《激光原理》教學方法的初探與實踐

蘇　紅

[摘 要]:《激光原理》是一門重要的專業基礎課,根據該課程內容特點和本學院的具體情況提出了自己的教學方法。打破傳統的教學方法,該方法加強創新思維,改革教學方法和手段,以全面提高學生的綜合素質為宗旨,將啟發式教學、計算機多媒體教學、實驗實踐教學等多種手段和方式相結合,并在進行傳授知識的同時,注意學生思想教育和良好人格的培養,進行激光原理整體教學方案的立體化教學探索,期望取得良好的效果。

[關鍵詞]:激光原理 教學方法 理論性

《激光原理》是一門理論性很強的專業基礎課,通過該課程的學習,可以為學生們以后從事激光技術、光通訊以及信息處理、紅外探測、生物醫療診斷、材料加工、環境檢測等方面的相關工程研究打下基礎,然而該課程復雜、物理概念抽象、理論性強,學生往往因缺乏感性認識,不易理解,感到難學,所以只靠課堂講授很難達到預期的教學效果。

“深化教育教學改革,全面加強大學生素質和能力培養”是21世紀人才培養的要求,也是教育系統適應我國入世后的形勢必須采用的方針戰略。本文介紹了激光原理的研究對象及基本內容,通過實施激光原理的三個層次的多方位教學改革,將啟發式教學、計算機多媒體教學、實驗實踐教學多種手段和方式相結合,并在進行傳授知識的同時,教師以身作則,為人師表,注意學生思想教育和良好人格的培養,進行了激光原理整體教學方案的多方位教學改革的嘗試。

一、《激光原理》的研究對象及基本內容

激光的發明使光學領域的研究出現新的活力。激光一方面為成熟的領域中現有的各種應用技術帶來數量級的改善,另一方面又開辟了一些新的領域和新的應用和新學科。《激光原理》是激光器件技術的入門課程,其教學目的是介紹激光的基本原理及其應用,拓寬學生的知識面,以適應當前社會對開拓型和應用型人才的需求。

該課程內容包括激光的基本原理、開放式光腔與高斯光束、電磁場和物質的相互作用、激光器的振蕩特性。這些內容既是光學信息類工程技術人員必須掌握的基本知識,同時也是理解和掌握激光器件原理的必備基礎。其重點是激光器的工作原理、增益介質的特性、光學諧振腔的設計、激光器的輸出性能,與之相應的知識與技能分布在各個章節中,教學過程中要注意抓住這一主線。

二、《激光原理》的教學體會

《激光原理》理論性較強,涉及多方面的數理知識,而且比較抽象,是一門具有一定深度和難度的課程。為了使學生學習好這門課程,我結合自身的教學談以下幾點體會。

在講授過程中,1.強調抓住重點,掌握基本概念。《激光原理》引入了一系列相互關聯的基本概念,如受激吸收,自發輻射,受激輻射,穩定諧振腔理論,高斯光束參數及其變化規律,增益系數及其飽和效應等,這些基本概念形成了本課程的知識要點,是學習理解的重點。2.抓住主線,建立章節間的聯系。激光器振蕩特性是前幾章節的綜合應用,可以將整個知識點融會貫通起來,讓學生對所學內容有個系統的認識。3.講練結合,注重實踐環節。在課堂上,適當地給學生一定的答題機會。

只靠課堂講授是遠遠不夠的,還需要理論聯系實際,不斷地提高教學質量。尤其目前由于課程重新規劃,本課程面臨的挑戰是針對綜合選修課程的計劃,內容為理論基礎知識難入門的條件下,如何通過新穎的教學方法調動學生學習理論課程的主觀能動性是教學的難點。由此對該課程教學方法的改革是必然的,提出在重要章節內容上進行可視化多媒體課件教學,并結合實驗實踐教學方法去完善豐富激光原理的內容,使學生有切身的體驗。

三、教學方法改革的探索與實踐

通過這幾年的教學,我深深體會和感悟到教學方法在教學效果中的重要性。通過實施激光原理的三個層次的多方位教學改革,將啟發式教學、計算機多媒體教學、實驗實踐教學等多種手段和方式相結合,并在進行傳授知識的同時,教師以身作則, 為人師表,注意學生思想教育和良好人格的培養,進行了激光原理整體教學方案的多方位教學改革的嘗試。

1.應用啟發式教學在基本訓練中應用

根據學生的知識水平、教學內容的難易程度在教學的不同階段運用啟發式教學,何時進行互動,進行合理的教學設計。對于某些問題或一些學生不易理解的概念、容易混淆的問題,由教師提出問題,可以啟發學生的學習動機,激活思維,引發學生主動思考學習,使學生所得的印象特別深刻,從而獲得舉一反三的成效。啟發式的授課從一開始“破題”,就要設法激起學生的興趣,這是貫徹“啟發式”教學原則的基本保證。在提問時,要善于設置問題情景,激發探求的問題后提出相關問題,使學生樂于思考、急于思考、便于思考,去發現問題、探索問題、解決問題,以培養學生獨立思考和主動學習的能力。

2.計算機多媒體輔助教學

利用計算機多媒體輔助教學課堂演示,演示很直觀。通過直觀演示,輔以啟發式教學,很容易引發學生的興趣,目的在于使學生對所學知識加深理解和鞏固,并能得以運用和發展,使知識、技能轉化為能力,同時也可得到信息反饋,發現不足及時補救。“穩定諧振腔理論,高斯光束參數變化規律,激光器振蕩特性”等內容,是本課程的難點,通過制作動畫效果課堂演示,學生可以清晰地看到高斯光束在諧振腔內傳輸情況等內容。這樣,這些難點內容常會在學生腦海中縈繞,產生了很直觀的認識,有助于進一步理解。

3.配合課堂教學,加強實驗教學,訓練基本實驗技能

在實驗教學中,結合激光原理理論教學,實驗教學配有He-Ne激光器的諧振腔調整及其模式分析、M 激光模式測量、半導體激光器發射光譜測量以及光學諧振腔CAD等實驗。在實驗中要求學生養成認真細致的工作作風,訓練敏銳入微的觀察能力,結合理論基礎分析實驗現象能力以及鍛煉實際操作能力。

4.課程設計

在課堂教學中,可以介紹一些有關激光技術的前沿課題,讓部分有精力的學生也可結合自己的興趣,參加教師課題研究,進行一定的課程設計和科學研究,使其得到嚴格的科研訓練,以培養加強其科技創新和科學研究素質。并在進行教授知識的同時,教師以身作則,為人師表,注意學生思想教育和良好人格的培養。

四、結論

以上是擔任《激光原理》課程教學過程的一些體會和教學方法的探索,期望在激光原理整體教學方案的多方位立體化教學改革的嘗試,能夠激發學生的創新意識,促進學生對知識的理解和掌握,培養學生的創新意識、科研能力和良好的綜合素質。總之,本課程是一門理論性很強的專業基礎學科,如何搞好本課程的教學,還有待于我們大家的共同努力。

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