大学物理光学课程的课堂教学研究

丁文波+密更+王春艳+韩萍

【摘 要】现代光学技术正日新月异、大放异彩，而大学物理的光学课程课堂效果却不甚理想，学生学习的积极不高、自主解决问题的能力较差。针对这些问题，作者结合自身和其他相关教师的授课经验，提出在教学内容、教学方法、教学手段、第二课堂等几方面进行教学改革，以提高光学课堂的教学效果和效率，并且给出了具体的实施步骤。实践表明，此种教学改革效果较好，学生们知识掌握得扎实、期末成绩大幅提高、自主发现解决问题的能力有所提升。

【关键词】光学；教学；课堂效率；课堂效果

一、引言

光学是一门古老的学科，是大学物理专业中的基础课程。目前，光学技术在现代生活中的应用正日新月异，光学知识给人们生活带来的便利有目共睹[1-5]。然而光学课程的枯燥与现代光学技术的绚丽多姿却形成了鲜明的对比，学生在学习光学课程时多数提不起兴趣，效率不高，学习的主动性差，利用光学知识解决实际问题的能力更差[6-8]。为了解决这类问题，作者在本校教学改革的大氛围下也与同事们进行了深刻的反思和探讨，并且在光学课程的课堂教学上采用了新的思想、新的方式和手段，就目前的情况来看，改革的效果明显：学生学习主动性提高、积极性提高、课堂气氛活跃。但是在教学中也发现了一些问题。为了更科学地分配课上教学时间，教师精讲时间尽量不超过课上总时间的百分之七十，这种情况更利于学生集中精力听讲。然而精讲时间的减少会导致教师每节课所传授的信息量降低，在完成教学任务方面遇到困难。因此提高教师课堂上精讲的效率和课堂效果是非常必要和重要的。因此，本文以光学课程为研究对象，结合自身和身边教师的教学经验研究提高课堂精讲效率和教学效果的方法，力求让大学生们在有限的时间掌握更多的知识、自主解决更多的问题，以培养适应国家建设的研究型和技术型人才。

二、提高课堂教学效率和效果的方法

结合自身和周围教师的教学经验，我们提出了以下几种提高光学课程课堂教学效率和效果的方法：

（1）在教学内容上，对传统的教学内容进行精选和改进更新。把一些陈旧且简单的内容直接删掉或者略讲，而一些与基础知识相关的前沿技术适当引入，以引起学生的学习兴趣。

（2）在教学手段上，多引入图片、动画等多媒体教学方式，以展现光学现象的绚烂多姿，方便学生理解教学内容，提高学习兴趣。

（3）在教学方法上，部分采用讨论式教学。现代的光学技术具有很多神奇之处，先把现象或仪器的使用结果展示给学生，然后给时间让学生自己思考或搜寻原因，再在课堂上组织学生进行小组讨论，并引导学生积极发言、相互辩论，以增强学生发现问题，解决问题的能力。

（4）充分利用课前预习，并增强课前预习的检查力度。上课的前一周把要讲的内容布置给学生、并且布置前馈问题让学生解答。上课前收取学生关于前馈问题的答案，并作为平时成绩的一部分，对每次的前馈作业进行评分。上课时适当地对预习内容进行提问，抽查预习情况。因为只有预习的效率高，才能保证课上精讲的速度。学生明确自己尚不清楚的问题是哪些，在听讲时能够完全集中精力，跟住教师的思路，发现问题能够及时提问并解决。

（5）充分利用第二课堂。带领学生参观先进的光学仪器，拓展视野，接触科学前沿领域，见识各学科与光学的融合，以培养学习兴趣和探索精神。在小组讨论的过程中能够把抽象的问题具体化，使得课上的讨论与教师精讲内容互相结合，以提高精讲的教学效果。

三、具体实施步骤

按照上述的改革方法，课堂的教学效率和效果大大提高，学生上课的积极性高，课后主动查找资料，扩充知识，并且期末考试成绩较为理想。现列出上述改革方案的具体实施步骤。

（1）课前，教师对所讲授的内容认真梳理，去除陈旧知识，加入相关的前沿思想、理论、结论、现象、应用等。准备精美的多媒体课件，通过多种渠道搜寻相关的图片、动画，或者短片。

