研討式與案例式相結(jié)合的教學(xué)模式在“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程中的探索

肖幟 吳開華 陳慶光 祝磊

摘要：本文介紹了“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程的特點，并提出了研討式與案例式相結(jié)合的教學(xué)模式，分析了兩種教學(xué)模式的特點以及對于研究生教育的優(yōu)勢。在課堂中采用教師作案例講解并與學(xué)生研討，學(xué)生隔堂做專題研討的模式組織教學(xué)活動。該教學(xué)模式有助于培養(yǎng)研究生解決問題的能力與創(chuàng)新能力，加強(qiáng)科研能力與學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：研討式教學(xué)；案例式教學(xué)；“光電系統(tǒng)設(shè)計”；研究生教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）25-0215-02

一、引言

光電系統(tǒng)是用電子學(xué)的方法對光學(xué)信息進(jìn)行處理與控制的系統(tǒng)，它是一種用于接收來自目標(biāo)反射或自身輻射的光輻射，通過變換、處理、控制等環(huán)節(jié)，獲得所需要的信息或能量，并進(jìn)行必要處理的光電裝置[1]。近幾十年來，光電系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域都取得了廣泛的應(yīng)用，目前我國眾多高校都開設(shè)了光電類專業(yè)，光電類人才的培養(yǎng)日益受到重視。在光電檢測類研究生的培養(yǎng)中，“光電系統(tǒng)設(shè)計”作為核心的研究生課程，如何保證高質(zhì)量的教學(xué)效果來鞏固學(xué)生的光電基礎(chǔ)知識并提高學(xué)生對光電系統(tǒng)的應(yīng)用能力和設(shè)計能力尤為重要。

二、“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程特點分析

“光電系統(tǒng)設(shè)計”是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課程，課程涵蓋內(nèi)容多，覆蓋面廣，需要學(xué)生事先修過“工程光學(xué)”、“光電檢測技術(shù)”、“信號與系統(tǒng)”、“精密機(jī)械設(shè)計”等課程并具備相關(guān)的知識基礎(chǔ)。該課程主要結(jié)合實際案例，從系統(tǒng)設(shè)計的角度講授與光電檢測系統(tǒng)有關(guān)的專業(yè)知識。如何通過對課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握光電系統(tǒng)設(shè)計方面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并具備初步的系統(tǒng)設(shè)計與分析能力是該課程的重點，也是難點。由于該課程是研究生課程，傳統(tǒng)的靠教師講解基本理論的方式并不能達(dá)到很好的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。國內(nèi)多位從事“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程的教學(xué)工作者提出了教學(xué)改革和設(shè)計方案。李樹發(fā)等從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、考核方式的改革出發(fā)，用教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合、改善教學(xué)及考核等方式來提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量[2]。鐘年丙等就課程內(nèi)容建設(shè)、實踐教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行改革以加強(qiáng)課程建設(shè)[3]。為了保障“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生實際設(shè)計項目的能力，采用研討式與案例式相結(jié)合的教學(xué)方法對該課程進(jìn)行教學(xué)。

三、研討式教學(xué)法及其優(yōu)勢

1997年湖南師范大學(xué)郭漢民教授提出了研討式教學(xué)改革來提高高校的教育質(zhì)量，該教學(xué)法引起了關(guān)注并得到了廣泛的使用[4]。研討式教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容面向過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性和參與性。在實際課堂中將討論、教學(xué)和研究進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，讓學(xué)生充分參與到課堂和研究工作中，達(dá)到良好的教學(xué)效果。該方法對研究生階段教學(xué)有明顯的優(yōu)勢，研究生階段的學(xué)習(xí)注重創(chuàng)造素質(zhì)和學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)，教師著重引導(dǎo)研究生通過查閱文獻(xiàn)，研究和建立相應(yīng)的方法、模型，輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)軟件工具，從而解決科研問題，獲取知識。研討式教學(xué)模式在“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程中能培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉解決問題的思維，讓學(xué)生對于科研的過程有一個系統(tǒng)深入的認(rèn)識，并加強(qiáng)提升學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。

