實驗、綜合、科研三大能力并重
——談信息光學實驗教學新模式

劉勝德

（華南師范大學助理實驗師）

實驗、綜合、科研三大能力并重
——談信息光學實驗教學新模式

劉勝德

（華南師范大學助理實驗師）

根據信息光學實驗課程的難度大、公式多等特點，從創新教學模式的角度，以提高學生獨立實驗、綜合素質、創新性思維等能力為出發點，提出了引導式授課模式、分三個層次的教學模式改革、考核方式改革、引入豐富教學手段等教學新模式，對于提升教學質量、提高學生的三大能力有一定的研究意義。

信息光學；光學實驗；分層次；教學新模式；教學改革

光信息科學與技術專業是當前的熱門專業之一，光學信息技術是現代信息科學的基礎，其中的信息光學實驗是光信息科學與技術專業的重要實踐課程。通過信息光學實驗的實踐，可以深入理解信息光學的基本原理，使學生從理性理解走向感性認識，同時實踐過程也提高了學生的動手和思考能力。

一、信息光學實驗教學改革的必要性

隨著社會的發展，我國的教育事業經過多年的發展，從應試教育向學生的素質教育發展轉變，大學的人才培養尤其要重視實踐教學環節，實驗課程教學是學生學習的重要環節。信息光學的實驗是光信息科學與技術專業的基礎實踐課程，對培養學生的科學態度、光學實驗的基本操作、掌握光學知識等起著重要的作用。重視學生綜合能力和科研創新能力的培養，改革傳統實驗教學模式，提高學生的科學實驗素質，是必要的研究課題。

當前，大學生普遍存在的問題是注重考試，只注重理論知識的學習，缺乏實驗能力和動手能力、理論和實踐相結合的綜合能力、科研能力和創新能力。目前教學方式也存在很大的問題，教學模式單一、實驗過程單調、缺乏科學的實驗教學體系等。

信息光學課程的理論性較強、概念較抽象，從教學內容到實驗環節都應加強創新及改革，運用現代化的教學手段、分層次的實驗教學理念來提高學生動手、綜合、獨立思考、深入研究的能力是十分必要的。

二、信息光學實驗教學新模式

信息光學理論課程的特點是難度大、公式繁雜，根據本課程的實驗教學狀況，如何提高學生對信息光學技術的興趣，加深對理論內容的理解，開拓將理論用于實踐的方法和創新思路，是信息光學實驗教學模式改革創新的關鍵點。

1.信息光學實驗授課模式

信息光學實驗教學模式改革創新，首先在課程講解上的新模式是要引入“逆序—引導式”的講解模式，對于實驗的目的、意義、原理、步驟，不是按部就班、照本宣科地講，而是在進行一個具體的實驗之前，從實驗所能得到的結論、能達到什么樣的目的、解決什么樣的問題來引出，繼而引導學生尋求解決問題的辦法，最終歸結到實驗需要采取實驗方法，與學生一起回憶實驗的原理，通過設置問題來間接地向學生介紹實驗目的。

2.信息光學實驗分層次教學改革

實驗教學體系的改革是信息光學實驗課程改革的關鍵環節，本文提出了施行分層次教學內容改革方案，主要包括基本實驗能力訓練、綜合能力訓練和科研能力訓練三大塊。通過教學改革，逐步實現由演示型、驗證型、認識型到綜合型、應用型、設計型的分層次實踐體系，開展針對專業基礎實驗課程的研究性教學，有效促進和提高大學生的實驗能力和創新能力，形成可持續發展的實驗教學潛力。

其中，基本能力訓練由必做實驗組成，比如做阿貝—波特濾波實驗、卷積定理的光學模擬實驗、泰伯效應實驗等。這些實驗都屬于演示驗證型實驗，通過做這些演示型的必做實驗，學生熟悉光學信息處理的基本方法，掌握空間域與頻率域的變換關系，能正確使用光學元件方法，完成基本光學實驗能力的訓練。

綜合能力訓練部分由選作實驗組成，選作實驗一般為高頻全息光柵的制備、圖像相加減、彩虹全息、像面全息等，這些實驗大多屬于綜合型的提高實驗，稍有難度，學生可以根據自己的興趣特點選做兩到三個，在做的過程中根據學生的學習程度給予不同的啟發和引導，從而提高綜合能力。

3.信息光學實驗考核方式改革

制定規范、科學的實驗能力考核細則和要求，完善實驗考核方式是完成實驗類課程改革的一個重要方面，從實驗能力、動手能力、實驗原理的掌握程度、實驗操作技能的把握程度、實驗整體的完成情況、解決問題的能力、三個層次實驗做的程度和深度，綜合對學生的實驗進行考核。

4.信息光學實驗改革教學方法，豐富教學手段

教學方法和教學手段的創新對激發學生的想象力和創造力有十分重要的作用。教學方法靈活、輔助教學手段多樣，對于學生獲取信息、掌握知識、分析問題、解決問題十分有效。

（1）教學方法創新

將傳統教學模式中的類比引申法用在引導學生初次接觸光學領域的教學，可以通過類比引申法加深學生的印象和理解程度。

例如，對信息光學中的數學概念的引入，通過類比引申法，將一個矩形函數與一個照相機中的快門進行比較，再與一個矩形的孔徑進行比較，學生可以感性地理解它，不需要費勁就可以理解并記住。

（2）教學手段創新

將現代信息技術的幻燈片、多媒體課件、網絡手段等現代化教學手段滲透到信息光學實驗教學中。通過幻燈片、多媒體課件演示信息光學繁多的公式及推導過程，不但節約板書時間，還可詳細地給學生演示推演過程。將網絡手段應用于教學中，建立一個關于信息光學的交互式平臺，可以使學生對所學內容經常性地進行復習、討論和鞏固，同時加強師生間的交流。

綜上所述，從改革信息光學教學的必要性、信息光學教學的新模式，包括授課模式、分層次授課模式、考核方式、教學手段幾個方面對信息光學的實驗教學進行了分析和研究。基本實驗能力訓練、綜合能力訓練和科研創新能力訓練三個層次的實驗教學新模式，可以提高學生的動手能力、綜合能力和科研能力，提高學生對光學實驗的積極性與主動性，使學生可以學以致用，從而大大提高教學質量。

張濤，孫偉民，耿濤，等.“信息光學基礎實驗”課程的教學改革與實踐研究［J］.黑龍江科學，2013（10）.

·編輯薛直艷