邵楨迪 熊達(dá)鵬 許文強(qiáng) 王慶宇

（航天工程大學(xué)士官學(xué)校 北京 100000）

隨著激光產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，激光的應(yīng)用日漸廣泛，當(dāng)前對(duì)于激光技術(shù)型人才需求越來(lái)越大。激光原理及應(yīng)用作為一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)員將基礎(chǔ)理論活用到實(shí)踐當(dāng)中，培養(yǎng)出激光方向的高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才。根據(jù)“教育教學(xué)大綱”中提出的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，三年來(lái)逐步推進(jìn)激光原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革，但是就訪談?wù){(diào)查及日常反饋中仍存在很多問(wèn)題。本文就在現(xiàn)況下如何更合理地構(gòu)建激光原理及應(yīng)用課程內(nèi)容體系，讓學(xué)員綜合素質(zhì)得到全面發(fā)展，進(jìn)行了深入的探索與改革。

一、課程的基本情況

1.教學(xué)時(shí)間短，教學(xué)任務(wù)緊。高職教育為三年制，學(xué)員只有兩年時(shí)間在校學(xué)習(xí)，因此要求在較短的時(shí)間完成職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，這對(duì)于教員來(lái)說(shuō)，教學(xué)任務(wù)重，教學(xué)壓力大；對(duì)于學(xué)員來(lái)說(shuō)，課程編排緊，教授內(nèi)容難以掌握。

2.學(xué)員知識(shí)水平參差不齊。學(xué)歷覆蓋初中、高中、大學(xué)，學(xué)員普遍動(dòng)手能力強(qiáng)，理論學(xué)習(xí)偏弱，相對(duì)于理論與實(shí)驗(yàn)分開(kāi)教學(xué)，學(xué)員更喜歡在動(dòng)手中進(jìn)行探索和理論學(xué)習(xí)。

3.理論與實(shí)踐脫節(jié)。由于激光原理及應(yīng)用為專(zhuān)業(yè)課，在排課時(shí)還需向基礎(chǔ)課讓步，造成理論課和實(shí)驗(yàn)課在課程安排上存在時(shí)間差，使得理論與實(shí)驗(yàn)無(wú)法很好融合，同時(shí)排課緊密，一天上6到8節(jié)課時(shí)也讓知識(shí)難以消化，易出現(xiàn)聽(tīng)課疲勞等問(wèn)題。

二、存在的主要問(wèn)題

傳統(tǒng)的激光原理及應(yīng)用課程主要以教員為主的課堂講授式模式，根據(jù)教材大綱安排進(jìn)行教學(xué)，將每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)逐一進(jìn)行講解。這種模式存在以下問(wèn)題：

1.知識(shí)覆蓋廣，理解不夠深入。激光原理及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容多，然而課程總學(xué)時(shí)只有60學(xué)時(shí)，其中理論僅占30學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)30學(xué)時(shí)。要在30學(xué)時(shí)內(nèi)講授所有的內(nèi)容，那么每個(gè)知識(shí)點(diǎn)必然點(diǎn)到為止，又因課程編排緊，學(xué)員還沒(méi)理解到位，加之理論與實(shí)踐脫節(jié)，無(wú)法起到知識(shí)鞏固的作用。

2.重理論授課，輕獨(dú)立思考[1]。傳統(tǒng)教學(xué)雖然這種授課方式可以高效簡(jiǎn)潔的傳授知識(shí)，但是教學(xué)方法單一，缺少學(xué)員主動(dòng)思考環(huán)節(jié)，學(xué)員課堂參與度低、積極性不高。

3.學(xué)員基礎(chǔ)差異大，傳統(tǒng)式教學(xué)以教員統(tǒng)一傳授知識(shí)，無(wú)法做到針對(duì)教學(xué)，學(xué)員主觀能動(dòng)性發(fā)揮不足，這會(huì)制約部分優(yōu)秀學(xué)員的個(gè)人提升。

