秦琳玲，詹耀輝，王 晴，李孝峰

（蘇州大學 光電科學與工程學院，江蘇 蘇州 215006）

為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢，要緊緊圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，探索形成中國特色、世界水平的工程教育體系，促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。新工科要求高校培養(yǎng)一批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。傳統(tǒng)的課堂是封閉的，體現(xiàn)為在固定時間、固定地點完成固定的教學任務(wù)，以教師教授為主、考試為輔的教學模式已經(jīng)不能滿足新工科建設(shè)要求。成果導向教育（OBE）理念是工程教育認證中的一個核心方法，最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革中，要求在教學大綱設(shè)計、教學方法設(shè)計、教學活動和考核評價等環(huán)節(jié)均以學生的實際產(chǎn)出為目標，鼓勵“五指山型”教學效果，既能突出有能力學生的優(yōu)勢，又能保證普通學生的基本能力形成。在這種教學模式中，學生學到了什么和是否成功遠比怎樣學習和什么時候?qū)W習更重要。因此，在課程建設(shè)中，應(yīng)加強引發(fā)學生主動思考、持續(xù)學習、深入研究等教學環(huán)節(jié)的設(shè)計[1-2]。

一 課程基本信息

應(yīng)用光學是光電信息科學與工程的專業(yè)必修課程，以幾何光學原理為基礎(chǔ)，分析研究典型光學儀器、光度學、色度學等基礎(chǔ)理論和這些光學儀器基本原理的計算方法。應(yīng)用光學為成像與非成像光學設(shè)計、光學儀器設(shè)計、微光夜視和激光紅外等學科奠定了理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)，在培養(yǎng)光學和光電類人才中具有不可替代的地位。通過本課程的學習，對樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯(lián)系實際的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力等方面都有重要的作用。本課程的目的是使學生在掌握幾何光學的基本概念、相關(guān)原理的基礎(chǔ)上，能夠運用基本公式進行典型光學系統(tǒng)的分析、計算，確定光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸及其組成，培養(yǎng)學生光學系統(tǒng)初步設(shè)計的能力，為進一步學習光學設(shè)計以及后續(xù)光信息理論、激光原理等課程打下堅實基礎(chǔ)。

作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，授課對象是新入學的大一新生，其正處于世界觀、人生觀、價值觀形成的關(guān)鍵時期，學校和老師有義務(wù)進行正確引導。課程采用“成果導向、問題驅(qū)動、學生中心、教師引導”的OBE 教學理念[3-5]，貫徹“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”三位一體的育人理念，深入挖掘應(yīng)用光學課程中的思政元素，充分探討思政元素與應(yīng)用光學知識體系的關(guān)系，精心設(shè)計思政元素的展現(xiàn)形式，實現(xiàn)課程思政與專業(yè)教學的高度融合。在知識傳授的基礎(chǔ)上，強化能力培養(yǎng)目標和素質(zhì)教育目標。能力目標是培養(yǎng)學生使用應(yīng)用光學知識分析和解決具體問題的能力；素質(zhì)目標是養(yǎng)成良好的學習習慣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新習慣，培養(yǎng)嚴謹務(wù)實的科學精神和唯物主義世界觀[6-11]。本課程以“人和事”作為思政內(nèi)容的主線索，從國外到國內(nèi)研究現(xiàn)狀，從團隊到個人，從歷史到時政熱點，從科學家的家國情懷到學生的專業(yè)認同感方面進行探討。

二 學情分析及教學痛點問題

我們面對的是大一新生，其特點是思維非?；钴S，對現(xiàn)代信息技術(shù)手段的接受能力非常強，但是自主學習能力較弱，對學習抽象理論知識存在畏難情緒。

應(yīng)用光學作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，教學內(nèi)容枯燥、煩悶、難學，目前的教學中依然大多采用傳統(tǒng)的填鴨式教學模式，即教師在課堂上對知識內(nèi)容進行灌輸式傳授，這個過程中教師起主導作用，學生只是被動接受。因此教學痛點問題可以歸納為四點。第一，傳統(tǒng)課堂單一的教學模式已經(jīng)無法實現(xiàn)新工科建設(shè)背景下的課程培育模式，且缺乏與工程實際的緊密聯(lián)系，學生對課程缺乏學的興趣和動力以及專業(yè)認同感。第二，理論與實踐難以深度融合，導致學習難以將所學理論應(yīng)用于實踐，也難以通過實踐深度理解理論。第三，傳統(tǒng)教學模式很難實現(xiàn)個性化教學，受課程進度和學生知識掌握程度的限制，采取相同的教學進度無法讓每個學生都達到良好的知識掌握效果。第四，教師無法實時掌握學生的學習情況，僅僅局限于課堂上的知識傳授，缺少與學生之間的交流和互動，不能充分了解學生對知識的掌握程度，無法有針對性地做出相應(yīng)的輔導。

