關(guān)于深化光電檢測技術(shù)課堂教學(xué)的幾點思考*

魏英智張曉蘭徐寶玉劉炳勝田雪松丁紅偉

(黑龍江科技大學(xué)理大學(xué)黑龍江 哈爾濱150022)

*2012年黑龍江科技大學(xué)教學(xué)研究項目重點資助項目“光電檢測系列課‘做中學(xué)’教學(xué)模式的探討與實踐”,項目編號：149；2012年黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實驗?zāi)M演示系統(tǒng)的開發(fā)”，項目編號：GBB1212058

摘 要：結(jié)合光電檢測技術(shù)課堂教學(xué)實踐，闡述了深化課堂教學(xué)改革的幾點思考，主要體現(xiàn)在以下4個方面,即問題研究教學(xué)法的靈活運用能有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；理論教學(xué)與實驗、生活實際的有機結(jié)合能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及其潛能；學(xué)生成就感、自信心的建立能激發(fā)學(xué)生對知識探索的熱度；多種教學(xué)手段的綜合運用,能有效提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率.

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)光電檢測問題研究教學(xué)法自信心多種教學(xué)手段

收稿日期：(2014-07-30)

作者簡介：魏英智(1967-)，女，碩士，教授，主要從事物理及光電檢測技術(shù)教學(xué).

1引言

《光電檢測技術(shù)》課程是現(xiàn)今很多專業(yè)的必修課程.它是一門將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合起來，研究光與物質(zhì)相互作用的新興學(xué)科，它以其非接觸、高精度、高速度、實時等特點成為現(xiàn)代檢測技術(shù)最重要的手段和方法之一，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航空航天以及日常生活中皆有著非常廣泛的應(yīng)用.光電檢測技術(shù)具有應(yīng)用性強、知識點多、發(fā)展快等特點.綜合應(yīng)用光、機、電、計算機及其一體化高新技術(shù)產(chǎn)品，理解和掌握這門課程,對于提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)其分析能力、創(chuàng)新能力都有重要意義.通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生在光學(xué)檢測領(lǐng)域的理論和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,而且在銜接相關(guān)課程內(nèi)容,以及拓展知識交叉應(yīng)用等方面都具有重要意義.如何在有限的學(xué)時內(nèi),收到良好的教學(xué)效果是我們多年來在實際教學(xué)過程中一直努力探索和思考的問題.筆者根據(jù)近年來的教學(xué)實踐，從以下幾個方面談?wù)勎覀冊诠怆姍z測技術(shù)課堂教學(xué)中的幾點思考.

2課堂教學(xué)探索及思考

(1)問題研究教學(xué)法的運用在教學(xué)實踐中收到了良好的效果

研究表明，問題研究教學(xué)法在發(fā)展學(xué)生智力與創(chuàng)造能力方面有明顯的優(yōu)越性[1].

如果課堂授課內(nèi)容不是全新的，而是以前學(xué)過知識的合乎邏輯的繼續(xù)，那么，學(xué)生可以在所學(xué)過知識的基礎(chǔ)上，獨立地探索新知識，運用問題研究教學(xué)法就特別有效.問題研究教學(xué)法是圍繞教學(xué)目標(biāo)以問題的提出為基礎(chǔ)，問題的解決為目的，通過提出問題、分析問題、解決問題等步驟達到掌握新知識、培養(yǎng)創(chuàng)造能力的目的.目前常用的有下面3種模式[2]：

第一種模式是教師根據(jù)本次課的教學(xué)內(nèi)容提出問題，學(xué)生通過查閱資料、討論，最后由教師歸納、講解解決問題的方法，適用于學(xué)生體驗較少的知識章節(jié).它的核心是教師通過問題來組織教學(xué)，促進學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，比如光電檢測技術(shù)中的基礎(chǔ)知識以及各種光電器件.

第二種模式是結(jié)合學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，由教師補充形成，在教師引導(dǎo)下，師生共同探索解決問題的方法，適用于學(xué)習(xí)內(nèi)容接近生活實際、學(xué)生有較多體驗的知識教學(xué)，比如光電檢測技術(shù)中的常用光源.

第三種模式是教師創(chuàng)設(shè)問題情境，由教師和學(xué)生共同提出問題，再在教師引導(dǎo)下，通過學(xué)生討論、思考、探索，由師生一起解決問題.該模式是真正的問題研究教學(xué)法，它要求教師借助各種教學(xué)手段設(shè)計問題情境，提取核心問題進行教學(xué)，也符合學(xué)習(xí)者的思維和心理特點，能有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.比如結(jié)合實驗，一是教師可以創(chuàng)設(shè)問題情境，再有可以結(jié)合實驗過程中出現(xiàn)的具體問題，通過師生共同討論，研究解決問題的方法，且能現(xiàn)場實踐，效果尤為明顯.

