基于科研反哺教學(xué)模式的教學(xué)改革
——以“光學(xué)”課程為例

耿 濤，孫偉民，關(guān)春穎，李玉祥

(哈爾濱工程大學(xué)，哈爾濱 150001)

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，一些新知識(shí)、新技術(shù)、新概念不斷涌現(xiàn)，屬于年輕人的多元化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[1]。信息化時(shí)代的到來(lái)與高校人數(shù)的擴(kuò)張對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式產(chǎn)生沖擊，亟待建立一套兼顧基礎(chǔ)教學(xué)與科研精神的本科教育方法，將前沿科學(xué)研究成果與傳統(tǒng)教學(xué)緊密聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的本科教育。

1 科研與教育的辯證關(guān)系

科研與教育的關(guān)系一直以來(lái)都是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題[2]，“重科研輕教育”的傾向也一直引發(fā)人們深思。20世紀(jì)90年代，美國(guó)就曾因?yàn)椤爸乜蒲休p教育”而導(dǎo)致本科生的教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑。這說(shuō)明高校要保持科研與教育之間的平衡，以尋得高質(zhì)量的教學(xué)水平?？蒲行枰蒲腥藛T具備極其豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備，堅(jiān)持鉆研，并對(duì)本專業(yè)的前沿?zé)狳c(diǎn)有著敏銳的嗅覺(jué)。而教育則需要教育者具備除了專業(yè)知識(shí)之外的能力，如教學(xué)方法、教育學(xué)原理、教育心理學(xué)等，還要善于與人溝通交流，共同進(jìn)步。

教育區(qū)別于科研的顯著特征在于，教育是傳授特定的知識(shí)、技巧或技能等，而科研則是發(fā)現(xiàn)未知的領(lǐng)域、知識(shí)，創(chuàng)造生產(chǎn)力的過(guò)程。教育的對(duì)象一般為不成熟或與教育者有能力差距的個(gè)體或群體，而科研中的合作更看重雙方能力相當(dāng)或者個(gè)體有獨(dú)擋一面的能力。但是，教育工作的最終目標(biāo)是將被教育個(gè)體在某些方面的能力培養(yǎng)為“合格”甚至更高——在科研中表現(xiàn)為科研能力。從這一個(gè)層面來(lái)說(shuō)，科研與教育又是相互統(tǒng)一的。

以“光學(xué)”課程為例，辯證地看待教育與科研的關(guān)系，提出了一種科研反哺教學(xué)的教學(xué)方法。該方法更注重對(duì)本科生的科研創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)[3]。

2 傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端與科研反哺教學(xué)模式的探索

“光學(xué)”作為物理與光電工程專業(yè)中一門重要的基礎(chǔ)必修課，要求教師在講授時(shí)做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得更全面的基礎(chǔ)知識(shí)和更寬闊的科研視野。

縱觀以往的“光學(xué)”課堂，教師的課程設(shè)置陳舊無(wú)趣，教學(xué)內(nèi)容枯燥且不易理解。多數(shù)教師會(huì)將自身科研經(jīng)歷與課堂教學(xué)一分為二，導(dǎo)致學(xué)生在日后的實(shí)踐操作過(guò)程中，難以學(xué)以致用。例如，學(xué)生對(duì)于書本上的概念、公式等都可以熟練背誦下來(lái)，但難以靈活運(yùn)用。教學(xué)過(guò)程循規(guī)蹈矩，多數(shù)教師只是一味地用平淡的語(yǔ)言去陳述書本上的知識(shí)，缺乏書本與課外實(shí)際的聯(lián)系，讓學(xué)生感到乏味甚至厭煩，教學(xué)效果不佳。

許多教師在培養(yǎng)學(xué)生過(guò)程中，只重視學(xué)生的課業(yè)成績(jī)，而忽略了過(guò)程能力的培養(yǎng)，表現(xiàn)為學(xué)生認(rèn)知能力的障礙性。一旦學(xué)生脫離了學(xué)校或教師，他們將不能作為一名獨(dú)立的工作者踏入社會(huì)的實(shí)踐中。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生若只重視課本上的表層含義，會(huì)對(duì)知識(shí)的理解具有局限性，造成教學(xué)與科研脫軌的現(xiàn)象。學(xué)生無(wú)法學(xué)以致用，遇到實(shí)際問(wèn)題無(wú)法解決，便會(huì)產(chǎn)生讀書無(wú)用的錯(cuò)覺(jué)。

