韓 超

安徽工程大學電氣工程學院 安徽蕪湖 241000

1 激光原理與技術課程現狀分析

激光原理與技術課程，作為光電信息工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課，具有一定的基礎性又有很強的專業(yè)性，它以應用光學、物理光學等基礎課程為基礎，又是光纖光學、信息光學等課程的基礎，起到承上啟下的重要作用。本課程的教學內容既有抽象的理論，也有廣泛的極具吸引力的技術應用，其應用范圍涵蓋目前科技的眾多領域。該課程的主要任務是使學生掌握激光理論的相關基礎知識，掌握激光產生的基本原理，掌握光學諧振腔與激光模式的基礎理論，了解激光器的結構特點和基本特性，了解激光的應用領域與典型應用技術，了解高斯光束的基本特性，掌握激光特性的控制與改善方法。本課程的突出特點是既有較深的理論知識又有廣泛的應用領域，因此必須做到理論與實際操作密切結合，強調技術的應用。

根據本課程的特點以及社會對光電信息類創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，現有的教學理念及教學方法必須轉變才能滿足社會對光電信息類創(chuàng)新型人才的高標準要求。因此，要牢牢抓住培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為主導的教育教學思想，應用與之相應的教學方法與教學手段，調整教學結構，使教學方法與手段成為實現教學理念的必要手段。激光原理與技術課程以概念多、理論深奧、應用范圍廣、實用性強為特點。課程學習除要求學生具備較好的數學、物理、光學基礎知識外，還須有較強的推理能力。另外，原子能級的躍遷規(guī)律、激光產生的條件、光學腔的結構特點及高斯光束的傳輸規(guī)律等，這些內容借助板書和教師的講解很難表達透徹，學生理解較困難。隨著高校卓越工程師計劃的實施，社會和學生對教師的教學能力提出了更高的要求，理論課的教學學時被壓縮，但不能降低教學質量，實踐課的教學學時要增加，對學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求較高，教師也切身感受到了教學的壓力。因此，在這種教育背景和教育環(huán)境下，必須從教學方法、教學手段、教學內容、考核方法等方面加大改革力度，激發(fā)學生的學習積極性和主動性，提高教學質量。

2 教學內容與教學手段的改革

針對傳統(tǒng)教學模式下，教師講解、推導，學生缺乏感性認識、被動接受、不易理解等問題，在授課過程中可以向學生展示實物并講解其原理、結構及應用，如各種常見激光器、全息工藝品、激光測距儀等，以增強學生的感性認識、培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習興趣。利用Matlab軟件對激光原理與技術課程的相關內容進行動態(tài)仿真、播放視頻、展示圖片等多種靈活的教學模式，從而使學生想學、樂學、善學，真正發(fā)揮學生學習主體的作用，激發(fā)學生的學習積極性，為激光原理的學習、光電信息創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)打下堅實的基礎。

要實現上述教學模式描述的教學效果，制作一套文字精練、層次分明、條理清晰、便于操作、生動形象的多媒體課件，是教學環(huán)節(jié)中至關重要的內容。通過多媒體課件播放與教師講解，使學生對課程中的重點、難點有一定的感性認識，便于他們理解和掌握，如對原子發(fā)光機理中的能級躍遷過程，光學諧振腔的結構及工作機理，對高斯光束的形象描述，激光在物質中的傳播，光與物質的相互作用，激光特性控制與改善的原理與過程展現，激光在國防、工業(yè)、醫(yī)學等領域的具體應用進行實例描述等，可以結合LabVIEW，Matlab軟件進行模擬、仿真，采用動畫、視頻等生動靈活的方式進行教學。使學生在輕松愉快、趣味橫生、內容多變的教學環(huán)境中學習和思考，以激發(fā)學習興趣，拓展想象空間，提高學生對知識的掌握水平，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新水平，從而達到提高教學質量的目的。制備了豐富多彩、內容充實的多媒體課件，并不意味著萬事大吉，還要避免課件華而不實、夸夸其談，要注重基礎知識、基本概念、基本性質、基本現象的講解，注重公式的物理意義、內涵與外延、應用領域及應用范圍的講解，要注重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的正確方法，以提高學生分析問題及解決問題的實際能力，同時要注重啟發(fā)式教學，注重學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 實驗與考核模式的改革