4.考核評(píng)價(jià)方式不合理?？己酥饕譃樾纬尚钥己?0%和終結(jié)性考核80%，形成性考核指平時(shí)成績(jī)由課堂提問(wèn)、平時(shí)作業(yè)、課堂考試三部分組成，形成性考核的評(píng)定主要基于理論授課時(shí)學(xué)員的表現(xiàn)。終結(jié)性考核包含理論考核50%和實(shí)驗(yàn)考核30%。理論考核以筆試形式考察理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)考核考察實(shí)驗(yàn)的完成情況。當(dāng)前理論考核占主要比重，與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相分離，僅涉及理論授課的知識(shí)點(diǎn)，這種考核方式輕過(guò)程重結(jié)果，學(xué)員只需在考前突擊背知識(shí)點(diǎn)即可通過(guò)，考核沒(méi)有體現(xiàn)學(xué)員真實(shí)技能水平。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法的實(shí)施

（一）項(xiàng)目系統(tǒng)的確定

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”就是教員以多個(gè)任務(wù)為核心進(jìn)行推動(dòng)式教學(xué)，每個(gè)任務(wù)的背后隱含著相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容[2]。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)員根據(jù)自己對(duì)問(wèn)題的理解，應(yīng)用學(xué)習(xí)資源自主探索學(xué)習(xí)?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”是一種建立在構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將傳統(tǒng)的以傳授知識(shí)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極探索式學(xué)習(xí)。

（二）主要做法

為解決當(dāng)前的問(wèn)題，運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的主要做法有[3]：

1.講授內(nèi)容抓主放輕。首先將知識(shí)點(diǎn)以重要程度進(jìn)行分類(lèi)，以核心知識(shí)為中心設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)任務(wù)深入理解要點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度擴(kuò)展，余下的知識(shí)由教員提供輔助性資料作為了解學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)員自主探究并從旁協(xié)助。

2.以任務(wù)為主線進(jìn)行教學(xué)。任務(wù)內(nèi)容由淺入深，前后盡可能有相關(guān)性，以完成任務(wù)為課堂目標(biāo)來(lái)學(xué)習(xí)相應(yīng)知識(shí)。由于目的明確，學(xué)員清楚地知道學(xué)習(xí)內(nèi)容與任務(wù)間的密切聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性。

3.注重培養(yǎng)學(xué)員自主探索的學(xué)習(xí)能力。隨著任務(wù)的層層深入，后續(xù)難度會(huì)逐步提升，這就要求學(xué)員在完全掌握前面的任務(wù)后，能綜合所學(xué)內(nèi)容獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成任務(wù)要求。

4.考核注重理論與實(shí)踐相融合。形成性考核中任務(wù)的完成質(zhì)量也作為課程成績(jī)?cè)u(píng)定的參考，理論考核加入對(duì)任務(wù)的理解和操作中的關(guān)鍵步驟等，能真實(shí)反映出學(xué)員對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)水平。

四、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的具體實(shí)踐

（一）任務(wù)編排

激光原理及應(yīng)用課程由理論講授和實(shí)驗(yàn)操作兩部分構(gòu)成。其中第一章簡(jiǎn)述激光的發(fā)展應(yīng)用特性等基本概況。第二章是激光的基本原理，包含激光的特性、激光產(chǎn)生的基本原理、激光器的組成等基礎(chǔ)理論部分。第三章講述具有典型性的改善激光性能的幾種激光的技術(shù)：模式選擇技術(shù)、穩(wěn)頻技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)和放大技術(shù)。

傳統(tǒng)教學(xué)方式在第三章結(jié)束才開(kāi)始實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)課堂反饋發(fā)現(xiàn)前面內(nèi)容學(xué)員已經(jīng)遺忘大半。由于第一二章只有理論講述，學(xué)員對(duì)于激光器的基本組成沒(méi)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，尤其是激光器中重要組成光學(xué)諧振腔在激光產(chǎn)生過(guò)程中起到的作用沒(méi)有真正理解，在激光設(shè)備的維護(hù)中，光路的調(diào)節(jié)是光學(xué)技能操作的一大要點(diǎn)，光路調(diào)節(jié)實(shí)際上就是光學(xué)諧振腔及內(nèi)部光學(xué)元件的調(diào)節(jié)，是產(chǎn)生高質(zhì)量可利用激光的關(guān)鍵。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的任務(wù)設(shè)計(jì)思路[4]：知識(shí)點(diǎn)由淺入深，層層遞進(jìn)，每一步都設(shè)計(jì)相關(guān)的任務(wù)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的鞏固，在任務(wù)設(shè)計(jì)中讓學(xué)員培養(yǎng)良好的操作技能，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考和協(xié)同合作，同時(shí)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行舉一反三。