常規(guī)的教學(xué)方式大多是以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)接受，師生之間缺乏交流互動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情不飽滿。在教學(xué)過(guò)程中，教師的教學(xué)目標(biāo)單一，缺乏對(duì)學(xué)生的認(rèn)知、情感等方面的培養(yǎng)。教學(xué)方法陳舊，科研成果不能反饋到實(shí)際教學(xué)中[4]。面對(duì)存在差異的學(xué)生，同一對(duì)待，忽視了學(xué)生的個(gè)體需求。此外，為了應(yīng)對(duì)應(yīng)試教育，教師會(huì)著重講授課本知識(shí)與公式推導(dǎo)，而學(xué)生只理解表面的淺顯知識(shí)，不懂其背后的深刻含義，最終導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的熱情和求知欲。

針對(duì)以上問(wèn)題和常規(guī)教學(xué)模式的弊端，就目前出現(xiàn)的本科生實(shí)際應(yīng)用能力和科研創(chuàng)新能力低等情況，構(gòu)建“科研反哺教學(xué)”的新模式。突破教學(xué)低質(zhì)量和科研低創(chuàng)新的困境，改善教學(xué)---科研比重失衡的格局，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

3 科研反哺教學(xué)模式的實(shí)施

3.1 增加趣味性教學(xué)

蘇霍姆林斯基說(shuō)：“如果你不想你的知識(shí)變成僵死的，靜止的學(xué)問(wèn)，就要把語(yǔ)言變成一種重要的創(chuàng)造工具?！盵5]教師利用生動(dòng)活潑的語(yǔ)言不僅能活躍沉悶的教學(xué)課堂，還能把抽象的知識(shí)化繁為簡(jiǎn)。例如，在講解光的吸收定律時(shí)，向?qū)W生講述布右厄與朗伯師徒二人對(duì)此的探索過(guò)程，提高學(xué)生興趣度的同時(shí)，還拓寬了知識(shí)面。除課堂教學(xué)外，教師還可以經(jīng)常舉辦教學(xué)及科研研討會(huì)，在會(huì)中教師加入自身的科研經(jīng)歷和有趣的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以提高實(shí)際運(yùn)用能力，并幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)未來(lái)學(xué)習(xí)或工作的挑戰(zhàn)。

3.2 實(shí)現(xiàn)課堂現(xiàn)代化

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在潛移默化地改變知識(shí)的傳播途徑，既要保留原有的課堂講學(xué)模式，又要引入新的多媒體教學(xué)，讓學(xué)生在濃厚的學(xué)習(xí)氛圍中更加快速新鮮地汲取知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。利用計(jì)算機(jī)信息化平臺(tái)，如在講授光學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采取新式的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，不僅實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，而且更加生動(dòng)形象。同時(shí)，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握一門技術(shù)，提升競(jìng)爭(zhēng)力。教師可以充分利用Matlab、COMSOL、Ze-Max等軟件，將數(shù)據(jù)模擬與仿真加入教學(xué)，不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，而且易于理解。為學(xué)生深入研究、進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。讓學(xué)生擁有牢固基礎(chǔ)知識(shí)體系的同時(shí)，具備一定深度的科研能力。

3.3 將教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合

教師將自身的科研成果插入到課堂教學(xué)中，以提高課堂的多樣性和學(xué)生的求知欲。例如，在研討會(huì)中，讓學(xué)生將科研成果與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，以提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。加強(qiáng)教學(xué)器件的升級(jí)，將老舊過(guò)時(shí)的器材淘汰，引入更先進(jìn)的裝備，追求前沿科技。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與最新科研成果結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生切身體會(huì)并感悟科研的魅力。很多近代物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)都是從科研成果中發(fā)現(xiàn)并提煉出來(lái)的，讓科技進(jìn)步的成果體現(xiàn)在經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之中，對(duì)于轉(zhuǎn)變學(xué)生的思維方式、提高學(xué)生的科研素質(zhì)和科研能力具有重要的作用[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于“光學(xué)”課程的教學(xué)改革，經(jīng)過(guò)多方探索，為了更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型實(shí)用人才的教學(xué)目標(biāo)，提出了基于科研反哺教學(xué)的教學(xué)新模式。重塑人才培養(yǎng)模式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)等進(jìn)行多方改革，取得了顯著的成效。科研反哺教學(xué)的新模式對(duì)于提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用能力，增強(qiáng)學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力等方面有著顯著的幫助。