“科研反哺教學”在《應用光學》課堂教學中的應用探究

趙瑞

摘要：科研反哺教學是提高教學質量、培養創新人才的有效途徑之一。科研反哺教學不僅實現了科學研究的學術價值和教學價值，還提高了教學質量，提升了學生對科學研究活動的興趣，相關研究結果將為創新型人才培養教學模式的研究提供參考。

關鍵詞：科研;教學;《應用光學》

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）44-0205-02

一、前言

“科研反哺教學”作為一種將科研與教學有機結合起來的高等教育教學手段，利用發展較快的科研來對教學活動進行有效的幫助，實現科研和教學統一協調發展，不失為一種處理教學和科研關系的有效途徑。科研反哺教學需要教師將該學科領域的國際前沿、最新研究成果和實踐經驗融入專業教學中，并將科研成果最大限度地轉化為教學資源，從而培養學生的探究能力和創造性思維。本文以筆者在《應用光學》這門課程的教學為例，結合課題組的科研項目，將部分光學系統設計與應用方面的科研成果融入課堂教學環節，在提高教學質量和提高人才培養質量方面進行了一些有益的探索，取得了一些成效。

二、科研反哺教學的教學模式

（一）更新和豐富教學內容

《應用光學》課程作為光電信息科學與技術、光電信息工程、光學儀器、測控技術與儀器等專業基礎課和學位基礎課之一，也是后續專業課程的核心基礎課程之一，在課程體系中具有重要地位，因此，授課內容需要不斷發展和更新。然而，高等學校教材內容相對穩定，存在很大滯后性和局限性，不能完全反映本學科的研究進展，這就需要高校教師緊跟學科發展前沿，及時掌握學科科技發展動態，不斷擴充知識面和完善知識結構，將基礎理論與最新的研究成果及科技前沿有機結合，探索科研與教學相融合的途徑，并及時將目前具有代表性的科技創新、科學研究和實驗教學改革成果融入教學內容中，從而確保學生能夠學習與時俱進的內容，對于其他課程的學習、工程實踐、科研設計等都將有積極的作用。

筆者所在的課題組主要從事微流控光學技術研究，在微流體控制、基于液體透鏡的光學系統的設計及制作和仿真等方面都取得了較好的科研成果。在應用光學的授課過程中，講授到共軸球面系統的物像關系、平面鏡棱鏡系統、光學系統的成像質量等章節時，將本課題組有關液體棱鏡、液體變焦透鏡的光學系統方面的科研成果融入教學內容中，向學生介紹其工作原理、光學特性，并鼓勵學生走進實驗室，參與課題的設計與研究，進而達到增加課程內容的先進性、前沿性、實用性，拓展教學內容，借此培養學生的研究能力與創新思維，引導學生掌握解決實際問題的思維方式和研究方法。

（二）提高教師學術水平和教學能力

一名優秀的大學教師不僅要有扎實的專業基礎知識，掌握并能夠熟練運用先進的教學方法和教學手段，還需要具備一定的科研能力和學術水平。教師在從事科學研究的過程中，需隨時關注、了解、掌握學科發展的動態和最新研究成果。通過不斷查閱文獻、資料，參加各種學術會議和學術討論，提高自己的科研能力。教師一旦具備一定的學術水平，就能夠不斷完善自身的知識架構，做到學思結合，為課堂教學補充更具創造性、技術性和前瞻性的內容，更好地促進學生發展。當然，能否成功地將科研成果引入教學環節，還需要任課教師轉變觀念，認同科研育人的理念，并能夠積極主動地把科學研究的每一個課題、每一項成果都與教學密切聯系，并及時在教學內容中得到體現。

筆者在開展本科課堂教學的同時，鼓勵任教班級的學生積極參與到課題組的部分科研活動中。通過招募學生團隊，組建為期一年的大學生科技創新訓練計劃（STITP），將實驗室開放給STITP創新訓練團隊使用，促進“本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊”目標的達成，實現科研反哺教學。經過一年的科研訓練，本科生跟著指導教師開展原創性的研究或創造性的工作，極大地豐富了他們的實踐經驗，開拓專業視野的同時，也提升了他們的專業技能。這種將科研成果反哺于教學的方式，不僅使教師的科研成果得到進一步傳播、延續和再生，也促進大學生對所學基礎知識的掌握和理解，從而提高了他們的核心競爭力。

