郭中华，郑庭海
（兰州城市学院培黎工程技术学院，甘肃兰州730070）
摘要：构建光学课程的教学新模式，培养大学生的科研创新能力，以适应新升本院校建设教学应用型本科大学、实施高教强省战略的需要，我们从创新教育理念出发，在教学实践中进行了一些尝试并取得了良好的效果。
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关键词 ：新升本院校；光学；教学新模式；科研训练
DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.06.019
中图分类号：G642.0文献标识码： A 文章编号：1671—1580（2015）06—0044—02
基金或课题：甘肃省教育科学“十二五”规划课题（［2012］GSGXG045）；兰州城市学院教育教学研究项目（2012-JY-38，2013-JY-16）。
收稿日期：2014—12—22
作者简介：郭中华（1979— ），女，甘肃金昌人。兰州城市学院培黎工程技术学院，副教授，研究方向：光学及光学实验教学。
郑庭海（1971— ），男，陕西延安人。兰州城市学院培黎工程技术学院，副教授，研究方向：教育管理。
经典的光学理论和实验方法在促进科学技术进步方面一直发挥着重要的作用，而光学课程是物理学专业的重要基础课。面向地方经济建设，以应用型本科教育为发展目标，光学课程的教学体系也应转变为以科学素质的教育为主， 注重教育的社会功用，培养知识与技能兼备的高层次应用型人才，形成教学与科研的良好互动。面对现代光学技术的飞速发展、知识体系的不断更新及教学手段的现代化等因素，如何优化课程结构，重新构造课程体系，选取适合于应用型本科教学目标的光学教学内容，改变传统的教学培养模式，焕发传统学科的生命力，培养研究型和创新型人才显得尤为迫切。
结合多年的课堂教学经验以及大量的调研工作，我们以课程体系的改革与创新为契机，构建体现应用型本科院校特点的光学课程教学模式，突出学生创新能力的培养。从教学内容的选取、开放实验平台的建设、加强与周边学科的关联几个方面入手，形成了自己的一些特色，并取得了良好的教学效果。
一、简化经典教学内容，引入学科发展新技术，实现教学内容的现代化
适当引入现代光学知识内容，介绍学科发展的新技术，开阔学生的视野，实现教学内容的现代化，这是光学课程教学内容改革的趋势，［1］ ［2］对于学生探求基础知识的价值、潜移默化地培养学生的科学素养和思维能力是十分必要的。
对于经典光学的教学内容改革，［3］ ［4］不应该只是内容的简单扩充，而要把教学内容中最基本的原理和现代光学技术理论中能够相对应的基础知识作为重点，对教学内容进行更新和整合。比如：对光的干涉和衍射现象的原理分析，需要涉及非常复杂的数学过程，这些过程现在完全可以简化，因为利用科学计算程序的数值方法不仅可以进行精确计算，［5］还可以进行数值仿真和模拟，所以只需要讲清图样的分布特点即可；在几何光学部分，简化一些基本原理，诸如费马原理在反射、折射原理中的推导、理想光具组作图法求像和像差原理介绍等，加入以基本光学原理为基础的现代光学技术介绍，如光导纤维及其应用、光电开关、指纹锁、集成光学简介等；对于光的量子理论不宜过多讲解光电效应等学生熟知的现象，而应该从光的本性角度来分析光与物质相互作用的量子光学规律；在现代光学基础部分加入激光技术的发展和应用研究等内容，开拓学生的知识视野。
在教学中渗透前沿科技基础知识，拉近学生和前沿知识的距离。比如：在光纤传光原理中可引入梯度折射率材料的基本理论、自聚焦透镜的成像特征以及光栅光纤传感技术的介绍，［6］指点学生联系光栅、光纤、折射率这几个知识点进行思考，使学生认识到基础知识具有的生命力和反映的时代性，激发学生获取新知识的求知欲，借此机会可让学生查阅资料，了解其相关发展和应用，还可以设计相关的实验项目或创新课题，进行分析或演示等。
二、借助现代教育技术构建开放实验平台，在强调物理概念的同时，构建物理图像，进行素质教育和创新教育
