激光技术课程建设的探索和实践

吴春婷 高兰兰 金光勇

【摘要】激光技术是长春理工大学光電信息科学与技术系重要的专业课，通过对激光技术课程建设的探索与实践，整合教学内容以及改进教学手段和方法，构建研究型课堂，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神，推动教学质量的提高和创新型人才的培养。

【关键词】激光技术 课程建设 研究型课堂

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）28-0216-02

一、引言

课程建设与改革是高等学校提高教学质量和培养创新型人才的重要工作之一。调研了国内知名高校的课程讲授方法，将其归纳总结为启发式教学、讨论式教学、远程式教学、讲座式教学、探究式教学、案例式教学。启发式教育充分考虑到了做的重要性，通过设置问题，给出关键性提示，引导学生自主思考问题，是应用较为普及的一种教学法；讨论式教学法[1-2]是教师通过精心设计与组织，启发学生就某一个问题发表见解，提高学生的独立思考能力；远程教学在时间上、地点上都更具灵活性；讲座式教学则更具前沿性，教师可以将最新的专业研究内容补充进课堂，更容易激发学生的学习热情和积极性；探究式教学法[3]要求学生按照教师要求，对所学主要知识点进行自主学习，可以通过分组的形式进行小组讨论与合作；；案例教学[4]可以将实际案例引入课堂，使得知识点更加清晰明了，学生更易理解。针对长春理工大学光电信息科学与工程专业的创新型人才培养目标，引入讨论式教学、讲座式教学、案例式教学等方式，构建研究型课堂教学模式，使学生加深对激光技术这门课程的理解，积极主动地投入课程的学习中，为培养创新型与实践型人才奠定基础。

激光技术是长春理工大学光电信息科学与工程专业学生重要的专业课。激光技术主要阐述几种重要、常用的激光技术，包括激光调制与偏转技术、调Q技术、超短脉冲技术、激光放大技术、模式选择技术、稳频技术、非线性光学技术、激光传输技术等的工作原理、过程及应用情况[5-6]。自第一台红宝石激光器诞生以来，根据实际应用需求，各种激光技术手段得到了极大的发展。如果还是一味地按照教材上的内容对学生进行讲解，不仅使学生觉得枯燥无味，无法理解课程学习的目的和意义，更为重要的是与激光发展趋势和应用的实际情况脱节，将直接导致学生无法适应社会的需求。因此有必要对激光技术课程进行建设，整合教学内容，及时将激光技术发展的前沿工作引入到激光技术的教学当中，使激光技术课程更加丰富与精彩，通过改进教学方法和手段，构建研究型课堂模式，使学生对激光产生浓厚的兴趣，通过实验课程的开设，增加学生的动手操作能力，鼓励学生创新，提高激光技术的教学质量。

二、构建激光技术研究型课堂模式

专业课[7]是根据培养目标开设的教授专业知识和培养专门技能的课程。由于激光技术的基本概念、方法和原理在前期的普通物理和理论物理中都未涉及，学生会觉得十分抽象，难以理解。枯燥乏味的填鸭式教学方式必然会打消学生学习的积极性，因此构建激光技术研究型课堂模式，鼓励学生大胆思维，勇于创新，提高光电信息科学与工程专业学生在激光技术学习方面的教学质量是十分必要的。

1.启发式教学在激光技术课程中的应用

在教育界有一句话[8]：“我听，我忘记；我看，有印象；我做，我记住。”填鸭式教学方式在这句话中前两项都占全了，却独没有“做”这一环节，完全扼杀了学生的创造力，启发式教育充分考虑到了做的重要性。

启发式教学在激光技术这门课程中贯穿始终。课堂上经常提问，并启发学生回答，在这个有问有答的过程中，积极带动学生必须紧跟老师的思路，防止溜号打瞌睡的基础上对知识点能够有个更加深刻地认识。启发学生回答是门学问，需要任课教师认真备课，将即将讲授的知识点与学生以往学过的课程进行一个紧密的结合，用所学的知识启发过渡到新知识上来，让学生不仅知其然，更要知其所以然。

2.讨论式教学在激光技术课程中的应用

讨论式激光技术教学主要包括：问题设计、资料提供、思路启发、得出结论。在激光技术这门课程的讲授中，每一章都会有一学时的课程采用这种方式，与学生一同进行讨论式的学习。

