實驗、綜合、科研三大能力并重

劉勝德

摘 要：根據(jù)信息光學(xué)實驗課程的難度大、公式多等特點，從創(chuàng)新教學(xué)模式的角度，以提高學(xué)生獨立實驗、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新性思維等能力為出發(fā)點，提出了引導(dǎo)式授課模式、分三個層次的教學(xué)模式改革、考核方式改革、引入豐富教學(xué)手段等教學(xué)新模式，對于提升教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生的三大能力有一定的研究意義。

關(guān)鍵詞：信息光學(xué)；光學(xué)實驗；分層次；教學(xué)新模式；教學(xué)改革

光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是當前的熱門專業(yè)之一，光學(xué)信息技術(shù)是現(xiàn)代信息科學(xué)的基礎(chǔ)，其中的信息光學(xué)實驗是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要實踐課程。通過信息光學(xué)實驗的實踐，可以深入理解信息光學(xué)的基本原理，使學(xué)生從理性理解走向感性認識，同時實踐過程也提高了學(xué)生的動手和思考能力。

一、信息光學(xué)實驗教學(xué)改革的必要性

隨著社會的發(fā)展，我國的教育事業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，從應(yīng)試教育向?qū)W生的素質(zhì)教育發(fā)展轉(zhuǎn)變，大學(xué)的人才培養(yǎng)尤其要重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗課程教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。信息光學(xué)的實驗是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)實踐課程，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、光學(xué)實驗的基本操作、掌握光學(xué)知識等起著重要的作用。重視學(xué)生綜合能力和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)，是必要的研究課題。

當前，大學(xué)生普遍存在的問題是注重考試，只注重理論知識的學(xué)習(xí)，缺乏實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Α⒗碚摵蛯嵺`相結(jié)合的綜合能力、科研能力和創(chuàng)新能力。目前教學(xué)方式也存在很大的問題，教學(xué)模式單一、實驗過程單調(diào)、缺乏科學(xué)的實驗教學(xué)體系等。

信息光學(xué)課程的理論性較強、概念較抽象，從教學(xué)內(nèi)容到實驗環(huán)節(jié)都應(yīng)加強創(chuàng)新及改革，運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、分層次的實驗教學(xué)理念來提高學(xué)生動手、綜合、獨立思考、深入研究的能力是十分必要的。

二、信息光學(xué)實驗教學(xué)新模式

信息光學(xué)理論課程的特點是難度大、公式繁雜，根據(jù)本課程的實驗教學(xué)狀況，如何提高學(xué)生對信息光學(xué)技術(shù)的興趣，加深對理論內(nèi)容的理解，開拓將理論用于實踐的方法和創(chuàng)新思路，是信息光學(xué)實驗教學(xué)模式改革創(chuàng)新的關(guān)鍵點。

1.信息光學(xué)實驗授課模式

信息光學(xué)實驗教學(xué)模式改革創(chuàng)新，首先在課程講解上的新模式是要引入“逆序—引導(dǎo)式”的講解模式，對于實驗的目的、意義、原理、步驟，不是按部就班、照本宣科地講，而是在進行一個具體的實驗之前，從實驗所能得到的結(jié)論、能達到什么樣的目的、解決什么樣的問題來引出，繼而引導(dǎo)學(xué)生尋求解決問題的辦法，最終歸結(jié)到實驗需要采取實驗方法，與學(xué)生一起回憶實驗的原理，通過設(shè)置問題來間接地向?qū)W生介紹實驗?zāi)康摹?/p>

2.信息光學(xué)實驗分層次教學(xué)改革

實驗教學(xué)體系的改革是信息光學(xué)實驗課程改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文提出了施行分層次教學(xué)內(nèi)容改革方案，主要包括基本實驗?zāi)芰τ?xùn)練、綜合能力訓(xùn)練和科研能力訓(xùn)練三大塊。通過教學(xué)改革，逐步實現(xiàn)由演示型、驗證型、認識型到綜合型、應(yīng)用型、設(shè)計型的分層次實踐體系，開展針對專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程的研究性教學(xué)，有效促進和提高大學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，形成可持續(xù)發(fā)展的實驗教學(xué)潛力。

