光学课程论文范文篇1

【关键词】课程体系教学内容优化研究

【中图分类号】O43；O56【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2012）08-0181-02

光学与原子物理学是物理类专业的重要的基础课，其前与力学、电磁学、热学课程相衔接，其后承载着理论物理以及专业方向课程。由于这两门课程在课程设置中具体的位置，再考虑课程本身的学术特色，这两门课程的教学对学生创新能力和理论应用能力的培养有其特殊的作用。工科院校有注重实践、技术培养的传统及其较完备的设施，客观上为这两门课程的能力培养提供了条件。我们要充分认识工科院校的这种客观优势和课程的学术特色，优化课程体系和教学内容，将课程的学术特色、学校的客观优势转化为能力培养的特色和优势。

一、光学的课程体系及教学内容的设计

光学既是一门重要的基础性学科，又是一门应用性十分活跃、交叉渗透极其广泛的物理课程。“在长期的发展过程中，光学形成了一套行之有效的特殊方法和仪器设备”【1】，即数理解析与几何图形相结合的理论研究方法、精密测量的设计与应用特征。光学的这种学术特色对学生素质能力的培养有其独到之处。因此，通过对光学课程体系和教学内容的优化，突出课程的理论研究方法及其实践性、渗透性【2】，有利于培养学生的交叉综合性分析能力和依据理论的实验设计、精密检测能力，提高学生的创新性思维意识。

1.课程体系的架构

以折射率和位相为核心概念，以费马原理和惠更斯-菲涅尔原理为基本原理，按照几何光学、波动光学和量子光学的顺序，研究光的传播特性（波动性）及其粒子性，展示其数理解析与几何图像相结合的理论研究方法，突出课程在工程技术中的应用以及与现代光学的渗透【1，3】。

体系框图：

2.教学内容的组织思路

以体现课程体系为原则，按48课时选取并组织、安排教学内容思路如下【1，2】。

第一章绪论：突出光学与其他学科的交叉渗透与应用。（2学时）

第二章几何光学：以费马原理为基础，以常见的光学仪器（单球面、薄透镜、放大镜等）成像为载体，展示数理解析与几何图像相结合的研究方法、突出光学仪器的设计思。（10学时）

第三章光的干涉：以波的相干叠加为理论基础，以等倾和等厚干涉为载体，展示数理解析与几何图像相结合的研究方法、突出相干理论在精密测量技术领域的应用。（12学时）

第四章光的衍射：以惠更斯-菲涅尔原理为基础，以菲涅尔衍射、夫琅和费衍射、光栅衍射为载体，展示数理解析与几何图像相结合的研究方法、突出其分光特性在现代科学技术中的应用。（10学时）

第五章光的偏振：以光的偏振理论为基础，以偏振器件为载体，展示数理解析与几何图像相结合的研究方法、注重向磁至旋光及磁光盘渗透。（10学时）

第六章量子光学：以光的量子论为基础，以光的辐射和激光为载体，注重向量子光学以及非线性光学渗透。（4学时）二、原子物理学的课程体系和教学内容的设计

原子物理学是用近似的、不完整的量子力学理论和方法研究原子的运动及其构成的课程。其学术特色是完全以实验（观察）事实为依据建立或选取理论模型，对问题做出恰当的解释。该课程研究对象抽象，理论的系统性、完整性不强。但原子物理学是基础物理课程中蕴含了创新性思维最多的课程，其研究手段和方法为其它相关领域所通用【4】。因此，通过原子物理课程的教学，主要是培养学生依据研究客体进行理论建模的能力，提高学生创新理论框架、简化理论处理、取舍运算结果的意识和水平。

1.课程体系的架构

以光谱和德布罗意波为核心概念，采用近似的量子力学方法（经典理论+量子力学）研究原子（氢原子、碱金属、多电子原子、外场中的原子）与原子核的结构及其运动规律，展示课程的理论创新特色以及在现代科学技术、工程实践中的多层次应用。

