賀澤龍 智清雙

摘要：光學實驗課程是培養(yǎng)本科理科生實踐素養(yǎng)的一個必修課程，對物理學專業(yè)來說尤為重要。光學實驗課程教學改革的目的是以理論為基。根據(jù)長江師范學院的辦學定位和人才培養(yǎng)模式，以物理學類課程體系為依據(jù)，優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，改革實驗考核制度，提高實驗實踐授課質(zhì)量，保障應用型人才的整體質(zhì)量。這對培養(yǎng)具有創(chuàng)新型的卓越工程師人才具有重要的實際意義。

關(guān)鍵詞：光學實驗課程;創(chuàng)新型人才;卓越工程師

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）01-0154-02

1 光學實驗課程改革的必要性

隨著“卓越工程師人才培養(yǎng)計劃”的提出，我國開始由工程教育大國向工程教育強國轉(zhuǎn)變。[1-3]培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強且適應經(jīng)濟社會發(fā)展需求的工程技術(shù)人才，從而促進高等教育能夠面向社會需求來培養(yǎng)人才，對提高工程教育人才的培養(yǎng)質(zhì)量起到一個十分重要的引導作用。高校實驗進行教學改革，能夠更好地實施我校應用型本科學校的發(fā)展戰(zhàn)略。因此根據(jù)我校實際情況，建立創(chuàng)新型光學實驗教學新體系及完備的考核制度是非常有必要的。

光學實驗課程是現(xiàn)代信息科學技術(shù)的基礎(chǔ)，并且是物理學專業(yè)學生的一門必修內(nèi)容。光學實驗包含基礎(chǔ)光學實驗和綜合性光學實驗兩部分。強調(diào)光機電結(jié)合，以物理學中光學基本理論、基本技能、光學器件和光源為基礎(chǔ)，以傳統(tǒng)的光學理論與現(xiàn)代光學理論為指導，以光學實驗平臺為訓練平臺，同時適時引入光電子學新技術(shù)相關(guān)的學習內(nèi)容。光學實驗內(nèi)容覆蓋面較寬，現(xiàn)已經(jīng)形成多學科相互交叉，且富有應用性與工程性。光學是信息產(chǎn)業(yè)的一門基礎(chǔ)學科，涉及國防軍工、醫(yī)療與航空航天等新技術(shù)領(lǐng)域。[4-6]光學實驗課程要求學生具備光學器件、光路設(shè)計、光學復雜系統(tǒng)的設(shè)計與制造等知識和技能。近年來，學院一直把光學實驗課程作為物理學專業(yè)建設(shè)的一個重點。經(jīng)過專業(yè)的光學實驗實踐以后，使學生可以在光學、光電子學、激光學、非線性光學等領(lǐng)域從事相關(guān)的研究、設(shè)計和開發(fā)等工作。其中所涉及的主要實驗有：自組望遠鏡、?調(diào)制和顏色合成、自組投影儀、透鏡組基點的測定、自組帶正像棱鏡的望遠鏡、楊氏雙縫干涉、菲涅爾雙棱鏡干涉、菲涅耳雙面反射鏡干涉、夫瑯和費單縫衍射、發(fā)光器件與顯示技術(shù)、菲涅爾圓孔衍射、阿貝成像原理和空間濾波、菲涅爾直邊衍射、菲涅爾直邊衍射、偏振光分析、發(fā)光器件與顯示技術(shù)、光柵衍射、制作全息光柵等。學生通過這些實驗項目的學習鍛煉能夠了解光學的應用范圍與發(fā)展前景，掌握一些基本的光學儀器的原理與操作，在整個所有光學實驗過程中可以很好地引導、加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時以教師的科研課題為依托平臺，可以開展光電子器件研發(fā)和光電技術(shù)應用等方向研究，進一步提升學生在就業(yè)市場中的競爭力。

