光學課程論文大全11篇

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2光纖通信課程理論教學

針對同學們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補充了一些基礎知識.比如光波導理論、高等數學、光電子技術、電磁學等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學有余力的同學選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統》，北京郵電大學出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統》教材.我們采用多種方法分析一些抽象概念，逐步闡述.例如，光纖傳輸的波動理論是光纖通信理論中的一個重要內容，通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達式求解，其過程繁雜，同學們很難將推導出的理論結果和實際上的物理意義對應.因此在該部分的教學中采用先引入并重點講解波導、導波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應不同的傳播角，產生不同的離散模式是由于光波在芯區和包層分界面上發生反射時產生相位移動引起的，在理解概念的基礎上，再運用特征方程理論推導出結論.充分利用多媒體的優勢，多媒體PPT教學與傳統教學模式相結合，以便提高教學質量.結合該學科的實際，作者制作了適合實際情況的PPT課件，課件的教學效果良好，比如在講解數字光纖通信系統組成的時候，結合PPT課件圖，直觀、形象生動的看出了系統由光發射機、光纖光纜、中繼器與光接收機等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調制器、濾波器、光開關及路由器、分插復用器ADM等.

3光纖通信實訓教學環節

本課程的實訓環節除了安排常規的8個實驗，模擬信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、數字信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、光發送、接收模塊實驗、光纖無源器件特性測試實驗、數字光發送接口指標測試實驗、光纖傳輸特性測量實驗波分復用（WDM）光纖通信系統實驗等.另外，筆者引入了OpticSimu仿真實訓軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實驗平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統和網絡，形象地得到仿真實驗結果，配置各種光纖通信系統和光網絡，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統和網絡中各點的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結構.運用OADM和OXC，構建WDM光網絡，并對其進行傳輸性能仿真，為光網絡的設計和規劃提供參考.

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1.1大多數學生對理論課認知錯誤，使課堂效果大打折扣

為數不少的大學生認為現在是市場經濟，市場經濟講求務實，而理論是務虛的，市場經濟需要的是專門人才，能掌握過硬技術就行了，理論枯燥死板，沒什么用處。廣播電視專業的學生更是認為，會拍會剪，懂技術就行了，不需要什么理論基礎。所以上課時很多學生都熱衷于扛著機器到處去搶新聞、去拍新聞。事實上，廣播電視專業及廣播電視新聞學是研究廣播、電視及互聯網等大眾傳播媒介新聞信息傳播的基本理論與基本方法的新聞學應用專業，廣播電視專業的培養要求中就提到“學生主要學習基本原理和新聞學、廣播電視學、以及與廣播電視有關學科的基本理論和基礎知識，受到廣播電視新聞采訪、寫作、編導、播音、節目主持等方面的基本訓練，具有廣播電視節目策劃、編輯、采訪、管理等方面的基本能力?！笨梢姀V播電視專業對學生的要求是理論與實踐并行，用廣電、新聞學的基本理論打基礎，樹立專業意識和素養，是掌握實踐能力的重要環節，否則就是“根基不牢，地動山搖”。大多數的學生都意識到了廣電實用技能的重要性，但是對理論卻不重視。上課不聽，認為理論毫無用處，與實踐無關，割斷理論與實踐的關系，從而使課堂效果大打折扣。

1.2學習的性質與傳統的教學方式使學生喪失了學習的興趣與熱情

學習是一種緊張調動身心的活動，在這過程中，學生會感覺到累、緊張及不適，這是學習的固有屬性，這就使得學生更傾向于休閑娛樂，而很少主動學習，而課堂學習又進一步加劇了一些被動性，使學生更難進入學習狀態。這時候，就應該發揮教師以及教學方式的優勢，但是，現今還有許多教師堅持傳統教學方法，比如上廣播電視新聞概論時，他們還是以書本和自己的教案為基礎，死扣書本、教案，案例枯燥老舊，形式沉悶，感染不了學生，在廣電這個與媒體有關的專業，很少或甚至不用新媒體呈現，有些教師最多只安排了ppt，這樣的教學方式打破不了學習的消極性質，無法令學生提起興趣，更別提提高課堂效果，這時候，就難免會有學生會開小差了。

1.3學生缺少課堂學習自，主體地位被忽視

許多課堂和教師都忽視了學生在課堂上的自。學生應該是課堂的主人，而不是被灌輸者，有些教師在上廣電新聞概論的時候，總是自己“獨霸”課堂，無論是理論還是案例，都使學生像是一個旁觀者和被迫接受者，這樣學生當然找不到在課堂上的存在感，從而對課堂失去興趣，消極對待。理論課與實踐課最大的區別在于，實踐中，學生可以自己動手，他們可以發揮自己的優勢和潛質，能激發自己的興趣，而理論課則不然，全是概念和硬知識，使學生很難找到學習的，這時，教師如果不注重學生的學習自，不提高學生的主體地位，課堂效果將會越來越消沉，最后甚至發展到學生對老師產生看法的地步。

2影響廣電專業學生課堂積極性的因素

從上面存在的幾個問題，我們可以大致了解到若干影響廣電專業學生課堂學習積極性的因素，其中主要有以下三點。

2.1廣電理論課本身的性質

上文也提到過理論課的特殊性。但廣電專業相對偏于實踐，所以很多學生的興奮點在于實踐，加之廣電理論課自身的相關知識都能在實踐中或多或少進行學習，這些因素使得廣電理論課更加形同“雞肋”。

2.2教師的自身因素及課堂影響力

這一因素是最重要的。常言道“沒有笨學生，只有笨老師”，老師對學習、尤其對課堂的影響至關重要。老師對課堂的態度，老師的性格及課堂策略都至關重要。廣電專業理論課作為人文社科類課程，要更加凸顯人情味，老師在強調新聞的人情味和社會責任時，如果能用自身獨特的方式和形式，就會極大提高課堂影響力，從而提升課堂效果。

2.3社會學環境的影響

當然，課堂效果出問題，不只是課業本身、老師甚至是學生的問題，更主要的是社會大環境的熏陶。在當前的社會環境下，整體忽視理論，有些人只有在實踐中碰壁后，才意識到理論的重要性。當前社會以經濟建設為中心，人們越來越現實，越來越不注重學習理論，甚至輕視理論，這大大地影響了理論課堂的學習效果，因為，毒已入心。

3提高廣電專業理論課課堂學生積極性的方法

3.1利用多種手段構建豐富有趣的高效課堂

要提高學生的課堂學習積極性，首先要在課堂教學方法上下功夫，避免傳統理論課教學的枯燥、沉悶，改變傳統課堂教學方法的固定模式，創建豐富有趣的高效課堂。對于廣電專業來說，更需要利用多種手段，多種媒體形式，使課堂內容更豐富的同時，提高學生的興趣?！案咝дn堂”這個詞，在中學階段就已經提出來，意在提高課堂教學中學生的積極性，提高學生的學習效率，從而取得更好的課堂效果。在大學廣電專業理論課中，甚至是所有大學課業中，“高效課堂”也彌足重要，它能夠很好地調動各方面課堂資源，盡可能大地影響和調動學生積極性，感染學生，這在傳統課堂中是沒有的。學生在豐富有趣的高效課堂上，能夠接觸到理論的另一面，同時教師利用自己的功力和人格魅力，使得理論煥發新生。構建豐富有趣的高效課堂，關鍵是利用多種手段，用多種手段來表現理論課的魅力，吸引學生，這不僅僅限于用個多媒體，用個ppt就行了，這只是表面的教學工作，最主要的是廣電專業老師，要會利用新聞、電影視頻，音樂等多種藝術形式來表現。如在上廣播電視新聞概論的時候，授課老師可以播放與內容相關的影片和音樂，當講到各種電視類型及發展史的時候，教師可以播放CCTV、BBC等著名媒體所制作的相關紀錄片，在講到中國電視的發展史的時候，教師可以播放在歷史上很重要的作品片段，在講廣電制作的理論課時，可以利用對比影片的方法來解釋畫幅、鏡頭等相關知識，講到電臺相關知識的時候也是一樣，可以用幾個典型的國內外電臺節目，如《美國之音》和《央廣之聲》來說明電臺節目相關的理論知識，在講到新聞理論及新聞關的時候，可以利用一些名家講座和專題報道來提高學生注意力，可以利用主旋律音樂來烘托氣氛。教師在上課前和上課間隙，也可以播放一些時下流行的歌曲和娛樂視頻來調節氣氛，提高學生積極性。在上到一些與廣電歷史和時代性有關的理論課時，教師甚至可以找出自己以前收藏或保存的相關物品，比如磁帶、老式收音機等，展示給學生觀看，讓學生對這段知識和歷史更感興趣。廣電專業理論課雖然是理論，但與實踐有極大關系，教師可利用相關案例，關注和表現時下熱點問題，并結合語言的組織，幽默感的把控，講課形式的設計，來使課堂更加豐富有趣，這樣，才能使學生感到新鮮有趣而不厭倦，從而提高學生學習的積極性。

