“物理光學(xué)”研究型教學(xué)模式探索與實(shí)踐

徐 寧

(南京郵電大學(xué)光電工程學(xué)院，江蘇 南京 210003)

“物理光學(xué)”是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和光電信息工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在該課程的教學(xué)中，學(xué)生反映課程內(nèi)容概念多，抽象難學(xué)。為了提高教學(xué)效果，探索教學(xué)方法的改革，根據(jù)多年“物理光學(xué)”課程教學(xué)的實(shí)踐，我們將研究型教學(xué)融入該課程的教學(xué)過程中，力圖使學(xué)生從單純的理解和接受式的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿骱脱芯渴降淖灾鲗W(xué)習(xí)方式。

1 研究型教學(xué)模式

研究型教學(xué)是在綜合美國布魯納的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)模式”和瑞士皮亞杰的“認(rèn)知發(fā)展學(xué)說”的基礎(chǔ)上構(gòu)建的教學(xué)模式[1，2]，是融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高為一體的創(chuàng)新教學(xué)模式。在教學(xué)過程中將科學(xué)研究的各個(gè)元素滲透到教學(xué)全過程，通過教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)傳輸，自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，在合作研討中積累知識(shí)、培養(yǎng)能力和鍛煉思維。

研究型教學(xué)模式一般由五個(gè)基本環(huán)節(jié)有機(jī)組合而成:①設(shè)趣與展演，是引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生善學(xué)、樂學(xué)和會(huì)學(xué)的前提;②指要與自學(xué)，是幫助學(xué)生自主、自為和探究的關(guān)鍵環(huán)節(jié);③精講與答疑，是傳道、授業(yè)和解惑的主要途徑;④研討與回顧，是夯實(shí)與深化知識(shí)的重要保障;⑤訓(xùn)練與總結(jié)，是知識(shí)提升與轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)踐檢驗(yàn)。

上述五大教學(xué)環(huán)節(jié)，相對(duì)獨(dú)立、互相依存、分別作用，形成了一個(gè)有機(jī)整體，體現(xiàn)了現(xiàn)代教學(xué)的新理念。目前，研究型教學(xué)方法已經(jīng)在高校的課程教學(xué)中得到廣泛的實(shí)踐[3-5]。

2 研究型教學(xué)思路

為了適合研究型教學(xué)模式，將上述五個(gè)過程有機(jī)地貫穿到“物理光學(xué)”課程內(nèi)容傳授中來，總的思路為針對(duì)課程的每一章節(jié)設(shè)立不同的研究主題，針對(duì)主題由學(xué)生自由組成小組，以四人組成一組，每個(gè)學(xué)生至少要求參加一項(xiàng)課題;每個(gè)研究小組設(shè)計(jì)自己的研究課題;通過開放交互式討論方法對(duì)每個(gè)課題進(jìn)行認(rèn)證和指導(dǎo)，正式通過后，學(xué)生根據(jù)研究課題逐步實(shí)施。

項(xiàng)目完成后由師生共同參與進(jìn)行課題的評(píng)審點(diǎn)評(píng)，并給予評(píng)價(jià)。因此整個(gè)教學(xué)過程是一個(gè)能充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心、以課題為載體、以團(tuán)隊(duì)為單位及以研究為導(dǎo)向的交互式教學(xué)過程。課題形式為論文、撰寫軟件開發(fā)和器件設(shè)計(jì)等。

本課程的課內(nèi)教學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)，課外為16小時(shí)。目前成績由課堂的理論考試和課外的課題評(píng)價(jià)組成，分別占70%和30%。在課外成績的30%中，課題成績占20%，課外作業(yè)占10%。今后計(jì)劃加大課外成績的比例，特別是課外課題的成績比例。

3 研究型教學(xué)實(shí)施

研究型教學(xué)模式分為六個(gè)基本環(huán)節(jié)。

1)知識(shí)背景準(zhǔn)備階段:簡(jiǎn)要講解教材的內(nèi)容，突出重點(diǎn)和難度，可以介紹一些相關(guān)的論文。這個(gè)階段包含了研究型教學(xué)模式中的“設(shè)趣與展演”和“指要與自學(xué)”環(huán)節(jié)。以“物理光學(xué)”中“光的干涉”一章為例，可以主要講解三方面的內(nèi)容:光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)及其應(yīng)用、多光束干涉(F-P干涉儀理論)的應(yīng)用和M-Z干涉儀原理應(yīng)用。

