依托優(yōu)質(zhì)資源，聚焦裝備應(yīng)用

陳玉丹 黃富瑜 李剛 應(yīng)家駒

摘要針對“光電技術(shù)”課程理論性較強，學(xué)員學(xué)習(xí)難度高的特點，結(jié)合線上的優(yōu)質(zhì)資源，聚焦知識點的裝備應(yīng)用，開展基于線上和線下結(jié)合的優(yōu)勢互補的混合式教學(xué)模式的研究。依托線上資源，呈現(xiàn)課程的主要知識點。利用線下的裝備優(yōu)勢，體現(xiàn)課程知識點的應(yīng)用。該教學(xué)模式改變了以往專業(yè)基礎(chǔ)課程“滿堂灌”的教學(xué)方式，旨在提高學(xué)員的課程學(xué)習(xí)興趣和對知識點的理解和應(yīng)用能力，并且在學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)學(xué)員間團結(jié)協(xié)作、互幫互助的精神。

關(guān)鍵詞 混合式 “光電技術(shù)” 光電裝備 線上教學(xué)

中圖分類號：G424文獻標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.13.035

RelyingonHighQualityResourcesandFocusingonEquipmentApplication

——Research on Hybrid Teaching Mode of Optoelectronic Technology Course

CHEN Yudan， HUANG Fuyu， LI Gang， YING Jiaju

（Department of Electronic and Optical Engineering， Shijiazhuang Campus， Army Engineering University of PLA， Shijiazhuang， Hebei 050003）

AbstractIn view of the strong theoretical and difficult learning characteristics of optoelectronic technology course， combined with online high-quality resources， focusing on the equipment application of knowledge points， the research of hybrid teaching mode based on the combination of online and offline advantages is carried out. Relying on online resources， the main knowledge points of the course are presented. Make use of the advantages of offline equipment to reflect the application of course knowledge points. This teaching mode has changed the previous teaching method of " fullhouse filling" ofprofessional basic courses，aimingto improve students’ interest inlearning courses andtheirability to understand and apply knowledge points， and cultivate the spirit of unity and cooperation and mutual help among students in the learning process.

Keywordshybrid； optoelectronic technology； photoelectric equipment； online teaching

0前言

“光電技術(shù)”是學(xué)員學(xué)習(xí)光電裝備的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是以半導(dǎo)體物理學(xué)、材料物理，物理光學(xué)、電子學(xué)等為基礎(chǔ)，并結(jié)合了應(yīng)用光學(xué)、測試技術(shù)、信號處理技術(shù)等形成的一門課程，理論較深，內(nèi)容相對晦澀難懂。因此，學(xué)好本門課程難度較大。

2020年由于疫情防控需求，為實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”，該學(xué)期“光電技術(shù)”課程主要依托中國大學(xué)慕課網(wǎng)站進行授課。通過此次“互聯(lián)網(wǎng)+”授課的“初體驗”，感受如下：

（1）“互聯(lián)網(wǎng)+”視頻短小精悍，語句凝練，能夠以較少的時間講述課程知識內(nèi)容體系。這是個優(yōu)點，但同時也因為篇幅的限制，“互聯(lián)網(wǎng)+”視頻通常對知識點的講解大多停留于“是什么”，很少展開“為什么”，基本沒有“怎么用”，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。

（2）“互聯(lián)網(wǎng)+”多數(shù)授課資源來自地方院校，涉及課程的軍事應(yīng)用較少。而“光電技術(shù)”課程是為后續(xù)學(xué)員學(xué)習(xí)光電裝備打下專業(yè)基礎(chǔ)的，如果學(xué)員無法理解所學(xué)的知識和以后的裝備課有何聯(lián)系，那么就容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)目的性不強，學(xué)習(xí)興趣減弱，更會使課程內(nèi)容變成一堆只是單純應(yīng)付考試用的知識點。

為充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”授課優(yōu)勢，解決上述存在的兩個問題，本文主要探討基于網(wǎng)絡(luò)的線上教學(xué)和基于傳統(tǒng)課堂的線下教學(xué)相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢、彌補彼此不足的“依托優(yōu)質(zhì)資源，聚焦裝備應(yīng)用”的混合式教學(xué)模式。