3.2積極與學生互動，提高課堂的自主性

前文提到學生的自以及學生的課堂地位對學生課堂積極性的影響。每一個人都渴望被重視，都希望在一個特定的場合中體現自己的存在感，如果在有可能或應該產生存在感的時候，沒有被重視和發現，整個人就會陷入到一種消極、無生機的狀態中，從而對當時環境里的任何事都不感興趣。所以，我們要在課堂上提高學生的自主性和地位，讓他們做“課堂的主人”。要提高學生的自主性，關鍵就是積極與學生互動，我們在上廣播電視專業理論課的時候，要會就概念和案例跟學生交流互動，走下講臺，傾聽學生的話，傾聽學生對這個媒體和與這個媒體相關問題的看法，讓學生都重視課堂這一段時間所討論的問題知識，讓學生對這個知識發表見解。課堂討論也是一個很重要的方式，它能讓自完全抓在學生的手里。通過知識和案例的小組討論，學生能融入課堂，找到存在感，激發學習的興趣。廣電教師還可以進行隨堂小訓練，提高學生們的注意力和參與度。比如講到廣電編輯時，可以讓大家隨堂寫東西；講廣電的特點時，可以讓同學談談自己與廣電的小故事等?；雍驼n堂討論，是提高學生積極性的重要手段之一。

3.3引導學生對理論產生重視和理解

理論是枯燥的、無味的，但這只是它表面性質的表現之一，實際上，理論在人類發展史上起著重要作用。理論推動實踐，有多少大事都是在優秀理論的指導下才能成功的，就以廣電專業理論來說，從事廣電事業，只懂技術，不懂得廣電的發展脈絡、基本原理、理論體系以及現狀，是很難在實踐中取得成就的，只懂技術不懂理論，在廣電體系里難以生存，因為廣電的基本工作，比如攝影、剪輯都有一套嚴密的理論嵌套。所以，教師要引導學生認清現實，注重理論的重要性，引導他們多看一些專業類書籍，同時引導他們關注時事，關注與廣電專業相關的現實事件，讓他們將事實與理論相結合，更好地理解理論，體會理論的現實意義和重要性，讓他們理解理論，不討厭理論，從而提高他們在理論課堂上的積極性。

4總結

課堂是教學的主陣地，良好的課堂效果是教學成功的一半，課堂效果提升的關鍵在于提升學生的積極性。在現代這個教育環境、社會環境復雜因素日益增多的情況下，更要注重調動廣電專業學生課堂積極性，實現這一目標的關鍵在于以學生為主，讓學生自己在課堂這個教學的主陣地上樂于、勇于打好屬于自己的硬仗。

作者:李杰鋒 單位:廣西大學新聞傳播學院

參考文獻：

[1]劉進華，廣播電視編導專業理論課的教學思考[J].電影評介，2014（18）.

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2．網絡課程與課堂教學沒有充分配合廣告學課程盡管已在課堂上明確提出對學生使用網絡課程的要求并進行了方法指導，但沒有對學生利用網絡課程學習進行有效的考核，缺少對于網絡課程及課堂教學內容的有效整合，沒有充分使網絡課程有效的配合課堂教學，缺少運用網絡課程培養學生開展研究性學習的教學方法研究。

3．學生對網絡課程認識不足由于缺少有效的考核，因此網絡課程沒有被充分利用，與課堂教學配合不夠緊密，學生對網絡課程的功能缺少認識，缺乏運用網絡課程進行學習的主動性及學習興趣，能充分利用網絡課程進行學習的學生僅占班級學生的10%，沒有達到網絡課程應有的教學效果。

二整合廣告學網絡課程與課堂教學

為了解決課堂授課時間的局限性，更好地培養學生開展研究性學習的興趣及能力，應充分開發及利用廣告學網絡課程的功能，提高學生對于網絡課程的認識，使網絡課程與課堂教學相互配合、優勢互補，充分發揮網絡課程學習的交互性、共享性、開放性、協作性和自主性的優勢，增強網絡課程的教學效果，使網絡課程真正成為課堂的延伸，發揮其應有的作用。首先，使學生充分利用廣告學網絡課程開展課前預習、課后復習、自我測驗、課后交流等活動，使網絡課程更好地配合課堂教學，讓學生更好地理解課堂所講授的理論知識。其次，運用廣告學網絡課程為學生拓展課堂45分鐘以外的更為廣闊的空間，為學生精選最新行業前沿資訊及專業優秀的案例，引導學生運用島嶼法、穿透力法、關聯法進行行業資訊與優秀案例學習，即使學生自選閱讀大量優秀廣告案例（島嶼法），并通過對典型案例進行思考研究，得出自己的結論（穿透力法），同時將表面看似不同的案例與所學理論知識相互關聯，找出解決這一類問題的共同方法（關聯法），在開拓學生視野的同時，使學生掌握研究性學習的方法。再次，在前兩步驟完成的基礎上，通過網絡課程培養學生選擇自己感興趣的專業問題進行研究性學習的習慣。這對于學生掌握適合自己的學習方法、養成良好的學習習慣有良好的作用。不僅可以讓學生在大學期間更好地理解及掌握專業知識和技能，更讓學生在走上工作崗位以后，能運用這種學習方法不斷學習行業最新的知識，更好地適應用人單位及社會對專業人才的要求，這將使學生終身受益。

三廣告學網絡課程建設與教學方法改革

1．網絡課程教學方法改革第一，根據廣告學課程特點及教師教學需要，由授課教師自主決定網絡課程與課堂教學傳授知識的教學方法及比例，并于開課之初告知學生本課程的學習方法及使用網絡課程的相關要求。第二，對廣告學網絡課程及課堂教學內容進行有效整合，使網絡課程有效地配合課堂教學，成為課堂的延伸，為學生提供更為廣闊的學習平臺，更加豐富典型的學習資源，培養學生自主發現問題、研究問題、解決問題的能力。第三，由教師根據廣告學課程特點及教學需要決定運用多少比例的平時成績要求學生充分運用網絡課程進行學習，即將利用網絡課程學習的要求及學習狀態測評納入到平時成績考核中，用有效的考核評價體系督促學生更加充分地運用網絡課程進行學習。

2．網絡課程模塊及內容改革第一，根據廣告學課程特點制定相應的學習模塊，提高學生自主學習的興趣和效果。第二，提高廣告學網絡課程與行業前沿結合的緊密性，提升學生運用網絡課程學習的興趣，開拓學生視野。第三，加強廣告學網絡課程課程討論、輔導答疑模塊的建設及應用，提高學生交流互動的興趣和熱情，讓學生在研討中提升自己對行業及專業知識的理解和認識。

3．網絡課程使用方式改革加強廣告學網絡課程技術改進，豐富網絡課程的容量和功能，使學生能夠用自己習慣運用的網絡終端，如電腦、手機、平板電腦等進行網絡課程學習，輕松、快速地瀏覽網絡課程內容，并且能用平板電腦、手機等工具留言、討論，培養學生研究性學習的習慣，提高網絡課程的教學效果。

4．網絡課程教學效果評價體系改革第一，將廣告學網絡課程教學納入到學評教、教評學體系中，定期考核網絡課程教學效果。第二，運用問卷法、訪談法定期了解學生對于廣告學網絡課程教學的看法，不斷改進網絡課程教學方法，提升網絡課程教學效果。

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2、學習缺乏恒心，探究知識的持久性不強廣告設計與制作課程需要學生掌握美術基本技能、廣告創意與設計方法、計算機平面設計等技能，需要一個系統的學習過程。而學生在剛開始接觸這門課程時往往被形式新穎、內容豐富的課程內容所吸引，容易在一開始對課程學習和實踐充滿熱情和期望，但隨著學習和實踐操作的深入，學生逐漸失去興趣，學習的動力逐步減弱，導致學習和實踐操作不能持久堅持。還有相當一部分學生學習意志薄弱，不能圍繞一個目標，作長期堅持不懈的努力，有的淺嘗則止，有的半途而廢；容易造成虎頭蛇尾的現象。

3、學生缺乏信心，自主探究的積極性不高廣告設計與制作專業是一門綜合叉課程，涉及美術基礎、心理學、營銷學等學科知識，而職業院校的主要特點就是要求學生畢業后能夠直接上崗，勝任廣告公司、公關公司、媒體、報刊、出版社、企業等單位設計、制作、編排部門的相關工作。但由于職業院校學生文化基礎普遍較弱和受學生心理年齡影響，往往在學習過程中被課程煩雜的課程內容嚇到，導致自信力缺乏，不能夠獲得學習的樂趣，導致自主學習探究知識的積極性不高。

二、中職學生學習廣告設計與制作課程的積極突破

（一）根據中職學生的學習實際和認知水平，加強理論基礎學習教師要準確了解廣告設計與制作課程中涉及的基本原理與基本知識，做到由易到難，循序漸進，從較為簡單的知識開始教起，逐步培養學生的學習樂趣和信心。切忌一開始就灌輸高大上、空洞泛的理論知識，使學生一開始就失去學習的樂趣，從而打擊到學生學習的積極性。廣告設計與制作雖然是門操作性較強的課程，但要求學生對基本的理論基礎具有系統的了解，因此在學習的過程中要注意理論基礎的灌輸，是學生明白制作的理論基礎和明白怎樣才能做出具有較高水平的作品。