体系框图：

2.教学内容的组织思路

以体现课程体系为原则，按48课时选取并组织教学内容，思路如下。

序论：突出课程特点与学习中应注意的问题。（2学时）

第一章原子的结构：以α粒子散射实验和原子核式结构为载体，突出卢瑟福散射技术在材料分析中的应用。（5学时）

第二章量子力学基础：以三个实验为基础，依托量子力学的基本原理，突出理论创新的特色、思路和方法。（8学时）

第三章氢原子：以半经典半量子论为理论基础，以氢原子为载体，突出理论建模以及光谱分析在科学研究、工程实践中的应用。（8学时）

第四章碱金属原子：以电子的轨道贯穿、极化理论为基础，以碱金属原子为载体，展示理论修正方法以及光谱分析在科学研究和精密检测中的应用。（8学时）

第五章多电子原子：以泡利不相容原理及Hunt定则为理论基础，以多电子原子为载体，突出量子规律以及光谱分析在科学研究中的应用。（6学时）

第六章外场中的原子：以磁场和原子的相互作用为基础，以Zeeman效应为载体，展示磁效应在材料磁性，磁共振技术中的应用。（5学时）

第七章原子核物理学：以核结合能为基础，以核裂变和聚变为载体，突出原子能、核技术的利用以及放射线的探测、防护。（6学时）

参考文献：

[1]赵凯华.新概念物理教程——光学[M].北京：高等教育出版社，2004：6

[2]吴寿煜，吴大炜.试论21世纪物理专业《光学》之教学改革[J].黑龙江高教研究，2004（6）：101-103

光学课程论文范文

一、光纤通信课程特点分析

《光纤通信》是高等学校通信专业的必修课，是一门理论与实践结合性较强的课程。理论部分主要介绍光纤通信系统的组成、光纤光缆的结构、通信用光器件的结构及特性，光端机的构成及工作原理等。除了繁杂的理论教学，该门课程还需要配上相应的实验课，让学生多接触光纤通信领域中的先进仪器和设备，多动手操作，才能达到好的教学效果。实验教学主要包括常用光纤通信设备的使用、光纤衰减及光纤长度的测试、光纤的熔接与冷接、接收灵敏度和动态范围的测试，光纤通信系统误码性能的测试等。从上面论述的课程内容中可以发现，该课程的研究对象和性质决定了其课程具有如下特点：第一，内容复杂，主要表现为理论多、公式多、表格多、图形多；第二，涉及的科目、知识较多，如场论、光学原理、模电、数电等；第三，与工程实际联系较为紧密；第四，应用定性理论的场合较多。此外，光纤通信还是一门飞速发展的学科。因此，该课程的教学还应该介绍该领域的新技术，同时注重教学的基础性、系统性。

二、光纤通信课程教学存在的问题

（一）教学过于理论化，启发性不足

受传统教学观念的影响，在《光纤通信》的授课上，许多教师采用的教学方式依然是单纯的书本教学法。课堂上，教师大多只是解释原理，讲解题目，演示现象，根据课本照本宣科地将知识讲授给学生，而没有让学生进行举一反三的发散思考，使学生完全处于一种被动接受前人研究成果的状态，严重遏制了学生的自主意识、创新能力和学习兴趣。

（二）教学形式单一，课堂气氛单调、沉闷

《光纤通信》课程包含大量的理论，如光的波导理论、激光器的激发原理、光电检测器工作原理、光放大器的放大原理等，对这些理论的讲解需要做大量的数学分析推导。因此，在授课过程中，许多教师进入了理论教学的误区，将整堂的光纤通信课程演变成了在黑板上做数学分析、定理证明、公式推导、手工绘图的过程，导致了课堂气氛沉闷。

（三）教学设备陈旧，难以激发学生学习兴趣

在实验教学环节中，由于条件制约，实验设备大多过于老旧，功能单一，实验室仅能做些简单的理论验证实验，这对学生自学能力的培养及设计能力的提高产生了很大的阻碍，也导致学生接触不到光纤通信的技术前沿，难以激发学生的学习兴趣。

三、光纤通信课程的教学改革思路

（一）引入新的教学方式，丰富教学形式

传统的教学方式主要有板书和多媒体PPT。板书的内容详尽、排版灵活，但形式单调、寡味枯燥；PPT的内容丰富、形式多样，但教学节奏过快，不利于学生理解。引入更多形式的教学方式有利于提高课程的趣味性。近年兴起的“微课”是一种新的教学方式，它能对二者作良好的补充[2]。在光纤通信的教学中，教师可以充分发挥“微课”的优势，将生涩难懂的重要理论以生动活泼的形式展示出来；将步骤繁杂的实验操作也以微课形式录制出来，一来增加学生的学习兴趣，二来可以让学生在课后反复观看，温习提高，既有利于理论知识的掌握，也能节约资源，促进实验教学的提高。

（二）理论结合实际，提高学生的创新能力

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关键词：项目教学；光电探测；分组实践；课程设计

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）35-0079-02

一、引言

《光电探测与处理技术》课程是光电子技术专业的传统职业核心课程，围绕各种光电探测器件的工作原理，介绍各种器件的特性参数和使用方法。以往在讲授这门课程时，任课教师会着重讲解理论知识，并以课内实践项目辅助教学。但这种教学方式无法适应如今高职教学的需要，无法较好地与企业对接，满足生产实践需要。因此，笔者在承担这门课程教学时，加大实践课程比例，以项目驱动，分组教学完成，取得了较好的效果。

二、选取典型项目，寓教于实践

《光电探测与处理技术》共54课时。为达到更好的教学效果，任课教师在课程教学过程中简化枯燥的理论知识讲解，增加实践课程的比例，以期学生在实践过程中验证书本所学。但是在实际教学中，由于班级人数多，实验设备台位数少，实验课上一般都是一位教师管理30多位学生，因此只能够保证部分学生得到了充分的锻炼，还有一部分学生并没有按照教师的要求完成实验项目，浑水摸鱼，蒙混过关。因此在承担这门课程教学时，笔者一直在思考如何进行课程改革，对课程教学的各个环节重新进行设计重组，来达到更好的教学效果。

