物理光學(xué)課程教學(xué)改革探討*

崔 舒，劉成有，田杏霞，徐井華，漢 語

(通化師范學(xué)院 物理學(xué)院，吉林 通化134002)

隨著科技的進(jìn)步和社會文明的發(fā)展，高等教育的指導(dǎo)思想也在與時(shí)俱進(jìn)[1]，作為一所師范類高等院校，我校在新形勢下的人才培養(yǎng)目標(biāo)是“以社會需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)服務(wù)基礎(chǔ)教育、適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要的基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、富有創(chuàng)新精神、德智體全面發(fā)展的應(yīng)用型人才”，在具體教學(xué)實(shí)踐過程中，“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念是踐行人才培養(yǎng)的根本出發(fā)點(diǎn).

物理光學(xué)課程隸屬我校物理學(xué)院光學(xué)課程體系，是光學(xué)課程開設(shè)后繼光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程后的第二門后繼課程.在光學(xué)課程建設(shè)及光學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的過程中，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)對物理光學(xué)課程展開了一系列體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教學(xué)改革和實(shí)踐，涵蓋了教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)手段和方法等幾個(gè)方面，改革成果良好.

1 物理光學(xué)課程改革背景

在課程設(shè)置上，物理學(xué)專業(yè)的光學(xué)課程體系主要包括《光學(xué)》、《光學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《物理光學(xué)》三門課程，課程安排上以“理論學(xué)習(xí)-動手操作-知識深化”的縱向深化、橫向拓展為整體思路，光學(xué)課程是理論基礎(chǔ)，開設(shè)時(shí)間在本科二年級秋季學(xué)期，實(shí)驗(yàn)課程在本科二年級春季學(xué)期，學(xué)時(shí)數(shù)分別為54學(xué)時(shí)和34學(xué)時(shí)，兩門課程時(shí)間上銜接緊密，可以鞏固學(xué)生的理論知識，培養(yǎng)實(shí)踐動手能力.物理光學(xué)課程為專業(yè)選修課，開設(shè)時(shí)間為本科四年級秋季學(xué)期，34學(xué)時(shí)，授課內(nèi)容為光學(xué)課程的補(bǔ)充和深化，為本科生進(jìn)一步在光學(xué)方向的深造提供再學(xué)習(xí)的機(jī)會.

但是，在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，以往的物理光學(xué)課程教學(xué)存在諸多的問題，首先，原有物理光學(xué)課程教學(xué)仍然是傳統(tǒng)教學(xué)的模式，在教學(xué)理念上過于強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用而忽視了學(xué)生的主體地位，對于學(xué)生建立在不同畢業(yè)取向上的現(xiàn)實(shí)知識需求缺乏深入的了解，而目前就業(yè)形勢的緊迫已經(jīng)對學(xué)生產(chǎn)生空前的壓力，大多數(shù)學(xué)生在大二開始已經(jīng)對自己的畢業(yè)取向做出明確的定位，并以此為目標(biāo)來開展各種學(xué)習(xí)活動，如果課程對于他們就業(yè)或考研方面沒有幫助，學(xué)習(xí)的主動性就會受到嚴(yán)重影響.其次，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，物理光學(xué)與光學(xué)課程內(nèi)容重疊比重過大，雖然知識的傳授在橫向拓展和縱向延伸方面都有涉及，但是學(xué)生還是很容易產(chǎn)生是原有知識重復(fù)學(xué)習(xí)的錯(cuò)覺，從而降低了學(xué)習(xí)熱情，而且知識更新相對滯后和實(shí)踐環(huán)節(jié)的薄弱導(dǎo)致學(xué)生容易產(chǎn)生“無的放矢”的感覺.第三，在教學(xué)方法和手段方面，還主要是以傳統(tǒng)的講授形式板書教學(xué)為主，方法單一，手段落后，教師雖然費(fèi)盡全力，學(xué)生反響卻很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo).總之，以往的物理光學(xué)課程教學(xué)模式很難滿足新形勢下學(xué)生們的具體需求，不能充分體現(xiàn)教學(xué)特色，所以物理光學(xué)課程改革勢在必行，通過團(tuán)隊(duì)教師交流合作和參照國內(nèi)外物理光學(xué)課程改革成功經(jīng)驗(yàn)，我們確立了物理光學(xué)課程改革的首要著力點(diǎn)，即教學(xué)理念更新、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整和教學(xué)方式方法改進(jìn)三大主要方面.

