《光电技术导论》课堂教学改革探索*(2)
在师资配备上做到合理配置,搜集校内该领域的专家并分类建库,根据各位专家的研究专长进行专题趣味讲座形式的授课方式。可邀请对学校相关学院长年从事光电技术领域并取得显著成果的科研以及教学专家,这些专家知识系统完整,能够深入浅出的对枯燥知识进行趣味讲解,迎合了该门课程学生的身份特征,来提高学生的学习激情和最优化学习效果。
(二)针对同学们对光电信息技术的认知水平差异明显等问题
分析班级同学的所学专业、入学成绩以及生源地域等因素,总结和分析同学们的认知差异以及学习能力的差异。同时通过问卷调查的形式来总结班级同学对光电技术相关知识的认知差异。
合理利用并优化网络资源,通过微信公众号、QQ群、超星学习通等建立分层式学习资源库,利用线上自学、师生互动、生生互动等方式弥补同学们的认知差异。充分利用学校的网络教学平台资源,可设立入门知识,技术讲解,应用展示以及创新探索四个资源库,对网络学习资源进行分层式管理,使得不同认知水平的同学通过线上自学的方式能够得到有效的学习。
此外进行混合教学模式的改革,采用对分课堂和问题导向式教学相结合的教学方法。对于该课程的基础知识,线下教学计划采用对分课堂的形式进行教师讲授和学生PPT课堂呈现方式进行;对于该领域的热点研究课题,可以采用问题导向式教学方式,激发学生的学习激情和创新能力。
(三)针对当前教学过程中偏理论、偏技术、与实践脱节等问题
将技术呈现(简单易操作部分)、产品展示融入课堂教学。同学们通过直观形象的现象或产品加深对该领域理论知识的理解。在光电技术的每个主题讲解中,从技术应用化和产品化的角度出发,来加深同学们对知识电的理解和掌握。通过播放视频、图像或者动画的形式,将简单易操作的技术呈现到课堂学习当中。以光电探测技术为例,可通过动画的形式呈现光电二极管的工作原理,以图片的形式展示光电探测器的产品形式,以视频的形式播放光电探测的实际案例。
制作技术演示(操作条件相对复杂部分)实况录像。在录像中介绍技术设备、演示内容和注意事项,以及教师进行的示范操作,并对演示现象进行观察和思考,激发学习激情。以光通信主题的光纤色散为例,教师可以提前在实验室搭建实验平台,介绍激光器类型、偏振控制器的作用、复用器以及解复用器的功能、所测光纤的类型、模拟接收器以及示波器的个数和作用,该实验所呈现的结果都包含哪些知识点,为什么会这样以及在具体的通信环境中如何改善通信质量等。该类型实验所包含模块较多,需要注意偏振损耗、耦合损耗等因素,所以操作条件相对复杂,可通过实况录像的形式让同学们在有限的课堂时间进行了解和掌握。此外充分利用现有的实验室资源,通过项目实践提升同学们的动手能力和创新能力。
基于以上的改革思路和我校该门课程课时量有限的问题,还需研究课堂理论和项目实践之间合理的课时分配以及有效的考核方式,以实现我们开设导论课程的根本目标。
[1]李小莲.基于网络平台的《计算机导论》课程教学改革探讨[J].电脑知识与技术 ,2019(15):114-116.
[2]李凌霞,王晓,谢永红.“MOOC+SPOC+翻转课堂”的混合式教学改革实践—以《计算机导论》课程为例[J].实践与探索,2018(9):50-51.
[3]杜佳佳,石鑫,应俊.关于《电子学导论(全英授课)》教学改革探究[J].科教导刊 ,2019(22):160.
[4]唐灯平,凌兴宏,魏慧.新工科背景下的计算机网络类课程实践教学模式探索[J].计算机教育,2019(1):72-75.
[5]陈文文.基于现代教育技术的混合教学模式应用研究教育探索—以“雨课堂”在网络与信息安全课程的应用为例[J].发明与创新:职业教育 ,2019(8):7-8.
[6]单立娟,杨晶洁.浅谈开设专业导论课程的必要性[J].中国科技博览 ,2011(13):189-189.
