大学物理波动光学总结大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇大学物理波动光学总结范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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中图分类号：G642 文献标识码：A

大学物理课程是高等学校面向理工科专业学生开设的一门必修公共课程，随着教育的发展，传统的大学物理教学模式已经不能很好地适应时代的要求。为更好地服务应用型人才培养目标，江苏科技大学苏州理工学院对大学物理课程教学进行改革，实施模块化教学。

在教学过程中，采取传统的教学手段和多媒体教学且结合网络课程网站辅助的教学方式，但由于物理内容知识点较多且多媒体教学信息量大，而一些本科大三学生数理基础薄弱，使得学生要在较短的时间里掌握较多的大学物理知识很困难，在这种情况下，选择一个方便快捷的平台，实现与学生点对点、点对面的文字、图片、语音、视频等多种方式的交流对学生进行课后答疑辅导，就显得非常重要。

1.传统答疑方式的意义与不足

传统的面对面的答疑方式有以下两种：一是学生在课间与课后提问，由教师解答；二是学生课后作业，由教师批注，纠正学生的学习错误。这种面对面的答疑方式，可以增强师生之间的交流互动，使教师能够充分了解学生的学习情况。然而，这两种方式也存在不足。例如课间答疑时间太短，教师只能回答学生提出的某个具体问题，而不能对其进行全面解释，不能满足学生需要；课后答疑，通常采取定时定点安排教师进行答疑的方式，空间时间约束性太强，而学生由于有多种因素影响如学生较腼腆而没有去问，效果一般。

2.手机微信答疑的可行性及实用性

随着智能手机的普及，学生的上网方式发生了很大改变，即从机房、寝室等的电脑固定上网转变为在校园随时随地使用智能手机、平板电脑上互联网的多种模式。在众多聊天软件中，微信是最受学生喜爱的一种。微信具有支持视频、图片、文字、语音、群聊等特点，利用微信搭建师生交流的新平台成为可能。同时，大学校园里的免费WiFi网络、移动通信WiFi网络等，基本实现了免费或低成本的手机互联网，更是成为搭建微信平台的一大有利因素。因此，笔者就自己所教班级建立了相应的大学物理微信群，使得答疑变得方便快捷，拓展了答疑时间空间。班级里大多数学生都加入该群，在群里可以非常方便地讨论物理问题。此外，我们会在群里转发一些现代物理前沿或物理在工程技术上的应用例子或与教学内容相关的物理学史，从而激发学生学习兴趣。该平台给师生互动带来的及时性是其他答疑平台（如课程网站）所不能比拟的。手机微信答疑方式方便、实用，作为教学辅导工具成效显著。

3.微信答疑对课堂教学的反馈促进作用

通过微信平台答疑，可以方便统计学生反映的个性与共性问题。通过所提出的个性问题的数量与质量，可以了解学生对教学内容的关注程度，理解思考程度、主动学习程度。对于消极、被动学习的学生，可以在课堂上多加引导，促进其主动学习。对于共性问题，则需要教师高度重视，它是教学的重点与难点，教师应充分准备所需资料后，再在课堂上进行集中讲解，确保学生掌握该知识点，实现答疑对课堂教学的反馈促进作用，提高教学质量。比如对于简谐振动中利用旋转矢量法确定振动初相位知识点，有相当多的学生通过平台反映，不明白如何运用该方法进行求解。而如果没有掌握该方法，将不能很好地求解机械波的波动方程，不利于对机械波的物理意义的理解，进而影响后阶段对波动光学内容的学习。通过该平台的反馈，我们及时对该知识点进行重点讲解，使得学生较好地掌握该方法，方便后续内容教学。

4.总结

在大学物理教学过程中，采用面对面的答疑和微信平台答疑两种方式，能有效地促进学生的学习，提高教学质量。当然，利用网络信息技术搭建平台进行答疑，除了微信，还可以采用其他方式。如以班级为单位建立QQ群、通过电子邮件答疑等。总之，答疑是课堂教学的有效补充工具。

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二、地方应用型本科院校大学物理教学改革措施

培养应用型人才既是现代社会经济发展的必然需求，也是本科院校立足于教育市场的有效方法。大学物理是很多地方应用型本科院校的必修课程，这门课程可帮助学生打好扎实的专业基础、提高学生的科学素养及创造性思维能力。［3－4］因此，地方应用型本科院校大学物理教学现存在的问题必须解决。第一，更新教学内容，实施“模块组合”教学。教学内容是学生获取知识的主要来源之一，不同教学内容的组合是激发学生学习兴趣的一种手段。首先要更新教学内容，将最新的前沿成果融入教材当中，让学生了解所学知识与实际生活的联系，使其认识到大学物理在社会生活中所发挥的作用。如在讲波动光学时可引入激光、光信息、光刻等方面的技术知识，联系生活中常见的光盘记录、激光防伪等技术，使学生感受到物理知识与实际生活有密切的联系，对物理产生浓厚的兴趣。此外，大学物理的课时有限且多为公共课，不同专业的学生对这门课程的需求也不尽相同，教师要恰当地选择教学内容，将其模块化，并科学、合理地进行组合，实施“模块组合”教学。如将大学物理中相对独立的质点力学、刚体力学、振动和波、热学、电磁学、波动学列为纵向模块，将近代物理及物理应用归为横向模块，这样可以根据课时安排或不同专业的培养目标组合各模块，让学生既能学到物理知识，又能提高逻辑分析能力及应用能力。第二，改善教学方式，联系实际应用。传统的教学方式难以触及学生兴趣点，导致课堂气氛沉闷，教学效果不佳。教师可以采用探究式教学法、实验教学法、演示教学法等方式，活跃课堂氛围，激发学生学习的积极性和主动性。如在讲“红限”时，因其概念抽象，教师可用演示实验的方法，用不同强度的红光照射于金属钾电极表面，都不会产生任何光电流，但用绿光进行照射却有光电流出现。通过这个实验，学生很容易就能理解“红限”的概念。此外，为加强学生的实际应用能力，教师应将课堂教学与实际应用相联系，激发学生兴趣，引导学生将所学知识应用于实际生活当中。如在讲“霍尔效应”时，可引入新闻“量子反常霍尔效应”，这样不但增长了学生的课外知识，而且通过前沿问题的反应让学生了解到大学物理在实际生活中的作用，使学生乐于深入探索物理知识。第三，提高教师职业素养，加强教师教学能力。教师在教学的过程当中起主导作用，教师的职业素养是影响整个课堂效果的主要原因之一，要想提高教学质量就必须提高教师的职业素养，加强教师的教学能力。为此，可让教师进入专业的培训中心进修，转变教师的教育理念、改善其教学方式、端正其教学态度。另外，借助教研活动让教师在授课之余了解最新的物理科技动态及科研成果，丰富教师的物理应用知识。鼓励教师加强自身的创新能力，在实验的过程中深入思考新问题，这样才能为学生树立榜样，激发学生的创新热情，培养学生的创新思维。第四，完善成绩考核体系。成绩考核是对学生学习成果的检验，成绩考核的方式在一定程度上影响成绩考核的结果。为全方位、客观地考查学生的学习成绩，教师可采取多元化的考核方式，根据实验的不同层次采取不同的考核方式。如针对基础实验可采取实验成绩加笔试成绩的考核方式，其中实验成绩包括预习成绩、实验过程中的表现及实验总结报告三方面。通过考查学生的预习成绩可提高学生学习的主动性;实验过程中的表现考查学生的动手能力和综合素质;实验总结报告考查学生的数据分析及处理能力。另外，通过笔试成绩可清楚地了解学生对理论知识、实验原理、操作步骤的掌握程度。这种考核方式是改善了传统的考核方式，全面体现了学生的综合素质及能力。

