研討式與案例式相結合的教學模式在“光電系統設計”課程中的探索

肖幟 吳開華 陳慶光 祝磊

摘要：本文介紹了“光電系統設計”課程的特點，并提出了研討式與案例式相結合的教學模式，分析了兩種教學模式的特點以及對于研究生教育的優勢。在課堂中采用教師作案例講解并與學生研討，學生隔堂做專題研討的模式組織教學活動。該教學模式有助于培養研究生解決問題的能力與創新能力，加強科研能力與學術素養。

關鍵詞：研討式教學；案例式教學；“光電系統設計”；研究生教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）25-0215-02

一、引言

光電系統是用電子學的方法對光學信息進行處理與控制的系統，它是一種用于接收來自目標反射或自身輻射的光輻射，通過變換、處理、控制等環節，獲得所需要的信息或能量，并進行必要處理的光電裝置[1]。近幾十年來，光電系統在眾多領域都取得了廣泛的應用，目前我國眾多高校都開設了光電類專業，光電類人才的培養日益受到重視。在光電檢測類研究生的培養中，“光電系統設計”作為核心的研究生課程，如何保證高質量的教學效果來鞏固學生的光電基礎知識并提高學生對光電系統的應用能力和設計能力尤為重要。

二、“光電系統設計”課程特點分析

“光電系統設計”是一門綜合性很強的專業課程，課程涵蓋內容多，覆蓋面廣，需要學生事先修過“工程光學”、“光電檢測技術”、“信號與系統”、“精密機械設計”等課程并具備相關的知識基礎。該課程主要結合實際案例，從系統設計的角度講授與光電檢測系統有關的專業知識。如何通過對課程的學習使學生掌握光電系統設計方面的關鍵環節，并具備初步的系統設計與分析能力是該課程的重點，也是難點。由于該課程是研究生課程，傳統的靠教師講解基本理論的方式并不能達到很好的教學效果和教學質量。國內多位從事“光電系統設計”課程的教學工作者提出了教學改革和設計方案。李樹發等從教學內容、教學體系、考核方式的改革出發，用教學內容有機融合、改善教學及考核等方式來提高教學效果及教學質量[2]。鐘年丙等就課程內容建設、實踐教學內容與教學方法進行改革以加強課程建設[3]。為了保障“光電系統設計”課程的教學質量，提高學生實際設計項目的能力，采用研討式與案例式相結合的教學方法對該課程進行教學。

三、研討式教學法及其優勢

1997年湖南師范大學郭漢民教授提出了研討式教學改革來提高高校的教育質量，該教學法引起了關注并得到了廣泛的使用[4]。研討式教學要求教學內容面向過程，強調學生的自主性和參與性。在實際課堂中將討論、教學和研究進行有機的結合，讓學生充分參與到課堂和研究工作中，達到良好的教學效果。該方法對研究生階段教學有明顯的優勢，研究生階段的學習注重創造素質和學術能力的培養，教師著重引導研究生通過查閱文獻，研究和建立相應的方法、模型，輔助學生自主學習相關軟件工具，從而解決科研問題，獲取知識。研討式教學模式在“光電系統設計”課程中能培養學生多學科交叉解決問題的思維，讓學生對于科研的過程有一個系統深入的認識，并加強提升學生的科研能力和創新能力。

四、案例式教學法及其優勢

案例式教學法起源于1920年美國哈佛大學醫學院、法學院，并在20世紀40—70年代得到了充分實踐和完善，案例式教學法引入我國是在上世紀90年代之后[5]。案例式教學法將課本的理論知識與實際應用進行有機結合，讓學生對所學知識點有一個具象的感受，從而更容易理解和吸收。這種方式相對枯燥地理論講解更加生動形象，能充分調動學生的思維和熱情，達到更好的教學效果。而對于研究生教育，教師傳授給學生的不僅僅是知識，更是獲取知識的途徑和方法，案例式教學法能很好的推廣這種教學理念。案例式教學法基于對實際案例的分析，比理論傳授更加直觀，有助于研究生透過表象看到實質，讓學生感受到所學知識在實際中的應用，從而為以后的深造或者就業指明方向。

五、課堂教學組織

對于課堂教學來講，同時使用研討式和案例式教學法可以起到相互補充、相互促進的作用。課程的研討一方面是針對教師篩選的案例的研討，另一方面是對于教師提出的一個專題研討，在研討過程中學生與教師有充分的互動，并讓研討的結果再次反證所學的知識，舉一反三到其他案例中，實現理論和實踐過程的轉化。

“光電系統設計”課堂的一個模塊專題先以教師講解為主，教師結合實際項目選擇案例，例如在講授光電系統的標定時，選擇輪對磨耗檢測項目中的線結構光標定與攝像機標定，根據現場的情況設計一套標定方案，從線結構光標定位置參數的選擇、標定板的設計，到攝像機標定算法如何選擇等，通過案例讓學生對模塊內容有一個具象的認識，引導學生去學習課本理論知識并掌握相關設計的關鍵環節，并將所學知識應用到如車牌識別里的攝像機標定等案例中，對需要采取的標定方案進行探討。專題研討部分選擇隔堂進行，具體專題研討安排如下表所示。

教師在課堂上將專題研討學生分為若干小組，每個教學模塊上完后，要求學生查閱相關文獻資料并制作PPT和撰寫報告，每個小組推選一人做匯報，匯報完畢后由該組其余成員進行補充說明，教師對匯報人和該組成員進行提問，并就所述內容討論答疑。這種方式能充分調動學生的積極性，鍛煉學生的文獻查閱、資料總結和表述能力，并加深其對知識的理解。在課程最后設置一個綜合作業，要求每個學生根據先前所學設計1—2種光電檢測系統，并撰寫設計報告，最后在課堂上做匯報講解分析，教師對學生的匯報內容進行提問和考察。學生通過這種綜合性研討和設計鍛煉，可初步具備對光電系統設計與分析的能力，使掌握的學習方法更好的為今后的研究服務。

六、結語

本文分析了研討式教學與案例式教學的優勢，并在“光電系統設計”課程中采用研討式與案例式教學法相結合的方式進行教學，從而提高研究生課程的教學效果。該方式能培養研究生的學習自主能力與創新能力，提高專業素養。

參考文獻：

[1]吳晗平.光電系統設計基礎[M].北京：科學出版社，2010：1.

[2]李樹發，陳春雷.“光電系統設計”課程教學的改革與探索[J].科技教育，2017，（13）：154-157.

[3]鐘丙年，宋濤，等.光電系統與設計課程建設改革措施[J].教育現代化，2017，7（31）：53-54.

[4]曾憲皆.試析郭漢民教授的研討式五步教學法[J].湖南師范大學社會科學學報，1999，5（28）：121-126.

[5]郎永峰，孫文遠.研究生案例教學：美國商學院的經驗及其啟示[J].科教導刊，2016，（1z）：9-11.