“激光原理與技術”課程實驗教學淺談

魏 強 袁 敏 周 波

摘要:激光技術是光電子專業的一門重要課程。為了培養本專業學生的應用和創新能力,本文從加強激光原理與技術實驗教學的角度進行了探索。

關鍵詞:光激光原理與技術;應用能力;創新能力;實驗教學

引言:激光原理與技術是一門綜合性很強的課程,是電子、信息、物理等專業的本科生課程,它一般在高年級開設。主要是闡述激光器的基本原理和理論,內容一般包括激光器的光諧振腔理論、速率方程理論和半經典理論,典型激光器和激光技術應用。該課程內容抽象,只靠課堂講授很難達到預期的教學效果,學生很難真正理解該門課程的基本理論和應用。本文提出通過加強激光原理與技術的實驗教學,幫助學生真正認識激光器、理解激光理論,掌握調試、測試激光器的各種方法,提高學生的應用和創新能力。

一、 正確處理理論教學與實驗教學的關系

由于傳統教育觀念的影響,在激光原理與技術的教學中,教師總是注重向學生講解理論知識,而忽略實驗教學。理論課講到的結論一般是通過復雜的數學推導得到的,很抽象,如果沒有實驗印證,學生很難真正理解。激光器是一種非常精密的儀器,實驗教學對于學生動手能力的培養、創造性思維的形成以及操作技能都有著理論課不能替代的作用。基于這種認識,我們必須改變過去那種輕實驗重理論的教學觀念。

二、 增加投入,加強實驗室建設

鑒于激光原理與技術的實驗儀器價格通常相對昂貴,因此,多數學校的激光原理與技術實驗課難以開設。即使能開設的實驗課,也往往由于臺套數較少影響了教學效果,造成很多學生沒有實際動手參與操作的機會。往往是少數人操作,多數人看,甚至有些同學連看都看不到。有時候,某些實驗只能退化為演示實驗。然而,目前企業和科研院所都需要既懂理論知識又有較強應用能力、動手能力的學生。企業和學校在人才需求和培養方面存在代溝。因此,為培養符合時代發展要求的光電人才,必須加大實驗室建設的投入,更新實驗設備,使實驗教學內容跟上科學、技術與產品的迅猛發展。筆者認為,實驗室經費可以通過學校投入和爭取企業贊助兩個方面獲得。同時,要鼓勵專業實驗室的教師自制、開發相關儀器,并加以推廣創收,增加經費來源。另外,在實驗儀器臺套數較少的情況下,也可采取實驗預約制度,學生可以根據自己的情況自主選擇實驗項目。這樣可以將學習的主動權交給學生,激發學生的學習熱情,也可以減少由于實驗儀器臺套數不足造成的影響。這樣雖然增加了教師的工作量,但卻有效地利用了儀器,使每個學生都能接觸到儀器,都能動手操作,從而取得了較好的教學效果。

三、 實驗教學方法的改革

在實驗教學過程中,教師總是注重向學生講解理論知識、實驗儀器的使用以及實驗技巧。實驗往往也是老師提前設計好的,學生只需要按老師的指令和書面的步驟一步步操作,學生的積極性和主動性不能發揮,實驗過于死板,忽略了對學生興趣的激發、思維的開拓。另外,實驗涉及的知識面太窄,綜合性比較差,極大地限制了學生思考、總結、分析問題等能力的培養,尤其是創新意識和實踐能力的培育。而學生也不能積極探索實驗本質和設計實驗等。為改變目前實驗室的現狀,可以從以下幾方面著手。

一是在具體實驗教學的實施上,采取任務教學法。該教學法是以學生為中心,老師通過多種方式的啟發、引導激發學生學習興趣,以培養學生學習能力為目標的一種教學方法。學生是課堂的主體,是研究探索的主導者,老師主要發揮啟發引導的作用。每個實驗都事先設計了一系列的問題,學生正式開始實驗操作前要回答這些問題,預習情況的好壞直接關系到實驗能否按時完成和完成的效果。實驗進行中,學生有問題向老師提問,老師引導啟發學生自己尋找答案。另外,老師要密切注意每組學生的實驗進程,正確地引導,發現問題及時糾正,同時在實驗的過程中啟發學生對實驗操作和現象進行思考。這樣的實驗過程充分發揮學生的主體功能,激發了學生的積極主動性和探索精神,同時也有利于他們應用能力的提高。二是開設綜合創新性實驗,鼓勵學生創新。激光原理與技術是一門技術性和實用性很強課程,也滿足培養學生創新能力的要求,而這些創新能力的培養主要通過實驗來實現。創新性實驗允許學生根據實驗室現有的儀器條件,自行設計實驗方案,并在老師的啟發和引導下進行實驗。對于一些實驗室沒有,但價格又不貴的設備可以由學生提出,實驗老師幫助購買。在實驗內容上也可以由學生自己選擇,只要與激光技術及其應用相關即可。創新實驗的開展,給了學生充分的自由選擇機會和發揮的空間,使他們的潛力得到更充分地發揮,有利于培養創新能力。

結語:激光原理與技術是一門綜合性很強的課程,是電子、信息、物理等專業的本科生課程。主要闡述激光器的基本原理和理論,內容一般包括激光器的光諧振腔理論、速率方程理論和半經典理論,典型激光器和激光技術應用。該課程內容抽象,只靠課堂講授很難達到預期的教學效果,學生很難真正理解該門課程的基本理論和應用。本文對加強激光原理與技術的實驗教學方面進行了探討。從提高認識、加強投入以及改變教學方法三個方面入手進行分析,討論了如何通過激光原理與技術的實驗教學,提高學生的學習興趣,增加學生的學習積極性,培養學生觀察問題、思考問題、解決問題的能力,培養符合時代需求的應用創新型人才。

參考文獻:

[1]馬新澤.工科物理教學要突出應用性[J].無錫職業技術學院學

報,2009(2).

[2]龍濤.提高工科大學物理課堂教學質量的途徑探索[J].中國西

部科技,2008(36).

[3]楊春華,劉勁松.建設光電子專業實驗教學示范中心的探索[J].

實驗科學與技術,2009(4).

[4]居桂方.激光原理實驗教學改革的探索與實際[J].廣東工業大

學學報,2005(1).

(重慶理工大學)