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作者简介：李玲（1980-），女，湖北荆州人，长江大学工程技术学院，讲师。（湖北 荆州 430020）

基金项目：本文系长江大学工程技术学院教研基金项目（项目编号：JY201112）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0122-02

一、大学物理课程的意义

物理是自然科学的基础性学科，它的知识体系和思维方法贯穿人们学习自然科学知识的始终，培养人的科学精神，陶冶人的科学思维，教会人应用科学方法解决具体问题。大学物理是工程技术学院（以下简称“我院”）相关系部许多专业课的理论基础，但因有些学生认识不到这门课的重要性，经常在课程中期出现畏难厌学现象。现通过改革课堂教学内容，提高学生对物理的学习兴趣，以期提高教学质量。

物理学史上的许多名人轶事及其主要研究成果的研发过程都对今人有积极的指导作用，如光学波粒二象性对立统一的认知发展过程。若能结合教学内容将物理学史中有代表性的知识体系发展融入教学过程，既可激发学习兴趣，改变满堂灌的理论推导，又可有机地将物理知识要点与科学的世界观及哲学发展理论结合起来，有利于学生知识底蕴的累积和眼界的开阔。

表1 大学物理全模块教学内容及课时分配

我院经过数年的大学物理模块化教学改革[1]后，将学科内容分为六个模块（表1），参考课时分配，本文讨论如何在课堂教学中将物理学发明史、名人史等容易激发学生兴趣的内容导入，以及导入后其对课题教学可起到的积极作用，课程内容以我院现在使用的大学物理教材[2]为准。

二、大学物理全模块教学内容

1.力学

力学部分的讲授内容比较多，是物理学实践探索方法与思想体系建立的基础。质点运动学有两次课，第一次课绪论开端讨论物理学科的研究范围，介绍从古人对自然的朴素的感性认知，到近代利用微积分等数学工具归纳推导大量天文观测数据及实验室数据而获得的经典物理学基本定理与定律，再到近现代的量子物理和相对论，物理的发展史即人类文明的发展史。这两次课中要将大学物理用到的微积分、矢量等数学知识进行系统化介绍，而微积分的发明者之一牛顿正是近代物理的标志人物。

牛顿定律部分由于学生熟悉内容，在理论讲授部分很容易分散注意力，因此，介绍相关物理学史知识可以有效地激发学生兴趣。如被称为近代物理学之父的伽利略，其著名的比萨斜塔落体实验、斜面实验皆入选最美丽的十大物理实验，[3]其物理思想如惯性、力与运动的关系等，是牛顿定律得以建立的基石。而牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。质点动力学的最后一节非惯性系略有些抽象。以科里奥利命名的旋转参考系中的惯性力有许多常见实例，很容易激发学生探究兴趣，如台风气旋、下水方向、河道两边的不对称冲刷，以及著名的列入十大最美物理实验之一的傅科摆。[3]

刚体力学三次课相对来讲较难较抽象，需要用到微积分、空间立体几何及矢量叉乘知识，质点的角动量守恒可以将开普勒第二定律的反向证明作为计算实例，而历史上牛顿正是由开普勒第二定律推导定义角动量的概念。在大段相对沉闷的概念讲解和定理推导之后，第谷与开普勒师生的历史故事以及他们对物理学发展的贡献很容易引起学生的兴趣。

2.振动与波

由于简谐振动的振动方程、平面简谐波的波动方程等都比较抽象，其对应物理量的计算和转换多，所以此处学生最易产生厌学情绪。

机械振动两次课，第一节课可用中国2013年6月太空课堂的单摆实验导入；第二次课的利萨，及其后的阻尼振动及共振在生活中的应用及历史中的实例就更多了，例如著名的18世纪拿破仑士兵齐步过桥致桥塌事件。在西方，波动现象的本质首先是由达芬奇发现的。机械波致质点受迫振动也可举共振的例子，如中国古代战场上利用共振器判断敌军多寡和方位、唐朝寺庙钟磬声波共鸣等事例。第二次课中可以用1842年多普勒在散步时的“多普勒效应”导入，目前该效应应用很广。

3.热学

热学部分我院仅勘工和化工类专业需要学习。气体动理论部分的两次课中涉及到微积分的计算不太多，学生们对克拉伯龙方程也有一定基础，总体难度不大。第二次课讲自由度及麦氏速率分布率时，由于涉及到统计学，相对比较枯燥且理论公式冗长。可以在前期已观察到学生状态及接受水平的基础上，淡化理论，介绍一下科学家麦克斯韦生平。麦克斯韦被誉为牛顿与爱因斯坦之间最伟大的物理学家，其一生对物理学的卓越贡献不仅表现在对后世产生巨大影响的电磁学上。他在热力学方面提出的麦克斯韦速率分布式也是应用最广泛的科学公式之一，在许多物理分支中起着重要的作用。同时代的科学家玻尔兹曼将麦克斯韦速率分布式应用到保守力场中，提出了玻尔兹曼速率分布律，在热力学研究中也具有重要地位。玻尔兹曼把物理体系的熵和概率联系起来，阐明了热力学第二定律的统计性质并引出了能量均分原理。

热力学基础三次课，可联系科学发展史上对永动机的探索导入。如第一类永动机不可能被创造出来是违背了能量守恒定律，但其探索过程为热力学第一定律的建立提供了实验基础；第二类永动机则违背了热力学第二定律。此外，热机的发明是工业革命的标志之一，第二次课的循环过程可借此话题导入。

4.光学

光学是一个古老而充满活力的学科。[4]从十七世纪中叶牛顿和惠更斯分别提出光的微粒学说和波动学说之后，对于光的本质的讨论一直是科学界热点话题，直到二十世纪爱因斯坦提出光的波粒二象性才告一段落。牛顿对光学的研究可视为近代光学的开端，其棱镜分解白光实验入选十大最美物理实验，[3]而牛顿环实验至今仍是大学普通物理实验室经典必选实验之一。因牛顿的权威，光的微粒学说在科学界占主导地位达一个多世纪。光的干涉第一次课以十九世纪初托马斯杨的双缝干涉实验导入，这一实验揭开了近代波动光学的序幕，亦是十大最美丽的物理实验之一。[3]第二次课薄膜干涉可以用牛顿环导入。第三次课中介绍在物理学史上有重要地位的迈克尔逊（1907年获诺贝尔奖）干涉仪。

