實(shí)驗(yàn)、綜合、科研三大能力并重
——談信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

劉勝德

（華南師范大學(xué)助理實(shí)驗(yàn)師）

實(shí)驗(yàn)、綜合、科研三大能力并重
——談信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

劉勝德

（華南師范大學(xué)助理實(shí)驗(yàn)師）

根據(jù)信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的難度大、公式多等特點(diǎn)，從創(chuàng)新教學(xué)模式的角度，以提高學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新性思維等能力為出發(fā)點(diǎn)，提出了引導(dǎo)式授課模式、分三個(gè)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(duì)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。

信息光學(xué)；光學(xué)實(shí)驗(yàn)；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(zhuān)業(yè)是當(dāng)前的熱門(mén)專(zhuān)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(shí)驗(yàn)是光信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的重要實(shí)踐課程。通過(guò)信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)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(rèn)識(shí)，同時(shí)實(shí)踐過(guò)程也提高了學(xué)生的動(dòng)手和思考能力。

一、信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的教育事業(yè)經(jīng)過(guò)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(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是光信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)踐課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、掌握光學(xué)知識(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，是必要的研究課題。

當(dāng)前，大學(xué)生普遍存在的問(wèn)題是注重考試，只注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，缺乏實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力、理論和實(shí)踐相結(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(wèn)題，教學(xué)模式單一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程單調(diào)、缺乏科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系等。

信息光學(xué)課程的理論性較強(qiáng)、概念較抽象，從教學(xué)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都應(yīng)加強(qiáng)創(chuàng)新及改革，運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念來(lái)提高學(xué)生動(dòng)手、綜合、獨(dú)立思考、深入研究的能力是十分必要的。

二、信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

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

1.信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)授課模式

信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)于實(shí)驗(yàn)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(jìn)行一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)之前，從實(shí)驗(yàn)所能得到的結(jié)論、能達(dá)到什么樣的目的、解決什么樣的問(wèn)題來(lái)引出，繼而引導(dǎo)學(xué)生尋求解決問(wèn)題的辦法，最終歸結(jié)到實(shí)驗(yàn)需要采取實(shí)驗(yàn)方法，與學(xué)生一起回憶實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題來(lái)間接地向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革是信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?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(guò)教學(xué)改革，逐步實(shí)現(xiàn)由演示型、驗(yàn)證型、認(rèn)識(shí)型到綜合型、應(yīng)用型、設(shè)計(jì)型的分層次實(shí)踐體系，開(kāi)展針對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的研究性教學(xué)，有效促進(jìn)和提高大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，形成可持續(xù)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)潛力。

其中，基本能力訓(xùn)練由必做實(shí)驗(yàn)組成，比如做阿貝—波特濾波實(shí)驗(yàn)、卷積定理的光學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)、泰伯效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)都屬于演示驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)做這些演示型的必做實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠?xùn)練。

綜合能力訓(xùn)練部分由選作實(shí)驗(yàn)組成，選作實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)大多屬于綜合型的提高實(shí)驗(yàn)，稍有難度，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣特點(diǎn)選做兩到三個(gè)，在做的過(guò)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(shí)驗(yàn)考核方式改革

制定規(guī)范、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己思?xì)則和要求，完善實(shí)驗(yàn)考核方式是完成實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程改革的一個(gè)重要方面，從實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作技能的把握程度、實(shí)驗(yàn)整體的完成情況、解決問(wèn)題的能力、三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)做的程度和深度，綜合對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核。

4.信息光學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)于學(xué)生獲取信息、掌握知識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)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(lèi)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(guò)類(lèi)比引申法加深學(xué)生的印象和理解程度。

例如，對(duì)信息光學(xué)中的數(shù)學(xué)概念的引入，通過(guò)類(lèi)比引申法，將一個(gè)矩形函數(shù)與一個(gè)照相機(jī)中的快門(mén)進(jìn)行比較，再與一個(gè)矩形的孔徑進(jìn)行比較，學(xué)生可以感性地理解它，不需要費(fèi)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過(guò)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(guò)程，不但節(jié)約板書(shū)時(shí)間，還可詳細(xì)地給學(xué)生演示推演過(guò)程。將網(wǎng)絡(luò)手段應(yīng)用于教學(xué)中，建立一個(gè)關(guān)于信息光學(xué)的交互式平臺(tái)，可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容經(jīng)常性地進(jìn)行復(fù)習(xí)、討論和鞏固，同時(shí)加強(qiáng)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(gè)方面對(duì)信息光學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析和研究?；緦?shí)驗(yàn)?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(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合能力和科研能力，提高學(xué)生對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性與主動(dòng)性，使學(xué)生可以學(xué)以致用，從而大大提高教學(xué)質(zhì)量。

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

·編輯薛直艷