“光電技術”課堂教學的優(yōu)化模型研究

曹飛

摘 要：文章借鑒MOOC翻轉課堂教學模式提出了一種優(yōu)化模型：在保持原有優(yōu)良教材不變的情況下，將優(yōu)秀教材、教案PPT作為綱目，課堂教學內容補充大量有關新型光電技術的鮮活素材，增加應用內容比例，降低理論知識比例；老師課前制作相關資料引導學生預習，學生課堂中發(fā)揮主體功能；課堂授課有機結合實驗課；開放考核方式激發(fā)學生創(chuàng)新潛能等。此優(yōu)化模型有助于課堂教學效益最大化的實現，學生可以通過實踐綜合其所學，完善其知識體系，獲取真正意義上的知識與技能。此研究將為類似應用性較強的課程教學提供一定的參考價值，以期為傳統(tǒng)課堂的教學優(yōu)化改革做出一定的貢獻。

關鍵詞：光電技術；課堂教學；MOOC翻轉課堂；優(yōu)化模型

現代光電技術的發(fā)展日新月異，涉及光學、計算機技術和電子學等多個領域的技術理論，自然光電子產業(yè)也成了不可忽視的高科技技術產業(yè)[1]?！肮怆娂夹g”這門應用性極強的課程的課堂教學方式與過去也應有所不同，跟上新技術的腳步，為學生打開一扇技術應用之門。傳統(tǒng)課堂的授課模式，大多基于臺上老師的單向輸出，臺下學生的被動輸入，存在的弊端顯而易見，如老師精心備課，但學生體會不到其重要性，造成溝通的閉塞，以及知識的單向傳輸效率之低，諸如等等。故課堂教學模型的優(yōu)化是很有必要的。

1 傳統(tǒng)課堂教學的不足

傳統(tǒng)課堂的教學往往只關注知識的“傳遞”，而不是理解吸收，在課堂上學生成為盛裝知識的“容器”，而不是具體的有個性的人—有獨立思想的生命主體。這就顯現出學習中的諸多弊端，究其根本原因，有以下兩點[2]。

1.1 傳統(tǒng)課堂教學以課本、教案PPT為本位

傳統(tǒng)課堂教學中，記憶一大堆干巴巴的文字符號是學生的首要任務，這樣學生自然沒有理解課本知識的實際內容，學習便是機械的學習，即記憶性的學習。標準地來講，記憶性的學習是重文字符號、輕實際內容的學習過程，這種教學嚴重地符號化、抽象化、狹窄化了課本知識，甚至將學習課本知識變成文字游戲。例如課本中的“概念辨析”就是如此，稍加偏差就被所謂的“標準答案”判別為錯。

傳統(tǒng)課堂教學中，最終任務是關注結果、結論，不注重過程。但實際是追求答案的過程更加有意義，因為這個過程可以展示學生獨特個性、聰明才智、創(chuàng)新成果，也可以暴露學生各種疑問、思維、障礙和矛盾，進而可以發(fā)揮教師的作用—解惑。重結論、輕過程的教學極大排斥了學生的個性和思考的發(fā)揮，傳遞給學生的偏駁信息是平時學習只需聽講課堂內容并記憶結果、結論就能掌握知識，于是便有了后面出現的“高分低能兒”。這實際上是對學生智慧的扼殺和對個性的摧殘。

對學生而言，這是主觀原因，即大部分可以歸咎到學生本身，其主觀能動性較差，不能抵抗環(huán)境所致。

1.2 傳統(tǒng)課堂教學以教師為本位

課堂以教師為本位，表現在以老師的思想為唯一正確答案。教學關系就是：我講，你聽；我寫，你抄；我問，你答。在這樣的課堂上，本該雙向交流變成了單向傳遞，學生完全成了盛裝知識的“容器”，沒有了獨立思考、創(chuàng)新、大膽質疑的時間和空間，只能努力附和著老師的思維，唯恐掉隊。這無疑將老師積極營造學習氛圍的作用顯現得相當重要。

