大學物理光學課程的課堂教學研究

丁文波+密更+王春艷+韓萍

【摘 要】現代光學技術正日新月異、大放異彩，而大學物理的光學課程課堂效果卻不甚理想，學生學習的積極不高、自主解決問題的能力較差。針對這些問題，作者結合自身和其他相關教師的授課經驗，提出在教學內容、教學方法、教學手段、第二課堂等幾方面進行教學改革，以提高光學課堂的教學效果和效率，并且給出了具體的實施步驟。實踐表明，此種教學改革效果較好，學生們知識掌握得扎實、期末成績大幅提高、自主發現解決問題的能力有所提升。

【關鍵詞】光學；教學；課堂效率；課堂效果

一、引言

光學是一門古老的學科，是大學物理專業中的基礎課程。目前，光學技術在現代生活中的應用正日新月異，光學知識給人們生活帶來的便利有目共睹[1-5]。然而光學課程的枯燥與現代光學技術的絢麗多姿卻形成了鮮明的對比，學生在學習光學課程時多數提不起興趣，效率不高，學習的主動性差，利用光學知識解決實際問題的能力更差[6-8]。為了解決這類問題，作者在本校教學改革的大氛圍下也與同事們進行了深刻的反思和探討，并且在光學課程的課堂教學上采用了新的思想、新的方式和手段，就目前的情況來看，改革的效果明顯：學生學習主動性提高、積極性提高、課堂氣氛活躍。但是在教學中也發現了一些問題。為了更科學地分配課上教學時間，教師精講時間盡量不超過課上總時間的百分之七十，這種情況更利于學生集中精力聽講。然而精講時間的減少會導致教師每節課所傳授的信息量降低，在完成教學任務方面遇到困難。因此提高教師課堂上精講的效率和課堂效果是非常必要和重要的。因此，本文以光學課程為研究對象，結合自身和身邊教師的教學經驗研究提高課堂精講效率和教學效果的方法，力求讓大學生們在有限的時間掌握更多的知識、自主解決更多的問題，以培養適應國家建設的研究型和技術型人才。

二、提高課堂教學效率和效果的方法

結合自身和周圍教師的教學經驗，我們提出了以下幾種提高光學課程課堂教學效率和效果的方法：

（1）在教學內容上，對傳統的教學內容進行精選和改進更新。把一些陳舊且簡單的內容直接刪掉或者略講，而一些與基礎知識相關的前沿技術適當引入，以引起學生的學習興趣。

（2）在教學手段上，多引入圖片、動畫等多媒體教學方式，以展現光學現象的絢爛多姿，方便學生理解教學內容，提高學習興趣。

（3）在教學方法上，部分采用討論式教學。現代的光學技術具有很多神奇之處，先把現象或儀器的使用結果展示給學生，然后給時間讓學生自己思考或搜尋原因，再在課堂上組織學生進行小組討論，并引導學生積極發言、相互辯論，以增強學生發現問題，解決問題的能力。

（4）充分利用課前預習，并增強課前預習的檢查力度。上課的前一周把要講的內容布置給學生、并且布置前饋問題讓學生解答。上課前收取學生關于前饋問題的答案，并作為平時成績的一部分，對每次的前饋作業進行評分。上課時適當地對預習內容進行提問，抽查預習情況。因為只有預習的效率高，才能保證課上精講的速度。學生明確自己尚不清楚的問題是哪些，在聽講時能夠完全集中精力，跟住教師的思路，發現問題能夠及時提問并解決。

（5）充分利用第二課堂。帶領學生參觀先進的光學儀器，拓展視野，接觸科學前沿領域，見識各學科與光學的融合，以培養學習興趣和探索精神。在小組討論的過程中能夠把抽象的問題具體化，使得課上的討論與教師精講內容互相結合，以提高精講的教學效果。

三、具體實施步驟

按照上述的改革方法，課堂的教學效率和效果大大提高，學生上課的積極性高，課后主動查找資料，擴充知識，并且期末考試成績較為理想。現列出上述改革方案的具體實施步驟。

（1）課前，教師對所講授的內容認真梳理，去除陳舊知識，加入相關的前沿思想、理論、結論、現象、應用等。準備精美的多媒體課件，通過多種渠道搜尋相關的圖片、動畫，或者短片。