在光学课程的教学中，常存在着理论内容和实验教学的脱节，因此，在课堂教学中应注重相应实验现象的讲解，让学生了解实验装置结构，建立数量级的概念，强调物理概念的同时构建物理图像，可以借助现代教育技术来实现学习资源的优化。依托校园网、高等学校教学资源网和数字图书馆，提供丰富的教学课件、讲义及多媒体素材等，扩大学生知识的信息量，将基础理论、科研进展及光学技术的应用结合起来。
此外，依托丰富的教学资源和当前的硬件设备构建开放实验平台。首先，开放课程实验教学内容，学生可结合自己的学习计划和时间安排选取实验内容、设计实验方案、选择所需的实验仪器，在教师的指导下进行测试和结果分析，充分发挥学习的主观能动性；其次，响应学院实验室开放的政策，开设开放性实验项目，拓展光学、光学实验的广度和深度，启发学生去建立物理图像，由此增加近代光学新知识的引入，增加物理学知识在工业、科技等领域中的应用范例；最后，结合课程实验，启发学生进行课程设计和教学研究，同时，鼓励和引导学生积极参与大学生物理科技作品竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛项目、大学生科技创新项目等科技活动，发挥学生的创造性，这不仅可以使学生了解本专业领域的工程实际问题或学科前沿动态，还有利于学生科学素质的培养。
目前，实验中心已开放多项开放性实验项目，并指导学生撰写和发表相关研究论文多篇，同时，指导学生参与科技创新项目、课外学术科技作品项目，多次获得省级和国家级奖励。这种以团队合作形式进行的实践活动使得学生综合应用所学知识分析和解决实际问题，不仅扩大了学生的知识视野，启发他们的思维，而且通过这些活动培养了学生的设计思想和敢于创新的精神，更重要的是，他们的团队协作能力、交流表达能力等科研素养也得到了有效的提高。
三、深入研究课程内容与周边学科的联系，打开学生的创新思路
能源问题是当今人类致力于开发利用的重点领域，而目前我国可再生能源专业人才自主研发能力薄弱。2006年，我国开始实施的《可再生能源法》明确规定，教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程。
我院为了培养能源利用的应用型人才，迎接新能源时代的到来，开设了新能源科学与工程专业。依托其实验平台，我们在光电检测、光电性质研究和光伏技术应用等方面开设了研究性实验项目，从相关科研项目或生活实际需求中提取原料和课题供给学生从事研究，并积极组织学生参加各种交流活动，进行研究性实验。
四、结束语
我们在光学课程方面进行了上述积极有益的探索和改革，提升了课程教学的整体水平，获得了良好的教学效果，学生的动手能力、团队合作能力、综合素质有了明显的提高，很多学生愿意继续深造，报考光学、光学工程方向的研究生。但是课程改革是一项长期的工作，需要从多方面、多层次开展，需要不断地与时俱进，以创新教育理念为出发点，以后可以研究将现代化教学手段的应用与开放式教学相结合；探讨双语教学、讨论指导课等新的教学方式、教学方法的改革；探讨课程群的建设，包括精品课建设、教辅资料建设、加强信息物理基础教育等；引入更加人性化、立体化的考核方式，公平体现学生的学习能力，并对教学效果进行评价，以提高学校人才培养质量和社会服务能力，促进新升本院校整体教育教学质量的提高。
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参考文献］
［1］陈万金等.关于高师光学课程体系和教学内容改革的思考与实践［J］.吉林师范大学学报（自然科学版），2006（2）.
［2］于国萍，游璞.改革光学教材，适应社会需要［J］.光电子技术与信息，2005（2）.
［3］赵凯华，钟锡华.光学［M］.北京：北京大学出版社，2008.
［4］姚启钧.光学教程［M］.北京：高等教育出版社，2008.
［5］钟曦旭，杨万民，唐纯青.MATLAB及其在大学物理课程中的应用［M］.西安：陕西师范大学出版社，2006.
［6］胡玉禧，安连生.应用光学［M］.合肥：中国科学技术大学出版社，1996.