光學課程教學改革的思路

摘 要: 光學是物理學的一門重要分支學科，也是現代技術的主要源泉。如何在有限的時間內既講授基礎理論，又介紹現代光學學科技術前沿內容，使傳統光學教學內容不斷豐富，真正發揮這門課的作用，是教師面臨的關鍵問題。本文分析了當前光學課程存在的主要問題，并針對這些問題提出課程改革的思路。

關鍵詞: 光學課程 教學現狀 教學改革

1.引言

光學課程是高校物理學專業的一門重要基礎課，是普通物理學中一個必不可少的組成部分。自1960年激光出現以來，光學學科以前所未有的規模和速度迅速發展，出現了許多以激光為基礎的現代光學，如非線性光學、信息光學、光纖光學、光電子學、量子光學等許多新的分支學科。這些學科都是以經典光學為基礎發展而成，因此，光學課程是這些新技術的理論基礎課。通過學習光學課程，學生可以奠定堅實的知識基礎[1]，同時學習其典型的科學思想方法。

鑒于光學課程的重要地位，我們應該不斷地探索如何對該課程實施恰當的、適合學科發展的教學工作。因此，如何改革現有的光學理論課程和實驗課程的傳授式教學，使之適應科學技術和當今社會發展的需要，是一個值得深入探討的課題。

2.光學課程教學現狀

2.1教學內容

長期以來，光學課程在內容結構上，都是以基本概念、基本規律和基本計算方法為主線，對于基本研究方法和基本物理思想不夠重視，敘述也無新意。教學內容一直主要是幾何光學與波動光學。盡管在教學過程中加入現代光學的基本原理介紹，但由于學時限制，教學過程中這部分內容的講授也一般只作簡單的介紹，大部分內容讓學生自己閱讀，因而光學的教學內容一直局限在經典光學的主要原理部分，對其應用涉及較少[2]。而光學是現代前沿科學技術的基礎和源泉，當今現代光學技術發展迅速，因而光學課程教學內容已跟不上時代的要求，不具有現代氣息。所以大學生在畢業以后，對現代光學發展概況了解甚少，很難適應當今社會對光電子技術、光通信技術人才的應用要求。這就要求我們對教學內容進行改革，充分利用有限的學時，合理安排教學內容，使學生在掌握基礎理論的同時，能很好地了解現代光學的發展動態。

2.2教學方法

縱觀我國的教學現狀，傳授式教學方法根深蒂固。這種教學方法以教師為主體，學生的學習完全屬于被動型。這雖然在知識的傳授方面有一定的意義，但卻嚴重地影響了學生能力的發展，降低了學生參與教學活動的積極性和主動性。只有教師讓學生成為教學活動的主體，發揮學生的主動性，使學生成為知識的探索者和創造者，才能使學生有自覺和持久的學習興趣，高校教學的目的才能得以實現。因此，光學課程的教學方法也成為亟待改革的內容之一。

2.3學生的學習積極性

教師要想收到較好的教學效果，就必須學會調動學生的學習積極性。而多數教師往往認為聽課者已經是大學生了，應該有學習的自主性，所以常會注重知識的講解，而忽略學生學習積極性的調動，與學生的互動甚少。現在一些學生進入大學后，生活方式與以往變化很大，覺得沒有了壓力，對未來又充滿了迷茫，所以對學習也就不那么重視。加上物理學相較其他學科顯得理論性很強，學習難度相對偏高，因此調動大學生的學習積極性是一個值得注意的問題。

3.光學課程改革的具體思路

3.1教學內容的調整

由于光學課程涉及的內容非常廣泛，頭緒繁多，自身又不像電磁學或者經典力學那樣有一個貫穿始終的思路而形成比較完整的體系[3]，因此在教學改革過程中教師既要注意講授必要的傳統內容，又要緊密結合現代光學前沿課題，找準基礎理論與科技前沿課題的結合點，精選現代光學知識內容，把握幾個現代光學的前沿課題，以線帶面進行教學。教師在講授基礎光學的相關內容時，及時地引入現代光學相關知識，可以使學生既不感到光學基礎理論枯燥乏味，又能體會到現代光學前沿課題是與基礎理論緊密結合的。比如，講解偏振現象時教師可以引入立體電影的原理，講解幾何光學全反射原理時可以介紹光纖光學系統及其應用，講解雙折射晶體原理時可以介紹晶體材料的進展和應用前景，講解光的干涉內容時可以簡要介紹“納米技術”，等等。這樣不僅可以增加教學容量，而且能大大激發學生的學習興趣，使教學的內容充滿活力。

