許業(yè)軍

（池州學(xué)院機電工程學(xué)院；量子信息與光電信息交叉研究中心，安徽池州247000）

近年來，我國光電信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)對光電信息類人才需求逐年增加。為適應(yīng)社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展，眾多應(yīng)用型本科高校積極開設(shè)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)，以安徽省為例，如：池州學(xué)院、皖西學(xué)院、黃山學(xué)院、安徽科技學(xué)院等?！肮こ坦鈱W(xué)”作為高校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程，學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，將對光學(xué)基本概念、基本原理和典型光學(xué)系統(tǒng)有較為深刻的認(rèn)識，并為學(xué)習(xí)光學(xué)設(shè)計、光電信息等后續(xù)應(yīng)用性強的課程打下堅實的基礎(chǔ)。由于是新專業(yè)、新課程，“工程光學(xué)”授課教師難免在教學(xué)過程中面臨諸多實際問題，且應(yīng)用型本科高校以培養(yǎng)應(yīng)用性人才為目標(biāo)[1]，課程教學(xué)還必須體現(xiàn)工程技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)向，因此，有必要對“工程光學(xué)”課程進行教學(xué)改革，旨在提高課程教學(xué)質(zhì)量、強化學(xué)生工程應(yīng)用和實踐能力、增強學(xué)生創(chuàng)新意識、提升學(xué)生應(yīng)用性職業(yè)素質(zhì)。

1 “工程光學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容知識點過多、理論性偏強

“工程光學(xué)”課程內(nèi)容分為上下獨立的兩篇[2]，上篇是從幾何學(xué)視角描述光的傳輸及成像特點的幾何光學(xué)，下篇是從電磁學(xué)角度闡述光的特性和其傳播規(guī)律的物理光學(xué)。幾何光學(xué)部分知識點多、概念抽象，學(xué)生往往難以記憶和掌握，物理光學(xué)理論性強、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)繁雜。課程內(nèi)容本身偏重理論性，對知識的工程性和應(yīng)用性關(guān)注度不高，導(dǎo)致理論和應(yīng)用實際脫節(jié)。尤其對于應(yīng)用型本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用性人才為己任，“工程光學(xué)”作為一門集理論、技術(shù)、工程應(yīng)用為一體的課程，既要立足光學(xué)基本理論，又需著力工程應(yīng)用[3]，如何把握課程理論講授深度、合理編排教學(xué)內(nèi)容、突出應(yīng)用性導(dǎo)向是授課教師亟待解決的教學(xué)問題。

1.2 課程教學(xué)考核方式過于單一

受傳統(tǒng)教學(xué)理念和教程內(nèi)容的影響，目前“工程光學(xué)”教學(xué)效果評價往往只側(cè)重于考查學(xué)生對理論知識的掌握情況，造成教學(xué)目標(biāo)趨于一致性，忽略了對學(xué)生實踐應(yīng)用能力的考核。在教學(xué)輔導(dǎo)方面，每章節(jié)往往只安排一套習(xí)題“教、練、講”，并未考慮學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)的差異性。尤其，現(xiàn)行課程考核方式主要以期末考試為主(約占總成績的70%)，平時成績(約占30%)也主要考察學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況，造成學(xué)生課程學(xué)習(xí)以應(yīng)付考試為目的，與“工程光學(xué)”課程學(xué)習(xí)目標(biāo)相悖。

1.3 課堂教學(xué)學(xué)生參與度低、實踐性弱

“工程光學(xué)”課堂授課模式常見于板書為主并輔以多媒體講解，“板書+多媒體”的固定教學(xué)模式和“灌輸式”的教學(xué)方法嚴(yán)重限制了課堂教學(xué)的豐富性、實用性、特色性，整個教學(xué)活動未改變教師唱“獨角戲”的單向性教學(xué)現(xiàn)狀，教學(xué)過程學(xué)生主動性差、參與度低，不能有效發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性[4]，實際教學(xué)效果差強人意。此外，“工程光學(xué)”課程注重理論教學(xué)是高校普遍現(xiàn)象，教師對實踐性課堂教學(xué)缺乏足夠重視，學(xué)生在實踐教學(xué)中的主體作用不能充分發(fā)揮。

1.4 課后教學(xué)討論交流不暢

隨著我國高等教育由精英教育向大眾教育推進，師生關(guān)系淡化嚴(yán)重，師生溝通交流普遍較少。多數(shù)應(yīng)用型本科高校以教學(xué)為中心，教師教學(xué)任務(wù)繁重客觀上導(dǎo)致了師生接觸機會少、缺乏彼此了解、情感生疏，就“工程光學(xué)”課程而言，學(xué)生對課程存在興趣不高、重視不夠等問題，教師雖可利用QQ、微信、郵箱等網(wǎng)絡(luò)工具建立課后交流渠道，但現(xiàn)實中多數(shù)學(xué)生很少主動利用網(wǎng)絡(luò)平臺與授課教師開展課程教學(xué)討論，師生交流缺乏有效“紐帶”和“媒介”，使得網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)反饋功能很難發(fā)揮，造成教師不能及時準(zhǔn)確掌握學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況。

