物理学专业物理光学教学改革初探

1、物理学专业物理光学教学改革初探    2012-08-22     论文导读:科技信息物理光学是光学工程、光电子技术、光电信息工程等本科专业的一门重要的专业必修基础课，而对物理学本科专业的学生来说，是专业限选课程，即学生根据本专业的知识体系和自身实际、兴趣选择修读的课程，以拓展相关的知识和技能。 光学是一门发展较.    科技信息物理光学是光学工程、光电子技术、光电信息工程等本科专业的一门重要的专业必修基础课，而对物理学本科专业的学生来说，是专业限选课程，即学生根据本专业的知

2、识体系和自身实际、兴趣选择修读的课程，以拓展相关的知识和技能。光学是一门发展较早的学科，它在科学与技术的发展史上占有重要的地位。近几十年来，由于激光理论和光电技术的迅猛发展，以及光学和其它科学技术的广泛结合与相互渗透，这门古老的学科进而焕发出新的青春活力，随着新技术的出现，新的理论也不断发展，形成了许多新的分支学科。物理光学已成为现代物理学和现代科学技术最活跃的前沿阵地之一。此外由于近年来本科生就业形势日益严峻，本科生扩招和大部分院校的本科教学水平严重下降等方面的因素，本科毕业生大多选择继续攻读研究生，立即就业的人数只是极少数。物理学专业本科生报考光学或者光学工程专业的研究生越来越多，而很多院

3、校光学专业和光学工程专业硕士研究生招生考试都会考物理光学。所有这些因素都决定了物理学专业本科学生选修物理光学课程的人数年年增多，这就对该课程的教学提出了新的要求，教师对该课程的性质、目标、教学内容等的认识程度，对于学生如何学好本课程的思考分析以及教学方式的采用等等，都对本课程的教学起着至关重要的作用。目前的教学中存在的问题物理光学是利用光的电磁理论对光的传播问题、光与物质的线性及非线性相互作用问题以及光学系统的成像问题进行统一的描述，通过教学使学生能够在思想上建立起有关光的电磁理论的完整体系、牢固掌握光的电磁波动理论。在教学实践中，发现目前对物理学专业本科学生的物理光学教学存在着一些问题，主要

4、表现在以下几个方面。对学情分析不够全面。大部分准备报考研究生的学生在上课之前已经自学了一遍或者自学了一部分，但是有很多知识不理解，似懂非懂，以至于不会进一步思考与分析，对课程的重点把握不准确，容易忽略一些重要的知识点，所以解题过程中碰到各种各样的困难，出现各种错误，甚至有参考答案的也不理解其解法。而目前的教学没有分析学生这方面的学习情况，没有根据这方面的情况针对性教学。教学内容安排不合理。物理学专业的本科学生在开设本课程之前，已经学习了高等数学、电磁学、数学物理方法和电动力学等课程，对数学中的微积分、傅里叶变换以及贝塞尔函数等知识已经掌握，对电磁场和电磁波理论有了比较完整和系统地掌握和理解。所

5、以在教学中对电磁学已讲授的内容应提醒学生回忆，加深理解并掌握；对电动力学中已讲授的内容（如菲涅耳公式）则直接给出结论并应用结论讨论问题，不必要进行详细的过程推导；作为一些后续专业课的基础，有关激光方面的知识，导波光学的内容则只讲授最基础的知识，不作详细讲解。目前的教学没有考虑到这些，仅凭借以往的教学经验，定位教学目标、教学方法和界定教学重难点。此外，本课程的一些重点内容例如法布里-珀罗干涉仪和闪耀光栅，在现代光通信、光电子器件、光信息处理等学科领域应用非常广泛，同时也是本课程的教学难点，学生不容易理解和掌握。另外随着现代光学技术迅猛发展和光电器件的发展日新月异，目前有关现代光学技术方面的教材在

6、新技术的更新上都会有或多或少的滞后，教材内容也不尽人意。因此，很多学生在完成本课程的学习以后，由于学习效果不好，很难达到光学专业或者光学工程专业硕士研究生的入学要求。因此物理学专业限选课物理光学课程的教学改革势在必行并且非常迫切。教学改革思路与实践学生是学习的主体，教师应该全面了解学生，根据教学内容和学生的问题开展学情分析。考查学生已有的生活经验和知识基础对新知识学习的意义，仔细地比较新知识学习与先前知识的学习在内容上、方法上各自所具有的特点，认真分析学生在学习新知识方面所欠缺的是什么。另外还应该及时、准确地了解学生所存在的问题，通过对学生在学习中存在问题的分析，准确地把握学生的思维脉搏。根据

7、学情对本课程教学内容进行权重调整，合理地确定教学重难点，合适地选择教学方法和教学手段，使本课程教学活动符合学生和现代社会发展的需求。在教材内容的选取上要注意与研究生课程的衔接，尽量使这二者有机地结合起来。充分考虑传统经典教学内容与现代光学前沿知识相结合，删除掉一些陈旧过时的内容，增添一些现代光学的前沿知识，特别是体现本课程特色的一些前沿知识，并在教学中多方引入相关的科研成果，扩展学生的知识层面，及时了解科学发展的最新动态。比如：在讲授光在介质界面上的反射和折射时，可以花几分钟的时间介绍负折射现象及其应用。从而使本课程的学习紧跟光学知识的前沿，给学牛提供充分的科学探索和求真的空间。此外，在介绍激光基础时，主要介绍产生激光的三个必要条件和激光谐振腔的选模作用，其他更深一些的知识由研究生课程解决；在介绍薄膜波导是，主要介绍薄膜波导传输光的基本工作原理和光耦合的概念，其它内容应由研究生课程解决。巧用多媒体现代化教学手段。比如：此外本课程的一些重点内容例如法布里-珀罗干涉仪和闪耀光栅，同时也是本课程的教学难点，但学生不容易理解和掌握，在自学过程中容易忽略，这就需要老师进行指导，并结合现代光学技术的发展进行教学。这部分的教学可以通过制怍高质量的多媒体课件来帮助学生学习该部分内容，增加逼真性，吸引学生的学习兴趣，便于学生对这部分重点