新生研討課“光電信息技術(shù)漫談與應(yīng)用”教學(xué)改革和實(shí)踐

黃清龍　黃春云　尤素萍

一、引言

對(duì)大學(xué)新生開展新生研討課，可以使大學(xué)新生盡快了解相關(guān)大學(xué)專業(yè)和課程設(shè)置，迅速完成從高中生向大學(xué)生的轉(zhuǎn)變，掌握新的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，因此國(guó)內(nèi)外許多高校都在近年來開設(shè)了新生研討課。然而，目前不少新生研討課流于形式，教學(xué)研討僅局限于課堂內(nèi)，主要的教學(xué)形式還是老師講學(xué)生聽，雖然課內(nèi)有一些討論，但是學(xué)生沒有真正地參與進(jìn)來，教學(xué)效果不盡如人意。

為了改進(jìn)新生研討課，我們?cè)谛律杏懻n“光電信息技術(shù)漫談與應(yīng)用”中，嘗試進(jìn)行新生研討課教學(xué)改革，突破研討課在時(shí)間和空間上的限制，把課堂內(nèi)的研討拓展至課外研究，把研討問題引入更深更廣層次；在具體的研討教學(xué)過程中，加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、教師啟發(fā)引導(dǎo)與學(xué)生自主探究相結(jié)合、課堂研討與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

二、課程改革和實(shí)踐具體安排

“光電信息技術(shù)漫談與應(yīng)用”作為一門新生研討課，它的作用是：通過教師與學(xué)生的交流、實(shí)驗(yàn)演示和操作、課題討論辯論、課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)與研究等措施，幫助同學(xué)建立正確、全面的關(guān)于光電信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)，構(gòu)建正確的知識(shí)觀，激發(fā)學(xué)習(xí)研究光電信息技術(shù)的興趣和動(dòng)力，獲得分析研究問題的能力和素養(yǎng)，為后續(xù)學(xué)習(xí)和進(jìn)一步深造打下基礎(chǔ)。因此，精心安排課程內(nèi)容，構(gòu)建新的研討教學(xué)模式。

課程內(nèi)容包含四個(gè)模塊：光學(xué)；電子和單片機(jī)技術(shù)；光電檢測(cè)技術(shù)；光通信技術(shù)。模塊具體內(nèi)容有：（1）光學(xué)：幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、信息光學(xué)，重點(diǎn)理解成像系統(tǒng)的像差、光的干涉和衍射、光全息、光信息處理等內(nèi)容。（2）電子和單片機(jī)技術(shù)：電路分析、線性電路、數(shù)字電路、單片機(jī)技術(shù)，重點(diǎn)理解電路分析原理、信號(hào)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)工作原理。（3）光電檢測(cè)技術(shù)：光電系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、應(yīng)用范圍、激光測(cè)距、光纖光柵傳感、激光掃描，重點(diǎn)理解光電信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)、檢測(cè)原理，熟悉典型的光電系統(tǒng)。（4）光通信技術(shù)：調(diào)制解調(diào)、光發(fā)射、光接收，重點(diǎn)了解光通信原理、器件、光網(wǎng)絡(luò)等。

構(gòu)建新的研討教學(xué)模式，通過漫談、應(yīng)用、研究、討論四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。第一“漫談”，老師通過介紹典型光電儀器引出研討內(nèi)容，再輔以必要的講解（研討內(nèi)容的知識(shí)背景、理論、技術(shù)以及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示等），讓學(xué)生建立初步的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)研討提供一定的知識(shí)基礎(chǔ)。漫談主要在課堂集中授課，采用多媒體、啟發(fā)式教學(xué)，講解基本概念、理論基礎(chǔ)，并通過必要實(shí)驗(yàn)演示、現(xiàn)場(chǎng)交流討論，幫助學(xué)生獲得必要基礎(chǔ)的知識(shí)和技術(shù)，建立正確認(rèn)識(shí)、獲得理論分析解決問題的能力。第二“應(yīng)用”，要求學(xué)生在課外查找資料，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，從而獲取必要的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)而培養(yǎng)并提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生理解基本知識(shí)和技術(shù)。第三“研究”，通過課外輔導(dǎo)和課內(nèi)研究而展開；學(xué)生五人組成研究小組，教師輔導(dǎo)學(xué)生查找資料，確定選題，擬定實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開展研究，最后撰寫討論提綱和報(bào)告。第四“討論”，學(xué)生通過課內(nèi)外的研究，獲得研究結(jié)果，最后將研究報(bào)告制作成演講PPT文檔，在課堂進(jìn)行匯報(bào)答辯；答辯過程中學(xué)生教師提問、討論、辯論，最終教師總結(jié)、評(píng)定研討成績(jī)。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，首先以點(diǎn)帶面實(shí)現(xiàn)基本知識(shí)框架的構(gòu)建。教師以典型的有吸引力的光電儀器為知識(shí)切入點(diǎn)，通過課堂講解、分析、討論，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。另外，要求學(xué)生查找相關(guān)資料和做實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)資料和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析研究，建立對(duì)光電信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)理解光學(xué)、電子和單片機(jī)技術(shù)，了解光電檢測(cè)技術(shù)以及光通信技術(shù)。

通過課內(nèi)的研究討論、課外的實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)并提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、協(xié)作和交流能力，以及掌握一定的光學(xué)元件調(diào)試、光路調(diào)試、電子線路設(shè)計(jì)制作能力。通過組隊(duì)和選題，在光學(xué)測(cè)試、光電電路設(shè)計(jì)、激光測(cè)量技術(shù)、光通信技術(shù)等方面開展研究，提高研究問題能力，提高科研素養(yǎng)。

教學(xué)方式采用“講解——實(shí)驗(yàn)——研究——討論”形式。教學(xué)方式上既有教師講解又有師生互動(dòng)討論，內(nèi)容上既有光電信息技術(shù)理論又有光電實(shí)驗(yàn)，空間上既在教室又在實(shí)驗(yàn)室，時(shí)間上既有課內(nèi)又有課外，組織形式上既有個(gè)人又有團(tuán)隊(duì)。

從選課系統(tǒng)一開放就爆滿到最后課程滿意度達(dá)91%表明：這門新生研討課課程深受新生歡迎，尤其是光電信息科學(xué)與工程、應(yīng)用物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)信息同學(xué)，還有很多同學(xué)因沒有選上該課而懊惱。選修該課的同學(xué)，積極認(rèn)真，到課率95%。尤其是在第二階段，即實(shí)驗(yàn)研討課中，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，與老師和同學(xué)開展研討，確定研討內(nèi)容、方案，最后實(shí)現(xiàn)了研討目標(biāo)，提高了學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)、研究、討論的能力，為下一階段學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

三、總結(jié)

通過這一課程，新生不僅掌握了一定的光電信息技術(shù)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，還增長(zhǎng)一些做研究的能力。同學(xué)通過查找資料、確定研討題目、開展研究，完成了研討整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求，為他們下一階段的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

通過該課程，我們還認(rèn)識(shí)到，新生研討課——這一新的教學(xué)模式，將教學(xué)主體由教師講課改成學(xué)生研究，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果，值得肯定和推廣。

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