1優(yōu)質(zhì)線上資源呈現(xiàn)課程的主要知識點

混合式教學(xué)，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”不斷深化發(fā)展而來的新的教學(xué)方式。[1-3]而怎樣充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢來提升教學(xué)效果，是混合式教學(xué)首要考慮的問題。

1.1授課視頻的選擇

隨著互聯(lián)網(wǎng)教育的發(fā)展，一些優(yōu)秀教師、教育專家在類似MOOC、SPOC等平臺發(fā)布了網(wǎng)絡(luò)課程，形成了優(yōu)質(zhì)的海量教育資源。通過簡單搜索，就能找到許多和課程相關(guān)的資源，但怎樣從這些海量的資源中挑選出適合學(xué)員學(xué)習(xí)的資料，這是教員首先面臨的問題。因為呈現(xiàn)給學(xué)員的資源并不是越多越好，而應(yīng)該是合適的、合理的資源。如果看到有點相關(guān)的資源，就不管“三七二十一”一股腦的全塞給學(xué)員，不自覺的認為學(xué)員學(xué)的越多越好，這種思想是不允許的。學(xué)員學(xué)習(xí)精力是有限的，如果資源給予的太多，學(xué)員反倒會“不知所措”，抓不住課程重點，“什么都要學(xué)”就會容易導(dǎo)致“什么都學(xué)不會”。教員應(yīng)在課前摸清每個學(xué)員前期的知識儲備，以及后期裝備教學(xué)需要重點用到的知識點，對學(xué)員的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)狀態(tài)做到“心中有數(shù)”。然后根據(jù)學(xué)員學(xué)情，制定課程相應(yīng)的實施計劃，并在海量資源中選擇一門授課視頻作為學(xué)員學(xué)習(xí)的主視頻。當(dāng)然，教員必須要提前熟悉視頻，一旦發(fā)現(xiàn)有和本門課程學(xué)習(xí)要求不太符合的課程內(nèi)容，要及時進行調(diào)整，可相應(yīng)的選擇一小部分的輔助教學(xué)視頻進行內(nèi)容補充。雖然選擇課程教學(xué)視頻比較麻煩，但為了讓學(xué)員在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)，最大限度的提高學(xué)習(xí)效果，授課視頻的考察和篩選是非常關(guān)鍵的一步。網(wǎng)上的資料紛繁多樣，有“亂花漸入迷人眼”的感覺，如何在海量的資源中，選擇合適的、和本門課程知識點緊密結(jié)合的授課視頻，需要下一定的功夫。

1.2教學(xué)手段選擇

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有多種網(wǎng)絡(luò)平臺可供在線教學(xué)，比如騰訊課堂、釘釘群直播、騰訊會議、雨課堂等。[4-5]各種平臺各有其優(yōu)缺點，比如騰訊課堂，學(xué)生可以在課堂打卡、連麥上鏡互動，也有討論區(qū)互動，老師也可以根據(jù)學(xué)生情況，選擇是否集體禁言，確保課堂紀(jì)律。釘釘直播和騰訊課堂相比較，互動性相對差點。雨課堂和前兩者相比，不支持屏幕共享是其比較不方便的一點，但是在課堂互動方面，雨課堂可在授課過程中插入投票、彈幕等，在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性上較有優(yōu)勢。為了達到更好的授課效果，教員可能會通過比較幾個教學(xué)平臺，充分發(fā)揮其優(yōu)點，比如如果希望學(xué)員安靜地聽課，就選用釘釘直播，如果需要互動，就用視頻會議。雖然這樣的出發(fā)點是好的，但是如果平臺太多的話，造成的結(jié)果就是，一門課下來，學(xué)員的手機或電腦上已被各種APP所塞滿。一堂課下來，學(xué)員感覺一直在各個APP之間來回切換，雖然多樣的教學(xué)手段有助于提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，但是“過猶不及”，如果不站在學(xué)員的角度想問題，讓過多的教學(xué)手段太多的教學(xué)平臺充斥學(xué)員的手機電腦，反倒會引起學(xué)員的反感，造成“適得其反”。

