教学方法:
江泽民同志在第三次全国教育工作会议上指出“教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面,肩负着特殊的使命,必须转变那种妨碍学生创新精神和创新能力发展的教育观念、教育模式、特别是由教师单向灌输知识,以考试分数作为衡量教育成果的唯一标准,以及过于划一呆板的教育教学制度。”胡锦涛同志在清华大学百年校庆的讲话中也指出“全面提高高等教育质量,必须大力提升人才培养水平。高等教育的根本任务是人才培养。”
对于激光原理课程的教学,我们也在探索如何从教学过程中的教师、课程与学生三要素入手,改变填鸭式的教学方式,改变过去教师“一言堂”行为,实现教师由“知识传递者”向“学生学习的引导者”的转变,推进教学改革与教学建设,以提高人才培养质量。这就需要合理组织教学内容,探索新的教学方式,充分发挥学生主体作用,引导体现“研究性、实践型、互动式”特点的学习方式。
“激光原理”是高等院校光电子技术和有关专业的一门极其重要的专业基础课程。是学习相关课程“激光器件”、“激光技术”、“激光应用”的基础,也是学习光电子学、激光化学、激光生物学、激光光谱学、非线性光学等新的交叉学科的重要基础。本课程所涉及的数学物理基础深而广。为适应激光学科的上述特点,激光原理的教学方法,必须是严格的、符合科学规律的,使学生掌握基本物理过程和主要理论分析方法。为此,除严格的课堂教学以外,我们还配合网络教学、课程设计、专题课堂讨论及前沿学术动态讲座等多种形式。同时,我们十分重视该专业学生英文水平的提高,并一直坚持在讲课中尽量向学生介绍英文的专业词汇,小部分内容中英文讲解。
本课程不断开展教学方式方法改革,最大限度激发学生的学习热情。教学方法具体包括:
1
、课堂讲授法
课程组老师在长期的教学实践中,坚持“课前提问”,即每课利用3~5分钟时间,通过“提出问题——学生回答——老师总结补充”的方式,对前一节课的内容进行重点复习,既增强了课程内容的连续性,又起到了强调重点、增强记忆、化解难点的积极效果,受到了学生的普遍好评。
传统的“板书+讲授”的教学方式,便于学生在学习的同时进行思考和作课堂笔记,尤其本课程比较抽象,有许多公式,在这些地方,利用板书引领学生一步步推导,强调清晰的思路,挖掘公式背后的物理意义。
杜戈果教授在授课中,广泛采用各种教学方式,例如,在介绍激光的发展史时,采用对比的方法,从谐振腔、泵浦方式、工作物质三个方面介绍了激光振荡器和微波振荡器的本质的不同;在介绍He-Ne激光器时,把往届学生实验结果的照片给学生看,增加学生的感性认识;在讲解谱线加宽机制时,采用表格总结的方法,总结了均匀加宽的各种机制;在分析高斯光束的聚焦特性时,采用与教材不同的方法(教材中逐点讨论),从公式出发,经过数学推导,从总体上讨论了该问题,针对这个问题撰写了教学实践论文;对用q参数分析高斯光束的传输问题这部分内容,不仅介绍了教材中例题的“步步为营”的方法,还独创性地提出了“一步到位”的教学方法;对非均匀加宽中表观中心频率的概念,分别以光源和接收器为参照物,较好地解释了这一难点概念;这些教学方法的应用,收到了良好的教学效果,学生普遍反映印象深刻,牢固地掌握了知识点。
2
、作业与习题课
通过习题课及课堂练习来强化学生对基本概念的理解和掌握。在布置习题方面,我们尝试了分层教育。仿照在考卷中增设提高型附加题(《深圳大学关于在考卷中增设提高型附加题的规定》),我们把布置的习题分为基本题和附加题,通过基本题了解学生掌握基本知识的情况。附加题的目的是鼓励拔尖,培养优秀,并不计入平时成绩。这一措施得到了大多数学生的认可。在一次调查问卷中显示,赞成票为60(总票104),反对票为13,无所谓票为31(见申报网站“教学效果”栏目下的“调查问卷”)。优秀学生表现出较浓厚的兴趣,学生对附加题的解答有时超出了教师的参考答案。
