高校光学实验课程教学方式的多元化,本文是教学方式方面毕业论文范文与多元化探索和教学方式和光学有关专升本毕业论文范文.
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摘 要光学实验课程的教学是光电专业学生实践能力培养的重要环节.针对传统单一化课堂教学存在的学生学习能动性不强等问题,文章根据实验的内容性质和难易程度,提出了多元化教学的改进方案.在验证型、设计型、综合型和创新型实验中,分别采用“引入线上教学、运用仿真软件、融合工程实例、依托项目驱动”这四种教学方式.实践表明,多元化教学有助于学生掌握实验技能、拓展知识视野和提升学习兴趣.该探索为高等院校光学实验课程的建设和发展提供了参考.
关键词光学实验教学方式多元化
光学作为物理学的重要分支,在军事装备、工业生产、居民生活等领域有着广泛的应用.近年来随着光通信、光存储、光显示、光传感等产业的崛起与迅猛发展,社会对光学专业毕业生的需求越来越大,各大高校纷纷开设了“光电信息科学与工程”等相关专业,加强光学类课程的教学[1].由于光学是一门基于实验的自然科学,实验课程的开设在教学体系中占有重要地位,一方面有助于学生对理论知识的理解,另一方面也培养了学生的动手操作能力,为今后的就业打下基础.因此,结合时展,不断改革创新实验课程教学的方式方法,提升教学质量,使学生愿意学,学得好,是值得教师关注思考的问题.本文从传统单一化教学方式存在的问题出发,针对课程中验证型、设计型、综合型和创新型四种内容性质和难易程度不同的实验,分别提出不同的改进方式,希望能为高等院校光学实验课程的建设与人才培养提供一些有益的思路.
1 课程特点及教学现状
在众多物理学实验中,光学实验通常难度较大,这是由其自身特点决定的.光学仪器精密性高,结构复杂,且具有一定的调节技巧.光学系统通常由多个镜片组成,每个镜片又由多个螺丝控制其前后、左右、俯仰位置,各镜片的调节相互影响,牵一发而动全身.部分实验现象无法由肉眼直接观察,需要借助望远镜、显微镜等设备,教师在讲解演示时只能通过语言描述,学生缺乏感性认识.
在光学实验的教学过程中,目前很多高校仍采用传统的教学方式,即课上教师对照课本逐条讲解实验步骤并进行必要的演示,学生动手操作；课后学生完成实验报告,教师根据报告评定学生实验成绩[2].该教学方式简单易行,但形式单一,教学效果往往并不好,主要表现在以下几个方面：
1.1 学生能动性不强
由于光学实验仪器复杂、调节步骤多,仅通过教师课上短时间的讲解,很少有学生能够对实验仪器和步骤非常熟悉,因而在实验操作中,大多是按照课本上的步骤按部就班地进行,鲜有以自己的想法去调整改进.在有限的课堂时间里,学生急于完成实验获得数据,为保证成功率,实验参数的选取中规中矩,甚至千篇一律,这点在设计型实验中尤为明显,偏离了该类实验开放性、多样性的初衷.
1.2 学生学习兴趣降低
为保证学生的动手操作时间,教师的讲解不宜过长,这使得课堂教学多限于对实验仪器和步骤的教学,而忽略了对实验原理和应用的介绍.学生知道实验怎么做,却不知道为什么要这样做,还可以作何种拓展.本应丰富多彩的实验课变得单调乏味,学生学习热情也不高.另一方面,学生在理解和领会能力方面存在个体差异,对于某些较复杂的实验,统一的一次性讲解并不能满足所有学生的需求.少数同学即使认真听讲了,也很难成功调节出实验现象.长此以往,失败的经历会使这部分同学对光学实验产生畏难情绪,丧失学习动力.
1.3 成绩评定缺乏区分度
在现阶段的实验成绩评定中,实验报告占据了很大的权重.由于实验报告具有固定的格式,且在课后完成,很容易出现雷同现象,尤其是在以小组（2-3 人）为单位开展的实验中.教师无法从实验报告中提取足够的评价信息,导致对学生的成绩评价区分度不大.这在无形中降低了学生对实验课程的重视程度,失去了教学中的成绩激励作用.
2 多元化教学方式的探索
传统教学方式面临的困境在于其未考虑教学内容和教学对象的差异性,而采用程式化的教学.对于光学实验而言,按照其内容性质和难易程度的不同,可分为验证型、设计型、综合型和创新型四种[3].对不同类型的实验选取适宜的教学方式,有助于教学效果的提升.随着多媒体、计算机软件、网络技术的发展,借助这些教学辅助手段,与时俱进地丰富教学内容的呈现方式,以提升学生的学习兴趣,也是一种有益的探索.
