“激光原理”課程的專題研究型教學(xué)方案探討

蘇 紅

（深圳大學(xué) 電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518060）

“激光原理”［1］是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，可以為學(xué)生們以后從事激光技術(shù)、光通信、信息處理、紅外探測、生物醫(yī)療診斷、材料加工和環(huán)境檢測等方面的相關(guān)光學(xué)工程研究打下基礎(chǔ)。多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)顯示，該課程物理概念抽象和理論性強(qiáng)，基礎(chǔ)知識面廣，學(xué)生往往因缺乏感性認(rèn)識，不易理解，感到難學(xué)，所以只靠課堂講授很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。專題研究型教學(xué)的理念是通過教學(xué)過程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的研究與創(chuàng)新能力，學(xué)會知識的應(yīng)用，學(xué)會研究與探索，表現(xiàn)出更多的靈活性和多樣性，更具開放性［2］。

本文在“激光原理”課程中進(jìn)行了專題研究型教學(xué)方案的探索和實(shí)踐，使教學(xué)實(shí)現(xiàn)層次性的教學(xué)目標(biāo)，并將其分成三個(gè)階段：準(zhǔn)備階段是增強(qiáng)學(xué)生求知欲；學(xué)習(xí)階段是使學(xué)生獲取課程要求的理論知識，訓(xùn)練思維和培養(yǎng)能力；實(shí)施階段，教師把課程所要講授的主要內(nèi)容劃分成若干研究專題，讓學(xué)生在探索中掌握科學(xué)研究的方法，在研究中獲得知識。

根據(jù)課程特點(diǎn)，開展專題研究型教學(xué)有兩層含義：教師必須認(rèn)真研究教學(xué)過程，包括課程特點(diǎn)、教材配置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)措施等；學(xué)生在教師的正確引導(dǎo)下，應(yīng)學(xué)會以研究的態(tài)度對待所學(xué)知識。

1 專題研究型教學(xué)內(nèi)容

“激光原理”課程的教學(xué)內(nèi)容是介紹激光的基本原理及其應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識面，以適應(yīng)當(dāng)前社會對開拓型和應(yīng)用型人才的需求。其研究內(nèi)容具體，理論方法規(guī)范，教學(xué)內(nèi)容易于專題化，比較適合專題研究式教學(xué)方法的運(yùn)用。

我們選用內(nèi)容較全面系統(tǒng)的國內(nèi)經(jīng)典“激光原理”教材，同時(shí)配套一些可用于拓展學(xué)生知識面的相關(guān)參考書和參考資料。基于Internet的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源主要包括：國內(nèi)外各大學(xué)的激光原理課程大綱、內(nèi)容教案和實(shí)驗(yàn)方案等；國內(nèi)外各激光技術(shù)專題網(wǎng)站和網(wǎng)頁資源；教師與學(xué)生通過Email和課后進(jìn)行答疑。我們根據(jù)教材配置設(shè)計(jì)了全面而系統(tǒng)的激光原理課程教學(xué)內(nèi)容。

“激光原理”課程專題研究型教學(xué)的準(zhǔn)備階段應(yīng)在緒論課中要花較多的時(shí)間介紹激光應(yīng)用技術(shù)的歷史和現(xiàn)狀，要求學(xué)生結(jié)合專業(yè)完成一篇小論文，內(nèi)容是反映激光應(yīng)用技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀。

在學(xué)習(xí)階段中，專題研究型教學(xué)應(yīng)注重教學(xué)過程以及學(xué)生在教學(xué)過程中的體驗(yàn)與成長［3］。教師是主導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生完成專題研究型學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。我們將教材中的內(nèi)容和教材外的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，在課程中適度增加新技術(shù)和新知識，有利于研究性教學(xué)的進(jìn)行。在研究性教學(xué)中，要在教學(xué)方法上進(jìn)行改革，開放了學(xué)院實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)提供便利的條件。

