关于激光原理与技术课程教学的几点思考_对案例教学的几点思考

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关于激光原理与技术课程教学的几点思考

马嘉赛

（中国矿业大学理学院

江苏徐州 221116）

摘要：激光原理与技术课程教学中所用教学方法尤为重要，本文从实际生产生活应用与激光原理与技术之间、教学内容与学生学习思维方式之间的渗透及关联，以及教学手段对学生的影响几个方面来阐述如何在激光原理与技术教学中进行科学性教学。

关键词：渐入渗透式教学

激光原理与技术

我们的前辈们总结出许多良好的学习方法。一个是按部就班渐进式学习的方法；另外一个是渗透式方法。按部就班地学习方法很简单，就是由一而二，由二而三，在前面的基础上学习新的东西。而渗透式方法是指一开始处于不懂的状态，但经过了一个长期的接触，经过时间推移不知不觉逐渐就已懂了，并学到了许多东西。这两种方法各有特色，对于我们的课程，可以采用这两种方法的结合。我们通过学习的最终目的就是吸收消化更多知识，掌握更多原理、本质及方法，将整个学习过程构筑成一个整体。

激光原理与技术课程是一门传统的大学物理类或光学工程类专业课程，也是不少信息类工科学科的必修科目之一。对这门物理/光学专业的必修课，随着教育改革的不断深化，拓宽学生的知识面与积极性也逐步变成教改工作的重要内容之一。一方面，在课堂上要巩固和深化学生所学到的激光理论的基础知识，为后续课程的学习提供必要的理论基础和依据；另一方面，在课堂之外的实际应用中，要训练和培养学生运用激光原理的知识来解决实际问题的能力，并在解决实际问题的过程中，凸显创新能力。对于过去那种按部就班填鸭式的教学方式，已经因为其明显弊端而必须淘汰。本文将从如下几方面探讨如何在激光原理与技术的教学中运用良好的教学方法。

1现实生活中的应用及激光原理与技术课程之间的联系 激光原理与技术这门课程研究的对象是激光产生的原理、激光的各种特性、激光器的构建以及激光调制技术。在课程学习中，大量的物理公式的推导不可避免，但纯粹的推导往往令人厌烦，使学生在学习中感到痛苦不堪。因此在授课过程中，若插入现实生活中的例子以及科技前沿的内容，就显得趣味横生，极大激发起学生的学习兴趣。譬如在讲“激光器的应用”一部分内容时，将激光在现实中的实际应用联系起来，举个例子，用于医学的激光美容整形，立刻就凸显出激光在生产生活中的重要作用。现代人的生活讲求实效，一个专业或学科能有多大的作为，很大程度上取决于它在实际生产生活中带来的功效。譬如在讲“光线传播的矩阵表示”时可以引入蝴蝶效应来讲解，既讲明了一步步相互推递的关联依赖性，又提高了学生的兴趣。另外，在讲解激光产生的原理部分时，适当插入一些激光产生的背景知识内容，使学生对一些问题的来龙去脉有更清晰的了解，更能够启发学生的发散性思维。教学过程与学习方法的关联

本门课程中既有广泛深入的激光物理知识，又有大量的公式及其推导，所以是一门物理和数学高度结合的课程。激光物理概念的形成、物理规律的掌握离不开数学的方法与思维，而学生分析和解决物理问题能力的培养也离不开数学。因此，在教学过程中，要充分发挥数学逻辑思维和方法在分析、处理、解决物理问题中的作用；在学习方法上，引导学生自觉地、有针对性地将激光原理问题和数学方法有机地结合起来，既能从物理公式中深刻领悟物理问题的内涵与实质，又能运用数学的方法解决这些问题。书本上的知识是抽象出激光问题的实质来进行教学，具有广泛的普遍性，它研究的是客观物质世界的基本规律，是以实验为基础的，所以其所有结论均必须受到物理实验的检验。因此，在教学时，讲授过程中必须遵循物理原理和条件的制约，使学生在学习时能够相互对接，这一点必须充分认识到。在针对学生的学习与探索过程中，要引导学生创新价值成果，体验创新的过程和喜悦，形成积极的创新意识，开拓自我思路并正确理解物理世界。所以课堂教学不能纯理论化，必须处理好“教与学”的关系，遵循“教”服务于“学”的原则，既要重视物理原理知识，又要将实际应用结合。教学中要时刻把握以学生学会、学懂为第一要义，决不可本末倒置，出现教师压倒一切，不遵循知识体系逐步构建的现象，影响学生知识结构的平衡。所以《激光原理与技术》这门课，要想上好，除了扎实的专业基础知识以外，还必须遵循“教与学”的相互渗透，惟有如此，才能让学生充分学好本门课程。3课程内容和思维方式的渗透

本门课程的思维方式是建立在激光理论概念及其原理基础上的一系列理论方法。它的核心思想是源于对激光产生及其系统的分析，基本方法是建立在以激光谐振腔描述的振荡过程、原理、定律或定理。在教授方法上，有演绎法、类推法、图解法等。由于前后知识是相互关联、相互渗透的，因此掌握方法与掌握专业知识同等重要，在讲授知识时，要有意的把所运用的方法介绍给学生，并注重对其物理直觉思维的培养。而直觉思维必须经过一定的培养与训练，因为只有经过长期训练和多方面熏陶，才能在科学探索中凭借高度的直觉思维能力获得巨大的发现。比如在粒子数反转的导出公式时遇到的一些近似，为什么做这样的近似而不是那样的近似，就有直觉思维和经验。我们在教学中努力培养和训练学生的直觉思维，让学生明白直觉思维在激光物理学发展过程中的重要性，鼓励学生大胆猜测，养成善于提出问题、敢于发表见解的好习惯，从而建立宽广、扎实的知识基础，形成合理的知识结构。4教学手段的推广

随着科技的发展，教学手段越来越多样化。尤其是多媒体的运用，可以带来诸多 的好处。除了美观、形象、方便等一般多媒体的优点外，在课程中还可以实现全面可视化，比如一些激光方程可以利用解析解作图来获取。对于空间物理图像，在有对称性的情况下，可以降维处理，将三维空间画成二维图形。另外，教师对多种先进手段的运用，对学生也具有潜移默化的作用，可以激发他们学习的热情，培养良好的学习习惯及创新精神，避免学生成为只会考试的工具。总之，对本门课程，用传统的按部就班推理式教学已经不能满足当今的教学特点，一定要注意运用新的教学的方式。