基于科研反哺教學模式的教學改革
——以“光學”課程為例

耿 濤，孫偉民，關春穎，李玉祥

(哈爾濱工程大學，哈爾濱 150001)

隨著科學技術的高速發展，一些新知識、新技術、新概念不斷涌現，屬于年輕人的多元化時代已經到來[1]。信息化時代的到來與高校人數的擴張對傳統教學模式產生沖擊，亟待建立一套兼顧基礎教學與科研精神的本科教育方法，將前沿科學研究成果與傳統教學緊密聯系，以實現高質量的本科教育。

1 科研與教育的辯證關系

科研與教育的關系一直以來都是一個有爭議的話題[2]，“重科研輕教育”的傾向也一直引發人們深思。20世紀90年代，美國就曾因為“重科研輕教育”而導致本科生的教學質量嚴重下滑。這說明高校要保持科研與教育之間的平衡，以尋得高質量的教學水平。科研需要科研人員具備極其豐富的知識和經驗儲備，堅持鉆研，并對本專業的前沿熱點有著敏銳的嗅覺。而教育則需要教育者具備除了專業知識之外的能力，如教學方法、教育學原理、教育心理學等，還要善于與人溝通交流，共同進步。

教育區別于科研的顯著特征在于，教育是傳授特定的知識、技巧或技能等，而科研則是發現未知的領域、知識，創造生產力的過程。教育的對象一般為不成熟或與教育者有能力差距的個體或群體，而科研中的合作更看重雙方能力相當或者個體有獨擋一面的能力。但是，教育工作的最終目標是將被教育個體在某些方面的能力培養為“合格”甚至更高——在科研中表現為科研能力。從這一個層面來說，科研與教育又是相互統一的。

以“光學”課程為例，辯證地看待教育與科研的關系，提出了一種科研反哺教學的教學方法。該方法更注重對本科生的科研創新和實際應用能力的培養[3]。

2 傳統教學模式的弊端與科研反哺教學模式的探索

“光學”作為物理與光電工程專業中一門重要的基礎必修課，要求教師在講授時做到理論與實踐相結合，讓學生在學習過程中獲得更全面的基礎知識和更寬闊的科研視野。

縱觀以往的“光學”課堂，教師的課程設置陳舊無趣，教學內容枯燥且不易理解。多數教師會將自身科研經歷與課堂教學一分為二，導致學生在日后的實踐操作過程中，難以學以致用。例如，學生對于書本上的概念、公式等都可以熟練背誦下來，但難以靈活運用。教學過程循規蹈矩，多數教師只是一味地用平淡的語言去陳述書本上的知識，缺乏書本與課外實際的聯系，讓學生感到乏味甚至厭煩，教學效果不佳。

許多教師在培養學生過程中，只重視學生的課業成績，而忽略了過程能力的培養，表現為學生認知能力的障礙性。一旦學生脫離了學校或教師，他們將不能作為一名獨立的工作者踏入社會的實踐中。在學習過程中，學生若只重視課本上的表層含義，會對知識的理解具有局限性，造成教學與科研脫軌的現象。學生無法學以致用，遇到實際問題無法解決，便會產生讀書無用的錯覺。

常規的教學方式大多是以教師為中心，學生被動接受，師生之間缺乏交流互動，學生的學習興趣和熱情不飽滿。在教學過程中，教師的教學目標單一，缺乏對學生的認知、情感等方面的培養。教學方法陳舊，科研成果不能反饋到實際教學中[4]。面對存在差異的學生，同一對待，忽視了學生的個體需求。此外，為了應對應試教育，教師會著重講授課本知識與公式推導，而學生只理解表面的淺顯知識，不懂其背后的深刻含義，最終導致學生失去學習的熱情和求知欲。

針對以上問題和常規教學模式的弊端，就目前出現的本科生實際應用能力和科研創新能力低等情況，構建“科研反哺教學”的新模式。突破教學低質量和科研低創新的困境，改善教學---科研比重失衡的格局，提高學生的科研創新能力。

3 科研反哺教學模式的實施

3.1 增加趣味性教學

蘇霍姆林斯基說：“如果你不想你的知識變成僵死的，靜止的學問，就要把語言變成一種重要的創造工具。”[5]教師利用生動活潑的語言不僅能活躍沉悶的教學課堂，還能把抽象的知識化繁為簡。例如，在講解光的吸收定律時，向學生講述布右厄與朗伯師徒二人對此的探索過程，提高學生興趣度的同時，還拓寬了知識面。除課堂教學外，教師還可以經常舉辦教學及科研研討會，在會中教師加入自身的科研經歷和有趣的實驗發現，以提高實際運用能力，并幫助學生應對未來學習或工作的挑戰。

3.2 實現課堂現代化

互聯網的發展在潛移默化地改變知識的傳播途徑，既要保留原有的課堂講學模式，又要引入新的多媒體教學，讓學生在濃厚的學習氛圍中更加快速新鮮地汲取知識，提高學生的學習效率。利用計算機信息化平臺，如在講授光學實驗時，采取新式的計算機軟件進行處理，不僅實驗結果準確，而且更加生動形象。同時，可以讓學生在學習中掌握一門技術，提升競爭力。教師可以充分利用Matlab、COMSOL、Ze-Max等軟件，將數據模擬與仿真加入教學，不僅豐富了教學內容，而且易于理解。為學生深入研究、進一步學習相關專業課程打下堅實的基礎。讓學生擁有牢固基礎知識體系的同時，具備一定深度的科研能力。

3.3 將教學與科研實踐相結合

教師將自身的科研成果插入到課堂教學中，以提高課堂的多樣性和學生的求知欲。例如，在研討會中，讓學生將科研成果與教學內容聯系起來，理論與實踐緊密結合，以提高學生的實際應用能力。加強教學器件的升級，將老舊過時的器材淘汰，引入更先進的裝備，追求前沿科技。將實驗教學與最新科研成果結合起來，讓學生切身體會并感悟科研的魅力。很多近代物理光學實驗都是從科研成果中發現并提煉出來的，讓科技進步的成果體現在經典的實驗教學內容之中，對于轉變學生的思維方式、提高學生的科研素質和科研能力具有重要的作用[6]。

4 結語

對于“光學”課程的教學改革，經過多方探索，為了更好地實現培養高素質創新型實用人才的教學目標，提出了基于科研反哺教學的教學新模式。重塑人才培養模式，對教學內容、教學方法、教學目標等進行多方改革，取得了顯著的成效。科研反哺教學的新模式對于提高學生的科研創新能力和實際應用能力，增強學生的核心競爭力等方面有著顯著的幫助。