1.3線上課堂的實施

線上課堂主要由學(xué)員自主觀看授課視頻獲取知識點，教員課后進行作業(yè)的布置和筆記的檢查。但是，如果發(fā)現(xiàn)學(xué)員對知識點理解不深，對知識重點把握不準(zhǔn)，那么根據(jù)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況，教員應(yīng)適當(dāng)進行授課模式的調(diào)整，比如調(diào)整為學(xué)員先進行慕課視頻的學(xué)習(xí)，然后采用釘釘直播的方式，對課程內(nèi)容進行串講，特別是重難點內(nèi)容進行分析。線上授課的基本學(xué)習(xí)流程如圖1所示。首先，教員提前一天發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容，要求學(xué)員預(yù)習(xí)，并針對學(xué)習(xí)內(nèi)容，明確重難點，讓學(xué)員做到觀看授課視頻前“心中有數(shù)”。授課當(dāng)天，明確本節(jié)課的安排，如觀看時間和釘釘直播時間等，并進一步明確要求學(xué)員掌握的內(nèi)容，讓學(xué)員能有針對性的進行學(xué)習(xí)。觀看視頻后，教員進行釘釘直播，首先對授課視頻內(nèi)容進行提問，掌握學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并針對學(xué)員存在的問題進行知識重難點解析。課后根據(jù)學(xué)員作業(yè)完成情況，進一步針對學(xué)員存在的共性問題進行輔導(dǎo)講解。對于個性的問題，通過微信私聊等方式解決，盡量保證大部分學(xué)員能夠共同進步，避免個別學(xué)員因為跟不上學(xué)習(xí)進度產(chǎn)生厭學(xué)心理。

1.4線上教學(xué)的監(jiān)控

“沒有規(guī)矩，不成方圓”，線上教學(xué)的特點是自由度高了，沒有了線下課堂形式的束縛，學(xué)員可選擇自己喜歡的方式進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的積極性提高了。然而，這種“自由”是相對的，不是完全失去監(jiān)控的“自由自在”，教員不能對學(xué)員撒手不管，而應(yīng)制定一定的“規(guī)矩”，對學(xué)員的學(xué)習(xí)過程進行管理。對于一些自覺性較差的學(xué)員，不制定相應(yīng)的規(guī)矩是達不到教學(xué)效果的，這在線上授課中，尤為重要。本門課程教學(xué)中，采取的做法是，在課程的前一天，引導(dǎo)學(xué)員對發(fā)布的課件和資料進行預(yù)習(xí)。學(xué)員觀看授課視頻后，隨機抽查幾名學(xué)員，要求他們在五分鐘內(nèi)上交筆記，通過此舉來檢驗學(xué)員是否觀看了教學(xué)視頻，并認真做了筆記。在直播串講重點和難點內(nèi)容時，針對授課視頻中的知識點，對學(xué)員點名提問，這樣不僅可以掌握學(xué)員對知識點的理解程度，并且通過點名提問，可以保證學(xué)員的在位率，避免有些學(xué)員開著直播，人卻不在的現(xiàn)象，或者是“身在曹營，心在漢”。當(dāng)然，為鼓勵學(xué)員更好的參與教學(xué)，對筆記較好，聽課認真，回答問題正確，互動較好，認真參與課程討論的學(xué)員，可通過形成性成績加分的方法，來提高學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性。