目前，激光原理與技術實驗主要包括激光器的組裝調試與主要參數調試、應用激光干涉進行位移測量、He-Ne激光器光斑尺寸與遠場發(fā)散角的測量、激光全息的記錄與顯示。實驗目的是讓學生掌握激光器的結構原理，主要參數調試，激光在工業(yè)、安全等領域的應用，幫助學生建立激光系統(tǒng)的完整概念和綜合運用所學知識的能力。

對于我校而言，光電信息工程專業(yè)是一個新開設的專業(yè)，光電信息方面的各個實驗室仍處于建設階段，因此，激光原理與技術實驗教學面臨實驗儀器數量、種類有限，可開展的實驗項目受限等困難，然而，這對教師而言既是挑戰(zhàn)又是機遇，教師要化不利為有利，可摒棄傳統(tǒng)以驗證性實驗為主的教學模式，代之以應用型、創(chuàng)新型實驗為主導，以驗證性實驗為輔的實驗教學模式進行教學。首先，教師帶領學生以現有的芯片、微機電產品、光學產品為基礎，自己動手搭建相應的實驗平臺與實驗系統(tǒng)，進行應用型實驗與創(chuàng)新型實驗研究。這對我校的本科實驗教學理念產生了較大影響。其次，利用軟件編寫代碼在自己搭建的實驗平臺與系統(tǒng)中進行實驗模擬及開發(fā)，如模擬激光的傳輸、干涉、衍射、激光全息的生成與再現等效果，從而建立一套以目前主流軟件和先進硬件為基礎，可以方便靈活地模擬用激光進行信息處理、測量的仿真、創(chuàng)新實驗系統(tǒng)。利用建立的實驗系統(tǒng)與平臺，結合重大科技競賽，如飛思卡爾智能車競賽、大學生挑戰(zhàn)杯競賽等，達到全方位、立體化地培養(yǎng)學生理解知識、應用知識及創(chuàng)新能力的目的。

在考核方式上，采取理論課+實驗課的考核方式，適當降低理論課的考核比例，增加實驗，尤其是創(chuàng)新實驗的考核比例。此外，如果學生在與此課程相關的競賽、專利等方面獲得較好成績，可以等同該課程實驗考核為優(yōu)秀。

通過這種方式，可以最大限度地拓展激光實驗的數量與領域，鍛煉學生實驗技能及工程實踐能力，真正理解與掌握激光原理與技術課程的相關內容，從而真正激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，達到為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。

4 結束語

分析了我校激光原理與技術課程的教學現狀，以滿足社會經濟、科技發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求。以服務地方經濟發(fā)展為目標，提出了充分利用當前科技手段和現代教育教學理念，對激光原理與技術課程教學內容、實踐教學方法進行改革，并對提高學生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出建議和思路，以期對該專業(yè)本科教學質量的提高有所幫助。

[1] 范愛平.多媒體教學方式應用的調查與思考[J].電氣電子教學學報,2006,28(3):98-101.

[2] 李紀紅,李良洪,胡云朋.多媒體技術在教學中的利弊分析[J].科技視界,2012(5):91-92.

[3] 廖蓉.淺談實施大學生創(chuàng)新性實驗計劃對高校學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中國現代教育裝備,2011(3):122-124.

[4] 鐘先瓊,胡曉飛,羅莉,侯俊勇,向安平.《激光原理與激光技術》課程建設與教學改革的實踐探索[J].成都信息工程學院學報,2009,24(4):422-426.

[5] 楊艷芳,馬國宏,何英,施解龍,閻曉娜.《激光原理與技術》課程教學改革的實踐探索[J].江蘇教育學院學報:自然科學版,2013,29(1):39-40.