在“應用光學”課中實施研究型教學

李海燕+胡云安+劉亮+呂俊偉+陸斌

“應用光學”課程是光電工程、光電信息工程、試驗儀器及相近專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。本課程采用光線的概念，研究光傳播的基本規(guī)律和光通過光學系統(tǒng)成像的原理和應用，培養(yǎng)學員運用理論分析和解決光學工程和光電信息工程中的光學問題的能力。其教學質(zhì)量的好壞，對“光測信息處理”、“光電制導技術(shù)”、“光測設備原理”、“光電跟蹤設備”等后繼課程的學習效果有重要影響。在本課程中實施研究型教學改革，可為在軍事院校本科專業(yè)課程實施研究型教學方法積累經(jīng)驗，具有重要的現(xiàn)實意義和示范效應。

一研究型教學模式的特點

1教學目標重在提升綜合素質(zhì)

研究型教學模式要求在傳授知識和技能的同時，更注重培養(yǎng)學員的自學能力、獨立思考能力、洞察能力、分析并解決問題的能力、研究與創(chuàng)新能力、合作能力、組織管理能力[2]等等，提高學員的綜合素質(zhì)。

2教學方法的多樣性

研究型教學主張教學方法的多樣性，要求教員要創(chuàng)造性地運用多種教學方法，如發(fā)現(xiàn)法、啟發(fā)法、討論法、案例法、探究法等為學員積極創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學習的積極性，激勵學員獨立思考、探索。

3教學手段的現(xiàn)代化

研究型教學實施過程中，應綜合利用多媒體課件、FLASH動畫、網(wǎng)絡教學平臺等現(xiàn)代化教學手段，充分調(diào)動學員的學習和研究興趣與積極性，以達到最佳的教學效果。

4教學組織的靈活性

研究型教學主張將實施集體教學、個別教學、方案比較、可行性論證等穿插進行。

5教學過程的探索性

研究型教學要求教員引導學員獨立提出一些研究課題，在教學過程中充分發(fā)揮學員的想象力和創(chuàng)造力，鼓勵學員獨立尋求解決問題的最佳方式和方法，并倡導對研究成果的多樣化表達。

6教學角色的平等性

研究型教學要求改變傳統(tǒng)教學中以老師為主體的狀態(tài)，要求以學員為中心、教員為主導，為學員提供信息，補充思路，創(chuàng)設情境，設計實踐活動等激發(fā)學員主動學習、主動思索，強調(diào)師生互動、教學相長。

二“應用光學”課程分析

1課程特點分析

“應用光學”課程是一門理論性、技術(shù)性、操作性較強的課程，是光學工程專業(yè)和光電信息專業(yè)及相關專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。它的一個最大特色就是內(nèi)容非常豐富，光學零件繁多，新的光學系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，應用領域廣泛。學員普遍反映以下幾個問題：課程中概念很多、抽象難記；數(shù)學公式推導繁雜，而且計算過程銜接緊密，一個步驟甚至一個光學量的符號弄錯，整個光學系統(tǒng)設計就全錯了；理論多而實驗少。因此，學員往往以為學習的重點在于掌握公式并會用來計算，而沒有體會到整門課程的精髓和樂趣，更不能理解這門課程在整個光學學科體系中的地位與作用。在學習中，學員只是被動地接受知識，學習熱情不高。

2教學現(xiàn)狀分析

第一，教學內(nèi)容方面。在本課程的基礎原理部分，包括幾何光學的基本原理、球面光學系統(tǒng)、平面鏡棱鏡系統(tǒng)、光闌以及像差等部分章節(jié)，教材上的教學內(nèi)容是比較合適的。但對于典型光學系統(tǒng)和當今光學領域前沿技術(shù)的介紹部分，課本的局限性就比較大。隨著光電子技術(shù)和新型光學工藝的發(fā)展，根據(jù)不同的使用要求和不同的使用場合，對光學系統(tǒng)提出的具體指標都是不同的，各種新型光學系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，這使得教材中此部分教學內(nèi)容在時間和空間上存在一定的滯后性。

