摘 要:新形勢下,傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革勢在必行。光學(xué)課程內(nèi)容多、系統(tǒng)性強,傳統(tǒng)教學(xué)方法在教學(xué)實踐中遇到了巨大的挑戰(zhàn)。使用前沿知識導(dǎo)引,合理安排多媒體的容量,改革作業(yè)形式等創(chuàng)新教學(xué)方法可以在實踐中起到較好的效果。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新教學(xué);光學(xué);新生代大學(xué)生
一、 當(dāng)代大學(xué)生的現(xiàn)狀
當(dāng)今高校所面對的本科生全部出生于1990年以后,作為獨生子女的他們在性格和價值取向和大學(xué)大規(guī)模擴招以前的大學(xué)生有很大的不同,因此被稱為新生代大學(xué)生。新生代大學(xué)生的顯著特點是自我意識強、興趣廣泛、對西方文化的認(rèn)同感強、抗壓能力弱、自律性差。隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,人們獲取知識的渠道更加多元化,新生代大學(xué)更易于找到教科書以外的興趣點。
我國的教育長期受前蘇聯(lián)模式的影響,從中學(xué)階段實行文理分科,過分強調(diào)專業(yè)知識的獲取。導(dǎo)致學(xué)生知識面過窄,缺乏創(chuàng)新能力,如果缺乏興趣很難進行調(diào)整。同時,我國大學(xué)的錄取側(cè)重于學(xué)生文化課的考試成績,致使中學(xué)生花費大量的時間和精力應(yīng)付考試,一定程度上引起了學(xué)生的厭學(xué)情緒。因此,新生代大學(xué)生在大學(xué)校園寬松的氛圍下,容易喪失學(xué)習(xí)專業(yè)知識的熱情,以敷衍的態(tài)度對待大學(xué)生活。
作為普通高等院校的物理學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生,在厭學(xué)方面的表現(xiàn)尤為明顯。一方面物理學(xué)專業(yè)學(xué)科發(fā)展成熟,理論體系嚴(yán)謹(jǐn),相對枯燥。另一方面在就業(yè)市場處于劣勢。主要表現(xiàn)是學(xué)習(xí)主動積極性不高,到課率低,課堂氣氛沉悶,作業(yè)抄襲,以無所謂的態(tài)度應(yīng)對成績評定。
幸運的是,新生代大學(xué)生在高校的表現(xiàn)已經(jīng)引起了普遍重視,改革教學(xué)方法勢在必行。本文在分析光學(xué)課程目前教學(xué)中所遇到的困境的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實踐中摸索到的經(jīng)驗,嘗試為本科光學(xué)教學(xué)做出有益探索,以期為同行借鑒。
二、 光學(xué)課程的教學(xué)大綱和教材
光學(xué)是物理學(xué)的重要分支學(xué)科,是理論物理、物理教育、應(yīng)用物理、光信息、光學(xué)工程等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一,在課程設(shè)置中具有重要意義。光學(xué)主要研究幾何光學(xué)與波動光學(xué),并為激光物理學(xué)、光信息處理、光纖光學(xué)等課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展,光學(xué)知識已滲透到通信等領(lǐng)域,并在許多領(lǐng)域的作用日益加強,光學(xué)課程的重要性不言而喻。
各高校由于受學(xué)時和具體專業(yè)方向的影響,所采用的教材也不盡相同。姚啟鈞先生編寫的教材《光學(xué)教程》由于體系的獨到之處受到了理工科高校相關(guān)專業(yè)的青睞。該教材目前已出第五版,內(nèi)容包含干涉、衍射、幾何光學(xué)原理、光學(xué)儀器的基本原理、光的偏振、光的吸收等。其主要特色是體系嚴(yán)謹(jǐn)、深入淺出、內(nèi)容豐富,在教學(xué)實踐中得到了廣大師生的好評。