《光电技术导论》课程是为通信工程、信息对抗、信息安全、电子、计算机等工科专业的新生开设的一门引导性专业基础课。它通过揭示光电信息类领域的特色,追溯这些特色的历史渊源,以及跟进这些特色的最新发展动向,展示该领域对社会发展的作用和贡献,让学生对该领域的整体发展有一个框架性的认识。本文旨在通过分析这门课程在教学过程中存在的问题,围绕本门课程的教学内容、教学手段、教学方式以及考核方式等方面进行研究和改革探索,使得同学们能够通过这门课的学习为之后的专业课程学习与职业规划打下一个良好的开端。目前国内外都对高校导论课程的教学模式进行了大量的研究[1-6],总结来看,当前的研究主要集中在基于网络平台的教学改革[1][3]。然而专业导论课程所存在的问题并不仅仅局限在网络教学上,需要在教学内容、教学模式、教学手段以及评价体系等方面进行研究。本文针对《光电技术导论》课程进行了研究和探索。一、《光电技术导论》教学过程中主要面临的问题包括(一)课程内容覆盖广、专业名词多、知识更新快等问题该课程是增加学生对当前先进的光电信息技术相关知识和发展动向的启蒙课程。课程内容覆盖范围广并涉及很多后续课程,具有内容广、概念多、教学难度大(即教学深度不易把控)等特点。在光电技术导论的教学过程中,有许多与其它课程相似的内容,比如《光纤通信》《激光原理》《传感器》等。老师同学刚接触该门课程,若不认真对待,很容易教授成各门专业课的课程简介。同时该门课程教学内容广泛(涉及激光技术与应用、光电通信、光电探测、光电传感、光学成像以及光电存储与显示等等),课时量有限(32课时),学生要在短时间内接触大量的相关专业知识,虽然可以让学生系统的了解本领域全貌,但是如果教学方法和内容选取不当会适得其反,这样就背离了该课的精髓进而导致同学们失去对此门课程的兴趣。而《光电技术导论》开设的一个重要目的就是让同学们对光电信息类专业有一个整体认识,引导大家对该专业的兴趣。因此如何进行教学方法和教学内容的选取是一个关键问题。(二)同学们对光电信息技术的认知水平差异明显虽然现在是一个信息高度发达的社会,同学们接触新技术、新知识的渠道数不胜数,然而受到地域、家庭环境、高考等诸多因素的影响,导致来自不同环境的同学对光电信息技术的认知水平差异明显。进而部分同学不能从专业的角度去思考问题,对所学过的知识理解不透彻。例如讲到激光医疗、激光制导、CCD成像、太赫兹通信等技术时,部分同学能够很快联系到日常生活应用当中,也有部分同学比较茫然,甚至对这些知识和名词闻所未闻。如何能够在讲授新知识的同时兼顾不用同学对光电技术类基础知识以及应用的认知差异,这对授课老师有较高要求。同时导论课程与其他专业课程有着明显差异,授课老师的专业知识必须具有一定的广度和深度,才可以把抽象、枯燥、理论的内容变得生动、形象、有趣且易懂。否则,照本宣科很容易使本课程变成各门专业课的“大杂烩”。(三)教学过程中偏理论、偏技术、与实践脱节等问题目前导论课程的教学模式主要还是以传统的教学模式为主,老师讲授的过程中侧重于讲授理论知识和技术原理,其劣势非常明显。大一学生刚进入大学校门,刚接触专业知识,虽然好奇但是费解,而且教师在有限的时间内讲授大量的专业知识,很难深入讲授,导致学生也难以理解。同时,教师讲学生听,缺少思考时间,学生的思维活动不够活跃,学习积极性受挫。此外本科院校的重要原则和目标就是培养应用型人才,因此理论和实践的合理分配、有机结合在教学过程中显得尤为重要。所以如何进行教学方式的改革,使理论和实践有机结合在一起也是一个问题。二、针对该课程所存在的以上问题,拟在课程教学内容、教学手段和方式、课程考核方式等方面提出具体的改革措施,具体如下(一)针对当前该课程存在的内容覆盖广、专业名词多、知识更新快等问题在教学内容上进行调整,坚持“精”“准”“新”。“精”即精炼,即内容上提炼出最能够涵盖该领域的关键知识点。课程内容可精炼为5个专题:激光技术以及应用、光通信技术概述、光电探测技术及应用、光传感技术及应用、光电存储与显示技术及应用。每一个专题都精选该领域的关键知识点进行原理性的概述和应用上的讲解。“准”即准确,即内容选取上要根据大一同学的认知水平、学习能力进行准确选择。针对每一个知识点,从日常生活自然现象中找切入点,引入专题知识,从应用的角度进行理论知识的讲解。