基于“對分課堂”的《工程光學》課程教學改革的探索

徐英+谷雨

摘要：《工程光學》課程是高等學校工科專業測控技術與儀器專業的一門專業核心課程，是學習其他專業課程的必備基礎。針對《工程光學》課程內容覆蓋面廣、理論性強、難教難學的特點，任課教師采用“對分課堂”的教學方法，可以使學生參與到教學活動中，有利于激發學生的學習興趣，提高學生的自主學習與獨立思考能力，從而取得較好的教學效果。

關鍵詞：對分課堂；教學改革；工程光學

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

一、引言

《工程光學》課程主要包括幾何光學和物理光學兩大部分。作為開展光學理論和光學技術教育的專業課，它對于學生學習其他光電專業課程、培養綜合能力具有十分重要的意義。通過本課程的學習，能夠使學生了解本專業的前沿發展現狀和趨勢，掌握與本專業相關的光學知識，具備運用工程基礎知識和本專業基本理論知識解決問題的能力，以及具有系統的工程實踐學習經歷[1]。

結合作者近幾年的一線教學經歷，目前該課程的教學狀況存在的主要問題如下：幾何光學內容學生之前未接觸過，內容開始就引入光線概念對光波進行光路計算，學生理解掌握上難度較大，而后又涉及各類光學系統、光度學和色度學、像差理論、像質評價、光學設計等內容，涵蓋范圍較廣。由于本專業的課程體系設置中有關光學的課程較少，學生對該部分內容的整體掌握度較差。物理光學內容中的干涉與衍射部分與《大學物理》課程內容結論上有很大部分重疊，但理論性更強，學生接受程度下降，導致積極性不高。

此外本課程一般開設在大二第二學期，對大二學生來說，專業課課程任務比較重。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容可以說是難上加難。體現在課堂表現上，學生抬頭率和師生互動程度都不太理想；而在課后作業上，不少學生采取抄襲的形式來完成作業，沒有達到教師布置作業的目的。因此在學期末考試環節，學生普遍存在臨時抱佛腳，突擊看教材背作業的情況。

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

二、《工程光學》課程的“對分課堂”設計

復旦大學教師教學發展中心特聘研究員、心理系博導張學新教授融合講授式課堂與討論式課堂的優點，于2014年提出“對分課堂”的教學模式[2]。“對分課堂”將教學過程分為教師的課堂講授、學生課后的內化吸收和學生的課堂討論這三個相互聯系的過程，如圖1所示[3]。其核心思想是將課堂時間根據實際情況分配給教師講授和學生討論，并且將教師講授與學生討論隔堂進行，保證學生討論前有足夠的時間進行知識內化吸收[4]。

《工程光學》課程是作者所在學院面向大二學生開設的一門專業核心課，課程共占16周64學時，每周上課二次，連續2節，每節45分鐘。由于《工程光學》課程內容涉及知識點較多，如一開始就對全部內容開展“對分課堂”模式，擔心難以把握課程進度進而影響教學效果。因而考慮對該門課程重點內容進行“對分課堂”教學模式試驗，效果突出的話推廣到整門課程。下面以幾何光學中的“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）的符號規則，進而以實際光線為例，運用學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：學生掌握了教師講授的基本內容以及重點難點后，將光路計算擴展到近軸光線的計算上，進而得出近軸區的成像公式。該成像公式是“光路計算”知識點的重點內容，學生運用該公式完成相應作業。該環節由學生課后自主完成，老師可以制定一些任務要求，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”。任務要求可以根據學生不同的學習能力進行設計，既能調動學生的積極性又能體現差別化。

3.第二次課：學生分組討論自己學過并掌握的內容，小組之間、學生與教師之間進行互動交流，將學生學習消化知識點后提出的疑點難點通過該環節達到學習掌握的目的。由于該討論環節與講授環節分為兩次課進行，學生經過課堂之外的內化吸收后再討論可以提高討論效果，從而更容易激發學生的學習興趣。

總結

“對分課堂”教學模式下教師是課程課堂教學的主導者，學生是課堂內外學習活動的主體。在師生積極的良性互動過程中，能促進學生自學能力、應用知識能力、合作能力、表達交流能力的提升。在《工程光學》課程實施“對分課堂”教學模式過程中，如何克服學生學期末動機不足、作業抄襲等現象，如何制定有效且合理的作業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：

[1]杭州電子科技大學教務處.測控技術與儀器專業培養計劃[Z].杭州電子科技大學本科專業培養計劃，2015.

[2]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014，12（5）：5-10.

[3]王舒.對分課堂在英語視聽說課程的應用效果研究[D].汕頭大學，2016.

[4]杜艷飛，張學新.“對分課堂”：高校課堂教學模式改革實踐與思考[J].繼續教育研究，2016，（3）：116-118.

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）

Abstract：Engineering optics course is a professional core course of measurement and control technology and instrument specialty of Engineering Specialty in Colleges and universities，and it is the essential foundation for studying other professional courses. According to the characteristics of the "Engineering Optics" course，wide content coverage，strong theory，difficult to learn and teach，the teachers with PAD teaching method can make students participate in teaching activities，to stimulate student interest in learning，improve students' autonomous learning and independent thinking ability，so as to achieve better teaching effect.

Key words：PAD teaching；teaching reform；engineering optics