《激光原理与技术》课程中引入课题调研的教学方法

高亮 叶震寰 贾红宝 王茜 陈宇翔

摘 要：激光原理与技术作为光电信息科学与工程专业的核心专业课程，此课程主要内容中包含公式较多，涉及的激光技术也比较多，学生掌握起来比较困难，本文拟探讨一种新形式的教学方法——课题调研，已经引入几轮到激光原理的课程中，该方法可以增强学生的学习主动性，并且可以让学生针对个人兴趣学习相关知识。

关键词：课题调研 激光原理与技术 光电专业

一、引言

《激光原理与技术》是光电信息科学与工程技术必修的专业课程，课程内容公式较多，理解起来较为繁琐，像光学谐振腔、谱线增宽、稳频技术、调Q技术和锁模技术等，为此很多学者都进行相关课程内容的研究[1-2]。胡绍民根据课程教学的一些体会，把教学工作分成课件、讲授、提问、作业、答疑和考核六方面，对激光原理课程进行了细致的分析和探讨[3]。杨康文从学生和老师的角度分析激励计划对激光原理教学科研的促进作用[4]。本文研究了一种新的教学辅助手段，在课程中引入课题调研内容的安排，此方法能增加学生的学习兴趣及动手实践的能力。

二、课题调研在《激光原理与技术》课程中的实践方法

本门课程的总学时为64学时，理论40学时，实验24学时。从开学第一章讲到课程最后激光技术部分，每章授课内容都有可以调研的对象。第一章绪论部分，学生可以调研激光的发展简史、激光器的结构、激光特性等内容。第二章光学谐振腔部分，学生可以调研几何光学描述、波动光学衍射积分、激光的模式等内容，尤其比较难的地方在于分离变量法对谐振腔内模式的推到，相应的数学计算计较繁琐。第三、四章为稳态和瞬态工作特性，学生可以调研激光稳频技术、调Q技术、锁模技术等内容，这部分内容比较典型，有多种实现激光技术的方法。第五、六章为典型激光器，学生可以调研固体、气体、半导体和光纤激光器等内容，可以去激光产业园企业去调研，哪个器件发展到什么程度。第七章作为最后一部分内容是激光典型应用，学生可以调研激光测距、激光武器、激光誘导核聚变、激光制冷等内容。要求每名同学深入调研一项内容，最好去企业现场调研相关企业的先进知识，对于这部分同学可以成绩给高一些。对于理论知识调研一定要讲授清楚、透彻，具体知识学生是否可以讲授应该按照授课程学时安排进行。本门课程，特意安排了6学时作为学生讲授所调研的知识的课程，每名同学讲授大约为十五分钟，所以学生要在讲授前完成课题调研内容的制作，并且需要讲解熟练。老师可以在学生讲授前指导检查至少两遍学生调研内容实施及准备情况。

三、课题调研的实施效果

通过几轮课程对课题调研这种方法的实践，学生对课题调研内容十分感兴趣，这里统计出仅有少数同学选择激光原理部分内容，能占到总人数的30%，其余70%的同学都把激光技术作为课题调研的内容。调研效果教学良好，多数学生都调研了比较先进的知识，能够代表器件或者技术的发展方向，对于这部分同学，调研成绩为优秀或良好。学生通过课题调研，不仅深深把握了激光的先进方向，为以后的工作打好基础，而且还增加了他们把握激光先进技术的能力，尤其对深入企业的同学，有些同学不仅调研到先进知识，还增加了去企业实践的机会，为毕业参加工作打好基础。而且，在课题调研准备及讲解的过程中，很多同学能够体会到老师的辛苦，他们充分准备课题调研PPT，在讲台讲课效果很好，老师和同学可以在下面点评及提问相关知识问题，这样也达到了翻转课堂的目的。该课程讲授均是大学三年级的同学，可以多锻炼他们的讲授水平，为他们参加大四企业面试做好准备，也为他们参加工作做准备。而且可以把课题调研内容让同学们发送到班级群里，作为共享内容，这样所有学生都能下载，并且学习很多调研知识，这个学习的深度及广度在于他们的学习能力。

但在课题调研过程中，也有一些存在的问题，由于学生人数较多，会有部分同学不够积极主动，应付了事，老师要多加关注这部分同学，要多提问、多督促、多考察。还有知识内容不能集中在某几个知识点，那样多数同学调研内容一样，就不够合理了，需要老师多安排，重复较多的要更换，或者事先就限制每个课题最多两人。

四、结束语

对于《激光原理与技术》课程内容，主要还是以课上讲解以及课后实验操作为重点，课题调研只是作为一种辅助教学手段。经过几轮课程的实践，该方法能够提高学生学习的积极性，对同学们把控课程的前沿有帮助。

参考文献

[1]叶海、凌东雄、王红成.《激光原理》课程教学研究[J].东莞理工学院学报.2013.20（3）：122-124.

[2]郭杰，张美凤，刘珂琴，袁洪春.课程模块化教学探索与实践——以《激光原理与技术课程为例.软件导刊与教育技术[J].2019.18（9）：43-45.

[3]胡绍民，罗晖.《激光原理》课程教学体会.高等教育研究学报[J].2012.35（1）：71-73.

[4]杨康文，郝强.论授业与解惑的交融——浅谈激励计划下激光原理本科教学体会.教育现代化.189-192.

作者简介

高亮（1988.10—），男，汉族，硕士研究生，讲师，主要研究方向：激光原理、激光技术教学及科研。