從教學的角度探析物理光學的應用

劉嘉洲

(廈門大學，福建 廈門 361005)

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從教學的角度探析物理光學的應用

劉嘉洲

(廈門大學，福建 廈門 361005)

摘要：由于在大學教學過程中關于光學物理方面的知識過于分散，公式眾多，針對的物理量繁雜，會造成在研究的過程中出現大量的困惑，本文主要通過分析當前物理光學的現狀，并針對物理光學教育現狀展開探索和思考，以便實現物理光學在教學中的應用，為日后物理光學的學習提供有利的幫助。

關鍵詞：物理光學；教學；角度

1引言

物理作為探索物質真知的代名詞，其在科學領域有著十分穩固的地位，隨著我國科學技術的不斷發展，人們對物理的認識和研究也在不斷加深，這對我國物理研究進程的推進有著很大的幫助。在自然學科中，物理學起著引領作用，物理學中包含的物理基礎知識、定理、自然規律以及采用的物理研究方法等不僅給教師對其他學科的教學帶來便利，還對學生的學習帶來積極影響。

2物理光學現狀

物理光學不僅涉及經典光學，還涵蓋了現代光學的大部分內容，主要包括了光的基本性質以及衍射、色散、吸收以及散射等內容。物理光學教學的主要目的是幫助學生掌握更多關于光的重要知識，學會利用光的干涉、偏振以及衍射等原理解決其他問題，同時為其他學科的學習，如：光線通信以及信息光學等課程奠定堅實的基礎。

隨著物理光學在現代科技中的作用逐漸增大，國家教育部門加大了對物理光學的教學力度，但在物理光學教學的過程中存在一些問題，不斷影響著物理光學的發展。如：(1)物理光學教學內容與實際光學應用不匹配。現階段的物理光學應用不僅僅涉及到視光學、測量以及加工等方面，隨著科技的發展逐漸滲透到與國民經濟以及百姓的生活中。但是在物理光學教學中，整個教學內容基本沒有進行相應的更新，物理光學教學內容與實際應用的光學嚴重脫軌，同時學生也無法通過教科書中的內容真正了解到生活中的光學技術。(2)光學教學內容受到限制。從高等院校來看，物理專業的光學教學一般會較全面地講述光學內容，教學內容涉及面廣。而對于非物理專業而言，教師在安排教學內容時一般會按照本專業中涉及光學內容的多少作為標準，涉及到較多部分的光學內容注重講解，而與本專業學生在今后工作中很少甚至不會涉及的光學內容則一筆帶過，甚至直接就刪除。這種具有側重性的教學內容安排會極大地限制學生們對物理光學知識的認知。(3)光學知識的學習目的出現分歧。絕大多數學校都出現了這種現象：學生十分注重與物理光學課程期末考試時涉及的內容，而對于其他不在考試范圍內的光學內容直接忽略，其學習物理光學知識的主要目的是完成該課程的考核，并不是自己主動去了解物理光學，這種現象會直接降低學生對光學知識的興趣。

3物理光學教育的探索與思考

學生對物理光學現象具體含義的理解程度直接影響其在今后對物理光學的學習，所以物理教師在教學的過程中不僅要讓學生牢記物理公式，還要在此基礎上真正理解物理現象以及公式的具體意義。例如光學中的等傾干涉——分振幅法，如公式1所初示

公式1

要想真正理解該公式的含義，必須理解光的入射以及折射原理，畫出正確的光路圖等。加強物理光學知識點之間的聯系，來幫助學生有效掌握光學知識。例如在學習光的衍射與干涉時，可以通過二者之間的某種聯系加以區分，二者的本質基本相同，但是在光波疊加的方法上有所區別，簡單來說干涉是把分立的相干光源的光波進行疊加，而衍射是將連續分布的相干光源的光波進行疊加。所以只要真正理解光波疊加的方法，就會很容易區分干涉以及衍射。

4物理光學在教學中的應用

4.1實驗室-教室一體化應用

實驗室-教室一體化是直接以實驗室作為教室，在實驗室中通過實驗的具體操作進行授課的一種方法，這種應用是有效地將理論與實踐結合的具體體現。與其他實驗有所不同的是，光學實驗的最終結果不僅取決于實驗過程以及實驗條件，還決定于實驗調試參數，通過這些實驗的具體操作，學生能夠很快掌握實驗的步驟以及原理，相較于理論光學圖像以及公式，實驗可以給學生帶來最直觀的視覺沖擊。與其他學科相比，物理光學對學生的邏輯思維能力、理解以及記憶能力要求更高，而對這些能力明顯較低的學生來說，物理光學的學習難度更大，而實驗能夠彌補這一不足，通過實驗加深學生的記憶，幫助其理解枯燥難懂的光學知識。

4.2計算機仿真技術應用

計算機仿真技術在物理光學中的應用主要是將光學教學內容以虛擬環境展現出來的一種技術。計算機仿真技術不僅方便了學生學習，還能幫助學生積極參加這種學習氛圍中，這種技術還能夠給學生提供練習甚至是模擬的虛擬空間，正確引導學生學習光學知識。仿真技術可以使抽象的物理光學知識具體化，還可以代替教師進行光學知識的演示，整個演示過程以及光學現象可視化，幫助學生的理解。例如：在演示光的干涉以及衍射實驗時，通過調整光的波長以及縫寬兩個參數得到不同的圖樣，這種實驗演示給學生以最直觀的感受，打破了傳統的物理光學教學方式，帶來更理想的光學教學效果。

5結語

物理光學散亂以及繁雜的知識要求學生具有較強的思維想象能力以及應用能力，針對這一特點，需要制定關于學生如何學習物理光學的具體方法，通過高新科技的應用盡可能將抽象的光學知識以具體化的形式展現給學生，來提高物理光學的教學效果。

參考文獻：

[1]紀延俊,杜玉杰,卞麗.CDIO教育模式下“物理光學”教學設計探究[J].大學物理教學,2014(10):20-23.

[2]張尚劍.物理光學課程的研究性教學模式實踐，教育教學論壇，2012(22B):77-78.

[3]徐寧.“物理光學”研究型教學模式探索與實踐[J].電氣電子教學學報，2012(03):103-105.

作者簡介：劉嘉洲(1991-)，男，漢，陜西，碩士，廈門大學，研究方向：光學方向。

中圖分類號：G426

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)14-0176-01