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二、創意模仿的訓練

在教學中針對優秀廣告創意的分析，往往使我們走向對這種創意的學習，或者說對這種創意核心思想的學習，再把這種思維方式運用到其他創意表現中，我把這稱之為創意的復制模仿。在賞析廣告作品的同時，根據原創意的核心思想，變換廣告的產品，模擬原作品風格進行的創作訓練。例舉李欣頻杯店廣告文案的創意表現，作者從杯子的“有形產品”層面入手，闡述杯子的“附加意義”，以水為橋梁，借助杯子對水外形的“建造”功能，來闡述杯子在都市情感關系中發揮的作用。杯子是獨處時表達忠貞的象征，杯子是情人間遠近親疏的征兆；杯子甚至是社會地位與權力的代表。這則文案，通過巧妙的創意，嫻熟的文字，改變了人們對杯子的既有概念和認知，聚攏了人們對于杯子的價值想象，為杯子賦予了情感的內涵，改變了目標消費者對于杯子的消費態度和觀念?？偨Y文案從形式到內容的亮點：如雙關語、語言的詩意與含蓄、語言的精煉與內涵。把以上優點作為要點，要求學生創作高跟鞋或手機的文案。在學生為其他產品尋找新的定義與內涵時可以例舉法國哲學家德羅亞對概念的重新定義：碗：不是為了在餐桌上炫耀主人的品味，而是為了終止水無止境的流動；回形針：不只是辦公室里分類文件的工具，而是溫和的抗拒散亂，堅定的抓住秩序，本身就是一種倫理；遙控器：可以隔空展現思緒萬能，心想事成的巫術道具等等。讓學生不斷填寫“**不是**而是**”。這項訓練的要求是前半句揭示物件的普遍符號意義，后半句要求學生以獨特的思維與視角揭示物件未被發覺的含義，甚至可以是另一種哲學意義上的定義。

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隨著社會經濟的快速發展，廣告逐漸成為當前經濟環境下，企業宣傳和樹立自身形象、提升產品附加價值的重要營銷手段，這就帶動了廣告公司的蓬勃發展。

一、廣告行業人才需求現狀

市場環境的變化使得企業對廣告公司、廣告服務提出了更高的要求，廣告市場的發展趨勢也呈現以下四點變化，即廣告公司整合化、廣告市場細分化、廣告服務專業化、傳播形態數字化。在廣告業蓬勃發展的同時，廣告專業人才需求越來越大。對當前廣告行業的人才需求狀況進行調查分析可知，廣告公司對人才的要求包括敏銳的觀察力、精準到位的執行力、整體把控的整合力、豐富的想象力和創造力、人際溝通能力以及不斷求新的學習能力等。廣告公司需要復合型人才或綜合性人才，需要廣告人才不僅熟練地掌握廣告設計技能，而且還需要具備一定的市場營銷技能，并將自身專業素質與市場結合起來，能夠準確地把握市場。

二、中職院校廣告設計教育的現狀與問題

1.中職廣告設計教育現狀。在中職教育體系中，廣告設計是熱門課程之一，但從實踐教學情況來看，中職廣告設計教育現狀并不樂觀，教學落后于實踐，致使學生缺乏足夠的實踐能力。從中職廣告設計課程設置與人才培養目標來看，課程設置通常包含四部分，即專業基礎課程、專業理論課程、專業設計課程、專業實習與畢業設計。中職廣告設計專業教學對教學目標的設定并不全面，過于注重學生廣告設計能力的培養，缺乏綜合能力的培養，與其他學科的聯系不夠密切，而且與市場的聯系不足，實踐教學課程設置較少。從專業教師來看，教師隊伍的來源包括三個方面，一是純藝術設計類專業出身的老師，二是藝術設計相關專業畢業的年輕教師，三是第一線實踐的廣告設計師或廣告人，但第三類老師的數量較少，不能滿足學生的實踐學習需求。2.中職廣告設計實踐教學問題。對中職廣告設計實踐教學的現狀進行調查分析可知，當前教學中存在著一些教學問題急需解決。一是實踐教學模式較為傳統，多是在實驗室進行框架化的模擬教學，缺乏與市場的緊密聯系，而且實踐課程的設置也較為隨意，缺乏完整性與專業性。二是中職廣告設計專業師資力量薄弱，多數教師缺乏實戰經驗。訪談調查發現，多數教師廣告設計知識結構單一，過于注重視覺的表達，缺乏營銷、傳播、管理等方面的知識。三是實踐教學滯后，校企合作不足，實踐教學多以虛擬項目的命題方式進行，對媒體投放、傳播以及設計成本的意識不足。校企合作的不足也導致實踐教學與實踐應用缺乏足夠的聯系，學生參與不到項目的主要環節中，導致教學收獲不到實質效果。

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1996年，付永啟博士畢業。近20年過去，付永啟一直沒有離開過微納光學研究領域，在他看來，盡管微光學似乎看不見，摸不著，但從人們的生活乃至國家的高尖端科學都離不開它。這正是它的魅力所在。

“微納光子雖小，照亮我們未來的路”

1994年，付永啟在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所攻讀博士學位，“當時是跟導師一起做國家航天項目中的一個子項目――‘動態目標發生器’的研究，我主要負責曲面光刻的研究。”那是他接觸到微光學并逐漸對微光學元器件的設計制作產生興趣的開始。

在博士后研究階段，付永啟又接著在衍射光學元件的設計制作方面開展了深入研究。隨后為了開闊視野、提升研究能力，付永啟于1998年赴新加坡南洋理工大學精密工程與納米技術中心作研究員，借助當地優越的軟硬件條件繼續深入開展微光學以及后期納米光學領域的研究工作。

從此，一個嶄新的世界――納米光學這個交叉領域逐步在他面前展開。

正如他所說的“學得越多就會發現自己不懂的東西越多”，在學習和研究過程中，他覺得不應該囿于領域，萌生了走出國門看看的念頭。1998年，他選擇赴新加坡南洋理工大學精密工程與納米技術中心做研究員。后來，又通過那里獲得了在麻省理工學院作訪問學者的機會。

通過與科研院所及工業界的合作，付永啟開展了多個橫向和縱向項目研究，接觸到了微電子、微機電系統（MEMS）、微納加工、納米計量及生化分析等多學科領域的知識，先后完成了多項重大研究課題，并取得了許多創新性成果。

借助于國外較好的軟硬件條件，付永啟快速提高了獨立開展科研工作的能力。東西方文化在他身上相遇，已經不再是形式的混體，而是精神層面的和平融合，使得付永啟的治學態度里，囊括了中國智慧的通達以及西方思想嚴密的邏輯性，在這種態度的指引下，他對科研工作有了更深層次的認識，同時對科學研究也更加熱愛。

2001年，付永啟將目光專注到了一種新的微納光學元件一步加工制作方法―聚焦離子束制作技術上，經過兩年的反復研究、實驗，終于獲得成功并使該技術逐漸走向成熟。

付永啟利用納米加工技術實現了微光學元件與光電子元/器件的集成一體化，即利用聚焦離子束技術直接一步將微光學元器件甚至納米光子元器件與光電子器件（如半導體激光器、光導纖維等）集成于一體，從而達到直接控制光束的目的。這一技術擺脫了傳統的采用離散光學元件對激光束進行準直或聚焦的方法，不但減少了光學系統的元件數，而且節省了空間，更容易實現系統的輕量化和小型化，對微系統的開發具有重要意義。

同時，他還發現了兩種材料，它們在聚焦離子束轟擊下具有材料自組織成型特性，該特性可直接用于微光學元件的結構成型。以該技術為基礎，能夠制作出幾種特定的微光學元件，包括微正弦光柵、微閃耀光柵等。

此外，付永啟還利用聚焦離子束直接寫入法和輔助沉積法成功實現了微光學元件與光電子元/器件的集成一體化；也就是說，該集成一體化既可以采用基于聚焦離子束去除材料的方法實現，也可以利用材料生長的方法來得到。從而為光學系統的小型化、微型化、平面化提供了制作技術保障。該集成一體化元/器件已經廣泛應用于生命科學、生化、通信、數據存儲等領域，至今仍在應用，還沒有其他方法能夠替代。

值得一提的是，聚焦離子束技術在微電子行業的廣泛應用，大大提高了微電子工業上材料、工藝、器件分析及修補的精度和速度，目前已經成為微電子技術領域必不可少的關鍵技術之一。同時，由于它集材料刻蝕、沉積、注入、改性于一身，有望成為高真空環境下實現器件制造全過程的主要加工手段。

“研究要服務社會，我們要瞄準國家重大需求”

“在國外更能體會到‘國家’兩字的真實內涵，真心希望自己的祖國能夠早日強大。當2008年北京奧運會開幕式上播放出《我的祖國》這首歌時，激動的心情難于言表，內心百感交集。” 付永啟感慨道。2007年，付永啟放棄國外優越的待遇和生活，帶著累累碩果和先進理念回國，先后受聘于中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室和電子科技大學物理電子學院。