但在總課時不能增加而教學內(nèi)容又不能減少情況下，要解決以上教學痛點問題，則仍需要進一步改變和優(yōu)化“教&學”方式方法：“理論教學+課程實驗+課外實踐項目”一體化教學模式，“教室+實驗室（專業(yè)、開放與創(chuàng)新）+網(wǎng)絡(luò)平臺”多維度學習方式。

三 混合式教學創(chuàng)新思路與舉措

體現(xiàn)立德樹人思想，落實“以學生發(fā)展為中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的理念，在課程內(nèi)容上貫徹“兩性一度”的標準[12-15]。本課程旨在構(gòu)建線上線下混合教學模式的學習共同體，以“課前-課中-課后”為基線，以學生發(fā)展為中心，體現(xiàn)教師主導、學生主體的教學理念。課程增加理論教學，將理論教學和實驗教學合二為一，構(gòu)建分工明確的課程教學團隊，采用“理論教學+課程實驗+課外實踐項目”一體化教學模式，以課程團隊搭建的應(yīng)用光學綜合實驗室為支撐，通過“理論教學、課程實驗、課外實踐項目和網(wǎng)絡(luò)平臺”相結(jié)合的教學模式，借助于中國大學慕課在線平臺上的國家精品課程資源，實現(xiàn)“理論與實踐、課內(nèi)與課外、線下與線上”有效結(jié)合，為學生自主學習提供充分條件，切實提高學生理論綜合與實踐創(chuàng)新能力。

該課程依托中國大學慕課在線平臺上北京理工大學的應(yīng)用光學國家精品課程，以及學校的在線錄播課程平臺（本人錄制的課堂實錄視頻），實現(xiàn)線上、線下多元混合式教學模式。為了切實達到課程教學成效，本課程負責人在線下的課堂理論教學過程中，已根據(jù)該門課程性質(zhì)、教學目標、主要知識點間邏輯關(guān)系、教學重點與難點等因素，結(jié)合課程總目標和章節(jié)分目標，將教學理論與工程實踐內(nèi)容相融合，在大致遵循教材編排章節(jié)順序基礎(chǔ)上，以任務(wù)驅(qū)動為核心，對教學內(nèi)容進行了重新調(diào)整和優(yōu)化，將理論知識點和實踐要求隱含在項目任務(wù)分解中；而在線下的課程實驗教學過程中，對于主要器件講解和光路驗證與深入分析，則是“有圖有真相”“靠事實說話”，通過PPT 中照片展示、網(wǎng)絡(luò)工具實時搜索、實物展示和專業(yè)軟件設(shè)計仿真驗證等方式，增強學生對于理論內(nèi)容和相關(guān)知識點的感性認識，增加課堂教學過程中理論與實踐、教師與學生的交流互動。

同時，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，在課前發(fā)布本周學習計劃及視頻觀看任務(wù)；在課中我們會進行課堂簽到、課堂提問及搶答、課堂練習及課后作業(yè)的布置等；在課后學生可以利用課程平臺進行課后的進一步學習和提升，也利用平臺完成在線自測任務(wù)。圍繞每周的學習任務(wù)定期發(fā)布學習討論帖，鼓勵學生積極發(fā)帖、回帖參與課程學習討論，學生所有的參與情況都會在平臺上自動記錄，為老師了解學生情況及針對性的指導提供了事實和依據(jù)。我們利用平臺進行每次作業(yè)的講評和總結(jié)。

利用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)課前、課中、課后三個階段內(nèi)，從線上發(fā)布任務(wù)、線下課堂教學、學習討論、自測、作業(yè)、測試和講評總結(jié)這七個過程，“三階段七過程”的多元混合式教學模式不僅極大程度地拓展了課程教學的時間和空間，也讓學生在課后真正地忙起來、動起來，為培育學生自主學習能力提供了基礎(chǔ)和保障。

