从教学的角度探析物理光学的应用

刘嘉洲

(厦门大学，福建 厦门 361005)



从教学的角度探析物理光学的应用

刘嘉洲

(厦门大学，福建 厦门 361005)

摘要：由于在大学教学过程中关于光学物理方面的知识过于分散，公式众多，针对的物理量繁杂，会造成在研究的过程中出现大量的困惑，本文主要通过分析当前物理光学的现状，并针对物理光学教育现状展开探索和思考，以便实现物理光学在教学中的应用，为日后物理光学的学习提供有利的帮助。

关键词：物理光学；教学；角度

1引言

物理作为探索物质真知的代名词，其在科学领域有着十分稳固的地位，随着我国科学技术的不断发展，人们对物理的认识和研究也在不断加深，这对我国物理研究进程的推进有着很大的帮助。在自然学科中，物理学起着引领作用，物理学中包含的物理基础知识、定理、自然规律以及采用的物理研究方法等不仅给教师对其他学科的教学带来便利，还对学生的学习带来积极影响。

2物理光学现状

物理光学不仅涉及经典光学，还涵盖了现代光学的大部分内容，主要包括了光的基本性质以及衍射、色散、吸收以及散射等内容。物理光学教学的主要目的是帮助学生掌握更多关于光的重要知识，学会利用光的干涉、偏振以及衍射等原理解决其他问题，同时为其他学科的学习，如：光线通信以及信息光学等课程奠定坚实的基础。

随着物理光学在现代科技中的作用逐渐增大，国家教育部门加大了对物理光学的教学力度，但在物理光学教学的过程中存在一些问题，不断影响着物理光学的发展。如：(1)物理光学教学内容与实际光学应用不匹配。现阶段的物理光学应用不仅仅涉及到视光学、测量以及加工等方面，随着科技的发展逐渐渗透到与国民经济以及百姓的生活中。但是在物理光学教学中，整个教学内容基本没有进行相应的更新，物理光学教学内容与实际应用的光学严重脱轨，同时学生也无法通过教科书中的内容真正了解到生活中的光学技术。(2)光学教学内容受到限制。从高等院校来看，物理专业的光学教学一般会较全面地讲述光学内容，教学内容涉及面广。而对于非物理专业而言，教师在安排教学内容时一般会按照本专业中涉及光学内容的多少作为标准，涉及到较多部分的光学内容注重讲解，而与本专业学生在今后工作中很少甚至不会涉及的光学内容则一笔带过，甚至直接就删除。这种具有侧重性的教学内容安排会极大地限制学生们对物理光学知识的认知。(3)光学知识的学习目的出现分歧。绝大多数学校都出现了这种现象：学生十分注重与物理光学课程期末考试时涉及的内容，而对于其他不在考试范围内的光学内容直接忽略，其学习物理光学知识的主要目的是完成该课程的考核，并不是自己主动去了解物理光学，这种现象会直接降低学生对光学知识的兴趣。

3物理光学教育的探索与思考

学生对物理光学现象具体含义的理解程度直接影响其在今后对物理光学的学习，所以物理教师在教学的过程中不仅要让学生牢记物理公式，还要在此基础上真正理解物理现象以及公式的具体意义。例如光学中的等倾干涉——分振幅法，如公式1所初示

公式1

要想真正理解该公式的含义，必须理解光的入射以及折射原理，画出正确的光路图等。加强物理光学知识点之间的联系，来帮助学生有效掌握光学知识。例如在学习光的衍射与干涉时，可以通过二者之间的某种联系加以区分，二者的本质基本相同，但是在光波叠加的方法上有所区别，简单来说干涉是把分立的相干光源的光波进行叠加，而衍射是将连续分布的相干光源的光波进行叠加。所以只要真正理解光波叠加的方法，就会很容易区分干涉以及衍射。

4物理光学在教学中的应用

4.1实验室-教室一体化应用

实验室-教室一体化是直接以实验室作为教室，在实验室中通过实验的具体操作进行授课的一种方法，这种应用是有效地将理论与实践结合的具体体现。与其他实验有所不同的是，光学实验的最终结果不仅取决于实验过程以及实验条件，还决定于实验调试参数，通过这些实验的具体操作，学生能够很快掌握实验的步骤以及原理，相较于理论光学图像以及公式，实验可以给学生带来最直观的视觉冲击。与其他学科相比，物理光学对学生的逻辑思维能力、理解以及记忆能力要求更高，而对这些能力明显较低的学生来说，物理光学的学习难度更大，而实验能够弥补这一不足，通过实验加深学生的记忆，帮助其理解枯燥难懂的光学知识。

4.2计算机仿真技术应用

计算机仿真技术在物理光学中的应用主要是将光学教学内容以虚拟环境展现出来的一种技术。计算机仿真技术不仅方便了学生学习，还能帮助学生积极参加这种学习氛围中，这种技术还能够给学生提供练习甚至是模拟的虚拟空间，正确引导学生学习光学知识。仿真技术可以使抽象的物理光学知识具体化，还可以代替教师进行光学知识的演示，整个演示过程以及光学现象可视化，帮助学生的理解。例如：在演示光的干涉以及衍射实验时，通过调整光的波长以及缝宽两个参数得到不同的图样，这种实验演示给学生以最直观的感受，打破了传统的物理光学教学方式，带来更理想的光学教学效果。

5结语

物理光学散乱以及繁杂的知识要求学生具有较强的思维想象能力以及应用能力，针对这一特点，需要制定关于学生如何学习物理光学的具体方法，通过高新科技的应用尽可能将抽象的光学知识以具体化的形式展现给学生，来提高物理光学的教学效果。

参考文献：

[1]纪延俊,杜玉杰,卞丽.CDIO教育模式下“物理光学”教学设计探究[J].大学物理教学,2014(10):20-23.

[2]张尚剑.物理光学课程的研究性教学模式实践，教育教学论坛，2012(22B):77-78.

[3]徐宁.“物理光学”研究型教学模式探索与实践[J].电气电子教学学报，2012(03):103-105.

作者简介：刘嘉洲(1991-)，男，汉，陕西，硕士，厦门大学，研究方向：光学方向。

中图分类号：G426

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)14-0176-01