光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索

教学团队本着"重理论建模、强仿真设计、突创新实践、促科学探索"的教育理念,依托"数学物理方法与仿真"和"空间光通信创新实验"两门课程,重点开展了小班教学大学生光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索,通过近几年的教学研究与实践,其构建的光学仿真设计"阶梯次"能力训练教学实践培养模式,对培养大学生具有"宽泛的专业知识、科学的探索能力、仿真设计能力强和综合素质能力高"的创新型设计人才具有突出教学效果.     

研究生光学仿真实践教学与科学探索能力培养

本团队结合光学系统设计、光通信前沿技术、高等光学等研究生课程建设,通过仿真实践综合训练,强化科研促进教学的理念,将光学学科前沿科研项目纳入到研究生教学和科研训练中,开展重理论基础、强创新实践、突科教融合的创新实践教学改革,通过基础光学、现代光学、综合应用三个层次的挑战性实践案例,将基础理论和仿真实践相融合,科学研究与工程应用相融合,加强研究生仿真实践能力和科学探索能力的培养.     

光学仿真设计与挑战性创新训练教学方法研讨

教学团队本着"理论建模、可视仿真、创新实践、前沿挑战"的培养理念,重点落实电子科技大学"应用物理强基计划"培养目标,对"光学系统设计"、"光通信技术"、"数学物理方法"等本科生专业核心课程群实施了教学模式改革.在教学手段上,将抽象、复杂、繁琐的理论模型通过三维可视化仿真,生动、形象地表现出来,使大学生更易于理解;在编程训练环节,对光学系统进行创新性设计和三维重构,培养大学生编程实践能力;在挑战性实践环节,构建光学实验的虚拟仿真平台,加强大学生创新挑战思维的启发.该教学方法对培养具有编程仿真能力和挑战性创新实践能力的研究型人才取得了显著教学效果,为国家战略需求领域科学与工程技术研究提供人才储备.     

指向高中物理关键能力的场馆学习

素养背景下的物理教学对于关键能力的培养更为迫切,文章以“学习理解能力”,“应用实践能力”和“迁移创新能力”为物理学科关键能力,通过开展具身学习、课题研究和创客实践为代表的场馆学习,多途径促进了“具身学习”,多维度提升了“课题研究”,多平台促进了“创客实践”,最终提升了学生物理学科的关键能力.     

微区光谱系统搭建与应用研究型教学实验

为提高学生的探究学习能力,促进科研训练与实验教学相融合,以科研实验室搭建和使用的精密微区光谱系统为基础设计了研究型教学实验.学生学习实验原理后,可自主使用基础光学元件搭建显微系统和光谱测试系统,并使用该系统开展低维纳米材料的荧光光谱、反射光谱以及对比度光谱等光学性能研究.在此基础上,引导学生改进光路设计并拓展应用型实验研究内容,如利用荧光峰位推算低维合金样品的化学组分,利用光学对比度测定石墨烯材料的层数.该实验综合性强,为高年级本科生和研究生提供了微纳光学研习平台,有助于提高学生的科研创新能力.     

建立实验室开放平台,培养大学生的创新能力

实验室开放与大学生课外创新活动相结合,弥补了各自的不足,形成了优势互补.通过开放实验室,组织大学生开展设计性和研究性实验,自制仪器、维修设备、编制CAI课件、参与教师的科研项目等课外创新活动,有效地提高了实验教学质量,发展了学生的兴趣爱好和特长,提高了学生的实践能力和创新能力.     

面向工程师人才培养的基础实验类课程建设探索与实践——以“物理实验(光学)”课程为例

基础实验类课程在工程师人才培养过程中担负着培养学生实践动手能力、系统思维能力和工程意识的重要作用。本文以“物理实验(光学)”课程为例，从课程目标与定位、内容设计、授课模式、考评方式等方面，详细阐述了改革创新举措。课程的改革创新使理科基础实验课程为工程技术类专业课程的学习提供有效支撑，为卓越工程师人才的创新能力培养提供有力保障。     

依托大学生物理学术竞赛开展大学物理课程教学改革

大学生物理学术竞赛以其新颖的竞赛内容和竞赛形式在全国高校中得到了广泛的认可和积极的参与.通过开展以大学生物理学术竞赛为载体的《大学物理》课程教学,加强了基础理论教学与实践应用的相互融合,有效地提高了学生学习物理和运用物理的积极性,进一步培养了学生的科研素质、团队协作和创新能力,真正做到了对学生知识、素质与能力三位一体的培养.该项教学改革对于应用型本科院校的课程体系的教学创新与改革具有重要的实践意义.     

教学技能大赛对物理专业人才培养的激励研究

物理教学技能大赛,旨在培养高等院校大学生的教师职业意识,提高大学生的物理教学技能,促进物理学专业大学生的全面发展,加强和提高物理师范专业学生的实践能力.教学技能大赛,激发了学生学习积极性,优化了学生的知识结构和能力结构,提高了物理专业学生的创新能力,对人才培养起到了积极的促进作用.然而由于大赛开展时间较短,还存在一些有待解决的问题.     

“等离子体物理基础”课程讨论教学实践研究

讨论教学作为教学手段的重要表现形式，其对课程知识的扩展和教学效果的提升都具有积极作用.然而由于讨论教学具有较大的开放性，需要对讨论教学实施方法进行设计和可行性评估.“等离子体物理基础”作为选修课程，部分学生对该课程内容掌握浅显，甚至硬背结论的现象也有发生.为了改善上述情况，需开展课堂讨论教学.该教学实践表明有效的课堂讨论教学能较好地补充课程内容，增加整体教学效果，加强学生们对该课程的认识，同时也锻炼了他们的独立思考和动手能力.