（2）课前一周，布置预习内容和前馈问题，发到QQ群中。上课前一天通过邮箱收集前馈问题的答案，通过邮件或QQ了解学生在预习过程中遇到的困难和问题。根据预习情况对要讲授的内容进行优化安排。

（3）课堂上，教师采用板书与多媒体课件相结合的方式授课，教学以启发式为主，对于相关公式或实验结果要引导学生自主思考，归纳总结，切忌灌输式教学方法。在每次课的第二小节课的开头，播放一些几分钟长的短片，以引起学生的学习兴趣，提高第二节课的听课效率。

（4）课堂上采用讨论式教学。在学期的开始，教师先把要讨论的内容（包括一些实验现象、生活见到的高科技，或者某些先进仪器使用等）准备出来，尽量能引起学生的兴趣，但是又不过于深奥，可以设及多方面的知识。然后教师把学生分成每十几个人一组，四个班的學生，共分十一个小组。每两组给出一个讨论课题，每组设组长，组织本组学生通过实验或网络或者通过其他资料书籍来寻找答案。学生寻找答案的时间大概为一个月（或者更久），然后在课堂上组织学生对老师留给的课题进行讨论。每组学生派一两个代表在讲台上阐述或讲解答案，若遇到反对意见，下面的同学可以随时提出，再由台上或台下的同学解答。学生们讨论问题时，教师只组织纪律，不评论对错，给学生独立发表言论和思考的机会。若讨论结束，仍有部分错误之处，教师再指出。

（5）课后，带领学生参观工厂或实验室，见识先进的光学仪器、光学技术。可以带领学生参观渤海大学科技大平台的一些与光学有关的仪器，比如可见紫外分光光度计、光密度仪、色差仪、二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器、透射电镜、红外光谱仪、视差折光检测器等都是现代科学研究中经常使用的先进仪器。邀请相关的老师对这些仪器的原理、操作、实验结果等进行讲解，以拓展学生们的视野，见识前沿科技，了解各学科与光学的融合。参观后要求学生写随感，体会，或者进一步进行课堂讨论等。小组的课堂讨论分配平时成绩的十分，每学期小组的得分就是小组内各成员的分数，以提高学生讨论问题、探索问题的积极性。

四、总结

本文阐述了如何提高大学物理中的光学课程课堂教学效率和效果的方法和具体实施步骤。经过作者和相关教师的共同努力，目前该教学改革方案已经实施了两年，课堂教学效率和效果均大幅度提升，学生学习的积极性高、光学知识掌握的扎实、灵活、知识面显著拓宽。部分学生有将来读光学专业的研究生，继续深造学习的打算。当然，本文中的教学改革方法适用于大学的光学课程，对于其他课程的效果尚需要时间验证。

参考文献：

[1]李正佳，夏红星，陈玉婷.21世纪的激光光学技术[J].光学与光电技术，2005，3（1）：5-7.

[2]丁文波，戚湛强.大质量中子星内部中微子辐射的相对论效应研究[J].渤海大学学报：自然科学版，2016，37（4）：308-312.

[3]胡威捷.光学技术的新概念及其发展趋势的探讨[J].光学技术，1999，7（6）：11-14.

[4]巢乃健，李胜天.光学技术在神经科学中的应用及其进展[J].生物物理学报，2012，28（11）：877-885.

[5]刘玉会，丁文波.中子星中的超子相[J].渤海大学学报：自然科学版，2010，31（3）：277-280.

[6]沈元华，陈慧芬.关于普物光学教学的现代化改革[J].大学物理，1998，17（6）：46-48.

[7]朱湘萍，包本刚.光学教学中培养学生科研能力模式的探析[J].湖南科技学院学报，2012，33（4）：52-54.

[8]郭巧能，杨仕娥，唐伟跃.光学之美与光学教学[J].开封大学学报，2015，29（2）：61-63.

作者简介：

丁文波（1980～），女，博士研究生，副教授。