上述原因“傳統(tǒng)課堂教學以課本、教案PPT為本位”實際上也與“傳統(tǒng)課堂教學以教師為本位”有莫大的聯系，即老師在課堂上發(fā)揮的主導作用不容忽視。這種主導不是知識范圍的限定、答案唯一性的獨裁、考核制度的死板，而是課本、教案PPT選材內容上的主導，即光電裝備發(fā)展中涌現出的新技術、新思想是否納入到了課堂教學中，這些都是可以由老師先決改變的，然后才激發(fā)學生積極參與課堂交流。

對學生而言，這是客觀原因，即大部分可以歸咎到老師本身，其主觀能動性較差，沒有營造環(huán)境所致。

2 對“傳統(tǒng)課堂教學”優(yōu)化模型的建立

只有最終能夠作用于現實的學習，才是唯一有效的學習，即學習的最終目標，是實踐應用。首先一點，也是根本性一點，課堂教學優(yōu)化必須實現課堂主體本位的“翻轉”，即由以教師為本位，翻轉為以學生為本位；然后課堂教學內容基于課本、教案PPT，引入強大互聯網做支撐的現代技術，即由以知識為本位，轉向以發(fā)展為本位。

2.1 課堂內容加大光電應用發(fā)展內容比例，縮減理論知識比例

將光電裝備發(fā)展中涌現出的新技術、新思想納入到課堂教學，不僅能夠充實和豐富教學內容，而且能夠增強教學的時代感和針對性，為學生的創(chuàng)新和后續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎[3]。

傳統(tǒng)課堂以理論知識為主，大約占課堂內容的85%，光電應用為輔，大約占課堂內容的15%。這樣的比例對一門應用性極高的“光電探測及應用”實屬失調。因為此門課程主要要求掌握實際應用，這樣的比例，對理論知識的深刻理解不利。故提出課堂內容應加大光電應用內容比例至50%，縮減理論知識比例至50%。沒有必要將器件的原理解釋得太過深奧，將轉移出來的35%精力放在光電新科技產品之上，從新科技入手，輔助講解理論知識，這樣一方面可以提升學生的興趣度，更加積極投入到課堂學習，另一方面也將學習的真正目的無形中傳遞給學生—學以致用。

2.2 課堂主體轉變?yōu)閷W生，學生自主預習收集資料，老師大幅度增加課堂隨機交流次數

課堂主體轉變?yōu)閷W生，體現于學生在課堂中的角色不再是盛裝知識的“容器”，而是和老師積極交流的學習者，這無疑要求學生對這堂課的內容有一定的了解，也得對這堂課程有所興趣。如何保證興趣和了解這兩點呢？

首先興趣應該擺在第一位。既然學生是課堂主體，自然任課教師要付出更多的辛苦來“服務”學生。借鑒美國大學翻轉課堂，其采用了大型開放式網絡課程（Massive Open Online Courses，MOOC）教學模式，教師可以通過搜集網絡的相關資料制成生動有趣的視頻，然后分享到網絡平臺供學生課前學習觀看，或者搜集相關優(yōu)秀、可以基本涵蓋本課時內容的資料引導學生參考，然后在課堂之中和大家互相交流。

互相交流中可以體現啟發(fā)式教學，因為一旦擺脫了師生單向輸出輸入的關系，課堂氣氛就變得活躍積極，這無疑對教師授課、學生吸收是很好的效果。在教學過程中注重啟發(fā)式教學，也極大地有利于引導學生轉變角色。以光電器件中的激光筆為例，沒有平鋪直敘地介紹激光的工作原理、性能特征以及應用，也沒有直接拋出其結構諧振腔的構成，而是先給學生提出“老師手中的激光筆大家知道多少？”，讓學生思考后給出問題的可能答案。心中有解決問題的強烈愿望，再逐一為學生介紹激光的工作原理等相關內容，學生便能夠積極、主動地參與教學的全過程，提出的這個問題也就是知識的最終目標—將知識轉換為實際，不光學會也要會用。

