基于新型翻轉課堂的《激光原理與技術》教學改革探索

李雪璁　郭津博　劉玲

摘要：隨著移動互聯網技術的飛速發展，新媒體的優勢愈發明顯，教育教學借助新媒體平臺和技術進行改革勢在必行。本文分析了新媒體環境下《激光原理與技術》課程基于翻轉課堂進行教學改革的意義，并結合《激光原理與技術》課程的特點，提出創新型的教育教學改革方案。

關鍵詞：翻轉課堂；激光原理與技術；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0107-02

一、引言

隨著科學技術的發展，在移動手持式終端設備普及的今天，智能終端設備已經成為大學生的必需品，新媒體對大學生學習和生活的影響越來越顯著。因此，借助新媒體的力量進行高校教育教學改革已是大勢所趨。[1]在新媒體蓬勃發展的大環境下，各種新型教學模式給傳統教學模式帶來很大的沖擊。尤其是翻轉課堂這種模式，將傳統的教育教學的主體從教師向學生傾斜，能夠更大程度地挖掘學生的主觀能動性，對于培養具有創新創業能力的新型人才非常有益。

翻轉課堂（Flipped Classroom）是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，學生在課下可以觀看視頻、講座、查閱文獻資料，自主完成相應課程內容的學習。在對新知識有了一定了解后，學生帶著在自學過程中遇到的難點和疑問，在課堂上與教師和其他同學進行互動學習、共享和討論，從而完成對知識的消化吸收。[2]在這一過程中，教師采用講授法和協作法來滿足學生的需要以及促進他們個性化學習，讓學生通過這個過程的實踐來獲得更扎實的知識。但是完全的“翻轉”并不適用于現有的教學體系，也不能完全符合《激光原理與技術》課程的教學需求，更不是一蹴而就的，因此，還需要進行一定的改革創新。

二、基于新型翻轉課堂在《激光原理與技術》課程進行教學改革的意義

《激光原理與技術》是理工類院校光信息、光電類和物理專業的必修專業課，以我校為例，該課程是光電信息科學與工程專業和物理專業的一門非常重要的核心必修專業課，從科研領域的研究到與信息技術的結合，推動激光通信、激光存儲等領域的飛速發展；從軍事上激光雷達和激光武器的制造，到醫學上的激光美容和激光手術，乃至激光導航、激光切割等這些為人們熟知的領域，激光的應用早已深入地影響著我們的生活。該課程知識內容繁雜，理論抽象，公式眾多，有極大的深度和難度。掌握好該課程，對于學生以后從事激光技術、光信息處理、生物醫療診斷、材料加工等廣泛領域的研究和實踐有重大意義。

當前大部分學校該課程還維持著傳統的教學模式，主要存在以下問題：

1.學時少，學生的基礎知識水平參差不齊。《激光原理與技術》涉及內容非常廣泛。目前開設該課程的專業一般設置都是45學時或60學時，在有限的學時內，完成所有的教學內容，達到使學生系統、全面地掌握激光理論和各種技術，提高學生應用能力，對學生的基礎知識、綜合能力的要求都較高。而在實際教學中，學生基礎知識水平參差不齊，在學習掌握本課程時，表現出很大的不均衡性。

2.教材內容偏重理論，缺乏實際應用導向。目前該課程的教材偏重理論公式推導計算，尤其對于理科專業來說，相對更注重學生對理論知識的掌握，但是缺乏對學生動手能力的培養，也缺乏和實際應用的聯系。而現如今的大學生，更關注實際應用，這樣的矛盾使得部分學生對該課程興趣不高。

3.傳統教學方法缺乏吸引力，教學效果不理想。在傳統的《激光原理與技術》教學中，理論計算、分析和講解處于主導地位。我們認為目前更需要生動形象的教學，需要現代化的教學手段，提高學生學習的興趣，提高學生的思維水平和創新能力。