(2)理論教學(xué)與實驗教學(xué)的有機結(jié)合，理論教學(xué)與生活實際的緊密相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及其潛能

《光電檢測技術(shù)》這門課涉及的知識點多且應(yīng)用性強，在教學(xué)中要緊密結(jié)合實驗和實踐.實驗分為基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型和演示型，諸如各種光電檢測器件特性實驗、CCD及PSD等應(yīng)用實驗、光電計數(shù)器實驗、光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗等.基礎(chǔ)型實驗的目的是引導(dǎo)學(xué)生熟悉光電檢測器件的基本原理和特性.綜合型、設(shè)計型實驗的目的是開闊學(xué)生思路，使其對現(xiàn)有的各類光電檢測原理和方法有盡量全面的認識，提高學(xué)生綜合分析和運用知識的能力.演示型實驗把現(xiàn)代光電檢測系統(tǒng)和探測器件與計算機控制系統(tǒng)結(jié)合起來.結(jié)合在實驗和實踐過程中遇到的問題，經(jīng)過教師的提煉和引導(dǎo)，最終不但要解決問題，還要提升到一定的理論高度，在這一過程中，學(xué)生得以鍛煉和提升，使學(xué)習(xí)變被動為主動，形成學(xué)以致用、用以促學(xué)、學(xué)用相長的良性循環(huán).如在光度學(xué)量和輻射度學(xué)量基本知識實驗過程中遇到這樣的問題：當(dāng)電源接入白熾燈時，出現(xiàn)瞬間短路導(dǎo)致電源自動保護.借助這一問題讓學(xué)生展開討論，各抒己見，針對學(xué)生的各種分析去糟取精、因勢利導(dǎo)，學(xué)生很活躍，對遺留的問題結(jié)合下次課要講的光電檢測中的常用光源，布置思考題讓學(xué)生課后先查閱資料，教師再指導(dǎo)學(xué)生按照正確的操作流程完成實驗.解決辦法：光源的電壓一定要從小到大，且調(diào)到5 V時預(yù)熱5 min.實驗注意：接通電源或每次實驗完畢后，一定將可變電源旋鈕逆時針調(diào)到最小，這同樣會給學(xué)生帶來疑問：為什么？下次上課時，還不等教師問就爭先恐后地提出各自的分析結(jié)果，師生共同努力找到了其中的原因：白熾燈、電爐等類的“冷阻”特性,造成開通瞬間的浪涌電流超過額定工作電流值數(shù)倍.白熾燈的冷阻小于熱阻，隨著電壓的慢慢升高，電流慢慢加大，導(dǎo)致燈絲發(fā)熱而發(fā)光，其電阻值也由冷阻到熱阻慢慢過渡.而這一點是教材中沒有提到的.再回過頭通過現(xiàn)場實驗去驗證相關(guān)的理論，這也正是筆者提倡的有些內(nèi)容對于小班適合采用在實驗室邊講邊實驗的授課模式，收到了良好的教學(xué)效果.理論與實際生活的緊密結(jié)合更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，例如面對普遍熟悉的手機攝像功能，來分析比較CMOS圖像傳感器和電荷耦合器件CCD兩種器件的特點，作為微小型成像探測系統(tǒng)介紹.

(3)增強學(xué)生的自信心，使其產(chǎn)生成就感，能激發(fā)學(xué)生對知識探索的熱度

通常，教師作為課堂上的主導(dǎo)，經(jīng)常以一種強勢、權(quán)威的姿態(tài)出現(xiàn)在學(xué)生的面前.時間長了，學(xué)生的異議越來越少，課堂的激烈討論越來越少，課堂氣氛變得壓抑而無生氣，其結(jié)果是睡覺、開小差的多了.其實，教師在講授一門課的過程中，由于對知識廣度、深度的不斷拓寬和深入，其自身的困惑會更多，這時沒有必要將這些困惑進行遮掩，唯恐被學(xué)生觸及，相反，可以將這些困惑直接和學(xué)生分享，他們的天馬行空、無拘無束，可以激發(fā)靈感，經(jīng)常會有意想不到的收獲.更有意義的是或許是出于一種心理的滿足、對自我肯定的追求，很多學(xué)生會下功夫去查資料、討論、思考，以給教師一個表現(xiàn)和證明，我們會發(fā)現(xiàn)學(xué)生似乎更愿意給教師答疑解惑.可能他們的回答也不一定正確，甚至于一眼看上去就是錯誤的，但請不要立刻作出判斷，因為學(xué)生正在進行一項創(chuàng)造性思維探索過程，盡管顯得有些拙笨.這時有一條原則可以借鑒，即“延遲評判原則”.