“剛回國時想有一個屬于自己獨立的科研小組和相對寬松的科研環境，在這種環境中能靜下心來實際做點科研，希望能從科研工作和培養學生方面體現出自身的價值所在?？茖W研究最終是要服務社會的，而具體的應用領域要瞄準國家的重大需求?！备队绬⑹沁@樣說的，也是這樣做的。

在學校和所在團隊的支持下，付永啟在納光子結構、元器件及其應用方面取得多項國家自然科學基金項目的資助。提出了兩種基于納金屬結構的超分辨透鏡，該透鏡可方便地通過聚焦離子束技術一步制作出來，其光學表征可利用近場掃描光學顯微鏡實現；基于表面等離子體極化用于生化免疫分析：設計和制作了菱形納金屬顆粒，并成功地用于老年癡呆癥（ADDL）以及SEB病毒素的測試；有源及無源光電子器件與衍射光學元件的集成；基于聚焦離子束技術的微光學元器件的一步制作技術的開發和拓展；基于納光子器件微探頭的納米計量系統的概念設計：提出利用納光子超透鏡微探頭并結合激光多普勒外差干涉技術實現納米缺陷的動態在線檢測，該內容已獲得美國專利授權。

研究工作的創新點主要體現在微光學元件的加工制作技術上，國際上首創采用聚焦離子束技術直接一步加工和制作微小光學元件，具體包括微型衍射、折射、折衍混合、柱面、及橢球面透鏡等。這一創新技術解決了一些常規微光學元件制作方法難以實現的微光學元器件集成一體化問題，為光學系統緊湊化和小型化，以及微光學系統的研究開發提供了一條新的有效途徑。

如果把才華比作劍，那么勤奮就是磨刀石。付永啟和課題組成員付出了超乎尋常的努力，經過多年的努力拼搏，在納米光學、微細加工、納米加工、衍射光學及微光學領域取得多項研究成果，在國際相關著名學術期刊和國內核心學術期刊上150余篇，其中被SCI檢索收錄論文120余篇，以第一作者撰寫和58篇，以通訊作者100余篇，JCR分區一區刊物論文23篇，影響因子IF>3.0的論文46篇（占SCI論文總數的34%），論文累計被引次數1100余次，單篇他引最高次數83次，JCR統計h指數18。其中，代表論文之一：“Optics Express 18（4）， 3438-3443 （2010）”被國際文獻追綜機構BioMedLib于2011年2月28日評為納光子結構領域的“Top10”論文之一；此外，在該領域國際著名學術刊物Plasmonics（該刊物屬于JCR分區一區刊物）上陸續發表系列研究論文22篇。

此外，付永啟在微納加工及納米光學領域分別撰寫五部英文專著中的各一章：即Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology（2nd Edition，出版號：ISBN： 1-58883-159-0）、Lithography： Principles， Processes and Materials（出版號：I S B N： 978-1-61761-837-6） 、Plasmonics： Principles and Applications（出版號：ISBN： 979-953-307-855-6）Ion beams in Nanoscience and Technology（出版號：ISBN 978-3-642-00622-7）、和《Nanofabrication》 （出版號ISBN： 978-953-307-912-7）；并獨立撰寫中、英文專著各一部，分別為《納光子學及其應用》（出版號ISBN： 978-7-80248-537-2）（該書是目前國內唯一一部具有自己獨立編著版權的全面系統地介紹納米光學發展前沿的中文專著，出版后得到同行的一致好評。）、英文專著書名為《Subwavelength Optics：Theory and Technology》；并以此為基礎，在國內首次開設了《亞波長光學》課程，于2009年秋在電子科技大學作為研究生專業課程講授。自2010年電子科技大學研究生院和中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究生部均采用《納光子學及其應用》一書作為研究生專業課程：《亞波長光學》及《納米光學》的指定教材。該書作為2011年電子科技大學“十二五”規劃研究生教材建設立項支持（項目編號：11211CX20401），于2012年12月末成功出版了修訂版。

有關利用聚焦離子束一步制作微光學元件的內容被法國DELAWARE大學電子和計算機工程系Robert G.. Hunsperger教授寫入其編著的教科書《Integrated Optics： Theory and Technology》（第五版）的一個章節中。部分研究結果還被美國網絡多媒體組織NANOPOLISTM于2007年出版的《納米技術百科全書》多媒體教程引用并收錄， 并被邀請作“聚焦離子束”章節的內容評審人。

學術刊物論文中有關基于聚焦離子束直接沉積實現微型柱面透鏡與邊緣發射型半導體激光器集成化實現激光束的一維和二維整形的技術、以及類金剛石薄膜上一步寫入微透鏡技術，被國際上面向工業界的雜志Laser Focus World分別摘錄并以新聞簡報的形式在“光電子世界新聞”欄目中公布；并已分別獲得美國發明專利和中國發明專利的授權。

鑒于他出色的科研成就，近年來相繼在美國、加拿大、日本、韓國、新加坡、中國等國舉辦的衍射光學與微光學、微加工及納米加工、離子束及應用、精密工程、納米技術NanoTech 2004、亞洲光電子Photonics Asia 2004、ICAMT2005、NanoMan2008、Nanophotonics2009等專題會議及年會上作大會報告及特邀報告。

篇（8）

物理學是一門以實驗為基礎的課程，物理實驗教學是物理教學的重要環節。作為一名物理師范生掌握好中學物理實驗是最基本的要求，在中國《普通高中物理課程標準》中對通過物理實驗培養學生的能力也有明確要求。然而，當我們走進實驗進行中學物理實驗探究時才發現，在實驗探究方面我們仍然存在著很多問題。比如：在我們高中的學習中有一部分實驗沒有開設；有些實驗儀器不會操作；探究實驗不能按照步驟進行；缺少嚴謹的科學探究精神；數據記錄也有不規范之處等。我們在高中物理的學習中物理實驗并沒有像《課標》所要求走進我們的課堂教學之中。但是，實驗是物理課程改革的重要環節，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養的重要途徑，也是物理課程改革的重要資源，做好物理實驗教學是物理教學的重中之重。我國物理教材實驗部分的編寫是否與我國《課標》要求相契合？通過現有物理實驗教學是否能達到對學生科學素養的培養？這些問題急需我們來思考。

物理教材是物理教學的主要依據，做好教材中物理實驗的編寫是必然要求。面對我國現存的物理實驗教學現狀，我們不妨嘗試對比國外優秀教材中的實驗編寫，借鑒國外優秀經驗，為我國物理教材實驗部分的編寫提供一些支持。因此，我將選擇我國普通高中物理教科書（人教版）與美國高中物理教材《物理：原理與問題》中光學部分實驗進行對比研究。

（二）研究目的

通過此次對比研究發現中美兩國在《課標》要求方面存在的異同點，發現我國物理實驗中存在的問題，以便引起人們對我國物理實驗的思考和重視。對比美國教材光學部分實驗的開設形式、數量、實驗儀器及插圖等與我國教材之間的差異，找出美國教材中的存在的優點，從而參考和借鑒國外優秀教材中的優秀實驗，為從事物理教學工作的廣大教師提供更加豐富、有趣的教學資源，為我國現有的物理實驗教學提供一些改進建議，也為我國的物理教材中實驗部分的編寫提供參考和建議。

（三）研究意義

通過對比中美兩國在《課標》要求方面存在的異同點，有助于發現我國在制定物理實驗《課標》時存在的問題。通過對光學實驗部分實驗的開設形式、數量、實驗儀器及插圖等多個方面進行對比，有利于為我國從事物理教學工作的廣大教師提供豐富的教學資源，有助于他們改進傳統的教學方式，使學生增加對物理的學習興趣。通過對比兩本教材中“光的偏振”這一具體實驗，有利于幫助我們全面了解美國探究實驗的具體過程，有助于為我國的物理教材中實驗部分的編寫提供參考和建議，有利于學生更好的掌握有關科學知識，形成科學的思維方式，更好的培養符合時展的新型人才。

二、國內外在該方向的研究現狀及分析

在新課改的大背景下，通過物理實驗培養學生科學素養的重要性已經被人們所重視。我國各位專家學者對中美教材中的實驗部分進行了多層次的比較研究，探索更適合我國學生情況的物理實驗教學方式。現已有大量的關于中美高中物理實驗比較研究的文獻問世。

2006年11月祁映宏在《中美2套高中物理教材學生實驗的比較與研究》中，統計了中美高中物理教材中的學生實驗，對兩國教材學生實驗編寫的特點做了比較研究，提出學生實驗設計的認識觀和學習觀，最后特別強調了美國教材中的一些可借鑒之處，并對我國物理教材中學生實驗做出了反思與期待。

蘇州大學的沈國強在2010年比較研究了中美兩套物理教材的科學探究內容異同。比較分析了兩國教材中的科學探究的數量、內容、方式等，對“科學探究”活動的實施從教師和學生兩個角度進行調查，了解教師和學生對“科學探究”活動觀念的理解、具體實施情況，以及制約“科學探究”教學開展的主要因素。