在衍射部分，将菲涅尔等实验证明的著名泊松亮斑在第一次课中作简单介绍，可以很好激发学生的讨论热情，因泊松亮斑的相关历史很多学生都有所了解。第二次课的X射线衍射的发现过程亦十分有趣，伦琴（1901年获诺贝尔奖）夫人戴婚戒的手骨底片是第一张X光照片。

光的偏振总体上是介绍性质的讲授，重点是1808年发现的马吕斯定律和1815年布儒斯特定律，不作重点但比较有趣的双折射现象则是早在1669年就被人们发现的，其在生活中可作为辨别晶体与非晶体的一种方式。

5.电磁学

经典电磁学理论是大学物理中的必修模块，虽然理论推导多、微积分计算多，但现在电磁学在生活中的应用无处不在，且名人辈出，将课上得生动有趣并不困难。如静电学部分的库仑定律是1785年的库仑扭秤实验确立的，电荷的不连续性是由1909年密立根油滴实验证明，该实验是十大最美物理实验之一。[3]第三次课讲授的静电场高斯定理因“数学之王”高斯得名。高斯生平传闻轶事很多，尤其是其研究生时期，误将悬留两千余年未解的尺规作正十七边形问题作为导师布置的课后作业一夜解决的故事，与学生们发散讨论其心理学与教育学意义，对于学生打破心理设限努力钻研学习很有意义。

稳恒磁场八次课，第一次课可介绍中国古人在磁学方面的发现，司南和指南针的意义；1820年近代磁学标志性的奥斯特实验等，也是学生们熟悉且有兴趣的内容。第二次课的毕奥-萨伐尔定律，可介绍其定律的得出与安培、拉普拉斯等在数学上的帮助密不可分，再次强调大学物理学习中高数知识的重要性。安培是一位在数学、物理、化学领域都有很高造诣的科学家，约第四、五次课中学习的磁场安培环路定理、安培定律都由他发现，被称为“电学中的牛顿”。

电磁感应部分则由著名科学家法拉第的故事导入。被誉为电磁学领域的平民巨人，著名的自学成才的科学家法拉第，生于英国一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于力场的关键性突破，永远改变了人类文明。[4]法拉第是一位无以伦比的实验物理学家，在电磁学、化学、电解、气体液化等实验方面都做出了巨大贡献。而且法拉第十分幸运地在晚年遇到了既能理解他的物理思想，又长于数学的麦克斯韦，第三、四次课中的感生电场和位移电流假设都是由麦克斯韦提出。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完美地阐述了电磁场理论，这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。1888年，赫兹经反复实验，终于发现了人们怀疑和期待已久的电磁波，由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论，得以完美的证明。

6.相对论与近代物理

这部分内容我院只有全模块的勘工和建环专业按十六课时教学并考试，其他专业都只作为了解内容，用物理学史的故事串讲主要内容即可：

（1）被誉为20世纪最伟大物理学家的爱因斯坦，其狭义相对论的两个重要结论：时间延缓和长度收缩效应，及物理学史上著名的双生子佯谬已被实验证明，而为爱因斯坦赢得1921年诺贝尔奖的是光电效应的研究。

（2）光电效应方程中的普朗克常数对描述光的量子性非常重要，因研究黑体辐射而提出该常数的普朗克（1918年诺贝尔物理学奖）是量子力学的创始人。有趣的是，普朗克本人并不认同量子理论的许多观点，直到爱因斯坦利用能量子假设完美地解释了光电效应。

（3）被戏传一举拿下诺贝尔奖（1929）的德布罗意也是量子力学创始人之一，以物质波假设理论最初的确是在其博士论文中提出的，因德布罗意是法国公爵兼德国王子，使其曾被传闻是一位花花公子，事实上德布罗意终身献身于科学，深居简出，是个标准的工作狂。

（4）提出氢原子能级假设的天才玻尔是著名的哥本哈根学派创始人，量子力学的奠基人之一。

（5）概率波动力学的创始人薛定谔，提出著名假设“薛定谔的猫”。

三、结束语

本文按长江大学使用的《大学物理》教材[2]中各章节先后顺序列出各章可能提及的名人轶事，希望对执教于大学物理的同仁们在课堂教学中有所助益。

参考文献：

[1]李玲，梅丽雪.独立学院大学物理模块化教学探讨[J].华章，

2009，（9）.

[2]康垂令， 伍嗣榕，李玲.大学物理[M].武汉：武汉理工大学出版社，2013.

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1.2教师教学模式固定化教师上课大部分还是采用老式的教学法，以教师讲授为主，照本宣科，致使学生觉得课上枯燥无味.另外，教师教学中教学大纲统一化，不同专业采用同一教学大纲，没有专业特色，与学生专业课课程结合不够紧密和充实，因此学生对大学物理课程兴趣不够.

1.3考评方式单一本校大学物理的考评方式基本是采用期末成绩为主，平时出勤和作业为辅的的方式.学生学部分还是以应试为向导，学习被动，没有深入领会到物理的奥妙.

2改革方向

为了解决教学中遇到的这些问题，针对独立学院特色，大学物理改革可以从以下几方面入手.

2.1不同专业区分对待，应制定不同的教学大纲大学物理涵盖的内容是非常广泛的，包括力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理等五篇，如果要全部授予学生，学时往往不够，而且只授予学生点滴皮毛知识而已.教师应该深入各系进行调研，了解不同专业的需求.教学中做到心中有数，有针对性的授课.让学生深刻认识到大学物理有本专业的特色，为他以后的专业课学习以及之后的工作有所准备.比如对于机械类专业，跟物理紧密相关的专业课程有“理论力学”“结构力学”“工程力学”等，对于他们大学物理教授时应重点放在力学和热学篇章，如质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量、刚体定轴转动、机械振动、热学等.教师在授课时就应该多注重力学的分析和计算，并且多举一些跟专业相关的例子，如飞轮、皮带轮、滑轮的转动问题，桥梁结构的承重、钢架的频率和周期等.而对于电子信息类专业，后续的专业课程里“电路分析”“电子技术”跟物理关联较大，对于他们大学物理教授时应重点放在电磁学篇章，并多介绍相关的科研新进展，以增强学生对大学物理的兴趣.同时，增设电磁波的知识点并将其作为重点介绍，为后续专业课程电磁场与电磁波做好准备.

