大學(xué)光學(xué)知識點總結(jié)范文

時間:2023-04-04 09:45:17

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大學(xué)光學(xué)知識點總結(jié)

篇1

關(guān)鍵詞:對分課堂;教學(xué)改革;工程光學(xué)

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)11-0091-02

一、引言

《工程光學(xué)》課程主要包括幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩大部分。作為開展光學(xué)理論和光學(xué)技術(shù)教育的專業(yè)課,它對于學(xué)生學(xué)習(xí)其他光電專業(yè)課程、培養(yǎng)綜合能力具有十分重要的意義。通過本課程的學(xué)習(xí),能夠使學(xué)生了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,掌握與本專業(yè)相關(guān)的光學(xué)知識,具備運用工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)基本理論知識解決問題的能力,以及具有系統(tǒng)的工程實踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷[1]。

結(jié)合作者近幾年的一線教學(xué)經(jīng)歷,目前該課程的教學(xué)狀況存在的主要問題如下:幾何光學(xué)內(nèi)容學(xué)生之前未接觸過,內(nèi)容開始就引入光線概念對光波進行光路計算,學(xué)生理解掌握上難度較大,而后又涉及各類光學(xué)系統(tǒng)、光度學(xué)和色度學(xué)、像差理論、像質(zhì)評價、光學(xué)設(shè)計等內(nèi)容,涵蓋范圍較廣。由于本專業(yè)的課程體系設(shè)置中有關(guān)光學(xué)的課程較少,學(xué)生對該部分內(nèi)容的整體掌握度較差。物理光學(xué)內(nèi)容中的干涉與衍射部分與《大學(xué)物理》課程內(nèi)容結(jié)論上有很大部分重疊,但理性更強,學(xué)生接受程度下降,導(dǎo)致積極性不高。

此外本課程一般開設(shè)在大二第二學(xué)期,對大二學(xué)生來說,專業(yè)課課程任務(wù)比較重。在對本門課程投入時間和精力有限的條件下,想掌握該門課程重點內(nèi)容可以說是難上加難。體現(xiàn)在課堂表現(xiàn)上,學(xué)生抬頭率和師生互動程度都不太理想;而在課后作業(yè)上,不少學(xué)生采取抄襲的形式來完成作業(yè),沒有達到教師布置作業(yè)的目的。因此在學(xué)期末考試環(huán)節(jié),學(xué)生普遍存在臨時抱佛腳,突擊看教材背作業(yè)的情況。

為提升《工程光學(xué)》課程的課堂教學(xué)效果,同時也為增強學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性提供一定的參考,作者結(jié)合“對分課堂”在其講授的另一門課程中的實踐總結(jié),探索如何利用“對分課堂”對《工程光學(xué)》課程進行教學(xué)改革。

二、《工程光學(xué)》課程的“對分課堂”設(shè)計

復(fù)旦大學(xué)教師教學(xué)發(fā)展中心特聘研究員、心理系博導(dǎo)張學(xué)新教授融合講授式課堂與討論式課堂的優(yōu)點,于2014年提出“對分課堂”的教學(xué)模式[2]?!皩Ψ终n堂”將教學(xué)過程分為教師的課堂講授、學(xué)生課后的內(nèi)化吸收和學(xué)生的課堂討論這三個相互聯(lián)系的過程,如圖1所示[3]。其核心思想是將課堂時間根據(jù)實際情況分配給教師講授和學(xué)生討論,并且將教師講授與學(xué)生討論隔堂進行,保證學(xué)生討論前有足夠的時間進行知識內(nèi)化吸收[4]。

《工程光學(xué)》課程是作者所在學(xué)院面向大二學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)核心課,課程共占16周64學(xué)時,每周上課二次,連續(xù)2節(jié),每節(jié)45分鐘。由于《工程光學(xué)》課程內(nèi)容涉及知識點較多,如一開始就對全部內(nèi)容開展“對分課堂”模式,擔(dān)心難以把握課程進度進而影響教學(xué)效果。因而考慮對該門課程重點內(nèi)容進行“對分課堂”教學(xué)模式試驗,效果突出的話推廣到整門課程。下面以幾何光學(xué)中的“光路計算”知識點為例進行闡述:

1.第一次課:教師首先介紹光線、法線、光軸、頂點、正方向、曲率半徑、截距、孔徑角等基本概念,著重講授曲率半徑、截距、夾角(光軸、光線、法線三者間的夾角)的符號規(guī)則,進而以實際光線為例,運用學(xué)生已有的正弦定律知識進行光路計算,并舉實例進行光路計算推演。

2.課堂之外:學(xué)生掌握了教師講授的基本內(nèi)容以及重點難點后,將光路計算擴展到近軸光線的計算上,進而得出近軸區(qū)的成像公式。該成像公式是“光路計算”知識點的重點內(nèi)容,學(xué)生運用該公式完成相應(yīng)作業(yè)。該環(huán)節(jié)由學(xué)生課后自主完成,老師可以制定一些任務(wù)要求,如做讀書筆記的“亮閃閃”,提問題的“考考你”,尋求解決問題的“幫幫我”。任務(wù)要求可以根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)能力進行設(shè)計,既能調(diào)動學(xué)生的積極性又能體現(xiàn)差別化。

3.第二次課:學(xué)生分組討論自己學(xué)過并掌握的內(nèi)容,小組之間、學(xué)生與教師之間進行互動交流,將學(xué)生學(xué)習(xí)消化知識點后提出的疑點難點通過該環(huán)節(jié)達到學(xué)習(xí)掌握的目的。由于該討論環(huán)節(jié)與講授環(huán)節(jié)分為兩次課進行,學(xué)生經(jīng)過課堂之外的內(nèi)化吸收后再討論可以提高討論效果,從而更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

總結(jié)

“對分課堂”教學(xué)模式下教師是課程課堂教學(xué)的主導(dǎo)者,學(xué)生是課堂內(nèi)外學(xué)習(xí)活動的主體。在師生積極的良性互動過程中,能促進學(xué)生自學(xué)能力、應(yīng)用知識能力、合作能力、表達交流能力的提升。在《工程光學(xué)》課程實施“對分課堂”教學(xué)模式過程中,如何克服學(xué)生學(xué)期末動機不足、作業(yè)抄襲等現(xiàn)象,如何制定有效且合理的作業(yè)評價機制等都是實施過程中需重點考慮并解決的問題。

參考文獻:

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Practice and Reflection on Improving the Teaching Effect of "C++ Programming" Course by PAD Teaching

XU Ying1,GU Yu2

(a.College of Life Information Science and Instrument Engineering;

b.School of Automation,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou 310018,China)

篇2

Abstract: Engineering optics, which has strongly technology and practice, is a major curriculum for optical information science and technology. In this paper, the problems arising during the teaching process of engineering optics in college of science in CTGU are analyzed. We discuss the optimization of the contents and the transformation of teaching method. Furthermore, we propose the methods for virtual practical education, which require students to take into practice to improve their ability of practical and also to train their scientific thinking.

關(guān)鍵詞: 工程光學(xué);理論教學(xué)體系;虛擬實踐教學(xué)

Key words: engineering optics;theoretical teaching system;virtual practical education

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)06-0240-03

0 引言

“工程光學(xué)”是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門十分重要的專業(yè)課,要求學(xué)生不僅從理論上掌握幾何光學(xué)和物理光學(xué)的基本概念、基本理論和基本思想[1][2]。更重要的是掌握一些相關(guān)的實踐技術(shù),為后續(xù)的光學(xué)檢測,光纖通訊等課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)。

目前在國內(nèi)的高校中,浙江大學(xué)[3],天津大學(xué)[4]等重點院校在工程光學(xué)的教學(xué)上積累了豐富的經(jīng)驗,在以下幾個方面值得學(xué)習(xí)和借鑒,一是注重科學(xué)思想的培養(yǎng);二是注重課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合;三是注重動手能力的培養(yǎng)。

從我院該課程的教學(xué)現(xiàn)狀來看,目前存在兩方面的問題,其一是將理論和應(yīng)用兩門課程分開教學(xué),一定程度上割裂了其內(nèi)在的聯(lián)系;其二是限于經(jīng)濟條件,在實驗室建設(shè)上還存在很大的困難,導(dǎo)致學(xué)生動手能力缺失,與我校培養(yǎng)“應(yīng)用型”學(xué)生的目標(biāo)不符合。本文為解決這一問題,探索了課程的優(yōu)化和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變與虛擬實踐教學(xué),加入仿真實驗相結(jié)合的教學(xué)方法,加強學(xué)生的科學(xué)思維的培養(yǎng),提高學(xué)生的動手能力。

1 理論教學(xué)體系優(yōu)化

1.1 《物理光學(xué)》和《應(yīng)用光學(xué)》的理論課教學(xué)的優(yōu)化

“工程光學(xué)”課程主要講授幾何光學(xué)和物理光學(xué)方面的基礎(chǔ)理論、基本方法和典型光學(xué)系統(tǒng)的實例和應(yīng)用。因此,該課程不但是學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論必不可少的,更是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用和實踐能力的重要課程。[5][6]

我院對“工程光學(xué)”課程的講授主要是《物理光學(xué)》和《應(yīng)用光學(xué)》這兩門課。這兩門課程特點各異,因此,有必要優(yōu)化《應(yīng)用光學(xué)》和《物理光學(xué)》的理論課教學(xué),找出它們的邏輯聯(lián)系和知識延續(xù)性,加強其內(nèi)在聯(lián)系,使之成為一個體系,從而在學(xué)習(xí)上具有連續(xù)性,提高教學(xué)效果;另外,通過合理的選擇教學(xué)章節(jié)以及安排教學(xué)課時,從而在教學(xué)中做到有的放矢,加強學(xué)生科學(xué)思想的形成。比如:對于全反射這部分內(nèi)容的教學(xué),在應(yīng)用光學(xué)和物理光學(xué)的教學(xué)中都有涉及,在應(yīng)用光學(xué)中偏重于其條件與結(jié)果,在物理光學(xué)的中重點講授其物理本質(zhì),這樣做到前后結(jié)合,由淺入深,逐步推進。做到能懂、會用。

1.2 課堂教學(xué)方式的優(yōu)化 現(xiàn)代教學(xué)理念主張教學(xué)活動以學(xué)生為主體,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研能力為目標(biāo),突破以知識傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式,教師的主要作用是啟發(fā)與引導(dǎo)學(xué)生去自主學(xué)習(xí)和探索研究。[8]

1.2.1 開展啟發(fā)討論式教學(xué) 教師采取由問題帶動教學(xué)的方法。從問題的引出、分析到尋找解決的方案,努力引導(dǎo)學(xué)生去積極思考與討論,培養(yǎng)他們自主分析問題和解決問題的能力。

教師在介紹一個知識點之前,針對部分重點內(nèi)容靈活采取課堂小討論和專題研討的教學(xué)模式[8],發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位,提高學(xué)生的主體地位,體現(xiàn)以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,媒體為核心的教學(xué)原則,進而有效的提高教學(xué)效果。比如:在對應(yīng)用光學(xué)像差理論進行教學(xué)時,由于像差的種類很多,條件不同,現(xiàn)象各異,學(xué)生容易混淆概念且對產(chǎn)生各種像差的條件以及現(xiàn)象思路不清晰。因此,在課堂教學(xué)時,可以讓學(xué)生討論各種像差產(chǎn)生的條件及現(xiàn)象。

1.2.2 歸納總結(jié)法 教學(xué)過程中突出重點和難點,并根據(jù)教學(xué)大綱課時數(shù)及其前導(dǎo)與后繼課程的關(guān)系,合理安排各章節(jié)內(nèi)容。每學(xué)完一章后引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容及時進行總結(jié)、歸納,讓學(xué)生對本章有一個總體的把握,以便學(xué)生復(fù)習(xí)[9]。比如:對于平行平板的干涉中關(guān)于定域的概念,對于初學(xué)者而言,這個概念較為晦澀難懂,因此,可以引導(dǎo)學(xué)生對于平行平板干涉的定域,楔形平板的定域進行畫圖分析,這樣可以加深學(xué)生對定域的理解,并使學(xué)生更深入的理解平行平板干涉和楔形平板干涉的區(qū)別。

1.2.3 理論和實踐相結(jié)合 工程光學(xué)與技術(shù)課程理論性較強,概念較為抽象,公式推導(dǎo)繁雜。傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式難以取得良好的教學(xué)效果。這是因為一方面,學(xué)生對于抽象的光學(xué)概念沒有一個具體的認識,對復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)容易產(chǎn)生畏懼心理,從而降低了學(xué)習(xí)的興趣;另一方面,在教師授課過程中過于重視課本上的理論知識講解,大多采用灌輸式教學(xué)方式。雖然課堂信息量較大,但是學(xué)生對于光學(xué)知識的理解仍然停留在表面,無法應(yīng)用理論知識去解決實際的問題,最終,導(dǎo)致理論教學(xué)與實際應(yīng)用存在嚴重的脫離現(xiàn)象[10]。因此教師在課堂教學(xué)中,向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論和實際應(yīng)用兩者之間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生具有理論聯(lián)系實際的本領(lǐng),明確教學(xué)的目的,鍛煉學(xué)生的動手能力。