3.2教學方法的改革

目前，光學課程的教學雖仍以課堂教學為主，但是講解過程中應貫徹少講、精講的原則。課堂教學方法可靈活多樣。

3.2.1由問題帶動教學。

將實際問題與理論知識聯系起來，在介紹一個知識點之前，著重介紹知識點的實際來源，是為了解決什么樣的問題而提出的解決方法[4]。例如講授光的干涉內容時提出如下問題:(1)吹出的肥皂泡在陽光的照射下呈現出彩色圖案，這是為什么?(2)教室里有許多盞日光燈，卻沒有看到光的明暗分布條紋，這又是為什么?再例如講述多光束干涉時，可以先把F-P干涉儀的用途講清楚。這種思路可以讓本身枯燥的理論知識變得生動，進而活躍課堂氣氛，引導學生進行知識探索。

3.2.2著重方法講解。

大學教學的關鍵是提高學生的素質，不僅使學生掌握更多的知識，而且掌握方法，掌握分析和解決的能力。在課堂教學中，教師可以用光學原理引導學生如何進行相關設計，進行啟發式教學。教師的責任不僅僅是“教”，更重要的是引導學生去“觀察”和“學”，放棄“滿堂灌”、“拉著走”的教學方式。如果學生在老師的指導下完成具有一定研究性、探索性的小論文，就能鍛煉其獨立思考和探索問題的能力，有助于創新意識和創新精神的培養。

3.2.3分層次教學。

教學過程應分清主次，詳略得當。對于重點的基礎內容，可以詳細講解，重點強調，并伴有典型的例題，使學生牢固掌握。對于一般知識，如現代光學的前沿，可以由目前學生能認識的現象開始，簡單介紹原理，留出足夠的空間讓學生通過互聯網、圖書館等渠道進行深層次的了解。對于教材中的出現的相似內容，可以讓學生自學，采用討論式教學。這種教學方式既可活躍課堂氣氛，又可加深學生對知識的理解、運用，且有利于學生素質的提高。

3.2.4開辟專題講座，拓展教學內容。

為了利用采用講座與授課相結合的教學方式，在課程教學過程中教師可以適當安排幾次專題講座，專門介紹與現代生活息息相關的現代光學前沿課題，開拓學生的視野，豐富學生的課堂教學。

3.3調動學生的積極性

3.3.1多聯系實際應用。

學生往往不會對純理論的知識產生直接的興趣，如果只學習理論而不知理論的實際用途，學生會變得迷茫，學習也會變成一個流于表面形式的過程。在光學教學中，教師應結合教學內容，適時提出經過理想化了的實際技術問題，激發學生的興趣，引導學生靈活運用所學知識去探索、解決問題。理工科課堂中存在的共性問題就是當教師一味講解基本理論時，只有少數學生聽講，而當教師提出與之相關的實際應用，特別是生活中常見的應用時，多數同學會表現出很強的求知欲。光學與實際生活聯系密切，如在講授分振幅干涉這部分內容時可指出如何將照相機鏡頭做成看起來是藍紫色的，為什么陽光下的肥皂泡看上去是五顏六色的，如何檢驗眼鏡片的表面是否是光潔的，等等，結合了實際的應用，符合學生的認知規律。

3.3.2采用多媒體和傳統的教學相結合。

多媒體的使用大大節約了板書時間，緩解了課堂內容多、課時不夠的矛盾，課堂教學信息量增大。光學課程涉及到大量圖像，把光學圖像采用Flash、3D等繪圖軟件做成三維動態課件，在課堂教學中能產生生動活潑的效果，能提高學生的學習興趣和記憶力。比如講解夫瑯禾費衍射時，教師可先讓學生觀看矩形衍射和圓孔衍射的Flash動畫來加強感性認識;講解F-P干涉儀時，仿真多光束干涉圖樣隨著干涉儀內表面反射率的變化而變化的圖樣，形象說明F-P干涉儀的工作原理。

3.3.3發揮情感的積極作用。

有調查表明，多數高校教師與學生之間的關系和高中教師與學生之間的關系不同，關鍵在于高校師生之間缺乏溝通。多數教師與學生見面時間僅限于課堂，且無更多交流，導致教師不認識多數的學生，甚至學生不記得某課程任課老師是誰。這也會降低學生學習的興趣。如果教師能夠與學生多交流多溝通，親近學生，就能夠在學生心中樹立起更好的形象，從而進一步激起學生對學習的興趣，使學生真正成為教學中的主體。

4.結語

本文主要就光學課程的教學內容、教學方法和調動學生積極性方面提出教學改革的方向。我們應該在教學過程中，通過各種實踐，不斷開展教學改革，努力提高課程教學質量，提高學生學習的積極性，培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。

參考文獻:

[1]姚啟鈞.光學教程:第四版[M].北京:高等教育出版社.2008.

[2]鐘金鋼.21世紀普通物理光學教學改革思路研究[J].中山大學學報論叢.2002，22，(1):120.

[3]趙秀琴.關于《光學》課程的教學改革[J].太原師范學院學報(社會科學版).2007，6，(6):165-166.

[4]李玉紅.“光學”課程教學改革實踐與成果[J].高等理科教育，2006，12，(2):98.