按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，可在第一章激光介紹后安排第一個(gè)任務(wù)，結(jié)合任務(wù)講授必要的知識(shí)點(diǎn)，直接將第二三章的內(nèi)容穿插進(jìn)到任務(wù)中，而不是在章節(jié)講完后去操作。如表1展示，第二三章內(nèi)容細(xì)化為六個(gè)小任務(wù)進(jìn)行教學(xué)。

表1 任務(wù)安排表

第一個(gè)任務(wù)：激光工作物質(zhì)發(fā)射譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。任務(wù)涉及到基本光學(xué)元件的準(zhǔn)直，通過(guò)調(diào)節(jié)光學(xué)元件的位置關(guān)系來(lái)找到產(chǎn)生激光的最佳位置，觀察激光工作物質(zhì)的光譜。學(xué)員完成了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)對(duì)光路調(diào)試及激光產(chǎn)生的基本結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的了解。

第二個(gè)任務(wù)：半導(dǎo)體泵浦固體激光器的安裝與準(zhǔn)直。它是在第一個(gè)任務(wù)基礎(chǔ)上的改進(jìn)，通過(guò)光譜的觀察發(fā)現(xiàn)，僅用泵浦源和激光工作物質(zhì)產(chǎn)生的激光功率低且雜光多，因此引入新的內(nèi)容光學(xué)諧振腔，用它來(lái)提高激光的質(zhì)量。如何選擇光學(xué)諧振腔的腔長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)是本次任務(wù)的重要。

第三個(gè)任務(wù)：半導(dǎo)體泵浦固體激光器調(diào)Q實(shí)驗(yàn)。第二個(gè)任務(wù)提高激光的質(zhì)量同時(shí)功率沒(méi)有大幅度提高，需要極大的瞬時(shí)功率，因此研發(fā)了調(diào)Q技術(shù)，本任務(wù)是結(jié)合任務(wù)理解調(diào)Q技術(shù)。

第四個(gè)任務(wù)：半導(dǎo)體泵浦固體激光器倍頻實(shí)驗(yàn)。這個(gè)任務(wù)是在第二個(gè)任務(wù)的基礎(chǔ)上完成，細(xì)分為腔內(nèi)倍頻實(shí)驗(yàn)和腔外倍頻實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)考察光學(xué)元件的選取和儀器的使用，希望學(xué)員能在前面任務(wù)上舉一反三，完成本次實(shí)驗(yàn)，并對(duì)過(guò)程中的問(wèn)題大膽分析。

第五個(gè)任務(wù)：設(shè)計(jì)并安裝適合測(cè)距的激光器。要求學(xué)員運(yùn)用之前的知識(shí)選取合適的元件設(shè)計(jì)激光器。

第六個(gè)任務(wù)：激光測(cè)距實(shí)驗(yàn)。作為一個(gè)激光應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，安排在第四章激光應(yīng)用的部分結(jié)合理論講解。

（二）內(nèi)容選取

基于當(dāng)前現(xiàn)狀，無(wú)論是崗位需要還是學(xué)員興趣所在，本門(mén)課程都應(yīng)將重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手能力上，因此制定教學(xué)內(nèi)容時(shí)有所選取。例如，在講光學(xué)諧振腔的時(shí)候，在參考教材中需要詳細(xì)講述穩(wěn)定腔和非穩(wěn)定腔，但是在實(shí)際調(diào)試幾乎用不到。各種不同諧振腔的結(jié)構(gòu)，比如對(duì)稱(chēng)共焦腔、對(duì)稱(chēng)共心腔等，這些可以根據(jù)任務(wù)需要來(lái)取舍。教員不講的內(nèi)容可以提供資料讓學(xué)員課后學(xué)習(xí)，騰出更多時(shí)間讓學(xué)員在完成任務(wù)的過(guò)程中加深核心知識(shí)的理解。

（三）輔助支持

由于課程以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)員為完成任務(wù)會(huì)嘗試各種方法，教員需要提供輔導(dǎo)性幫助和指導(dǎo)，必要時(shí)可實(shí)驗(yàn)課中增加部分理論內(nèi)容或提供教學(xué)資源方便學(xué)員自學(xué)。比如相關(guān)書(shū)籍、文檔、MOOC、學(xué)堂在線等資源。課下可以安排專(zhuān)門(mén)的答疑時(shí)間，匯總后統(tǒng)一解答。

