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文本内容:
光信息科学与电动力学课程教育研讨作者卢俊陈桂波李金华孔梅金光勇单位长春理工大学理学院物理系
一、光信息科学与技术国家一类特色专业我校光信息科学与技术专业历史悠久、办学基础好、生源质量高、专业方向应用性强为适应国家对激光科学与技术及光信息技术高素质人才的需求,发挥我校光信息科学与技术专业应用性强的优势,围绕“特色教育,服务社会”的宗旨,2009年申报成功了光信息科学与技术国家第一类特色专业,目标是建设一个以激光科学与技术和光信息技术两个专业方向为优势方向,特色鲜明的名牌专业,使之在培养质量方面达到或接近国内一流水平在专业边缘领域,大胆开拓,不断扩展研究内容,使该专业成为国内激光科学与技术和光信息技术方向高级人才的培养基地,满足社会发展需要,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用电动力学作为该专业重要的一门专业基础课程,需进行教学内容和教学方式的改革,以适应特色专业的建设和培养高质量毕业生要求
二、电动力学课程教学现状及课程特点电动力学课程内容,对大多数学生来说感觉到比较难学原因是知识点较多,抽象难懂数学推导复杂,要求有较强的数理基础虽然有些电动力学问题接近实际,比如波导问题、天线问题,但学生要理解和解决这些问题,需要一定的过程,由于上述问题的存在,使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门;上课听讲似懂非懂,下课做题无从下手并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率同时,现代大学生与80年代大学生比,缺乏主动思考意识和能力,都严重影响电动力学课程的教学效果
三、教学改革设想及实施我校光信息科学技术专业本科生的培养中,激光器及技术是一个重要的专业方向因此在电动力学课程教学中,如何将与专业基础相关教学内容更扎实、有效地贯穿教学,并激发学习兴趣,采取以下教学改革设想及措施
3.1教学内容改革根据专业特点,对教学内容进行调整,并适当引申,为学生后续的平台课如物理光学、激光原理,以及专业课如激光器件、导波光学等奠定良好基础比如,对电磁波传播的相关内容重点讲解并结合教师的科研等背景进行引申及拓展其中关于模式及其形成条件,结合导波光学及物理光学内容,概念交待清楚,条件讲解透彻,为后续课程的学习奠定良好基础在亥姆霍兹方程的讲解中,引入前沿热点问题如“负折射率”问题,使学生了解其理论基础在教材中作为选学内容的高斯光束问题,对该专业的学生交待清晰,为后续的激光原理奠定基础凡此不再赘述,总之,对教学内容的制定,以为学生更好学习后续课程及激发学习兴趣为原则
3.2教学方式改革在电动力学课程的教学中,改变以往单纯板书、课件的教学模式尝试使用讨论式教学、课程小论文及结合教师科研讲座与板书、课件相结合的教学方式传统板书教学方法对公式的推导及其有利,也符合学习的学习习惯但在涉及较抽象问题时,使用课件教学更直观、形象,有利于学生对具体问题的理解如涉及形成模式的条件----------------驻波问题,以及偶极子天线的辐射问题,利用课件的动画演示,极大提高了教学效果在课程的讲解中,穿插讨论式教学,实现教师和学生的互动,调动学生学习的主动性教师结合课程中不同章节的内容及特点,设置具体问题在课堂上展开讨论是一种形式对于课程小论文及教师科研讲座,安排在电磁波的传播内容讲解之后,有利于培养学生的兴趣和创造性我们的教师梯队均为博士毕业,涉及光学、物理电子学、光学工程、凝聚态物理、计算电磁学五个学科,且承担包括国家自然基金、“863”、“973”及工程类项目,为结合不同的学科开展前沿问题讲座,并将研究成果引入课堂,激发学生学习兴趣提供了良好条件为此,在课程教学中穿插了与课程相关的前沿问题讲座比如全固态激光器的研究进展、光子晶体及ZnO纳米材料研究进展等,通过前沿问题讲座的尝试,学生积极性很高,取得了预期效果关于课程小论文,我们安排在了讲座之后,教师根据专业特点和学生基础,给出题目和时间节点,其间学生与教师有交流,教师进行指导,使学生更好地完成小论文,只是这个环节需要的时间较长,需要教师后续跟踪并总结通过科研讲座及小论的尝试,以初步取得成效,所教授的学生据此参加了全国大学生创新大赛并获奖,所研究结果也在相关刊物发表文章这种教学模式的探索,极大提高了学生学习的能动性,有利于培养学生的学习兴趣及提高培养质量
四、总结结合国家特色专业建设,对电动力学课程教学内容和教学方式进行了有益探索,并取得较好的效果通过进一步的研究和实践,努力形成一种稳定的教学模式。