以激光技术以及应用为例,我们从上课所用的激光笔引入激光方向性好的特点,从激光焊接引入激光能量高的特性,激发同学的学习兴趣,然后在讲述激光的发光原理(谐振腔的结构和原理),根据发光原理进一步解释激光所具备的各种特性,再根据每一个特性解释其应用(热效应—激光医疗,激光武器,机械应用,单色性—光谱分析等)。“新”即新颖,即教学内容要根据该领域的发展及时更新拓展,跟进研究热点和动向。课堂学习要紧跟研究动态、研究热点,及时了解该领域所取得的最新成果,在每一个专题都加入最新的国内外研究动态和成果,使学生及时了解掌握技术前沿。以光通信专题为例,可以在该专题加入太赫兹通信以及轨道角动量(OAM)的最新技术成果。在师资配备上做到合理配置,搜集校内该领域的专家并分类建库,根据各位专家的研究专长进行专题趣味讲座形式的授课方式。可邀请对学校相关学院长年从事光电技术领域并取得显著成果的科研以及教学专家,这些专家知识系统完整,能够深入浅出的对枯燥知识进行趣味讲解,迎合了该门课程学生的身份特征,来提高学生的学习激情和最优化学习效果。(二)针对同学们对光电信息技术的认知水平差异明显等问题分析班级同学的所学专业、入学成绩以及生源地域等因素,总结和分析同学们的认知差异以及学习能力的差异。同时通过问卷调查的形式来总结班级同学对光电技术相关知识的认知差异。合理利用并优化网络资源,通过微信公众号、QQ群、超星学习通等建立分层式学习资源库,利用线上自学、师生互动、生生互动等方式弥补同学们的认知差异。充分利用学校的网络教学平台资源,可设立入门知识,技术讲解,应用展示以及创新探索四个资源库,对网络学习资源进行分层式管理,使得不同认知水平的同学通过线上自学的方式能够得到有效的学习。此外进行混合教学模式的改革,采用对分课堂和问题导向式教学相结合的教学方法。对于该课程的基础知识,线下教学计划采用对分课堂的形式进行教师讲授和学生PPT课堂呈现方式进行;对于该领域的热点研究课题,可以采用问题导向式教学方式,激发学生的学习激情和创新能力。(三)针对当前教学过程中偏理论、偏技术、与实践脱节等问题将技术呈现(简单易操作部分)、产品展示融入课堂教学。同学们通过直观形象的现象或产品加深对该领域理论知识的理解。在光电技术的每个主题讲解中,从技术应用化和产品化的角度出发,来加深同学们对知识电的理解和掌握。通过播放视频、图像或者动画的形式,将简单易操作的技术呈现到课堂学习当中。以光电探测技术为例,可通过动画的形式呈现光电二极管的工作原理,以图片的形式展示光电探测器的产品形式,以视频的形式播放光电探测的实际案例。制作技术演示(操作条件相对复杂部分)实况录像。在录像中介绍技术设备、演示内容和注意事项,以及教师进行的示范操作,并对演示现象进行观察和思考,激发学习激情。以光通信主题的光纤色散为例,教师可以提前在实验室搭建实验平台,介绍激光器类型、偏振控制器的作用、复用器以及解复用器的功能、所测光纤的类型、模拟接收器以及示波器的个数和作用,该实验所呈现的结果都包含哪些知识点,为什么会这样以及在具体的通信环境中如何改善通信质量等。该类型实验所包含模块较多,需要注意偏振损耗、耦合损耗等因素,所以操作条件相对复杂,可通过实况录像的形式让同学们在有限的课堂时间进行了解和掌握。此外充分利用现有的实验室资源,通过项目实践提升同学们的动手能力和创新能力。基于以上的改革思路和我校该门课程课时量有限的问题,还需研究课堂理论和项目实践之间合理的课时分配以及有效的考核方式,以实现我们开设导论课程的根本目标。【参考文献】[1]李小莲.基于网络平台的《计算机导论》课程教学改革探讨[J].电脑知识与技术 ,2019(15):114-116.[2]李凌霞,王晓,谢永红.“MOOC+SPOC+翻转课堂”的混合式教学改革实践—以《计算机导论》课程为例[J].实践与探索,2018(9):50-51.[3]杜佳佳,石鑫,应俊.关于《电子学导论(全英授课)》教学改革探究[J].科教导刊 ,2019(22):160.[4]唐灯平,凌兴宏,魏慧.新工科背景下的计算机网络类课程实践教学模式探索[J].计算机教育,2019(1):72-75.[5]陈文文.基于现代教育技术的混合教学模式应用研究教育探索—以“雨课堂”在网络与信息安全课程的应用为例[J].发明与创新:职业教育 ,2019(8):7-8.[6]单立娟,杨晶洁.浅谈开设专业导论课程的必要性[J].中国科技博览 ,2011(13):189-189.
文章来源:《光学与光电技术》 网址: http://www.gxygdjs.cn/qikandaodu/2021/0128/328.html