2 教學(xué)措施的研究

1）教材與期刊論文相結(jié)合

我們實(shí)施的對每一個(gè)專題內(nèi)容的選擇貫徹教材與期刊論文相結(jié)合的原則，主要基于以下三方面的考慮：①教材內(nèi)容一般都是本學(xué)科的經(jīng)典內(nèi)容，有選擇地引入近幾年來國際期刊論文補(bǔ)充授課內(nèi)容；②授課中應(yīng)該多提出些問題，比如為什么會提出這些問題？為什么采用這種或那種方法去解決問題？可給學(xué)生提供有關(guān)理論發(fā)展的權(quán)威文獻(xiàn)，讓學(xué)生從這些文獻(xiàn)中去領(lǐng)會前輩們是如何提出和解決問題的；③通過期刊論文的閱讀式教學(xué)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高外語文獻(xiàn)閱讀和寫作能力。

2）專題研究內(nèi)容

我們在課程主要知識點(diǎn)授課時(shí)增加了專題研究。比如，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室平臺，提出He－Ne氣體激光器腔型結(jié)構(gòu)對激光輸出性能的影響和高斯光束聚焦特性等專題。具體結(jié)合課程中開放式光腔與高斯光束、激光振蕩特性章節(jié)內(nèi)容，開展激光器有源光學(xué)諧振腔設(shè)計(jì)和激光輸出特性測試等工作。通過專題研究，使學(xué)生對“激光原理”的學(xué)習(xí)有了感性認(rèn)識，并啟發(fā)他們做一些創(chuàng)新性科學(xué)研究。

3）課后作業(yè)研討

專題研究型教學(xué)中，還可以讓學(xué)生參與課后作業(yè)與章節(jié)小結(jié)兩個(gè)過程。采用作業(yè)研討的方法，特別是對那些在教科書中不能直接找到答案或具有設(shè)計(jì)性質(zhì)的習(xí)題。通過討論可以得出多個(gè)結(jié)論，以開闊學(xué)生的思路。學(xué)生撰寫章節(jié)小結(jié)可以提高學(xué)生對所學(xué)知識的歸納能力。

4）教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容

在實(shí)踐階段中，我們分專題驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)部分。針對先前設(shè)計(jì)的專題內(nèi)容，每個(gè)專題組織3－5名學(xué)生去進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要針對課程難點(diǎn)或目前較新的研究成果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。比如在高斯光束聚焦特性和中紅外激光器設(shè)計(jì)等專題中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證其特性。課程設(shè)計(jì)包括課程建設(shè)和課件設(shè)計(jì)，指導(dǎo)部分學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)激光原理課程中重要章節(jié)內(nèi)容的多媒體課件。

3 結(jié)語

本文通過課堂教學(xué)和課外時(shí)間的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相配合，探討了研究型教學(xué)方案。這些教學(xué)研究已成功地應(yīng)用于我院電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)的“激光原理”課程的教學(xué)實(shí)踐中。在方案的實(shí)施過程中學(xué)生普遍反映，課程教學(xué)內(nèi)容充實(shí)、不僅掌握了課程的基本概念、理論和方法，同時(shí)也了解了激光器件的發(fā)展歷史和趨勢。采用專題研究型教學(xué)方法、定期的課堂回顧與小結(jié)、知識鏈整理和及時(shí)歸納等方式，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、從事科學(xué)研究和撰寫學(xué)術(shù)論文的能力，對他們綜合素質(zhì)的提高具有一定的促進(jìn)作用。

［1］周炳琨，高以智，陳倜嶸等.激光原理（第6版）［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2009

［2］李宏祥等.大學(xué)研究性教學(xué)內(nèi)涵、特征和過程［J］.長沙：湖南社會科學(xué)，2008（5）

［3］陳建平，范欽珊，鄧宗白.從工科基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)出發(fā)開展研究性教學(xué)［J］.北京：中國大學(xué)教學(xué)，2008（5）：20－22