基于新型翻轉(zhuǎn)課堂的《激光原理與技術(shù)》教學(xué)改革探索

李雪璁　郭津博　劉玲

摘要：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，新媒體的優(yōu)勢愈發(fā)明顯，教育教學(xué)借助新媒體平臺和技術(shù)進行改革勢在必行。本文分析了新媒體環(huán)境下《激光原理與技術(shù)》課程基于翻轉(zhuǎn)課堂進行教學(xué)改革的意義，并結(jié)合《激光原理與技術(shù)》課程的特點，提出創(chuàng)新型的教育教學(xué)改革方案。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；激光原理與技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0107-02

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在移動手持式終端設(shè)備普及的今天，智能終端設(shè)備已經(jīng)成為大學(xué)生的必需品，新媒體對大學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的影響越來越顯著。因此，借助新媒體的力量進行高校教育教學(xué)改革已是大勢所趨。[1]在新媒體蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下，各種新型教學(xué)模式給傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來很大的沖擊。尤其是翻轉(zhuǎn)課堂這種模式，將傳統(tǒng)的教育教學(xué)的主體從教師向?qū)W生傾斜，能夠更大程度地挖掘?qū)W生的主觀能動性，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的新型人才非常有益。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生在課下可以觀看視頻、講座、查閱文獻資料，自主完成相應(yīng)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在對新知識有了一定了解后，學(xué)生帶著在自學(xué)過程中遇到的難點和疑問，在課堂上與教師和其他同學(xué)進行互動學(xué)習(xí)、共享和討論，從而完成對知識的消化吸收。[2]在這一過程中，教師采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要以及促進他們個性化學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過這個過程的實踐來獲得更扎實的知識。但是完全的“翻轉(zhuǎn)”并不適用于現(xiàn)有的教學(xué)體系，也不能完全符合《激光原理與技術(shù)》課程的教學(xué)需求，更不是一蹴而就的，因此，還需要進行一定的改革創(chuàng)新。

二、基于新型翻轉(zhuǎn)課堂在《激光原理與技術(shù)》課程進行教學(xué)改革的意義

《激光原理與技術(shù)》是理工類院校光信息、光電類和物理專業(yè)的必修專業(yè)課，以我校為例，該課程是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)和物理專業(yè)的一門非常重要的核心必修專業(yè)課，從科研領(lǐng)域的研究到與信息技術(shù)的結(jié)合，推動激光通信、激光存儲等領(lǐng)域的飛速發(fā)展；從軍事上激光雷達和激光武器的制造，到醫(yī)學(xué)上的激光美容和激光手術(shù)，乃至激光導(dǎo)航、激光切割等這些為人們熟知的領(lǐng)域，激光的應(yīng)用早已深入地影響著我們的生活。該課程知識內(nèi)容繁雜，理論抽象，公式眾多，有極大的深度和難度。掌握好該課程，對于學(xué)生以后從事激光技術(shù)、光信息處理、生物醫(yī)療診斷、材料加工等廣泛領(lǐng)域的研究和實踐有重大意義。

當(dāng)前大部分學(xué)校該課程還維持著傳統(tǒng)的教學(xué)模式，主要存在以下問題：

1.學(xué)時少，學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平參差不齊?！都す庠砼c技術(shù)》涉及內(nèi)容非常廣泛。目前開設(shè)該課程的專業(yè)一般設(shè)置都是45學(xué)時或60學(xué)時，在有限的學(xué)時內(nèi)，完成所有的教學(xué)內(nèi)容，達到使學(xué)生系統(tǒng)、全面地掌握激光理論和各種技術(shù)，提高學(xué)生應(yīng)用能力，對學(xué)生的基礎(chǔ)知識、綜合能力的要求都較高。而在實際教學(xué)中，學(xué)生基礎(chǔ)知識水平參差不齊，在學(xué)習(xí)掌握本課程時，表現(xiàn)出很大的不均衡性。

2.教材內(nèi)容偏重理論，缺乏實際應(yīng)用導(dǎo)向。目前該課程的教材偏重理論公式推導(dǎo)計算，尤其對于理科專業(yè)來說，相對更注重學(xué)生對理論知識的掌握，但是缺乏對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，也缺乏和實際應(yīng)用的聯(lián)系。而現(xiàn)如今的大學(xué)生，更關(guān)注實際應(yīng)用，這樣的矛盾使得部分學(xué)生對該課程興趣不高。

3.傳統(tǒng)教學(xué)方法缺乏吸引力，教學(xué)效果不理想。在傳統(tǒng)的《激光原理與技術(shù)》教學(xué)中，理論計算、分析和講解處于主導(dǎo)地位。我們認為目前更需要生動形象的教學(xué)，需要現(xiàn)代化的教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生的思維水平和創(chuàng)新能力。

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式恰恰彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。該模式充分利用了信息化技術(shù)和新媒體資源，不但增加了學(xué)生的參與性，滿足了學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)的需求和答疑需求，更改變了教學(xué)過程中的關(guān)系，使得師生可以雙向互動，平等交流。這對于《激光原理與技術(shù)》這種“課上理解難度大，課下答疑需求高”的課程，是一種顛覆性的改革。