延邊大學的陳雪對高中物理實驗教科書實驗部分分為表層結構包括實驗數量分布、實驗體系結構、實驗器材選擇、實驗插圖語言四個部分，和深層結構科學知識、科學方法和科學情感三部分進行了比較分析，并用定性和定量研究的方法，分別進行數量和文本分析比較。并根據結論對我國物理教科書實驗部分編寫提出建議。

劉建智和李蘭對一套美國高中物理教材（欄目名稱為《Physics Lab》）與我國人教版新課標高中物理教材中的實驗部分從實驗數目、實驗器材、實驗的編排與實施、語言分格及其他進行了比較，通過比較對我國在今后編寫或修改高中物理教材時應適當增加實驗數目、實驗內容與時俱進、適當增加光學與原子物理部分的模擬實驗、增加探究性實驗的數目，并增加實驗的開放性、體現“以人為本”的教育理念。

李蘭在研究了前人已有的結論與成果之上，以中美兩國高中物理教材歷次改革與發展為背景，對兩國物理課程標準進行了比較分析，并對中美兩國高中物理教材實驗部分的設置在實驗數目、實驗編排、實驗器材、實驗插圖、實驗語言，以及基本科學概念、科學實驗過程、科學情感態度等方面進行了比較分析。

華中師范大學教育碩士戚靜芳在對中美兩國高中物理主流教材比較的文獻進行分析的基礎上，比較研究了兩國教材中物理實驗的總論、實驗形式、試驗數量和具體實驗內容等，用文字、圖表等形式列舉其異同點，并歸納出各自特色。通過比較發現了兩套教材實驗總數多、實驗形式多樣化、對科學過程和方法的關注、培養學生創新意識等方面的相似性。同時看出兩國教材在實驗與學習內容的融合度、不同形式實驗數量、對探究過程的設計、對實驗材料的使用、與生活實際的聯系以及對研究能力的培養等方面的區別。

郭麗麗構建了教材中物理實驗的比較模型。從實驗內容、實驗設計和實驗呈現方式三個方面對人教版物理教材和《物理：原理與問題》中的物理實驗進行了靜態比較研究，并根據比較研究得到的結論，對我國物理教材中實驗部分的編寫從實驗內容的選取、實驗的設計和實驗的呈現方式三方面提出建議。

西南大學課程與教學論碩士研究生蘇蘊娜在《中美澳高中物理教科書實驗設置比較研究》中，從實驗的選擇、實驗的編寫體例和實驗的呈現方式三個維度對中美澳三套高中物理教科書中的實驗進行了定量統計以及定性分析，強調物理實驗對學生科學素養的培養起到關鍵的作用。

印曉明和陳坤從培養學生“核心素養”的角度，對中美高中主流物理教材在“光學”部分編排進行對比，提出從“知識”走向“智慧”、從重視物理“實驗”到進行科學“實踐”、以學科“融合”提升“綜合”思維的理念，提高學生理科學習的“自我生長能力”，將培養學生在科學領域內“核心素養”的目標落到實處，為學生的終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定良好的基礎。

南京師范大學教師教育學院的陸雪嬌以“拋體運動”為例，對中美兩國常用的兩種高中物理教材的實驗呈現方式和實驗內容進行比較分析，發現實驗呈現形式的總體差異，以及中國教材中還存在缺少探究性實驗，實驗器材、實驗內容的選擇不夠貼近生活，實驗缺乏創意等問題。

高赫男和石紅選取了中國人教版物理教材和美國《物理：原理與問題》為研究對象，對中美兩國高中物理教材實驗的數量、器材、欄目、插圖及語言等方面進行比較研究，利用文字、圖形或表格等形式描述其異同點。

三、相關概念界定

（一）物理實驗

物理實驗是學習物理的重要方法和手段，是物理學習的基礎。物理實驗是高中物理教學的重點。在人教版普通高中物理教材（2010年版）中，對教材中的物理實驗根據它們在物理學和物理教學中的地位、難易程度、用時長短、學校的器材條件，分為了：學生實驗、實驗、演示、做一做以及問題與練習。

《課標》要求學生通過實驗，學習科學探究方法，發展自主學習能力，養成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題；認識實驗在物理學中的地位和作用，掌握物理實驗的一些基本技能，會使用基本的實驗儀器，能獨立完成一些物理實驗。

物理實驗已經滲透到物理教材中的各個部分，包括了課后習題部分。本文中所選的物理實驗是光學部分實驗，有中國教材中的學生實驗、實驗、演示、做一做，以及美國教材中光學實驗部分的起步實驗、迷你實驗、物理實驗。

（二）物理教材

教材是教學過程中的四個基本要素之一，其含義隨著科學技術的進步和發展，也不斷發展和壯大。目前，從廣義來講，教材是教師和學生據以進行教學活動的一切材料，包括工具書、掛圖、圖表和其他教學輔助用具，也包括教學程序軟件包；幻燈片、電影片、音像磁盤等。從狹義來講，教材是指教科書，也稱課本，它是依據課程標準編制的、系統反映學科內容的教學用書。

本文中的物理教材是指按照物理課程標準等綱領性文件的規定，根據教學目標和學生的認知規律組織編寫的出版社正式出版發行的高中物理教學用書。

（三）科學探究

在物理學史中，運用科學方法的第一人當屬伽利略。他提出的科學方法為我們的科學探究提供了依據。所謂“科學方法”就是經驗（以實驗和觀察的形式）與思維（以創造性構筑的理論和假說的形式）之間的動態的相互作用。伽利略所用的科學方法包括：設計實驗（以檢驗特定的假設）、對現實世界條件進行理想化（以消除任何可能掩蓋主要效應的次要效應）、限制探究范圍（每次只考慮一個問題）、定量方法。

科學探究指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。探究是一種有多側面的活動，需要做觀察；需要提出問題；需要查閱書刊及其他信息源以便弄清楚什么情況已經是為人所知的東西；需要設計調研方案；需要根據實驗證據來檢驗已經為人所知的東西；需要運用各種手段來搜集、分析和解讀數據；需要提出答案、解釋和預測；需要把研究結果告之于人。探究需要明確假設，需要運用判斷思維和邏輯思維，需要考慮可能的其他解釋。學生們在學習探知自然界的科學方法時將會參與科學探究活動中的某些方面的工作，但是學生們也應該培養自己從事完整的探究活動的能力。

在我國現在的高中物理課標中規定的科學探究需滿足七個要素，分別是：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。

（四）科學素養

所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經濟生產所需的科學概念和科學過程。即對日常所見所歷的各種事物能夠提出、能夠發現、能夠回答因好奇心而引發出來的一些問題；對已有能力描述、解釋甚至預言一些自然現象；能讀懂通俗報刊刊載的科學文章，能參與就有關結論是否有充分根據的問題所作的社交談話；能識別國家和地方決定所賴以為基礎的科學問題，并且能提出有科學技術根據的見解來；能根據信息源和產生此信息所用的方法來評估科學信息的可靠程度；有能力提出和評價有論據的論點，并且能恰如其分地運用從這些論點得出的結論。

四、學位論文的主要研究內容及可行性論證

（一）主要研究內容

本論文的主要研究內容有以下幾點：

1．通過查閱文獻研究明確中美兩國《課標》對物理實驗的要求，并對相關概念進行界定，了解我國各位專家學者對中外物理教材及實驗編寫的對比分析。并通過問卷及訪談等方法，了解本地區高中學校光學實驗課程的開設情況。聯系我國《課標》對此部分的要求，對比本地區的高中學校在光學實驗課程開設是否與《課標》要求相契合。

2．歸納、整理出中美兩國《課標》對物理實驗的要求，對比兩國《課標》要求的異同點。

3．對中美兩國物理教材中的實驗總論部分詳細閱讀，并總結歸納，對比兩國實驗總論，發現其優缺點。

4．整理中美兩國教材中光學部分實驗，從實驗形式、內容及數量分布、插圖等方面進行對比，發現各自特點，得出結論。

5．并對兩國教材中“光的偏振”這一具體實驗案例，按照教材編排要求進行完整的實驗探究。根據自己在實驗中的觀察、體會以及通過本實驗對該知識的理解和掌握情況等方面，進行對比分析，發現美國教材在實驗編排中的優點。

6．根據對中美兩國《課標》對物理實驗的要求，以及兩國教材中光學部分的實驗對比，得出相應結論，并根據結論為我國物理實驗的編寫及實驗教學方面提出一些建議。

（二）可行性論證

1．現已經有很多位專家學者就“中外高中物理實驗對比”這一課題進行了研究，以有大量的期刊文獻和學位論文存在，能夠為本人提供參考，為本研究奠定了堅實的理論基礎。

2．通過大學的學習以及教學實踐，本人熟讀了我國物理《課標》的內容，理解了《課標》對物理實驗的要求以及通過物理實驗培養學生怎樣的能力。

3．在實習期間能與學生面對面交流，通過與學生的交流能有效避免學生的排斥心理，進而來了解所在學校有關物理實驗的開設情況以及學生對物理實驗的期望，能保證得到較為準確的信息。

