賀澤龍 智清雙 夏琦 李亞東 張萬里 隆小江

摘要：光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)物理學(xué)與電子類本科生專業(yè)實(shí)踐素養(yǎng)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革的目的是以理論為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐為主，倡導(dǎo)“做中學(xué)、學(xué)中做”。根據(jù)長(zhǎng)江師范學(xué)院的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)模式，以物理與電子類課程體系為依據(jù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用性，形成實(shí)踐開放化格局，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程教學(xué)質(zhì)量，保障創(chuàng)新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)課程；創(chuàng)新能力培養(yǎng)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）32-0142-02

1 基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必要性

美國(guó)的工程院提出了2020年工程師需要必備的關(guān)鍵素質(zhì)：分析能力、創(chuàng)造力、溝通能力、管理能力、終身學(xué)習(xí)能力等。這也為我校建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)，以及如何培養(yǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新型人才提供了新思路。[1-4]在我國(guó)提倡創(chuàng)新的大環(huán)境下，高校培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才的重點(diǎn)是實(shí)踐應(yīng)用。因此，實(shí)施專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程成為高等學(xué)校教育教學(xué)當(dāng)中非常重要的環(huán)節(jié)。針對(duì)本學(xué)科和學(xué)校教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有狀況，光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐的教學(xué)改革也是必然選擇。這是對(duì)目前光學(xué)理論課程教學(xué)成果的驗(yàn)證與拓展，同時(shí)也是將課本理論知識(shí)轉(zhuǎn)成實(shí)踐能力的一個(gè)重要過程，同時(shí)它也是探究科學(xué)、生產(chǎn)和生活規(guī)律的必要手段。

針對(duì)我校電子信息工程學(xué)院現(xiàn)有專業(yè)，物理與電子類專業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)具備較強(qiáng)的基本理論、基本知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)際教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的合理構(gòu)建對(duì)于能否將學(xué)生培養(yǎng)成創(chuàng)新型人才起著尤為重要的作用。就重慶市區(qū)域內(nèi)與物理、電子類相關(guān)的高新技術(shù)企業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)來看，我校學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)中工作將會(huì)大有作為。[5-6]學(xué)生就業(yè)后不僅需要具有產(chǎn)品加工過程中實(shí)際操作的能力，還需要有一定的新工藝開發(fā)能力，這是產(chǎn)業(yè)布局變化和產(chǎn)品更新?lián)Q代發(fā)展的必然趨勢(shì)。 因此，這需要學(xué)生有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力，以及獨(dú)立提出實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，但目前我校物理與電子類專業(yè)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其是光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中存在一些問題，與培養(yǎng)創(chuàng)新型、高水平應(yīng)用型本科生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的要求還存在一定的差距。存在的主要問題有：（1）課程體系構(gòu)建方面。與光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理與電子類實(shí)踐課程教學(xué)的重要部分，對(duì)于光的干涉、衍射、偏振的研究是光學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的一個(gè)重要專題。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所開設(shè)的光學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，往往缺乏知識(shí)的系統(tǒng)性和延展性，學(xué)生對(duì)原理和規(guī)律認(rèn)識(shí)不深，難以發(fā)掘設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的空間，嚴(yán)重削弱了光學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教育功能。（2）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方面。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主且過于簡(jiǎn)單，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置較少，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)更是缺乏，并且現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相互獨(dú)立，沒有形成一個(gè)相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)體系。 （3）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方面。實(shí)訓(xùn)課及畢業(yè)設(shè)計(jì)中理論和模擬課題較多，創(chuàng)新性課題比例較少，不利于學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提高綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，并降低了?duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和重視，這也導(dǎo)致了設(shè)備利用率不高。

由此可見，在注重能力培養(yǎng)的今天，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)滿足不了我校物理與電子類大學(xué)生的要求，無法提高學(xué)生的專業(yè)興趣，難以優(yōu)化創(chuàng)新應(yīng)用型大學(xué)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。因此，我們將探索基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與模式，從而發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的重要作用。

2 光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義

物理類和電子類專業(yè)培養(yǎng)的創(chuàng)新型人才應(yīng)該具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能。基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系是否合理，對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新性的應(yīng)用型人才起著重要的作用。就涪陵與物理和電子類相關(guān)的高新技術(shù)企業(yè)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，我校學(xué)生將來畢業(yè)后到企業(yè)中將會(huì)大有作為。將來他們不僅需要具有產(chǎn)品加工過程中實(shí)際操作的能力，還需要有一定的新工藝開發(fā)能力，這是產(chǎn)業(yè)布局變化和產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求。但是這需要學(xué)生有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力，以及獨(dú)立提出實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

通過對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的研究與探索，可以構(gòu)建光學(xué)基礎(chǔ)及綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，給學(xué)生營(yíng)造從理論學(xué)習(xí)到應(yīng)用性學(xué)習(xí)的漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)物理學(xué)與電子類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[4-5]因此，光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用于創(chuàng)新型人才能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐具有非常重要的實(shí)際意義，對(duì)物理學(xué)與電子類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革具有一定的研究?jī)r(jià)值，能夠在我校發(fā)展成為應(yīng)用型強(qiáng)校的過程中發(fā)揮積極的促進(jìn)作用。

