光电子技术与信息 Optoelectronic Technology& z Information2005Apr;18(2) 111 里叶变换与光信息处理”等,这些实验没有详细的实研究性实验,让学生在实际设计和安装一台显微镜 验教材供学习,而只有一些参考材料供选读;实验的或望远镜的过程中,受到科学研究工作的训练,得到 具体要求和实验方法不是由教师规定,而是由学生了学生的普遍欢迎 根据参考材料自己拟定;不是每次实验完成后都写3.2原有光学实验内容的深人 份实验报告由教师审阅,而是半个学期后写一篇 对一些常规光学实验进行深入的研究,都会有 论文在全组同学中宣读、答辩 许多新问题发现,从而开发出新的研究内容。例如, 对于三年级的学生,研究课题相对较大,要求“双棱镜测波长”是一个很传统的光学实验,在调光 较髙,这些实验难以在较短时间内完成。因此我们开路时,一般都要求使入射光均匀照亮双棱镜的两翼 设了一门独立的选修课,叫作“综合物理实验”对为什么一定要均匀照亮?不均匀照亮又会有什么结 于一些特别大的研究课题难以在规定的课程学时内果呢?一般都认为不均匀照亮则两束相干光强度不 完成,经教师同意,甚至可以把实验室钥匙交给学等,干涉条纹的对比度就会下降.但是,深入观察的 生,让他们随时可以进实验室工作,这种形式我们叫结果发现并非如此:当双棱镜两翼明显不均匀照亮 做“开放实验”。选修这些实验的学生一般要求有较时,干涉条纹依然清晰如前。那么,“均匀照亮”的 强的动手能力和活跃的思考能力(二年级的实验成绩意义何在呢?作为一个深入研究的內容,我们让学 至少在中等以上),两人一组选定课题后,教师一般生作了一个学期的设计性研究性实验。他们自己设 只对课题的意义、背景等情况作些介绍,完全由学生想研究方案、设计实验过程、提出各种假设并进行验 白己查阅相关资料,提出实验要求、实施方案和具体证,最后终于从理论上推导出,只要均匀照亮双棱镜 步骤。教师只对其进行审核,并对其中关键性内容进棱脊附近约±2mm就足够了,完全不必全面均匀照 行恰如其分的指导.在整个实验教学的全过程中,要亮两翼;并且用自己设计的实验,令人信服的证明了 求学生把在普通物理实验等基础课学到的知识和技上述推导的正确。有关论文已发表在《物理实验》 能,创造性地运用在实验的课题中,得到进一步巩固23卷7期 和提高。他们可以随时与教师交流想法,讨论问题, 又如,“迈克耳孙干涉仪”也是一个几乎所有 得到启发和帮助;但不能依赖教师,全部实验工作必学校都有的典型老实验,但也能挖掘出许多可以深 须由学生自已完成。实验结束时,每个课题都要写出入研究的新问题.多年来,我们让几届的学生分别研 正规的学术论文,并进行答辩和交流,其中大部分应究了补偿板对单色光有没有作用?测平行玻片折射 具有创新的成果,并能在正式学术刊物或全国性学率时,为什么不能调出直条纹?半反射镜的反射率 术会议上发表 对干涉条件有什么影响?等许多问题。有关的学生 论文发表于《光学仪器》20卷2期⑤、《大学物 3设计性研究性光学实验的教学内容理》19卷1期 设计性研究性实验的内容不限于测量数据、验3.3以现代化的新光学内容充实设计性研究性实验 证定律,而重在观察现象、设计方法、研究问题。这 除了传统实验的横向拓展与纵向深入,把一些 些内容主要来自三个方面。 现代新发展的光学研究课题引入教学实验,也是设 31原有光学实验内容的拓展 计性研究性实验内容的重要来源。实际上,这些内容 由于学时的限制,原来的光学实验内容一般比往往原理较深、仪器较复杂,因而直接引入一般教学 较局限.设计性研究性实验允许学生有较充裕的时实验相当困难;而设计性研究性实验的学时较长、教 镀制”实验原来只限于镀一块高反膜,现在作为设计法灵活,为这些内容的引入创造了十分有利的 间,因而可以把这些内容拓展。例如,“光学薄膜的 学方 性研究性实验,可以由学生自已设计各种多层介质 例如,上世纪90年代末,我们从浙江大学买入 膜,包括宽带增透膜、窄带滤光膜、偏振分光膜、彩液晶光阀,开设了关于液品光阀特性研究的设计性 色透光膜等等,并可以镀完后进行各种性能的测量 研究性实验,有关论文发表于《物理实验》22卷10 如不符合要求,则研究原因、改进工艺,重新再镀 期4;二十一世纪初,我们从美国哈佛大学的一篇 这样,学生就有了类似于从事科研工作的经历,实际论文得到启发,开设了关于光镊子的设计性研究性 工作能力显著提高 实验,以学生为主,自行研制了一台光镊子,并进行 又如,显微镜和望远镜是十分常用的光学仪器, 了其特性与应用的研究,有关论文发表于《物理与 它们的原理、结构都是学生早已熟悉的;但有许多实工程》2002年(专刊),这些现代内容的引入使 际问题却往往并不清楚.如物镜与目镜如何选择与光学实验生机勃勃、与时俱进,跟上了光学学科迅猛 搭配?镜筒长度如何确定?放大倍数受哪些具体条发展的雄健步伐.有关光学实验现代化的详细内容 件的制约?怎样测量实际放大倍数? 我们以请参阅作者的另一篇论文:“普物光学实验的现代 “显微镜和望远镜的组装”为题开设了一个设计性化”(待发表) C1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved.© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved