圖1中（a）（b）（c）分別是當(dāng)瞳孔直徑為3mm、6mm和8mm時(shí)的人眼光學(xué)模型的光路圖，從左向右，第 1、2 個(gè)表面表示角膜的前后表面；第 3 個(gè)面表示人眼的瞳孔位置，也是系統(tǒng)的光闌位置，因?yàn)槿搜鄣耐�孔相�?duì)于光軸偏向鼻側(cè)約0.5mm[4]，所以在第3個(gè)面中也引入了這一非軸對(duì)稱特點(diǎn)；第 4、5 個(gè)面為晶狀體的前后表面；第 6 個(gè)面為視網(wǎng)膜，即系統(tǒng)的像面，彎曲的視網(wǎng)膜面型能很好的矯正寬光束的場(chǎng)曲。其中，角膜和晶狀體的面型采用了雙二次曲面表示法，角膜的折射率為均勻分布，而晶狀體的折射率為梯度漸變分布形式。

結(jié)合 Zemax 軟件中建立的如圖1所示的人眼模型，進(jìn)行有關(guān)人眼成像的理論教學(xué)，不僅可以更直觀得展示出人眼光學(xué)系統(tǒng)的成像特性，有利于學(xué)生對(duì)這部分光學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解，而且通過(guò)拓展有關(guān)非球面面型和漸變折射率分布的內(nèi)容介紹，使得學(xué)生對(duì)于可從外界獲得超90%的信息的視覺(jué)光學(xué)有了更深的認(rèn)識(shí)、引起更多的探索興趣。

2.2 將“中國(guó)天眼”引入望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)與球差的教學(xué)

“中國(guó)天眼”，是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、用于探索宇宙的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，全名是“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”，英文名為 Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope（FAST）, 是目前世界最大望遠(yuǎn)鏡，開(kāi)創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式[3]。可將其引入課程的理論教學(xué)中，主要通過(guò)以下兩個(gè)方面。

一方面，學(xué)習(xí)“典型光學(xué)系統(tǒng)”中有關(guān)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的光學(xué)原理時(shí)，在獲得望遠(yuǎn)鏡的分辨率和孔徑正相關(guān)的關(guān)系后，通過(guò)課前發(fā)布在教學(xué)群里并要求學(xué)生已觀看的有關(guān)視頻資料[5]，探討“中國(guó)天眼”的望遠(yuǎn)本領(lǐng)及其先進(jìn)性和“時(shí)代楷�！蹦先蕱|科學(xué)家的故事，進(jìn)而引入課程思政，激發(fā)學(xué)生的自豪感、社會(huì)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神[6]。而且，還通過(guò)最新的新聞報(bào)道[7]，了解到：中科院國(guó)家天文臺(tái)利用 FAST 對(duì)致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周圍天區(qū)的氫原子氣體進(jìn)行了成像觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)了 1 個(gè)尺度大約為 2 百萬(wàn)光年的巨大原子氣體結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖 2），比銀河系大 20 倍——迄今為止在宇宙中探測(cè)到的最大的原子氣體結(jié)構(gòu)，相關(guān)成果 2022 年 10.19 日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Nature》在線發(fā)表[7]，從而引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生對(duì)最新科技發(fā)展實(shí)時(shí)關(guān)注的興趣，激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取今后可以獲得更多的科研成果，推動(dòng)我國(guó)科技的發(fā)展。

另一方面，學(xué)習(xí)后續(xù)的像差理論時(shí)，在幾何像差中的第一個(gè)像差——球差概念的講授之前，結(jié)合前面有關(guān)“中國(guó)天眼”的視頻資料內(nèi)容[5]，如圖 3 所示，當(dāng)其主動(dòng)反射面若是球面時(shí)，對(duì)電磁波的聚焦特性無(wú)法形成焦點(diǎn)所以需要采用橢球面這一技術(shù)點(diǎn)提出關(guān)注與疑問(wèn)，請(qǐng)學(xué)生帶著“為什么球面無(wú)法形成焦點(diǎn)？”這一問(wèn)題進(jìn)入有關(guān)球差的學(xué)習(xí)。最后，通過(guò)球差的具體理論知識(shí)的學(xué)習(xí)后，學(xué)生可以收獲：(1)能夠理解球差有關(guān)的概念，掌握隨著孔徑的增大，球面的光線追跡交光軸于不同的位置并與理想像點(diǎn)的偏離程度逐漸增大，所以無(wú)法聚于一點(diǎn)形成焦點(diǎn)，從而可以解答這一問(wèn)題;(2)“中國(guó)天眼”的名稱雖然是“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”，但其主動(dòng)反射面其實(shí)是非球面的;(3)能夠切身體會(huì)到高科技實(shí)質(zhì)上是許許多多的專業(yè)基本知識(shí)的積累與應(yīng)用，進(jìn)而激發(fā)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)的積極性。