【课程定位】
“光学发展与人类文明”是光学类通识教育课程,属于科学教育范畴,也可作为光学学科的导论课,助力全民光科学素养的培养、国家高等教育“双一流”建设战略中光学人才培养的需求。
【课程内容】
课程围绕“光是什么”的议题,结合光学萌芽、几何光学、波动光学、量光初创四个发展阶段进行教学设计,反映人类建立理性科学观过程的复杂性和曲折性,展示光学理论全面发展的科学性与系统性。
光学萌芽阶段,介绍人类历史早期不同社会群体对视觉机制和光现象的思考,从主观认识向客观理解演变,涉及古希腊、古阿拉伯、古中国的光学发展案例,与自然哲学、几何学、建筑美学等学科紧密相连。几何光学阶段,侧重于光学的理性认知和研究方法的发展,涉及望远镜、暗箱等光学仪器的发明与推广,推动了天文学、绘画等学科的发展。波动光学阶段,介绍早期的微粒说、波动说的发展、光的电磁场特性等内容;量光初创阶段,介绍光的量子论的创立、波粒二像性的统一等理论;这两个阶段展示了人类对光本质问题的科学认知过程,涉及主要观点和原理、发展与传承、科学人物谱系等,探讨科学发展的内在规律,展示人类探索客观世界的科学方法、科学思维和科学创新等理性精神。
【课程特点】
本课程内容立足于光学发展史,以光学知识体系为课程内容主干,强调人文、社会和自然科学不同领域知识的有机融合,匹配不同专业背景学生在基础、深度和广度三个层次的学习需求。
第一层次,获得光科学的基础性和补救性教育,在课程学习中建立光学的基本知识体系框架,了解基本光学概念、原理与生活的科普常识,解决个人在专业学习中专精本行、而一般性光学常识不足或无法理论联系实际等问题,实现科学与实用的连接。
第二层次,获得光科学的进阶性和整合性教育,了解典型的光学研究案例,分析与探讨内在的科学思维元素,培养科学思考、理性分析解决问题的能力及科学精神,增强知识创新和技术创新能力。
第三层次,了解光学的广博性和多元性特征,通过追踪不同时期光学的跨学科互动事件,反思人类、自然、科技、社会与未来之间的多元关系,从更广阔的视角看待光科学发展与人类文明的联系,建立正确的历史观、价值观和社会责任感。
【课程支撑】
华南师范大学是国家“211工程”重点建设大学、广东省高水平大学整体建设高校。学校物理学是国家“世界一流学科”和广东省攀峰重点学科,光学是国家重点学科,光学工程是广东省优势重点学科。开课单位即信息光电子科技学院,是由中国科学院院士、著名光学与激光专家刘颂豪先生于2002年倡导并主持创建,是一所专业结构合理、师资力量雄厚、研究方向特色明显、集产学研为一体的理工学院,是国家“世界一流学科”和广东省高水平大学建设冲补强特色专业的建设单位。
本课程是2016年华南师范大学第五批通识教育课程立项建设项目(原名《生活中的光学》),2020年课程升级并更名为《光学发展与人类文明》。课程曾承担广东省教学质量工程及教学改革项目一般类本科教育教学改革项目(2017年),获批2020年校级精品“在线开放课程”立项建设,获学校物理学部和信息光电子科技学院课程建设立项支持。
本课程可供非光学专业本科学生、高职院校学生、从事基础教育的教师及相关社会人士学习,也可作为光学专业学生的学科导论课。
单元测验占20%,单元作业占20%,在线讨论占10%,期末考试占50%。
60≤总分<80 分为合格,80≤总分≤100 分为优秀。
总分合格或优秀,可自愿申请收费的合格认证证书或优秀认证证书。
1. 《物理学史》,[美]弗.卡约里著,戴念祖译,范岱年校,中国人民大学出版社,2010。
2. 《物理学史》(第2版),郭弈玲,沈慧君编著,清华大学出版社,2005。
3. 《西方科学的起源》(第2版),[美]戴维·林德伯格著,张卜天译,2019。
4. 《透视法的起源》,王哲然著,商务印书馆,2019。
5. 《中华图像文化史•图象光学卷》,沙振舜、韩丛耀编著,中国摄影出版社,2016。
6. 《名画在左,科学在右》,林凤生著,上海科技教育出版社,2018。
7. 《科学的历程》(第4版),吴国盛著,湖南科学技术出版社,2018。
8. 《量子物理史话--上帝掷骰子吗?》,曹天元著,辽宁教育出版社,2011。
9. 《建筑设计及其理论》,刘芳,博士论文(指导老师,张玉坤教授)天津大学,2017。
10. 《诺贝尔物理学奖百年回顾》,薛家凤编著,国防工业出版社,2003。