1.2.4 傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體課件相結(jié)合使用 “工程光學(xué)”課程圖多、知識面廣、公式推導(dǎo)復(fù)雜且具有一定抽象性[11]。應(yīng)用多媒體課件借助顏色、圖像、動畫等多種技術(shù)將授課內(nèi)容圖文并茂的展示給學(xué)生,將抽象的教學(xué)內(nèi)容形象化,從而使學(xué)生加深了對關(guān)鍵知識點的理解和記憶,在感性認識的基礎(chǔ)上,水到渠成地上升到理性認識,極大程度的避免對知識“生吞硬咽”現(xiàn)象的產(chǎn)生[12];同時還可以節(jié)約課堂板書、推算和復(fù)雜的做圖的時間,能夠大幅度擴展單位學(xué)時的授課信息量,從而有效提高了課堂效率和教學(xué)質(zhì)量,并解決了課程容量大與有限學(xué)時的矛盾。

優(yōu)化《應(yīng)用光學(xué)》和《物理光學(xué)》的理論課教學(xué),優(yōu)化課堂教學(xué)的方式,利用課程的特色將學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)中解放出來,留一部分章節(jié)讓學(xué)生自由學(xué)習(xí)并進行討論,教師在過程中起到監(jiān)考和組織引導(dǎo)的作用,在一定程度上改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,避免“滿堂灌”。例如通過采用讓學(xué)生閱讀英文文獻的方式等;始終堅持啟發(fā)式教學(xué),施行教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)并行的方法。

2 虛擬實踐教學(xué)

2.1 虛擬光學(xué)實驗平臺的創(chuàng)建 光學(xué)實驗是學(xué)習(xí)光學(xué)知識的重要環(huán)節(jié),但是我院限于經(jīng)濟條件,在實驗室建設(shè)上還存在很大的困難,導(dǎo)致學(xué)生動手能力缺失,使教學(xué)效果受到很大的限制,而虛擬實驗教學(xué)作為傳統(tǒng)實驗教學(xué)的輔助手段,可以克服傳統(tǒng)實驗的制約和弊端,可有效地解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的諸多問題,提高實驗教學(xué)的效果。目前有的高校基于虛擬技術(shù)展開了虛擬實驗的研究[13],但對于光學(xué)實驗系統(tǒng)建設(shè)來說,效果并不理想。

基于以上的分析,本文采用MATLAB軟件技術(shù),結(jié)合光學(xué)實驗的特點,對光學(xué)虛擬實驗系統(tǒng)進行了設(shè)計和研究,并實現(xiàn)了系統(tǒng)的構(gòu)建,創(chuàng)建虛擬光學(xué)實驗平臺,通過該虛擬實驗平臺的使用,學(xué)生可以加深對光學(xué)知識的理解,啟發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,可為學(xué)生在實際實驗中建立良好的實驗習(xí)慣,為獲取實驗技能打好基礎(chǔ),同時也為相關(guān)實驗系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)提供了一條新的途徑。

2.2 MATLAB與“工程光學(xué)”課程教學(xué)的結(jié)合 MATLAB是一種演算紙式科學(xué)算法語言[14], 由于它編寫簡單,編程效率高,易學(xué)易懂而被廣泛應(yīng)用。[15]

本文嘗試將其作為輔助手段應(yīng)用在教學(xué)中,一方面教師可利用MATLAB仿真光學(xué)現(xiàn)象制作多媒體課件,另一方面課后可讓學(xué)生利用該軟件模擬學(xué)習(xí)中遇到的光學(xué)問題,以此鞏固已學(xué)知識。在光學(xué)仿真與教學(xué)過程中,通過下列方式將MATLAB與光學(xué)課程教學(xué)有機地結(jié)合起來:一是以MATLAB為平臺,開發(fā)制作了光波導(dǎo)和激光等高等光學(xué)現(xiàn)象仿真程序,并運用于計算機所支持的課堂教學(xué)中,以其作為演示實驗配合光學(xué)理論的講授,很好地解決了真實實驗因環(huán)境限制而不能進入課堂的難題。二是利用的仿真與計算功能,鼓勵學(xué)生通過自主探索去研究光學(xué)課程中的一些更深入的問題。在掌握理論知識的前提下,讓學(xué)生建立相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,然后利用MATLAB編寫程序,去完成對知識的鞏固與拓寬。這是一種探索過程,也是為學(xué)生以后的研究工作奠定基礎(chǔ)。三是利用MATLAB的計算繪圖與優(yōu)化功能,啟發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)進行改變,根據(jù)實際物理條件選擇符合要求的最優(yōu)值,并獲得最優(yōu)條件下的參數(shù)值,最終通過理論仿真來指導(dǎo)實踐。[16]

完成實踐(參數(shù)獲取)—理論(物理模型建立)—仿真(MATLAB數(shù)值計算及繪圖)——優(yōu)化(MATLAB參數(shù)改變及優(yōu)化)——實踐(最優(yōu)參數(shù)選?。┑倪^程,讓學(xué)生真切感受科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。

3 結(jié)束語

該課程體系的整合,將有利于光信息專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)的提高,加強專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和考核,學(xué)生的專業(yè)實習(xí)及就業(yè)。課程體系的整合及建設(shè)是任重而道遠的系統(tǒng)工程,只有進一步改進和完善兩課整合教學(xué)工作,從課程體系、學(xué)時分配、實驗建設(shè)、教學(xué)手段和教學(xué)方法等各個環(huán)節(jié)總體規(guī)劃、協(xié)調(diào)建設(shè)和深化改革后,才能取得更好的教學(xué)效果。

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篇3

(赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

摘 要:光學(xué)是物理專業(yè)中一門重要的基礎(chǔ)課程,為適應(yīng)社會對應(yīng)用型人才的需要,對光學(xué)課程在原有教學(xué)模式的基礎(chǔ)上在教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)質(zhì)量評價體系和教學(xué)資源建設(shè)等方面進行了全面系統(tǒng)地改革,并將部分改革成果應(yīng)用于實際教學(xué)中,通過教學(xué)效果的比較檢驗了部分改革的可行性與合理性.

關(guān)鍵詞 :光學(xué);應(yīng)用型;內(nèi)容體系

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-260X(2015)04-0231-03

光學(xué)是高等院校物理專業(yè)中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是物理中最古老的一門學(xué)科之一,同時,隨著激光的問世,也使光學(xué)發(fā)展成為一門年輕的學(xué)科——現(xiàn)代光學(xué),如非線性光學(xué)、信息光學(xué)、光纖光學(xué)、量子光學(xué)等,光學(xué)具有了強大的生命力和不可估量的發(fā)展前途.

隨著學(xué)校學(xué)分制改革和應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革工作的開展,對教學(xué)工作特別是專業(yè)教學(xué)工作,提出了更高的要求和嚴峻的挑戰(zhàn),如何把傳統(tǒng)的偏重于理論的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成以培養(yǎng)能適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才為目標(biāo)的創(chuàng)新性教學(xué)模式,是每一位專業(yè)課教師所面臨的巨大的挑戰(zhàn).在物理專業(yè)中,與其它專業(yè)課程相比較,光學(xué)在現(xiàn)代的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展中,具有更強的應(yīng)用性,與人們的生活密切相關(guān),因此,在光學(xué)課程的教學(xué)中,也就面臨著更大的挑戰(zhàn).如何對現(xiàn)有的光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)模式和學(xué)習(xí)質(zhì)量評價體系進行更注重應(yīng)用性的改革,是一個值得深入探討的課題.

對光學(xué)課程應(yīng)用性改革的可行性、改革過程中的具體問題以及改革后的教學(xué)效果,只有在實踐中才能發(fā)現(xiàn)和得到證明,因此,在本教改項目的研究中,部分改革被應(yīng)用于2014至2015學(xué)年度第一學(xué)期,2013級物理學(xué)班的光學(xué)教學(xué)中.有關(guān)教學(xué)反饋的數(shù)據(jù)[1]將在文中被列出.

1 光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系的重新構(gòu)建

當(dāng)今的光學(xué)課程教材,在內(nèi)容上以光學(xué)的基本概念、規(guī)律和基本的計算方法為主要結(jié)構(gòu).主要內(nèi)容是幾何光學(xué)、關(guān)于干涉和衍射的波動光學(xué)和光的偏振,而現(xiàn)代光學(xué)的基本原理以及現(xiàn)代光學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用的內(nèi)容相對較少,并且由于課時數(shù)的限制,只能少學(xué)時的泛泛而過.缺少與實際相關(guān)的應(yīng)用性光學(xué)知識的課程內(nèi)容,不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求.

光學(xué)與其它物理學(xué)科一樣是一門以實驗為基礎(chǔ)發(fā)展起來的學(xué)科.實驗教學(xué)對光學(xué)來說更重要,光本身就是一個特別抽象的物體,光的波粒二相性又給它披上了更神秘的面紗,只有通過光學(xué)實驗才能讓我們實實在在地感受到光所表現(xiàn)出來的奇妙現(xiàn)象,從而更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.另外,通過實驗教學(xué)不僅是學(xué)生動手學(xué)習(xí)的過程,也是動腦思考的過程,培養(yǎng)了學(xué)生認真、嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度,獲得更多的感性認識.光學(xué)實驗課程在光學(xué)課程中所占比例的增加,有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng).

(1)課程內(nèi)容不唯一教材.采取以一本教材為主,多本教參為輔的方式選取課程內(nèi)容.不同版本、不同作者的光學(xué)教程,在知識點上都會面面俱到,但是由于作者本人的專業(yè)和喜好、面對的學(xué)生對象、所在院校等因素,側(cè)重點會有所不同.我們要靈活選取,優(yōu)勢互補.我校學(xué)生教材為華東師范大學(xué)姚啟鈞編著的《光學(xué)教程》.這本教材中關(guān)于光學(xué)的基本知識、概念和原理等敘述的比較全面,例題和習(xí)題也都是傳統(tǒng)光學(xué)中的經(jīng)典,通過字體大小的不同區(qū)分不同專業(yè)方向?qū)W生的普適性需求和特殊專業(yè)需求,比較適合我校物理專業(yè)學(xué)生的教學(xué)要求.然而,相對于需要滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求下,首先需要在原有教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上進行一定的修改:第一,適當(dāng)減小干涉和衍射所占總課時的比例;第二,增加幾何光學(xué)中與實際應(yīng)用更密切的內(nèi)容;第三,光的量子性部分刪除;第四,增大現(xiàn)代光學(xué)所占比例.其次,精選幾本典型的光學(xué)參考教材作為部分知識的補充和更深入的講解,并且也要求學(xué)生利用圖書館的資源,自主挑選參考教材學(xué)習(xí),擴大知識范圍.

(2)在講述光學(xué)基本原理部分時,適當(dāng)融入其在前沿科技領(lǐng)域中的應(yīng)用,找準(zhǔn)基礎(chǔ)理論與前沿應(yīng)用的結(jié)合點,這樣避免了純的概念和公式的枯燥性,開闊了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的興趣,調(diào)動了學(xué)生的積極性.比如,講干涉內(nèi)容時,介紹相關(guān)的納米技術(shù)的應(yīng)用,講雙折射晶體原理時,向同學(xué)介紹晶體材料的最新進展和應(yīng)用前景,講光的偏振時,引入立體電影的原理,講光的全反射原理時,介紹光纖的原理和應(yīng)用,有“光纖之父”的香港物理學(xué)家高錕獲得了2009年諾貝爾物理學(xué)獎.

(3)光學(xué)實驗內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)有實驗室條件進行增加,并根據(jù)具體實驗特點對實驗開設(shè)時間和順序進行調(diào)整.原有光學(xué)實驗大綱只有18學(xué)時6個實驗,現(xiàn)在增加到36學(xué)時共12個實驗,并根據(jù)現(xiàn)有實驗室條件盡量增加設(shè)計性實驗,并希望在以后的實驗室建設(shè)中,提高實驗的硬件條件,為更多的設(shè)計性實驗創(chuàng)造必要的基礎(chǔ),以便更有利于激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.在下一學(xué)期,還將要開設(shè)更能體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的光學(xué)拓展實驗課.對光學(xué)實驗開設(shè)的時間做出調(diào)整,不再是所有理論知識講授完后統(tǒng)一進行實驗,這樣的弊端是使理論和實驗完全地脫節(jié),起不到相互促進理解的作用,調(diào)整后是在相關(guān)理論講授完后,馬上做相關(guān)的實驗.而且,根據(jù)實驗特點,對有的知識點可以嘗試先做實驗后講理論,讓學(xué)生帶著對實驗現(xiàn)象的疑惑去學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識可能教學(xué)效果會更好.每一章的內(nèi)容完畢后,都會增加演示實驗,由實驗老師為學(xué)生演示相關(guān)內(nèi)容的演示實驗,學(xué)生只是觀察,不參與實驗的操作,是讓學(xué)生對所學(xué)理論知識和相關(guān)實驗有一個融會貫通的過程,加深和鞏固對知識的理解.