2 物理光學(xué)課程改革實(shí)踐措施

2.1 更新教學(xué)理念，強(qiáng)化“以學(xué)生為本”

眾所周知，教學(xué)過程應(yīng)該在“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教育思想指導(dǎo)下完成，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，就是教學(xué)中“以人為本”的體現(xiàn).物理光學(xué)課程教學(xué)的順利開展，樹立正確的教學(xué)理念是關(guān)鍵，此次改革中我們以此為出發(fā)點(diǎn)，再一次認(rèn)真學(xué)習(xí)了“以人為本”的先進(jìn)思想，并把“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念融合于物理光學(xué)具體教學(xué)實(shí)踐過程中，一切從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，具體包括大多數(shù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)、現(xiàn)實(shí)需求、學(xué)習(xí)能力和發(fā)展方向等，視學(xué)生為一切教學(xué)實(shí)踐的服務(wù)對象，尊重理解學(xué)生，愛護(hù)學(xué)生，把鍛煉提高學(xué)生的綜合能力確定為終極目標(biāo).在具體實(shí)踐環(huán)節(jié)上，教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方式方法的實(shí)施都要充分從學(xué)生的角度考慮，加強(qiáng)溝通反饋，對學(xué)生肯定的方面繼續(xù)發(fā)揚(yáng)，對學(xué)生提出的建議和意見及時(shí)改進(jìn)，提高學(xué)生對自身主體地位的切實(shí)感受.

2.2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，解學(xué)生現(xiàn)實(shí)之需

如何能在開設(shè)物理光學(xué)課程時(shí)不至于讓學(xué)生覺得內(nèi)容陳舊，還能激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，一度是授課教師非常擔(dān)心的問題.所以在確定教學(xué)內(nèi)容之前，筆者首先對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)進(jìn)行了了解，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的光學(xué)知識基礎(chǔ)主要來源于中學(xué)階段的光學(xué)知識和大學(xué)二年級的光學(xué)課程和光學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，他們對光學(xué)的基本內(nèi)容已經(jīng)形成了總體的印象.

授課教師通過對光學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的授課內(nèi)容進(jìn)行充分調(diào)研，同時(shí)結(jié)合中學(xué)的光學(xué)知識和光學(xué)課程研究生考試大綱，最終確立了物理光學(xué)課程的34學(xué)時(shí)分配如下[2]：第一，光的電磁理論(6學(xué)時(shí))；第二，光波的迭加與分析(4學(xué)時(shí))；第三，光的干涉和干涉儀(7學(xué)時(shí))；第四，光的衍射(7學(xué)時(shí))；第五，光的偏振與晶體光學(xué)基礎(chǔ)(4學(xué)時(shí))；第六，光的量子性與激光(4學(xué)時(shí))；第七，期末考核(2學(xué)時(shí)).首先從光的電磁理論出發(fā)，目標(biāo)是增強(qiáng)學(xué)生對光學(xué)課程體系性和邏輯性認(rèn)識，這樣能夠加強(qiáng)學(xué)生對光的本性的認(rèn)識，所以學(xué)時(shí)安排比較充足.第二部分主要是促進(jìn)學(xué)生掌握一些計(jì)算方法的基本思想，4學(xué)時(shí)足夠了.光的干涉、衍射和偏振仍然占據(jù)很大的學(xué)時(shí)比例，因?yàn)檫@部分內(nèi)容與中學(xué)物理聯(lián)系緊密，而且是光學(xué)方向研究生入學(xué)考試的重點(diǎn)內(nèi)容，所以這三部分所占的學(xué)時(shí)比例較大.這部分教學(xué)環(huán)節(jié)中，注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋和習(xí)題處理，從而兼顧不同發(fā)展方向的學(xué)生的具體需求，提高學(xué)生主觀能動性.光的量子性和激光這部分內(nèi)容能夠幫助學(xué)生了解現(xiàn)代光學(xué)知識和發(fā)展成就，聯(lián)系科技前沿，使教學(xué)內(nèi)容更能體現(xiàn)教學(xué)特色，這部分內(nèi)容注重定性了解，所以也不用太多的學(xué)時(shí).

2.3 豐富教學(xué)方式方法，調(diào)動學(xué)生主觀能動性

(1)充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段輔助教學(xué)[3].色彩豐富，圖文并茂的多媒體課件為傳統(tǒng)的板書式課堂教學(xué)增加了無限生機(jī)與活力，尤其對物理光學(xué)課程而言，圖片和動畫能夠使很多無法用語言和板書再現(xiàn)的物理現(xiàn)象變得生動直觀，有利于加深學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解和記憶，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，節(jié)省課堂繪圖時(shí)間，擴(kuò)展信息量，提高教學(xué)效果.盡管如此，具體教學(xué)過程中，筆者認(rèn)為不能完全依賴多媒體課件，傳統(tǒng)的板書教學(xué)同樣具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程中學(xué)生有充足的思考時(shí)間，促進(jìn)學(xué)生的邏輯思維與課堂同步，吸引學(xué)生的關(guān)注，因此，筆者更提倡多媒體課件與板書教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，共同服務(wù)于課堂教學(xué).