2 “工程光學(xué)”課程教學(xué)改革與實踐

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出課程“應(yīng)用性”

“工程光學(xué)”教學(xué)內(nèi)容基本局限于傳統(tǒng)的幾何光學(xué)和波動光學(xué)。該課程內(nèi)容本身側(cè)重理論闡述。對于應(yīng)用型本科高校光電信息類專業(yè)，必須突出課程的技術(shù)應(yīng)用背景，教師需要擺脫教材局限性，對傳統(tǒng)授課內(nèi)容進行優(yōu)化，力求做到既要強化基礎(chǔ)知識，又要引入工程應(yīng)用技術(shù)及前沿課題，以適應(yīng)應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，可對教學(xué)大綱進行調(diào)整，對授課內(nèi)容進行合理精簡，刪除基礎(chǔ)性交叉課程內(nèi)容，適當(dāng)增加前沿知識，教學(xué)過程突出知識體系的重難點，如：大學(xué)物理已講授光的干涉和衍射等內(nèi)容，“工程光學(xué)”課程可將這些內(nèi)容進行刪減，增加光纖光柵、激光原理、量子光學(xué)等現(xiàn)代光學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生了解更多現(xiàn)代光學(xué)前沿知識，拓展學(xué)生知識面。其次，教學(xué)內(nèi)容整體要突顯課程應(yīng)用性，教師在傳授基礎(chǔ)理論的同時，注重理論和具體實際應(yīng)用相聯(lián)系，找準(zhǔn)基礎(chǔ)理論和科技前沿課題的結(jié)合點，將學(xué)生的目光更多地引入工程實際，注重從工程實際問題出發(fā)討論光學(xué)原理，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和解決工程實際問題的能力，例如，在介紹平面鏡特性中的杠桿原理時，啟發(fā)學(xué)生能否對光學(xué)比較儀進行改進，使得光學(xué)杠桿獲得更大的放大倍數(shù)；在講授“透鏡”相關(guān)概念和理論時，拓展介紹“負(fù)折射率透鏡”的理論和性質(zhì)，組織探討負(fù)折射率透鏡在“空中成像”技術(shù)中的應(yīng)用。

2.2 對教學(xué)目標(biāo)、指導(dǎo)、考評進行分層設(shè)計

光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是集光信息科學(xué)與技術(shù)、光電子技術(shù)科學(xué)、信息顯示與光電技術(shù)、光電信息工程、光電子材料與器件五個專業(yè)為一體的“新工科”專業(yè)，專業(yè)背景本身決定了人才職業(yè)培養(yǎng)的多元化，且同一班級學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、數(shù)理基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等方面?zhèn)€體差異明顯，因此開展分層化教學(xué)十分必要。首先，對教學(xué)目標(biāo)進行分層，針對數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)不宜過高，教學(xué)力求簡化繁雜的公式推導(dǎo)，重理論的工程應(yīng)用介紹；對于數(shù)理基礎(chǔ)扎實、學(xué)習(xí)興趣濃厚、學(xué)習(xí)能力較強、學(xué)習(xí)態(tài)度端正的同學(xué)，要求其在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，增加學(xué)習(xí)難度，熟悉理論知識的來龍去脈，學(xué)會獨立思考光學(xué)現(xiàn)象背后的理論基礎(chǔ)，開發(fā)其發(fā)散思維，尋求理論在實際技術(shù)應(yīng)用方面的可行性；其次，對教學(xué)指導(dǎo)進行分層，考慮到學(xué)生未來的學(xué)業(yè)規(guī)劃不同(主要分為：“考研”和“就業(yè)”)，對于欲考研同學(xué)，精心收集近年來國內(nèi)高?！肮こ坦鈱W(xué)”考研真題并按章節(jié)進行分類，每周固定時間組織例題、習(xí)題、真題討論，此舉在夯實課程理論基礎(chǔ)、提高答題技巧等方面取得良好的效果。對于直接就業(yè)的學(xué)生，只要求其認(rèn)真完成平時布置的章節(jié)習(xí)題、理解基本光學(xué)理論即可，但重點考核其對光學(xué)設(shè)計軟件的使用以及對章節(jié)涉及的典型工程問題的分析能力；最后，對平時成績進行分層考評，因“工程光學(xué)”課程安排有課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以池州學(xué)院為例，教學(xué)規(guī)定成績評定可按期末考試成績和平時成績各占50%的比例計入總成績，此舉一定程度上打破了“唯考試論英雄”的考核弊端，為平時成績分層考核打開了新局面。池州學(xué)院“工程光學(xué)”課程期末考試整體偏重基礎(chǔ)理論知識的掌握，但每種題型會設(shè)置有1-2題的綜合題用來考核學(xué)生對光學(xué)知識的綜合運用能力，雖然期末考試一定程度上對考研同學(xué)有利，但是面向就業(yè)的同學(xué)會往往在實踐教學(xué)過程中獲得較高的平時成績，總體來說，此分層考核方式較好地反映了學(xué)生平時的學(xué)習(xí)態(tài)度，兼顧了對應(yīng)用實踐能力的考核。