例如在学习调Q技术时，将学生分成小组，对调Q技术进行综合性地调研，包括：（1）基础知识的归纳总结与阐述：调Q基本原理的阐述，调Q激光器的工作过程，调Q的种类，调Q激光的应用等；（2）对调Q关键元器件的调研，包括通过E-mail或电话的形式联系厂家，学会提供Q开关的参数指标，对国内外同类商品的性能、价格比较等；（3）在互联网上查找调Q技术相关的视频，如激光测距、激光打标等；（4）调研调Q技术的相关文献，分析论文创新工作，做阅读笔记，对应书中阐述的调Q激光器工作原理、调Q脉冲激光测试方法等，对所阅读的文献有个更深入的理解。有了这些准备之后，用1学时的时间，每个小组派代表把小组成果进行展示。通过这样的方式，让学生更加了解科学发展前沿动态，了解科研工作流程，掌握文献阅读方法等等。

讨论式教学模式中，师生之间是平等的，每位学生都有机会表达自己的想法。老师和学生的精力投入和情感投入均比较多，学生在问题研究、思路整理、观点表达等方面均有不同程度的提高，教师更多地是融入和倾听，将一些真实有价值的内容整理至自己的教学教案中，未来让更多人受益。

3.讲座式教学在激光技术课程中的应用

讲座式激光技术教学的主导者是教师，学习的主体是学生，是一种开放式教学模式。激光技术绪论部分，就采用这种讲座式教学模式。简述激光的发展史，让学生清楚激光器作为一项人类的发明，始于1917年爱因斯坦预测了受激辐射现象，理论的计算与模拟持续了几十年，1960年世界第一台红宝石激光器诞生，1961年中国长光所研制了国内第一台激光器，这里重点说明三件事情，一是实验的基础是理论研究，只有有理论依据的实验才有可能成功，二是科研工作是艰辛的，创新性成果源于平时的不断努力，三是激光器诞生发展的角度看，我国起步早，实力雄厚。通过这样的方式渗透给学生一些思想，如让学生理解科学研究是什么。其次，对激光的典型应用进行举例，如激光雷达、激光医疗等，除图片介绍外，还为学生播放了激光应用的视频，让学生发现我们的生活已经离不开激光，了解所学专业的应用价值，使学生更有学习的积极性与主动性。

未来我们将聘请在激光技术领域具有一定影響力的资深专家继续进行讲座式教学，一方面学生对资深的专家学者均有一定的敬仰之情，学生会更加珍惜讲座课堂以及与专家对话的机会，为了与专家更好的交流，会提前做好充分的准备；另一方面在某个领域资深的专家，掌握着该方向的科技发展动态，熟知最新的科研成果，这些科研成果深入国防民生，可以更加吸引学生注意力，激发学生学习热情和创新意识。

4.探究式教学在激光技术课程中的应用

探究式激光技术教学主要是在任课教师教导下，通过“自主、探究、合作”的学习方式对所要学习的主要内容的一种主动学习、主动探索并组成学习小组共同学习的一种教学模式。在激光技术课程中设置了自主学习学时，一般在每一章的第3节或第4节，通过每一章前几节课的学习，让学生理解老师授课的思路，然后给出自主学习内容中要求学生掌握的重要知识点，对学生进行分组，要求学生开展自主学习，然后进行深入探究并分组讨论，每组讨论出对重要知识点的理解，代表组员进行讲解，最终老师根据学生理解和掌握的程度进行适当的讲解，完成自主学习。这种探究性教学方式可以让学生掌握如何学习重要知识以及对知识点有更加充分的理解，有利于学生培养自主学习的能力，使学生在思考中创新，达到培养创新型人才的目的。并且在这一过程中，保证学生的主体地位，确保达到理想的效果，教师应当给予引导、支持与鼓励。在这一过程中，要确保学生的主体地位，才能得到理想的效果，同时教师应提供适当的引导和支持。