（三）培養學生創新意識和實踐能力

科研反哺教學的教學模式，將科研活動引入課堂理論教學，是培養大學生創新精神、實踐能力、科研能力最直接、最重要的措施，也是科研試驗平臺反哺教學的重要途徑。同時，科研實踐內容與課堂理論教學有機融合，可以克服課堂教學與實踐環節脫節的矛盾。科研反哺教學的教學模式，要求學生成為教學活動的“主角”。學生通過參與科研活動，逐步形成科學精神。教師以提升學生綜合素質為教學目的，靈活運用多種教學方法和手段，精心設計問題，輔以配套的實踐環節，豐富教學內容，激發學生的學習興趣;鼓勵學生積極參加各種學術活動，支持學生申報和開展各級大學生創新項目，從而培養學生創新意識和實踐能力。筆者在本科生課堂教學中，將仿真設計軟件Zemax引入《應用光學》課程的上機實踐教學體系;引導學生設計基于液體透鏡的大變倍比變焦光學系統，設計并仿真分析液體棱鏡陣列的控光特性等，這些教學實驗屬于微流控光學學科前沿的研究課題，比較受學生歡迎。通過安排一定數量的上機時間，讓學生從初步的軟件操作學習，到真正體會到“應用光學”的應用性，到成功掌握光學設計軟件Zemax的使用方法和光學設計相關的知識，從而達到以設計為主線，以提高學習能力、實踐能力、創新能力和研究能力為目的。

（四）助推大學科研教學管理

目前，多數高校的科研反哺教學的制度和機制是比較薄弱的，還沒有形成完善的保障體系，突出表現在學校層面缺乏對科研反哺教學工作進行有效的組織領導，沒有相應的考核制度和配套的激勵措施，甚至教師在科研反哺教學工作中所付出的勞動還沒能得到充分的認可與肯定等。這種管理體制不利于科研反哺教學活動的開展，甚至會導致教師開展科研反哺教學工作的積極性大大降低。

然而，教學與科研的統一是教學研究型大學的目標，因此，學校領導應敦促教學和科研管理部門建立一套科研反哺教學的制度和管理辦法，積極為科研反哺教學創造良好的政策環境，比如在考核、職稱評審和收入等方面有明確體現，并制定系列鼓勵措施，讓更多的教師形成科研反哺教學的意識，例如可以將科研成果引入教學的考核指標，并給予合適的經費支持;建立并完善教學支撐科研、科研反哺教學的激勵機制，建立健全相關保障制度，為以研促教營造良好的政策環境，以提高教師育人熱情，激發高水平科研平臺反哺教學的潛力。對創新實踐平臺的績效考核除項目、論文等科研成果外，還應包含開放服務工作、儀器設備利用率、完成教學任務及培養學生等方面，對績效考核優秀的平臺給予獎勵，激勵創新實踐平臺挖掘內在潛力，更積極主動地為教學和科研服務，實現科研反哺教學，進而使之成為一種新常態。此外，高校教師進行科研不僅要根據個人興趣和重大需求，也要考慮教學活動的需要，教師在日常工作中不能把科研和教學作為兩個相對獨立的工作，要主動把自身擁有的科研資源適時轉化為教學資源。

三、結語

科研反哺教學是高等學校自我完善的內在要求，也是國家對高校科研的必然要求。建立科學的反哺機制及多層次的反哺途徑有助于教學、科研的融合發展，是培養創新人才和順利開展創新事業的需要。科研反哺教學，將科研成果有效引入教學環節，提高教學質量的途徑是多方位的，能夠豐富教學內容，提升教學質量，突破重點難點，提升學習興趣，還能滲透科研思路，提升科研能力。此外，在大學生社會實踐項目、本科生導師制、服務學生成長導師團等學生培養環節進行了有益的探索，均獲得同學們的認可。實踐證明，實施科研反哺教學模式是教學、科研深度融合，保證教學質量，提高辦學水平的重要途徑，對于加快我國的應用型高等教育發展具有戰略意義。

參考文獻：

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