翻轉課堂的教學模式恰恰彌補了傳統教學模式的不足。該模式充分利用了信息化技術和新媒體資源，不但增加了學生的參與性，滿足了學生反復學習的需求和答疑需求，更改變了教學過程中的關系，使得師生可以雙向互動，平等交流。這對于《激光原理與技術》這種“課上理解難度大，課下答疑需求高”的課程，是一種顛覆性的改革。

三、基于新型翻轉課堂的《激光原理與技術》課程教學改革方式

1.教學方式改革。首先，設計視頻課程。課堂教學信息量巨大，有時為了保證完成教學內容，許多知識點無法進行詳細的展開講解，使得學生無法深入理解相關知識。而視頻課程沒有教學時間和教學內容的限制，可以以“知識點”為單位進行講解，針對每一個知識點錄制相應的視頻，并對相應知識點配置習題和拓展知識，力爭使學生對“知識點”進行逐一攻破，最終形成課程知識體系。而且學生觀看視頻的時間相對靈活，可以真正做到隨時隨地進行學習。其次，創立微信公眾號。翻轉課堂教學方式的實施依賴于平臺。在新媒體環境下，大量的視頻和文字媒體平臺可以共享。為了更好地配合教學，筆者在2017年8月借助微信公眾平臺建立了激光原理與技術公眾號，借助此平臺，配合《激光原理與技術》教學大綱，發布視頻、文字和圖片等內容。該公眾號設置基礎知識、激光理論、實驗、科研和就業五個版塊，實現全方位立體化的教學，將課堂教學有效延伸到課余時間，彌補學時少的不足，又貼近學生的生活，易于接受。再次，建立課堂討論模式。改變傳統“教師講學生聽”的教學方式，每節課拿出一部分時間進行課堂討論。根據教學日歷，課前選定兩名學生針對下次課程的某一知識點進行自學，課上扮演教師的角色，在規定時間內進行講解。之后，學生以分組形式進行討論，最后，教師根據討論情況進行深度講解、評價和總結。最后，在傳統的作業和考試兩種評價方式的基礎上，增加在線測試。這種方式靈活方便，可以隨時考察學生對各章節知識點的掌握情況，及時解決學生在學習課程時所遇到的問題。

2.教學內容改革。針對教學中的重點和難點內容，采取重點授課、調整各章節學時分配、靈活運用教學方法、增加實踐機會等措施，使學生真正理解和掌握重點和難點內容。在保證基礎內容的前提下，壓縮部分陳舊的非主體性的內容，并結合高校研究所對于科研人才和用人單位對于應用型人才的培養要求，對教學內容進行調整，將相關的研究前沿和應用實例融入到課程內容中。例如，物理專業2011級畢業生在北京工業大學激光工程研究院攻讀碩士，做激光表面處理、激光熔覆；光電專業畢業生從事生產405nm激光粒子計數器、CO2激光器和YAG脈沖激光器等相關工作。通過和這些畢業生建立聯系，將他們的應用實例加入到實際的課程教學中，既能大大提高學生的興趣，又能讓學生把枯燥的理論和鮮活的實際結合在一起，使學生能在未來的就業市場上具有一定的競爭優勢。

針對以上教學改革方式，我們目前做了部分嘗試，盡管還沒有全面實施翻轉課堂教育教學改革，但是已經取得了初步成效。表1顯示了本校光電專業2013級兩個班和2014級兩個班期末平均成績的對比。開始實施翻轉課堂教育教學改革措施之后，學生的學習成績有了明顯的提升。

四、結束語

在新媒體環境下，教育教學應該以提高學生應用素質與綜合創新能力為目標，教育教學方式也應該向著新媒體平臺傾斜。本文所提出的新型翻轉課堂教學改革模式，立足于教學過程，力求將課堂教學和課余教學相結合，開展多元化教學，實現立體式改革，努力將學生培養成既具有堅實理論基礎又有相當實踐能力的復合型實用人才。

參考文獻：

[1]唐緒軍.中國新媒體發展報告[M].北京：社會科學文獻出版社，2013.

[2]張金磊，王穎.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30，（4）：46-51.