此外，課程教學中增加了實驗課程。充分利用線上開放的慕課資源，提前線上預習實驗課程內(nèi)容，對實驗項目進行功能需求消化、性能指標分析，綜合已學知識以及部分將要學習或者需要自學的知識，按照基本要求、提高要求和創(chuàng)新拓展三個層次。線下實驗課借助于已搭建的“應(yīng)用光學綜合實驗室”平臺，在教師指導下自主構(gòu)思實驗方案、選擇合適光學器件、設(shè)計實驗光路、進行光路調(diào)試，完成有工程應(yīng)用背景的實驗項目。鼓勵學生自主開發(fā)光學課外實踐項目并參加各類競賽，特別是大學生光電設(shè)計競賽。幫助學生將所學理論應(yīng)用于實踐，反過來通過實踐深度理解理論，最終實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)的有機融合。

教學考核方式對于混合式教學模式的實踐和發(fā)展至關(guān)重要?？己朔椒ㄐ枰C合運用多種方式和方法，以全面客觀地評估學生學習過程和成果。因此，教學考核應(yīng)該注重學生的知識、能力和素養(yǎng)發(fā)展。知識考核主要包括理論知識和實踐應(yīng)用，重點考察學生對于知識的理解和運用能力；能力考核主要考察學生能否熟練掌握相關(guān)的技能并靈活運用；素養(yǎng)考核主要考查學生能否形成獨立思考、批判性思維和創(chuàng)新能力。

四 課程思政教學創(chuàng)新思路與舉措

工科教學不僅要重邏輯知識，也要重人文思想。高校教育肩負著育人使命、文明使命和發(fā)展使命，通過多途徑全面實現(xiàn)課程思政是每一個工科人都努力去探究和踐行的課題。結(jié)合當前國家卡脖子技術(shù)，闡述當前光電前沿知識和前沿應(yīng)用，鼓勵學生為實現(xiàn)“光電夢”而努力奮斗；讓學生深刻地感悟我們光電人肩負的社會責任，樹立專業(yè)信心，增加專業(yè)認同感。激勵我們光電信息科學與工程專業(yè)的學生努力學習好專業(yè)知識，在不久的將來持續(xù)創(chuàng)新，探索便捷易用的工具和全面的解決方案。我們相信，光電技術(shù)的創(chuàng)新將造福更多人，使大家能更好地享受美好的生活，展望光明的未來。也從身邊的科學家（如潘君驊院士）和光學領(lǐng)域資深科學家（如王大珩院士）的故事中挖掘思政元素，讓學生自發(fā)地學習科學家們勇于創(chuàng)新的科研精神、心系祖國的家國情懷和淡泊名利的奉獻精神；讓學生深刻地感悟我們光電人肩負的社會責任，樹立專業(yè)信心，增加專業(yè)認同感。同時勉勵學生潛心治學，腳踏實地學好常用應(yīng)用光學的基本理論知識，凝聚奮進力量，在新時代奮發(fā)勇為，為國家富強、民族振興貢獻力量。

例如在應(yīng)用光學第3.2 節(jié)“顯微鏡的工作原理”中，主要介紹顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，同時分享中國光學之父王大珩院士的科研生涯故事，勉勵師生不斷傳承和發(fā)揚大國“工匠”精神，在新時代奮發(fā)勇為，為國家富強、民族振興貢獻自己的力量。