2.3 加強課堂教學(xué)的“實踐性”，提高學(xué)生參與度

“工程光學(xué)”課程內(nèi)容因其理論性強、光學(xué)圖多等特點，“板書+多媒體”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式一時難以改變，但可根據(jù)課程特點開展特色化課堂教學(xué)、在“師授生學(xué)”的傳統(tǒng)授課模式下增加課堂教學(xué)的互動性、應(yīng)用性、開放性。對課程內(nèi)容進行篩選、優(yōu)化以及多媒體輔助，課堂教學(xué)效率得到提高，釋放了課堂時間，為增加課內(nèi)實踐教學(xué)創(chuàng)造了條件?！肮こ坦鈱W(xué)”課程可開展兩類課內(nèi)實踐，一類開展“圍繞光學(xué)原理設(shè)計特定功能光學(xué)裝置的可行性討論”，通過對學(xué)生進行分組(如：以寢室為單位)，提前將所需光學(xué)原理及完成何種功能的題目公布，兩周后專門利用2課時，將講臺讓給學(xué)生，讓各組分別匯報設(shè)計理念、解決途徑、實物展示以及存在的問題，期間老師和臺下同學(xué)可自由提出設(shè)計中存在的問題與不足，如：在組織討論“平面鏡杠桿原理在水準(zhǔn)儀中應(yīng)用的可行性分析”時，有同學(xué)帶來簡易設(shè)計裝置，也有同學(xué)提出如何利用重力快速保持凸透鏡的水平性問題，現(xiàn)場討論非常熱烈。另一類課內(nèi)實踐方式為“專業(yè)軟件實踐學(xué)習(xí)成果匯報”。ZEMAX是一款綜合性能很好的光學(xué)設(shè)計仿真軟件，在實際生產(chǎn)和科研中均有廣泛的應(yīng)用。在“工程光學(xué)”課堂教學(xué)中，教師提出多個課外設(shè)計任務(wù)，依據(jù)學(xué)生分組選擇不同任務(wù)，并在課內(nèi)實踐課時，向其他同學(xué)匯報設(shè)計成果，過程中學(xué)生不僅了解了實際光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計基本方法、加深了對課堂內(nèi)容的理解，而且因各組任務(wù)不同，涉及的軟件功能也有區(qū)別，匯報可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)ZEMAX軟件的效率。

2.4 推行“本科生助教制”，促進師生課程交流

“大學(xué)助教”起源于19世紀(jì)末哈佛大學(xué)創(chuàng)立的研究生助教制度。我國高等院校建立研究生助教制度的主要目的是為了緩解高校擴招造成的師資數(shù)量不足，經(jīng)過經(jīng)20年的發(fā)展，研究生助教制度在我國高等教育進程中發(fā)揮了舉足輕重的作用，成為高等教育制度中的重要組成部分。對于多數(shù)應(yīng)用型本科高校來說，尤其是地方應(yīng)用型本科高校，并無研究生學(xué)位授予權(quán)，不承擔(dān)研究生培養(yǎng)任務(wù)，顯然研究生助教制度無法實施，且這類高校以教學(xué)為中心，教師教學(xué)任務(wù)繁重，因此，在此類高校嘗試本科生助教制度顯得尤為必要?！肮こ坦鈱W(xué)”課程可推行本科生助教制度，從任課班級選拔學(xué)生助教數(shù)名，主要負(fù)責(zé)協(xié)助授課教師輔導(dǎo)答疑、作業(yè)批改、組織課堂討論等輔助性教學(xué)工作；更重要的是，可作為師生交流的“橋梁”和“媒介”，將班級同學(xué)在課程學(xué)習(xí)中遇到的問題及時向老師反饋，使老師能夠根據(jù)實際情況快速對教學(xué)計劃進行合理調(diào)整，尤其，助教十分有利于對一些因性格內(nèi)向等原因不愿主動和老師交流的同學(xué)開展同學(xué)間的接觸和課程輔導(dǎo)；此外，助教團成員是課下組織課程討論的發(fā)起人，他們的“頭雁效應(yīng)”可有效帶動了學(xué)生課程學(xué)習(xí)的積極性。

3 結(jié)論

“工程光學(xué)”作為“新工科”建設(shè)下的新課程，在整個光電信息類專業(yè)課程體系中具有“承上啟下”的關(guān)鍵作用。本文針對“工程光學(xué)”課程內(nèi)容特點、教學(xué)現(xiàn)狀以及應(yīng)用型本科高校應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向，對該課程教學(xué)進行改革，經(jīng)在池州學(xué)院實施后，取得了良好的教學(xué)效果。課程教學(xué)改革之路沒有終點，改革永遠(yuǎn)在路上，應(yīng)用型本科高?！肮こ坦鈱W(xué)”教學(xué)建設(shè)需要廣大授課教師積極參與教學(xué)改革，不斷提升課程教學(xué)效果，進一步提高光電信息類應(yīng)用性人才培養(yǎng)質(zhì)量。