現(xiàn)代光學實驗教學模式分析論文
摘要：文章通過分析當前“現(xiàn)代光學實驗”教學中存在的問題，提出圍繞“三個導向”的教學模式改革思路，并從四個方面詳細闡述了教學模式改革的主要內(nèi)容，最后對教學改革預期效果進行了展望。
關鍵詞：現(xiàn)代光學實驗；教學模式改革；“三個導向”
一、當前教學模式中存在的問題
（一）課程地位作用
“現(xiàn)代光學實驗”課程是光學專業(yè)的理工科學生進入大學后受到系統(tǒng)的實驗技能訓練的開端，是鞏固光學專業(yè)課程的基礎[2]，也是我校直通車軍用光電工程專業(yè)開設的一門重要的基礎必修課。該課程主要以激光技術、光電技術、光學信息處理等實驗以及有關的現(xiàn)代光學基本實驗理論、實驗基礎知識為教學內(nèi)容，目的是使學生了解現(xiàn)代光學實驗常用的儀器設備，熟悉相關實驗的設計思路和一般過程，掌握現(xiàn)代光學領域基本實驗方法和實驗技能，為后續(xù)專業(yè)課程的學習和應用現(xiàn)代光學知識解決武器裝備中的問題奠定必要的基礎。
（二）存在問題與分析
本課程教學所依托的現(xiàn)代光學實驗室于2007年建成，至今已經(jīng)完成對600多名光學工程專業(yè)本科生和研究生的授課任務，對提高學生的動手實踐能力起到了很好的促進作用，但在教學實施中仍然存在一些問題：1.教學理念滯后，與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不適應。當前課程教學基本上仍沿襲了“一節(jié)理論一節(jié)實驗”的傳統(tǒng)教學模式，讓學生在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定的實驗內(nèi)容。這種教學模式的弊端是忽略了學生的自主創(chuàng)新能力。2.教學內(nèi)容固化，賦予學生自主動手機會少。“按綱施教”是課程當前主要采用的教學方法，“綱”是教學大綱確定的內(nèi)容，目前開設的實驗課程多為按部就班即可完成的驗證性和測量性實驗，學生自主動手設計實驗的機會很少。3.考核方式簡單，難以全面評定學生成績。課程考核通常以學生實驗報告作為平時成績，課終閉卷分值作為考試成績，按1∶1評定最終成績。然而，由于教學內(nèi)容固定，時有“雷同卷”實驗報告出現(xiàn)，這顯然難以全面有效地評定學生成績。4.實驗儀器固定，無法開展自組性實驗。實驗室現(xiàn)有的20多套儀器，大部分集成化程度高，這導致實驗教學通常以整套儀器為對象，而不能將實驗細化到儀器中的某一組成單元。實驗教學中，學生只能對整套儀器這個“黑匣子”操作，難以深入了解其內(nèi)部結構和原理，這也限制了自組性實驗的開展。
二、教學模式改革主要思路
課程改革重點突出“三個導向”，即：①緊貼軍事技術發(fā)展導向；②強化能力培養(yǎng)導向；③瞄準信息化教學導向。此外，改革后的教學模式可以嘗試改變原有“教員理論指導、學生埋頭實驗”的教學方法，將研討式等教學手段引入課堂，調動學生學習的主觀能動性和團隊協(xié)作意識。
三、教學模式改革主要內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)代光學實驗室實際條件，教學模式改革主要從以下幾方面入手：
（一）優(yōu)化重組實驗內(nèi)容
主要包括：①取消部分實驗；②遴選代表性實驗；③升華研究型實驗。優(yōu)化重組后的實驗內(nèi)容除整體貫穿強化實驗基本技能、基本方法和實驗思想的訓練外，還緊抓“少、精、深”的優(yōu)化理念，重點突出學生能力，特別是思維能力、研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和提高。
（二）擴充可自組性的實驗內(nèi)容
