《光电子学》课程中实施研究性教学的策略探索

叶海

(东莞理工学院 电子工程学院，广东东莞 523808)

光电子技术作为光学和电子学的交叉学科，在国防建设、工农业生产、交通、医疗、科学研究等国民经济各领域中都获得日益显著的应用［1－3］。为满足社会的发展需要，培养专业技术人才，各高校相关专业均开设了《光电子学》这门课程。东莞作为华南制造产业基地，对光电信息类人才需求量大。我校为了响应工科类专业课程教学改革号召，培养符合市场需求的应用型人才，2012年对光信息科学与工程专业进行了系统的课程调整。根据国家教委对专业的指导思想，综合考虑本专业教学工作的整体性和衔接性，我校对《光电子学》的教学内容确定为:光与工作物质相互作用及放大原理、谐振腔理论、激光与激光器、光波导传输、光波调制、光显示和非线性光学基础几部分。

采用研究性教学方法重构基础教育课程体系是目前我国课程教学改革的基本方向，考虑东莞的地方院校实际教学情况，笔者对《光电子学》课程的教学方法和教学模式展开深入研究，对教学中存在问题进行分析，提出在教学中开展研究性教学，将教学与科研有机结合起来开展教学改革，使教学能紧跟社会和科技的飞速发展。

1 现有课程教学存在问题

通过近几年的课程教学总结，同时与兄弟院校担任相关课程的任课老师交流，发现目前光电子学教学环节存在以下普遍问题。

1.1 教材与教学内容缺乏新颖性和系统性

一方面，光电技术发展迅速，相关产品更新换代快，作为教学的经典教材内容陈旧，基本是偏重于光学理论知识和公式推导，对实际应用介绍较少，与社会发展脱节，缺乏新颖性，难以激发学生学习兴趣;另一方面，虽然近年光电子学方面新教材不断出版，其中不乏优秀教材为我国光电技术的发展做出了重要的贡献，但同样也存在问题，如很多教材在某领域中的研究有其独到之处，但整本教材缺乏系统性，不利于学生构建完整的知识框架体系。

1.2 教学模式单一，缺乏有效的教学方法

传统的教学采用讲授－接受模式的“填鸭教学”，老师在讲台上唱独角戏，学生在下面消极听讲，课堂气氛沉闷，学习主观能动性受压抑。这种教学思想忽视学生自主学习、自主研究和探讨能力的培养，师生间缺乏互动，学生注意力不集中，对课程不重视，教师难以把握学生学习状况，讲课也索然无味。如何引导学生由被动学习转变为主动学习，是目前教育面临的重要问题［4］。

2 开展研究性教学改革的具体实践

传统教学的弊端显而易见，问题根源出在哪里?任课教师基本都是博士或硕士，具有较高的理论水平，且老师非常注重自己职业荣誉，基本不存在能力不足和备课不充分的情况。于学生而言，既然能考上大学，说明具有一定的学习基础，也希望通过学习改变自身命运。因此我们只能说社会不同，观念不同，填鸭式的教学已经跟不上时代的节奏，传统教学模式必须改革，老师应该引领学生成为课堂的主角，这正是研究性教学的理念。

国外大学很早就开展以学生为主的办学模式。本文根据东莞地方院校的实际教学水平，结合自己的教学经验，对光电子学课程教学提出几点建议，可以有效开展研究性教学，提高教学效果。

图1 立体式教学结构图

2.1 多层次立体式教学，构建学生知识框架体系

根据我校办学定位，本课程的学习模块主要分为如图1所示的四个层次。以“光与工作物质的相互作用”基础理论部分，以“光源、光波导传输、光调制、光检测、光显示”的光电信号转换的主体结构部分，以“光电信号系统”作为整合，是课程的设计实验部分;以“光电创新”作为课程知识的提升层次，加深学生对光电技术整体的理解和应用。前两部分主要通过理论教学实现，后两部分通过研究性任务和实验教学实施，两者有机结合，可实现课程的专业培养目标。

《光电子学》知识覆盖面广，在教学中起承上启下的作用，可以将现代光电信息的多门专业课程联系起来，克服以往课程结构体系松散，多个知识点间缺少有机联系等问题，有助于学生构建光电整体知识框架［5－6］。因此本课程构建起“光源－光传输－光调制－光探测－光显示”为主线的课程理论知识框架，将其他专业课程各知识点融入此结构体系中，有助于学生加深光电技术的整体认知，将各知识点融会贯通，充分发挥骨干课程在培养光电人才的重要作用。