2.2物理理论与实验教学结合大学物理是一门实验性的科学，很多物理定律都是实验总结得到的.但是很多学校的大学物理理论课和实验课是分开设置的两门课，由不同的教研室不同的老师教授.这样的教学就有可能使得理论和实验相脱节.应该加强理论课和实验课的统一，或者直接由同一部门来授课.有些比较复杂的实验在实验室操作，而有些仪器比较简单的实验可以直接搬到教室穿插在理论课上进行演示.建议可以学习麻省理工学院的WalterLewin教授在公开课《电和磁》课上的的授课方式，用直观的实验来演示复杂深刻的物理原理，使得课程具有启发性和趣味性.比如，静电屏蔽、光的偏振、驻波等都可以穿插在理论课上进行演示.这样不仅可以化抽象为具体，学生亲眼看到，甚至亲自参与验证，对定理的理解会更加深刻，同时可以提高学生的学习兴趣，激发他们的科研兴趣，培养创新意识.

2.3将物理理论和现实生活和社会实际结合起来物理学并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起来的学科，它反映的是自然界万物的规律，是一门和生活息息相关的学科.物理课程改革要强调“从生活走向物理，从物理走向社会”，即注重与社会实际和生活实际相联系.而物理教师就可以起到这个桥梁的作用，教师在上课时，要特别注意将物理内容和实际生活的应用联系起来介绍，激发学生学习兴趣.比如，讲到涡流时，就可以举电磁炉、涡流探伤、探测金属（安检、扫雷）等例子；讲到角动量守恒定律的应用时，就可以举跳水运动员空中翻转、花样滑冰运动员旋转、舞蹈演员旋转等例子；讲到热学循环时，就可以介绍冰箱、空调的工作原理等.把物理理论知识跟生活社会实际结合起来，学生能够深切体会到物理是一门很有用的学科，变被动接受知识为主动学习.

2.4考评多样化，注重素质教育对学生大学物理课程的考评单纯采用平时作业和期末考试的形式的话，不能完全反映学生对物理知识的掌握和应用程度，这种考核方法不适应素质教育的要求.比较全面而科学的评价标准应该包括对知识的理解、应用和创新.教师可在传统考核方式的基础上增设其他比较开放、灵活的考核方式，比如李元杰推荐的数字物理教学方法。可根据学生专业特点在开学初开设一些小课题或者小应用公布给学生选做，学生可以自由组队选题，也可以个人单独选题.让学生自己检索资料、分析原理，并以科技论文或课件的形式在课上跟大家回报分享和讨论，有些模型还可以做成动画的形式演示出来给大家看.这样不仅可以开阔学生的视野和思路，也能培养学生自学能力、科研能力和创新能力.这样的考核方式还可以让师生很好的互动起来，并让学生充分参与到课堂教学上来，同时锻炼了他们的团队协作精神和社会实践能力.课题的成果最终计入本门课程总成绩中，教师评价的话也可以灵活一点，直接让全班学生现场评分.

2.5成立物理兴趣小组大学物理作为一门公共课，一般都是大班授课，很多学生有问题也很难全部在课上反应给老师，师生互动也会受到限制.为了解决这个问题，可以在班里或者整个学校内成立物理兴趣小组，也可以建立相关的物理网站和论坛，大家可以聚在一起或者在论坛上讨论问题，各抒己见.老师可以定期参与到兴趣小组的讨论中，并随时到物理论坛上跟同学交流讨论.同时还可以把课件、题库、演示实验、上课视频、物理学史介绍等资料上传到网上，还可以设置网上辅导、在线提问等模块，以弥补课上教学课时的限制，同时扩充大家的视野，拉近师生距离.只有当学生和老师之间建立起个人的直接联系的情况下———这时学生可以讨论概念、思考问题和讨论问题———才能达到最好的教学效果.

2.6承上启下大学物理教学要做到承上启下.所谓的承上，指的是要结合中学物理和高等数学的基础.首先要让学生理解大学物理不是中学物理的简单重复，大学物理比中学物理要更加广博，内容也更加深奥.教师在授课过程中，要与已经学过的中学物理内容联系起来，进行比较和区别，引导学生应用新的思维，采用新的方法来解决大学物理问题.其次要让学生明白高等数学与大学物理的密切联系，在大学物理授课之前，都要先了解学生的高等数学基础，对于高数基础比较薄弱的，还要适当的给他们补习高数的知识，特别是矢量代数和微积分运算.大学物理教学也要做到启下，即为学生后续的专业学习和工作服务，让学生认识到大学物理的意义所在.

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国家经济发展方式的转变、产业结构的转型升级需要大量高素质、多样化的应用型人才，向应用技术型高校转型是新建地方本科院校走向内涵式发展的必然选择和重大机遇。在向应用技术型大学转型的背景下，各新建地方本科院校突出了“应用型”办学定位[1]。然而，目前多数新建地方本科院校仍然沿用传统的大学物理教学模式，侧重理论知识的教学，对不同专业未加以区分，在教材选用、教学内容、授课方式和考核评价等方面仍采用同一标准。不同专业有不同的特点和人才培养目标，对大学物理课的教学的需求也不尽相同，缺乏专业针对性的大学物理教学模式显然已不适合新形势下应用型人才综合素质培养的要求。因此，如何将大学物理与各理工科专业有机结合，进行具有专业针对性的大学物理课程教学模式改革的探索与实践具有重要的意义。

1．目前大学物理课程设置中存在的问题

1.1大学物理课程与理工科各专业其它课程结合度差

目前，多数新建地方本科院校各理工科专业使用统一的大学物理教材,与各个具体的专业结合不够紧密,专业针对性差。虽然大学物理是理工科各专业的公共基础课，但各专业有各自的专业特色和要求，因此对大学物理课的要求也不尽相同[2]。大学物理课程缺乏专业针对性容易使学生产生物理无用论的错觉，认为学习物理对专业知识、课程的学习没有帮助，学习积极性不高，学习效果差。

1.2教学内容陈旧，较少体现现代性和专业针对性

当今社会科技发展日新月异，物理新知识、新技术不断涌现，为其它学科的进步奠定了重要的理论和物质基础，推动了诸如信息科学、材料科学、生命科学以及农业科学等学科的进步。然而目前多数新建地方本科院校使用的物理教材，教学内容陈旧，侧重于经典物理学中的力学、热学、振动和波动光学以及电磁学基本知识和理论的教学，较少涉及高新技术、科技在现实社会中的应用，同时缺乏专业针对性，对与信息科学、材料科学以及生物科学等学科关系紧密的激光信息技术、量子通信技术、同步辐射核磁共振波谱技术、新型显微技术、混沌理论和耗散结构等鲜有介绍。

1.3课程体系结构设置不合理

向应用技术型大学转型的大形势下大学物理地位被削弱，大学物理教学面临着学时少而教学内容多的突出的矛盾。目前，大多数新建地方本科院校各理工科专业主要是通过删减教学内容来克服学时少的矛盾，侧重于经典物理知识的教学而对于近现代物理技术及其应用仅作简单介绍或干脆完全删除，在课程体系设置方面则主要还是采用单一的必修课。物理新知识、新技术的发展带动了其他学科的发展，因此，有必要对物理学新进展、新技术及其在各专业中的应用加以介绍。显然，单一的课程结构已不能适应物理学知识的深度与广度上不断发展的趋势,不能满足各理工科专业对物理新知识的需求。

