光学实验教学探索研究

2014-03-29王德龙

赤峰学院学报·自然科学版 2014年10期

王德龙

（集宁师范学院，内蒙古乌兰察布 012000）

作为物理学中经典和基础性学科，光学实验教学无论在教学研究还是人才培养上都是极为重要的.随着我国科学技术和光学研究的不断发展，高等院校对光学实验教学的改革、教师队伍的培养以及课程建设方面都应更加重视，在学生的培养方面，不仅注重理论知识的传授，更应该注重动手能力和制造工艺的培养，使学生的理论素质和实践能力得到全面提升.

1 高等院校光学实验教学现状

1.1 实验教学模式的固化

在高等院校光学的实验教学中，虽然实验的设备都得到了逐步更新，但在教学模式和方法上，还是沿用传统的教学模式，形式固定而陈旧.在上光学的实验课中，教师往往按照课本上的实验步骤，带动学生逐步操作，而在实际的操作过程中，很少有学生对实验步骤和教学仪器非常熟悉，常常有很大一部分同学即使按照课本上的操作步骤，也很难正确调整实验仪器，这时仪器的调整大多成为实验老师的工作，学生只是对教师操作或是课本描述的简单重复，得到各自的数据.而在实验报告的填写阶段，为了能够完成作业，学生实验数据的真实性就很难保证，甚至大部分数据都出现雷同，而教师对实验课成绩的评定，大多是参考学生填写的实验报告，很少有教师能够参考学生现场实验的操作能力，所以致使实验教学失去其真正的意义.

1.2 实验内容的陈旧

高等院校的光学实验内容大多以课本为依据，内容陈旧、模式老化、缺乏创新，大部分都是模式化的验证性实验，缺乏创新性，不利于培养学生的创新能力和实践能力.而在实验课堂的教学中，由于实验教室有限，各个班级轮流使用，致使学生实验课程不仅次数少，而且会受到时间的限制，每次只要下课的铃声响起，学生就停下手中的操作，准备下课，很少有学生能够留在实验室，继续探索自己的实验课题，这对培养学生主动学习实验操作的能力进行了限制，从根本上影响了对学生实验教学兴趣的培养，以及对物理光学的深入学习.

2 光学实验教学面临的问题

2.1 光学实验教学存在的制约因素

2.1.1 实验学时的限制

我们通常所说的光学，由几何光学、物理光学和量子光学三大部分构成，在高等院校中，实验教学的内容涉及到几何光学的居多.在我国由于高等院校所处城市或是等级的差异，各高等院校的实验设施和教学资料也不尽相同，所表现的缺陷也各有差异，但就大部分高等院校而言，在实验学时的分配问题上存在不合理之处.学生既要配合教师的教学内容，完成基础理论的学习，同时又要响应学校的改革计划和用人单位的具体要求，注重光学实验，培养自己的动手能力和实践能力，但往往学校的教育改革还跟不上社会的实际需求，在光学的实验教学的学时安排上不尽合理，与理论课相比，实验课的课时明显偏少，但在实际的工作中，往往用人单位更加注重学生独立动手操作的能力.使学生陷入尴尬境地，很难培养自身的实践和创新的能力，教师的教学质量也难以保证，所以高等院校在对光学实验教学的内容进行改革时，实验学时应是首要要考虑的问题.

2.1.2 学生自身对光学实验教学认识上的限制

高等院校的教学目的就是培养一批具备高尚的道德素质、扎实的理论知识，更重要的是要培养具有提出问题和解决问题的能力以及具有实践创新的能力，而远不止我们在课本上所学到的单纯的理论知识.而在光学的教学中，实验教学就更加重要，大部分的光学学习内容都需要有实验的辅助，然而，在实际的学习过程中，大部分学生都对光学实验的学习不够重视，他们认为实验只是对课本操作步骤的简单重复，或是对已知实验数据的单纯验证，很难对光学的实验产生兴趣，高等院校也在对光学的学习中，不够重视实验方面的引导，这样容易使学生走入重视理论知识的学习而轻视实验操作的误区，不利于提高学生自身实践创新的能力以及各项综合素质，致使学生在面对用人单位招聘时的竞争力不够.

2.2 实验教学中普遍存在的问题

2.2.1 传统教学模式的固化

传统的教学模式强调教师的主导作用，学生只是被动地接受教师讲解的内容，注重的是教师传道授业，而很少强调学生的主动性，以及教师的辅助作用.在光学的实验教学中也是如此，受传统教学模式的影响，教师在光学的实验教学中，程序化地讲解实验目的和实验的操作步骤，学生在听完教师的讲解后，也只是一味地按照课本上描述的步骤进行操作，而很少有学生能够思考实验的原理，以及我为什么要做这个实验，做实验的目的是想得到什么、验证什么样的结论，缺少思考和动手能力的结合.而且，在实验进行的过程中，当出现问题时，有的学生会选择忽略直接进行到下一步，有的学生会第一反应请教老师，缺乏独立思考和解决问题的能力，学生在整个实验的操作过程中就显得被动，缺乏自己独立思考和动手实践相结合的能力，以及寻找思路解决问题的能力.

