《物理光学》课程思政优秀教学设计

开学第一课——识光、探光、追光

物理科学与技术学院  张荣香

课程名称：物理光学

课程性质：学科基础课程

授课对象：本科二年级

教学方式：课堂多媒体教学

一、教学目标

1.价值目标

①通过介绍专业特色及发展、课程在专业培养体系中的作用和相关的前沿科技进展，激发学生的专业认同、家国情怀和责任担当意识。

②结合光学发展简史，增强学生的文化自信，培养其批判性思维和尊重事实的科学精神,以及辩证唯物主义思想。

③通过教师引领、学生讨论、课后拓展和课外实践培养学生的责任意识、基本职业素养意识、交流意识、实践意识和创新精神。

2.知识目标

①了解课程性质和用途，熟悉课程资料、教学方法和考核等方面基本信息。

②了解光学的发展历史和光的本性问题，体会光学与科技发展之间的关系。

3.能力目标

①通过光学应用介绍，培养学生将知识付诸于实践的基本思维。

②通过光本性认识过程，培养学生掌握理论和实验相辅相成的科学研究方法。

二、教学内容分析

1.学情分析

本节不涉及课程具体专业知识，主要通过拓展教学内容，结合实例说明课程性质和用途，介绍课程相关资料和方法等，并对光本性认识过程进行介绍，属于科普和综述性内容，因此课程内容有新度，有广度，但难度不大。对于大二学生，经过一年的大学学习，有了一定的学习经验。本节课是本学期第一课，学生学习热情比较高，但也存在一些需要解决的问题：对课程存在一定的陌生和好奇，对课程作用及专业发展认识不够，个人规划模糊，责任意识淡薄；自主学习意识欠缺，学习内动力不足。

2.教学重点

认识课程的重要性，树立学好课程的自信心。

3.教学难点

光的本性问题。

4.对重点、难点的处理

针对认识课程的重要性，结合学生问卷调查，从学生对所学专业的认识出发，先介绍专业特色和毕业生读研和工作情况，激发学生的专业认同；然后通过课程与专业其它课程间的关系，让学生清晰认识到课程在专业课程体系中的重要地位，使学生能切实体会到课程与自身发展的关系；最后结合课程在生产生活、前沿科技、竞赛等方面的应用案例，进一步使学生认识到课程的重要性，激发其学习热情。

针对树立学好课程的自信心，结合学生课前问卷调查，有针对性的准备教学内容和进行教学设计，使学生感受到课程教学目标、参考资料、教学方法等方面与自己期望间的契合，从而树立学好课程的自信心，并熟识学好课程的方法和途径。

针对光的本性问题，通过故事性讲解光学发展简史，使学生在了解光学发展历程、感受科学家精神的同时，结合典型实验和理论，逐步认识到“光的波粒二象性”本性。

三、课堂组织与实施

（图文并茂，语言简洁，2000字以内）

1.教学过程

课前：通过问卷调查、观看慕课和讨论，一方面有针对性的进行教学设计，旨在实现课堂教学目标；另一方面使学生对光学发展和应用有一定了解，为课程学习打好基础。

课中：通过新课导入、引导讲授、交流讨论和课堂小结，使学生对课程和光学发展有全面的认识，同时进行思政育人。

课后：通过课堂反馈、深入思考、拓展作业和课外实践，进一步拓展学生思维，培养其实践意识和创新精神，同时保持课程持续改进。

2.教学方法

①问卷调查：深入了解学生爱好和需求，有针对性的进行教学设计。

②交流讨论：组织学生进行讨论，提高其认识深度和交流意识。

③讲授引导：教师进行串讲和延伸，引导学生熟悉教学内容，拓展思维，提升学好课程的信念。

④案例教学：通过典型案例进行思政育人，实现课程价值目标。

⑤实践教学：组织学生参观演示实验基地，培养其实践意识，并进一步激发其学习兴趣。

3.教学活动设计

课前：

①“学习通”发布与学生兴趣和学习目的等相关的问卷，通知学生完成。

②通知学生观看“学习通”推送慕课（如图1），并进行线上讨论：请同学们结合光对生活和科技等方面的作用，谈谈自己对光的认识。

图1 学堂在线国家精品在线课程学习平台：诗情画意的光学

（江西理工大学，潘小青等）

课中：

环节1：结合慕课内容和学生讨论，导入新课。

环节2：首先结合问卷调查结果，以师生互识为出发点，逐步引导学生对课程进行全面认识；然后通过讲故事的方式，使学生了解光学发展简史，逐步认识光的本性。

（一）课程简介

①师生互识

师生配合是学好课程的关键，也是能有效实施课程思政的前提，通过教师自我介绍和学生问卷中的自我描述，拉近师生间距离。

②课程性质与用途

首先结合问卷中有关学生专业方面的情况，介绍专业发展历程和特色、毕业生读研学校和工作单位（如图2），使学生进一步了解所学专业，激发学生的专业认同。

图2 专业发展：毕业生读研和工作情况

然后介绍课程在专业课程体系中的重要作用，并进一步结合具体案例介绍课程应用,通过光学领域的前沿科技和中国相关现状（如图3），一方面使学生认识到课程在国家发展中的应用方向和重要地位，另一方面激发其科技报国的家国情怀和努力学习的责任担当意识，同时增强其文化自信。