2 豐富教學(xué)模式,嘗試多元教學(xué)方法

以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的專業(yè)教育,不是讓學(xué)生能熟背幾個公式、幾條定律,而是讓他們在相關(guān)專業(yè)問題甚至是在任何問題面前,能形成一個解決問題的思維和方法,使學(xué)生對所學(xué)知識有一個立體化的理解,這也需要教學(xué)的立體化.

(1)對每個知識點,從一個實際問題出發(fā),帶著問題去學(xué)習(xí)相關(guān)理論,使學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)更強.在有的知識點可以提出一些小的研究課題,讓學(xué)生組成研究小組去共同研究探討,把被動接受變成主動理解.

(2)現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用.現(xiàn)代教學(xué)手段的多媒體技術(shù),主要是把公式推導(dǎo)過程、聲音和動畫演示等教學(xué)內(nèi)容,通過PPT把教學(xué)內(nèi)容清晰、完整、形象生動地展現(xiàn)出來,能給學(xué)生更深刻的印象,達到良好的教學(xué)效果.由于光學(xué)課程光路圖較多,光學(xué)現(xiàn)象多樣,光學(xué)儀器眾多等特點,利用PPT教學(xué)是非常地適合,能清晰、直觀地把光學(xué)過程呈現(xiàn)出來,而且節(jié)省課堂時間,增加內(nèi)容信息量.然而,對于多媒體課件不可避免的局限性就是容易過快,像放電影一樣,學(xué)生思考的時間太短,特別是那些不能跟上老師講課思路的人,教學(xué)效果不好.這就要求在制作PPT課件時,更加細化每一個步驟,盡量做到每一頁幻燈片中的每一個

關(guān)鍵詞 語,每一個需要推導(dǎo)的公式,甚至光路圖中的每一條光線都要逐一出現(xiàn),這樣才能讓學(xué)生們有傳統(tǒng)板書教學(xué)中的那種感覺,才能有更深刻的理解.

(3)在對課本的常規(guī)內(nèi)容教授過程中,穿插有關(guān)專業(yè)和前沿問題的專題講座.我們課題組中有兩位年輕的光學(xué)方向畢業(yè)的研究生教師,他們把自己方向相關(guān)的更深入的問題和與現(xiàn)代生活相關(guān)的最前沿的光學(xué)進展以專題講座的方式講述給學(xué)生,開拓學(xué)生的視野,豐富教學(xué)內(nèi)容.

(4)對課程中的部分可以深挖掘的知識點或難點,可以讓學(xué)生以小論文的形式學(xué)習(xí),自己查閱資料去完成,培養(yǎng)學(xué)生能利用圖書館或網(wǎng)絡(luò)資源來獲取新知識和解決新問題的能力.

(5)加強交流.讓教師走出去,開闊眼界,增加知識;把相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗豐富的人請進來,借鑒和學(xué)習(xí)兄弟院校光學(xué)教改的成功經(jīng)驗.有利于加快教改的完成,提高教改的質(zhì)量.

3 建立和完善多元化與過程化考核評價體系

沒有哪一種單一考核方式能全面綜合地體現(xiàn)出學(xué)生對一門課程的學(xué)習(xí)理解情況,特別是對于像光學(xué)這樣一門既有多部分理論知識,又有大量的實驗內(nèi)容的課程.為了能全面地反映學(xué)生對該課程掌握的情況,更好地體現(xiàn)應(yīng)用性人才培養(yǎng)的要求,采取對該課程的整個教學(xué)階段內(nèi)的多元化、過程化考核評價體系.學(xué)生的成績不再是僅僅由一兩次的考試成績決定,而是把常規(guī)考核與過程考核相結(jié)合.把對學(xué)生的考核分布到每節(jié)課,每一次課堂上的師生互動中,每一個實驗操作中,每一次作業(yè)中,甚至到了每次課的出勤、遲到、早退中.在本課程的改革中,我們嘗試把考核體系由多部分按照一定比例組成:出勤占5%,平時作業(yè)占5%,教學(xué)過程中平時綜合表現(xiàn)占10%,光學(xué)實驗不再作為獨立的一門課程,而是作為光學(xué)課程的一部分,占30%,期中測試成績占10%,期末成績占40%,此外,還有10%的額外獎勵分數(shù),鼓勵學(xué)生們在這門課程的學(xué)習(xí)過程中的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)行為.

4 課程資源建設(shè)

豐富的課程資源是一個完整課程不可或缺的重要部分,是課程的基礎(chǔ),為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本課程提供必要的條件.本課程資源將會通過各種方式完全向?qū)W生和老師們公開的,既方便了學(xué)生對本課程的整體了解和學(xué)習(xí)參考,也為我們課題組提供一個公開地自我檢查評價的平臺,能更好地建立和完善課程的改革.

(1)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、參考書目以及學(xué)生的具體情況,課題組成員獨立地進行多媒體課件的開發(fā)與建設(shè).以更接近于傳統(tǒng)板書授課的方式制作課件,同時也體現(xiàn)出多媒體課件的優(yōu)點,力求使現(xiàn)代化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)更完美地結(jié)合在一起,達到更好的教學(xué)效果.

(2)根據(jù)現(xiàn)有條件,隨堂進行所有教學(xué)視頻的錄制,既為學(xué)生的再學(xué)習(xí)提供資源,也為授課教師的自我評價和提高提供參考.

(3)光學(xué)題庫建設(shè)及基于題庫的自動出題系統(tǒng)的開發(fā).所建光學(xué)題庫由填空、選擇、作圖和計算等題型組成,并按照章節(jié)、分值和易、中和難三個難度等級進行分類.自動出題系統(tǒng)將會根據(jù)提前設(shè)置好的參數(shù)從題庫中隨機選題,并自動生成標(biāo)準(zhǔn)試卷.這種考核方式,具有更好的普遍性,合理性,減少主觀性,在一定程度上實現(xiàn)教考分離.

(4)網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè).以上課程資源都將上傳到光學(xué)課程的網(wǎng)站上,網(wǎng)站模塊會不斷地完善,內(nèi)容也將會隨著課程內(nèi)容的更新而更新,最大程度上方便學(xué)生的學(xué)習(xí),為課程提供堅實的網(wǎng)絡(luò)支持.

5 教學(xué)效果評價

教學(xué)效果是衡量一個教學(xué)改革是否成功的最關(guān)鍵因素,因此對對教學(xué)效果進行全面科學(xué)地評價是非常重要的.光學(xué)課程的應(yīng)用性教學(xué)改革的目標(biāo),不但要讓學(xué)生掌握更多的光學(xué)專業(yè)知識,更重要的是掌握解決相關(guān)問題的方法,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力.因此,對教學(xué)效果的評價將基于考核評價體系中考核內(nèi)容進行綜合評價.2013級物理學(xué)班的光學(xué)課程是在2012年制定的教學(xué)大綱下進行教學(xué),在本學(xué)期的教學(xué)過程中,課題組在不影響原教學(xué)要求下,在適當(dāng)?shù)牡胤揭氡卷椖康囊恍┙谈姆桨?,通過實踐來檢驗教改方案的可行性.教改方案的全面實施將會在充分論證后進行.

6 總結(jié)

在學(xué)分制改革和應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革工作的指導(dǎo)下,以培養(yǎng)具有較強分析和解決專業(yè)問題能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo),對光學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)質(zhì)量評價體系和教學(xué)資源建設(shè)等方面進行了全面系統(tǒng)地改革,并將部分改革成果應(yīng)用于實際教學(xué)中,通過教學(xué)效果的比較檢驗教改的可行性與合理性.

參考文獻:

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〔3〕鐘金鋼.關(guān)于21世紀普通物理光學(xué)教學(xué)內(nèi)容及課程體系改革研究.2002.

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關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂 激光原理與技術(shù)課程 教學(xué)模式 教學(xué)設(shè)計

中圖分類號:G642.0

文獻標(biāo)識碼:C

DOI: 1().3969/j.issn.1672-8181.2015.03.005

1 我?!都す庠砼c技術(shù)》專業(yè)課存在問題

我省許多理工類院校的光信息、光電類和大部分應(yīng)用物理專業(yè)都開設(shè)《激光原理與技術(shù)》課程。作為重要專業(yè)基礎(chǔ)或方向課,此課程:第一,具有較強的理論性、實踐性、前沿性和探討性;理論抽象,公式眾多,有相當(dāng)學(xué)術(shù)和技術(shù)含量的課程,教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對概念缺乏準(zhǔn)確理解或概念和實際應(yīng)用“兩張皮”的現(xiàn)象。第二,課程教學(xué)內(nèi)容多,課程容量大。第三,由于激光技術(shù)、光電技術(shù)的發(fā)展日新月異,器件層出不窮,與新現(xiàn)象、新理論、新器件、新應(yīng)用有關(guān)的課程教學(xué)內(nèi)容也必須不斷地做出更新調(diào)整,

另外,《激光原理與技術(shù)》課程涵蓋知識點包括激光原理、激光技術(shù)兩部分,知識點明確,可以用一個實驗、一個概念來組織教學(xué)內(nèi)容。課程具備開展翻轉(zhuǎn)課堂的實施要求。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在《激光原理與技術(shù)》課程中的實施方案

結(jié)合我校《激光原理與技術(shù)》課程特點,在現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)課堂模型基礎(chǔ)上,我們設(shè)計了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)路線圖f如圖1)。主要由線上學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后學(xué)習(xí)三部分組成。LMS作為教學(xué)實施的基礎(chǔ)性管理學(xué)習(xí)平臺,可提供教學(xué)資源、學(xué)習(xí)過程記錄和互動場所。

線上學(xué)習(xí)

課堂學(xué)習(xí)

課后學(xué)習(xí)

2.1 設(shè)計知識單元的策略

將課程按“知識塊”分成8個教學(xué)單元,即:激光的基本機理,激光諧振腔理論以及激光振蕩理論,連續(xù)和脈沖激光器的工作特性,選模技術(shù),放大技術(shù),穩(wěn)頻技術(shù)和激光短脈沖技術(shù)。每個教學(xué)單元可以由一次或多次課程完成,以便教師開發(fā)課程視頻。

2.2 設(shè)計課程微課

第一,根據(jù)本專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容(突出難點、重點),設(shè)計微課。第二,每個教學(xué)單元可分成若干個模塊,以模塊為單位設(shè)計微課。第三,微課內(nèi)容包括微視頻、課間練習(xí)和每周作業(yè)。通過微視頻中的導(dǎo)讀內(nèi)容、課間練習(xí)和作業(yè),向?qū)W生提出問題,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自主思考。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

2.3.1 線上學(xué)習(xí)

第一,通過慕課學(xué)習(xí)。讓學(xué)生假期在慕課平臺查找與激光器件有關(guān)的知識,提前使學(xué)生進入到課程中來,在頭腦中初步形成激光器件的結(jié)構(gòu)框架,對激光器件的主要應(yīng)用等有簡單的了解,簡單的知識點通過慕課學(xué)習(xí)。第二,通過微課學(xué)習(xí)。設(shè)置每周微課時間和作業(yè)提交截止時間。課間練習(xí)和每周作業(yè)可采用填空或選擇形式,每道題在截止日期之前允許學(xué)生提交3次,否則當(dāng)次作業(yè)記為0分。另外,在學(xué)生看完微課之后,對微課中的收獲和疑問可以在討論區(qū)發(fā)帖。由教師團隊或?qū)W生討論互動給出解答,完成課題組布置的線上學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.3.2 課堂學(xué)習(xí)

第一,分析每個教學(xué)單元的目標(biāo)、知識類型、學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況和存在的問題,確定教學(xué)策略,如“講授”、“自學(xué)”、“討論”、“實驗”、“探究”等。第二,學(xué)生的獨立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)。具體分為五個環(huán)節(jié):①明確問題:根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生觀看微課時提出的疑問,總結(jié)出-些有探究價值的問題;②獨立探究:從開始時選擇性指導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)至為學(xué)生的獨立探究學(xué)習(xí)方面,讓學(xué)生在獨立學(xué)習(xí)中構(gòu)建自己的知識體系,注重和培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力;③協(xié)同學(xué)習(xí):通過“探究式案例”、“探究式實驗”鼓勵學(xué)生以小組協(xié)作形式,采用對話、商討、爭論等形式進行討論并實施;④交流展示:成果交流采用如:舉行展覽會、報告會、辯論會、小型比賽等;⑤考核評定:建立線上學(xué)習(xí)、課堂和課后學(xué)習(xí)各環(huán)節(jié)的考核評價??己顺煽儤?gòu)成為“課間練習(xí)20分+每周作業(yè)15分+課后研究報告和小論文5分+討論區(qū)及課堂活躍度10分+期末考試50分”。