2)課題立題階段:根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)定學(xué)生的課題選題范圍，學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行課題立項(xiàng)報(bào)告的撰寫。針對(duì)上面所說的“光的干涉”一章選題要有:增透膜設(shè)計(jì)(涉及典型材料和新材料)、增反膜設(shè)計(jì)、光濾波器設(shè)計(jì)和薄膜波導(dǎo)等。

3)課題研究方案制定階段:本階段在課堂上對(duì)每個(gè)小組的課題方案進(jìn)行認(rèn)證答辯。通過學(xué)生的匯報(bào)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。通過教師的點(diǎn)評(píng)詳細(xì)講解課程內(nèi)容的核心，使課程的授課在互動(dòng)方式中完成，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。本階段包含了研究型教學(xué)模式的“指要與自學(xué)”以及“精講與答疑”兩個(gè)環(huán)節(jié)。

4)課題實(shí)施階段:課題經(jīng)過答辯和認(rèn)證后，進(jìn)入具體的實(shí)施階段。教師對(duì)遇到困難的小組要及時(shí)交流指導(dǎo)，但不給出完整的答案，而要啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并尋求解決問題的方法。本階段時(shí)間相對(duì)比較長，涉及到研究型教學(xué)模式的“指要與自學(xué)”、“精講與答疑”和“研討與回顧”等三個(gè)環(huán)節(jié)。

5)課題評(píng)析展示階段:課題完成后進(jìn)行課題評(píng)析和展示。對(duì)完成優(yōu)秀的課題要細(xì)致結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行分析，此階段主要涉及研究型教學(xué)模式的“研討與回顧”環(huán)節(jié)。

6)總結(jié)反思階段:對(duì)整個(gè)研究型教學(xué)過程進(jìn)行總結(jié)。

4 研究型教學(xué)效果

本次“物理光學(xué)”課程教學(xué)中，學(xué)生組成了22個(gè)小組，其中選擇論文撰寫、器件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)分別為10組、7組和5組。通過本課程的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)全班102名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，總體反映比一般課堂授課模式效果好，學(xué)生掌握課程的內(nèi)容深刻，具體情況如表1所示。表中的數(shù)字為選擇該項(xiàng)調(diào)查的人數(shù)。

表1 研究型教學(xué)模式調(diào)查表

調(diào)查結(jié)果表明學(xué)生對(duì)研究型教學(xué)模式是積極參與和支持的。在主動(dòng)學(xué)習(xí)方面，研究型教學(xué)模式使學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橹R(shí)構(gòu)建的引導(dǎo)者。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神培養(yǎng)方面，研究型教學(xué)模式的過程不僅訓(xùn)練學(xué)生解決純技術(shù)問題的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人交流、與人合作及協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。

5 結(jié)語

研究型教學(xué)的整體過程，從問題的提出、方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施、研究方法的確立及研究過程、得到的結(jié)論等各個(gè)方面都能發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，訓(xùn)練學(xué)生的想象力和創(chuàng)造思維能力。為了使課堂研討的效果更好和課題完成的質(zhì)量更高，需要學(xué)生花費(fèi)較多的課外時(shí)間進(jìn)行前期準(zhǔn)備，同時(shí)對(duì)應(yīng)用型的課題需要有一定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境支撐。針對(duì)“物理光學(xué)”課程的研究型教學(xué)模式的實(shí)施探索，為高素質(zhì)、具有創(chuàng)新意識(shí)的高層次人才培養(yǎng)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]范惠林 趙思宏.研究性教學(xué)模式在專業(yè)課程中的應(yīng)用[J].吉林:現(xiàn)代教育科學(xué)，2002，163(11)44-45

[2]江捷，感悟英國高校多元化的教學(xué)方法[J].北京:實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26(2):175-177

[3]賴紹聰，華洪，王震亮，張成立，張?jiān)葡瑁芯啃越虒W(xué)改革與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].北京:中國大學(xué)教學(xué)，2007，8:12-14

[4]胡志忠，王成華，“電子線路”研究型教學(xué)模式探索[J]，南京電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(6):82-84

[5]吳明贊，“工程電磁場(chǎng)”課程的專題研究型教學(xué)模式[J]，南京電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，3