以创新能力培养为目标的光学教学研究

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1、以创新能力培养为目标的光学教学研究着重从提高学生学习兴趣，引导学生创新为出发点，构建光学课程体系，采用开放问题讨论的教学方法，帮助学生建立正确的物理概念。实践表明，培养了学生的创新思维,提高了学生学习的主动性和教学效果。光学创新能力教学研究21世纪是经济和信息的全球化时代，是综合国力的国际竞争日趋激烈的时代。面对严峻挑战，高等教育目标及培养模式改革势在必行。“注重培养一线的创新人才”是党和国家对新时期对我国高等教育提出的新要求。学习能力、实践能力、创新精神也是评价地方高校是否满足社会需要的重要指标，是影响学生终身发展的重要因素。教育部提

2、出的“卓越工程师培训计划”及大学生科技竞赛项目的实施——旨在“培养造就一大批创新能力强，适应经济社会发展需要的高素质各类工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务”，再次强调学生创新能力的培养。因此，作为光学专业课程老师，需要培养学生的学习兴趣，使学生具有独立思考的创新意识，而不能使学生感觉学习过程的无聊或者索然无味，而对课程丧失兴趣，只是敷衍期末考试。创新从思考中来，从实践中来，首先引导和培养学生对课程的浓厚兴趣，学生才能够深入学习，主动思考，认真实践，才有可能做出一定的创新。一、目前光学教学中存在的问

3、题《光学》课程是应用物理专业及材料物理专业本科生非常重要的一门专业基础课，在我国大部分理工科院校的光信息和电子信息工程等专业中开设。在专业教育中具有非常重要的地位，其突出特点是拥有大量复杂的光学系统结构图和实用元器件图，且不同于一般的示意图，准确度要求高，而且涉及到空间、时间、相位等概念。其内容和思想对后继课程的学习和科学素质的培养都具有深远而持久影响。该课程在理论教学部分包括波动光学、几何光学、光与物质的相互作用等主要内容。这些内容现象直观，但理论抽象，对于刚刚学习这门课程的本科生而言，需要较好的逻辑思维和空间想象能力，课程教学中部分

4、数学公式推导较麻烦，课后习题难度较大。笔者总结近3〜5届学生理论教学的情况，认为在目前的理论教学部分普遍存在以下几个方面的问题：1•随着理论分析的深入，有的同学逐渐丧失了学习的兴趣。在第一次介绍光学所研究的广泛内容和应用领域及前沿知识的时候，学生表现出浓厚的学习兴趣，上课课堂纪律较好。随着课程逐渐进入理论学习，从光学现象认识到光的波动理论分析，再进一步学习几何光学成像系统的成像特征、系统设计要求、成像计算等，对于数理基础相对薄弱的学生而言，很多知识和概念都理解不够透彻，导致仅仅停留在现象的直观认识上，无法解决相应问题。同时，他们还要忙于

5、其它课程学习和各门类的实验，就逐渐丧失了学习光学课程的兴趣，表现为上课缺席、睡觉、私下说话等不遵守课堂纪律的行为。在课程理论内容讲授到光的时空相干性后，对学生问卷调查显示,只有64%的学生表示对该课程感兴趣或者比较感兴趣，有36%的学生表示已经对该课程没有兴趣，有12%的学生表示厌学该课程。这说明，尽管老师强调这些基本理论是现代光学技术、光纤通信等其他相关课程的基础，但是学生在逐渐深入的理论课程学习过程中，由于种种原因，已经对该课程丧失了浓厚的学习兴趣和热情。2•光学过程抽象，不理解公式所包含的物理意义。由于光学现象认识的升华是需要很多

6、数学公式的论证和说明，如用光的电磁基础、光强度的定义等，很多学生在学习过程中,对公式所代表的光学的物理含义一知半解，没有建立清晰的物理概念和数学表达式间的联络。学习的过程就是在基础知识理解后循序渐进，逐步深入，如果由于丧失兴趣，一知半解，长期下来，等到学习光的相干性讨论等内容时，有些学生基本上就放弃学习了。3•作业敷衍，缺乏独立思考。光学课程，我们采用了姚启钧的教材，这是一本非常经典的光学教材，各个章节的习题针对性很强，但完成作业需要对物理概念及定义的很好理解，因此很多学生的作业遇到困难，缺乏独立思考，甚至互相抄？U。二、光学理论教学的

7、创新改革实践针对学生在理论学习过程中的问题和遇到的困难，我们在光学课程理论教学过程中，构建了如图1的创新教育体系,着重从提高学生理论学习兴趣，提高学生独立思考能力，加强师生互动，加强基础知识训练等发面，采用深入浅出，拓宽知识面，加强理论应用结合点，融入科研内容等多种方法和手段，改善理论教学效果。在课程理论教学改革的过程中，主要采用了以下的改进手段：1•在专业理论教学中提取创新要素。创新教育要结合具体的专业知识，不能脫离本课程的教学内容。创新不是空想,它总或多或少的涉及到一些专业的知识，这些就是创新的要素也是种子，所以要重视从专业知识中提

8、取创新要素。具体做法就是结合专业内容，将与前沿有关或尚未解决或存在思考空间的问题带到课堂上进行介绍，以学生能够理解为尺度，强调创新的原理基础，播下创新的种子，引起学生的兴趣，觉得学有所用，很有收获感。2•制