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时间:2019-11-19
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1、浅谈“光的偏振”教学中如何引导学生自主学习摘要:现代教育思想认为,学生是学习的主体,在教学活动屮要充分调动学生学习的积极性,培养学生自主学习的能力,从而提高教育教学效果。在《基础光学》课程第五章“光的偏振”的课堂教学设计中,采用启发式教学方法及类比思维方法,可以充分调动学生学习的积极性,激发学生自主学习的能动性。关键词:自主学习;教学设计;启发式教学法;类比思维法中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2014)01-0086-03《基础光学》课程是我校电子工程学院电气信息大类(高本)专业的一门专业基础必修课,主要
2、讲述几何光学和物理光学知识。本课程的学习,可使学生掌握成像和光的波动的基木理论和计算方法,为进一步学习诸如光电子器件与技术、光信息处理技术、光纤通信和集成光学等课程奠定理论基础,同时也为学生从事光学仪器的开发、光路的设计和从事光学教学等打下基础。由于生源水平参差不齐,对于理论强、公式多、理解难、知识点繁的光学课程的学习有一定的难度。笔者针对《基础光学》第五章“光的偏振”的课堂教学设计,从分析处理教材、选择教学方法、设计教学过程等方面进行了积极探索,旨在使课堂授课能够激发学生学习的兴趣,引导学生自主学习,独立完成分析、探索、实践、质疑、创造
3、等学习阶段,实现学习H标。工科专业光学教学存在的问题光学课程的特点使工科学生学习起来有一定难度《基础光学》课程知识体系独立,理论性强,加之工科专业学生物理、数学基础知识相对薄弱,对光学的学习有一定的难度。例如,在“偏振”一章中,利用菲涅尔公式推导反射光与透射光的偏振态,学生不仅要熟练运用三角公式进行推导,还要对物理概念如振动分量、传播方向等有明确认识,并要建立数学结果与物理结论之间的联系。由于光学本身有一定难度,再加上学时减少、学牛基础薄弱等因素的存在,工科专业光学课程的教学模式往往会导致教师满堂灌输、学生死记硬背被动学习局面,直接影响教
4、学效果。与专业联系不紧密,学生学习积极性不高《基础光学》课程本身与电气类专业方向联系不够紧密,特别是电气信息大类二年级的学生对光电子学科了解不足,往往导致“重电轻光”的局面。对学生的调查显示,超过60%的学生认为模拟电路、微机原理等与电类紧密关联的课程较光学课程更重要;大约30%的学生认为光学与电学有一定联系,同等重要;仅有约10%的学生认为光电子技术是科技发展的前沿,而其基础光学需要牢固掌握。学生不重视,学习积极性不高,就会出现旷课、消极学习等现象。只注重理论知识的积累,不注重分析应用能力的培养“授之以鱼,不如授之以渔。”教育的目的不仅
5、仅是教会学生知识,更重要的是学以致用,学会运用知识分析解决实际问题。比如,学生在掌握基木理论、基木概念的基础上,创造性地提出偏振光的产生方法、偏振态的检验方法以及偏振的应用,教师引导学生将书本知识转化为学生分析解决实际问题的能力等等。但实际上由于学时有限、学生无法与教师进行有效互动等因素,导致教师采用“填鸭式”教学方式,使教学过程变成单纯教师教的过程,束缚了対学生创新能力的培养。引导启发,培养学生的自主学习能力《基础光学》教学人纲对“光的偏振”一章的教学内容和耍求如表1所示。“光的偏振”是在掌握光的干涉和衍射等基本波动理论基础上讲述的内容
6、,要求学生对光的波动本性、横波性、振动态等有清晰的认识。同时,“偏振”一章讲述的内容多且杂,包括偏振与横波性关系、五种常见偏振态、反射光和透射光的偏振态、双折射现象、光在晶体中的波面与波线、偏振态的实验检验、偏振光的干涉等。教师要理清教学思路、设计教学过程、合理使用教学方法,安排讲、学、练的时间,做到教师“讲”得思路清晰、激发兴趣,学生“学”得清楚明白、认真投入。在授课过程中应引导学生独立思考、自主学习,更冇效地学会知识,掌握分析解决实际问题的能力。(-)分析教材、梳理思路、整合知识教材中“光的偏振”一章分为9个小节,涉及知识点较多,但综
7、合起来可总结为以下4个问题:(1)光的偏振现象与横波性的关系;(2)五种常见偏振态;(3)如何将自然光改造成偏振光;(4)偏振光的实验检验。对木章的整体知识结构可作如下分解。第一,明确偏振现象与横波性的关系;理解为什么偏振现象可以作为区分横波和纵波的标志;分析为什么横波有偏振现象而纵波没有,进而总结偏振的基木概念(教材第一节)。第二,了解横波振动量振动状态的多样性,介绍五种常见偏振态,包括自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光;详细介绍自然光、线偏振光、部分偏振光,重点学习如何将自然光改造成线偏振光和部分偏振光,其中包括反射光
8、和透射光的偏振态(教材第一节、第二节)。第三,理解光在各向异性晶体中的双折射现象、波面和波线,理解由各向异性晶体制作的偏振器件的基本光学特性。在此基础上,进一步学习圆偏振光与椭圆偏振光的获取方
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