2.3.3 課后學(xué)習(xí)

由課后的復(fù)習(xí),學(xué)生定期的答疑,學(xué)生完成的項目任務(wù)和課程論文構(gòu)成。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實施案例――以光學(xué)諧振腔(FP腔)為例

3.1 線上學(xué)習(xí)

首先利用微課介紹實驗現(xiàn)象,給出FP腔的輸出裝置,給出了連續(xù)波入射時單模光纖FP腔輸出光譜。提出問題:如何解釋上述實驗現(xiàn)象呢?接下來在微課上介紹描述上述激光現(xiàn)象的基本概念與相關(guān)規(guī)律。根據(jù)多光束干涉原理,可得垂直入射時,光學(xué)FP腔的輸出與輸入光強之比為:

將光纖長度,折射率(n=1.48)代人,可得其自由譜寬為50CHz,利用變換式,可得自由譜寬為0.4nm,理論計算與實驗現(xiàn)象一致。通過微課學(xué)習(xí),學(xué)生完成知識的內(nèi)化。課間提問,采用填空題:C02激光器波長為10.6um,當(dāng)腔長L=lm時,自由譜寬為(),如果該激光器的光譜線寬度AVF=108Hz,則輸出為單模還是多模()。要求學(xué)生在規(guī)定時間完成課間作業(yè)的提交。

3.2 課堂學(xué)習(xí)

首先,提出問題:腔端面反射率對輸出特性的有什么影響?讓學(xué)生在獨立學(xué)習(xí)中構(gòu)建自己的知識體系。然后,進行協(xié)作學(xué)習(xí),以4人為以小組,利用計算機對(1)式所描述的規(guī)律進行數(shù)值計算,將結(jié)果可視化,計算結(jié)果與實驗結(jié)果一致。從圖上還可發(fā)現(xiàn)原本靜止的圖“動”了起來。給學(xué)生很大的想象空間,這一環(huán)節(jié)是理論分析的重要補充,再次完成知識內(nèi)化。將科學(xué)計算引入課堂,提升學(xué)生解決問題的能力與效率,引導(dǎo)學(xué)生進行研究性、探索性學(xué)習(xí)。通過可視化,學(xué)生對復(fù)雜的激光現(xiàn)象具有了感性認識,促進學(xué)生對晦澀理論的理解。最后,介紹新實驗現(xiàn)象的探索。前面我們詳細學(xué)習(xí)了連續(xù)波入射情形下,光學(xué)FP腔的輸出特性,自然會想到脈沖激光入射情形,那么脈沖激光入射到光學(xué)FP腔,其輸出具有什么特點呢?通過教師的引導(dǎo)和學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)和探索,得到當(dāng)脈沖激光入射到單模光纖FP腔時,其輸出波形具有衰蕩特征,從而完成創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.3 課后學(xué)習(xí)

以小論文形式,讓學(xué)生完成一份研究報告,題目為光學(xué)FP腔的激光器件中的應(yīng)用。鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源,查閱光學(xué)FP腔在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。例如FP在輸出模式選擇,光束質(zhì)量改善等方面的應(yīng)用,讓學(xué)生自行選題,自行設(shè)計實驗方案,在學(xué)院的激光實驗室獨立完成實驗,完成小論文撰寫和提交。

4 結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式起源于美國,在我國真正去推行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式還有很多問題有待解決,還需要更多的實際教學(xué)工作要做。

參考文獻:

【1】張金磊,王穎,張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究【J】.遠程教育雜志,2012,(4):46-51.

篇5

[關(guān)鍵詞] 光電子專業(yè);專業(yè)綜合訓(xùn)練;反射式光纖位移傳感;實踐教學(xué)

[中圖分類號] G642.44 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)04-0084-03

0 引言

光電子專業(yè)是以光電信息工程理論與技術(shù)為特色的信息類專業(yè),致力于培養(yǎng)融合光、電、信息和計算機等學(xué)科的復(fù)合型人才。在光電信息工程專業(yè)教學(xué)中,專業(yè)綜合訓(xùn)練作為一個必修實踐環(huán)節(jié),是加強學(xué)生工程訓(xùn)練的重要手段,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力不可或缺[1]。同時,也是貫徹CDIO理念的重要方式[2]。發(fā)達國家的工科院校十分重視對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng),如要求學(xué)生在工廠進行32個月的生產(chǎn)實訓(xùn),幾乎占整個大學(xué)學(xué)習(xí)時間的1/4;而日本明確提出:工科院校4年教育要始終圍繞工程和聯(lián)系工程實際進行。與發(fā)達國家相比,國內(nèi)工科院校在實踐教學(xué)尤其是工程實踐教學(xué)方面存在明顯差距,普遍存在著“課程設(shè)計簡化、畢業(yè)設(shè)計軟化、專業(yè)綜合訓(xùn)練與生產(chǎn)實習(xí)形式化”的現(xiàn)象[3]。太原科技大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)實驗是將專業(yè)課實驗去掉,形成一個64學(xué)時的專業(yè)綜合實驗課[4]。高朋等人介紹了沈陽師范大學(xué)在課外開放實驗與實踐活動中進行專業(yè)實踐模塊,與專業(yè)實驗課程互為補充[5]。陳順芳等人就咸寧學(xué)院光電信息實驗與實踐平臺的構(gòu)建進行了詳細的闡述[6],具體實施也是以課外開放實驗的方式進行。

專業(yè)綜合訓(xùn)練起著從課本理論知識向?qū)I(yè)實踐能力過渡的橋梁作用,輕視這一教學(xué)環(huán)節(jié)會使學(xué)生走向社會后的適應(yīng)性降低及適應(yīng)周期加長。因此,提高對這一教學(xué)環(huán)節(jié)重要性的認識,加大對其的投入,加強對該教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè),對保證這一教學(xué)環(huán)節(jié)有力、有序、有效地開展,具有極為重要的意義。鑒于此,本文針對光電類專業(yè)綜合訓(xùn)練實踐教學(xué)目的、內(nèi)容、模式等方面進行初步探索與研究。

1 專業(yè)綜合訓(xùn)練的目的與意義

光電子專業(yè)綜合訓(xùn)練的目的在于,使學(xué)生掌握電子技術(shù)和光學(xué)基本理論,了解光學(xué)原理、光電檢測技術(shù)及檢測儀器在生產(chǎn)實際和科學(xué)研究中的應(yīng)用情況;使學(xué)生對光源、光電探測器與傳感器等方面的知識有更進一步的認識和掌握。專業(yè)綜合訓(xùn)練是安排在大四的一項教學(xué)實踐環(huán)節(jié),是在學(xué)生學(xué)習(xí)了本專業(yè)的全部專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后進行的。通過專業(yè)綜合訓(xùn)練,拓寬學(xué)生的知識面,增加感性認識,培養(yǎng)學(xué)生進行調(diào)查研究、分析和解決工程實際問題的能力,為將來的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

2 燕山大學(xué)光電子專業(yè)綜合訓(xùn)練內(nèi)容與模式

燕山大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院光電類共有5個專業(yè)實驗室、1個教學(xué)示范中心和1個光電類實踐教學(xué)基地,基本上能滿足7個教學(xué)班級的實踐活動。專業(yè)綜合訓(xùn)練通常是選擇一些難度適中、具有較強應(yīng)用背景的題目來進行仿真生產(chǎn)。早在2005年就設(shè)置了為期1周的專業(yè)綜合實驗,曾先后進行過“CCD綜合實驗”、“光纖F-P干涉儀”、“光纖亮度測溫儀”等實驗,由于學(xué)時較少,所以還是以“設(shè)計型”實驗為主。隨著教學(xué)改革逐年深入,實踐教學(xué)日益受到關(guān)注,教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點,引入了國際工程教育改革的最新成果――CDIO工程教育模式與理念,所有這些都推動了燕山大學(xué)的實踐教學(xué)改革,專業(yè)綜合實驗學(xué)時由1周增加到2周,到2012年增加到4周。這項實踐環(huán)節(jié)主要是在校內(nèi)專業(yè)實驗室進行,這一點有別于生產(chǎn)實習(xí)。

訓(xùn)練內(nèi)容為設(shè)計制作一光纖位移傳感系統(tǒng),屬于反射式強度調(diào)制光纖傳感器,是一種非功能型光纖傳感器。利用待測物理量引起光強變化,通過檢測光強的變化實現(xiàn)對待測物理量的測量,如位移、壓力、振動、表面粗糙度等。反射式光纖探頭如圖1所示。光纖探頭A由兩根光纖組成,一根用于發(fā)射光,一根用于接收反射體反射的光,R是鍍膜的反射體。

系統(tǒng)裝置的原理框圖如圖2所示,MCU采用宏晶公司的STC12C5A60S2。實現(xiàn)數(shù)控恒流源來驅(qū)動LED/LD發(fā)光,采用AVAGO公司的T-1527作為光源,探測器采用與之匹配的R-2526,反射光強經(jīng)過信號處理后進行A/D轉(zhuǎn)換,最后在LCD1602顯示屏或者數(shù)碼管上顯示出來。載有光纖探頭的二維位移調(diào)節(jié)架可以記錄其位移,這樣便可以得到位移與反射光強的關(guān)系,記錄多組數(shù)據(jù)便可繪制出反射式光纖位移傳感的調(diào)制特性曲線,如圖3。由圖3可知,不同驅(qū)動電流下的調(diào)制特性曲線都在相同位置出現(xiàn)極大值,當(dāng)位移小于極大值時,為遞增函數(shù),稱之為“前坡”,反之為“后坡”[7]。系統(tǒng)可工作在這兩個區(qū)域中,即“前坡”工作區(qū)和“后坡”工作區(qū)??梢钥闯?,當(dāng)在“前坡”工作時,可以有較高的靈敏度;當(dāng)在“后坡”工作時,可以獲得較寬的動態(tài)范圍。圖4為系統(tǒng)儀器的照片。

3 專業(yè)綜合訓(xùn)練的實施形式

專業(yè)綜合訓(xùn)練的實施形式是保證訓(xùn)練成效的重要前提。圖5為專業(yè)綜合訓(xùn)練的流程圖。學(xué)生在校內(nèi)專業(yè)實驗室進行查閱文獻、設(shè)計、元器件選擇、原理圖繪制、PCB板的制作、光纖組件的設(shè)計與制作、焊接、硬件調(diào)試及其軟件編寫、文檔撰寫等工作[3]。

首先,領(lǐng)取任務(wù)書,由指導(dǎo)教師將訓(xùn)練內(nèi)容與要求以書面形式發(fā)到每個學(xué)生手中。教師講解訓(xùn)練內(nèi)容、目的和一些具體要求。此部分既要讓學(xué)生明確訓(xùn)練的總體目標(biāo),更要讓學(xué)生有明確的階段性小目標(biāo),讓學(xué)生清楚如何查資料、應(yīng)該查什么樣的資料、要實現(xiàn)什么目標(biāo)。

其次,查閱文獻資料,根據(jù)任務(wù)書的要求進行電路設(shè)計、光學(xué)組件設(shè)計。以往給學(xué)生留出時間查閱文獻資料,只有小部分學(xué)生能按要求完成,效果不理想。針對這一弊病,采取了分小組匯報設(shè)計方案的形式,每3人1組以PPT形式匯報本小組的設(shè)計方案,同時指導(dǎo)老師給出評價。該部分內(nèi)容占學(xué)生成績的一部分,從而極大地調(diào)動了學(xué)生查閱資料的積極性和效率。

再次,原理圖與PCB板圖的繪制,讓學(xué)生熟悉專業(yè)的繪圖制版軟件,并熟悉電路板設(shè)計制作的流程??紤]到PCB板的制作成本、生產(chǎn)周期和后期調(diào)試問題,并不把學(xué)生的版圖拿去工廠進行加工制作,而是在學(xué)生設(shè)計后期將已做好的PCB板及對應(yīng)的版圖資料一起發(fā)給學(xué)生。通過對比、改進、總結(jié),讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足,掌握布局布線的方法與技巧。接著是電路板的焊接與調(diào)試。一方面讓學(xué)生掌握各種封裝形式元件的焊接工藝及技巧,另一方面更要讓學(xué)生掌握硬件調(diào)試,包括電性能測試和一些簡單的測試程序來評估硬件及其焊接工藝的優(yōu)劣,從而讓學(xué)生充分認識到調(diào)試在整個系統(tǒng)設(shè)計中的重要地位。

此外,給學(xué)生的光纖組件基本都是半成品,要讓學(xué)生制作光纖接頭。由于系統(tǒng)采用的是粗芯塑料光纖,加工制作的工藝要求比較低,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下基本都能完成并達到要求。

