時間：2022-04-15 04:55:38
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學物理波動光學總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：大學物理；微信；課后輔導答疑
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
大學物理課程是高等學校面向理工科專業學生開設的一門必修公共課程，隨著教育的發展，傳統的大學物理教學模式已經不能很好地適應時代的要求。為更好地服務應用型人才培養目標，江蘇科技大學蘇州理工學院對大學物理課程教學進行改革，實施模塊化教學。
在教學過程中，采取傳統的教學手段和多媒體教學且結合網絡課程網站輔助的教學方式，但由于物理內容知識點較多且多媒體教學信息量大，而一些本科大三學生數理基礎薄弱，使得學生要在較短的時間里掌握較多的大學物理知識很困難，在這種情況下，選擇一個方便快捷的平臺，實現與學生點對點、點對面的文字、圖片、語音、視頻等多種方式的交流對學生進行課后答疑輔導，就顯得非常重要。
1.傳統答疑方式的意義與不足
傳統的面對面的答疑方式有以下兩種：一是學生在課間與課后提問，由教師解答；二是學生課后作業，由教師批注，糾正學生的學習錯誤。這種面對面的答疑方式，可以增強師生之間的交流互動，使教師能夠充分了解學生的學習情況。然而，這兩種方式也存在不足。例如課間答疑時間太短，教師只能回答學生提出的某個具體問題，而不能對其進行全面解釋，不能滿足學生需要；課后答疑，通常采取定時定點安排教師進行答疑的方式，空間時間約束性太強，而學生由于有多種因素影響如學生較靦腆而沒有去問，效果一般。
2.手機微信答疑的可行性及實用性
隨著智能手機的普及，學生的上網方式發生了很大改變，即從機房、寢室等的電腦固定上網轉變為在校園隨時隨地使用智能手機、平板電腦上互聯網的多種模式。在眾多聊天軟件中，微信是最受學生喜愛的一種。微信具有支持視頻、圖片、文字、語音、群聊等特點，利用微信搭建師生交流的新平臺成為可能。同時，大學校園里的免費WiFi網絡、移動通信WiFi網絡等，基本實現了免費或低成本的手機互聯網，更是成為搭建微信平臺的一大有利因素。因此，筆者就自己所教班級建立了相應的大學物理微信群，使得答疑變得方便快捷，拓展了答疑時間空間。班級里大多數學生都加入該群，在群里可以非常方便地討論物理問題。此外，我們會在群里轉發一些現代物理前沿或物理在工程技術上的應用例子或與教學內容相關的物理學史，從而激發學生學習興趣。該平臺給師生互動帶來的及時性是其他答疑平臺（如課程網站）所不能比擬的。手機微信答疑方式方便、實用，作為教學輔導工具成效顯著。
3.微信答疑對課堂教學的反饋促進作用
通過微信平臺答疑，可以方便統計學生反映的個性與共性問題。通過所提出的個性問題的數量與質量，可以了解學生對教學內容的關注程度，理解思考程度、主動學習程度。對于消極、被動學習的學生，可以在課堂上多加引導，促進其主動學習。對于共性問題，則需要教師高度重視，它是教學的重點與難點，教師應充分準備所需資料后，再在課堂上進行集中講解，確保學生掌握該知識點，實現答疑對課堂教學的反饋促進作用，提高教學質量。比如對于簡諧振動中利用旋轉矢量法確定振動初相位知識點，有相當多的學生通過平臺反映，不明白如何運用該方法進行求解。而如果沒有掌握該方法，將不能很好地求解機械波的波動方程，不利于對機械波的物理意義的理解，進而影響后階段對波動光學內容的學習。通過該平臺的反饋，我們及時對該知識點進行重點講解，使得學生較好地掌握該方法，方便后續內容教學。
4.總結
在大學物理教學過程中，采用面對面的答疑和微信平臺答疑兩種方式，能有效地促進學生的學習，提高教學質量。當然，利用網絡信息技術搭建平臺進行答疑，除了微信，還可以采用其他方式。如以班級為單位建立QQ群、通過電子郵件答疑等?？傊鹨墒钦n堂教學的有效補充工具。
參考文獻：
1.1學生基礎差，不重視作為本三院校的學生，高中物理基礎普遍比較薄弱，許多同學基礎概念及定律不清楚，給大學物理的學習造成了困難.另外，學生的高數基礎不扎實，無法在物理模型建立中靈活應用微積分等高數知識.再次，現在的學生學習功利性比較強，學生們主要把精力放在英語、計算機等考證科目，甚至一些校外的考證上，而對大學物理這門課程重視不夠.
1.2教師教學模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學法，以教師講授為主，照本宣科，致使學生覺得課上枯燥無味.另外，教師教學中教學大綱統一化，不同專業采用同一教學大綱，沒有專業特色，與學生專業課課程結合不夠緊密和充實，因此學生對大學物理課程興趣不夠.
