《集成光学》实验教学改革的探索与实践

2022-11-20

实验是进行科学研究、培养能力的有效手段。实验教学是高等学校培养高级专门人才的重要实践性教学环节, 它在培养学生动手能力、创新精神和科学素养等方面有着理论教学不可替代的作用[1]。因此, 作者结合《集成光学》课程特点, 对其实验教学改革进行了积极探索, 并提出了一些改革措施。

一、实验教学存在的问题

(一) 对实验教学的重要性认识不足。

长期以来, 高等教育中一直存在重理论轻实践的倾向, 重视知识的传授, 轻视能力的培养;同时实验教学大多依附于课堂教学, 相当的学生对实验课是敷衍了事。《集成光学》课程也不例外, 64学时的课程只有8学时的上机实验, 而且均为验证性实验, 学生即使不能深刻地理解理论知识, 也能顺利完成实验, 这就致使学生更加不重视实验课程的学习了。

(二) 实验教学内容单一。

现有的实验教学内容均为验证性实验, 缺少综合性、设计性实验。实验教材起点低, 编写详细, 附有具体的操作过程, 学生只要照葫芦画瓢就可以完成实验任务, 而用不着去查资料、思考和创新, 很难发挥学生的主观能动性, 极大地限制了学生独立思考能力和创新能力的培养。

(三) 实验教学模式有待创新。

由于《集成光学》课程理论抽象, 当前大多数实验仍然采用的是“填鸭式”教学, 实验前由老师集中详细讲授实验目的、原理和步骤, 甚至操作示范, 这种授之以鱼的教学方法是不可取的, 存在“三多三少”的弊端[2], 即:传授知识多, 培养能力少;注入式教法多, 启发式教法少;被动的程序式实验多, 主动的设计式实验少。学生实验时只需要按照实验指导书规定的内容、步骤, 按部就班。整个实验过程中学生处于一种被动盲目的状态, 缺少参与实验的主动性和积极性。

(四) 实验教学缺乏明确的考核方式和评分标准。

一直以来, 实验课程的最终考核成绩大多是根据教师的印象和其他相应理论课程的考试成绩作为参考而给定的, 这在某种程度上是非常不公平和不合理的考核方式。同学们也普遍认为只要到场做实验, 交了实验报告就能及格, 这样会使学生轻视实验教学, 不利于激发学生对实验教学的兴趣和积极性。

二、实验教学的改革措施

(一) 实验教学观念转变。

实验教学是在一定理论指导下, 通过引导学习者的实践活动, 从而传承知识, 形成技能, 发展能力, 提高综合素质的教学活动。实践是理论的源泉, 理论是实践的总结和升华, 从理论到实践, 从实践到理论, 是掌握、探索和创新知识的基本规律和基本途径。因此, 理论教学与实践教学的关系不是主从关系, 而是辩证统一的关系, 是相对独立、相互依存、相互促进的同一教学体系的两个方面。它是培养学生创新精神和实践能力的重要手段, 是提高学生综合素质的关键环节, 是当前高校教学改革的重要内容。只有树立正确的观念, 才能使实验教学真正起到培养创新精神和实践能力的目的。

(二) 实验教学内容改革。

实验教学内容的改革是《集成光学》实验课程改革的核心之一, 也是实验教学改革的难点和重点。对于学生掌握基本原理具有深刻意义的验证性实验进行了压缩和整合, 并根据新的培养计划和教学要求改革了实验教学内容, 增加了大量综合性和设计性实验, 拓宽了学生的知识面, 培养了学生的创新思维能力和创造意识。其中, 综合性实验内容涉及本课程的综合知识, 有些还涉及到相关课程的知识, 一般每一个实验都是两个或两个以上二级学科知识的有机结合;设计性实验则给定实验目的和要求, 学生通过自己查阅文献或在老师的指导下, 独立或多人协作共同设计实验方案并加以实现。改革后, 实验内容立足于实验设计方法与过程, 具有启发性、先进性、综合性、实用性和多元化, 以培养学生分析问题和解决问题的能力。

(三) 实验教学模式改革。

在实验教学模式改革方面, 要求老师把功夫用在“授之以渔”上, 侧重于引导, 把思考、讨论、总结的时间留给学生, 让他们自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结。打破传统实验教学中, 只有老师讲授, 没有学生自己讨论与思考的模式。鼓励学生相互讨论、查阅资料、自行设计, 支持学生开展实验性尝试性的工作;引导学生运用专业知识去解决实际问题;逐渐从示范性、验证性实验教学向设计性、研究性、综合性、实用性转变, 培养学生实验设计能力、实验研究能力、综合分析能力以及解决实际问题的能力和创新能力。这样一来, 将以老师为中心的实验教学模式改变为以学生为中心的实验教学模式, 即实现师生角色的转变。在具体教学中可以采用学生主体式、教师主导式教学法;合作学习式教学法;基于问题式教学法等方法。

(四) 实验教学考核方式改革。

合理的评定实验成绩, 能有效调动学生的积极性, 是直接影响教学质量好坏的一个不容忽视的重要因素。建立完整的实验教学考核制度, 不仅能检验学生学习实验教学的效果, 还可以全面地体现学生掌握知识的水平、能力强弱和素质的高低。因此, 改革实验成绩评定办法即改革实验考核方式是十分必要的。本课程在这方面也进行了积极的探索, 将实验课程的成绩独立评定, 而不是将实验课的成绩作为课程平时成绩的一部分, 考核不合格的同学需要单独重修实验课程。同时, 制定了明确的成绩考核标准, 减少了考核的任意性和教师评分的主观性, 这样就能够较客观地反映学生对实验的学习态度和动手、动脑能力, 有效地调动学生的学习积极性了。

实验教学改革是整个教学改革中的重要组成部分, 决不是一蹴而就的事情, 需要我们不断的研究、探索, 完善教学体系, 最终提高教学质量。

摘要：《集成光学》作为光信息科学与技术专业的一门重要专业基础课, 其实验教学是本课程的重要教学环节, 是指导学生理论联系实际, 培养学生综合素质和创新意识的重要途径。根据《集成光学》课程的教学内容和课程改革的内在要求, 通过分析实验教学中存在的问题, 有针对性地提出了转变教学观念, 改革教学内容、教学方法和考核方式等措施, 并通过实践努力提高学生的综合素质和创新能力。

关键词：光信息专业,集成光学,实验教学改革