南开大学丨课程思政教学案例《光学》

《光学》

课程思政教学案例

课程视频

任课教师：孙骞，南开大学物理科学学院教授

课程类型：大类基础课        

课程学分：3学分

课程简介

本课程介绍光学相关基本理论，实验现象及实际应用。在传授光学相关基础知识的同时，通过课堂讲授、课后探索性试验等方式，促使学生运用基础知识解决实际问题，提高学生理论与实际结合的能力。课程主要内容包括几何光学（包括几何光学基本原理、成像、光阑、像差、光学仪器等）、物理光学（光的电磁理论、干涉、衍射、偏振、晶体光学等）、量子光学简介（黑体辐射、量子理论、光电效应、康普顿散射、原子光谱、波粒二象性等）及现代光学专题（傅里叶光学、全息、激光）等四部分。授课对象为物理科学学院全体二年级本科生。

思政元素设计

典型教学案例

• 案例名称：课后小组探究活动

• 所属教学内容：题目不仅涉及光学各部分内容，也涉及信息技术、物理实验等，为多个光学知识、多种实验技术的结合，不简单地针对一个基本概念，是知识、能力的综合实践。

• 教学过程描述：

在课程讲授外，《光学》课程要求学生每两周开展一次小组探究实验。每三人组成一个研究小组，确定一名组长，在两周内共同完成教师布置的探究性实验。实验题目基于课程内容由教师给出，例如利用一个小孔和一个透镜制备望远镜，观察并优化泊松斑性能，制备波带片并优化其性能，研究衍射屏厚度对夫琅禾费衍射的影响等。要求学生利用教师提供的基础设备以及日常生活用品开展实验研究，允许但不鼓励学生借用专业设备。探究实验必须在规定时间内完成，不能按时提交研究报告的计零分。选定的小组需确定一名组员作为口头报告人，向其他同学介绍研究成果，内容包括但不限于实验原理、实验装置、实验结果、讨论、参考文献、致谢等。探究既要有足够的理论分析，也要有足够的数据支撑、误差分析；既可以开展实际实验研究，也可以用数值模拟手段进行分析。口头报告后，其它组同学对报告进行质疑，指出报告中的问题或错误，并需提供合理有效的建议，不得只质疑无建议。选定小组的三名成员均可回答问题，其它小组的成员经允许后可以帮助回答问题。教师、助教和学生基于下表对全组工作进行评价。小组成员在探究、报告中的贡献影响个人评价。

在开展小组探究前，教师对相关题目进行介绍和分析，特别是实验中应注意的实验安全问题，包括激光防护、易燃品使用等，培养安全意识。教学团队在听取学生小组报告后，就下一个题目与学生讨论方案的可行性、合理性。这些教学环节使学生认识到教师与学生之间存在密切联系，使学生认同教师的课程内容安排，潜移默化地使学生接受探究实验的安排与思政教育的浸润。

在小组探究活动中，团队意识是一切的基础。教学实践中多次出现自由组合的小组因分工、研究思路、设备借用等因素出现矛盾，造成学生向任课教师控诉的情况。相关情况也说明了学生缺乏团队合作的锻炼。本课程考察团队合作，团队合作中的表现影响学生个人成绩评定。我们不鼓励但允许借用专业实验装置，学生需要自己摸索如何与学长、教师交流，获得认可。相关工作对学生团队意识和能力成长提供了锻炼机会。

全班同学同时开展一个探究题目的研究，竞争十分激烈。具有竞争意识、创新精神是小组取得优良成绩的根本保障。合理安排时间进度、选择研究路径和方法，提出独特的见解，观察独特的现象，开发独特的应用，这样才能获得各评价主体的认可。口头报告环节为学生提供的展示研究成果的机会，使学生获得合作、竞争、创新的成就感，养育良好思想品格。

报告后的质疑环节拓展了课程思政的内涵和落实途径。质疑环节的存在，迫使学生不能伪造数据、抄袭既有成果，否则必然被其他小组发现而造成一票否决。课程要求提问的学生对所问的问题有一定的见解。质疑环节中，提问水平和数量影响学生个人评定成绩，学生必须基于报告内容积极思考，提升质疑能力。该做法有效促进学生锻炼在质疑基础上建构自己思想的能力。报告人与质疑人之间的良好互动有利于培养学生科学意识和科学精神，使学生从推进研究的严谨性和一般性角度进行讨论，提升科研合作能力。

• 教学效果：

通过多年的教学案例实践，学生充分认可课程教学效果和其自身学习效果。学生认为，光学课程进一步锻炼了学生的综合能力，包括团队合作能力、科学探究能力、口头报告能力、讨论质疑能力等。学生在期末阶段普遍认可小组探究实验对其知识学习、素质发展存在积极作用。