光學(xué)教材的成熟并不能引起學(xué)生的興趣,在多年的教學(xué)實踐中遇到了各種挑戰(zhàn),歸納起來主要有以下幾個方面。
三、 光學(xué)教學(xué)中存在的問題
(一) 主觀能動性不足
經(jīng)歷了中學(xué)時代題海戰(zhàn)術(shù)的洗禮之后,新生代大學(xué)生對理論課程的學(xué)習(xí)積極性普遍偏低。大學(xué)剛開始時到課率高,課前預(yù)習(xí),課后復(fù)習(xí)的學(xué)生也多,而在完全適應(yīng)大學(xué)生活后,常去圖書館或自習(xí)室的學(xué)生數(shù)量明顯下降,到課率開始降低,出現(xiàn)考前突擊現(xiàn)象。捷克教育家夸美紐斯說:“興趣是創(chuàng)造一個歡樂和光明的教育環(huán)境的主要途徑之一。”如果沒有產(chǎn)生濃厚的興趣,主觀能動性不足,為了學(xué)分而上課其效果是可想而知的。
光學(xué)由于理論性和系統(tǒng)性較強,且和高中內(nèi)容聯(lián)系不甚緊密,在大學(xué)階段如果對高等數(shù)學(xué)、電磁學(xué)等課程的理解不透徹,在光學(xué)課程的學(xué)習(xí)中就顯得力不從心,容易自暴自棄。
(二) 內(nèi)容龐雜
光學(xué)的發(fā)展歷史可以追溯到2000年以前,在那時古人已開始描述光學(xué)現(xiàn)象,總結(jié)光學(xué)規(guī)律,發(fā)展光學(xué)理論。發(fā)展到今天,光學(xué)就體系而言,物理光學(xué)和幾何光學(xué)已經(jīng)形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系。 干涉、衍射、偏振等波動光學(xué)知識、量子光學(xué)、幾何光學(xué)和光學(xué)儀器在現(xiàn)實生活中具有廣泛的應(yīng)用,也是本科生進入研究生階段學(xué)習(xí)的必要基礎(chǔ)。為了體系的完整,也考慮到激光等光源在現(xiàn)實生活中的諸多應(yīng)用,現(xiàn)代光學(xué)的內(nèi)容不能完全省略。
因此,光學(xué)課程的內(nèi)容龐雜,在本科教學(xué)中存在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時的沖突,導(dǎo)致學(xué)生掌握課堂內(nèi)容的難度增大。
(三) 作業(yè)抄襲
目前,各大學(xué)為了提高教學(xué)質(zhì)量,在教材的選用上慎之又慎。選用的教材基本都是經(jīng)過無數(shù)遍實際教學(xué)檢驗的成熟教材,其習(xí)題也在各高校課程建設(shè)中完成了參考答案。在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達的今天,學(xué)生想要得到參考答案輕而易舉,毫不費力,也就不會下工夫去融會貫通。
顯然一套全新的課后習(xí)題就可以解決上述問題。但課后習(xí)題要完全適合教學(xué)內(nèi)容,其科學(xué)性的要求使編寫一套完整的課后習(xí)題不可能輕而易舉。于是作業(yè)抄襲在學(xué)生心目中心照不宣,任課教師想改變,卻發(fā)現(xiàn)心有余而力不足。
(四) 評價機制呆板
各高校對于理論必修課學(xué)習(xí)成果的評價機制大同小異,大都包含平時成績和考試成績兩個部分,只是權(quán)重不盡相同??荚嚦煽冎乜疾鞂W(xué)生對理論的掌握程度,不能反映學(xué)生的創(chuàng)新能力。部分學(xué)生為了應(yīng)付考試,死記公式對付習(xí)題,使學(xué)習(xí)過程顯得枯燥毫無樂趣。平時成績中的作業(yè)環(huán)節(jié)并不一定反映學(xué)生的真實水平,而課堂提問具有突然性。因此,這種評價機制對新生代大學(xué)生來說顯得較為僵硬。
在光學(xué)的教學(xué)實踐中,光學(xué)理論的系統(tǒng)性和專業(yè)性對部分基礎(chǔ)欠缺的大學(xué)生顯得較為吃力,教學(xué)內(nèi)容龐雜且缺乏興趣是學(xué)生最大的挑戰(zhàn)。在課堂上常常出現(xiàn)趴到一大片的現(xiàn)象,浪費時間、精力。對于上述光學(xué)實際教學(xué)中出現(xiàn)的問題,需要在實際中不斷探索并加以解決。
