《激光原理與技術》課程中引入課題調研的教學方法

高亮 葉震寰 賈紅寶 王茜 陳宇翔

摘 要：激光原理與技術作為光電信息科學與工程專業的核心專業課程，此課程主要內容中包含公式較多，涉及的激光技術也比較多，學生掌握起來比較困難，本文擬探討一種新形式的教學方法——課題調研，已經引入幾輪到激光原理的課程中，該方法可以增強學生的學習主動性，并且可以讓學生針對個人興趣學習相關知識。

關鍵詞：課題調研 激光原理與技術 光電專業

一、引言

《激光原理與技術》是光電信息科學與工程技術必修的專業課程，課程內容公式較多，理解起來較為繁瑣，像光學諧振腔、譜線增寬、穩頻技術、調Q技術和鎖模技術等，為此很多學者都進行相關課程內容的研究[1-2]。胡紹民根據課程教學的一些體會，把教學工作分成課件、講授、提問、作業、答疑和考核六方面，對激光原理課程進行了細致的分析和探討[3]。楊康文從學生和老師的角度分析激勵計劃對激光原理教學科研的促進作用[4]。本文研究了一種新的教學輔助手段，在課程中引入課題調研內容的安排，此方法能增加學生的學習興趣及動手實踐的能力。

二、課題調研在《激光原理與技術》課程中的實踐方法

本門課程的總學時為64學時，理論40學時，實驗24學時。從開學第一章講到課程最后激光技術部分，每章授課內容都有可以調研的對象。第一章緒論部分，學生可以調研激光的發展簡史、激光器的結構、激光特性等內容。第二章光學諧振腔部分，學生可以調研幾何光學描述、波動光學衍射積分、激光的模式等內容，尤其比較難的地方在于分離變量法對諧振腔內模式的推到，相應的數學計算計較繁瑣。第三、四章為穩態和瞬態工作特性，學生可以調研激光穩頻技術、調Q技術、鎖模技術等內容，這部分內容比較典型，有多種實現激光技術的方法。第五、六章為典型激光器，學生可以調研固體、氣體、半導體和光纖激光器等內容，可以去激光產業園企業去調研，哪個器件發展到什么程度。第七章作為最后一部分內容是激光典型應用，學生可以調研激光測距、激光武器、激光誘導核聚變、激光制冷等內容。要求每名同學深入調研一項內容，最好去企業現場調研相關企業的先進知識，對于這部分同學可以成績給高一些。對于理論知識調研一定要講授清楚、透徹，具體知識學生是否可以講授應該按照授課程學時安排進行。本門課程，特意安排了6學時作為學生講授所調研的知識的課程，每名同學講授大約為十五分鐘，所以學生要在講授前完成課題調研內容的制作，并且需要講解熟練。老師可以在學生講授前指導檢查至少兩遍學生調研內容實施及準備情況。

三、課題調研的實施效果

通過幾輪課程對課題調研這種方法的實踐，學生對課題調研內容十分感興趣，這里統計出僅有少數同學選擇激光原理部分內容，能占到總人數的30%，其余70%的同學都把激光技術作為課題調研的內容。調研效果教學良好，多數學生都調研了比較先進的知識，能夠代表器件或者技術的發展方向，對于這部分同學，調研成績為優秀或良好。學生通過課題調研，不僅深深把握了激光的先進方向，為以后的工作打好基礎，而且還增加了他們把握激光先進技術的能力，尤其對深入企業的同學，有些同學不僅調研到先進知識，還增加了去企業實踐的機會，為畢業參加工作打好基礎。而且，在課題調研準備及講解的過程中，很多同學能夠體會到老師的辛苦，他們充分準備課題調研PPT，在講臺講課效果很好，老師和同學可以在下面點評及提問相關知識問題，這樣也達到了翻轉課堂的目的。該課程講授均是大學三年級的同學，可以多鍛煉他們的講授水平，為他們參加大四企業面試做好準備，也為他們參加工作做準備。而且可以把課題調研內容讓同學們發送到班級群里，作為共享內容，這樣所有學生都能下載，并且學習很多調研知識，這個學習的深度及廣度在于他們的學習能力。

但在課題調研過程中，也有一些存在的問題，由于學生人數較多，會有部分同學不夠積極主動，應付了事，老師要多加關注這部分同學，要多提問、多督促、多考察。還有知識內容不能集中在某幾個知識點，那樣多數同學調研內容一樣，就不夠合理了，需要老師多安排，重復較多的要更換，或者事先就限制每個課題最多兩人。

四、結束語

對于《激光原理與技術》課程內容，主要還是以課上講解以及課后實驗操作為重點，課題調研只是作為一種輔助教學手段。經過幾輪課程的實踐，該方法能夠提高學生學習的積極性，對同學們把控課程的前沿有幫助。

參考文獻

[1]葉海、凌東雄、王紅成.《激光原理》課程教學研究[J].東莞理工學院學報.2013.20（3）：122-124.

[2]郭杰，張美鳳，劉珂琴，袁洪春.課程模塊化教學探索與實踐——以《激光原理與技術課程為例.軟件導刊與教育技術[J].2019.18（9）：43-45.

[3]胡紹民，羅暉.《激光原理》課程教學體會.高等教育研究學報[J].2012.35（1）：71-73.

[4]楊康文，郝強.論授業與解惑的交融——淺談激勵計劃下激光原理本科教學體會.教育現代化.189-192.

作者簡介

高亮（1988.10—），男，漢族，碩士研究生，講師，主要研究方向：激光原理、激光技術教學及科研。