美國創(chuàng)造學(xué)家帕內(nèi)斯的“延遲評判原則”，就是讓教師在教學(xué)過程中，當(dāng)學(xué)生回答問題或提出自己的見解時，不論是否正確，均不急于做出評價與判斷，待到最后充分使學(xué)生的思維發(fā)散之后，再進行判斷與評價.因為創(chuàng)造性思維的過程是一個思維發(fā)散與聚合的完整過程，學(xué)生在回答問題或提出自己見解時，思維處于發(fā)散的狀態(tài)，過早的判斷與評價容易使發(fā)散思維階段受到遏制而直接進入聚合思維階段，因此，創(chuàng)造活動也就無從談起.而如果能不急于評判，使學(xué)生的思維充分自由發(fā)散之后，再引導(dǎo)學(xué)生進行討論總結(jié)，進入聚合思維階段，這樣就形成了一個完整的創(chuàng)造過程[3].特別是，對不能正確回答問題的學(xué)生給予鼓勵尤其重要.因為不鼓勵或鼓勵不當(dāng)都有可能會使一個學(xué)生從此改變對本門課的學(xué)習(xí)態(tài)度.指出該學(xué)生的設(shè)想所包含的合理成分或包含將來可能實現(xiàn)的設(shè)想，即便沒有這些，也要鼓勵學(xué)生能夠提出一種新想法，哪怕是異想天開，也是創(chuàng)造力的證明，也比不能或不敢提出見解的人更有高度.對于一個學(xué)生來說，從老師那里獲得肯定重要得很.通過這樣的過程使學(xué)生有了成就感，逐漸增強了自信心，當(dāng)然也增加了他們對知識探索的積極性.

(4)多種教學(xué)手段的綜合運用,提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率

充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段，多媒體技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)的教學(xué)過程，它具有集圖、文、聲為一體的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，極大地豐富和擴充了課堂的教學(xué)信息量[4，5].對于某些比較復(fù)雜的內(nèi)容，可以運用動畫手段把這些概念形象化，加深學(xué)生對知識的理解，也增進學(xué)習(xí)的樂趣.如在講授CCD的工作原理時，勢阱的概念及如何調(diào)節(jié)勢阱深度，利用勢阱進行電荷的耦合等都可以采用這種形象化的手段來講述.另外，多媒體技術(shù)最大的優(yōu)點是可以將那些大型的先進檢測系統(tǒng)，尤其是那些國內(nèi)或者本校沒有的實驗設(shè)備系統(tǒng)，以及各種具體檢測器件的不同型號實物圖一一展示出來，增加學(xué)生的直觀感受.比如夜視儀、激光制導(dǎo)及各種實際應(yīng)用等，可以通過視頻展現(xiàn)出來.教師在備課中，把國際互聯(lián)網(wǎng)中的最新科技信息編入教案，帶進課堂進行演示、講解.這些是過去傳統(tǒng)教學(xué)方式不可能做到的.

3結(jié)束語

《光電檢測技術(shù)》這門課程需要緊跟光電檢測技術(shù)的發(fā)展，并結(jié)合專業(yè)特點，教師如能夠?qū)⒖蒲谐晒谌胝n堂講授內(nèi)容，而且將科研思維和方法融入到教學(xué)過程中，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、改進學(xué)生學(xué)習(xí)和思維方法將起到巨大的促進作用.要結(jié)合學(xué)生興趣，實現(xiàn)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變[6，7]，轉(zhuǎn)變教育思想和教育觀念，不斷對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行改革，以加強基礎(chǔ)、拓寬知識、提高素質(zhì)作為改革的指導(dǎo)思想，努力通過課程的教學(xué)提高學(xué)生的科研素質(zhì)，使學(xué)生在牢固掌握和深入理解相關(guān)知識的同時，創(chuàng)新思想也受到啟迪，科學(xué)研究能力也得到培養(yǎng)與提高，最終能夠運用所掌握的知識發(fā)現(xiàn)和解決遇到的實際問題.靈活運用各種教學(xué)方法，才能達到好的教學(xué)效果.

參 考 文 獻

1(前蘇)巴班斯基(Бабанский，Ю.К.).教育學(xué). 吳式穎,等譯. 北京：人民教育出版社, 1986

2張榮娥．問題研究教學(xué)法在高等代數(shù)教學(xué)中的實踐與研究．寧波教育學(xué)院學(xué)報，2009，11(1)：39～40

3丁紅偉，任常愚，李海寶．關(guān)于深化量子力學(xué)課堂教學(xué)的幾點思考. 高等教育研究，2011，28(4)：73

4朱珠．“光電檢測技術(shù)”課程的教學(xué)探討與改革.科技視界，2012(30)：87

5魏英智，欒彥利．運用多種教學(xué)手段 提高大學(xué)物理課質(zhì)量．邊疆經(jīng)濟與文化，2006(1)：158～159

6劉獻君.論“以學(xué)生為中心”.高等教育研究,2012(8)：1～6

7王維榮,王艷新.實驗教學(xué)要向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)變.實驗室研究與探索,2004(11):54～55

Several Thoughts on Deepening the Classroom Teaching

of Photoelectric Detecting Technology

Wei YingzhiZhang XiaolanXu Baoyu Liu BingshengTian XuesongDing Hongwei

(College of Economics and Management，Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin，Heilongjiang150022)

Abstract:Several thoughts on deepening the reform of classroom teaching are elaborated with the teaching practice of photoelectric detecting technology. They are shown in the following ways. The teaching methodology of problem research is flexibly used to effectively mobilize the enthusiasm of the students. Theory teaching、experiment and real life unify to stimulate students′ learning initiative and potential. The establishment of students′ achievement and self-confidence can stimulate the students′ enthusiasm for knowledge discovery. Comprehensive use of various teaching means can effectively improve the teaching quality and efficiency.

Key words: classroom; photoelectric detecting; teaching methodology of problem research; self-confidence