在物理光學(xué)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探索

[摘 要] 基于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教育理念，在物理光學(xué)的課程教學(xué)中進行了大量改革，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗體系、課外科技活動以及考核方法等方面都做了很大嘗試，總結(jié)回顧了這些改革實踐的思路和成果。幾年來的實踐表明，在課程教學(xué)中以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為指導(dǎo)思想，注重理論與實踐相結(jié)合，注重學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思想、勇于創(chuàng)新的能力，教學(xué)質(zhì)量將會得到極大提升。

[關(guān) 鍵 詞] 創(chuàng)新能力；課程教學(xué)；物理光學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）01-0076-02

近年來，隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，整個教育界已經(jīng)達成共識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)該成為教育的主要目標(biāo)之一。為達到這樣的目標(biāo)，需要對整個學(xué)生培養(yǎng)過程進行改革，拋棄傳統(tǒng)的以傳授知識為主的教育模式，轉(zhuǎn)換到能力培養(yǎng)這個目標(biāo)上來。改革的內(nèi)容是多方面的，涉及學(xué)生培養(yǎng)的整個過程，包括培養(yǎng)計劃的制訂、課程教學(xué)的展開以及課外實踐環(huán)節(jié)設(shè)置等方面。

物理光學(xué)是我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個專業(yè)的課程體系中占有非常重要的地位。光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是光學(xué)、機械、電子、計算機、控制工程等多學(xué)科交叉相融的一個專業(yè)，光學(xué)是其知識體系的重要組成部分，是信息獲取和處理的重要手段。物理光學(xué)這門課程基于光的電磁場理論，系統(tǒng)介紹光在媒質(zhì)空間的傳播特性，包括光在媒質(zhì)界面的反射和透射特性、光的干涉與衍射特性以及光在各向異性媒質(zhì)中的傳播特性等。該課程講授的這些基礎(chǔ)知識是后面很多專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

為適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)理念，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，我們在物理光學(xué)的課程教學(xué)中進行了多方面、多層次的教學(xué)改革，從課程內(nèi)容、課程授課方法以及課外科技活動等方面入手，突出理論與實踐相結(jié)合，突出學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。經(jīng)過幾年的建設(shè)實踐，課程教學(xué)質(zhì)量得到很大提升，學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的水平也得到了很大提高，得到了學(xué)生的一致認(rèn)可。下面對這些措施及成果進行總結(jié)介紹。

一、教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新

學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵是設(shè)置具有創(chuàng)新能力的教學(xué)內(nèi)容。在物理光學(xué)課程教學(xué)中，我們將課程涉及的知識結(jié)構(gòu)分成三類：基礎(chǔ)知識、綜合知識、探索性知識。基礎(chǔ)知識講述的是本課程的基本概念和基本原理，是已經(jīng)明確的，需要理解掌握的知識；綜合知識則是在基礎(chǔ)知識之上的綜合應(yīng)用類的知識，多是實踐應(yīng)用的結(jié)果，需要理解并在實踐中加以驗證；還有一類就是探索性的知識，這部分內(nèi)容屬于學(xué)科領(lǐng)域的前沿知識，處于不斷的研究過程中，尚未有明確的結(jié)論，需要了解并成為學(xué)生進行探究的內(nèi)容。根據(jù)這些知識分類，我們提出了不同的教學(xué)要求。課程針對探求性的知識設(shè)置了一些專題講座，介紹本領(lǐng)域的最新發(fā)展和動態(tài)，并給學(xué)生設(shè)置一些探索性的問題或項目，讓學(xué)生在課外通過文獻資料調(diào)研等方式進行研究，取得了不錯的教學(xué)效果。

