“物理光學”研究型教學模式探索與實踐

徐 寧

(南京郵電大學光電工程學院，江蘇 南京 210003)

“物理光學”是光信息科學與技術專業和光電信息工程專業一門重要的專業基礎課程，在該課程的教學中，學生反映課程內容概念多，抽象難學。為了提高教學效果，探索教學方法的改革，根據多年“物理光學”課程教學的實踐，我們將研究型教學融入該課程的教學過程中，力圖使學生從單純的理解和接受式的被動學習方式轉變為探索和研究式的自主學習方式。

1 研究型教學模式

研究型教學是在綜合美國布魯納的“發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”的基礎上構建的教學模式[1，2]，是融知識傳授、能力培養和素質提高為一體的創新教學模式。在教學過程中將科學研究的各個元素滲透到教學全過程，通過教學實踐活動改變學生被動接受知識的教學方式，引導學生創造性地運用知識傳輸，自主地發現問題、研究問題和解決問題，在合作研討中積累知識、培養能力和鍛煉思維。

研究型教學模式一般由五個基本環節有機組合而成:①設趣與展演，是引導激發學生善學、樂學和會學的前提;②指要與自學，是幫助學生自主、自為和探究的關鍵環節;③精講與答疑，是傳道、授業和解惑的主要途徑;④研討與回顧，是夯實與深化知識的重要保障;⑤訓練與總結，是知識提升與轉化為能力的實踐檢驗。

上述五大教學環節，相對獨立、互相依存、分別作用，形成了一個有機整體，體現了現代教學的新理念。目前，研究型教學方法已經在高校的課程教學中得到廣泛的實踐[3-5]。

2 研究型教學思路

為了適合研究型教學模式，將上述五個過程有機地貫穿到“物理光學”課程內容傳授中來，總的思路為針對課程的每一章節設立不同的研究主題，針對主題由學生自由組成小組，以四人組成一組，每個學生至少要求參加一項課題;每個研究小組設計自己的研究課題;通過開放交互式討論方法對每個課題進行認證和指導，正式通過后，學生根據研究課題逐步實施。

項目完成后由師生共同參與進行課題的評審點評，并給予評價。因此整個教學過程是一個能充分體現以學生為中心、以課題為載體、以團隊為單位及以研究為導向的交互式教學過程。課題形式為論文、撰寫軟件開發和器件設計等。

本課程的課內教學時數為48學時，課外為16小時。目前成績由課堂的理論考試和課外的課題評價組成，分別占70%和30%。在課外成績的30%中，課題成績占20%，課外作業占10%。今后計劃加大課外成績的比例，特別是課外課題的成績比例。

3 研究型教學實施

研究型教學模式分為六個基本環節。

1)知識背景準備階段:簡要講解教材的內容，突出重點和難度，可以介紹一些相關的論文。這個階段包含了研究型教學模式中的“設趣與展演”和“指要與自學”環節。以“物理光學”中“光的干涉”一章為例，可以主要講解三方面的內容:光學薄膜設計及其應用、多光束干涉(F-P干涉儀理論)的應用和M-Z干涉儀原理應用。

2)課題立題階段:根據教學內容設定學生的課題選題范圍，學生組成團隊，進行課題立項報告的撰寫。針對上面所說的“光的干涉”一章選題要有:增透膜設計(涉及典型材料和新材料)、增反膜設計、光濾波器設計和薄膜波導等。

3)課題研究方案制定階段:本階段在課堂上對每個小組的課題方案進行認證答辯。通過學生的匯報加深對知識點的理解。通過教師的點評詳細講解課程內容的核心，使課程的授課在互動方式中完成，也培養了學生的團隊合作精神。本階段包含了研究型教學模式的“指要與自學”以及“精講與答疑”兩個環節。

4)課題實施階段:課題經過答辯和認證后，進入具體的實施階段。教師對遇到困難的小組要及時交流指導，但不給出完整的答案，而要啟發學生發現問題，并尋求解決問題的方法。本階段時間相對比較長，涉及到研究型教學模式的“指要與自學”、“精講與答疑”和“研討與回顧”等三個環節。

5)課題評析展示階段:課題完成后進行課題評析和展示。對完成優秀的課題要細致結合課程內容進行分析，此階段主要涉及研究型教學模式的“研討與回顧”環節。

6)總結反思階段:對整個研究型教學過程進行總結。

4 研究型教學效果

本次“物理光學”課程教學中，學生組成了22個小組，其中選擇論文撰寫、器件設計和軟件開發分別為10組、7組和5組。通過本課程的教學實踐，對全班102名學生進行問卷調查，總體反映比一般課堂授課模式效果好，學生掌握課程的內容深刻，具體情況如表1所示。表中的數字為選擇該項調查的人數。

表1 研究型教學模式調查表

調查結果表明學生對研究型教學模式是積極參與和支持的。在主動學習方面，研究型教學模式使學生由知識的被動接受者變為知識的主動構建者，教師由知識的傳授者變為知識構建的引導者。在團隊協作精神培養方面，研究型教學模式的過程不僅訓練學生解決純技術問題的能力，還要培養學生適應環境、與人交流、與人合作及協調各方面關系的綜合能力。

5 結語

研究型教學的整體過程，從問題的提出、方案的設計和實施、研究方法的確立及研究過程、得到的結論等各個方面都能發展學生的個性，訓練學生的想象力和創造思維能力。為了使課堂研討的效果更好和課題完成的質量更高，需要學生花費較多的課外時間進行前期準備，同時對應用型的課題需要有一定的實驗環境支撐。針對“物理光學”課程的研究型教學模式的實施探索，為高素質、具有創新意識的高層次人才培養提供了寶貴的經驗。

[1]范惠林 趙思宏.研究性教學模式在專業課程中的應用[J].吉林:現代教育科學，2002，163(11)44-45

[2]江捷，感悟英國高校多元化的教學方法[J].北京:實驗技術與管理，2009，26(2):175-177

[3]賴紹聰，華洪，王震亮，張成立，張云翔，研究性教學改革與創新型人才培養[J].北京:中國大學教學，2007，8:12-14

[4]胡志忠，王成華，“電子線路”研究型教學模式探索[J]，南京電氣電子教學學報，2007，29(6):82-84

[5]吳明贊，“工程電磁場”課程的專題研究型教學模式[J]，南京電氣電子教學學報，2011，3