4．本人對該課題存在濃厚的興趣，能夠對我以后從事物理教學工作提供支持與幫助，能豐富課堂內容，形式多樣，讓我有信心完成此次研究，為我提供了動力。

五、論文進度安排及預期達到的目標

（一）準備階段（2018年10月—2018年11月）

1．確定選題。

2．查閱大量有關該課題研究的文獻資料，了解我國專家學者對于該課題的研究進展情況，為自己的研究提供一些思路，避免重復勞動、偏離主題。

3．分析資料設計初步撰寫方案，提交老師指導，根據老師指導意見進行方案的調整，按照方案執行。

（二）實施階段（2018年12月—2019年2月）

1．選取人教版普通高中物理教科書，梳理出高中教材中的光學部分的實驗。

2．選取翻譯版美國物理教材《物理：原理與問題》，梳理出光學部分的實驗。

3．設計調查表，選擇寧夏本地部分高中學校，調查對光學部分實驗的開設個數和開設形式。

4．撰寫開題報告，并提交指導老師批閱，根據老師修改意見，再次進行修改，完成開題報告。

5．找到美國《國家科學教育標準》和中國《普通物理課程標準（2003）》，歸納總結出有關物理實驗的要求。

6．回收調查表，對得到的數據進行數據處理，利用準確數據分析寧夏本地部分高中學校對物理光學部分實驗的開設情況，了解本地物理實驗教學現狀。

（三）總結與論文形成階段（2019年3月—2019年5月）

1．將相關資料進行匯總，書寫論文提綱，完成大體框架。

2．根據兩國教材要求進行“光的偏振”實驗探究，并回答相關問題。

3．根據論文提綱，完成論文初稿，請老師進行指導和修改。

4．根據老師的修改意見，重新整理有關資料，對論文初稿進行反復修改，完成修改版。

5．再次請老師指導修改，完成論文撰寫。進行，請老師審閱。

6．論文定稿。

六、研究過程中可能遇到的困難及解決的途徑

（一）本課題研究過程中可能遇到的困難

1．我國高中物理教材光學部分實驗形式多、個數也多、設置在不同的模塊，在整理的過程中很容易漏掉一些實驗。

2．在調查本地高中學校光學部分實驗開設情況中，個別老師存在不重視、不認真回答的情況，學生也會有抵觸心理，會使得到的數據不準確。

3．由于美國沒有專門的物理課程標準，所以在進行對美國《課標》物理實驗要求歸納時，可能存在不準確，概括不全面的情況。

4．在對比結論與建議時，認識不到位，會過分將自己的感情帶入，使得得到的結論過于簡單，語言過分學生化，不能聯系學生的實際情況得到普遍的結論。

（二）解決的途徑

1．在歸納總結教材中的實驗時，要細心，力求全部都被歸納。將自己的總結反復進行核對，做到歸納全面。

2．在進行調查時，對同一所學校要選擇不同的老師和學生進行調查。老師可以選擇物理實驗室管理老師和物理學科任課教師，從不同的方面進行調查。深入學生，與學生聊天，增加學生的信任，避免學生產生抵觸心理，盡可能使調查數據真實可靠。

3．美國的《國家科學教育標準》中，涉及從幼兒園到高中的整個階段所有學科的標準內容，并沒有提到過多的物理實驗內容標準，其將物理實驗歸納與科學探究之中，所以要找到有關科學探究的要求進行總結歸納。

4．進行學習，從教學實踐中了解學生的實際需求，從有利于學生發展的角度出發，提出建議。

七、參考文獻

[1] 普通高中物理課程標準[M]. 人民教育出版社 , 中華人民共和國教育部, 2003.

[2] 祁映宏.中美2套高中物理教材學生實驗的比較與研究[J].物理實驗,2006(11):24-27.

[3] 沈國強. 中美高中物理教材科學探究內容的比較研究[D].蘇州大學,2010.

[4] 陳雪. 中韓高中物理教科書實驗部分比較[D].延邊大學,2011.

[5] 劉健智,李蘭.中美兩國高中物理教材實驗部分的比較[J].湖南中學物理,2013,28(01):1-5.

[6] 李蘭. 中美高中物理教材實驗部分設置的比較研究[D].湖南師范大學,2013.

[7] 戚靜芳. 中美高中物理教材中物理實驗的比較研究[D].華中師范大學,2013.

[8] 郭麗麗. 中美高中物理教材中物理實驗的比較研究[D].陜西師范大學,2014.

[9] 蘇蘊娜. 中美澳高中物理教科書實驗設置比較研究[D].西南大學,2016.

[10] 印曉明,陳坤.中美高中主流物理教材在“光學”部分內容呈現的差異與啟示——基于培養學生科學領域內“核心素養”的視角[J].物理教師,2016,37(02):74-77.

[11] 陸雪嬌.中美高中物理教材中實驗的比較研究——以“拋體運動”為例[J].物理通報,2018(05):99-102.

[12] 高赫男,石紅.中美高中物理教材實驗的比較研究[J].中學物理,2019(03):31-34.

[13] 江芳,王國英. 教育研究方法[M].華東師范大學出版社,2007.

[14] 物理課程教材研究中心.人教版高中物理必修1[M].北京:人民教育出版社, 2010.

[15] 全國十二所重點師范大學聯合編寫.教育學基礎[M].教育科學出版社,2013.

[16] [美]阿特·霍布森著,秦克誠,周培森,周國榮譯.物理學:基本概念及其與方方面面的聯系[M].上海:上海科學技術出版社,2001.10.

[17] [美]國家研究理事會編寫,戢守志譯.國家科學教育標準[M].科學技術文獻出版社,1994.

篇（9）

我校光信息科學與技術專業歷史悠久、辦學基礎好、生源質量高、專業方向應用性強。為適應國家對激光科學與技術及光信息技術高素質人才的需求，發揮我校光信息科學與技術專業應用性強的優勢，圍繞“特色教育，服務社會”的宗旨，2009年申報成功了光信息科學與技術國家第一類特色專業，目標是建設一個以激光科學與技術和光信息技術兩個專業方向為優勢方向，特色鮮明的名牌專業，使之在培養質量方面達到或接近國內一流水平。在專業邊緣領域，大膽開拓，不斷擴展研究內容，使該專業成為國內激光科學與技術和光信息技術方向高級人才的培養基地，滿足社會發展需要，為同類型高校相關專業建設和改革起到示范和帶動作用。電動力學作為該專業重要的一門專業基礎課程，需進行教學內容和教學方式的改革，以適應特色專業的建設和培養高質量畢業生要求。

二、電動力學課程教學現狀及課程特點

電動力學課程內容，對大多數學生來說感覺到比較難學。原因是知識點較多，抽象難懂。數學推導復雜，要求有較強的數理基礎。雖然有些電動力學問題接近實際，比如波導問題、天線問題，但學生要理解和解決這些問題，需要一定的過程，由于上述問題的存在，使初學者常常感到電動力學課枯燥無味、難以入門；上課聽講似懂非懂，下課做題無從下手。并且,由于招生數量的增加,極大降低了師生比,降低了學生與老師交流的幾率。同時，現代大學生與80年代大學生比，缺乏主動思考意識和能力，都嚴重影響電動力學課程的教學效果。

三、教學改革設想及實施

篇（10）

作者簡介：李春先（1977-），女，湖北黃岡人，長沙理工大學物理與電子科學學院，講師；王成志（1974-），男，山東濰坊人，長沙理工大學物理與電子科學學院，講師。（湖南 長沙 410114）

基金項目：本文系湖南省教改課題“探索物理學專業本科畢業論文（設計）教學新模式，培養創新型人才”（批準號：湘教通[2011]308號）的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0177-02

本科畢業論文（設計）（以下簡稱“畢業論文”）是學生在系統學習完本專業的基礎課后，按照科學的思維方法和規范化的研究進程，系統完成一項具有綜合性和創新性的科研活動。它是本科教育的最后一個環節，其目的是總結、消化在校期間的學習成果，使學生能夠初步掌握運用所學知識分析問題和解決問題的方法以及學會科學研究的基本程序，培養學生的科學研究能力和創新實踐能力。畢業論文要求具有一定的創見性，能夠較好地解決學科領域中不太復雜的問題，立論要科學，觀點要創新，論據要翔實嚴密。由此可見，畢業論文是本科教育中很重要的一個實踐環節，但近年來高校本科畢業論文的質量受到諸多因素的影響，出現了一定的下滑，并引起了學術界關于畢業論文是否有必要存在的爭議。因此分析影響本科畢業論文質量的因素，探索提高畢業論文質量的有效方法與措施，確保畢業論文的質量，應是當前高校教學研究工作中的重要課題之一。[1]近幾年，畢業論文課題組把畢業論文的改革與課程設置體系的改革有機地結合起來，對如何提高本科畢業論文質量進行了有益探索，取得了較好的效果。近幾屆本科畢業論文的質量顯著提高，在學校檢查中名列前茅，并且取得了一系列學術成果，本科生以第一作者分別在《物理學報》[2-5]等權威期刊上發表多篇學術論文。這些成果不僅為學生進一步科學研究奠定了基礎，同時也說明只要改革得當，研究的質量會顯著提高，產生高水平的成果是可能的。以物理學專業為例，下面對提高畢業論文質量的做法和體會進行闡述。