2 光學實驗培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的意義

光學實驗課程教學是學習與鞏固物理學專業(yè)的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，強化科學研究態(tài)度的實踐性教學課程，教學理念、教學手段和教學效果會直接影響到學生對物理學專業(yè)知識的理解和掌握，還會有助于培養(yǎng)學生良好的學習態(tài)度、科學的理念和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在“卓越工程師人才培養(yǎng)計劃”正確方案的指引下，通過對物理學專業(yè)光學實驗課程教學的改革與實踐，可以構(gòu)建光學實驗課程教學新體系，鍛煉學生從自主學習、主動學習到動手實踐操作，激發(fā)學生的實踐學習興趣。因此，卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的光學實驗課程改革與實踐，對培養(yǎng)學生創(chuàng)新與創(chuàng)造能力具有尤其重要的現(xiàn)實意義，對光學實驗課程的教學改革與實踐具有很好的理論研究價值，能夠在我校實現(xiàn)“卓越后備工程師人才培養(yǎng)”模式的過程中發(fā)揮十分積極有效的促進作用。在高校中對光學實驗教學進行改革與實踐，可以更好地去實施我?！白吭焦こ處熑瞬排囵B(yǎng)”與應用型本科學校的宏偉發(fā)展戰(zhàn)略。以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的光學實驗課程改革與實踐是一個相對復雜的工程，需要大量物理學專業(yè)教師長期的、堅持不斷地努力探索與實踐。卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的光學實驗課程改革與實踐是現(xiàn)今國內(nèi)外都在積極開展深入研究的課題，具有一定的廣泛性和實際推廣意義。

3 實驗課程改革與實踐

3.1 完善光學實驗教學手段的改革與實踐

將理論教學、多媒體技術(shù)與計算機仿真等現(xiàn)代科技手段應用在光學實驗課程教學過程中，使光學實驗教學注入新的隨時代發(fā)展的活力。讓學生掌握現(xiàn)代科學技術(shù)在光學實驗中靈活的使用，培養(yǎng)與訓練學生能夠運用物理學思想，注重物理學專業(yè)學生在光學實驗的光學設(shè)計各個環(huán)節(jié)過程中的創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)。在光學實驗課程中潛移默化的給學生建立起創(chuàng)新思維。建立一套適應“卓越后備工程師人才培養(yǎng)”發(fā)展的實驗教學內(nèi)容的改革方案。在我校有關(guān)“卓越后備工程師人才培養(yǎng)”模式創(chuàng)新人才培養(yǎng)的指導下，通過合理的調(diào)整使得學生可以更加系統(tǒng)地掌握光學理論知識，進一步加強近現(xiàn)代科技進步成果的了解，讓學生學會使用新式的光學實驗儀器和工具，將新的實驗手段開展光學實驗相關(guān)的實驗項目。在教與學的過程中提高學生的動手能力與創(chuàng)新能力。完善實驗教學手段的改革與實踐。

3.2 在光學實驗中實時引入科技前沿內(nèi)容

在實驗開始前的理論背景介紹過程中，可以介紹有關(guān)此次光學實驗的發(fā)展及科技前沿內(nèi)容。同時也可以介紹一些我校教師已申請到的在研國家和省級課題的相關(guān)研究的進展情況。在實驗課后，也可以讓學生挑選幾個具有創(chuàng)新性的課題方向，例如光纖通信，雷達測距，激光制導，紅外遙感等。接著，把學生們分成幾個小組先進行相關(guān)研究資料的查找。最后撰寫一篇有創(chuàng)新性的光學實驗作文。這可以促進學生對光學實驗方面興趣的培養(yǎng)。在這個過程中，能夠使得學生們學會如何利用現(xiàn)有的工具書、圖書館等網(wǎng)絡(luò)資源獲取所需的光學方面的資料。同時通過查閱光學前沿研究課題，并閱讀一定量的文獻資料，對其選擇、消化、歸納，可以使得學生學會分析問題和解決問題。通過閱讀文獻，可以使得學生更加接近了解光學科技的前沿領(lǐng)域，拓寬學生們的視野。

3.3 學生進行課外實踐的建設(shè)嘗試

培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是一個長期過程，需要一套系統(tǒng)合理的實驗教學體系，在課外建立實踐基地也尤為重要。與相關(guān)光學企業(yè)進行聯(lián)系，營造一個循序漸進階梯形的光學實驗環(huán)境氛圍，進而來激發(fā)學生的實驗學習興趣，鼓勵學生的個性發(fā)展。與光學器件加工企業(yè)保持良好的溝通與聯(lián)系，利用課外實踐基地來激發(fā)學生們對光學實驗學習的積極主動性。學生通過課外實踐的鍛煉，可以對學生在光學實驗操作有一個很好的動手能力方面的訓練。這對其他實驗項目也會有一個很好的借鑒。

