光學教學改革

摘要:光學的不斷發展使其內容不斷的增加，這樣光學教學就要進行改革。作者給出了光學教學改革要從內容上和教學方法上進行改革。另外還給出了培養學生學習興趣對學習光學的重要性，并給出了培養學生學習興趣的有效方法。

關鍵詞:教學改革 學生培養

中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)12(c)-0000-00

引言

光學是物理學中最古老的學科，它的發展歷史可以追溯到公元前5世紀，到目前已經有2000多年的歷史，并逐漸在物理學中形成了一門獨立的基礎學科。在整個光學的發展歷史中，光學領域中新光學現象、新物理概念層出不窮，相應的新學科分支不斷誕生，光學也從經典光學發展到現代光學，而光學在整個社會中的應用也越來越廣泛。比如：1948年，全息術誕生，它在非接觸性無損測量、全息照相、全息信息存儲[1]等方面有很大的應用；1955年，科學家第一次提出“光學傳遞函數”的新概念，并用它來評價光學鏡頭的質量；全息術和光學傳遞函數的概念結合，使得光學研究的內容和方法發生了改變：傳統上，用光強、振幅的空間分布來描述光學圖像，現在，則把圖像看作是由緩慢變化的背景、粗的輪廓等比較低的“空間頻率”成分和急劇變化的細節等比較高的“空間頻率”成分構成的，用頻率的分布和變化來描述光學圖像。最重要的是1960年，一種全新的光源-激光器誕生了，它的出現極大地推動了相關學科的發展。面對光學如此迅猛發展的新局面，光學基礎課教學不應該還是一味的講授原有知識，而是應該與新科技高速發展的步伐相適應，這樣就存在一個內容現代化的問題。當然，光學的基本規律的內容多數是經典性的，不存在現代化問題。但是如何通過近代光學的最新成就去闡述物理學的基本規律，這就要求教師努力從現代光學的最新成就中提煉出具有代表性的問題，在適當的地方開一些“窗口”，把它們直接引入到教學中，這樣能開闊學生眼界，啟迪思維，加深他們對本門課程的理解都是有好處的。當然介紹這些前沿內容不需太多數學推導，不需要花費太多的時間，只需一般了解的拓寬部分。另外需要注意的是增加新內容并不是要把光學的講授時間延長，而是在原有學時基礎下加入新內容，這樣就需要刪除或壓縮一些次要的或與其他課程重復的內容，即對傳統教學內容應進行精選和重構。

光學教學改革應該從以下幾點出發：

1 在教學內容上---引入新觀點、新技術

光學課程的任務，不僅是為了后繼課程的需要（學習光學是進一步學習原子物理、相對論、量子力學等課程的必要條件），更重要的是培養學生的科學素質。為此在教學中，我們把光學發展產生的新觀點、新科技研究成果引進來，以引導學生不斷開拓視野，獲取豐富的知識，讓學生加速接觸學科前沿發展領域，激發他們對現代高新科技研究的興趣和向往，為他們進一步搞科研或工作奠定良好的基礎。

例如： 在介紹完光的干涉和衍射后，可以向學生簡單介紹光學全息術：即利用光的干涉和衍射原理，將攜帶物質信息的光波以干涉圖的形式記錄下來，并且在一定的條件下使其再現，形成原物體逼真的立體象。由于記錄了物體的全部信息（包括振幅和相位），因此稱為全息術。雖然這僅是“一瞥”，但卻讓學生了解了光學發展的現狀，了解的光學的應用價值。

又例如： 在介紹傳統的顯微鏡的最小可分辨距離不能小于照明光波的半個波長以后，我們必須有個窗口開向掃描隧道顯微鏡、近場光學顯微鏡，因為它們大大地突破了顯微鏡的分辨極限。通過這種介紹，讓學生們體會到光學是不斷發展的，而且前景無限光明，從而激起他們對光學的熱愛。

2 在教學方法上---借助先進的教學技術，提高教學質量

光學課程的特點是借助大量的圖片、圖像展示光學概念、光學現象等。以前教學方式都是黑板加粉筆，因此我們多借助靜止的平面展示光學概念、光學現象等，不能展示動態過程，這樣有些概念和物理過程同學們一時無法理解。隨著計算機的發展，我們可以利用多媒體輔助教學，用幻燈片的形式展示物理圖象，這樣就能把一些動態過程展示出來。比如：偏振光通過旋轉的偏振片光強發生變化的過程，我們就可以利用一個動態圖像，讓同學們清楚的看到這一光強變化過程。還有半波損、波的疊加原理、波的干涉等都可以利用動態過程展示，這樣起到了事半功倍的效果，提高了教學效率和質量。另外，我們還可以與演示實驗室老師溝通，把理論進程和實驗進程調節到步調一致，堅持理論講授與光學實驗、演示實驗相結合的教學方法，使學生對一些著名的光學實驗了解得確切、透徹。

3 通過多種途徑培養學生的學習興趣

興趣是學生學習最好的老師，因此在整個教學過程中，注重對學生學習興趣的培養。

下面幾點是培養學生學習興趣的有效方法：

注重課堂上的討論：講課時通過某些典型問題，引導學生思考問題，激發學生學習興趣。比如在講授光的干涉時，先給出光干涉的基本知識，然后讓學生自己考慮怎樣利用光的干涉原理設計一個礦井瓦斯檢測器。這樣學生和老師、學生和學生互相討論，在討論中把問題解決。另外，討論不但可以激發出學生創新思維的火花，對教師教學也是一種促進。

注重學生的自主學習： 教師一味的講、學生混混的聽的教學模式已不能勝任現在的教學，不能提高學生的學習興趣，因此需要學生參與到課程中。讓學生參與到課程中的辦法很多，比如：可以讓學生講解某一部分內容（相信學生自己講完后肯定理解了），或者在有些章節學習結束后，要求學生上網查找資料，找出該章的基礎知識在現代科技中的應用，并寫出學習報告。例如，學習了光的偏振后，要求學生自學光的偏振現象在立體電影中的應用；學習光的干涉和衍射后，讓學生自學全息術的物理原理及其應用，自學后寫出學習報告。然后教師組織學習報告會，請學生報告其學習及研究的成果。通過這樣的研究性學習活動，有些學生在查找資料過程中會對光學的某一研究領域發生興趣，這樣也培養了他們的科研興趣，為他們深入科學研究打下良好的基礎。

總之，光學的教學不能再一味的采用老套的教學模式，而應該在講授內容和講課方式上進行大膽的創新、改革，這樣才能讓學生更好地理解并接受光學知識。

參考文獻

[1] 呂乃光.傅里葉光學，機械工業出版社，2008.