5.案例式教学在激光技术课程中的应用

激光技术课程主要讲述激光调制，激光调Q，激光锁模，激光放大，模式选择，激光稳频等技术的原理及工作方式，通过技术的引用可以改良激光输出特性，满足实际应用的需求。

激光这个词现在已经像计算机一样普及到我们的生活之中，激光技术的内容十分丰富，在各种技术讲授时都有几个典型的案例，有时这些案例是某个激光技术应用的视频，如调Q技术，为学生播放了激光打标的视频，平均功率并不高的激光很容易就在U盘、钢板等材料上打印上了LOGO，然后跟同学们讲，虽然激光输出平均功率不高，但是峰值功率却十分高，这也是调Q技术的特点，同时学生也会突然发现，原来激光在生活中的应用已经深入到大家没有感知的地步了。有时这些案例是一些学术论文的汇总，如讲述模式选择技术，为了让学生更深刻地理解该技术的原理和实现方法，精心地为学生准备了一系列学术论文，将其中的原理讲解、实验结果、创新之处进行编排，让学生更加理解这些技术的实际应用。

当然这种方式也需要任课教师投入更多的时间和精力，保证所授内容的真实性、准确性、前沿性，尤其是系列文献的阅读和整理，要求任课教师必须在激光技术方面具备深厚的理论知识和丰富的实践经验，这样讲述才能更加生动到位。

6.实验教学在激光技术课程中的应用

长春理工大学激光技术课程将激光技术课程和专业实验课程进行了紧密地链接，通过时间的合理安排，对激光技术课程的讲解和相应专业实验的开展时间进行了密切的衔接，如开展激光技术中“声光调制”知识点的讲解之后即开展“声光器件、声光偏转和声光扫描（立体光栅声光衍射）”的专业实验，开展激光技术中“电光调Q”知识点的学习后即开展“电光调Q固体激光器综合实验”的专业实验等等，做到章章有实验，实现实验与理论知识结合的最大化，让学生从枯燥的课本学习中跳出来，通过亲自动手的实验过程加深对激光技术原理、实现手段、性能改变的理解，同时可以有效激发学生学习热情和创新性思维。

除上述研究型课堂的建立之外，教师和学生之间建立班级微信群和班级QQ群，用于交流和答疑。课上时间有限，微信群、QQ群具有时间自由性，学生在写作业或者复习过程中遇到问题可以在群里留言，学生之间可以发表各自的看法，共同讨论并解决问题，对于一些学生们讨论没有结果的问题，教师会及时在群里给予解答。师者，传道授业解惑也，学生有除了学习以外的问题，如就业形势、考研等问题也可在群中进行讨论，这样的方式虽然会牺牲老师的一些课余时间，但是更是一位教师价值的体现，老师除教会学生知识点之外，更要帮助学生们树立正确的观念，学以致用，创新思维，开阔视野，成为社会建设的高精尖人才。

三、结论

一门课程的讲授决不能是永久不变的，每上一次都要进行更新，只有不断地注入新鲜的“血液”才能让枯燥的知识点鲜活饱满。互联网的发展下，也让日光下最难从事的职业变得更加艰难，近几年，我们对激光技术课程建设进行了不断的探索和实践，构建了研究型课堂模式，授课内容不断更新，授课模式逐渐多样化，并将激光技术课程与专业实验紧密结合，取得了良好的教学效果。随着激光产业的迅猛发展，社会对激光方面具有创新精神和创新能力的光电创新型人才供不应求，激光技术课程的改革与实践必须与时俱进，我们仍将进一步探索，力争保持我校的光电特色，为国家和地方建设输送高质量创新型人才。

参考文献：

[1]马宏图.高校教学方法的改革[J].吉林化工学院学报，2013，（12）：140-142.

[2]张露.讨论式教学法在《新视野大学英语》中的应用[J].考试周刊，2009（19）：108-110.

[3]郭景扬，练丽娟，陈振国.课堂教学模式与教学策略[M].学林出版社，2009.

[4]张家军，靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育学刊，2004（1）：48-50.

[5]王燕晓，王艳飞.讨论式教学和填鸭式教学的经济学分析[J].经济研究导刊，2008（17）：243-244.

[6]郭海忠，杨帆，王冬梅.讨论式教学[J].内蒙古农业科技，2001（s1）.

[7]兰中建，曾爱华，赵云辉.高校物理教育专业改革与中学物理课程改革的互动研究与实践——高校物理教育专业课程体系改革方案探讨[J].中国西部科技，2007（6）：92-93.

[8]潘懋元.新编高等教育学[M].北京师范大学出版社，2009.

作者简介：

吴春婷（1982-），女，吉林人，博士，副教授，研究方向为固体激光器。