（2）課前一周，布置預習內容和前饋問題，發到QQ群中。上課前一天通過郵箱收集前饋問題的答案，通過郵件或QQ了解學生在預習過程中遇到的困難和問題。根據預習情況對要講授的內容進行優化安排。

（3）課堂上，教師采用板書與多媒體課件相結合的方式授課，教學以啟發式為主，對于相關公式或實驗結果要引導學生自主思考，歸納總結，切忌灌輸式教學方法。在每次課的第二小節課的開頭，播放一些幾分鐘長的短片，以引起學生的學習興趣，提高第二節課的聽課效率。

（4）課堂上采用討論式教學。在學期的開始，教師先把要討論的內容（包括一些實驗現象、生活見到的高科技，或者某些先進儀器使用等）準備出來，盡量能引起學生的興趣，但是又不過于深奧，可以設及多方面的知識。然后教師把學生分成每十幾個人一組，四個班的學生，共分十一個小組。每兩組給出一個討論課題，每組設組長，組織本組學生通過實驗或網絡或者通過其他資料書籍來尋找答案。學生尋找答案的時間大概為一個月（或者更久），然后在課堂上組織學生對老師留給的課題進行討論。每組學生派一兩個代表在講臺上闡述或講解答案，若遇到反對意見，下面的同學可以隨時提出，再由臺上或臺下的同學解答。學生們討論問題時，教師只組織紀律，不評論對錯，給學生獨立發表言論和思考的機會。若討論結束，仍有部分錯誤之處，教師再指出。

（5）課后，帶領學生參觀工廠或實驗室，見識先進的光學儀器、光學技術。可以帶領學生參觀渤海大學科技大平臺的一些與光學有關的儀器，比如可見紫外分光光度計、光密度儀、色差儀、二極管陣列檢測器、蒸發光散射檢測器、透射電鏡、紅外光譜儀、視差折光檢測器等都是現代科學研究中經常使用的先進儀器。邀請相關的老師對這些儀器的原理、操作、實驗結果等進行講解，以拓展學生們的視野，見識前沿科技，了解各學科與光學的融合。參觀后要求學生寫隨感，體會，或者進一步進行課堂討論等。小組的課堂討論分配平時成績的十分，每學期小組的得分就是小組內各成員的分數，以提高學生討論問題、探索問題的積極性。

四、總結

本文闡述了如何提高大學物理中的光學課程課堂教學效率和效果的方法和具體實施步驟。經過作者和相關教師的共同努力，目前該教學改革方案已經實施了兩年，課堂教學效率和效果均大幅度提升，學生學習的積極性高、光學知識掌握的扎實、靈活、知識面顯著拓寬。部分學生有將來讀光學專業的研究生，繼續深造學習的打算。當然，本文中的教學改革方法適用于大學的光學課程，對于其他課程的效果尚需要時間驗證。

參考文獻：

[1]李正佳，夏紅星，陳玉婷.21世紀的激光光學技術[J].光學與光電技術，2005，3（1）：5-7.

[2]丁文波，戚湛強.大質量中子星內部中微子輻射的相對論效應研究[J].渤海大學學報：自然科學版，2016，37（4）：308-312.

[3]胡威捷.光學技術的新概念及其發展趨勢的探討[J].光學技術，1999，7（6）：11-14.

[4]巢乃健，李勝天.光學技術在神經科學中的應用及其進展[J].生物物理學報，2012，28（11）：877-885.

[5]劉玉會，丁文波.中子星中的超子相[J].渤海大學學報：自然科學版，2010，31（3）：277-280.

[6]沈元華，陳慧芬.關于普物光學教學的現代化改革[J].大學物理，1998，17（6）：46-48.

[7]朱湘萍，包本剛.光學教學中培養學生科研能力模式的探析[J].湖南科技學院學報，2012，33（4）：52-54.

[8]郭巧能，楊仕娥，唐偉躍.光學之美與光學教學[J].開封大學學報，2015，29（2）：61-63.

作者簡介：

丁文波（1980～），女，博士研究生，副教授。