2.3 課堂授課有機結合實驗課

根據中北大學儀器與電子學院“光電探測技術及應用”的實際情況，課堂授課課時為24課時，時間在3～4月份；實驗課時為8課時，時間在4月月末集中兩天。這樣的實驗安排可能是由于教學資源的限制，但是確實不利于學生所學知識的充分吸收。學完基本理論知識就安排與本課時內容關聯度極高的動手實驗，可以每一章綜合一個實驗，根據實際情況安排，這樣可使學習效率大大增加。顯而易見的益處有：（1）知識不易脫節(jié)忘記，實驗中可以聯系課堂理論知識，相得益彰；（2）可以觸類旁通，對以后的教學內容增加一定的興趣；（3）在輔助課堂教學的同時，解決了實驗課時，無需結課之后再重新學過，而且也避免了集中時間單純做實驗所導致的效果之差；（4）讓學校投資的實驗產品真正發(fā)揮作用，而不是為了完成教學任務而實驗，做一些流水線、無意義的工作。

2.4 考核機制改變，理論聯系實際做實物

在考核方面，放棄以往具有標準答案的試卷考試，改用實際構造或者撰寫論文開放式作業(yè)，激發(fā)和鼓勵同學們發(fā)揮自己的主觀能動性和想象力自主發(fā)揮進行設計，最后再找集中時間請同學們在課堂上講解自己設計的構思。這樣有兩大益處：（1）真正地達到了大綱的要求，將學習書本紙上知識，轉換為了學生自己頭腦中、可以運用實際的能力；（2）避免了試卷考試中出現的作弊等不誠信問題。于學生，在制度要求之下，掌握到了真正的知識；于教師，達到了真正的教書育人的效果，更促進了師生關系的友好和諧發(fā)展。

在其他的院校，這種考核方式已經實行，并且取得了較好的效果。以下為“東莞理工學院”3個真實案例。

（1）講授光源部分的內容的時候，作業(yè)要求根據之前的實踐經驗以及理論知識去設計一種平行光源，為光電儀器或光電系統(tǒng)提供一種平行度高且很均勻又能達到一定亮度的光源，并要求給出該平行光源平行度的檢測方法。這看似普通的作業(yè)引發(fā)了不同的思考，老師看到了各種各樣的答案，雖有共性，但展現出來的更多是每位同學的思考獨立性和思維活躍性，當然也從各種不同的角度暴露出來了一些同學光學原理和實驗方面的不足，這樣的結果正是老師希望看到的，不光看到進步，也要看到不足，因為畢竟學生還是需要老師在某一點上及時指導。

（2）某次作業(yè)要求：對微型飛行器進行設計。這寬泛的題目本身就具有大的自由余地，可想而知，學生給老師的回饋有時多么多姿多彩。課上老師僅僅對微型飛行器的適用范圍、功能、構成做了簡單講解，但是同學們的課下作業(yè)給老師的反饋確實非常觸動老師，有些甚至是老師都沒有考慮到的形式，學生雖然知識體系沒有老師淵博，但他們的發(fā)散性思維卻可能遠遠超過老師，學生們的設計作品雖然有些從目前的物理原理上還并不能實現，但卻體現出同學們積極地思考和各自的獨特性的過程，不注重結論，更加重視過程在這里得以體現，這也充分體現出了同學們學習的主觀能動性。最終該作業(yè)形式也得到了同學們的普遍認可。

（3）請同學們在課堂上講解自己作業(yè)中的設計和構思。這次的教學實踐活動是以智能應急燈設計的作業(yè)判完之后所開展的。一方面把同學從作業(yè)中體現出來的良好的設計更愿意跟更多的人分享，另一方面將部分同學設計中具有代表性的瑕疵告訴大家，希望通過課堂討論大家共同找出問題，如此印象會更加深刻。老師在最后對這些問題好的構思和不足之處都予以總結，肯定了同學們勞動的成果。

還有重要的一點，也希望通過這種方式來鍛煉大家的表達能力和說服能力，技術也得會表達，這樣才是完整的教書育人，以便于同學們畢業(yè)之后在自己的工作崗位上爭取更多的發(fā)展機會。該種課堂形式也得到了同學們的普遍認可與好評[4]。