《光电探测与处理技术》课程本来就是研究各种光电探测器的实用性的，光控器件可以组成一些控制电路和测量电路。相关的企业大多以生产器件为主，而生产制造光控电路的企业则比较分散，因此并没有从企业中寻找到合适的实践项目。教师在教学过程中，设计并积累了一些实用性较强的光控电路，学生完成整个光控电路的制作，即可在实践的过程中来验证课堂中的理论知识，并要求他们根据电路实际需要自主选择合适参数的光电探测器件。表1列出笔者选择出的几组实践性和实用性都较强的八个实践项目，使用了常见的光电探测器，并完成光控、测量、控制、显示等实用的效果，学生对这些实践项目一般有较大的兴趣。课程初期，教师将学生进行分组，要求他们自主选取合适的选题，并自主完成选题。在实践的过程中，参考光电探测器的选取规则及特性参数，并加以应用。

教师在课上仅给出实践项目的要求以及需要达到的效果，不提供具体的电路图和器件参数，要求小组成员自己查找相关电路并进行设计。例如，第一个项目声光控夜明灯，较多的参考资料中都有类似的电路。教师仅提出电路的设计指标，要求使用光敏电阻，让电路能够达到天黑灯亮，天明灯灭，声控也只在天黑时有效。学生在自主设计电路的过程中，根据课上内容和相关资料中的光电探测器件特性参数的列表，选取合适的材料，实现电路功能。在完成实践项的过程，实际上就设计了一个小型光控电路，了解了光控电路的基本组成和功能。有的小组完成的项目还在教师要求的基础上再做出一些新的创新功能，如温度控制的功能，让学生由简单的项目中力求创新，从复杂的项目中领会新知。课堂理论教学中的枯燥乏味、难于理解的内容，都可以在实践项目中予以解决。

三、实践教学分组实施，小组互评

任何实践都应以理论作为基础，因此课堂的教学仍是必不可少的一个环节。但可以将这个环节进行压缩。比如只讲述器件的基本工作原理、器件的性能参数、使用方法及检测方法，其它的内容让学生在实践的过程中去领会。

由于现在仍然实行大班教学，笔者将班级划分成四到五个小组，每个小组七至八名成员。每个小组于每次理论课完成后要自行进行讨论，总结学到的知识和遇到的问题，并由组长负责总结。课堂实验时，也是以小组为单位，每次完成相应的实验项目，并记录数据。课程设计项目由小组成员讨论，选择自己所要完成的设计项目。小组长进行分工，安排成员负责采购器件、查阅相关资料、完成电路设计及制作、检测的工作，最后以小组为单位进行总结报告。实践项目的完成必须由小组的每位成员互相合作，每个成员必须按时完成自己份内的工作，才能够使所在小组的设计能够按时、按要求完成。

实践项目的最终结果作为小组各个成员的一个重要考核成绩。每个设计项目最终是否完成，或者是否实现全部的功能，并不能作为最重要的考核标准。学生选择的设计项目有难有易，关键要看学生能否从简单的项目中有所创新，从复杂的项目中领会新知。同时，团队协作的能力也非常重要。

课程设计项目完成后，最重要的一个环节是要求学生以小组为单位进行讨论，并对自己完成的项目成功与否、成败关键，在全班同学面前汇报总结。任课教师以及其它小组的学生，针对其汇报内容及设计项目完成情况为每个小组打分。每个小组的成员都要以背靠背的形式为本组成员评分。最终的评分成绩作为教师评定小组成员的平时成绩、实践成绩的一个参考依据。小组的每个成员对最终的设计项目的所做出的贡献多少，付出多少，都会在小组互评之中得到体现。在完成设计项目的同时，巩固了在课堂上学习的理论知识，也锻炼了学生的团队协作能力。

四、课程改革实施效果

在依照上述方法进行实践项目驱动、分组教学的过程中，收到了较好的效果。学生学习积极性高，而且完成的项目都达到了教师要求的效果，有的更有自己的特色与创新。笔者发现，由于课程实践项目需要学生花费较多的时间，仅仅依靠在课堂上有限的学时数是不可能达到目的的。各个小组的成员都利用大量的课下时间完成自己的设计项目。因此，还需加大课堂教学中实践教学比例，尽量压缩理论教学，让学生有足够的时间在课堂上进行实践、讨论、总结。要加大实践课时比例，在实践教学的过程中穿插理论教学。另外，考虑到学生的理论课程压缩，在最终的考核方式中也应该向实践环节倾斜，将实践项目、包括课堂实验和课程设计项目的评分比例加大到70%，将期末考试的成绩比例降低为30%。这样，可以降低学生的负担，将更多的精力投入到完成实践项目之中。

参考文献：