引入教师的研究成果,引导学生更深层地理解教学内容。如讲解第二章习题课时,就把教师自己发表的论文(‘激光原理’中的约化厚度与光程)介绍给学生,帮助学生更好地掌握所学内容。
3
、课堂讨论
课程组老师在课程教学中对激光原理中的部分内容,采用事先出好思考题、上课后由学生逐题发言、教师总结辅导的“课堂讨论”方式,既节约了课时,又调动了学生学习的兴趣和提高了教学效果。
4
、网络教学
本课程内容理论性强,概念多、抽象、难理解,利用多媒体手段直观、生动、形象等特点,通过动画、视频等方式,对基础理论、定理、难点等进行深入浅出、图文并茂的分析简介,增强学生的感性认识,深化对抽象理论知识的理解。
通过课外辅导答疑,引导学生完成学习任务,解决学习中的遗留问题。辅导答疑注重启发式。学生可通过教学网站的交流园地,与教师交流学习情况,解决学习中的问题。利用网站的“交流园地”,进行网上辅导答疑,解答学生课外学习时遇到的问题,也回答校外人员的相关问题,学生积极参与,活跃了师生间的交流。南京航空航天大学赫崇君老师说“我和我的学生经常阅读交流园地的讨论内容,看见“沙果老师”就倍感亲切。”(注:沙果老师为课程负责人的网名)
5
、研究型/探究型教学
2009年以来,苏红教授根据教学中的某些难点命题,要求学生通过课外时间查阅有关资料,完成“课程小论文”的方式,开展专题研究型教学,收到了较好的效果。发表教研论文“‘激光原理’课程的专题研究型教学方案探讨”(电气电子教学学报,2011, 33(3): 34-35)、“《激光原理》教学方法的初探与实践”(中国校外教育(高教版),2009, 8:90)。
袁霞老师在实验课程教学中积极开展探索探究型教学,收到较好的效果。
6
、
课程设计
杜戈果教授以教务处“综合性、设计性与探索研究性”实验项目的形式先后开展了“He-Ne激光器的装调与参数测试”、“激光谐振腔设计”的课程设计,不仅拓展了课程的教学内容,深化了课程内容,而且训练了学生对实际激光器谐振腔的设计能力、实际激光器的调试能力,提高了学生的动手能力,有助于培养学生的实践能力和科学精神。其中“激光谐振腔设计”项目结题优秀。
杜戈果教授鼓励学有余力的学生参加其“激光器设计”聚徒项目,采用互动式、案例式、研讨式或辩论式等多样的教学方式,将她本人多年从事激光技术的经验传授给学生,使学生掌握一定的激光器设计知识,能在一个较高的层面上综合考虑激光器的各种特性,有助于学生将来能尽快开展研究生课题或者尽快开展相关研发工作。
7
、课外科技活动
课程组成员积极开展“第二课堂”教学活动,即鼓励高年级学习较好的部分同学,利用课外时间参加一些老师的科研项目,从事与激光内容相关的科研工作,使同学们在有限的学习时间中,接触到更多实践技能的锻炼,既帮助了科研,又充实了自己,培养了学生的科研基本素养,开拓了学生的知识视野,取得了十分理想的效果。近几年来,本科生发表论文21篇,涉及激光原理内容的优秀毕业论文40篇;杜戈果教授指导的何春飞、刘国平等同学的“掺Yb双包层光纤激光器的研究”获深圳大学2008年“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛自然科学类学术论文二等奖;杜戈果和杜晨林教授指导的张驰、代安琪、王义弘同学的“激光干涉振动传感器”获2012“挑战杯”深圳大学课外学术科技作品竞赛二等奖。
8
、参观交流