2.改革的具体措施

2.1优化教学内容、加强专业关联性

物理学包括经典物理学，近代物理学与当代物理学三个部分。经典物理学主要涉及力学、热学、光学和电磁学等内容，这部分内容的教学对理工科专业学生的科学素养、数理思维以及分析解决实际问题能力的培养具有重要意义。在向应用技术型技术大学转型发展的背景下虽然大学物理的地位被弱化、教学课时被缩减，但笔者认为大学物理中经典物理知识的完整性不应被削弱和破坏，但要结合各专业特点进行优化整合[3]。在学时有限的前提下，那些与专业课程联系不是特别紧密的内容只需围绕物理学基本知识、概念、定律和思想方法进行定性介绍，只要能够使学生建立清晰的物理图像即可，避免繁杂的数学论证和理论推导；而那些对专业课程具有较大影响的内容则要进行重点教学。比如，对于通信工程和电子信息工程类专业的学生，电磁学部分要进行重点教学。对于这些专业的学生而言，《电磁场理论》是一门非常重要的专业课。电磁场和电磁波作为信息的重要载体，在通信领域应用非常广泛，在雷达、遥感、导航等技术领域也有广泛的应用。因此，通信工程和电子信息工程类的学生必须熟练掌握电磁场与电磁波的基本性质、传播规律和传输、辐射、散射的基本理论。作为《电磁波理论》的先导课程，大学物理课程教学时应该突出电磁学部分的教学，重点介绍电磁感应现象和变化的电磁场等内容，使学生对感应定律、自感和互感、电磁振荡、电磁波和电磁波谱的基本理论和规律有充分的认识，为《电磁波理论》的学习奠定良好的基础。对于土木工程类专业大学物理在教学内容上应该侧重于力学部分；而对于石油化工等专业则需要侧重于流体力学和热力学基础定律等知识。近现代物理学与当代物理学前沿知识的教学可以开阔学生的视野，有利于学生创新意识和创新思维的培养。在有限的课时内，需结合理工科各专业的特点从众多物理学新知识和新技术中选择与专业紧密相关的内容进行重点教学。比如对于材料类专业，应选择与材料检测、分析息息相关的电子扫描显微镜、X射线衍射仪、激光超声检测等先进检测技术的原理和方法进行重点教学；对于通信类专业，应选择激光信息技术、量子通信技术、量子计算机和光复用与光放大等技术进行重点介绍。

2.2完善课程结构,将必修、选修和网络课程有机结合

各专业的特点和人才培养目标不同，对大学物理课的教学需求不尽相同。因此，需要对大学物理课程体系进行调整，改变单一化的课程模式，丰富大学物理课程体系[4]。根据大学物理教学内容与各专业的紧密程度，可以分成必修、选修和自主学习三个模块。必修模块主要包括经典物理理论基础知识和核心内容，其中重点在于与各专业联系紧密的物理知识，是学生必须掌握的部分，学生通过该模块的学习可以形成基本的科学素养、数理思维以及分析解决实际问题能力；选修模块则侧重于物理知识的延展与应用，主要包括与各专业联系最紧密的物理学前沿知识、技术及其在各专业中的应用，本模块可为理工科各专业学生后续的实践、操作课程奠定理论基础，增强学生的实际动手能力；科技发展日新月异，知识量、信息量剧增，除了通过必修模块和选修模块将经典物理学内容和与各专业联系密切的近现代物理学前沿知识、技术传授给学生，还应优选与专业关系紧密的物理学最新进展，如“高亮度发光二极管”、“超导体与超流体”、“混沌理论”和“熵信息论”等内容制成网络教学视频，供学生根据兴趣和需要自主学习，达到开阔学生视野，培养学生创新型思维的目的。

2.3丰富教学方式、手段，开展多元化教学

如上所述，为适应转型发展的需要大学物理课程的教学内容、课程体系需要根据理工科各专业的特点和应用型人才培养的目标做出相应调整。教学内容和课程体系的调整要求教学方式和教学手段也必须作出相应的变革。

2.3.1传统教学方式与研讨式、启发式有机结合

向应用技术型大学转型的背景下，大学物理课程课时被大幅压缩。传统的大学物理教学是以保姆式、注入式的教学方式为主，需要耗费较多的课时，而且教师一言堂讲授式教学往往忽略了学生的主体地位，教学效果普遍不佳[5]。因此，应该根据教学内容的特点和专业特色，将传统的教学方式与启发式、研讨式等教学方式有机结合。比如讲解“位移电流”时，教师可以利用奥斯特实验进行启发式教学。通过奥斯特实验学生已经知道了变化的电场会产生磁场。因此，教师可以类比地提出问题“变化的磁场是否产生电场”，通过类比的方法，引导学生提出“位移电流”的假设，并与“传导电流”进行比较，从而使学生对于“位移电流”的本质有一个清晰的认识。除了传统的讲授式和启发式教学外，对于那些与各专业的工程技术和实际生活联系紧密的，学生又易混淆、难以理解和掌握的物理概念和知识，可以通过创设问题情境的方式引导学生研讨，使学生对原本模糊的概念、知识和规律有清晰的认识。比如，为了加深学生对极性分子的极化、取向变化以及电磁感应和涡流加热原理的理解，在教学中可以让学生讨论为何金属容器不能放进微波炉而电磁炉只能使用钢、铁等金属容器？在学生文献查阅、交流讨论的基础上，教师进行物理相关知识进行总结概括，最终使学生电磁感应和涡流加热原理。

2.3.2优化多媒体、电视教学等现代教学技术的应用

多媒体、动画演示、仿真视频等技术手段可以将抽象的物理概念、现象形象化，可以帮助学生从直观的物理现象中加深对基本物理概念、物理规律的理解和掌握，同时避免概念、定理等文字性内容的板书，显著增加课堂的容量。但是，在大学物理课程教学中应当注意多媒体等现代教学技术不能偏离课堂教学辅助手段的定位，不能忽略教学内容的主导作用，应根据教学内容的特点适当地使用多媒体技术，避免过分依赖多媒体课件。对于抽象的概念和侧重演示与观摩的教学内容，使用多媒体和电视教学等现代教学技术进行辅助教学可以获得较好的教学效果；而对于侧重理论推导和定量计算的教学内容，传统的授课方式效果更好。比如推导“麦克斯韦方程”时，传统的推导式教学可以引导、培养学生的思维，学生更容易形成自己的逻辑推理能力，而用多媒体演示的效果要差得多。