2.2 运用研究性教学，提高学生自学能力和动手能力

研究性教学以学生发展为主体，以尊重学生的探究兴趣和自我发展需要为前提，以达到发展学生研究意识和能力的目标。

研究性教学不排斥传统教学方法，在教学中应根据具体情况灵活应用。填鸭式教学强调知识的传承性，这种被动的灌输教学会造成学生知识点印象不深，理解不够深入的后遗症。研究性教学虽然能激发学生的学习兴趣，但不可能指望老师提出几个研究性问题，学生就能自我学习和探索把整个课程所有知识点学好学透。所以教师应该根据教学要求选择部分内容讲解透彻，留部分内容进行研究性教学，让学生自我学习和深入消化，发挥学生自主性和探索性学习。教师作为研究性教学中的问题设计者，应考虑学生整体水平和个体差异，精挑细选部分知识点，设置研究性问题。应注意把握好每一个研究问题的深度和难度，符合学生解决问题的能力水平，才能有效增强学生学习兴趣，而且要控制研究性问题的数量，不宜给学生添加学习压力和影响教学进度。

在课程开始学生明确知道必须积极参与课堂讨论和问题解决才能通过考核。学生成为学习的主体，以个人或小组合作方式，在老师的精心组织和引导下独立思考、自主学习和实践操作，通过亲身实践获取直接经验。学生意识到，课堂上的理论知识原来可以这样应用到某具体问题中。在探索过程中，理解和应用所学知识去解决实际问题，从而培养自己的自学能力和和创新能力，增强学习自信心和积极性。

2.3 采用案例教学和开放性提问，提高学生学习兴趣和思考能力

案例教学是从实际出发，通过分析案例，提出问题、分析问题、解决问题，从而实现某个知识点的传授，使学生增强理解，融会贯通、并且理论联系实际。根据课程教学内容和特点，本课程选取一些关联度强的知识点，如谐振腔对激光的影响、电光调制怎样实现等相关问题作为案例，力求将其原理和关键点讲透，剩下的文字内容就可以引导学生自己进行探索学习。

现在的学生课堂上自信心不足，不愿发言。为了引起学生的注意力和学习兴趣，积极参与教学活动中，采用开放性问题增强教学的深度和趣味。围绕着“What、Why、How”，结合课堂的教学内容，提开放性问题，不在乎答案正确与否，鼓励学生大胆发言，积极发言，参与问题讨论中，互相辩论。比如对于激光，可以设置问题“什么是激光”“激光有什么用”等问题，学生结合自己的兴趣点和知识面，可以无压力的畅谈。接着可以接着提问“为什么激光有这些特点”、“激光武器会怎样发展”、“当激光炮遇到反射镜会是什么后果”，引导学生了解激光的特性，最后是“怎样实现”的问题，这就要从基本原理和器件结构讲起，从而将问题切入教学活动中。这些问题对于训练和考察学生的发散思维，进而培养学生的创新意识和创新能力十分有益［7］。

2.4 运用灵活的教学方式，锻炼学生基本科学素质

本着“消化理论，发展能力”的思想，采用多种灵活的教学方式提高学生综合素质。教师在研究性教学中应着重引导学生通过图书馆和互联网检索文献，进行资料整理，提出解决问题方案和进行动手设计。要求学生制作演示文档在课堂中做简短汇报，引导大家发言和讨论，通过讨论让学生掌握各问题任务的知识点。最后撰写格式规范的科技小论文作为课程考核。此外，采用教学与科研相结合，鼓励部分学有余力的学生参加教师的创新项目、挑战杯及老师的科研课题。通过这些手段训练学生的文献检索能力、动手能力、创新能力和团体合作精神，同时提高他们的表达能力和写作技巧，培养严谨的科学态度。

3 结语

光电子学课程研究性教学实践，必将从根本上转变教师教学和学生学习形式，让学生更好地将理论和实践相结合，加深知识的理解，达到多方面能力培养的目的。经过近几年来的不断建设和发展，本课程在理论教学和实验教学取得了一定成绩，但与国内高水平相关光电专业课程相比，我们存在很大的差距。因此在以后的教学工作中，要根据教学效果将课程教学改革措施进行修正、深化和提升，为培养适应社会和企业发展的应用性人才做出更大贡献。

［1］孙培懋，光电技术及其应用和发展［J］．光电工程，1990，17(2):57－62．

［2］石顺祥，过已吉．光电子技术及其应用［M］．成都:电子科技大学出版社，2000．

［3］吴小所，光电技术的应用及研究热点［J］．黑龙江科技信息，2014(27):74－74．

［4］蒋炳春，李佳，姜旭章．对大学生研究性学习与创新性实验的思考［J］．湖南社会和足以学院学报，2014(4):68－70．

［5］陈元枝．光电检测技术课程的教学体会［J］．桂林电子科技大学学报，2007，13(5):425－427．

［6］崔岩．光电子技术课程的教学体会［J］．中国科技信息，2009，11(6):259－260．

［7］叶海，凌东雄，王红成．《激光原理》课程教学研究［J］．东莞理工学院学报，2013，20(6):122－124．