軟件編寫,由于學(xué)生已進行過單片機課程設(shè)計,對C51單片機編程已具備一定的基礎(chǔ),所以這部分內(nèi)容主要體現(xiàn)在功能實現(xiàn)上。要求實現(xiàn)既定基本功能,當(dāng)然也鼓勵學(xué)生進行功能拓展,充分利用MCU內(nèi)部資源和硬件電路板的各個模塊。經(jīng)過3天的軟件編寫,發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都能實現(xiàn)要求的基本功能,有相當(dāng)一部分學(xué)生對系統(tǒng)進行了各種各樣的擴展,效果甚至超出了老師的想象。對于一些編程能力差的學(xué)生,老師將軟件功能拆分,指導(dǎo)其分步分塊實現(xiàn),盡可能地激發(fā)其編程熱情,使其縮小與其他同學(xué)的差距。

系統(tǒng)性能綜合測試,除了要求學(xué)生繪制出不同驅(qū)動電流下的反射式位移傳感器的調(diào)制特性曲線外,還要求學(xué)生測量光源的P-I特性曲線等。進行系統(tǒng)調(diào)零、增益調(diào)節(jié)等功能測試,并評估儀器性能參數(shù)。

最后,文檔撰寫,以往學(xué)生容易忽視文檔撰寫的重要性,互相抄襲、東拼西湊現(xiàn)象時有發(fā)生。為了避免此類情況的發(fā)生,教師在訓(xùn)練之初就反復(fù)強調(diào)文檔在整個系統(tǒng)設(shè)計中的重要性,并將文檔撰寫的質(zhì)量作為評定成績的一個重要依據(jù)。

4 專業(yè)綜合訓(xùn)練模式探尋

不斷探尋專業(yè)綜合訓(xùn)練的新模式,是深化本科實踐教育的需要,是培養(yǎng)學(xué)生實踐技能、綜合素質(zhì)的重要保證。燕山大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院光電子工程系對專業(yè)綜合訓(xùn)練的模式進行了初步探尋,具體包括以下幾個方面。

1)在內(nèi)容上選擇與定位一些綜合程度比較高的題目,通常以一個具體的光電產(chǎn)品為載體,并且該產(chǎn)品在行業(yè)中具有一定的代表性,與當(dāng)前主流光電產(chǎn)品特征相近且與專業(yè)知識背景密切相關(guān),使學(xué)生在光學(xué)、電子、機械設(shè)計和計算機應(yīng)用等各方面都能得到綜合鍛煉。這就要求專業(yè)綜合訓(xùn)練與前期大學(xué)本科三年所學(xué)各科課程有較好的知識點銜接,既包含如應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電子學(xué)、光電信息檢測、光輻射、光學(xué)材料、光學(xué)制造工藝、光學(xué)測試等光學(xué)類主要專業(yè)課程知識運用,也要包含如光學(xué)精密設(shè)計、光學(xué)機械CAD、數(shù)字和模擬電路及電子設(shè)計自動化工具的運用,還要覆蓋微機原理與接口技術(shù)、軟件基礎(chǔ)、程序設(shè)計等計算機方面的知識運用,使學(xué)生在最大的知識范疇內(nèi)得到充分的發(fā)揮和鍛煉。

2)研發(fā)與設(shè)計過程滿足“大過程”特征,體現(xiàn)在盡可能多的覆蓋產(chǎn)品制造鏈上的步驟和過程,讓學(xué)生對產(chǎn)品選型、市場定位、經(jīng)濟和技術(shù)可行性分析、論證、設(shè)計、仿真、加工、裝配、測試檢驗、分析評估等環(huán)節(jié)和步驟都有感性經(jīng)歷和體會。

3)在實施過程中必須能夠讓每個學(xué)生都擔(dān)當(dāng)企業(yè)工人、技術(shù)員、管理員等多重角色,人人動手,充分參與生產(chǎn)、研發(fā)設(shè)計的每個環(huán)節(jié)。

4)開辟校內(nèi)專業(yè)綜合訓(xùn)練基地或工程訓(xùn)練中心。自2005年以來,分別在燕山大學(xué)特種光纖研發(fā)基地和光電類實踐教學(xué)基地進行過實習(xí)與訓(xùn)練。

(下轉(zhuǎn)第89頁)

5 結(jié)束語

專業(yè)綜合訓(xùn)練是學(xué)校實踐教學(xué)的重要組成部分,是教育教學(xué)體系中一個不可缺少的重要環(huán)節(jié)。專業(yè)綜合訓(xùn)練是培養(yǎng)技能型人才、實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑之一。它不僅是課程教學(xué)的總結(jié),更是課程教學(xué)的延續(xù)。實踐教學(xué)如何滿足社會的需求是近幾年各高等院校共同關(guān)注的焦點,探討實踐教學(xué)改革的思路,有利于推進人才培養(yǎng)進程。

參考文獻

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篇6

關(guān)鍵詞:可汗學(xué)院;物理微課程;熱學(xué);最近發(fā)展區(qū)

微課程這一概念是由美國高級教學(xué)設(shè)計師戴維.彭羅斯在2008年正式提出,在我國,則直到2010年,微課這一概念才由廣東省佛山市教育局胡鐵生率先給出。而微課程這一新興的教學(xué)資源,以其短小精悍,開放性等特點迅速獲得教師的關(guān)注,對其的研究也從理論層面的厘定概念和展望應(yīng)用前景深入到在實踐層面進行嘗試。由孟加拉裔美國人薩爾曼.可汗在2004年創(chuàng)立的非盈利教育網(wǎng)站,則是一個極具影響力的成功實踐,可以為接下來的實踐嘗試提供一些啟示。

一、可汗學(xué)院物理微課程體系

可汗學(xué)院不僅提供微視頻,而且配以相應(yīng)的組織管理模式。從可汗學(xué)院物理微課程可以看出,這是一個以視頻為主要教學(xué)載體,并配有習(xí)題、擴展內(nèi)容等方面教學(xué)資源,而且具有交互功能、學(xué)習(xí)管理功能平臺的體系。[1]

教學(xué)視頻內(nèi)容涵蓋力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等共計204段教學(xué)視頻

相關(guān)資源教學(xué)視頻后的知識點測評相關(guān)數(shù)學(xué)知識:矢量點乘和叉乘等

支持平臺(個人中心)

主頁當(dāng)前學(xué)習(xí)進度 推薦視頻

學(xué)習(xí)情況學(xué)習(xí)開始時間、獲得的能量值、觀看視頻數(shù);參加的活動(如觀看視頻、完成習(xí)題)

討論顯示學(xué)生參與的社區(qū)討論

徽章已獲得的徽章,接下來最有可能獲得的徽章(顯示學(xué)生通過參加活動已有的知識能力以及最近發(fā)展區(qū))

圖1可汗學(xué)院物理微課程體系

二、可汗學(xué)院物理微課程目標(biāo)

可汗學(xué)院的首頁有這樣一句話:任何人都可以永遠免費學(xué)習(xí)可汗學(xué)院的所有課程??珊箤W(xué)院的課程是面向大眾的。

可汗學(xué)院的物理課程涵蓋力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等內(nèi)容,主要進行基本概念和規(guī)律的教學(xué),內(nèi)容廣而精簡,其旨在幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)物理學(xué)基礎(chǔ)知識。

三、可汗學(xué)院物理微課程內(nèi)容

將可汗學(xué)院的204節(jié)微課進行匯總,與我國學(xué)校物理課程對比,發(fā)現(xiàn)主要是高中和大學(xué)的一些力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)部分相關(guān)基本概念和規(guī)律。

可汗物理微課程共有12個主題。第一個主題是一維運動,主要內(nèi)容是探究速度和加速度,學(xué)習(xí)位移、速度、加速度、運動學(xué)公式及拋體運動。在此基礎(chǔ)上,進入第二個主題二維運動,學(xué)習(xí)斜拋運動,包括物體拋擲在斜面上、拋射物體最佳角度等典型問題,學(xué)概念向心加速度。第三個主題是經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容力和牛頓定律,主要介紹了法向力和切向力,平衡力和非平衡力,摩擦力和拉力。第四個主題是功和能,介紹了功和能,能量守恒定律,機械效率,彈簧和胡克定律。第七個主題是萬有引力

對比我國高中兩個共同必修模塊中五個個二級主題,運動的描述、相互作用和運動規(guī)律、機械能和能源、圓周運動和拋體運動、經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性,可汗學(xué)院的物理微課的五個個主題內(nèi)容是必修一、二中五個二級主題的核心概念和基本規(guī)律。

可汗學(xué)院物理微課程的余下主題為:碰撞和動量;力矩、扭矩和角動量;流體;熱力學(xué);電磁學(xué);波和光學(xué)。其中一些內(nèi)容為我國大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,如卡諾循環(huán)和卡諾熱機、卡諾熱機效率等。[2]

四、可汗學(xué)院物理微課程組織

將課程內(nèi)容合理分解和有效關(guān)聯(lián),是體現(xiàn)出微課的聚焦性和課程的系統(tǒng)性的重要步驟??珊箤W(xué)院物理微課程采用的是自上而下模式。

首先,在上文提到可汗學(xué)院物理微課程分為12個主題,雖然沒有包括物理學(xué)科的所有內(nèi)容,但是大體上也較完整的構(gòu)建出來學(xué)科的框架。其次,每個主題圍繞幾個核心概念和原理等展開,如一維運動主要內(nèi)容是移、速度、加速度和運動學(xué)公式和拋體運動。例題講解的微課視頻也是以理解概念和深層的規(guī)律等為教學(xué)目的。最后,知識點各種關(guān)聯(lián)關(guān)系來確保課程的邏輯性。(1)層次關(guān)系,如力和牛頓定律主題下分為:牛頓三大運動定律;法向力和切向力;平衡力和非平衡力;斜面和摩擦;拉力五大部分。每部分內(nèi)容分解到多個視頻。斜面和摩擦的內(nèi)容分為六個微課視頻1、斜面上的力;2、冰在斜面上加速下滑;3、摩擦力使物塊保持靜止4、摩擦力保持速度恒定5、動摩擦和靜摩擦的直觀比較6、摩擦的相關(guān)例題。(2)前驅(qū)關(guān)系,如一維運動探究加速度和速度是二維運動學(xué)習(xí)斜拋運動的先驅(qū)知識。

五、總結(jié)

綜述,可汗學(xué)院物理微課程具有促進學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的微課程體系,其旨在幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)物理學(xué)基礎(chǔ)知識的課程目的,選擇物理學(xué)科基本概念和規(guī)律為課程內(nèi)容,采用的是自上而下的課程組織模式。而且可汗學(xué)院注重數(shù)學(xué)在物理中的應(yīng)用,如在學(xué)習(xí)速度概念之前有介紹矢量和標(biāo)量的微課視頻。當(dāng)前我國物理微課程的設(shè)計與開發(fā)仍然處于探索階段,我們可以借鑒可汗學(xué)院物理微課程案例,結(jié)合物理課程標(biāo)準(zhǔn),繼而開出發(fā)適宜我國日常教學(xué)的微課程。

參考文獻:

篇7

一、光信息科學(xué)與技術(shù)國家一類特色專業(yè)

我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)歷史悠久、辦學(xué)基礎(chǔ)好、生源質(zhì)量高、專業(yè)方向應(yīng)用性強。為適應(yīng)國家對激光科學(xué)與技術(shù)及光信息技術(shù)高素質(zhì)人才的需求,發(fā)揮我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用性強的優(yōu)勢,圍繞“特色教育,服務(wù)社會”的宗旨,2009年申報成功了光信息科學(xué)與技術(shù)國家第一類特色專業(yè),目標(biāo)是建設(shè)一個以激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)兩個專業(yè)方向為優(yōu)勢方向,特色鮮明的名牌專業(yè),使之在培養(yǎng)質(zhì)量方面達到或接近國內(nèi)一流水平。在專業(yè)邊緣領(lǐng)域,大膽開拓,不斷擴展研究內(nèi)容,使該專業(yè)成為國內(nèi)激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)方向高級人才的培養(yǎng)基地,滿足社會發(fā)展需要,為同類型高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動作用。電動力學(xué)作為該專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,需進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革,以適應(yīng)特色專業(yè)的建設(shè)和培養(yǎng)高質(zhì)量畢業(yè)生要求。

二、電動力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及課程特點

電動力學(xué)課程內(nèi)容,對大多數(shù)學(xué)生來說感覺到比較難學(xué)。原因是知識點較多,抽象難懂。數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜,要求有較強的數(shù)理基礎(chǔ)。雖然有些電動力學(xué)問題接近實際,比如波導(dǎo)問題、天線問題,但學(xué)生要理解和解決這些問題,需要一定的過程,由于上述問題的存在,使初學(xué)者常常感到電動力學(xué)課枯燥無味、難以入門;上課聽講似懂非懂,下課做題無從下手。并且,由于招生數(shù)量的增加,極大降低了師生比,降低了學(xué)生與老師交流的幾率。同時,現(xiàn)代大學(xué)生與80年代大學(xué)生比,缺乏主動思考意識和能力,都嚴重影響電動力學(xué)課程的教學(xué)效果。