在教學設(shè)計中，向同學們展示顯微鏡下的奇異世界，用2020 年尼康顯微世界攝影比賽冠軍的照片引出本次課程，介紹顯微鏡的兩大分類及其發(fā)展歷程。引出我國第一臺電子顯微鏡的設(shè)計者——中國光學之父王大珩先生。分享這位用畢生精力推動中國光學事業(yè)發(fā)展的科學家的科研生涯故事。中國第一片光學玻璃、第一臺電子顯微鏡、第一臺激光器和第一臺大型光測裝備的主持制作，第一個遙感科學規(guī)劃的主持制訂，中國工程院的建立……這些成就都離不開一個名字，王大珩——中國光學事業(yè)的先行者。他對國防光學工程、空間科學技術(shù)、激光技術(shù)和遙感技術(shù)方面都作出了杰出貢獻。同時，王大珩先生特別熱心科技教育事業(yè)，他親手創(chuàng)辦大連理工大學物理系，從舊貨攤上撿回一個物理實驗室。1952 年，中國科學院儀器館（長春光機所前身）在長春成立，他被任命為館長。在他的倡議下，浙江大學、北京理工大學、清華大學等相繼開設(shè)光學儀器專業(yè)。1958年，他創(chuàng)建長春光學精密機械學院（長春理工大學前身），培養(yǎng)光學專門人才。在擔任長春光學精密機械學院院長期間，王大珩鮮明地提出了“突出辦學特色”和“兩個三結(jié)合”的辦學思想，并將其付諸實踐之中?！巴怀鲛k學特色”指的是突出光學特色，在全國率先開設(shè)了光學材料、光學工藝兩個專業(yè)?！皟蓚€三結(jié)合”則是校內(nèi)“教學、科研、生產(chǎn)”相結(jié)合，校外“學校、研究所、工廠”相結(jié)合，促進教學與科研二者的融合，注重學生實踐能力的培養(yǎng)。

王大珩先生于1985 年獲國家科技進步特等獎；1994 年6 月，當選中國工程院院士、主席團成員；1995年1 月，獲1994 年度“何梁何利基金優(yōu)秀獎”；1999 年9 月，獲“兩彈一星功勛獎?wù)隆?。王大珩先生用光改變了中國，以此帶領(lǐng)同學們深刻領(lǐng)略中國智慧。王大珩先生的愛國情懷、團隊精神、工作興趣和求實創(chuàng)新精神都值得我們認真學習，讓我們不斷領(lǐng)略中國智慧，堅定中國信心。

巧妙地通過顯微鏡的發(fā)展歷程引出王大珩院士的科研經(jīng)歷，深刻理解光學及光電技術(shù)是國家和社會發(fā)展過程中不可或缺的一部分。在此基礎(chǔ)上，學好基礎(chǔ)科學、學習科學家精神、樹立遠大志向為我國科技領(lǐng)域存在的基礎(chǔ)科學研究短板貢獻一份力量。激勵光電學子樹立遠大目標，努力學好光電領(lǐng)域基礎(chǔ)知識，熟悉光電領(lǐng)域前沿科學，培養(yǎng)科研探索精神和創(chuàng)新能力，在國防、民用等重大技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中開拓進取，力爭為我國的整體科技水平提升貢獻自己的力量，逐“科技夢”，成就輝煌。

這一環(huán)節(jié)運用案例教學法，將價值引領(lǐng)與專業(yè)知識傳授相融合，在養(yǎng)成工程思維，啟迪工程智慧的同時，喚起學生內(nèi)心深處對社會責任和科學精神的敬畏感，并引發(fā)思考“在專業(yè)學習的道路上，大家的責任和夢想是什么？”

在專業(yè)課程中融入課程思政教育，是高等教育落實“立德樹人”根本任務(wù)的重要途徑。面對新時代大學生信息接收渠道多元、傳播速度快等特點，如何在專業(yè)教學基礎(chǔ)上實現(xiàn)潛在的思政“育人”，將是教學法的長期研究內(nèi)容[16-19]。對課程思政實施效果進行有效評價，并在考核結(jié)果反饋的基礎(chǔ)上進行持續(xù)改進，是實施課程思政的必要環(huán)節(jié)。課程思政是一種新型的思政教育理念和方式，尚缺少成熟的課程思政考核形式和方法，還有待我們進一步地探索。

五 結(jié)束語

基于OBE 教學理念的課程思政混合式創(chuàng)新教學方式，通過提高學生的學習投入和課前、課中、課后的參與度，極大地調(diào)動了學生的學習熱情，增強學習動力和專業(yè)認同感。同時增加了教師與學生、學生與學生、教師與教師之間的交流，促進了對學生自主學習能力、解決實際問題能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力的培育。教師不僅要在教學設(shè)計的各環(huán)節(jié)對學生的學習效果給予積極關(guān)注，而且要在不同的學習階段采取不同的策略，促進學生從低階的知識記憶到高階的綜合應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。在創(chuàng)新教學方法時需要有精準的判斷和科學的施策。同時，教學中要把課程思政潛移默化地落實到每個環(huán)節(jié)中，牢記立德樹人根本任務(wù)，關(guān)注學生情感教育，培養(yǎng)具有科學精神、愛國情懷、理想信念的時代新人。