經(jīng)過近十年的教學實踐，教學組成員已經(jīng)掌握了實驗室現(xiàn)有20多套“黑匣子”實驗設備的組成結構、基本原理，完全可以利用分離元件完成原理性實驗設備的搭建與教學指導。為此，可通過購置通用性更強的電源組件、激光器件、光學零件、電子元件、機架件等實驗器材單體，讓學生自主開展綜合性、設計性、創(chuàng)意性實驗甚至進行科技創(chuàng)新活動。優(yōu)化重組和“自組性”改造后的現(xiàn)代光學實驗課程如圖1所示。圖中，未加*號的為優(yōu)化重組后的實驗項目，由原來的20個優(yōu)化為10個；加*號實驗項目為結合理論課程和裝備實際增設并供學生參考的“自組性”實驗項目。
（三）開發(fā)虛擬仿真實驗系統(tǒng)
依托現(xiàn)有軟硬件條件，借鑒電工電子實驗中心等單位教學經(jīng)驗，開發(fā)實驗預約管理系統(tǒng)、儀器仿真庫、教學視頻庫、虛擬仿真平臺和實驗教學網(wǎng)站，學生利用網(wǎng)絡虛擬仿真實驗系統(tǒng)進行實驗預約、實驗預習、實驗設計等操作，可有效擺脫時間、地點、課時、人數(shù)等因素的限制，使資源利用最大化。
（四）運用多種教學方式
受傳統(tǒng)教學模式影響，現(xiàn)代光學實驗課程一直采用“集中授課”和“一人一組”的教學模式，實踐證明，這種教學模式雖然為學生提供了最優(yōu)越的實驗條件，但學生學習效果不太理想。改變傳統(tǒng)模式，綜合運用小組協(xié)作、分組研討、案例共析等組織形式，提高學生協(xié)作解決問題的能力。
四、教學模式改革預期效果
教學模式預期有如下三重效果：1.有助于形成“貼實戰(zhàn)、重研究”的教學內(nèi)容。優(yōu)化重組實驗內(nèi)容，使其與我軍光電裝備緊密結合，甄選實驗內(nèi)容，不僅可以體現(xiàn)本學科光電工程專業(yè)特色的效果，而且可以培養(yǎng)學生將現(xiàn)代光學理論知識應用于工程實踐和光電武器裝備具體應用的基本素質。另外，“自組性”實驗項目的增設，可深入挖掘學生的創(chuàng)造力，促進學生科研攻關能力的提升。2.有助于形成“四位一體”的教學體系。在新的教學模式下，涵蓋實物實驗、虛擬實驗、演示實驗、創(chuàng)新實驗的“四位一體”教學內(nèi)容逐步形成。3.有助于形成“效果至上”的教學方式。以效果至上為目標，在教學中引入研討式、案例式等多種教學方式，嘗試采用小組協(xié)作、分組實踐等組織形式，與甄選后的教學內(nèi)容和教學資源體系相配合，合力促進學生綜合能力的提升。
五、結論
“現(xiàn)代光學實驗”課程是光學工程等相關專業(yè)學生目標培養(yǎng)的專業(yè)基礎必修課之一，該課程對于提升學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力起著至關重要的作用。本文首先剖析了當前教學模式中存在的問題；接著，基于緊貼軍事技術發(fā)展、強化能力培養(yǎng)、瞄準信息化教學“三個導向”設計了教學模式改革的主要思路；然后，根據(jù)實驗室實際條件，從優(yōu)化重組實驗內(nèi)容、“自組性”實驗擴充、虛擬實驗系統(tǒng)開發(fā)、教學方式運用等四個方面詳細闡述了教學模式改革的主要內(nèi)容；最后，對教學模式改革預期效果進行了展望。新的教學模式以專業(yè)理論和光電裝備為基礎，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性思維，調動其主動參與的積極性，不僅能促進學生學以致用能力的培養(yǎng)，而且對學生實踐操作水平的提高具有直接推動作用。
參考文獻：
[1]李愛華,李建增,劉兵.論軍校信息化教學改革的必要性[J].北京:中國電力教育,2014,(6):31-32.
[2]龔華平,,徐蘇楠,王育紅,張艷,沈為民.光電專業(yè)綜合性實踐課程的教學模式探索[J].南京:電氣電子教學學報,2015,(5):113-114
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