3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)課程研究與實(shí)踐。

3.1 建立多層次課程體系

在光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程中，我們需要讓學(xué)生知道做什么，以及為什么做，更重要的一點(diǎn)是如何做。在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)操作過程以及數(shù)據(jù)采集處理過程中，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。通過對(duì)我校學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的具體問題的分析，提出一套基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。這套體系將更富有知識(shí)性和創(chuàng)新性，具體實(shí)施過程如圖 1 所示。 圖1 多層次的基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)課程體系示意圖

3.2 開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們應(yīng)從研究光在介質(zhì)中的傳播、光的波動(dòng)性，光學(xué)為生產(chǎn)技術(shù)提供的精密測(cè)量、快速、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)手段和不斷發(fā)展的光學(xué)測(cè)量技術(shù)等方面考慮，開設(shè)一系列綜合性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)。使學(xué)生從物理概念、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)入手來了解光的本質(zhì)，并掌握相關(guān)的技術(shù)和應(yīng)用，拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)眼界和思路，在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生帶著思考去做實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的本質(zhì)。這是我們教學(xué)的重點(diǎn)，也成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的重中之重。

3.3 創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)

開展基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神，以綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課題來培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)。建立發(fā)明創(chuàng)新學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，學(xué)生們以小組為單位，自由組合，每個(gè)小組設(shè)有一個(gè)組長(zhǎng)，小組討論自主設(shè)計(jì)研究課題，查詢資料，與指導(dǎo)老師討論實(shí)驗(yàn)原理與方法，確定實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)方案可行性，準(zhǔn)備就緒后實(shí)驗(yàn)室自主搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行自主研究性實(shí)驗(yàn)，這整個(gè)過程通常需要6至8周的時(shí)間，在得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，作數(shù)據(jù)處理分析，完成所進(jìn)行的研究性實(shí)驗(yàn)的課程論文，由小組共同推薦出答辯人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)論文答辯。在綜合性光學(xué)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性光學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，可以加強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中同學(xué)之間的相互協(xié)作能力。學(xué)生可以自行組隊(duì)，實(shí)行開放式管理。每組學(xué)生可以根據(jù)自身實(shí)際情況來確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間和內(nèi)容，實(shí)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選題需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的審核通過。同時(shí)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，每組學(xué)生要先了解實(shí)驗(yàn)背景，然后學(xué)習(xí)相關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)，自行思考相關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的正確性，光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，最后具體實(shí)際操作，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成光學(xué)實(shí)驗(yàn)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師可以引導(dǎo)學(xué)生將注意力重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)探究上。在基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中潛移默化的給學(xué)生建立起實(shí)踐和創(chuàng)新思維。這正是我們希望能深入探討的課題。物理與電子類專業(yè)方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)具備現(xiàn)代科技素質(zhì)的高質(zhì)量高層次創(chuàng)新和應(yīng)用型人才的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此建立一種適合當(dāng)代科技發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力，不僅是目前高等院校教育教學(xué)改革面臨的問題之一，也是我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要不斷改變和提升的重要工作內(nèi)容。

3.4 引入教師的科研內(nèi)容，豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在創(chuàng)新性光學(xué)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上，可以將部分教師所從事的有關(guān)光學(xué)的科學(xué)研究成果納入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中來。將科學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為光學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，使創(chuàng)新性光學(xué)實(shí)驗(yàn)有充分的科學(xué)研究課題，這將進(jìn)一步拓寬創(chuàng)新光學(xué)基礎(chǔ)及綜合實(shí)驗(yàn)的研究范圍。不僅能保證創(chuàng)新光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新性與研究性，而且可以解決部分創(chuàng)新性較強(qiáng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足的問題。鼓勵(lì)高年級(jí)本科生參與其中，學(xué)生在教師的科學(xué)引導(dǎo)下，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性的光學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，充分鍛煉學(xué)生的基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用能力。

3.5 構(gòu)建開放式光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

由于我院目前實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)地有限，實(shí)驗(yàn)時(shí)間相對(duì)集中，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排時(shí)全部統(tǒng)一時(shí)間是不現(xiàn)實(shí)的，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生有可能將實(shí)驗(yàn)和查閱文獻(xiàn)等內(nèi)容結(jié)合起來，這就無法保證學(xué)生日常都能在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，相反在晚上和周末卻有可能在工作。這就可以通過基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)的建立，培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，使學(xué)生能夠利用課余時(shí)間來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)實(shí)施。學(xué)生也可以利用光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)自己感興趣的創(chuàng)新性光學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以靈活的安排時(shí)間，充分利用實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備，可以為學(xué)生提供課外進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)，這有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)研究興趣，最終使實(shí)驗(yàn)室能夠成為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)室既要自由靈活開放，又要有條不紊，保證實(shí)驗(yàn)室的高效和安全。

4 結(jié)束語

充分利用光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建立能充分體現(xiàn)我校特色的基于光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的多層次教學(xué)體系。使學(xué)生能夠在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面并重發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生具有：1） 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作態(tài)度和科學(xué)研究作風(fēng)；2） 光學(xué)實(shí)驗(yàn)所需求的敏銳觀察力與綜合判斷力；3） 從事科學(xué)研究的分析法與綜合法；4） 開展光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的創(chuàng)新意識(shí)；5） 科學(xué)研究中的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。最終實(shí)現(xiàn)利用光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。

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