2.4优化考核、评价体系

现有的大学物理课程基本上是采用结合平时作业、考勤和期末闭卷考试卷面成绩的考核方式，其中又以期末闭卷考试为主。闭卷考试的考核方式容易造成学生为了应付考试而死记硬背例题，从而忽略对知识的理解和应用。为适应应用型人才培养的要求，对学生的考核、评价体系也应当根据教学内容、课程体系和教学方法的改革同步地作出调整，宜采用多元化和累加式的考核方式，增加平时考核的项目和比重[5]。平时测试可以包括随堂测试、单元考核和攥写探究性论文等形式。比如在讲授电场强度时，教师在分析了均匀带电圆环在其轴线上的电场分布后可以随堂测试学生是否能够推导出均匀带电圆盘在其轴线上的电场分布情况。教师还可以将教学内容分成几个单元，在每个单元教学结束后针对本单元的教学重点和难点给出知识应用型题目，采用开卷答题考试的方式考察学生掌握情况。除此之外，教师还可以针对生活中常见的物理现象提出问题，让学生通过自主查阅文献资料，撰写科技小论文。除了平时测试，针对基本知识和教学重点，每学期末再进行一次开卷答题考试。最终按照作业10%，考勤10%，平时测试成绩40%，期末考试成绩40%的比例核定总成绩。

3.结语

围绕服务新建地方本科院校向应用技术型高校转型发展和高素质、应用型人才培养的目的，结合学科、专业的特点对《大学物理》课程从教学内容、课程体系、教学方式和考核评价体系几个环节开展教学改革的讨论和探索，给出了改革的具体建议，希望能够对转型发展形势下的《大学物理》课程教学工作有所促进。

作者:颜慧贤 曾振武 杨秀珍 单位:三明学院机电工程学院

参考文献:

［1］李宏,谷建生,莫文玲.结合专业特色的大学物理课程教学改革探索[J].物理与工程，2014,24(3):48-50.

［2］韩桂华,王钰.应用型人才培养模式下的大学物理课程教学改革[J].黑龙江高教研究,2009,6:185-186.

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中图分类号：G640　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)41-0109-03

物理学是自然科学中基础的学科之一，揭示了自然界物质的运动和变化规律。大学物理教学对学生的作用不仅仅限于提供物理知识，它在培养学生的科学素质包括科学思维方法、科学研究方法和创新精神以及灵活运用数学工具等方面，都具有独特的优势。在物理课程学习过程中形成的坚实物理基础、深刻物理思想以及良好的学习能力，是一个优秀专业技术人才所必须具备的科学素质。

一、物理教学过程中存在的问题

在物理学习过程中，学生不光对物理知识有了系统的了解和掌握，而且在此过程中也训练了自己的学习能力，这些对专业知识的学习和能力的发展有着非常重要的意义。但是由于近年来各高校扩招影响，生源质量参差不齐，给基础课程教学尤其是物理教学带来了一定困难。以作者所在的高校为例，大学物理课程主要面向机电、材料、建筑、信息等工科专业的大一大二本科生开设。在教学过程中，发现很多学生学习的独立性、自主性较差，对教师的教学上的引导有很强的依赖性，许多学生课堂学习效果差，教学质量也难以得到提高。具体分析，可能存在以下几个方面的原因。

1.部分学生物理功底较差，学习存在困难

由于近些年来高考制度的改革，学生参加高考时可以选报“3+x”的科目。课堂抽查发现，有半数的学生高考时未选择物理科目。由于大学物理是所有工科专业的必修课，当这部分学生录取到某一个工科专业时，同专业学生间物理学习功底的差别表现在参差不齐的学习理解能力上。

另外，还存在有些工科专业的学生在高考录取时是文科生、民族生或单招生，比如工程管理专业就有相当比例的文科生的情况。在他们当中，大多数学生的中学物理基础差、物理思维训练不够，甚至有些学生对中学物理知识也没有什么概念。这样，就会造成部分学生很难跟上教学进度，平时的作业不能按时完成。有一部分学生甚至最后很难通过大学物理的考试。这些问题，既挫伤了学生的学习积极性，也影响其后面课程的学习。

2.部分学生学习兴趣不高，无成就感

由于课时的限制，教师上物理课时不可能对所有的物理问题都像中学那样进行深入探讨，而大学物理知识理论性较强，内容比较抽象，需要较深层次的高等数学知识，比如刚体转动章节求刚体对于不同转轴的转动惯量、冲量矩、外力矩做功等，这样往往导致学生在理解物理问题时感觉困难重重，如果自己不肯钻研也不愿意向其他同学或教师请教，久而久之将变得消极、懈怠。我们在课余时随机调查班上的学生，问到物理是否难学时，学生的反馈基本上都是很难。在这样的认知下，学生学习物理变得非常痛苦，也就毫无成就感可言。

3.课程节奏快，学生缺少独立思考过程

大学物理的理论性很强，有些内容比较抽象和深奥，并且高等数学的知识运用较多，通常把上课内容制成电子教案，上课时对着投影讲课，可以节省大量写黑板、画图的时间，一定程度上缓解了学时少、教学内容多的矛盾，扩大了上课的信息量，同时也可以使课堂教学变得生动、形象。但是，由于一方面许多学生在上课时思想不集中也不做任何笔记，寄希望于课后向教师索要PPT资料，觉得可以回去后再复习，就使得课堂效率降低。另一方面，由于时间关系，教师在讲解物理定律或典型例题时，往往在关键的地方停留一下以便学生思考。如果学生在上课时稍不专心，就可能只是“看见”而没有“想过”这个关键点，这时就还得从头把之前上课的内容真正在头脑里过一遍，而他们的思考时间则根本不够。

4.教学课时少，内容涵盖面广

金陵科技学院(以下简称“我院”)开设的大学物理课程总计授课96学时，分两学期完成，涵盖力学、热学、振动与波、波动光学、电磁学、相对论及量子物理等内容。对于我院机电、材料、建筑、信息等工科专业的学生来说，物理并不是一门全新的课程，除了文科转工科专业的学生之外，他们具有相当多的物理基础知识。但是，这些学生可能已习惯于中学物理的教学方法和学习方法，习惯于大量举例和反复练习，几乎已经形成了一定的思维定势，这将对大学物理的教学带来负面影响。为了完成教学大纲规定的内容，大学物理教师一般对要求的基本知识点进行描述性地讲解，很少像中学课程那样有时间进行详细分析和展开。这样，学生在学习的过程中难以把握重点，且很难关联各知识点，形成良好的结构体系。

二、解决方案

鉴于大学物理教学现状及存在的问题，为了提升物理课程的教学质量，培养学生探索和创新精神，有必要采取多个步骤，引导不同基础层次的学生提高其学习能力，树立起学习的自信心，以便在大学阶段获得比较全面的发展。