2.1 引入线上教学
对于验证型实验,其开设目的主要是加深学生对理论知识的理解,并培养动手操作的基本能力.此类实验原理明确,现象固定,整体难度不大,但对于少数操作步骤较多或存在操作技巧的实验,部分同学仅靠课上（线下）短时间的听讲难以掌握.
因此,教师可以事先录制实验操作的演示视频放到网络上（线上）,供学生预习时观看.视频直观性强,教师可以边演示边指出操作技巧,并给予镜头特写；配合后期的视频剪辑,还可以将由显微镜、望远镜等观察到的实验现象附加到相关操作步骤的同帧画面上,比起单纯的语言描述更易于学生掌握.学生观看视频时不受次数的限制,可根据自身掌握情况灵活选择,切实做到了因人制宜.除操作视频外,教师还可以上传实验背景知识和应用拓展资料,供学生选择性阅读,以此弥补课时有限的缺憾.
2.2 运用仿真软件
在设计型实验中,学生通常需要从多个实验器件（如镜片等）中选择具有合适参数的器件,来实现特定的光学功能.参数的选择直接关系着实验的成败,且合适的参数并不唯一.对于仅含少量（3 个及以下）未知参数的实验,比较容易通过直接尝试或简单的理论分析来获得合适的参数；但当未知参数增多时,上述两种方法实施的难度增大,导致学生不愿意尝试,或尝试的多样性、成功率降低.
计算机仿真软件的运用能快速模拟光的传输,为光学
系统的设计带来便利,如Zemax 软件应用于几何光学系统的设计[4],OptiSystem 软件应用于光通信系统的设计[5].学生在操作前可先用软件模拟出合适的参数,再应用于实验进行检验,对于较复杂光学系统的设计可以起到事半功倍的效果.相较于纯粹的人工公式推导,软件的应用更贴近生产实际,也为学生后续的就业打下了基础.
2.3 融合工程实例
综合型实验是在学生具有一定基本知识和技能的基础上开设的,旨在培养学生综合运用实验方法和手段解决问题的能力.与传统的书本教学相比,案例式教学不失为一种更好的选择[6].
在案例的选取中,融入工程实例有助于提升学生学习热情、丰富学生实践经验,如开展机器视觉、光纤熔接与拉锥等实验.教学中,教师先介绍实验开展的工程背景,然后引导学生根据实验器材讨论实验方法和步骤,最后予以总结,指导学生完成实验.在成绩评定上,不再采用具有固定格式的实验报告形式,而给予学生更大的发挥空间,比如谈谈实验的收获和体会,或者查阅资料,对比工业生产中的流程工艺,谈谈对实验改进的建议.此类开放式的报告无关对错,重点在于引导学生思考,有效避免了实验报告千篇一律的现象.
2.4 依托项目驱动
为培养学生自主学习能力和创新思维,创新型实验的开设已成为大势所趋.由于创新活动的特殊性,此类实验不宜规定固定的课堂时间,而多通过成果获取（如实物研制、论文撰写等）来获得学分.
创新型实验的首要之处在于发现并提出问题,本科生未经过正规的科研训练,自行提出问题的难度较大,较适于采用项目驱动式教学[7].以创新实验室为主要平台,鼓励学生参加大学生创新项目和各类光电学科竞赛,或参与到教师的科研项目中来,在特定的项目主题下,学生自主开展实验探索,教师在旁起辅助作用.由于项目存在一定的执行周期和成果激励（如获奖等）,有利于增强学生的任务紧迫感和执行力.
上述四种教学方式目前已在江南大学理学院光电信息科学与工程专业开设的部分光学实验中进行了试点,学生接受度和认可度较高,普遍认为多元化的教学方式有助于学习兴趣和效果的提升.
3 结语
随着现代光学产业的发展,光学实验作为理论联系实际、提升学生实践能力的课程,越来越受到广大师生的重视.传统课堂的“书本对照式”教学,授课和成绩评定方式单一,不易调动学生的学习兴趣和能动性.本文结合教学试点经验,提出根据实验内容和难易程度开展多元化教学,即在验证型实验中引入线上教学,在设计型实验中运用仿真软件,在综合型实验中融合工程实例,在创新型实验中依托项目驱动.多元化教学有助于学生更好地掌握实验操作技能并拓宽知识面,增强了学生学习的信心和热情,有效提高了教师教学质量.未来,我们教学团队将在专业实验中继续推广,并紧跟教学前沿,不断探索出更多更好的教学方式,希望能为高等院校光学实验课程的建设和发展添砖加瓦.
上文总结：此文是一篇关于对写作多元化探索和教学方式和光学论文范文与课题研究的大学硕士、教学方式本科毕业论文教学方式论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助.
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