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浅谈在培养学生能力的基础上波动光学的教学策略

2020-02-07 198 上传者：管理员

摘要：在教学中结合大学物理波动光学的教学经验，强调在教学中学生的参与程度及教学內容的分析与整理过程，提高学生的综合能力。笔者结合近年来波动光学的教学实践，探讨了波动光学的教学策略。

关键词：
大学物理
教学策略
波动光学
能力培养
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工科院校大学物理中的光学部分主要介绍光的波动性，与力学、电磁学相比，波动光学的内容更为抽象、繁杂，对学生的思维能力和空间想象力都提出了较高的要求。而且随着光电技术的发展，以光学为基础的新材料、新仪器不断涌现,无论学生在毕业之后是否从事与光学相关的工作都需要了解波动光学的基本原理和基本分析方法，以适应科技的发展。要实现大学物理培养学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力，锻炼分析、解决问题能力的教学目标，教学改革就不可能仅停留在具体教学内容的增减上。笔者结合近年来波动光学的教学实践，对波动光学的教学策略进行了探讨。

1、波动光学课程教学现状

作为大学物理课程的重要组成部分，波动光学主要包括光的干涉、衍射和偏振，会涉及与之相关的若干个光学实验，要求学生既能够理解实验现象背后的物理原理，又能够结合相关理论去分析实验现象，在某些部分要求能做相关的计算分析。而在中学物理的波动光学部分，只是要求学生通过实验认识光的干涉、衍射、偏振现象，初步了解相关的基本概念，很少涉及具体的计算公式。相比于中学物理的定性认识，大学物理波动光学的教学要求有较大的提高，对学生有着更高的要求。对那些在高考中没有选考物理的学生，在波动光学部分可以说是零基础起步。所以学生在波动光学的学习中普遍反映学习起来很吃力，认为这部分内容分散而且复杂，不象电场内容那样条理清晰,很难把握重点，需要记忆的公式太多。笔者在教学过程中还发现:相当一部分的同学在经过了多年的考试训练之后,似乎对理解物理原理没有多大的兴趣，而只是想记住公式然后学会如何运用这个公式做题，觉得这样学习才有成就感。在这种背景下，波动光学的教学策略必然要进行调整，才能取得较好的教学效果。

2、波动光学教学策略浅议

2.1 结合课程內容，培养学生的综合分析能力

随着科技的发展，社会进程的加快,每个人都处于终身学习之中，学生在毕业之后还要不断学习和补充新知识、新技能,来适应工作和生活的需求。所以大学教育的任务除了知识的传授，还有能力的培养，分析能力和学习能力的培养。以波动光学为例，在光的干涉中涉及杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖和牛顿环等若干种具体的干涉现象,其中每一种干涉的分析都会有一套计算公式,再加上实验条件变换对实验现象影响的讨论,这部内容公式较多，内容繁杂，似乎比较难于把握重点#在教学中如果能够引导学生科学地分析教材内容,有意识地去寻找贯穿内容的主线，这样学习起来就会事半功倍。通过对具体干涉现象的分析，发现光程差就是贯穿始终的物理量。在具体的干涉中只要分析光程差满足的条件就能正确分析实验现象。这种分析过程能使学生学到了把握关键问题的方法，锻炼快速掌握核心内容的能力和具体问题具体分析的能力，为学生后续课程学习打下了坚实基础。当他们学习其他课程时就会主动分析核心内容，快速找到重点,从而提高学习效率。当他们处于信息包围之中时,就可能从海量信息中把握主要有效部分，过滤掉干扰信息。

2.2 提高学生的课程参与程度，充分调动学习的主动性

波动光学中涉及到的许多实验现象不借助光学仪器无法直接观察到,普通教室又不具备光学实验演示的条件。所以在教学过程中教师一般会采用多媒体辅助技术来演示光学现象，以配合相关的理论推导。动态演示有助于学生理解物理规律，吸引学生的注意力，提高学生的兴趣，但是学生的课程参与程度并没有随着多媒体辅助技术的使用而明显提高，所以实际的教学效果往往低于预期。任何教学过程想获得良好的教学效果都要有学生的主动参与，所以提高学生的课程参与程度，充分调动学生学习的主动性是提高教学质量的关键。比如在光的干涉部分,课前预习阶段安排学生收集课本之外的相关实验现象，在课堂教学中可以请同学以课件的形式展示、分析他们整理的实验现象，提出疑问，带着问题开始这一部分的学习。这个过程既锻炼了学生的分析整理能力和表达能力，也丰富了师生互动的形式。在课堂教学中适当增加课堂练习，及时考察学生相关知识的掌握程度。课后作业可以让学生总结章节内容,锻炼他们分析归纳和自主学习的能力。

2.3 注重方法研讨，加强思维训练

物理的发展过程形成了一套科学的研究方法。知识的学习永无止境,但是获取积累知识的研究方法还是可以相互借鉴的。波动光学中就涉及到多种研究方法，比如类比假设，实验验证补充等。实际教学中适当地在研究方法分析上投入部分精力,使学生在具体学科内容的学习之外，获得研究方法的启示，这样可以摆脱学科本身的局限性，在学生的能力培养方面又前进了一步。

3、结语

在波动光学的教学中根据教学内容的特点，引导学生对具体内容进行分析,抓住重点内容，把握主旨,锻炼综合分析能力。在教学过程中通过，充分发挥学生的学习主动性，以期实现分析研究问题能力，科学思维能力和自主学习能力的整体提升。

参考文献：

[1]雷奕安.新量子世界[M].湖南：湖南科学技术出版社，2005.

[2]马文蔚.物理学[M].北京：高等教育出版社,2006.

肖蕴华.注重学生能力培养的波动光学教学策略探讨[J].科技风,2019(28):60-60.

基金项目：上海工程技术大学教学研究项目，项目名称：波动光学可视化教学实践探索（编号y201921002)