2線下教學(xué)聚焦裝備應(yīng)用

2.1學(xué)員線下零距離感受光電裝備

線上學(xué)習(xí)主要解決了“是什么”的問題。但是，知識點“用在哪”“怎么用”是學(xué)員是否能夠真正掌握知識點非常重要的環(huán)節(jié)，也是檢驗學(xué)員能否用本門課程知識點進行后續(xù)裝備學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。因此，在本文的混合教學(xué)模式中，線下教學(xué)部分主要根據(jù)“光電技術(shù)”的課程內(nèi)容，充分利用教研室的裝備資源，讓學(xué)員自己動手來感受知識點的活生生的應(yīng)用。比如，學(xué)到光子探測器和熱探測時，為了讓學(xué)員更能充分的理解兩種探測器的工作機理和差別，可以為學(xué)員同時提供制冷紅外熱像儀和非制冷紅外熱像儀，學(xué)員通過熱像儀對目標(biāo)的觀察，體會熱像儀對目標(biāo)的成像機理，進而對探測器的工作原理有更深的認識。另外，通過制冷和非制冷紅外熱像儀的操作感受，體會光子探測器在目標(biāo)探測距離的優(yōu)勢，但同時，相對于熱探測器的紅外熱像儀，制冷型的熱像儀由于需要制冷，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，體積和重量也不占優(yōu)勢。通過線下的裝備應(yīng)用，讓學(xué)員能夠體驗課程知識點“活生生”的應(yīng)用。線下光電裝備應(yīng)用中需要注意，裝備的選取要能加深前面知識點的理解，并對后續(xù)學(xué)員專題研究具有啟發(fā)作用。

2.2學(xué)員根據(jù)掌握的知識自主完成專題學(xué)習(xí)

為了進一步掌握和鞏固線上知識點，本課程的混合教學(xué)模式，還設(shè)立了一個線下的專題學(xué)習(xí)。主要是根據(jù)課程所掌握的知識點和裝備操作的實際體驗，通過查閱相關(guān)資料，學(xué)員三到五個人自由組隊，每隊自主搭建和分析光電探測系統(tǒng)，分組完成專題學(xué)習(xí)，最后由每組學(xué)員自己走上講臺，匯報專題研究結(jié)果。為達到課程學(xué)習(xí)效果，教員設(shè)置的專題不僅要能充分覆蓋課程所學(xué)知識點，而且對學(xué)員后續(xù)光電裝備的學(xué)習(xí)具有引導(dǎo)作用。比如，要完成激光測距系統(tǒng)的作用距離分析的專題學(xué)習(xí)，學(xué)員首先必須理解激光的特性，掌握光伏探測器的工作機理和雪崩光電二極管的性能參數(shù)。然后根據(jù)光源到探測器的工作流程，利用輻射度學(xué)的基本量，分析從光源發(fā)出具有一定輻射功率的激光，經(jīng)過大氣衰減，到達探測器鏡頭前的光學(xué)參量，再會聚到探測器，那么，當(dāng)探測器的靈敏度固定時，多遠距離的激光能引起探測器的響應(yīng)。通過這個專題的學(xué)習(xí)，學(xué)員首先會加深對輻射度學(xué)基本量的理解，并對這些量之間的關(guān)系會有更深的認識。另外，學(xué)員對探測器的性能參數(shù)，光電探測系統(tǒng)的組成和光電探測的方法都會有更進一步的理解。通過自主合作完成專題，不僅可以讓學(xué)員更好的進一步學(xué)好課程知識點，也可提高學(xué)員利用所掌握的知識解決實際問題的能力。通過組隊完成任務(wù)，可以從情感上培養(yǎng)學(xué)員團結(jié)協(xié)作精神。

3結(jié)論

“混合式”教學(xué)模式自提出以來，受到了廣泛關(guān)注。但在實際應(yīng)用中，“混什么”“怎么混”“混到什么程度”的問題卻一直難以很好的解決。本文“依托優(yōu)質(zhì)資源，聚焦裝備應(yīng)用，“光電技術(shù)”課程混合式教學(xué)模式研究”，混合了在線的優(yōu)質(zhì)資源和線下的裝備資源，通過自主專題研究，把線上所學(xué)的知識點應(yīng)用到專題的研究中，不僅可以進一步加深對知識點的理解和掌握，更提高了學(xué)員將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題的能力，很好的詮釋了“學(xué)員中心，能力本位”的人才培養(yǎng)模式。

基金項目：1.2020年陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)——陸軍依托學(xué)科基于效果導(dǎo)向的軍用光電類課程群教學(xué)模式探索與實踐（2020CGLX-12）；2.2018年陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)——光電裝備課程教學(xué)體系構(gòu)建與實踐（XQLX1815）

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