四、案例式教學(xué)法及其優(yōu)勢

案例式教學(xué)法起源于1920年美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院、法學(xué)院，并在20世紀(jì)40—70年代得到了充分實踐和完善，案例式教學(xué)法引入我國是在上世紀(jì)90年代之后[5]。案例式教學(xué)法將課本的理論知識與實際應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生對所學(xué)知識點有一個具象的感受，從而更容易理解和吸收。這種方式相對枯燥地理論講解更加生動形象，能充分調(diào)動學(xué)生的思維和熱情，達(dá)到更好的教學(xué)效果。而對于研究生教育，教師傳授給學(xué)生的不僅僅是知識，更是獲取知識的途徑和方法，案例式教學(xué)法能很好的推廣這種教學(xué)理念。案例式教學(xué)法基于對實際案例的分析，比理論傳授更加直觀，有助于研究生透過表象看到實質(zhì)，讓學(xué)生感受到所學(xué)知識在實際中的應(yīng)用，從而為以后的深造或者就業(yè)指明方向。

五、課堂教學(xué)組織

對于課堂教學(xué)來講，同時使用研討式和案例式教學(xué)法可以起到相互補充、相互促進(jìn)的作用。課程的研討一方面是針對教師篩選的案例的研討，另一方面是對于教師提出的一個專題研討，在研討過程中學(xué)生與教師有充分的互動，并讓研討的結(jié)果再次反證所學(xué)的知識，舉一反三到其他案例中，實現(xiàn)理論和實踐過程的轉(zhuǎn)化。

“光電系統(tǒng)設(shè)計”課堂的一個模塊專題先以教師講解為主，教師結(jié)合實際項目選擇案例，例如在講授光電系統(tǒng)的標(biāo)定時，選擇輪對磨耗檢測項目中的線結(jié)構(gòu)光標(biāo)定與攝像機(jī)標(biāo)定，根據(jù)現(xiàn)場的情況設(shè)計一套標(biāo)定方案，從線結(jié)構(gòu)光標(biāo)定位置參數(shù)的選擇、標(biāo)定板的設(shè)計，到攝像機(jī)標(biāo)定算法如何選擇等，通過案例讓學(xué)生對模塊內(nèi)容有一個具象的認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)習(xí)課本理論知識并掌握相關(guān)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并將所學(xué)知識應(yīng)用到如車牌識別里的攝像機(jī)標(biāo)定等案例中，對需要采取的標(biāo)定方案進(jìn)行探討。專題研討部分選擇隔堂進(jìn)行，具體專題研討安排如下表所示。

教師在課堂上將專題研討學(xué)生分為若干小組，每個教學(xué)模塊上完后，要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并制作PPT和撰寫報告，每個小組推選一人做匯報，匯報完畢后由該組其余成員進(jìn)行補充說明，教師對匯報人和該組成員進(jìn)行提問，并就所述內(nèi)容討論答疑。這種方式能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，鍛煉學(xué)生的文獻(xiàn)查閱、資料總結(jié)和表述能力，并加深其對知識的理解。在課程最后設(shè)置一個綜合作業(yè)，要求每個學(xué)生根據(jù)先前所學(xué)設(shè)計1—2種光電檢測系統(tǒng)，并撰寫設(shè)計報告，最后在課堂上做匯報講解分析，教師對學(xué)生的匯報內(nèi)容進(jìn)行提問和考察。學(xué)生通過這種綜合性研討和設(shè)計鍛煉，可初步具備對光電系統(tǒng)設(shè)計與分析的能力，使掌握的學(xué)習(xí)方法更好的為今后的研究服務(wù)。

六、結(jié)語

本文分析了研討式教學(xué)與案例式教學(xué)的優(yōu)勢，并在“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程中采用研討式與案例式教學(xué)法相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，從而提高研究生課程的教學(xué)效果。該方式能培養(yǎng)研究生的學(xué)習(xí)自主能力與創(chuàng)新能力，提高專業(yè)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳晗平.光電系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2010：1.

[2]李樹發(fā)，陳春雷.“光電系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的改革與探索[J].科技教育，2017，（13）：154-157.

[3]鐘丙年，宋濤，等.光電系統(tǒng)與設(shè)計課程建設(shè)改革措施[J].教育現(xiàn)代化，2017，7（31）：53-54.

[4]曾憲皆.試析郭漢民教授的研討式五步教學(xué)法[J].湖南師范大學(xué)社會科學(xué)學(xué)報，1999，5（28）：121-126.

[5]郎永峰，孫文遠(yuǎn).研究生案例教學(xué)：美國商學(xué)院的經(jīng)驗及其啟示[J].科教導(dǎo)刊，2016，（1z）：9-11.