依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討*

朱湘萍（湖南科技學(xué)院 理學(xué)院，湖南 永州 425199）

依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討*

朱湘萍
（湖南科技學(xué)院 理學(xué)院，湖南 永州 425199）

光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是高?；A(chǔ)教學(xué)重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維重要途徑。通過分析光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，構(gòu)建了光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，探討了幾種新穎的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，為光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供一定的參考。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；光學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

光學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?；A(chǔ)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有重要的啟發(fā)性、基礎(chǔ)性、研究性，尤其是光學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想、基本訓(xùn)練的原理及方法，是培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)及創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)［1］。因此加強(qiáng)和改革光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于學(xué)生對光學(xué)教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和設(shè)計(jì)能力［2］。文章依托湖南科技學(xué)院創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，探討了光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

一、光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）實(shí)驗(yàn)資金不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊

在多年的光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分院校實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、實(shí)驗(yàn)儀器老化、一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)不能開設(shè)；部分先進(jìn)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器比較昂貴，但資金不足，無法開設(shè)與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)，這樣降低了學(xué)生對光學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣及信心。

（二）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏更新、創(chuàng)新及應(yīng)用

通常教師更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者開設(shè)一項(xiàng)新的設(shè)計(jì)性、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要花很多時(shí)間和精力。部分二本院校，光學(xué)實(shí)驗(yàn)課相對比較少，又沒有激勵(lì)措施，所以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較簡單、單一、不變，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較多，這樣不能滿足學(xué)生的需要，達(dá)不到創(chuàng)新、應(yīng)用效果和培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，實(shí)驗(yàn)體系落后

光學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，部分教師仍以“講解為主”傳統(tǒng)的教學(xué)方法，詳細(xì)演示實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生只是臨時(shí)模仿，沒有思考、探究問題，只為了完成任務(wù)而完成實(shí)驗(yàn)，不主動(dòng)預(yù)習(xí)和設(shè)計(jì)方案，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)效果。

二、依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系

構(gòu)建光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系，培養(yǎng)創(chuàng)新型、設(shè)計(jì)型人才，是光學(xué)教學(xué)及改革的目的。依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，本著“拓寬基礎(chǔ)，重視創(chuàng)新，提高素質(zhì)，強(qiáng)化能力”的原則，以“基本技能-現(xiàn)代技術(shù)、綜合應(yīng)用-創(chuàng)新能力”為認(rèn)知鏈條，在構(gòu)建基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)和開放型的實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)等教學(xué)模塊基礎(chǔ)上，改革和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、模式、方法［3］。

（一）優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)要素，構(gòu)建“一體”實(shí)驗(yàn)體系

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革一個(gè)實(shí)踐的基地。依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)光學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、培養(yǎng)目標(biāo)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)自身的規(guī)律、社會需要、學(xué)生實(shí)際情況及實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn)體系改革，優(yōu)化光學(xué)課程結(jié)構(gòu)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)要素，不斷修訂和完善光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)課程計(jì)劃，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)，正確增或縮實(shí)驗(yàn)時(shí)間，建立一個(gè)有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生探究問題和解決問題的能力的創(chuàng)新型的“一體”實(shí)驗(yàn)體系［3］。

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建“三元化”的實(shí)驗(yàn)體系

所謂“三元化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示性）、綜合實(shí)驗(yàn)（包括設(shè)計(jì)性、綜合性）、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（研究創(chuàng)新性、社會應(yīng)用性）組成，它們構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的三個(gè)層次，目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、專業(yè)技能和綜合創(chuàng)新技能［4］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，是指對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選、整合，對不符合現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行刪除或更新，做到少而精，整體優(yōu)化［5］。同時(shí)教師可將自己的科研項(xiàng)目分解成難度適中、合理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以吸收兄弟院校的精品實(shí)驗(yàn)以及從相關(guān)的項(xiàng)目中，精簡出一些具有強(qiáng)烈現(xiàn)代意識和高新技術(shù)色彩的前沿科技實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以科研項(xiàng)目帶動(dòng)教學(xué)，豐富光學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵。

（三）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，構(gòu)建自主性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系

由于實(shí)驗(yàn)場地的約束，實(shí)驗(yàn)器材需要優(yōu)化與調(diào)整。比如應(yīng)用光學(xué)《望遠(yuǎn)鏡組裝實(shí)驗(yàn)》，如果按傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，米尺離自組望遠(yuǎn)鏡3米左右，這樣占用的空間比較大。如果采用一定的方法，用量程為7毫米的毫米尺代替米尺，就可以在光具座上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣既節(jié)約了空間，又創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)的新穎性，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和動(dòng)力。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，通過自購或自制實(shí)驗(yàn)器材，構(gòu)建自主性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系，可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)空間或者減少實(shí)驗(yàn)繁瑣過程，突出學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主體地位，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力，激勵(lì)學(xué)生解決問題，促使學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。

三、依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，改革光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