一、 改革課程設置體系，大力開設前沿選修課是提高畢業論文質量的前提

根據教師科研方向，把教師劃分為六個科研團隊：分子器件科研團隊、光電信息物理科研團隊、凝聚態物理科研團隊、空間物理科研團隊、量子光學和量子信息科研團隊、電子信息技術科研團隊。在傳統必修基礎課的基礎上，大力增加前沿選修課，規定每個科研團隊開展1～2門具有前沿性且與科研相結合的選修課，例如“石墨烯分子器件物理基礎”、“光電檢測技術”、“太陽能電池”、“光信息處理”、“凝聚態物理前沿專題”、“空間物理現象的物理基礎”、“量子光學導論”、“量子信息基礎”、“電子設計和制作”等選修課，一般為48個課時。由于選修課具有新穎性和前沿性，因此深受學生的歡迎。

對于這些選修課，在教學方法上與傳統基礎課不同，采取討論和探索式教學的方式，手段靈活多樣，不拘一格。針對物理課概念性強的特點，在討論中加深了對課程內容的理解和基本方法的掌握，形成了“勤于思考，樂于探討”的學術氛圍。在課堂上教師只講解要點，其他內容和相關問題留給學生。把學生分成幾個組，給予每組相應的內容和問題，幾個人一組通過查找文獻完成給定的任務，然后教師要求學生在課堂上展示自己的答案。另外，課程的內容和要求要與該課程的相關科研手段和方法匹配，這樣學生不但學到了基礎知識和基本技能，而且學到了與該課程相關的科研方法和手段，為今后的畢業論文奠定了基礎。因此，在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業論文題目，不但具有可行性、前沿性、新穎性和專業性，而且有利于鍛煉學生利用知識解決問題的能力以及創新能力，這正是畢業論文的目的所在。

二、選題是提高畢業論文的基礎

選題就是指導教師確定畢業論文的研究內容。一個好的選題，要充分鍛煉學生利用本專業知識理論解決問題的能力以及創新能力。選題是畢業論文的第一個環節，也是畢業論文的基礎。課題組可從以下幾個方面進行選題：

第一，與本專業相結合，即在本專業范圍內選題。

第二，與科研結合，與學科前沿結合，做到選題新穎。將本學科的前沿、熱點問題融于畢業論文之中，把科研中遇到的問題轉化為畢業論文的課題。只有題目新，才能有創新的空間，只有內容新，才能有新的結果和結論。從學生選題來看，學生對科研型題目的選擇熱情逐年增高，使得這些題目具有較好的需求基礎。特別是計劃考研的學生很愿意接受一次科研訓練，從而為以后從事科研工作提供一定的基礎。

第三，可行性。選題難度要適中，既要考慮學生的學識水平，又要考慮學生潛能的最大發揮。前沿選修課為學生提供了一定的基礎，只要選題得當，本科生同樣能對學科前沿問題進行深入研究。例如，量子相干態兩個正交分量在相空間的幾何表示是橢圓，但教材和文獻上沒有給出系統的證明，但是只要理解了《量子光學基礎》的一些定義和物理意義就可以利用學過的數學知識給出完整的證明。

第四，實行雙向選擇。指導教師把題目放在網上，實行雙向選擇。在過去，選題方式一般由教師給學生單方面定題，學生缺乏主動性，限制了學生的主觀能動性，學生對導師的研究方向和進行的課題缺乏了解，在選題方面存在被動接受的情況；在選題過程中，留給學生選題的時間過少，普遍存在著“指導教師報題隨意、學生選題盲目”等問題。目前教師把題目、內容和要求詳細顯示在網絡上，給出足夠的時間讓學生選。在選題的過程中，師生可以通過網絡充分交流使學生對課題有充分的了解。在教學網絡上學生確定題目，然后出題教師與選定該題目的學生進行面試或者交流，雙方滿意即可確定指導和被指導的關系。這樣既避免了選題的盲目性，也有利于因材施教。

三、指導方式是提高畢業論文質量的關鍵

為了加強對畢業論文的指導可實行團隊指導。如前所述，有六個科研團隊，研究方向相同的學生歸到相應的團隊內，實行分類指導和團隊指導。團隊內的資源共同利用，學生統一管理，集體答疑，定期對學生畢業論文進行答疑和檢查，了解和解決學生遇到的困難，提出每一階段的要求和任務，確保論文的質量和進度。共同組織針對選題的學術講座、學術交流會和論文寫作交流會，組團可大大提高指導效率，節約成本。指導教師之間密切協作，充分利用了教師資源，大大提高了指導效率，節約了資源。團隊內的學生各有所長，共同討論問題，發現對方的長處，取長補短，還可以培養學生團隊合作的精神。

四、學院和教研室強有力的管理與監管是提高畢業論文質量的保障

根據學校的有關精神，實行學院、教研室兩級管理，學院制定制度和措施，教研室負責具體執行。

1.成立院畢業論文領導小組及答辯領導小組

院畢業論文領導小組負責全院畢業論文工作的領導和指導，包括擬訂畢業論文工作計劃、向全院教師布置畢業論文任務、選配畢業論文指導教師、組織畢業論文題目的審定并報學校審批。

2.物理學專業教研室成立畢業論文指導小組

畢業論文指導小組負責畢業論文的具體工作，包括組織畢業論文題目審查、確定畢業論文指導教師，并報院審核；組織學生選題；組織畢業論文指導教師向學生下達任務書；負責畢業論文進行過程的管理、檢查并及時整理有關材料；設立畢業論文答辯小組，具體負責各組的論文審查、論文答辯。

3.課題實行兩級審評制度，嚴把課題關

物理學教研室組織指導畢業論文豐富的教師對所報題目進行審批，不符合學校和學院要求的題目要撤掉，或者通知出題者進行修改，直到滿足要求為止。教研室把評審符合要求的題目匯總，交給學院畢業論文指導小組評審，檢查是否有不符合要求的課題，合格的課題方可進入選題系統供學生選擇。

4.對畢業論文的各個環節進行檢查和監控

組織指導教師開會，明確指導教師的任務。指導教師需提出論文應達到的目的與要求；介紹主要參考文獻；指導學生制訂論文撰寫計劃；檢查學生論文撰寫的進度質量，并給予及時指導幫助；指導學生修改論文初稿；審閱畢業論文并提出論文答辯資格及給出成績評定建議；參加論文答辯；撰寫指導總結。在論文指導過程中，指導教師應注重對學生勤奮、嚴謹、求實的科學態度和勇于創新的精神的培養。教研室在整個畢業論文期間擔負著管理和監督的職責，應進行嚴格管理，組織畢業論文中期檢查或抽查，并對檢查工作進行認真總結。

五、結束語

近幾年采取把畢業論文的改革和課程設置體系的改革有機結合、把科研前沿融入畢業論文中、團隊指導、強有力的行政監管等措施對如何提高畢業論文進行了初步改革和探索，取得了較好的效果，學生和教師的積極性提高了，論文質量大幅提高，學生的創造性得到了增強，不僅使本科生取得了一系列學術成果，發表了一些有價值的學術論文，而且得到了學校主管部門與學生的一致好評。

參考文獻：

[1]姚明仁.提高本科畢業設計質量的研究與實踐[J].中國電力教育，

2008，（8）：147-148.

[2]梅龍偉，張振華，丁開河.單壁碳納米管電子輸運特性的穩定性分析[J].物理學報，2009，58（3）：1971-1979.