1.做好大学与中学物理课程的衔接

教育心理学的研究表明，学生从原先已习惯了的教学方法过渡到一种新的教学方法，需要一定的时间。为了做好大学物理与中学物理课程的衔接，课程内容安排应由易到难、由少到多。刚上物理课时，应该让学生在思想上做好准备，知道有多少章节，每个章节花多少课时等，并在开始适当放慢教学进度，使学生逐渐适应后，再过渡到正常的教学进度。大学新生之前已习惯于中学课堂教学慢节奏、少容量、讲练结合的教学方法，不容易适应快节奏、大容量的教学，因此在大一上学期最容易有科目不及格的情况发生。物理课程虽然在大一下学期开始，学生也已经对大学的课程有了一定适应，但是考虑到大部分学生物理基础薄弱的情况，在教学进度安排上，开始时要尽量放缓节奏。比如绪论和第一章质点运动学，让学生从习惯了的教学模式过渡并接受新的教学模式。另外，可以针对基础比较薄弱的学生特别是文科生、民族生和单招生，增加基础物理内容的简单教学，做好大学物理和中学物理的衔接教学，使学生尽快地适应大学物理的学习。

2.精心选编例题和习题

由大学物理的教学要求，学生只需对课程中的基本概念、基本理论、基本方法有较全面、系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力；立足于对体现基本物理思想、思维技巧和计算方法的有关内容的认识。这些就规定了学生不必像中学那样陷入题海之中。于是，相对于中学物理教学来说，大学物理教学习题的数量大大减少。据我院统计，学生一学期的物理作业题在50道左右，意味着大学物理教学中的例题和习题，必须是经精选的典型例题和习题。并通过这些题目，达到巩固新知识的目的。我院目前选用的教材是马文蔚等人编写的《物理学教程(第二版)》和夏兆阳主编的《大学物理教程》，分别作为我院

和独立学院的本科生用教材。物理教研室的教师则正在进行例题和习题的编写工作，主要针对学生基础情况，用一些小题目来巩固所学的内容，以弄清物理定律、定理、物理意义及适用条件等，引导学生用高等数学微积分和矢量知识来解题，并且在与中学知识解题相比较的过程中，体会新方法的便捷性。

3.培养学生的自学能力和学习的主体意识

以往中学的教学模式更多地是教师讲学生记，课后学生再抽时间做练习和复习，很少需要学生提前预习内容，更不会有课上不讲、完全自学的情况。为了培养在将来学习、科研及工作中获得知识和运用知识的能力，在大学阶段必须培养学生的自学能力，增强学习的主体意识。具体可以从几方面人手：

一是在课堂上布置自学的内容，在下周上课时抽查，让学生自己讲解这部分内容。并且，事先按学号编排小组。为了获得较好的效果，小组内进行分工，几个人写材料，几个人宣讲或补充，等等，这样就发挥出每个人的特长。小组之间的竞争，有效地激发了学生的兴趣。我院做过这样的尝试：选了一节教学大纲外的应用类内容“静电场的应用”，引导学生到图书馆或上网查阅最新的资料做成课件，再到下次课上来讲，结果形成了活跃的课堂气氛，学生热情非常高，他们积极思考并敢于对感兴趣的内容提问，各方面能力也得到了锻炼。

二是开列出参考书目录，要求学生借阅不同类型的参考书。一种是与教材相关的参考书，可以让学生在平时的学习中随时查阅书中有关内容，碰到重点难点便于跟教材相互印证，方便自己总结、归纳每个章节的主要内容、重要定理、解题方法等；一种是物理应用类的参考书，让学生在学习物理知识的过程中了解这些定律、定理有什么实际的应用价值；还有一种是物理学历史的参考书，让学生了解教材上的科学家名字命名的定律、定理和公式等，不是一下子就出现的，是经过许许多多的科学家不断探索和研究总结得出来的，其中又走了不少的弯路，让学生意识到这是认识世界的必然规律。

三是在平时的教学过程中，针对不同专业的学生，有目的地增加与不同专业联系紧密的内容，扩展其深度，侧重于展示科技进展给人们日常生活带来的影响。比如对通信专业的学生，讲到光波在一定条件下遇到折射率大的界面发生全反射，举例光纤正是基于这个原理进行远距离通信，这部分内容书上虽然有所涉及但并不详细，我们在教学时也总是有意识地把相关内容传递给学生。为了进一步了解这方面的知识，就要求学生自己到图书馆查阅更多资料。

四是建设网络教学系统，录制教学视频及使用仿真教学软件，实现学生自主学习。基于学校的4A网络平台，这部分工作正在进行中，录制教学视频可以方便学生在网上点播每一章节的内容，巩固学习效果；建成专门的仿真实验室用软件模拟物理实验，可供学生自己来操作以便进一步理解书上的一些物理规律和实验原理。这样，就建立起包括学生辅助教材和复习题库在内的大学物理立体化教学体系，方便学生的自习和复习，以系统地掌握大学物理的知识体系。

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一教学体系的构建和优化

生物医学光电检测是应目前学校教学改革的需求，结合现今生物学、医学及光学等多门学科交叉融合发展的现状，而面向大学本科三年级学生开设的专业课程。该门课程涉及的内容相当广泛：综合了一般医学与生物学的检测技术——光学显微技术、电子显微技术、X射线影像检测技术、超声检测技术、核磁检测技术和太赫兹检测技术等；所呈现的内容新，处于自然科学研究领域的前沿：涵盖了包括近代物理学、化学、数学、生物学、医学和生物化学领域等的多项研究成果和最新进展；相关的参考资料如专业书籍、杂志和相关文章数量众多，内容丰富；与多种检测技术相关的检测仪器种类多，发展迅速，相应的教学内容具有一定的工程化技术化的特点；相比本系开设的其他专业课程如《波动光学》、《激光原理》、《信息光学》和《光通信技术》等，该门课程的开设时间较短。因此如何根据本门课程的特点，合理有效地开展教学工作，达到开阔学生的视野，加强学生对基本原理、概念的认知能力，提高学生对相关问题的思考能力和理解能力，培养学生工程化能力、多学科综合能力和创新思维能力的目的，就成为了本门课程的教学目标和重中之重。为此，笔者根据拟定的教学大纲和教学内容，进行了教学体系的构建和优化，内容包括教材的选取、教学内容的调整、教案的准备和教学要求的制定等。笔者首先进行了教材的筛选。在众多教材和参考书中，笔者选取了2014年清华大学出版社出版的，由黄国亮等主编的《生物医学检测技术与临床检验》[1](清华大学985名优教材)一书作为教材，另考虑到近年来激光技术与生物学技术的紧密结合，将1995年由湖南科学技术出版社出版的，由向洋编写的《激光生物学》[2]和2010年由中国农业科学技术出版社出版的，由段智英等编写的《激光生物学效应研究》[3]两本书中的部分章节选入作为补充教材。之后在教材内容的选取上，以生物医学检测技术和激光生物学技术为两大板块，进行了教学内容的调整和取舍：生物医学检测技术的主要教学内容包括多种成像检测技术和光谱检测技术；激光生物学技术的主要教学内容包括了激光工作原理及特性、激光生物学作用原理和激光的安全防护等。以这些内容为教学重点，做到教学体系的完整性和合理性。在此基础上，结合教材内容和相关的参考资料[4-13]准备手写教案，并同时进行多媒体教学课件的准备，完成教学前的准备工作。值得一提的是，在准备多媒体课件的过程中，笔者在网上搜集了大量的与该课程有关的图片、视频和PPT等，并对这些资料进行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的课件中，力争做到课件信息量大、形象直观，让学生记忆深刻。在教学过程中，举出丰富的事例对学生进行知识点的讲解，并遵循知识点随机提问，进行课堂讨论，增加与学生的互动；向学生提出合理的学习要求：上课之前预习教材内相关章节内容，课堂记笔记，课后复习；积极思考课堂提问，认真完成课堂作业、课后作业，学有余力且对相关知识感兴趣的学生可参考笔者提供的参考资料收集相关内容进行学习。另外参考国外的教学方式，为了让学生了解平时学习的重要性，相应设计出了多元化的考查方式，将平时成绩在总成绩中所占的比例提高到了50%，平时成绩为上课点名、课堂提问、课堂测验和平时作业等成绩的加权平均，而期末考试成绩只占总成绩的50%，这从另外一方面也减轻了学生的考试压力，有助于增强学生学习的兴趣，提高学生学习的能动性。除此而外，笔者在课后收集学生对每堂课的教学反馈意见，实时调整教学中的部分内容，根据学生感兴趣的内容，查阅该领域该部分内容的最新进展，增加相应的教学量，提高教学质量，优化教学体系。总之，教学体系的构建和优化涵盖了教学活动中的所有环节，对于有效开展课堂教学非常重要。