其中，基本能力訓(xùn)練由必做實驗組成，比如做阿貝—波特濾波實驗、卷積定理的光學(xué)模擬實驗、泰伯效應(yīng)實驗等。這些實驗都屬于演示驗證型實驗，通過做這些演示型的必做實驗，學(xué)生熟悉光學(xué)信息處理的基本方法，掌握空間域與頻率域的變換關(guān)系，能正確使用光學(xué)元件方法，完成基本光學(xué)實驗?zāi)芰Φ挠?xùn)練。

綜合能力訓(xùn)練部分由選作實驗組成，選作實驗一般為高頻全息光柵的制備、圖像相加減、彩虹全息、像面全息等，這些實驗大多屬于綜合型的提高實驗，稍有難度，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣特點選做兩到三個，在做的過程中根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度給予不同的啟發(fā)和引導(dǎo)，從而提高綜合能力。

3.信息光學(xué)實驗考核方式改革

制定規(guī)范、科學(xué)的實驗?zāi)芰己思殑t和要求，完善實驗考核方式是完成實驗類課程改革的一個重要方面，從實驗?zāi)芰Α邮帜芰?、實驗原理的掌握程度、實驗操作技能的把握程度、實驗整體的完成情況、解決問題的能力、三個層次實驗做的程度和深度，綜合對學(xué)生的實驗進行考核。

4.信息光學(xué)實驗改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新對激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力有十分重要的作用。教學(xué)方法靈活、輔助教學(xué)手段多樣，對于學(xué)生獲取信息、掌握知識、分析問題、解決問題十分有效。

（1）教學(xué)方法創(chuàng)新

將傳統(tǒng)教學(xué)模式中的類比引申法用在引導(dǎo)學(xué)生初次接觸光學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)，可以通過類比引申法加深學(xué)生的印象和理解程度。

例如，對信息光學(xué)中的數(shù)學(xué)概念的引入，通過類比引申法，將一個矩形函數(shù)與一個照相機中的快門進行比較，再與一個矩形的孔徑進行比較，學(xué)生可以感性地理解它，不需要費勁就可以理解并記住。

（2）教學(xué)手段創(chuàng)新

將現(xiàn)代信息技術(shù)的幻燈片、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)手段等現(xiàn)代化教學(xué)手段滲透到信息光學(xué)實驗教學(xué)中。通過幻燈片、多媒體課件演示信息光學(xué)繁多的公式及推導(dǎo)過程，不但節(jié)約板書時間，還可詳細地給學(xué)生演示推演過程。將網(wǎng)絡(luò)手段應(yīng)用于教學(xué)中，建立一個關(guān)于信息光學(xué)的交互式平臺，可以使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容經(jīng)常性地進行復(fù)習(xí)、討論和鞏固，同時加強師生間的交流。

綜上所述，從改革信息光學(xué)教學(xué)的必要性、信息光學(xué)教學(xué)的新模式，包括授課模式、分層次授課模式、考核方式、教學(xué)手段幾個方面對信息光學(xué)的實驗教學(xué)進行了分析和研究?；緦嶒?zāi)芰τ?xùn)練、綜合能力訓(xùn)練和科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練三個層次的實驗教學(xué)新模式，可以提高學(xué)生的動手能力、綜合能力和科研能力，提高學(xué)生對光學(xué)實驗的積極性與主動性，使學(xué)生可以學(xué)以致用，從而大大提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

張濤，孫偉民，耿濤，等.“信息光學(xué)基礎(chǔ)實驗”課程的教學(xué)改革與實踐研究[J].黑龍江科學(xué)，2013（10）.

編輯 薛直艷