2.5 美國大學翻轉課堂教學模式的啟示

美國大學翻轉課堂采用了MOOC教學模式。2012年，美國的頂尖大學陸續(xù)設立網絡學習平臺，在網上提供免費課程，給更多學生提供了系統(tǒng)學習的更多可能性。大型開放式網絡課程成功實現了一種高端的知識交換，它可適用于專家培訓，各學科間的交流學習以及特別教育的學習模式—任何學習類型的信息都可以通過網絡傳播，讓每個人都能免費獲取來自名牌大學的資源，可以在任何地方、用任何設備進行學習。其特征有：工具資源多元、課程易于使用、課程受眾面廣、課程參與自主性等。

在基于MOOC的翻轉課堂教學模式中，上課之前，教師可以通過搜集網絡的相關資料，制成生動有趣的視頻MOOC，然后分享到網絡平臺供學生課前學習觀看。在課堂上，教師通過課堂討論、任務完成等靈活多樣的形式檢驗學生學習成果，并對所學內容進行問題匯總、總結等?；贛OOC 的翻轉課堂的教學模式形式多樣，生動有趣，能夠吸引學生的注意力，啟發(fā)學生思考，激發(fā)學生學習的主動性和積極性，使學生能夠真正參與到英語課堂教學中[5]。美國大學翻轉課堂教學模式，較好地為本篇“傳統(tǒng)課堂教學”優(yōu)化模型提供了一定啟發(fā)和依據。

3 對“傳統(tǒng)課堂教學”優(yōu)化模型的預期

現代化的課堂教學要以學生所學知識運用實際、學生素質發(fā)展、思維潛力開放為本位。強調運用過程、素質發(fā)展、思維靈活開放，這是當前課堂教學改革的3大基本走向。

借鑒MOOC的翻轉課堂教學模式，優(yōu)化模型將優(yōu)秀教材、教案PPT作為綱目，用大量新型光電裝備的鮮活素材，將傳統(tǒng)課本與現代科技有機結合起來，老師課前引導學生預習，學生課堂中發(fā)揮主體功能，做到師生雙向積極交流，課堂授課有機結合實驗課，考核激發(fā)學生思想潛能，引導學生理論聯系實際，提高學生分析和認識問題的深度。優(yōu)化模型的最終目的、最高原則就是真正意義上讓學生實現學以致用，讓老師實現教書育人。相信這樣的預期效果在優(yōu)化模型的靈活應用中不難實現，也期待著現代課堂嶄新的面貌。

[參考文獻]

[1]王文光，劉濤，謝曉暉，等.光電子技術發(fā)展態(tài)勢分析[J].電子技術與軟件工程，2015（9）：150.

[2]余文森.試析傳統(tǒng)課堂教學的特征及弊端[J].教育研究，2001（5）：50-52.

[3]華文深，陳玉丹，毛少娟，等.“光電技術”課程教學改革研究與實踐[J].教育教學論壇，2015（29）：99-101.

[4]魏亞東，李洪濤，胡西多，等.淺談光電儀器設計基礎課程教學改革策略與方法[J].東莞理工學院學報，2012（3）：108-110.

[5]何朝陽，歐玉芳，曹祁.美國大學翻轉課堂教學模式的啟示[J].高等工程教育研究，2014（2）：148-151，161.

Abstract： This paper proposes an optimized model based on MOOC flip classroom teaching mode. In the case of maintaining the original excellent teaching materials， the excellent teaching materials and lesson plans PPT as outline. The classroom teaching content to supply a large number of fresh materials on the new photoelectric technology， increase the proportion of the application content， reduce the proportion of theoretical knowledge. The teacher product relevant information to guide students before class， while the students play the main function in the classroom. The classroom teaching combined with experimental classes， open assessment methods to stimulate students innovation potential. This optimization model can help to maximize the benefits of classroom teaching， students can through the practice of comprehensive learning， improve the knowledge system， access to knowledge and skills on the true sense. This study will provide some reference value for the teaching of similar practical course， so as to make some contribution to the optimized reform of traditional classroom teaching.

Key words： Optoelectronic Technology； classroom teaching； MOOC flip classroom； optimized model