二教学内容的选择和系统化

在教学体系的构建和优化中，教学内容的选择、教学内容的系统化是一个非常重要的部分。该门课程的内容广泛，参考资料丰富，如何有侧重地选取教学内容，保证教学内容的系统化有一定的难度，因此笔者在备课和教学的过程中，对该门课程的教学内容进行了精心的选择和安排，力争做到以教材为蓝本，突出教学重点，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、机、电、软件的结合，注重检测技术和仪器运用的结合，注重工程化与技术化的结合，注重理论和实践的结合，实现教学内容完整性和系统性的统一。以显微技术一章为例，自从1665年胡克发表了用显微镜观察软木塞组织的微观结构以后，显微镜就与生物医学观察和检测密不可分了。以光学显微技术为代表的显微技术成为了生物医学光电检测技术的基础与核心内容，之后产生和应用的检测技术如电子显微技术，虽然在技术手段和方案上有所创新，但依然在重复利用或借鉴显微技术的基本原理和基本思想，因此笔者以显微技术为基础和切入点，向学生展示相关检测技术的原理。而在阐述显微镜的成像原理时，又着重介绍了显微镜性能评价参数如视角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和线视场，并从光学知识出发，分别对这几个参数进行了理论推导；通过数学推导让学生理解和掌握有关显微镜的基本问题，如为何高倍物镜比低倍物镜能观察到的物面范围要小；显微镜的分辨率与波长，与数值孔径有何关系；为何数值孔径要与放大倍率合理匹配，才能充分发挥显微镜的分辨能力等。对这些问题的理解都有助于学生今后正确地选取和使用显微镜，也有助于引导学生思考实验仪器的选择和其性能的关系，提高他们的分析能力和实践应用能力。在此基础上，笔者介绍了显微镜的制片技术和使用；之后，笔者对多种显微镜如荧光显微镜、暗视野显微镜、激光扫描共焦显微镜、相衬显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、倒置显微镜及新型显微镜的原理进行了描述，并与普通显微镜原理的异同进行了比较。对于显微技术的发展历史、国内外主要显微镜生产厂家介绍等趣味性强和难度较低的内容则不作教学要求，留给学生自学，给予他们一定的空间开拓视野。这样的内容安排使学生轻松容易地掌握相关的知识，且对仪器的使用产生浓厚的兴趣，达到较好的教学效果。而后面章节的内容也正是基于同样的思路进行选择和安排的。正是由于对教学重点和难点的选择和合理安排，让笔者做到了课程内容的完整性和统一性，为之后教学方法的实施和教学手段的运用作了铺垫。

三教学方法的实施和教学手段的运用

好的教学方法和教学手段有助于推动教学工作的开展，有助于提高教学质量。2011年笔者进行了该门课程的申请和教学工作，由于当时缺乏经验，不知如何完成此项教学任务，故在一次偶然的机会中，向1996年诺贝尔物理学奖获得者、斯坦福大学物理系教授DouglasOsheroff请教了该门课程的教学问题，他告诉笔者一句话：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的这番话让笔者受益匪浅：教学就是要深入浅出，从简单的事物、事例出发，让学生对这门课程的内容有所了解，充满兴趣，借此引导学生进入该课程的学习。在之后的教学工作中，笔者始终秉持这种由浅入深，由简单到复杂的方式来帮助学生吸收知识，积极思考。以该门课程的引言部分为例，笔者首先向学生介绍此课程具有学科交叉、涉及专业广等特点，再将课程内容进行了归纳，课程的核心是“检测”二字，此课程着重解决两个问题：一是检测什么？二是如何检测？对于第一个问题，答案是物体形貌和特性表征；对于第二问题，答案是成像和成分分析。提纲挈领的表达让学生清晰地认识到课程的内容；之后从检测技术和激光生物学这两个板块，对课程的构架进行了框图表述，让学生直观地看出教学内容间的逻辑联系。在此之后，从学生最熟知的观察及成像出发，将课程内容引入。向学生提出一个看似简单却甚少有人思考的问题：“我们是如何观察到物体的？”学生经过思考后给出的答案不是非常全面，笔者就学生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向学生抛出笔者自己总结出的观察物体的三个层次：看得到、看得清楚和看得舒服。言简意赅的答案引起了学生的热烈讨论，由此引出了学生对光特性探讨的热情。学生从光的波动性和粒子性回顾了他们的光学知识。之后，笔者又引导他们思考在物体太小和物体离人眼距离太远的情况下，如何观察物体的问题。认真思考的学生做出了回答：可用显微镜和望远镜来进行观察。在此基础上，引导学生根据透镜成像的规律分析对比放大镜、显微镜和望远镜成像的异同；然后顺利引出显微技术和其他生物医学检测技术的发展概况和应用实例，较好地完成了既定的教学任务。在整个教学过程中，笔者尽量做到由浅入深、循序渐进地引导学生对所学内容产生兴趣；在随机提问和自由讨论的轻松氛围中，让学生自然地做到了与教师的“教”与“学”的互动；通过图片、视频资料丰富的多媒体课件，让学生获取信息量大、直观生动的知识；结合在黑板上用粉笔推演公式的传统方式，以适中的速度让学生理清楚基本原理和相关公式的来龙去脉；根据学生感兴趣的知识点和目前的热点研究成果，实时调整部分教学内容，收集相关知识的最新进展，为学生补充知识，如教材中没有的太赫兹检测技术等，以达到扩展学生知识面，扩大学生视野的目的。总之，通过多样化的教学方法和有效的教学手段来培养学生的思考能力和理解能力，提高教学质量。