三、教學(xué)改革設(shè)想及實施

我校光信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)本科生的培養(yǎng)中,激光器及技術(shù)是一個重要的專業(yè)方向。因此在電動力學(xué)課程教學(xué)中,如何將與專業(yè)基礎(chǔ)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容更扎實、有效地貫穿教學(xué),并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,采取以下教學(xué)改革設(shè)想及措施:3.1教學(xué)內(nèi)容改革根據(jù)專業(yè)特點,對教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整,并適當(dāng)引申,為學(xué)生后續(xù)的平臺課如物理光學(xué)、激光原理,以及專業(yè)課如激光器件、導(dǎo)波光學(xué)等奠定良好基礎(chǔ)。比如,對電磁波傳播的相關(guān)內(nèi)容重點講解并結(jié)合教師的科研等背景進行引申及拓展。其中關(guān)于模式及其形成條件,結(jié)合導(dǎo)波光學(xué)及物理光學(xué)內(nèi)容,概念交待清楚,條件講解透徹,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。在亥姆霍茲方程的講解中,引入前沿?zé)狳c問題如“負折射率”問題,使學(xué)生了解其理論基礎(chǔ)。在教材中作為選學(xué)內(nèi)容的高斯光束問題,對該專業(yè)的學(xué)生交待清晰,為后續(xù)的激光原理奠定基礎(chǔ)。凡此不再贅述,總之,對教學(xué)內(nèi)容的制定,以為學(xué)生更好學(xué)習(xí)后續(xù)課程及激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為原則。3.2教學(xué)方式改革在電動力學(xué)課程的教學(xué)中,改變以往單純板書、課件的教學(xué)模式。嘗試使用討論式教學(xué)、課程小論文及結(jié)合教師科研講座與板書、課件相結(jié)合的教學(xué)方式。傳統(tǒng)板書教學(xué)方法對公式的推導(dǎo)及其有利,也符合學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。但在涉及較抽象問題時,使用課件教學(xué)更直觀、形象,有利于學(xué)生對具體問題的理解。如涉及形成模式的條件———駐波問題,以及偶極子天線的輻射問題,利用課件的動畫演示,極大提高了教學(xué)效果。在課程的講解中,穿插討論式教學(xué),實現(xiàn)教師和學(xué)生的互動,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師結(jié)合課程中不同章節(jié)的內(nèi)容及特點,設(shè)置具體問題在課堂上展開討論是一種形式。對于課程小論文及教師科研講座,安排在電磁波的傳播內(nèi)容講解之后,有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造性。我們的教師梯隊均為博士畢業(yè),涉及光學(xué)、物理電子學(xué)、光學(xué)工程、凝聚態(tài)物理、計算電磁學(xué)五個學(xué)科,且承擔(dān)包括國家自然基金、“863”、“973”及工程類項目,為結(jié)合不同的學(xué)科開展前沿問題講座,并將研究成果引入課堂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提供了良好條件。為此,在課程教學(xué)中穿插了與課程相關(guān)的前沿問題講座。比如全固態(tài)激光器的研究進展、光子晶體及ZnO納米材料研究進展等,通過前沿問題講座的嘗試,學(xué)生積極性很高,取得了預(yù)期效果。關(guān)于課程小論文,我們安排在了講座之后,教師根據(jù)專業(yè)特點和學(xué)生基礎(chǔ),給出題目和時間節(jié)點,其間學(xué)生與教師有交流,教師進行指導(dǎo),使學(xué)生更好地完成小論文,只是這個環(huán)節(jié)需要的時間較長,需要教師后續(xù)跟蹤并總結(jié)。通過科研講座及小論的嘗試,以初步取得成效,所教授的學(xué)生據(jù)此參加了全國大學(xué)生創(chuàng)新大賽并獲獎,所研究結(jié)果也在相關(guān)刊物發(fā)表文章。這種教學(xué)模式的探索,極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高培養(yǎng)質(zhì)量。

篇8

本文結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才要求,針對應(yīng)用型本科院校理工科大學(xué)物理教學(xué)中存在的問題,提出根據(jù)不同專業(yè)對大學(xué)物理教學(xué)知識點需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識銜接關(guān)系引入課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),根據(jù)“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”結(jié)構(gòu)的考核方式,解決當(dāng)前地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展期大學(xué)物理教學(xué)改革難題。

關(guān)鍵詞:

轉(zhuǎn)型發(fā)展期;大學(xué)物理;教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)改革

引言

教學(xué)模式問題是地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展所面臨的一個亟待解決的難題。地方本科院校在課程實施過程中大多屬于保守性教學(xué),一直沿用“以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心”的教學(xué)模式,“教師負責(zé)講,學(xué)生負責(zé)聽”的傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方法依然沿用。[1]雖然,國家和地方政府教育行政部門在下發(fā)的相關(guān)文件中多次提出倡導(dǎo)“啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式”教學(xué);推行“基于問題、基于項目、基于案例”的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法;加強“產(chǎn)教融合、工學(xué)結(jié)合、頂崗實習(xí)、校企合作”;“改革考試方法,注重學(xué)習(xí)過程考查和學(xué)生能力評價”,但是在實際教學(xué)環(huán)節(jié)中,由于缺乏推進教學(xué)改革的“組織激勵”和“個人激勵”機制,傳統(tǒng)教學(xué)方式和教學(xué)習(xí)慣在教師教學(xué)過程中依然根深蒂固的存在,未見任何成效。[2]作為理工科各專業(yè)學(xué)生的通識性公共必修基礎(chǔ)課程,大學(xué)物理課程的教學(xué)目的在于一方面為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ);另一方面使學(xué)生初步學(xué)會科學(xué)的思維方式和分析問題的方法。該課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生思路開闊、探索和創(chuàng)新精神得到激發(fā)、適應(yīng)能力得到增強。[3-4]因此,大學(xué)物理課程教學(xué)將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及對人才的培養(yǎng)。適逢地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期,作為先行學(xué)科的大學(xué)物理課程,教學(xué)過程中要不斷優(yōu)化教學(xué)方法、教學(xué)手段,解決地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展所面臨的教學(xué)模式改革難題。

一、大學(xué)物理教學(xué)中存在的問題

當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)存在著短板,亟待解決。我們對全校理工科中5個專業(yè)的284名學(xué)生進行了問卷調(diào)查,被調(diào)查的學(xué)生均已經(jīng)過大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)過程,調(diào)查目的在于了解我校學(xué)生對大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的真實感受,同時,依據(jù)我校大學(xué)物理課程教學(xué)實際狀況,我們對全校正在講授和曾經(jīng)有過大學(xué)物理課程教學(xué)經(jīng)歷的7位教師進行了訪談。當(dāng)前我校大學(xué)物理教學(xué)中突出問題表現(xiàn)在:第一,統(tǒng)一模式的教學(xué)內(nèi)容,與學(xué)生所學(xué)專業(yè)銜接不好。作為各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程,教師在講授大學(xué)物理的過程中較多的強調(diào)它的系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性,不考慮學(xué)生所學(xué)的專業(yè)而采用學(xué)大綱和同一授課標(biāo)準(zhǔn),多年來教學(xué)模式從未改變,專業(yè)課程之間交叉銜接不良,導(dǎo)致學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)感到枯燥疲憊,缺乏學(xué)習(xí)興趣,久而久之,在學(xué)生的腦海中就會形成大學(xué)物理對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)無幫助的錯誤認識。第二,課時不多,內(nèi)容不少。在修訂培養(yǎng)方案時,各專業(yè)不斷增加本專業(yè)課程的學(xué)時數(shù),致使像大學(xué)物理及其實驗課程這類非專業(yè)課程的學(xué)時數(shù)一再被縮減,而教師為完成教學(xué)大綱要求的教學(xué)任務(wù),只好照本宣科,根本沒有時間對大學(xué)物理課程的知識點與實際生活及專業(yè)方向之間聯(lián)系的拓展,導(dǎo)致學(xué)生感覺學(xué)習(xí)乏味,知識的應(yīng)用性也得不到體現(xiàn)。第三,課程考核結(jié)構(gòu)單一。成績考核基本上是由平時成績和期末考試組成,平時成績看考勤,期末成績看試卷,不能夠客觀地、真實地反映大學(xué)物理教學(xué)效果,更甭提調(diào)動學(xué)生學(xué)學(xué)物理的積極性了。第四,教學(xué)方法單調(diào)。大部分教師仍以傳統(tǒng)的板書和PPT授課相結(jié)合的講授式教學(xué)方法為主,老師扮演了知識傳遞者這個主角,學(xué)生自然地就變成了知識的被灌輸者這個配角,這些也會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中不積極主動、缺乏學(xué)習(xí)興趣根源。

二、針對大學(xué)物理教學(xué)改革的探討

(一)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才應(yīng)用能力為基礎(chǔ),改革教學(xué)內(nèi)容

在改革大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容之初,我們首先對各專業(yè)的培養(yǎng)方案進行了認真分析,并與講授各門主干專業(yè)課程的老師座談,了解各專業(yè)的需求和學(xué)科交叉領(lǐng)域,然后,梳理大學(xué)物理教材中的知識點,根據(jù)不同專業(yè)的要求適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)基本內(nèi)容,盡量縮減與各專業(yè)關(guān)聯(lián)小的章節(jié)的課時,增加與專業(yè)知識內(nèi)容聯(lián)系緊密的知識點的課時。教師根據(jù)不同專業(yè)對知識需求不同,在教學(xué)過程中突出重點,充分利用各專業(yè)學(xué)生對專業(yè)知識的渴求,來提升學(xué)生對大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的興趣。我校理工科專業(yè)對大學(xué)物理知識的需求主要集中在:(1)對力學(xué)、熱學(xué)和機械振動(機械波)知識需求較高的土木工程類專業(yè);(2)對力學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)需求較高的機械工程類;(3)對電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)需求較高的電子信息工程類。在確保大學(xué)物理教學(xué)基本需求的前提下,根據(jù)三類專業(yè)對大學(xué)物理知識需求的側(cè)重點不同,我們對不同類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容進行適度調(diào)整,重新修訂大學(xué)物理課程教學(xué)大綱內(nèi)容。同時,對不同類專業(yè)相同知識點的深度、廣度及教學(xué)方法加以區(qū)別,特別突出與專業(yè)課程關(guān)系緊密的知識點的重點講授。另外,結(jié)合生產(chǎn)和生活以及科學(xué)研究中所涉及的實際的物理現(xiàn)象和問題,有針對性的重新編寫例題和習(xí)題,并根據(jù)各專業(yè)的實際需要調(diào)整其教學(xué)內(nèi)容,使所編寫的例題和習(xí)題能夠充分體現(xiàn)其在各個領(lǐng)域的實際應(yīng)用價值,而不是泛泛的針對抽象的物理模型編寫習(xí)題和例題,從而增強學(xué)生學(xué)學(xué)物理課程的興趣,進而在培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力方面起到積極的作用。

(二)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力為目標(biāo),改革教學(xué)方法

結(jié)合應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)要求,我們逐步推進以學(xué)生為中心,以啟發(fā)式、合作式、參與式教學(xué)為主流的大學(xué)物理課程教學(xué)方法改革與推廣。我們強調(diào)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主的大學(xué)物理課程教學(xué),在開課的前兩學(xué)時,結(jié)合實際案例向?qū)W生介紹當(dāng)前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)和新成就,對物理學(xué)的知識領(lǐng)域、思維方式方法和分析處理問題的方法在現(xiàn)代科技發(fā)展中所起的重要作用進行詳細闡釋,來達到提高學(xué)生對學(xué)學(xué)物理重要性認識的目的,在課程講授過程中適當(dāng)引入課內(nèi)實踐環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握大學(xué)物理與其他專業(yè)課程之間的聯(lián)系,關(guān)注物理知識在生產(chǎn)技術(shù)等實踐活動中的應(yīng)用,從而使學(xué)生在比較和綜合中學(xué)習(xí),培養(yǎng)運用知識的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。教師針對不同專業(yè)的授課對象,提煉出與所學(xué)專業(yè)知識聯(lián)系緊密,且有實踐應(yīng)用價值的題目。例如:講授圓周運動時提及航天技術(shù),講授靜電場中導(dǎo)體時提及靜電屏蔽原理應(yīng)用,講授安培力時提及磁懸浮技術(shù),講授光的衍射時提及測量技術(shù)中的應(yīng)用等。使學(xué)生真正感受到高科技并不是高不可攀,其應(yīng)用的基本原理就在我們所學(xué)習(xí)的大學(xué)物理課程之中。授課教師把班級成員分成若干課內(nèi)實踐小組,要求以小組為基本單位,進行與課內(nèi)實踐題目相關(guān)的知識的課外調(diào)研,然后,結(jié)合在大學(xué)物理課程中所學(xué)知識及所學(xué)相關(guān)專業(yè)知識完成一份小報告,闡述與這些實踐題目相關(guān)專業(yè)知識在各領(lǐng)域的具體應(yīng)用,然后由授課教師組織討論并總結(jié)。學(xué)生對科技前沿的知識方面的普遍表現(xiàn)是很感興趣,所以,在課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中會提出很多問題,進行不斷的分析討論,因此,通過引入課外調(diào)查研究、課內(nèi)分析討論的課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)習(xí)興趣,同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究能力、分析總結(jié)的能力,也可以提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中受益。