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0201-02

隨著現今社會經濟和科學技術的迅猛發展，新興產業的不斷涌現，社會對人才的需求有了很大的改變。許多行業由原來對單純理科或工科人才的需求轉變為對兼具理、工兩方面能力的復合型人才的需求。同時，一些領域的理學與工學之間的界限也漸趨模糊，隨之出現了一些結合理學和工學特點的新興學科和專業[1]。此類專業可以授予理學或工學學位，不同高校的培養可以有所側重。這給予了人才培養一定的靈活性，同時也對大學專業教育提出了新的要求[1，2]。

傳統理學和工學的主要區別，在于理學基本屬于科學的范疇，而工學基本屬于工程技術的范疇。理學重在培養探索未知、認識客觀世界的人才，而工學重在培養掌握技術方法以改造客觀世界的人才。在培養模式上，理科專業更注重掌握厚實的基礎理論，其基礎課和專業基礎課所占學分較多，學生在基礎研究上更具潛力；工科更注重培養學生的工程應用能力和動手能力，其實踐環節所占課時更多。而對于具有理工結合特點的專業，并非理科與工科的簡單相加，而應是有機的結合。光電信息科學與工程就是具有此特點的一個典型專業。由于其涵蓋多個前沿科技領域以及行業發展迅猛的特點，對專業人才也具有更高的要求。對本科院校而言，要辦好此專業，便需要培養同時具備較厚實的專業理論基礎和較強的實踐應用能力，能適應行業發展和實現自我發展的創新應用型人才。畢業生既可參與基礎科學研究，也可從事工程上的系統設計和器件研發，以及勝任管理、技術咨詢等相關工作。設計培養方案時，應通過合理的知識結構設計，使學生在擴充知識的同時體會其中所包含的方法論，在一定程度上對科學方法論和工程方法論的要旨兼而得之[1，2]。此外，實踐能力的培養最為重要[3]，其目的并非單純強調和實際工作相關的職業技術式實踐，也并非單純科學規律驗證的教學式實踐，而應是緊跟科技熱點與行業前沿步伐的創新性實踐。下文將結合筆者所在學院開設的光電信息科學與工程專業的教學實踐探索和體會，談談對理工結合專業實踐能力培養的一些思考。

我們認為理工結合專業的實踐能力培養應包含以下四個重要環節，如下所述。

1 第一環節：注重實踐體會的專業引導

如今許多高校對新生教育以及專業導論課都逐漸重視[4]。專業導論課雖屬于專業基礎理論課，但對后續的專業教學具有深遠的影響，這其中就包括對實踐能力培養的影響，因此我們不妨將之作為實踐能力培養體系的第一個重要環節。專業導論課肩負著引導大學新生了解所學專業是什么、學什么、能干什么等問題，激發學生未來的學習興趣，幫助學生規劃大學生涯的重任[4]。其中關于所學專業能干什么這一實踐性的問題通常最受學生關注。而對于具有上述培養要求的理工結合專業，專業導論課的重要性更為突出。我們認為一門到位的專業導論課應該注重利用實踐體會進行專業引導，并提出如下建議。

首先，導論課的第一講通常是對專業建立和發展背景、培養計劃與目標、本專業發展方向，課程設置等問題的介紹，但枯燥的講述通常效果不好。我們的做法是適當穿插本專業的行業應用例子進行講述。其中數學、物理等基礎課與后續專業知識和技能的關系是新生最易感到迷惑的問題，應予重點解釋。這一講以專業負責人講述為主，結合高年級或已畢業學生的講述更為有效。

其次，邀請企業工程師以講座的形式介紹相關行業結構以及專業人才需求，與學生交流職業發展規劃經驗。企業的一線人員擁有不同于高校教師的行業視野，所介紹的內容更具實踐性和說服力，更易引起學生的興趣，引發學生的主動思考。此外若條件允許還可組織學生參觀相關企業和產業展會，以加深對專業及行業的認識。例如每年秋季的深圳光電技術博覽會就是我們光電信息專業很好的實踐學堂。

最后，應注重引導學生盡早參與課外科技活動，有助于訓練專業技能，鍛煉創新實踐能力，同時也為下文討論的實踐環節做好引導和鋪墊。

2 第二環節：模塊化、注重綜合設計性的專業實驗

專業實驗課程是培養學生專業實踐能力的常規化且必不可少的一環。但在知識快速更新的背景下，高校希望開設的專業實驗項目越來越多，在有限的實驗課學時內如何使學生的實踐能力得到更有效的鍛煉，這本身就是各專業需要研究的課題。我們的做法是在專業知識能力結構模塊劃分的基礎上，將所有實驗任務，特別是理論課中附帶的較為零散的實驗項目進行統籌整合，使實驗學時和實驗教學資源都得到更有效的利用。例如將光電信息專業的基礎光學實驗、幾何光學課內實驗與物理光學課內實驗整合為工程光學綜合實驗，將激光技術實驗與光信息處理技術課內實驗整合為激光技術與應用實驗。整合后總實驗學時不變甚至更少，但因同類實驗可以連續進行，也避免了不同課程間的實驗項目交叉重復（如原來基礎光學與物理光學實驗都含邁克爾遜干涉儀的實驗內容），實驗鍛煉可以取得更好的效果。

實驗課中應合理地增加綜合性、設計性實驗的比例，如傳統利用成套的邁克爾遜干涉儀進行條紋測量的實驗可以改為利用光學元件自主搭建干涉儀并進行測量。這種改變有利于使培養綜合工程素養和能力的目的得到實質性的體現。此外，主干實驗課的項目應在經費允許的基礎上緊隨科技熱點與行業前沿步伐適時進行調整，這需要與一線企業保持一定的學術交流和溝通。

3 第三環節：高質量的課內綜合實踐鍛煉

這一環節主要包含三個方面：階段性的課程設計、專業實習（見習）以及畢業設計（論文）。

對于理工結合的專業，要求扎實的理論基礎與較強的實踐應用能力兼而有之，而兩者間的又有著密切的聯系，因此階段性的課程設計便顯得尤其重要。它通過實踐應用使學生對前一階段所學知識，特別是系列專業課程形成的知識線索得以融會貫通，并促使知識向技能轉化。我們在光電信息專業設有光電子課程設計，便是對工程光學、激光原理與技術、光電子技術、單片機原理與應用等專業課程的一次階段性實踐鍛煉。在課程設計中，指導老師應注重設計題目的綜合性，使階段所學的知識和技能盡可能全面地得到應用。設計過程檢查和答辯驗收也需把好關，以保證實踐鍛煉的質量。

專業實習（見習）通常被認為是最直接的專業實踐環節，但前提是實習基地與專業對口，并能提供學生充分的參與機會。高校實習基地的質量與數量受很多客觀因素影響，此處不作討論。

畢業設計（論文）可認為是對大學所學的一次最終檢驗，對于理工結合專業，畢業設計（論文）的完成質量更是專業理論基礎和實踐應用能力水平的綜合體現。因此我們認為，畢業設計（論文）的選題應首先考慮運用了基礎理論或原理的綜合設計性課題。當然，對于偏重理論研究或偏重應用實踐的學生應該因才出題，還應鼓勵合理的學生自擬題目，鼓勵創新思想。此外，檢驗并不是最終目的，應做到通過檢驗促進提高，促使學生盡早進入課題準備工作，及時通過學習彌補知識和技能的不足。

4 第四環節：貫穿大學各階段的課外科技創新訓練

從開始時間來看本環節并非最后，但因它貫穿了整個本科專業教育，我們便將之放在最末。同時筆者認為它是鍛煉創新實踐能力最行之有效的辦法，也是最重要的一環。無論是筆者所在學校還是所了解的其他普通高校的情況，畢業生整體素質優秀的理工專業都有著的開展課外科技活動的良好氛圍。課外科技創新訓練讓學生真正在興趣與所學知識的基礎上凝練出自己的想法，形成自己的創新思維，找到適合自己的發展方向，更能促進其對專業課程學習的積極性。大多數學生都有著發揮所學之長的愿望，但通常因缺乏平臺和引導而產生懈怠。我們提出構建一個包含以下因素的課外科技創新訓練平臺，并提倡鼓勵學生盡早參與到其中。

首先是拓展性實驗和實訓。這方面可以結合教師的科研課題，特別是對研究生源不足或沒有研究生招生的地方高校，這是一個使學生課外科技與教師科研相互促進的行之有效的辦法。另外如條件允許，應積極聯系相關企業或研究單位，通過合建實驗室的方式使實驗和實訓平臺向產學研結合的方向發展。

其次是充分的發揮和展示空間。這方面包括眾多立項和競賽平臺，如大學生創新創業立項、“挑戰杯”課外學術科技作品競賽等跨專業的平臺，各類小專業范圍的科技競賽，以及高校間或高校企業聯合組織的交流競賽。學院應建立鼓勵機制，充分調動學生和教師的積極性，逐漸形成良好的參與氛圍。

最后是學生間的交流學習平臺。有些學生因為還未學習應用性的專業課程便不參與課外科技，實際上這并非充分理由，實踐中所需知識和技能通常需要長期自主的鉆研。而合適的交流學習平臺有利于促進自主學習鉆研的氛圍。筆者所在學院便因應所設三個專業建立了物理協會、電子協會與光信息協會，提供實驗室和常規設備資源，實行日常值班制，并定期組織內部交流報告。這些措施對促進課外科技氛圍，提高積極性和參與度起到較大作用。

5 結語

我們結合自身教學實踐的探索和體會提出并討論了理工結合專業實踐能力培養的四個重要環節。當然這些環節并非分立的，而是一個有機的整體，只有始終重視學生實踐能力的鍛煉并貫穿于教學培養的全部階段，才能取得最大的成效。實踐能力培養的探索研究是大學教育的長期課題，本文只對其中的重要環節進行了歸納，可能有其他一些環節和過程未包含其中。雖然是基于理工結合專業特點的探索思考，但我們的觀點和方法可能對傳統理科或工科專業的實踐能力培養改革也有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1] 王葵如，劉春惠，劉杰.亦理亦工專業試點改革的研究與實踐[J].北京郵電大學學報：社會科學版，2004（1）：65-67.