（一）依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，利用資源，進(jìn)行交叉分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是湖南科技學(xué)院實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)亮點(diǎn)。部分學(xué)生從大一開始進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室有大量的軟件資源和豐富的單件實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是學(xué)生自學(xué)及實(shí)踐的平臺。利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的資源，先讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些軟件的操作和應(yīng)用、一些基本儀器的使用，查找資源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和步驟；實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)目比較少，則可采用交叉分組完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，可以同一時(shí)間開多個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣數(shù)目較少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備既可作演示實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也可用來做實(shí)驗(yàn)實(shí)踐設(shè)備，這樣就充分利用了資源，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量少的問題，同時(shí)，監(jiān)督了學(xué)生獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生探究問題、解決問題的能力。

（二）依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，組成創(chuàng)新團(tuán)體，進(jìn)行項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于光學(xué)知識抽象，課時(shí)比較少，教師可以采用項(xiàng)目式教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為創(chuàng)新實(shí)踐的基地，以3-5個(gè)人組成一個(gè)創(chuàng)作團(tuán)體，2-3教師組成一個(gè)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，教師根據(jù)教學(xué)的需要，把費(fèi)時(shí)比較長的、難度比較大的實(shí)驗(yàn)分成項(xiàng)目的形式，指導(dǎo)學(xué)生們各自獨(dú)立，相互配合、真正完成一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目或光學(xué)設(shè)計(jì)［6］。創(chuàng)新團(tuán)體中的學(xué)生，可以根據(jù)自己特長分擔(dān)編程、硬件調(diào)試、論文報(bào)告制作等任務(wù)，需要技術(shù)攻關(guān)時(shí)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢，凝聚團(tuán)隊(duì)力量，集聚團(tuán)隊(duì)智慧，共同破解難題［6］。這樣可以磨練學(xué)生的毅志，學(xué)會抓住關(guān)鍵問題，擬定解決方案，激發(fā)學(xué)生探究問題的欲望，用實(shí)驗(yàn)解決理論課程中抽象問題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的熱情和學(xué)習(xí)的興趣。

（三）依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)

所謂“分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)”是指按照教學(xué)對象不同，實(shí)施不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。針對不同層次的學(xué)生，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況、興趣、愛好及個(gè)體差異，教師在教學(xué)內(nèi)容選擇上注重知識的連貫性和實(shí)際應(yīng)用性，改變統(tǒng)一的教學(xué)模式，從學(xué)生、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分層，做到以人為本、因材施教，充分喚起學(xué)生主動(dòng)參與的積極性，促進(jìn)每一位學(xué)生的持續(xù)發(fā)展，讓不同層次的學(xué)生通過一定的努力獲得相應(yīng)的成功，收到良好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)多規(guī)格、多層次的人才培養(yǎng)提供有效措施［7］。

四、依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

（一）加強(qiáng)教師專業(yè)知識學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，特別是綜合設(shè)計(jì)、研究型的光學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，可吸引教學(xué)水平高、科研能力強(qiáng)、把理論與實(shí)踐相結(jié)合的教師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)，鼓勵(lì)教師多參加一些實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)專題講座、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)競賽等，加強(qiáng)教師專業(yè)知識學(xué)習(xí)，優(yōu)化教師的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，提高教師的實(shí)驗(yàn)水平。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)措施，鼓勵(lì)教師科研與教學(xué)相結(jié)合

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)措施，鼓勵(lì)教師更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師將科研成果向教學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，鼓勵(lì)教師研制開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，滿足學(xué)生的需要。

五、結(jié)束語

以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為實(shí)踐基地，改革光學(xué)實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采取激勵(lì)措施，鼓勵(lì)教師參與光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革隊(duì)伍之中。通過培訓(xùn)和指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐，教師的實(shí)踐教學(xué)水平提高了，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立、自主、創(chuàng)新的實(shí)踐應(yīng)用能力。

［1］賀順忠.工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)教程［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［2］林凱燕，陳國貴.光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)探究與實(shí)踐［J］.宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，32（4）：180.

［3］葉樹鈴，毛錫鋒，肖文華.團(tuán)隊(duì)合作式大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)探索［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（4）：87-89.

［4］柏俊杰，張小云，吳英.面向工程應(yīng)用的工程光學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐——以重慶科技學(xué)院工程光學(xué)課程為例［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（13）：186-188.

［5］李英春，忻志海.“項(xiàng)目教學(xué)”的試點(diǎn)與思考［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（9）：82-84.

［6］王典等.數(shù)字信號處理課程分類和分層教學(xué)模式探索［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（2）：31-35.

［7］潘宏利，盧超.應(yīng)用型本科院校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（6）：254-257.

Optical experiment course is an important part of the basic teaching content in colleges and universities.It is an important way to develop the practice ability and innovative thinking of students.By analyzing the common problems of the optical experiment，we built an innovative experimental teaching system and discussed several kinds of original experimental teaching methods.And It provided some reference for the reform of experimental teaching in optics.

innovation lab；optics；experiment teaching

G642

A

2096-000X（2016）17-0129-02

2015年湖南省普通高校信息化教學(xué)應(yīng)用資助項(xiàng)目（批號為：湘教科研通［2015］36號No.44）

朱湘萍（1975-），湖南永州人，高級實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事集成電子電路設(shè)計(jì)、新型材料的研究及光學(xué)教學(xué)改革的研究工作。