教学改革
    “激光原理”课程组教师积极探索教学方式,参与各种形式的教学改革研究。涉及的教学活动包括课程内容改革、实验室建设、实验指导书编写、师资队伍建设、课件开发、实践活动的开展等。围绕办学特色,提高教学质量,“激光原理”课程组开展的教学改革项目与研究如下:
1 .“ 激光原理”课程体系改革的研究
     教学改革的实施使很多大学进行院系调整以及学科、专业的重组,在我校的教学改革中,从2003级本科生起,学生入学后在前两学年中不分专业,于第三学年开始分专业。相应的专业课也有调整。原来的专业课“激光原理与技术”改为“激光原理”,学时由72改为54、学分由4学分改为3学分。这样一来,课程组把原来“激光原理与技术”课程中的技术部分内容放在后续课程“激光技术与器件”中。课题组注重本课程与先修课和后继课程的紧密联系。根据激光科学的发展,针对后续专业课程的设置、教学内容、学时配备及内容更新的变化,不断调整本课程的课程内容和讲课重点。
2 关于加强实践教学环节的改革与探讨
    “激光原理”课程的教学,除了课堂教学,还包括实验、实习、科研训练等一系列环节。课程组针对教学内容,设计了相关的专业实验(分必做和选做两部分),编写了合适的实验讲义,完成了“激光原理”和“激光技术与器件”课程实验建设”、“激光类专业实验教学体系构建”的院内教研项目,对现有实验系统进行改进后发表了“‘He-Ne激光器的装调与参数测试’实验的改进”的论文;组织学生到深圳市有关的光电子公司实习、参观,如组织学生参加每年9月在深圳举办的光电博览会,到大族激光科技股份有限公司实习,到大恒新纪元科技股份有限公司北京大恒光电技术研究所实习;借助学院的“高新技术讲座课程”,邀请激光相关专家和企业人士到学校来做报告,学生们可以聆听大师的教诲,了解行业发展的最新动态;鼓励学生参加各种竞赛等。在这些实践环节中,注重使学生更好地理解课堂内容,使学生的理论和实际相结合,培养学生解决实际问题的能力。
    课程组积极参与学院本科实验室建设,成功申请到本科教学实验室提升项目--电子科学与技术教学实验中心完善计划,新的实验设备的购入已接近尾声,大大了改善实验条件。
3 .对国内优秀教材的补充
    课程组坚持采用国内优秀教材——由清华大学周炳琨院士担任主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材——“激光原理”,目前已出版第六版,该教材理论体系严谨,内容合理,受到海内外同行的重视和好评。
    在教学中,课程组根据学生的基础,补充一些基本知识,例如学生没有学习过原子物理的有关知识,在介绍激光基本知识时,加入了有关能级的一些知识点,有利于学生对后面内容的了解和掌握;教学中逐渐渗透双语教学,增加学生的专业英语知识。另一方面,课程组对教材中出现的一些错误及时修正,并积极和出版社、主编沟通,促进了教材的发展;第三,吸纳兄弟院校本课程的教学经验,取各家之长,丰富教学内容;第四,积极对教材中的某些内容做深入探讨,发表教研论文,如“激光原理中高斯光束聚焦的探讨”、“非均匀加宽工作物质‘烧孔’效应的烧孔宽度分析”、“铥离子能级标注浅议”、“‘激光原理’课程中的激光效率辨析”、“‘激光原理’中的约化厚度与光程”、“从一道习题出发论高斯光束”等,对教材中的某些问题进行了深入的探讨,又补充了教材内容。清华大学教授高以智教授(该教材第二主编)评价“杜戈果教授对所使用的‘激光原理’教材有深入了解,多次指出教材中的某些错误及提出改进意见,使我校正在编写的国家十一五规划精品教材“激光原理”第六版的编写受益匪浅”。
     为促进学生学习的主动性和提高学习效果,增强教师教学的内涵和知识的广度,本课程组还重视不断引进其他扩充性教学资料,供学生学习和教师参考。
     在教学中,教师不仅把书本知识传授给学生,而且紧密跟踪学科前沿,将世界最新的研究进展以及自己的研究成果融会贯通于课堂教学中,保持课程内容的先进性。引导学生接触前沿学科知识,充分调动学生的学习积极性,激发学生的求知欲望。教学科研互促共进。
4 多种教学形式的探索与研究
     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。
     课程组老师在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。
     杜戈果教授在授课中,广泛采用各种教学方法,例如,采用对比法,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;采用表格总结法,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,采用与教材逐点法不同的方法,从公式出发,经过数学推导,从总体上讨论了该问题;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;在诸多介绍公式的地方,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,等等。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。
     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”、“激光原理教学方法的初探与实践”。
     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。
     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。
5 、充分利用多媒体教学手段,实现教学资源网络共享
     本课程内容理论性强,概念多、抽象、难理解,采取与多媒体相结合的教学手段。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。
     课程组从2007年开始建设激光原理课程网站( http://jingpin.szu.edu.cn/laser/),将所有讲授内容,包括教案、习题、实验指导用书、电子课件等都公布在校园网上,并及时更新。通过网站的这些功能,为学生提供网上学习的条件,同时开辟一条教师与学生交流的新渠道,成功实现了网上辅导答疑,学生积极参与,活跃了师生间的交流,使“激光原理”课程实现更加灵活和开放的教学模式,全面提高了课程的教学和管理水平。课程学习网站的建立,不仅使本校学习激光相关课程的学生受益,也提供给兄弟院校的师生使用,受到了他们的好评。
     随着慕课(MOOCs)在全球范围内的迅速发展,高校课程建设与教学改革势在必行。课程组积极响应学校号召,已建设了相应的 MOOC 课程,参见 http://mooc1.chaoxing.com/course/80495706.html
6 、开展课外活动、活跃学习气氛的探索与实践
     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。
     开展课程设计。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。
    开展聚徒教学方式。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。