(2)增加課堂演示，加強(qiáng)師生互動.為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與意識，課堂演示教學(xué)無疑是一種好辦法.在物理光學(xué)課程開設(shè)之初，經(jīng)常有學(xué)生問到一些有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的問題，由此啟發(fā)了筆者，在教學(xué)中通過一些光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的課堂演示和啟發(fā)學(xué)生動手配合的方式，增加學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的熱情.根據(jù)我校相關(guān)課程設(shè)置的實(shí)際，學(xué)生已經(jīng)打下一定的知識基礎(chǔ)，而且動手能力和創(chuàng)造能力的主觀能動性很高，因此開展課堂演示的方法切實(shí)可行.比如光的干涉部分，可以拓展定域面的研究和多光束干涉的內(nèi)容；衍射部分可以演示光源的位置變化對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響等等，在具體過程中可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行猜想和討論，調(diào)動課堂氣氛，提高教學(xué)效果.

(3)依托科研資源，助推研究型教學(xué)[4].目前，我學(xué)院物理學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)初具規(guī)模，其中基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備總值近百萬，科研用大型儀器設(shè)備總值近700萬元.大型設(shè)備涉及光學(xué)半導(dǎo)體材料制備、特性表征的多種手段，實(shí)驗(yàn)條件先進(jìn)，為教學(xué)、實(shí)踐和教科研方面提供了物質(zhì)保障.在

物理光學(xué)教學(xué)過程中，筆者充分挖掘這些教學(xué)資源與課程內(nèi)容有關(guān)的實(shí)際問題，給學(xué)生展示相關(guān)的教師科研成果，激發(fā)興趣，鼓勵(lì)積極性高的學(xué)生在畢業(yè)論文選題時(shí)開展進(jìn)一步研究，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力.同時(shí)，對志向考取光學(xué)方面研究生的學(xué)生在輔導(dǎo)答疑時(shí)間內(nèi)加強(qiáng)擴(kuò)充知識的輔導(dǎo)和練習(xí)，為學(xué)生在該方向的繼續(xù)深造創(chuàng)造有利條件.

(4)拓展課外空間，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展.有限的學(xué)時(shí)和無限的知識延伸是所有課堂教學(xué)都存在的現(xiàn)實(shí)問題，根據(jù)我校對每門理論課程課后輔導(dǎo)的相關(guān)規(guī)定，教師可以根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)需求靈活安排輔導(dǎo)答疑的具體內(nèi)容，這為滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐性應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)開拓了課外空間.針對以中學(xué)教學(xué)為方向的學(xué)生，教師可以在輔導(dǎo)答疑時(shí)間里安排與中學(xué)教學(xué)聯(lián)系緊密的課題，比如實(shí)驗(yàn)操作和習(xí)題處理，而對以考研為目標(biāo)的學(xué)生，教師可以根據(jù)學(xué)生的需要安排習(xí)題講解，在具體實(shí)踐過程中要充分挖掘?qū)W生的潛力，提倡啟發(fā)式、引導(dǎo)式的講解，注重學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng).

3 效果總結(jié)與思考

在“以學(xué)生為本”的先進(jìn)教學(xué)理念的思想指導(dǎo)下，師生之間形成了良好的互敬互愛的氛圍，在教學(xué)實(shí)踐中的各項(xiàng)措施達(dá)到了預(yù)期的效果，學(xué)生的主觀能動性有所提高，在各項(xiàng)教學(xué)反饋中得到了學(xué)生的認(rèn)可和歡迎，而各項(xiàng)考核成績也反映出學(xué)生整體水平的提升，學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展空間的拓展在學(xué)生畢業(yè)論文完成和考研就業(yè)方面的回饋信息中得以肯定.與此同時(shí)，教師在教學(xué)實(shí)踐中總要不斷加強(qiáng)個(gè)人學(xué)習(xí)以滿足學(xué)生的需求，根據(jù)教學(xué)反饋信息，科學(xué)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，教師也會在學(xué)生的帶動下不斷進(jìn)步，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果雙贏.

本次物理光學(xué)課程改革是物理學(xué)院以課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)帶動課程改革進(jìn)步的一次嘗試，團(tuán)隊(duì)的“傳幫帶”發(fā)展模式使年輕教師在此過程中得到了鍛煉，團(tuán)隊(duì)在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段上的改革最終在教學(xué)效果中得以肯定，光學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)也在2012年被評為省級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì).

參考文獻(xiàn)：

[1]劉德寬，王德廣.21世紀(jì)初中國高等教育面臨的挑戰(zhàn)與對策[C].高等教育國際論壇文集，長沙:湖南師范大學(xué)出版社，2002.

[2]梁銓廷.物理光學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

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

[4]趙洪.研究性教學(xué)與大學(xué)教學(xué)方法改革[J].高等教育研究，2006，27(2)：71-75.