《激光原理》教学方法的初探与实践

苏　红

[摘 要]:《激光原理》是一门重要的专业基础课,根据该课程内容特点和本学院的具体情况提出了自己的教学方法。打破传统的教学方法,该方法加强创新思维,改革教学方法和手段,以全面提高学生的综合素质为宗旨,将启发式教学、计算机多媒体教学、实验实践教学等多种手段和方式相结合,并在进行传授知识的同时,注意学生思想教育和良好人格的培养,进行激光原理整体教学方案的立体化教学探索,期望取得良好的效果。

[关键词]:激光原理 教学方法 理论性

《激光原理》是一门理论性很强的专业基础课,通过该课程的学习,可以为学生们以后从事激光技术、光通讯以及信息处理、红外探测、生物医疗诊断、材料加工、环境检测等方面的相关工程研究打下基础,然而该课程复杂、物理概念抽象、理论性强,学生往往因缺乏感性认识,不易理解,感到难学,所以只靠课堂讲授很难达到预期的教学效果。

“深化教育教学改革,全面加强大学生素质和能力培养”是21世纪人才培养的要求,也是教育系统适应我国入世后的形势必须采用的方针战略。本文介绍了激光原理的研究对象及基本内容,通过实施激光原理的三个层次的多方位教学改革,将启发式教学、计算机多媒体教学、实验实践教学多种手段和方式相结合,并在进行传授知识的同时,教师以身作则,为人师表,注意学生思想教育和良好人格的培养,进行了激光原理整体教学方案的多方位教学改革的尝试。

一、《激光原理》的研究对象及基本内容

激光的发明使光学领域的研究出现新的活力。激光一方面为成熟的领域中现有的各种应用技术带来数量级的改善,另一方面又开辟了一些新的领域和新的应用和新学科。《激光原理》是激光器件技术的入门课程,其教学目的是介绍激光的基本原理及其应用,拓宽学生的知识面,以适应当前社会对开拓型和应用型人才的需求。

该课程内容包括激光的基本原理、开放式光腔与高斯光束、电磁场和物质的相互作用、激光器的振荡特性。这些内容既是光学信息类工程技术人员必须掌握的基本知识,同时也是理解和掌握激光器件原理的必备基础。其重点是激光器的工作原理、增益介质的特性、光学谐振腔的设计、激光器的输出性能,与之相应的知识与技能分布在各个章节中,教学过程中要注意抓住这一主线。

二、《激光原理》的教学体会

《激光原理》理论性较强,涉及多方面的数理知识,而且比较抽象,是一门具有一定深度和难度的课程。为了使学生学习好这门课程,我结合自身的教学谈以下几点体会。

在讲授过程中,1.强调抓住重点,掌握基本概念。《激光原理》引入了一系列相互关联的基本概念,如受激吸收,自发辐射,受激辐射,稳定谐振腔理论,高斯光束参数及其变化规律,增益系数及其饱和效应等,这些基本概念形成了本课程的知识要点,是学习理解的重点。2.抓住主线,建立章节间的联系。激光器振荡特性是前几章节的综合应用,可以将整个知识点融会贯通起来,让学生对所学内容有个系统的认识。3.讲练结合,注重实践环节。在课堂上,适当地给学生一定的答题机会。

只靠课堂讲授是远远不够的,还需要理论联系实际,不断地提高教学质量。尤其目前由于课程重新规划,本课程面临的挑战是针对综合选修课程的计划,内容为理论基础知识难入门的条件下,如何通过新颖的教学方法调动学生学习理论课程的主观能动性是教学的难点。由此对该课程教学方法的改革是必然的,提出在重要章节内容上进行可视化多媒体课件教学,并结合实验实践教学方法去完善丰富激光原理的内容,使学生有切身的体验。

三、教学方法改革的探索与实践

通过这几年的教学,我深深体会和感悟到教学方法在教学效果中的重要性。通过实施激光原理的三个层次的多方位教学改革,将启发式教学、计算机多媒体教学、实验实践教学等多种手段和方式相结合,并在进行传授知识的同时,教师以身作则, 为人师表,注意学生思想教育和良好人格的培养,进行了激光原理整体教学方案的多方位教学改革的尝试。

1.应用启发式教学在基本训练中应用

根据学生的知识水平、教学内容的难易程度在教学的不同阶段运用启发式教学,何时进行互动,进行合理的教学设计。对于某些问题或一些学生不易理解的概念、容易混淆的问题,由教师提出问题,可以启发学生的学习动机,激活思维,引发学生主动思考学习,使学生所得的印象特别深刻,从而获得举一反三的成效。启发式的授课从一开始“破题”,就要设法激起学生的兴趣,这是贯彻“启发式”教学原则的基本保证。在提问时,要善于设置问题情景,激发探求的问题后提出相关问题,使学生乐于思考、急于思考、便于思考,去发现问题、探索问题、解决问题,以培养学生独立思考和主动学习的能力。

2.计算机多媒体辅助教学

利用计算机多媒体辅助教学课堂演示,演示很直观。通过直观演示,辅以启发式教学,很容易引发学生的兴趣,目的在于使学生对所学知识加深理解和巩固,并能得以运用和发展,使知识、技能转化为能力,同时也可得到信息反馈,发现不足及时补救。“稳定谐振腔理论,高斯光束参数变化规律,激光器振荡特性”等内容,是本课程的难点,通过制作动画效果课堂演示,学生可以清晰地看到高斯光束在谐振腔内传输情况等内容。这样,这些难点内容常会在学生脑海中萦绕,产生了很直观的认识,有助于进一步理解。

3.配合课堂教学,加强实验教学,训练基本实验技能

在实验教学中,结合激光原理理论教学,实验教学配有He-Ne激光器的谐振腔调整及其模式分析、M 激光模式测量、半导体激光器发射光谱测量以及光学谐振腔CAD等实验。在实验中要求学生养成认真细致的工作作风,训练敏锐入微的观察能力,结合理论基础分析实验现象能力以及锻炼实际操作能力。

4.课程设计

在课堂教学中,可以介绍一些有关激光技术的前沿课题,让部分有精力的学生也可结合自己的兴趣,参加教师课题研究,进行一定的课程设计和科学研究,使其得到严格的科研训练,以培养加强其科技创新和科学研究素质。并在进行教授知识的同时,教师以身作则,为人师表,注意学生思想教育和良好人格的培养。

四、结论

以上是担任《激光原理》课程教学过程的一些体会和教学方法的探索,期望在激光原理整体教学方案的多方位立体化教学改革的尝试,能够激发学生的创新意识,促进学生对知识的理解和掌握,培养学生的创新意识、科研能力和良好的综合素质。总之,本课程是一门理论性很强的专业基础学科,如何搞好本课程的教学,还有待于我们大家的共同努力。

参考文献:

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