1.3考評方式單一本校大學物理的考評方式基本是采用期末成績為主，平時出勤和作業為輔的的方式.學生學部分還是以應試為向導，學習被動，沒有深入領會到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學中遇到的這些問題，針對獨立學院特色，大學物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業區分對待，應制定不同的教學大綱大學物理涵蓋的內容是非常廣泛的，包括力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理等五篇，如果要全部授予學生，學時往往不夠，而且只授予學生點滴皮毛知識而已.教師應該深入各系進行調研，了解不同專業的需求.教學中做到心中有數，有針對性的授課.讓學生深刻認識到大學物理有本專業的特色，為他以后的專業課學習以及之后的工作有所準備.比如對于機械類專業，跟物理緊密相關的專業課程有“理論力學”“結構力學”“工程力學”等，對于他們大學物理教授時應重點放在力學和熱學篇章，如質點運動學、牛頓運動定律、功和能、動量、剛體定軸轉動、機械振動、熱學等.教師在授課時就應該多注重力學的分析和計算，并且多舉一些跟專業相關的例子，如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉動問題，橋梁結構的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業，后續的專業課程里“電路分析”“電子技術”跟物理關聯較大，對于他們大學物理教授時應重點放在電磁學篇章，并多介紹相關的科研新進展，以增強學生對大學物理的興趣.同時，增設電磁波的知識點并將其作為重點介紹，為后續專業課程電磁場與電磁波做好準備.
2.2物理理論與實驗教學結合大學物理是一門實驗性的科學，很多物理定律都是實驗總結得到的.但是很多學校的大學物理理論課和實驗課是分開設置的兩門課，由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學就有可能使得理論和實驗相脫節.應該加強理論課和實驗課的統一，或者直接由同一部門來授課.有些比較復雜的實驗在實驗室操作，而有些儀器比較簡單的實驗可以直接搬到教室穿插在理論課上進行演示.建議可以學習麻省理工學院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式，用直觀的實驗來演示復雜深刻的物理原理，使得課程具有啟發性和趣味性.比如，靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進行演示.這樣不僅可以化抽象為具體，學生親眼看到，甚至親自參與驗證，對定理的理解會更加深刻，同時可以提高學生的學習興趣，激發他們的科研興趣，培養創新意識.
2.3將物理理論和現實生活和社會實際結合起來物理學并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學科，它反映的是自然界萬物的規律，是一門和生活息息相關的學科.物理課程改革要強調“從生活走向物理，從物理走向社會”，即注重與社會實際和生活實際相聯系.而物理教師就可以起到這個橋梁的作用，教師在上課時，要特別注意將物理內容和實際生活的應用聯系起來介紹，激發學生學習興趣.比如，講到渦流時，就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬（安檢、掃雷）等例子；講到角動量守恒定律的應用時，就可以舉跳水運動員空中翻轉、花樣滑冰運動員旋轉、舞蹈演員旋轉等例子；講到熱學循環時，就可以介紹冰箱、空調的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會實際結合起來，學生能夠深切體會到物理是一門很有用的學科，變被動接受知識為主動學習.
2.4考評多樣化，注重素質教育對學生大學物理課程的考評單純采用平時作業和期末考試的形式的話，不能完全反映學生對物理知識的掌握和應用程度，這種考核方法不適應素質教育的要求.比較全面而科學的評價標準應該包括對知識的理解、應用和創新.教師可在傳統考核方式的基礎上增設其他比較開放、靈活的考核方式，比如李元杰推薦的數字物理教學方法?？筛鶕W生專業特點在開學初開設一些小課題或者小應用公布給學生選做，學生可以自由組隊選題，也可以個人單獨選題.讓學生自己檢索資料、分析原理，并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報分享和討論，有些模型還可以做成動畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學生的視野和思路，也能培養學生自學能力、科研能力和創新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動起來，并讓學生充分參與到課堂教學上來，同時鍛煉了他們的團隊協作精神和社會實踐能力.課題的成果最終計入本門課程總成績中，教師評價的話也可以靈活一點，直接讓全班學生現場評分.
2.5成立物理興趣小組大學物理作為一門公共課，一般都是大班授課，很多學生有問題也很難全部在課上反應給老師，師生互動也會受到限制.為了解決這個問題，可以在班里或者整個學校內成立物理興趣小組，也可以建立相關的物理網站和論壇，大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題，各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中，并隨時到物理論壇上跟同學交流討論.同時還可以把課件、題庫、演示實驗、上課視頻、物理學史介紹等資料上傳到網上，還可以設置網上輔導、在線提問等模塊，以彌補課上教學課時的限制，同時擴充大家的視野，拉近師生距離.只有當學生和老師之間建立起個人的直接聯系的情況下———這時學生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達到最好的教學效果.
