“激光原理与技术”课程实验教学浅谈

摘要:激光技术是光电子專业的一门重要课程。为了培养本专业学生的应用和创新能力,本文从加强激光原理与技术实验教学的角度进行了探索。

关键词:光激光原理与技术;应用能力;创新能力;实验教学

引言:激光原理与技术是一门综合性很强的课程,是电子、信息、物理等专业的本科生课程,它一般在高年级开设。主要是阐述激光器的基本原理和理论,内容一般包括激光器的光谐振腔理论、速率方程理论和半经典理论,典型激光器和激光技术应用。该课程内容抽象,只靠课堂讲授很难达到预期的教学效果,学生很难真正理解该门课程的基本理论和应用。本文提出通过加强激光原理与技术的实验教学,帮助学生真正认识激光器、理解激光理论,掌握调试、测试激光器的各种方法,提高学生的应用和创新能力。

一、 正确处理理论教学与实验教学的关系

由于传统教育观念的影响,在激光原理与技术的教学中,教师总是注重向学生讲解理论知识,而忽略实验教学。理论课讲到的结论一般是通过复杂的数学推导得到的,很抽象,如果没有实验印证,学生很难真正理解。激光器是一种非常精密的仪器,实验教学对于学生动手能力的培养、创造性思维的形成以及操作技能都有着理论课不能替代的作用。基于这种认识,我们必须改变过去那种轻实验重理论的教学观念。

二、 增加投入,加强实验室建设

鉴于激光原理与技术的实验仪器价格通常相对昂贵,因此,多数学校的激光原理与技术实验课难以开设。即使能开设的实验课,也往往由于台套数较少影响了教学效果,造成很多学生没有实际动手参与操作的机会。往往是少数人操作,多数人看,甚至有些同学连看都看不到。有时候,某些实验只能退化为演示实验。然而,目前企业和科研院所都需要既懂理论知识又有较强应用能力、动手能力的学生。企业和学校在人才需求和培养方面存在代沟。因此,为培养符合时代发展要求的光电人才,必须加大实验室建设的投入,更新实验设备,使实验教学内容跟上科学、技术与产品的迅猛发展。笔者认为,实验室经费可以通过学校投入和争取企业赞助两个方面获得。同时,要鼓励专业实验室的教师自制、开发相关仪器,并加以推广创收,增加经费来源。另外,在实验仪器台套数较少的情况下,也可采取实验预约制度,学生可以根据自己的情况自主选择实验项目。这样可以将学习的主动权交给学生,激发学生的学习热情,也可以减少由于实验仪器台套数不足造成的影响。这样虽然增加了教师的工作量,但却有效地利用了仪器,使每个学生都能接触到仪器,都能动手操作,从而取得了较好的教学效果。

三、 实验教学方法的改革

在实验教学过程中,教师总是注重向学生讲解理论知识、实验仪器的使用以及实验技巧。实验往往也是老师提前设计好的,学生只需要按老师的指令和书面的步骤一步步操作,学生的积极性和主动性不能发挥,实验过于死板,忽略了对学生兴趣的激发、思维的开拓。另外,实验涉及的知识面太窄,综合性比较差,极大地限制了学生思考、总结、分析问题等能力的培养,尤其是创新意识和实践能力的培育。而学生也不能积极探索实验本质和设计实验等。为改变目前实验室的现状,可以从以下几方面着手。

一是在具体实验教学的实施上,采取任务教学法。该教学法是以学生为中心,老师通过多种方式的启发、引导激发学生学习兴趣,以培养学生学习能力为目标的一种教学方法。学生是课堂的主体,是研究探索的主导者,老师主要发挥启发引导的作用。每个实验都事先设计了一系列的问题,学生正式开始实验操作前要回答这些问题,预习情况的好坏直接关系到实验能否按时完成和完成的效果。实验进行中,学生有问题向老师提问,老师引导启发学生自己寻找答案。另外,老师要密切注意每组学生的实验进程,正确地引导,发现问题及时纠正,同时在实验的过程中启发学生对实验操作和现象进行思考。这样的实验过程充分发挥学生的主体功能,激发了学生的积极主动性和探索精神,同时也有利于他们应用能力的提高。二是开设综合创新性实验,鼓励学生创新。激光原理与技术是一门技术性和实用性很强课程,也满足培养学生创新能力的要求,而这些创新能力的培养主要通过实验来实现。创新性实验允许学生根据实验室现有的仪器条件,自行设计实验方案,并在老师的启发和引导下进行实验。对于一些实验室没有,但价格又不贵的设备可以由学生提出,实验老师帮助购买。在实验内容上也可以由学生自己选择,只要与激光技术及其应用相关即可。创新实验的开展,给了学生充分的自由选择机会和发挥的空间,使他们的潜力得到更充分地发挥,有利于培养创新能力。

结语:激光原理与技术是一门综合性很强的课程,是电子、信息、物理等专业的本科生课程。主要阐述激光器的基本原理和理论,内容一般包括激光器的光谐振腔理论、速率方程理论和半经典理论,典型激光器和激光技术应用。该课程内容抽象,只靠课堂讲授很难达到预期的教学效果,学生很难真正理解该门课程的基本理论和应用。本文对加强激光原理与技术的实验教学方面进行了探讨。从提高认识、加强投入以及改变教学方法三个方面入手进行分析,讨论了如何通过激光原理与技术的实验教学,提高学生的学习兴趣,增加学生的学习积极性,培养学生观察问题、思考问题、解决问题的能力,培养符合时代需求的应用创新型人才。

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(重庆理工大学)

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