（四）考核評(píng)定

激光原理及應(yīng)用課程采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法主要是為了提高學(xué)員的操作能力同時(shí)鞏固理論知識(shí)，改善當(dāng)前理論和實(shí)驗(yàn)脫節(jié)情況，因此除課程安排外，考核的內(nèi)容和形式也需要相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。課程考核成績(jī)結(jié)構(gòu)不變，仍為形成性考核和終結(jié)性考核。形成性考核增加任務(wù)過(guò)程性評(píng)價(jià)，并且作為主要參考依據(jù)。終結(jié)性考核中實(shí)驗(yàn)考核為所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成后考核，最后筆試考核為該課程結(jié)課后進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)考核前需要給學(xué)員一定課時(shí)進(jìn)行練習(xí)，每名學(xué)員在考核開(kāi)始時(shí)抽簽確定考核題目以防學(xué)員只針對(duì)自己題目進(jìn)行練習(xí)，每名考核完畢教員進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出學(xué)員考核中問(wèn)題，同時(shí)為了公平公正下一名同樣題目的學(xué)員犯同樣的錯(cuò)誤扣分×2，第三名犯同樣錯(cuò)誤的學(xué)員扣分×3，以此類(lèi)推。對(duì)于可變換的題目也可以根據(jù)考核出現(xiàn)的次數(shù)加深難度。同時(shí)理論考核部分可加入在實(shí)驗(yàn)課的易錯(cuò)點(diǎn)和操作過(guò)程相關(guān)問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)相關(guān)題的分值。通過(guò)理論考核引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)一步鞏固實(shí)驗(yàn)的理解，以此做到理論與實(shí)驗(yàn)的相互促進(jìn)的閉環(huán)。

五、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法需要關(guān)注的問(wèn)題

當(dāng)前激光原理及應(yīng)用課程中運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法也存在一些問(wèn)題。

（一）教學(xué)條件

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法教學(xué)，課程對(duì)于教學(xué)條件有所要求。第一是實(shí)驗(yàn)儀器充足。比較理想的情況是2～3人一套設(shè)備，但是激光的器件價(jià)格不菲、容易損壞且對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求高，現(xiàn)有的儀器配備的數(shù)量無(wú)法滿足當(dāng)前的需求，因此學(xué)員的實(shí)際操作次數(shù)較少，難以達(dá)到大綱要求的熟練程度。第二適合30人以下的小班教學(xué)。由于部分激光實(shí)驗(yàn)中激光功率不低有可能對(duì)人體造成損害，這就需要教員在旁監(jiān)督，保證學(xué)員規(guī)范操作，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)干預(yù)指導(dǎo)，因此師生比在1∶30以上比較合理。

（二）知識(shí)體系的完整性

由于課程以任務(wù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)驅(qū)動(dòng)的，學(xué)員所掌握的知識(shí)點(diǎn)僅限于任務(wù)中所涉獵的，其他知識(shí)點(diǎn)如果學(xué)員在課下沒(méi)有自學(xué)，那么學(xué)員所掌握的知識(shí)體系可能會(huì)出現(xiàn)不完全的情況。如何在課程中進(jìn)行知識(shí)的擴(kuò)展延伸以構(gòu)建完整的知識(shí)體系，也是需要教員認(rèn)真思考的問(wèn)題。

（三）教學(xué)內(nèi)容對(duì)崗位能力支撐較弱

高職教學(xué)與大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容不同，高職教學(xué)是為崗位輸送技術(shù)型操作人才，但是由于高職院校與地方實(shí)際工作聯(lián)系不夠緊密，造成一定程度的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際崗位的不匹配，這也是制約高職院校定向培養(yǎng)高素質(zhì)操作人才的一大困難。

六、結(jié)束語(yǔ)

高職院校是為輸送實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才，在教學(xué)探索中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行改革。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)中，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)員的實(shí)際操作能力，引導(dǎo)學(xué)員學(xué)會(huì)分析解決問(wèn)題，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)員的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，采用后的效果非常明顯，值得廣大教員采用。但是，這也對(duì)授課教員提出了更高的要求，無(wú)論是課程任務(wù)設(shè)計(jì)還是資料收集以及課下答疑，都需要花費(fèi)更多的精力，來(lái)保證學(xué)員知識(shí)體系的完整性，才能最大程度保證任務(wù)式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法取得預(yù)期效果。