图3 前沿科技：量子通信（左）、极紫外自由电子激光装置（右）

③教学目标

结合问卷中学生学习目的和毕业后计划的调查结果（如图4），向学生介绍课程知识、能力和价值三方面的教学目标，引导学生认识到要成为担当民族复兴大任的时代新人，除了掌握光学主要知识外，还要掌握严谨的科学方法，具有解决复杂实际问题的综合能力，同时要持有正确的人生态度，具有大学生的责任担当意识。

图4 问卷调查：学习此门课程的主要目的

④参考资料及资源

为了实现课程目标，向学生介绍满足其需求的各种教学资源（教材、参考书、在线资料等），并引导学生认识到不同资料的特色，便于后续学习。

⑤教学方法

结合问卷中学生喜欢的学习和交流方式的调查结果，向学生介绍课程教学模式和方法是满足其需求的，鼓励其借助灵活的教学工具，积极参加活动，增强学习效果。

⑥教学安排与考核

为了使学生紧跟后续教学安排，最后介绍课程整体安排和考核内容。结合问卷中学生对自己期望的调查结果，激励学生。进一步说明过程性考核的多样性和重要性，鼓励学生积极参与和完成各项任务。

（二）光学简史及光的本性

首先引导学生认识到人类感受外部世界的总信息量中90%以上来自于光，然后抛出问题：“光的本性是什么？”，让大家讨论，根据讨论结果，引入光学简史。

接着先介绍光学的萌芽时期，通过我国古书中有关光学的记载在世界科学史上的崇高地位，增强学生的文化自信（如图5）。

然后介绍光的几何光学和波动光学时期。结合“微粒说”和“波动说”的争论过程，培养学生的批判性思维和尊重事实的科学精神。

图5 华夏文明：《墨经》等古书中有关光学的记载

之后介绍量子光学时期，通过量子理论的提出培养学生勇于创新的科学精神。至此自然得出“光的波粒二象性”本性，并培养学生的辩证思想。

最后介绍现代光学时期激光、光纤等各种先进技术，鼓励学生勇于探索，不断进取。

环节3：引导学生对本节内容进行梳理，并布置课后任务。

①课堂反馈：“学习通”问卷，反馈本节问题。

②思考：个人发展规划和责任担当。

③拓展探究：国内外光学发展主要方向及现状。

④小论文：阐述“光本性”认识过程对自己学习生活的指导意义。

课后：

指导和查阅学生的课后任务，并组织学生参观演示物理实验基地（如图6），进一步增强学生的学习兴趣和实践意识。

图6 课外实践：参观演示物理实验基地

4.课程思政理念及分析

第一次课对于学生的后续学习很重要，而且是润物无声思政育人的最佳时机，更是后续教学过程中能够有效实施课程思政的前提和保障。基于课前问卷调查，有针对性准备课程内容，解开课程神秘面纱的同时，结合学生反映的实际情况和光学简史进行思政育人，可实现激发学生学习热情和思政育人的同频共振效应，达到课堂教学目的。

四、教学效果分析

（评价与成效等，语言简洁，1000字以内）

作为课程开端的第一次课非常重要，在学生对课程存有陌生感和新鲜感的前提下，一方面结合学生问卷调查和讨论，有针对性的对课程进行全方位介绍，有效引起了学生的共鸣，使得学生在全面了解课程的同时，达到了激发其专业认同、家国情怀和责任担当意识的目的。另一方面以讲故事方式介绍光学发展简史，既使学生了解了光学发展历程，逐步认识到了“光的波粒二象性”本性，又增强了其文化自信，培养了其批判性思维和尊重事实的科学精神，以及辩证唯物主义思想。此外，通过教师的以身作则、以德施教，培养了学生的责任意识和基本职业素养意识；通过学生讨论、课后拓展和课外实践既提升了学生的探究能力，又培养了其交流意识、实践意识和创新精神，达到了课堂教学目标。

课后学生反馈，通过本次课程自己进一步清楚了专业发展方向和应用领域，对自己后续发展有了初步规划，更是对《物理光学》课程产生了浓厚兴趣，而这恰是后续教学过程中能有效实施课程思政的重要基础。同时学生完成的关于“‘光本性’认识过程对自己学习生活的指导意义”的小论文反映出课程实现了培养学生科学精神，引领学生具有优良品质的目的。

此外，学生在后续学习过程中的诸多表现都表明这第一次课起到了激发学生学习兴趣和进行价值引领的双重作用，主要包括：①学习态度和行为方面：学生上课违纪现象明显改善，完成作业愈发认真，小组合作默契度提高，参加实践项目热情明显增加。②专业课学习效果方面：对专业课学习起到了有效促进作用，学生期末成绩总体提升，优良率明显提高。③课程相关读研方面：读研人数和院校整体水平均有所提高。④其它相关方面：学生发表论文质量提高，物理竞赛获奖人数明显增加。

然而课程思政效果应是一个长期积累的结果，不易被量化分析，所以其更长远的作用，需要结合学生长期的整体表现来综合评估。