非序列性分析模式；

④ 熟悉初级像差理论和像差优化方法；

⑤ 熟悉使用ZEMAX设计和评价简单成像光学系统的方法；

⑥ 掌握典型光学系统外形尺寸计算和初始结构选择方法；

⑦ 掌握ZEMAX序列性分析模式主要功能模块的使用方法。

2、能力目标

①自主学习能力——指导学生查阅相关的书籍、期刊、专利、ZEMAX网站、行业论坛等学习光学设计理论及方法、了解行业发展动态、行业标准规范等，培养学生信息获取能力和自主学习能力，为学生职业发展奠定基础；

②分析问题和解决问题的能力——引导学生分析专利镜头的设计特征，像差分布等，运用像差理论对镜头进行优化，锻炼学生分析和解决问题的能力；

③管理与沟通交流能力——采用工程案例教学法，引导学生组建项目组，相互协作，相互学习，共同完成项目任务，锻炼学生沟通交流能力，推选项目负责人，培养学生管理能力；

④工程设计能力——指导学生灵活运用光学设计理论和设计软件完成实际工程设计项目，锻炼学生的工程设计能力；

⑤工程实践能力——理论与实践相结合，通过难度层级递进的实验项目培养学生的实践能力。其中，综合设计实验以实际光学系统设计项目为依托，引导学生体验工程项目实施全过程，全面提升学生工程实践能力。

3、育人目标

①社会主义核心价值观

Ø 爱国情怀——通过讲解国内与国外光学系统设计水平的差距、我国自主研制的双分辨率航天光学相机成功应用于探月三期飞行实验器等案例，激发学生的民族自尊心和自豪感，培养学生的爱国精神和社会责任感；

Ø 敬业精神——利用中国光学之父王大珩先生筹建长春光学精密机械与物理研究所，开创新中国光学事业等案例，引导学生向前辈学习，培养学生的敬业精神；

Ø 诚信品德——指导学生了解国内外光学设计行业标准，了解光学行业的6σ管理，引导学生深入了解设计任务需求，按时按质按量完成实验项目，培养学生诚实守信的职业道德和正确的质量意识；

Ø 友善性格——以项目组形式，引导学生根据项目任务，合理分工，取长补短，互相学习，互相包容，学习与人为善的处世之道；

②勇于挑战自我的精神——以北京608厂突破国外技术封锁、克服光学材料、光学工艺和照明系统设计的种种技术难题，反复修改方案，设计制作出至今没有被超越的99.9999%纯度毛主席水晶棺等案例，培养学生勇于面对挫折，克服困难，挑战自我的精神；

③科学思维——引导学生了解运用像差理论，观察、分析、评价光学系统像差特性、成像质量再进行优化的光学设计逻辑过程，培养学生科学的思维；

④创新意识——通过学习光学系统CAD的研究方法、光学系统设计的发展历程、镜头专利资源利用等，激发学生的求知热情、探索精神和创新意识；

⑤现代工程意识——引导学生设计过程中，关注产品的商业性、工艺性，考虑系统的环保性能，培养学生环境、职业健康、安全、产品意识、服务意识等现代工程意识，提高学生的工程素质。