第二，教學方式和措施現(xiàn)狀。隨著信息技術(shù)進入教學領域，本門課程已經(jīng)實現(xiàn)了傳統(tǒng)板書+多媒體教學方式。多媒體課件內(nèi)容基本呈現(xiàn)課本內(nèi)容，但受到課程標準的要求限制，導致無法擴展教學內(nèi)容；現(xiàn)行教學模式仍然是教員通過課堂傳授的方法向?qū)W員灌輸知識，學員在學習上被動地接受知識，以記憶知識為主是傳統(tǒng)教學模式下的教學方式和學習方式；應用光學本身就是研究各種光學儀器的，如果沒有實際的光學系統(tǒng)分析和實際的設計操作，教學內(nèi)容很容易空洞化。

三“應用光學”課程研究型教學實踐

針對“應用光學”課程特性和教學現(xiàn)狀，結(jié)合學員特點與培養(yǎng)目標，教員在本課程的教學過程中根據(jù)具體章節(jié)內(nèi)容采用恰當?shù)慕虒W方法，輔以多樣的教學手段，探討實施了研究型教學。在整個教學過程中，始終以學員為教學主體，以提升學員綜合素質(zhì)為教學目的，靈活運用多種教學方法和手段，精心設計問題，整合了教學資源，輔以配套的實驗教學，依托網(wǎng)絡教學平臺豐富了教學內(nèi)容，極大地激發(fā)了學員的學習興趣，取得了良好的教學效果，培養(yǎng)了學員的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。

1貼近軍用光電裝備拓寬教學內(nèi)容，整合教學資源，培養(yǎng)學員自主學習能力

為了保證在有限的教學時間內(nèi)，既要強化基礎理論教學，又要引入應用技術(shù)及前沿課題，課程中進行了教學內(nèi)容的改革。結(jié)合軍校學員的特點和軍用光電工程專業(yè)培養(yǎng)的目標以及學員將來工作的需求，對教學內(nèi)容的深度、廣度與難度準確把握，在培養(yǎng)學員運用所學知識分析問題和解決問題的能力上下足了功夫。弱化了數(shù)學論證與推導，強化了基本原理，結(jié)合軍用光電裝備進行教學，重在應用分析。在教學過程中，所舉案例都具有明確的軍事應用背景，如紅外搜索系統(tǒng)、可見光電視跟蹤系統(tǒng)、水下探潛系統(tǒng)、紅外熱成像目標探測與識別系統(tǒng)等等。通過將所學知識與軍事應用相結(jié)合，使學員的學習目的性更明確。

對于教材中的基礎知識部分，采用教員教授+學員自主獨立學習相結(jié)合的方式，并提供機會讓學員講述自己對這部分知識的理解，通過表達加深對文本的理解，通過對話加強與其它學員的溝通和交流，最終對文本知識接受并升華；針對具有研究性的問題實施研究型教學，教員積極啟發(fā)誘導學員獨立思考，以學員獨立自主學習和合作討論為前提，以所用教材為基本研究內(nèi)容，以學員的生活和工作實際為參照對象，為學員提供充分的表達、質(zhì)疑、研究、討論問題的機會，提高學員對知識的理解并提高學員將所學知識應用于解決實際問題的能力。

2運用多種教學方法和教學手段實施研究型教學，提升學員綜合素質(zhì)endprint

“應用光學”作為專業(yè)基礎課，具有相當?shù)睦碚撋疃?，同時又具有豐富的工程應用。在研究型教學中，具體的教法的選擇應與具體教學內(nèi)容相結(jié)合，既要抓住基本原理，又要注重實際應用，開拓知識的應用面。