二、教學(xué)方法的創(chuàng)新

如何將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為能力訓(xùn)練，關(guān)鍵在于創(chuàng)新的教學(xué)方法。傳統(tǒng)的課程教學(xué)往往被分成課堂教學(xué)、實驗室教學(xué)或課外科技活動等環(huán)節(jié)，彼此之間都是分開的、獨立的。整個教學(xué)過程被割裂成幾個模塊。實際上，很多內(nèi)容應(yīng)該是理論知識和實踐內(nèi)容相統(tǒng)一的結(jié)果。所以我們在實際的教學(xué)過程中，將課堂轉(zhuǎn)到實驗室中，在實驗室的環(huán)境中進行理論教學(xué)和實踐教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，可以馬上進行實驗研究，探究物理現(xiàn)象。另外，我們也拋棄了傳統(tǒng)的課后作業(yè)的考核方式，開始轉(zhuǎn)為一些開放性的科學(xué)問題討論，在課程教學(xué)中提出一些值得深入探討的問題，學(xué)生在課后通過文獻資料查閱、小組討論，甚至是實驗研究來確定問題的答案，并撰寫研究報告，在課堂上進行報告答辯。同時，我們積極鼓勵并創(chuàng)造各種條件，支持學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識去設(shè)計一些新的應(yīng)用系統(tǒng)，并與實際生活需求緊密相結(jié)合，真正實現(xiàn)理論與應(yīng)用的結(jié)合，并學(xué)以致用。

三、實驗體系的創(chuàng)新

除了上面所說的在課程教學(xué)中展示一些驗證性的實驗外，我們還鼓勵學(xué)生自己提出一些問題，自己根據(jù)實驗室提供的基本光學(xué)元器件，自己設(shè)計實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)，進行實驗驗證分析和探究，回歸了實驗的真正初衷，就是探究未知。在這樣的實驗教學(xué)體系下，學(xué)習(xí)從被動變?yōu)橹鲃樱R也從被動接受發(fā)展為主動探求，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了極大提高。很多新的實驗方案被提出，同時也發(fā)現(xiàn)了很多新的物理現(xiàn)象，甚至與課本上所述的結(jié)論不符合，培養(yǎng)了學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威、獨立思考、勇于探索的科學(xué)精神。

四、課外科技活動的創(chuàng)新

要真正學(xué)好一門課，需要有豐富的課外科技活動作為支撐。知識必須與應(yīng)用相結(jié)合才能發(fā)揮出其真正的價值。一方面，我們鼓勵學(xué)生參加學(xué)校、北京市以及國家級的大學(xué)生創(chuàng)新科技項目，結(jié)合日常生活的實際應(yīng)用，組成研究小組，確立值得研究的問題，撰寫項目申請書，做項目研究計劃，并逐步實施。另外，我們也開設(shè)了多個實驗室開放課題，讓學(xué)生在課余時間到實驗室里，做一些感興趣的科研項目。幾年來，平均每年都有近50多項大學(xué)生科技創(chuàng)新項目立項，開放實驗室項目也接近30項。在這些項目中，一些物理光學(xué)的基礎(chǔ)知識被應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵問題的解決中，知識真正發(fā)揮了作用，這些科技項目也反過來支持了課程教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性非常高。

五、考核體系的創(chuàng)新

當(dāng)然，基于這些課程教學(xué)改革，課程的考核體系也隨之變化。期末考試不再成為課程考核的必選項，而是自選項。學(xué)生可以將自己平時所做的科技項目成績或科研報告成績作為自己的課程成績來認(rèn)定。而且，平時的課程考勤也更多地關(guān)注于學(xué)生的課程參與度考核，關(guān)注于學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性，而不是簡單的課堂簽到與否。當(dāng)然，我們也允許學(xué)生同時參加期末考試，并與科研報告成績或科技項目認(rèn)定成績相比較，取最高分作為課程的最終考核成績，這樣學(xué)生在各個環(huán)節(jié)都會竭盡全力做得最好，以獲得盡可能高的考核成績，得到最大的認(rèn)可。總之，實現(xiàn)靈活的課程考核，不再追求單一的試卷考試，更關(guān)注學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及科研創(chuàng)新能力。這樣的考核體系也應(yīng)該是未來課程教學(xué)改革的一個重要內(nèi)容。

總之，通過幾年的教學(xué)實踐，讓我們深切地體會到教學(xué)改革的重要性和迫切性，深刻地認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力對于教育本身的重要意義。要拋棄以傳授知識為指導(dǎo)思想的教育模式，真正回歸到學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上，這樣的教育才真正有發(fā)展。當(dāng)然，這樣的教學(xué)改革也不是一蹴而就、不是一朝一夕的事情，還需要不斷探索，不斷總結(jié)各種經(jīng)驗教訓(xùn)，日趨完善。但我們堅信，只要堅持正確的教育教學(xué)理念，我們的教學(xué)質(zhì)量一定會得到全面提升，也一定會受到學(xué)生的歡迎，得到學(xué)生的積極響應(yīng)。

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