2.2.2 实验教材的陈旧

就目前学生使用的实验教材来看，大部分内容还是继续沿用几年前的内容，变革的较少，内容陈旧，实验的大部分内容都是验证性和测量性实验，缺少设计性和创新性的实验，整体实验的层次划分不合理，缺乏对设计性实验的重视.学生在做验证性和测量性实验时，缺乏独自思考的能力，只是按照既定步骤枯燥地验证实验数据，使实验性教学失去了其存在的真正意义，不能激起学生对光学实验教学的兴趣和热情，实验教学就变成了枯燥乏味的简单步骤操作，不仅浪费教学资源，而且学生对实验后的收获甚微.所以对实验教材的改革刻不容缓.

2.2.3 实验设备的落后

近几年来，科技的飞速发展带动各行各业也快速进步，光学的研究也逐步深入，研究的设备更是逐渐更新.但在高等院校中，受到各种因素的限制，大部分院校的光学实验器材还停留在多年前的水平，设备陈旧而老化，学生在学习的过程中，接受不到新兴科技的洗礼，不能熟悉先进设备的操作流程，不仅不利于学生思维的开拓，也使学生在用人单位面前失去竞争力.

2.2.4 实验考核的局限

教师在对学生实验成绩评定时，会综合考虑平时成绩和实验报告的成绩，但平时成绩的评定没有一个可参考的标准或细则，致使教师主要参考实验报告的成绩，或者根据自己的主观性评定平时成绩，就使实验考核的评定缺乏严谨性和公允性.而学生在进行实验报告的填写时，往往为得到实验结果用虚假的实验数据，甚至同学之间有抄袭的行为，这都给教师对实验考核的评定带来困难，评定的结果往往带有主观随意性，不能够较好地反映学生的真实水平，以及考核评定的公正性.

3 光学实验教学的改革

3.1 确立合理的教学目标

教学目标的合理设定是进行实验改革以及培养实践型人才的首要目标.教师在进行教学目标的设定时，应综合考虑学生的智力水平，专业特点以及就业方向等因素，合理地设置相应的教学目标，根据不同专业的学生制定不同的教学方案，这样不仅有利于培养多层次的学生，还达到资源合理配置的目的，使有限的资源能够发挥出最显著的作用.同时，在教学目标的设定时，要始终以坚持培养学生的综合能力为出发点，合理配置理论学习与实验学习的学时，培养学生的动手实践能力、思考问题的能力以及实践创新的能力，为社会输送创新型的高素质人才.

3.2 优化光学实验教学的内容

实验教学内容的改革是关乎学生能力培养的重中之重，所以高等院校应与时俱进，根据本院校学生的特点和层次，研发相对应的实验教材，以满足不同专业背景的学生的需求.在对实验内容的调整上，应该适当地删减陈旧枯燥的验证性和测量性的内容，多添加一些设计性和探索性的内容，激发学生的学习兴趣、注重创新能力的培养.我国的高等院校也不乏自主编著实验教材的典范，这种创新精神是值得我们学习和借鉴的.在具体的内容设定中，我们可以删减掉那些陈旧的实验，根据不同层次的学生添加相应的实验.例如，对于物理专业的学生可以增加光的干涉等的设计性实验，培养学生自己思考问题的能力同时，开发他们的实践创新能力；而对那些非物理专业的学生，主要就是培养他们对物理的兴趣，可以多设置一些观察性的实验，既让他们体会到通过物理认识世界的趣味，又能激发他们对光学现象的思考.只有合理的实验教学内容的设置，才能为以后深层次的学习奠定基础.

3.3 创新光学实验教学模式

实验教学模式的好坏直接影响到教学的效果，所以实验教学的模式改革应把重点放在创新性和探索性上，打破传统的实验教学模式，更加突出学生的主体地位，教师只是起到辅助的引导作用，让学生自己动手进行实验的探索和研究，即使是实验失败，也要对学生鼓励，对实验的探索远比实验本身的成功或失败更加重要.当学生能够进入到自己的主导角色时，不仅激发了他们学习光学的兴趣，还能培养他们思考问题、探索问题的能力，使枯燥重复的实验内容变得具有趣味性和创新性.在理论实验性教学时，教师也应增加与学生的互动，在实验开始前，给学生布置任务，让他们感到一种参与感和代入感，在教师讲授实验时，也可让学生参与进来，调节实验器材等.并就学生在操作过程中的不当提出问题，让学生参与问题的解答，在互动的过程中指出大部分学生普遍存在的操作问题，并给予学生独立思考的时间和空间，注重实验过程中的操作而不是简单的实验结果，培养了学生主动参与实验的操作能力.

3.4 光学实验室的适度开放

随着科技进步的日新月异，社会以及用人单位对人才的要求越来越高，具备理论素养、实践创新能力的复合型人才越来越来受到企业的欢迎，所以培养学生的动手能力、解决问题的能力以及实践创新的能力迫在眉睫.而高等院校中不仅光学实验学时偏少，而且实验室能够对学生开发的就更少了，这样不仅限制了学生的探索能力，也不利于学校教学目标的实现，所以在竞争如此激烈的今天，高等院校应竭尽所能为学生服务，实现实验室对学生开放，使有效的资源得到最充分的利用.