3.4 建立光學實驗與發(fā)明創(chuàng)新團隊

在光學實驗課程中，為了更好地激發(fā)學生的學習興趣，建立有關(guān)光學的專業(yè)實驗與發(fā)明創(chuàng)新團隊，并使學生可以結(jié)合理論課程來了解這些內(nèi)容在高新科技中的應用，如《全息成像技術(shù)》《發(fā)光器件與顯示技術(shù)》等實驗項目，還需開設(shè)一些與現(xiàn)代光學科技創(chuàng)新相關(guān)內(nèi)容的新實驗，使學生能夠在實踐與動手能力方面得到進一步的提高。建立光學實驗與發(fā)明創(chuàng)新團隊，一方面能夠有力的推動學校教學的整體改革，為其他實驗課程教學的改革提供思路;另一方面可以大大激發(fā)學生的學習興趣，促進大學生對科學知識的求知預，為學生在從事科研的時間與空間上提供更加寬松的環(huán)境。一方面能夠有力推動學校教學試點的整體改革，為專業(yè)實踐教學的改革提供思路;另一方面大大激發(fā)學生的學習興趣，在時間和空間上為學生對科學的求知和科研能力個性發(fā)展方面提供寬松的環(huán)境。

3.5 鼓勵學生積極參加各種光學大賽

在平時的理論與實驗教學過程中，讓學生能夠更加系統(tǒng)地掌握光學理論知識，了解光學方面的近現(xiàn)代科技進步的成果，使學生不但能夠利用新的光學實驗儀器、工具，而且能夠利用新的實驗手段來開展光學相關(guān)的實驗，在整個光學內(nèi)容的理論與實驗教學過程中提高學生的動手能力與創(chuàng)新能力。鼓勵學生參加各種光學方面的科技競賽等課外活動來激發(fā)學生們進行科學研究的興趣，進一步加強學生的創(chuàng)新意識和能力方面的培養(yǎng)。也可組織校內(nèi)光學競賽，主要以完成整個實驗項目情況來給予成績。每個光學項目組可以由兩位教師帶隊，讓學生輪流進行光學實驗的實踐，實驗室可以全天候開放，這樣學生可以按照自己的課外業(yè)余時間來靈活開展光學實驗。然后，教師先發(fā)放題目并給出具體的實驗要求，學生自己先熟悉光學儀器和實驗原理，教師再針對具體問題進行講解與示范操作?？梢赃M行實際操作又可以提供教學視頻，例如光電偵聽、光纖傳輸?shù)韧瑫r有視頻?！案傎愴椖俊钡木唧w實踐教學的模式主要以現(xiàn)代教育的理念為指導，以培養(yǎng)學生的實踐動手能力為主，同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

3.6 建立理論與實踐相結(jié)合的實驗課程考核體系

通過改革課程考試的考核方式，使之能做到從理論到實際動手能力與創(chuàng)新能力方面來考查學生，又能突出學生們的實踐能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，激發(fā)學生在光學實驗中積極學習的主動性。為了能夠很好地將光學理論知識與光學實驗能夠有機地結(jié)合在一起，每個光學實驗教師既承擔光學相關(guān)課程的理論教學任務，又承擔光學相關(guān)課程的實驗教學任務，這能夠保證光學課程教學中的理論與實際有機的結(jié)合，實驗與理論教學不脫節(jié)，同時進一步鍛煉了師資隊伍。從而做到教師和學生，從教室到實驗室的一個有機結(jié)合。在具體的光學實驗考核過程中，讓學生能夠設(shè)計出一個合理的、有創(chuàng)新性的光學系統(tǒng)。這種實驗考核方式既可以讓學生能夠掌握相關(guān)理論知識，又能夠培養(yǎng)學生的動手實踐與應用能力和團隊協(xié)作能力。還可以不斷地通過開放實驗和綜合實驗設(shè)計等多種激勵機制去引導學生主動學習，進一步提高學生的實驗素養(yǎng)，建立起完備的光學實驗課程成績考核制度。

4 結(jié)束語

根據(jù)我校應用型高校在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面的發(fā)展要求，對物理學光學實驗課程的教學內(nèi)容和教學方法方面做了一些的改革與實踐，尤其是在如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面進行了重點的討論。在光學實驗課程的光學設(shè)計過程中，注重對相關(guān)光學基礎(chǔ)理論知識的掌握，了解每個光學實驗的實際應用價值。利用計算機等多種教學手段呈現(xiàn)成更加形象、清晰的光學實驗過程。通過光學創(chuàng)新團隊的建立，在課程教學過程中加入科技前沿內(nèi)容的講解，參加各種光學實驗大賽。通過課外實踐基地進一步讓學生所學的光學理論知識與實驗內(nèi)容有機地結(jié)合到一起。最終實現(xiàn)提高學生的創(chuàng)新能力和動手能力和團隊溝通協(xié)作能力。

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