三、基于新型翻轉(zhuǎn)課堂的《激光原理與技術(shù)》課程教學(xué)改革方式

1.教學(xué)方式改革。首先，設(shè)計視頻課程。課堂教學(xué)信息量巨大，有時為了保證完成教學(xué)內(nèi)容，許多知識點無法進行詳細的展開講解，使得學(xué)生無法深入理解相關(guān)知識。而視頻課程沒有教學(xué)時間和教學(xué)內(nèi)容的限制，可以以“知識點”為單位進行講解，針對每一個知識點錄制相應(yīng)的視頻，并對相應(yīng)知識點配置習(xí)題和拓展知識，力爭使學(xué)生對“知識點”進行逐一攻破，最終形成課程知識體系。而且學(xué)生觀看視頻的時間相對靈活，可以真正做到隨時隨地進行學(xué)習(xí)。其次，創(chuàng)立微信公眾號。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的實施依賴于平臺。在新媒體環(huán)境下，大量的視頻和文字媒體平臺可以共享。為了更好地配合教學(xué)，筆者在2017年8月借助微信公眾平臺建立了激光原理與技術(shù)公眾號，借助此平臺，配合《激光原理與技術(shù)》教學(xué)大綱，發(fā)布視頻、文字和圖片等內(nèi)容。該公眾號設(shè)置基礎(chǔ)知識、激光理論、實驗、科研和就業(yè)五個版塊，實現(xiàn)全方位立體化的教學(xué)，將課堂教學(xué)有效延伸到課余時間，彌補學(xué)時少的不足，又貼近學(xué)生的生活，易于接受。再次，建立課堂討論模式。改變傳統(tǒng)“教師講學(xué)生聽”的教學(xué)方式，每節(jié)課拿出一部分時間進行課堂討論。根據(jù)教學(xué)日歷，課前選定兩名學(xué)生針對下次課程的某一知識點進行自學(xué)，課上扮演教師的角色，在規(guī)定時間內(nèi)進行講解。之后，學(xué)生以分組形式進行討論，最后，教師根據(jù)討論情況進行深度講解、評價和總結(jié)。最后，在傳統(tǒng)的作業(yè)和考試兩種評價方式的基礎(chǔ)上，增加在線測試。這種方式靈活方便，可以隨時考察學(xué)生對各章節(jié)知識點的掌握情況，及時解決學(xué)生在學(xué)習(xí)課程時所遇到的問題。

2.教學(xué)內(nèi)容改革。針對教學(xué)中的重點和難點內(nèi)容，采取重點授課、調(diào)整各章節(jié)學(xué)時分配、靈活運用教學(xué)方法、增加實踐機會等措施，使學(xué)生真正理解和掌握重點和難點內(nèi)容。在保證基礎(chǔ)內(nèi)容的前提下，壓縮部分陳舊的非主體性的內(nèi)容，并結(jié)合高校研究所對于科研人才和用人單位對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，對教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，將相關(guān)的研究前沿和應(yīng)用實例融入到課程內(nèi)容中。例如，物理專業(yè)2011級畢業(yè)生在北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院攻讀碩士，做激光表面處理、激光熔覆；光電專業(yè)畢業(yè)生從事生產(chǎn)405nm激光粒子計數(shù)器、CO2激光器和YAG脈沖激光器等相關(guān)工作。通過和這些畢業(yè)生建立聯(lián)系，將他們的應(yīng)用實例加入到實際的課程教學(xué)中，既能大大提高學(xué)生的興趣，又能讓學(xué)生把枯燥的理論和鮮活的實際結(jié)合在一起，使學(xué)生能在未來的就業(yè)市場上具有一定的競爭優(yōu)勢。

針對以上教學(xué)改革方式，我們目前做了部分嘗試，盡管還沒有全面實施翻轉(zhuǎn)課堂教育教學(xué)改革，但是已經(jīng)取得了初步成效。表1顯示了本校光電專業(yè)2013級兩個班和2014級兩個班期末平均成績的對比。開始實施翻轉(zhuǎn)課堂教育教學(xué)改革措施之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有了明顯的提升。

四、結(jié)束語

在新媒體環(huán)境下，教育教學(xué)應(yīng)該以提高學(xué)生應(yīng)用素質(zhì)與綜合創(chuàng)新能力為目標(biāo)，教育教學(xué)方式也應(yīng)該向著新媒體平臺傾斜。本文所提出的新型翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革模式，立足于教學(xué)過程，力求將課堂教學(xué)和課余教學(xué)相結(jié)合，開展多元化教學(xué)，實現(xiàn)立體式改革，努力將學(xué)生培養(yǎng)成既具有堅實理論基礎(chǔ)又有相當(dāng)實踐能力的復(fù)合型實用人才。

參考文獻：

[1]唐緒軍.中國新媒體發(fā)展報告[M].北京：社會科學(xué)文獻出版社，2013.

[2]張金磊，王穎.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30，（4）：46-51.