(三)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)為核心,改革課程考核方式

課程考核是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,也是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。我校傳統(tǒng)的大學(xué)物理成績評定以期末考試成績?yōu)橹鳎傇u成績側(cè)重三七分,平時成績占30%,期末成績占70%(甚至所占比例更高),這種考核方式弊端在于重結(jié)果而輕過程,很難提高學(xué)生學(xué)學(xué)物理的積極性。針對我校課程考核方式所帶來的弊端,我們改革考試方法,注重學(xué)習(xí)過程考查和學(xué)生能力評價。增加課堂考勤、期中考試、隨堂測驗、課后作業(yè)、調(diào)研小報告(小論文)等學(xué)習(xí)與考核環(huán)節(jié),并將考核成績折合后計入課程考核總分,重點提出大學(xué)物理課程成績考核的“五+五”評定結(jié)構(gòu),即,平時成績和期末成績各占總成績的50%,平時成績中,課堂表現(xiàn)部分占10%、課內(nèi)(包括理論課及實驗課)實踐部分占30%、課外作業(yè)部分占10%,而且課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)和課外作業(yè)情況評定要求均不低于3次,課內(nèi)實踐情況評定不少于3次,另外,學(xué)生平時成績或期末成績中如有一項不及格,那么,該生總成績視為不及格。課內(nèi)實踐成績評定的適當(dāng)提高,有利于調(diào)動學(xué)生主動參與大學(xué)物理知識的學(xué)習(xí),鞏固學(xué)生對大學(xué)物理知識點的理解和掌握,提升學(xué)生對大學(xué)物理知識與自己本專業(yè)知識之間聯(lián)系的認知,遏制目前存在的學(xué)生考前突擊復(fù)習(xí)應(yīng)付考試及部分學(xué)生考試違紀等現(xiàn)象。改革課程考核內(nèi)容和形式就是要加強對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的管控,以保證學(xué)生有足夠的精力、足夠的時間投入到大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)。

結(jié)束語

教學(xué)模式問題是地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展所面臨的一個亟待解決的難題。本文結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才要求,針對應(yīng)用型本科院校理工科大學(xué)物理教學(xué)中存在的問題,提出根據(jù)不同專業(yè)對大學(xué)物理教學(xué)知識點需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識銜接關(guān)系引入課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;根據(jù)“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”結(jié)構(gòu)的考核方式,強化學(xué)生對知識的理解等方面教學(xué)改革,有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,培養(yǎng)學(xué)生獨立思維能力和創(chuàng)新能力,提高教學(xué)效果。大學(xué)物理課程教學(xué)改革不是一朝一夕一蹴而就的工作,作為教學(xué)改革的探索者,要帶著實施求實的態(tài)度,不斷深入教學(xué)一線調(diào)研分析,掌握各自學(xué)校的教學(xué)模式和學(xué)生實踐情況,制定合理有效的措施,才能解決當(dāng)前地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展所面臨的教學(xué)模式改革中的難題。

作者:張繼德 車立新 馬宏源 肖俊平 單位:白城師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院

參考文獻:

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篇9

關(guān)鍵詞:混合式教學(xué);專業(yè)實驗;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

一、傳統(tǒng)專業(yè)實驗教學(xué)存在的主要問題

在傳統(tǒng)專業(yè)實驗教學(xué)模式中,實驗內(nèi)容基本上為鞏固和加深理論教學(xué)而安排,通常要求學(xué)生通過實驗加深對理論知識的認識。該實驗教學(xué)模式存在的主要問題,可以歸納為以下幾點[2]。

(一)理論教學(xué)與實驗教學(xué)無法實現(xiàn)和諧共振

目前,專業(yè)課程的理論和實驗教學(xué)方式一般分為兩種:一是理論課和實驗課分開,各自構(gòu)建體系;另一種是理論和實驗結(jié)合在一起,在理論課講解相應(yīng)知識點之后開展實驗。兩種方式各有特點,也各有不足。理論課和實驗課分開,從各自課程體系的角度確實有一定的好處,但不可避免地存在著理論和實驗的脫節(jié)。而理論和實驗合在一起的方式,每次知識點講解過后就開展相應(yīng)的實驗,單從知識點理論和實踐之間的銜接可以做得相對較好,但這樣做實驗內(nèi)容相對簡單,只能以驗證性實驗為主,很難開展綜合性、系統(tǒng)性、設(shè)計性實驗,理論教學(xué)與實驗教學(xué)無法實現(xiàn)和諧共振,學(xué)生綜合能力素養(yǎng)難以得到鍛煉培養(yǎng)。另外,通常課程理論講授和實驗指導(dǎo)并非同一個老師,理論課老師負責(zé)相關(guān)理論知識的講授,往往并不完全清楚實驗室里具體用什么儀器或者設(shè)備來驗證相應(yīng)的理論知識點;而實驗指導(dǎo)老師往往只負責(zé)實驗具體操作的講解,而不太關(guān)注學(xué)生是否已經(jīng)掌握了該實驗所需的理論基礎(chǔ)。

(二)實驗教學(xué)內(nèi)容固定

對于普通物理專業(yè)實驗而言,由于所涉及的理論內(nèi)容一般比較經(jīng)典,往往一套實驗幾年甚至十幾年不變,致使實驗內(nèi)容固定單一。通常是首先由教師講解實驗原理、操作流程、數(shù)據(jù)采集和處理等步驟,接著教師演示一遍給學(xué)生們看,然后學(xué)生照樣子做一遍并提交實驗報告即為完成任務(wù)。同時,由于對專業(yè)實驗教學(xué)的重要性缺乏足夠認識,認為其只是理論教學(xué)的輔助和補充手段,造成學(xué)生對實驗課程的重視不夠,時間和精力投入不足,甚至將實驗課程看成是一種學(xué)習(xí)負擔(dān)。另外,由于缺乏科學(xué)有效的實驗教學(xué)評價體系,客觀上使實驗課程淪為二流課程,從而導(dǎo)致實驗教學(xué)形式化。

(三)學(xué)生發(fā)揮余地很少、實驗成效不高

普通物理專業(yè)實驗儀器設(shè)備通常較為貴重,再加上實驗場地限制,實驗臺套數(shù)往往無法滿足每人一臺的高標(biāo)準(zhǔn)要求。同時,由于其中很多光學(xué)類實驗整體難度較大,儀器調(diào)節(jié)需要較為扎實的理論基礎(chǔ)和一定的經(jīng)驗技巧,因而很多學(xué)生通常無法在規(guī)定的課堂時間內(nèi)完成實驗。因此,目前很多實驗需要指導(dǎo)教師在實驗教學(xué)前將實驗儀器調(diào)節(jié)到位,學(xué)生在做具體實驗時,根據(jù)要求的步驟和調(diào)節(jié)方法,觀察實驗現(xiàn)象,記錄實驗數(shù)據(jù)即可,從而導(dǎo)致學(xué)生自我發(fā)揮余地較少,實驗成效不高。

二、混合式實驗教學(xué)的優(yōu)勢

教學(xué)模式改革是教學(xué)改革的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。以普通物理主要實驗內(nèi)容之一“分光計”為例。分光計是一種精密測量角度的儀器,利用它能精確地測量入射和出射光線角度,通過測量有關(guān)角度可確定折射率、色散率、光譜線的波長等其他光學(xué)量。但由于分光計的構(gòu)造精細,調(diào)節(jié)技術(shù)要求較高,使用時必須嚴格按規(guī)則調(diào)節(jié),才能得到較高精度的測量結(jié)果。該實驗要求學(xué)生掌握分光計的調(diào)節(jié)方法和使用分光計測量棱鏡頂角及最小偏向角的方法及有關(guān)角度數(shù)據(jù)處理等。在近幾年的本專業(yè)實驗教學(xué)過程中,積極探索實踐“理論教學(xué)+線上視頻與平臺仿真+線下實體實驗”的混合式專業(yè)實驗教學(xué)模式,已體現(xiàn)出來的主要優(yōu)勢有以下幾點。

(一)理論與實驗教學(xué)互融互通

該混合式專業(yè)實驗教學(xué)模式,力求理論與實踐相融合、基礎(chǔ)與應(yīng)用相融合、課內(nèi)與課外相融合,將原本枯燥、抽象、離散的理論知識與工程實踐需求相結(jié)合,讓學(xué)生覺得“學(xué)有所用、有成就感”,以加深對理論知識的理解,增強學(xué)習(xí)效果,進而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和運用學(xué)科知識解決工程實際問題的綜合能力和創(chuàng)新思維等。在理論教學(xué)中,任課教師精煉理論內(nèi)容,突出重點,強調(diào)基本物理概念和分析方法,以實際工程應(yīng)用為背景,引導(dǎo)設(shè)計思路,培養(yǎng)設(shè)計、自學(xué)和解決工程問題的基本素養(yǎng)。而學(xué)生除了正常的課堂理論學(xué)習(xí)之外,可以根據(jù)自己的認知水平、學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)計劃,利用網(wǎng)路平臺上的開放課程資料和視頻,隨時隨地反復(fù)觀看和研讀尚未和較難理解的內(nèi)容,逐步加深理解和消化;并通過開放課程平臺中作業(yè)和評閱反饋,檢驗學(xué)習(xí)效果,及時查漏補缺;通過與同學(xué)、助教及老師的在線交流討論,獲得對知識的深入理解,實現(xiàn)理論與實驗教學(xué)的互融互通。與此同時,教師則由“傳道授業(yè)”轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲敖饣蟆保芍R傳授主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織者、管理者及指導(dǎo)學(xué)生主體學(xué)習(xí)參與者,實現(xiàn)“以教為主向以學(xué)為主、以課堂為主向課內(nèi)外相結(jié)合、以結(jié)果評價為主向結(jié)果過程評價相結(jié)合”的轉(zhuǎn)變,將很多只會限于重點考試范圍的“考生”轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚶碚撀?lián)系實踐而學(xué)以致用的真正“學(xué)生”,將部分“觀眾”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把輪T”、“編劇”,甚至是“導(dǎo)演”,切實提升學(xué)生綜合實踐能力、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

(二)加深理論知識點理解,發(fā)揮實驗預(yù)習(xí)效果

學(xué)生在進入實驗室開展線下實體實驗之前,必須通過登錄個人賬號先完成開放實驗平臺中的實驗講解視頻學(xué)習(xí)和相關(guān)知識點自我測試,以加深對理論知識點理解,明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炓?,掌握實驗儀器的使用方法及相關(guān)注意事項,切實發(fā)揮實驗預(yù)習(xí)效果。

(三)調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性,拓展實驗內(nèi)容

與混合式實驗教學(xué)模式相配套,進行了考核方式改革。在調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性方面,給“動力”同時更給“壓力”。實驗前開放實驗平臺中的知識點測試成績占該實驗總評成績的15%,而學(xué)生要想在該自我測試中獲得較高成績則通常需要反復(fù)研看視頻講解資料,充分做好理論知識點鞏固和實驗預(yù)習(xí);規(guī)定時間內(nèi)的線下實體實驗情況占40%,而要在有限的時間內(nèi)高質(zhì)量完成實驗,要求學(xué)生必須熟悉光路設(shè)計、實驗操作步驟和相關(guān)注意事項,并及時準(zhǔn)確地做好數(shù)據(jù)記錄;課后實驗報告占30%,其別要求在所提交的實驗報告中必須要有主要理論知識點與實驗現(xiàn)象關(guān)聯(lián)闡述以及實驗中遇到的問題與解決方式,或自己所總結(jié)的實驗注意要點;還有15%則根據(jù)學(xué)生在虛擬仿真平臺中所搭建的相關(guān)拓展實驗內(nèi)容設(shè)計思路和新穎性予以評分。

