《激光原理與技術(shù)》課程中引入課題調(diào)研的教學(xué)方法

高亮 葉震寰 賈紅寶 王茜 陳宇翔

摘 要：激光原理與技術(shù)作為光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，此課程主要內(nèi)容中包含公式較多，涉及的激光技術(shù)也比較多，學(xué)生掌握起來比較困難，本文擬探討一種新形式的教學(xué)方法——課題調(diào)研，已經(jīng)引入幾輪到激光原理的課程中，該方法可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，并且可以讓學(xué)生針對個人興趣學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

關(guān)鍵詞：課題調(diào)研 激光原理與技術(shù) 光電專業(yè)

一、引言

《激光原理與技術(shù)》是光電信息科學(xué)與工程技術(shù)必修的專業(yè)課程，課程內(nèi)容公式較多，理解起來較為繁瑣，像光學(xué)諧振腔、譜線增寬、穩(wěn)頻技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)和鎖模技術(shù)等，為此很多學(xué)者都進行相關(guān)課程內(nèi)容的研究[1-2]。胡紹民根據(jù)課程教學(xué)的一些體會，把教學(xué)工作分成課件、講授、提問、作業(yè)、答疑和考核六方面，對激光原理課程進行了細致的分析和探討[3]。楊康文從學(xué)生和老師的角度分析激勵計劃對激光原理教學(xué)科研的促進作用[4]。本文研究了一種新的教學(xué)輔助手段，在課程中引入課題調(diào)研內(nèi)容的安排，此方法能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及動手實踐的能力。

二、課題調(diào)研在《激光原理與技術(shù)》課程中的實踐方法

本門課程的總學(xué)時為64學(xué)時，理論40學(xué)時，實驗24學(xué)時。從開學(xué)第一章講到課程最后激光技術(shù)部分，每章授課內(nèi)容都有可以調(diào)研的對象。第一章緒論部分，學(xué)生可以調(diào)研激光的發(fā)展簡史、激光器的結(jié)構(gòu)、激光特性等內(nèi)容。第二章光學(xué)諧振腔部分，學(xué)生可以調(diào)研幾何光學(xué)描述、波動光學(xué)衍射積分、激光的模式等內(nèi)容，尤其比較難的地方在于分離變量法對諧振腔內(nèi)模式的推到，相應(yīng)的數(shù)學(xué)計算計較繁瑣。第三、四章為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工作特性，學(xué)生可以調(diào)研激光穩(wěn)頻技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)、鎖模技術(shù)等內(nèi)容，這部分內(nèi)容比較典型，有多種實現(xiàn)激光技術(shù)的方法。第五、六章為典型激光器，學(xué)生可以調(diào)研固體、氣體、半導(dǎo)體和光纖激光器等內(nèi)容，可以去激光產(chǎn)業(yè)園企業(yè)去調(diào)研，哪個器件發(fā)展到什么程度。第七章作為最后一部分內(nèi)容是激光典型應(yīng)用，學(xué)生可以調(diào)研激光測距、激光武器、激光誘導(dǎo)核聚變、激光制冷等內(nèi)容。要求每名同學(xué)深入調(diào)研一項內(nèi)容，最好去企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研相關(guān)企業(yè)的先進知識，對于這部分同學(xué)可以成績給高一些。對于理論知識調(diào)研一定要講授清楚、透徹，具體知識學(xué)生是否可以講授應(yīng)該按照授課程學(xué)時安排進行。本門課程，特意安排了6學(xué)時作為學(xué)生講授所調(diào)研的知識的課程，每名同學(xué)講授大約為十五分鐘，所以學(xué)生要在講授前完成課題調(diào)研內(nèi)容的制作，并且需要講解熟練。老師可以在學(xué)生講授前指導(dǎo)檢查至少兩遍學(xué)生調(diào)研內(nèi)容實施及準備情況。

三、課題調(diào)研的實施效果

通過幾輪課程對課題調(diào)研這種方法的實踐，學(xué)生對課題調(diào)研內(nèi)容十分感興趣，這里統(tǒng)計出僅有少數(shù)同學(xué)選擇激光原理部分內(nèi)容，能占到總?cè)藬?shù)的30%，其余70%的同學(xué)都把激光技術(shù)作為課題調(diào)研的內(nèi)容。調(diào)研效果教學(xué)良好，多數(shù)學(xué)生都調(diào)研了比較先進的知識，能夠代表器件或者技術(shù)的發(fā)展方向，對于這部分同學(xué)，調(diào)研成績?yōu)閮?yōu)秀或良好。學(xué)生通過課題調(diào)研，不僅深深把握了激光的先進方向，為以后的工作打好基礎(chǔ)，而且還增加了他們把握激光先進技術(shù)的能力，尤其對深入企業(yè)的同學(xué)，有些同學(xué)不僅調(diào)研到先進知識，還增加了去企業(yè)實踐的機會，為畢業(yè)參加工作打好基礎(chǔ)。而且，在課題調(diào)研準備及講解的過程中，很多同學(xué)能夠體會到老師的辛苦，他們充分準備課題調(diào)研PPT，在講臺講課效果很好，老師和同學(xué)可以在下面點評及提問相關(guān)知識問題，這樣也達到了翻轉(zhuǎn)課堂的目的。該課程講授均是大學(xué)三年級的同學(xué)，可以多鍛煉他們的講授水平，為他們參加大四企業(yè)面試做好準備，也為他們參加工作做準備。而且可以把課題調(diào)研內(nèi)容讓同學(xué)們發(fā)送到班級群里，作為共享內(nèi)容，這樣所有學(xué)生都能下載，并且學(xué)習(xí)很多調(diào)研知識，這個學(xué)習(xí)的深度及廣度在于他們的學(xué)習(xí)能力。

但在課題調(diào)研過程中，也有一些存在的問題，由于學(xué)生人數(shù)較多，會有部分同學(xué)不夠積極主動，應(yīng)付了事，老師要多加關(guān)注這部分同學(xué)，要多提問、多督促、多考察。還有知識內(nèi)容不能集中在某幾個知識點，那樣多數(shù)同學(xué)調(diào)研內(nèi)容一樣，就不夠合理了，需要老師多安排，重復(fù)較多的要更換，或者事先就限制每個課題最多兩人。

四、結(jié)束語

對于《激光原理與技術(shù)》課程內(nèi)容，主要還是以課上講解以及課后實驗操作為重點，課題調(diào)研只是作為一種輔助教學(xué)手段。經(jīng)過幾輪課程的實踐，該方法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對同學(xué)們把控課程的前沿有幫助。

參考文獻

[1]葉海、凌東雄、王紅成.《激光原理》課程教學(xué)研究[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報.2013.20（3）：122-124.

[2]郭杰，張美鳳，劉珂琴，袁洪春.課程模塊化教學(xué)探索與實踐——以《激光原理與技術(shù)課程為例.軟件導(dǎo)刊與教育技術(shù)[J].2019.18（9）：43-45.

[3]胡紹民，羅暉.《激光原理》課程教學(xué)體會.高等教育研究學(xué)報[J].2012.35（1）：71-73.

[4]楊康文，郝強.論授業(yè)與解惑的交融——淺談激勵計劃下激光原理本科教學(xué)體會.教育現(xiàn)代化.189-192.

作者簡介

高亮（1988.10—），男，漢族，碩士研究生，講師，主要研究方向：激光原理、激光技術(shù)教學(xué)及科研。