四、 創(chuàng)新教學(xué)
(一) 直觀形象的演示
光學(xué)課程中的許多光學(xué)現(xiàn)象可以在實驗室重復(fù),也可以利用圖片的形式加以展示。直觀形象的演示效果比枯燥的說教更具吸引力,尤其是演示教具在課堂的使用。
在許多老師的概念里,教具只在小學(xué)、中學(xué)階段的課堂上使用,進入大學(xué)階段的教育不再需要教具作為輔助手段。然而可見光的干涉、衍射等現(xiàn)象只要對光學(xué)儀器稍加改造就可以實現(xiàn)清晰的畫面。伴隨著半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn),體積小、重量輕、相干性好的光源已不再是難事。在課堂運用教具演示光學(xué)現(xiàn)象,給學(xué)生以直觀感受、提高學(xué)習(xí)興趣是一種值得嘗試的手段。endprint
(二) 多媒體的合理使用
多媒體教學(xué)在各高校教學(xué)的應(yīng)用中已非常普遍,借助計算機,綜合運用聲音、圖像、文字、動畫等信息,在學(xué)生大腦里形成直觀的形象。多媒體教學(xué)是一把雙刃劍,其優(yōu)點是課堂容量大、直觀、形象。但由于較快的進度和較大的容量對于學(xué)生的理解提出了巨大的挑戰(zhàn)。往往是學(xué)生在思考消化前面內(nèi)容時,后續(xù)內(nèi)容接踵而至,令學(xué)生目不暇接。
就光學(xué)教學(xué)而言,波動光學(xué)部分的干涉和衍射花樣如果用多媒體演示顯得形象、逼真、具有立體感,有助于學(xué)生理解復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象。但過多的使用多媒體反倒使學(xué)生形成審美疲勞,因此光學(xué)教學(xué)應(yīng)限制多媒體的濫用。
(三) 數(shù)學(xué)軟件的使用
光學(xué)教學(xué)中許多內(nèi)容可以利用數(shù)值模擬方法調(diào)動學(xué)生主動參與,例如在波動光學(xué)中,利用惠更斯菲涅爾原理解釋光學(xué)衍射現(xiàn)象時可以借助教學(xué)軟件來分析光學(xué)現(xiàn)象。不需要花大氣力,利用大學(xué)C語言就可以完成諸如光柵衍射現(xiàn)象的物理解釋。當(dāng)然,利用人機友好的軟件,例如Matlab和Mathematics可以更容易地實現(xiàn)光學(xué)現(xiàn)象的解釋。學(xué)生主動參與教學(xué)進程效果優(yōu)于滿堂灌的教學(xué)方式。
(四) 作業(yè)的合理布置
課后作業(yè)對于掌握課堂內(nèi)容非常重要,大多情況下以所選教材課后習(xí)題為作業(yè)可以節(jié)約教師時間。但相同的作業(yè)無疑可以抄襲,且沒有考慮學(xué)生之間的差異,沒有做到因材施教。
因此可以考慮布置小論文訓(xùn)練學(xué)生獲取信息的能力、綜合能力以及文字表達能力,且可以做到因材施教。在平時成績的評定中予以肯定不但可以激發(fā)學(xué)生的興趣,而且對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有裨益。
(五) 光學(xué)前沿的導(dǎo)向作用
隨著量子信息的飛速發(fā)展,其在通訊領(lǐng)域的優(yōu)勢顯而易見。引導(dǎo)學(xué)生進行光學(xué)前沿知識的探索,可以增強學(xué)生興趣,提高學(xué)習(xí)主動性。促使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
本文就光學(xué)教學(xué)中的實際困難進行了分析,并結(jié)合多年的教學(xué)實踐提出了可行的方案,其核心是利用前沿知識激勵學(xué)生,用靈活的考核手段因材施教、用直觀形象的教學(xué)代替枯燥的說教,創(chuàng)新教學(xué)的方法是對光學(xué)教學(xué)中的有益探索。
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作者簡介:王利強,陜西省西安郵電大學(xué)理學(xué)院。endprint