(四)突破實驗時空限制,降低儀器設(shè)備投入

借助于開放實驗管理系統(tǒng)中的虛擬仿真實驗平臺,學(xué)生能夠在接近真實的實驗環(huán)境中,不受傳統(tǒng)實驗時空限制,在任何時間、地點進行預(yù)定的實驗項目或者開放性實驗設(shè)計驗證。同時,在虛擬仿真實驗平臺中,原本一些復(fù)雜精細的實驗操作只需要通過鼠標(biāo)與按鍵即可實現(xiàn)改變相應(yīng)實驗參數(shù)和實驗條件,大大節(jié)省了實驗操作時間,提高了實驗效率;而虛擬的儀器設(shè)備更是減少了實驗建設(shè)和維護費用,降低了實驗成本;并且,學(xué)生可以根據(jù)自己的思路,設(shè)計各種開放性實驗來驗證自己的觀點和假設(shè),使其能夠在實驗設(shè)計過程中學(xué)習(xí)和提升,進一步增強其自主學(xué)習(xí)意識和實踐創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語

篇10

關(guān)鍵詞 播音基礎(chǔ) 啟發(fā)式教學(xué) 知識點 技能訓(xùn)練 手段

播音基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容主要包括普通話語音、播音發(fā)聲以及基本表達的技巧。播音基礎(chǔ)教學(xué)的對象是學(xué)習(xí)播音主持的初學(xué)者。大多數(shù)為在校大學(xué)生以及沒有經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)的媒體從業(yè)者。對于初學(xué)者來說,播音基礎(chǔ)理論的相關(guān)知識點,相對抽象不易形成感性認識。支撐理論架構(gòu)的訓(xùn)練手段需要反復(fù)強化則顯得單調(diào)、枯燥。而播音基礎(chǔ)作為先導(dǎo)和重要一環(huán),在播音創(chuàng)作中卻有著舉足輕重的地位。其意義就如同地基與高樓的關(guān)系?;A(chǔ)打得牢才能在播音創(chuàng)作的繽紛世界中馳騁飛翔,否則就會被瑕疵和痼疾束縛住手腳艱難前行。這就為播音基礎(chǔ)的教與學(xué)提出了一個重要課題:如何讓學(xué)生更易于掌握理知識,讓學(xué)生的訓(xùn)練變得生動,激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和積極性,為學(xué)生打下一個良好的語言基礎(chǔ)。本人通過總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗認為,形象生動的啟發(fā)在播音基礎(chǔ)教學(xué)中會起到化繁為簡、事半功倍的良好效果。以下本人將圍繞播音基礎(chǔ)教學(xué)的三個環(huán)節(jié)來闡釋啟發(fā)式教學(xué)在播音基礎(chǔ)教學(xué)中的運用。

1“坐標(biāo)”概念在普通話語音教學(xué)中的運用

普通話語音的教學(xué)知識點涵蓋復(fù)雜、豐富。不僅包括聲母、韻母、調(diào)值、語流音變等語音學(xué)基本知識。更重要的是了解并掌握普通話語音的發(fā)聲機制和要領(lǐng)。這其中就包括聲母的成阻,韻母的唇形、舌位以及動程,調(diào)值系統(tǒng)的音程、音高、音形,吐字器官在發(fā)聲環(huán)節(jié)中的作用等等知識要點以及技能要領(lǐng)。這一系列繁雜的知識要點對于初學(xué)者來說顯得既陌生又紛亂。因此我將數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)概念引入教學(xué),結(jié)合教材中對于音節(jié)“棗核兒”狀的形象比喻,對語音學(xué)基本知識點和吐字發(fā)聲要領(lǐng)做一個系統(tǒng)直觀的梳理和總結(jié)。如圖1所示:

我們可以對音節(jié)結(jié)構(gòu)(頭、腹、尾)通過縱橫兩個方面的解讀,從而建立在吐字發(fā)聲基礎(chǔ)上的感性認識。即:橫向因素和縱向因素。

橫向因素可以概括為:

(1)完整的音長,有字頭,有字尾。

(2)自始至終的動力供給―氣息。

(3)唇、齒、齒齦、舌、硬顎、軟腭等吐字器官在口腔中的序列關(guān)系,以及在體現(xiàn)聲母、韻母過程中各自承擔(dān)的任務(wù)。

縱向因素可以概括為:

(1)音節(jié)的寬窄變化,及對應(yīng)的吐字要領(lǐng)。

(2)因舌位高低而應(yīng)運的口腔開合度的變化。尤其是軟腭在擴充口腔和成字過程中的作用。

(3)調(diào)值高低的運動變化。

通過這樣形象性的啟發(fā)既便于學(xué)習(xí)者對相關(guān)知識點的歸納,又能夠直觀地激發(fā)發(fā)聲意識,引導(dǎo)發(fā)聲實踐。

2“機械手”、“掃描儀”、“走正步”、“放大鏡”、“聞花香”、“彈簧”、“氣球”等日常事物的原理和經(jīng)驗在吐字發(fā)聲教學(xué)中的啟發(fā)意義

(1)吐字的第一個環(huán)節(jié)要叼住字頭。教學(xué)中強調(diào)聲母成阻的力度。而學(xué)習(xí)者往往只關(guān)注成阻的器官,而忽略了帶動成阻器官發(fā)力的肌肉所起到的關(guān)鍵作用。這就好比一個機械手要去抓取物品。首先,要有張開手指的動作,其次,張開的手指要為能夠成功抓取物品做好力量儲備。做到了這兩步,機械手才能圓滿完成任務(wù)。明白了這個道理,學(xué)習(xí)者自然就明白了,聲母力度的體現(xiàn)關(guān)鍵在于成阻前的準(zhǔn)備動作。進而就明確了,做好不同聲母成阻前的預(yù)備動作,唇部肌群和顴肌應(yīng)該如何協(xié)同配合。明確了這個機制也就能夠主動的完成吐字第一環(huán)節(jié)的技術(shù)要領(lǐng)。

(2)吐字的第二和第三個環(huán)節(jié)是拉開字腹、收住字尾。這個過程講求的是韻母的準(zhǔn)確性和完整性。準(zhǔn)確性是指元音舌位和唇形的到位,完整性是指韻母的動程要充分。韻母的各要素不是孤立存在的,而是一氣呵成的。這一過程就如同掃描儀處理文件一樣,連貫的將圖文信息準(zhǔn)確無誤的通過光學(xué)傳感器記錄存儲下來。這就好比把我們的吐字器官比喻為掃描儀的光學(xué)傳感器。在吐字的過程中要準(zhǔn)確無誤的體現(xiàn)韻母各要素的技術(shù)要領(lǐng)。這個形象的比喻能夠啟發(fā)學(xué)習(xí)者強化對技術(shù)要領(lǐng)的掌握。

(3)播音作為有聲語言的一個門類,不但要求語音的準(zhǔn)確性,更講求吐字發(fā)聲的清晰、圓潤,從而實現(xiàn)聽覺上的美學(xué)追求和享受。這一學(xué)習(xí)過程要求學(xué)習(xí)者需要進行長時間、大量的技術(shù)訓(xùn)練。對于加強口腔控制和氣息控制的練習(xí)有很多具體的辦法和手段。比如用夸張練習(xí)的方法朗讀雙音節(jié)詞、四字詞、繞口令、古詩詞,用記錄速度播讀新聞等。往往初學(xué)者不能深刻地認識到夸張練習(xí)的目的,因而不能有的放矢的進行專項訓(xùn)練。我把這個環(huán)節(jié)比喻為“走正步”、用放大鏡。啟發(fā)學(xué)習(xí)者回憶一下隊列練習(xí)時的情景。走正步一個重要的環(huán)節(jié)就是分解動作的練習(xí)。分解動作的目的就在于對連貫動作細節(jié)和要點的固定和強化。吐字發(fā)聲采用夸張練習(xí)的手段就如同走正步分解動作的練習(xí)。通過夸張練習(xí)來強化面部肌群,唇齒舌、腰腹肌肉等在吐字發(fā)聲過程中的力度和正確狀態(tài)??鋸埦毩?xí)的手段又如同用放大鏡閱讀。它能夠?qū)⑼伦诌^程中的具體感受放大,作為反饋信息不斷對大腦進行記憶強化,從而實現(xiàn)技術(shù)要領(lǐng)的固化。比如,用夸張練習(xí)的方法朗讀五言絕句,體會聲韻調(diào)在氣息的支持下通過各個器官是如何準(zhǔn)確適度發(fā)出的。通過夸張的方式拉長了每個音節(jié)的長度,體會腰腹肌肉是如何控制氣息平穩(wěn)、持久送出的。這些形象的啟發(fā)能生動地詮釋技術(shù)訓(xùn)練的目的,同時也能化解初學(xué)者在練習(xí)過程中的盲目性和枯燥感。

(4)氣息是播音發(fā)聲的動力來源,是播音創(chuàng)作進行符號轉(zhuǎn)換的橋梁和紐帶。對于初學(xué)者來說,氣息是最不好認識掌握的理論知識點和技術(shù)能力。氣息的位置在哪?如何做到呼吸通暢?自然深在的呼吸有什么樣的具體感受?如何克服呼吸表淺等問題,都是困擾許多初學(xué)者的突出問題。由于氣息都是建立在個體感受之上的概念,因此很難表述其狀態(tài)。只能通過借由日常生活中的感受和經(jīng)驗來喚起和帶動學(xué)習(xí)者的感受,從而理解掌握氣息的概念和正確的呼吸方法?!奥劵ㄏ恪保褪且粋€比較好的訓(xùn)練手段。通過“聞”的動作來體會正確的進氣方式,通過強調(diào)不但要“聞”還要能辨別出是何種花的香味,來體會較深的氣息位置,體會腰腹肌群的擴張和緊張度,進而初步理解掌握氣息的基本原理和生成機制。

(5)氣息控制是形成聲音色彩的總閥門。在找到了正確的呼吸位置,體會到自然通暢的呼吸感受之后,便是加強呼吸肌力度的訓(xùn)練,從而獲得調(diào)節(jié)控制氣息自主、自由運動的能力。教學(xué)中,我們通常會啟發(fā)學(xué)生通過連續(xù)發(fā)“嘿”音,體會小腹肌肉和橫膈肌如同彈簧一般收縮彈動,進一步明確控制氣息的肌肉組成。還會啟發(fā)學(xué)生進氣后,腰腹部如吹起的氣球一般有種鼓脹感,接著發(fā)“咝”音。腰腹肌肉的控制力就如同扎氣球的皮筋。隨著腰腹肌肉緩慢勻速收縮,體會氣息平穩(wěn)持久的送出。提示學(xué)生,為了不讓氣息過快送出或失控,加強腰腹肌群的控制力,從而體驗氣息控制的具體感受,加強氣息控制的能力。

3“放電影”在播音語言表達教學(xué)中的運用

播音創(chuàng)作作為有聲語言藝術(shù)活動,其最顯著的一項特征便是符號轉(zhuǎn)換。即:將文字符號轉(zhuǎn)換為有聲符號。這種符號轉(zhuǎn)換講求藝術(shù)性和美感。而這藝術(shù)性和美感的達成需要創(chuàng)作主體調(diào)動情感,通過內(nèi)外部技巧行之于聲來實現(xiàn)。在語言表達的教學(xué)中會涉及到情景再現(xiàn)、具體感受、停連、節(jié)奏等相關(guān)知識點和技巧。如何產(chǎn)生準(zhǔn)確恰切的語言色彩、如何生動鮮活的用聲音去描繪事物,如何用自然可感的邏輯鏈條去營造氛圍、渲染基調(diào)。這需要教師形象生動的啟發(fā)和學(xué)習(xí)者積極靈動的實踐。

為了充分調(diào)動學(xué)生的想象力和情景再現(xiàn)的真實感,啟發(fā)學(xué)生運用電影“蒙太奇”的手法在大腦中再現(xiàn)文字描繪的場景,通過大腦中再現(xiàn)的場景來帶動和確定有聲語言的色彩、基調(diào)和節(jié)奏。下面以教材中的范文,峻青的《第一場雪》(節(jié)選)為例,通過表格分析來展現(xiàn)“放電影”的手段在啟發(fā)教學(xué)中的運用。

通過對以上表格的瀏覽分析,我們可以直觀的感受到文字在大腦中產(chǎn)生的具體印象。這為用聲音準(zhǔn)確確定語調(diào)色彩,營造氛圍,具體的描繪事物提供了充足的心理依據(jù)。通過不同的停頓時間將大腦中產(chǎn)生的“分鏡頭”組接起來,內(nèi)心便有了時空邏輯性,行之于聲就產(chǎn)生了語言的節(jié)奏。

通過以上對播音基礎(chǔ)教學(xué)實例的分析闡述,可以得出這樣一個結(jié)論:運用啟發(fā)性教學(xué)手段既能增強播音教學(xué)的實效又能促進教學(xué)相長,創(chuàng)新教學(xué)手段。從而最終實現(xiàn)避免學(xué)習(xí)者盲目性,增強其學(xué)習(xí)熱情,提高主觀能動性,激發(fā)學(xué)習(xí)創(chuàng)作靈感,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。