在研究型教學方法實施過程中，教員系統(tǒng)深入地研究了授課內(nèi)容，以學員為中心對課程進行設計，盡可能將與課程內(nèi)容有關的實際問題帶入課堂，靈活運用啟發(fā)式、設問式、研討式、案例式、實物演示等多種教學方法，綜合利用多媒體課件、板書、動畫、網(wǎng)絡課程等教學手段為學員提供豐富的物理情景，激發(fā)學員提出問題，吸引學員共同思考，充分調(diào)動學員的學習研究興趣與積極性。

3深入研究開發(fā)多媒體網(wǎng)絡教學平臺，實現(xiàn)互動教學

為提高研究型教學效果和教學質(zhì)量，我們深入研究并在校園網(wǎng)上開發(fā)了專門的“應用光學”課程網(wǎng)絡教學平臺，拓展了課堂教學，為學員的課外學習和發(fā)展提供了形式多樣的學習環(huán)境。我們將精心編制的教學課件、電子教案、課程標準、教學進度安排、教員信息、國內(nèi)外優(yōu)秀電子教材、中英文參考文獻、習題庫與歷屆考卷、授課視頻、國內(nèi)外優(yōu)秀教學視頻、演示實驗視頻、教學案例的相關資料、科學家傳記等放在課程網(wǎng)站上，學員可以在課外時間充分利用網(wǎng)絡課堂預習、自學、復習、提交作業(yè)、查閱、學習感興趣的課外知識。同時，課程網(wǎng)站還具有在線答疑、論壇留言等功能，可方便教員和學員進行互動式交流，提高學員學習的主動性和自主性。我們還將國內(nèi)知名大學的“應用光學”精品課程和先進的學習網(wǎng)站進行友情鏈接，里面匯集了國內(nèi)外一流大學的知名教授的視頻公開課，鼓勵學員進行擴展學習，了解國內(nèi)外相關課程教學模式和動態(tài)。

4結(jié)合學科前沿與科研工作進行研究型教學，培養(yǎng)學員創(chuàng)新能力

在實施研究型教學過程中，教員將“應用光學”課程設計與學科前沿和科研工作緊密結(jié)合，將科學研究工作的思想、方法、技術(shù)等注入教學，將一些科研成果轉(zhuǎn)化為具體的教學內(nèi)容。在教學過程中，我們充分利用本單位在光學精確制導技術(shù)方面的科研優(yōu)勢，結(jié)合教學內(nèi)容，向?qū)W員介紹相關領域國內(nèi)外研究的前沿動態(tài)；充分結(jié)合科研讓學員了解與應用光學相關的一些研究項目，特別是應用光學在一些重大軍事科研項目中的具體應用，提高學員的學習熱情和學習效果。同時還適時將最新的研究成果引入課堂教學，加深學員對所學知識的理解。同時根據(jù)學員個性和能力，因材施教，讓一些有興趣、有想法的學員參與到科研活動中來，發(fā)揮學員的才華，讓他們跟隨教員體會運用所學知識進行創(chuàng)新研究。

5依托實驗教學環(huán)節(jié)實施研究型教學，培養(yǎng)學員的實踐能力

為充分鍛煉學員的理論知識應用能力，培養(yǎng)學員的實踐能力和創(chuàng)新意識，我們對學員完全開放光學實驗室，讓學員參加實驗室的研究活動，使學員能夠親身去體驗一些實驗方法和實際操作，激發(fā)學員的學習興趣和創(chuàng)造力，使所學理論能與實際相結(jié)合。學員可以自己選擇做實驗的時間和實驗的項目，除了原理性的實驗外，還為優(yōu)秀學員提供大型綜合實驗。實驗室提供元器件，并提出實驗目的，沒有實驗步驟與實驗的布局，讓學員自行設計，更好地培養(yǎng)學員的獨立工作能力。依托實驗室實施研究型教學，加強了學員對“應用光學”核心基礎知識的理解和綜合運用能力的培養(yǎng)，使學員掌握了基本的光學技能、基本光學測量儀器的使用方法和技術(shù)，提高了學員光學系統(tǒng)的設計和解決相關工程問題的能力。endprint