2.6承上啟下大學物理教學要做到承上啟下.所謂的承上，指的是要結合中學物理和高等數學的基礎.首先要讓學生理解大學物理不是中學物理的簡單重復，大學物理比中學物理要更加廣博，內容也更加深奧.教師在授課過程中，要與已經學過的中學物理內容聯系起來，進行比較和區別，引導學生應用新的思維，采用新的方法來解決大學物理問題.其次要讓學生明白高等數學與大學物理的密切聯系，在大學物理授課之前，都要先了解學生的高等數學基礎，對于高數基礎比較薄弱的，還要適當的給他們補習高數的知識，特別是矢量代數和微積分運算.大學物理教學也要做到啟下，即為學生后續的專業學習和工作服務，讓學生認識到大學物理的意義所在.
3結束語
摘要：21世紀是學科之間交叉融合的世紀，也是生命科學、光學和醫學的世紀，《生物醫學光電檢測》正是在這種背景下應運而生的新興課程。鑒于其在目前自然科學教育中的發展前景和重要意義，有必要對該門課程實施新穎的教學模式。本文針對該課程涉及相關學科內容廣泛、參考資料豐富、工程化技術化程度高等特點，從教學體系的構建、教學內容的選擇及系統化、教學方法的實施、教學手段的運用等方面就如何有效開展對該交叉學科課程的交叉融合型教學工作進行了初步探討，力爭以此門課程的教學為切入點，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生創新思維能力的目的。
關鍵詞：生物醫學光電檢測；交叉學科；教學模式；原理概念；創新思維
一教學體系的構建和優化
生物醫學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結合現今生物學、醫學及光學等多門學科交叉融合發展的現狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業課程。該門課程涉及的內容相當廣泛：綜合了一般醫學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現的內容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數學、生物學、醫學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業書籍、雜志和相關文章數量眾多，內容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發展迅速，相應的教學內容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生工程化能力、多學科綜合能力和創新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據擬定的教學大綱和教學內容，進行了教學體系的構建和優化，內容包括教材的選取、教學內容的調整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農業科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節選入作為補充教材。之后在教材內容的選取上，以生物醫學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內容的調整和取舍：生物醫學檢測技術的主要教學內容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結合教材內容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向學生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內相關章節內容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業、課后作業，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績為上課點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調整教學中的部分內容，根據學生感興趣的內容，查閱該領域該部分內容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質量，優化教學體系?？傊?，教學體系的構建和優化涵蓋了教學活動中的所有環節，對于有效開展課堂教學非常重要。
二教學內容的選擇和系統化
在教學體系的構建和優化中，教學內容的選擇、教學內容的系統化是一個非常重要的部分。該門課程的內容廣泛，參考資料豐富，如何有側重地選取教學內容，保證教學內容的系統化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結合，注重檢測技術和儀器運用的結合，注重工程化與技術化的結合，注重理論和實踐的結合，實現教學內容完整性和系統性的統一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結構以后，顯微鏡就與生物醫學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫學光電檢測技術的基礎與核心內容，之后產生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向學生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發，分別對這幾個參數進行了理論推導；通過數學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要??；顯微鏡的分辨率與波長，與數值孔徑有何關系；為何數值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發展歷史、國內外主要顯微鏡生產廠家介紹等趣味性強和難度較低的內容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節的內容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內容的完整性和統一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。
三教學方法的實施和教學手段的運用
好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發，讓學生對這門課程的內容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向學生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業廣等特點，再將課程內容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內容間的邏輯聯系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發，將課程內容引入。向學生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向學生拋出筆者自己總結出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據透鏡成像的規律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫學檢測技術的發展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內容產生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結合在黑板上用粉筆推演公式的傳統方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調整部分教學內容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的?？傊?，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養學生的思考能力和理解能力，提高教學質量。
四總結
從生物醫學光電檢測技術這門課程的教學體系的構建、教學內容的選擇及系統化、交叉融合型教學方法的實施和教學手段的運用等方面，對該課程的教學工作進行了初步探討，力爭使學生通過對該課程的學習，了解生物醫學光電檢測技術的研究現狀和發展趨勢，掌握多種生物醫學檢測技術的原理和基本思想，拓寬視野，提高他們對相關問題的思考能力和理解能力，并培養其理論聯系實際、多學科綜合應用和創新思維等能力?？傊?，涉及到交叉學科的課程的相關知識豐富，很多內容處于科學研究領域的前沿，其教學工作量大，教學過程復雜細致，要達到好的教學效果，在教學方面需要付出巨大的努力，就教學內容而言，既要注重基礎，又要與時俱進；在教學方法和教學手段上要推陳出新；要不斷總結教學經驗。一句概括之，任重而道遠！
作者：李瑋，馮國英。單位：四川大學電子信息學院。本文來自《中華生物醫學工程》雜志
