应用光学教学中引入产学研模式的创新与实践

郜洪云 黎敏 陈清明

摘 要 针对应用光学课程教学中教师、学生和企业三者之间不能实现资源有效共享的问题，本论文将产学研这一创新模式引入教学环节中。通过灵活课堂教学、网络课堂融入课后学习以及校企联合实践贯穿始终三个重要教学手段，旨在提高教学效果，实现高校、企业和学生的三方共赢，并为高校专业课程教学提供一个有效的教学参考方法。

关键词 产学研 应用光学课程 课程教学 创新与实践

中图分类号：G424 文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.049

Innovation and Practice of Introducing Combination of Production，

Study and Research Model in Applied Optics Teaching

GAO Hongyun， LI Min， CHEN Qingming

（Physics Department， School of Science， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract For the "Applied Optics" Teaching resources can not be achieved between the teachers， students and businesses of the three effective sharing of issues， this paper will research this innovative model into teaching session. Through flexible classroom teaching， classroom into the after-school learning network， as well as colleges， enterprises and practices throughout the three important teaching tool， designed to improve teaching effectiveness and achieve win three universities， businesses and students， and to provide a University Professional Courses effective teaching reference method.

Key words production， study and research; applied optics course; course teaching; innovation and practice

“产学研”这一创新模式在2011年就从国家高度被提出，它为高校的办学理念指出了一个重要的发展方向。①关于产学研的研究和应用受到众多相关研究人员的重视。②③然而，目前关于产学研的研究主要集中在内涵、办学、特征等方面进行分析，而关于产学研这一创新模式用于某个具体的专业课程却鲜有提到。众所周知，高校开设专业课和学生毕业以后的工作学习密切相关，扎实的理论基础和丰富的实践经验使学生具有更强的工作能力和竞争力。具有光学专业的著名高校，如浙江大学、南开大学、天津大学等都把应用光学列为重要的专业基础课程。尽管相关教育工作者在应用光学课程教研方面做了大量的工作，但是一些问题和矛盾也一直存在。④⑤其主要原因是科研经验丰富的授课老师、对专业知识茫然而又向往的学生以及一直提倡产学研的企业之间并没有有效实现资源共享和互动。

因此，本论文提出引入新型产学研模式这一理念，通过应用光学课程内容方法的创新与实践，为学校专业课程找寻一个有效的教学方法，为培养具有较强综合知识能力、较高竞争力和創新能力的复合型人才奠定扎实的专业基础。本论文研究主要包括灵活课堂教学、网络课堂融入课后学习以及实践和校企联合贯穿始终三个重要教学手段。

1 灵活课题教学

应用光学课程作为公共基础课程和专业课程的桥梁，它的成功开展不仅关乎本科生从公共基础课程到专业课程的顺利转换，更是学生后续专业课程的必要基础。灵活的课题教学不仅能提高学生的学习兴趣，而且有助于课堂知识的掌握，本论文首要的工作就是如何有效地灵活课堂教学。多媒体教学一直是高校推崇的有效教学手段，本论文主要是在多媒体教学的基础上采用以下两个方面灵活课堂教学：

（1）科研经验、实际应用和书本知识有效融合到课堂教学中。在课程开设期间，有效利用课题组成员的丰富科研经验，结合目前国家的热点发展和研究方向，尤其是航空航天、环境监测、新能源开发等方向中的应用。如讲授透镜成像这部分内容时，可让学生了解在我国目前最振奋人心的探月工程项目中，从月球上传回的每幅图片都有成像光学系统的功劳;在讲授望远系统这部分内容时，可列举最著名的哈勃天文望远镜以及其拍摄的部分经典图片;在讲授全反射原理这部分知识时，可以和当前环境监测中PM2.5的检测联系起来，光学表面等离子体共振生物传感器也利用的是光学全反射原理;在讲授光学不变量这部分知识时，可列举激光雷达中的光束扩束系统等等。如果每个教学内容部分都能和目前实际应用结合起来，就会使学生对所学习的知识有很深的理解，并能明确学习的目的和方向，自然而然地使学生的学习由被动变成了主动，大大提高了学生的学习兴趣，同时也会让授课教师更有激情和自信。

（2）光学计算机仿真融入课堂理论教学。在课堂教学中可充分利用光学软件辅助讲授光路追迹和光学像差等晦涩难懂的理论知识。如在讲授光路追迹公式这部分内容时，可利用光学设计软件Zemax仿真光线在光路系统中的传播过程;在讲授平面镜旋转这部分内容时，可利用PPT自带的动画功能仿真出旋转和光线传播的关系;在讲授光阑这部分内容时，可利用Matlab仿真出不同光阑对光路的影响;在讲授几何像差这部分内容时，可利用Zemax仿真不同像差的图样等等。应用光学不同于其他课程，课程内容里几乎所有知识都能用计算机形象地仿真和实现，如果课程内容的讲授和计算机仿真演示能有效结合起来，可使枯燥、晦涩的课程内容变得生动、形象。因此，三维图形和动画的合理使用会使学生有效地掌握专业知识，并能在以后的光学系统设计和实际应用中凸现较强的能力和潜力。

此外，可根据每个成员的优势，协作完成应用光学课程教学，如科研经验丰富的老师讲授应用方面的知识内容，计算机技能熟练的老师讲授晦涩难懂的理论知识，这样会更好地引起学生的学习兴趣，在有限的教学时间内让学生掌握更扎实的应用光学知识。

2 网络课堂融入课后学习

在教学过程中老师一般会留一些思考题或课后习题，然而这类学习缺少很大的互动性，学生自主学习的动力明显不足，致使不少同学都采用抄袭方式完成，给后续的教学带来不利的影响。网络教学是一种非常重要的辅助教学手段。本论文主要从以下两个方面使网络教学融入课后学习进而促进课堂教学。

2.1 建立一个专业课程学习网站供学生下载相关学习资料和视频

建立一个应用光学专业课程学习网站，学生可利用空闲时间下载并学习相关资料和视频，避免在课堂上记录大量的学习笔记，一定程度上减轻了学生的学习负担，学生只需在课堂上认真听讲，必要时做一下问题记录即可，大大提高了学生的学习效果。网络教学也是教师和学生的一个互动平台。教师把上课的教案、习题、测试题、思考题和一些相关的科研应用等放到网上，让学生自主学习消化，如果学生有任何问题或疑问可以在网上和老师交流讨论，实现网上在线答疑，可以把有限的40个学时的课堂教学发挥最大的教学效果。尤其是课堂上展示的三维动画视频，学生不一定能及时消化，如果学生能及时从网站上下载相关视频，就可以随时查看和学习，不受有限的课堂学习时间的限制，可以讓学生的学习时间更灵活。此外，课程学习网站上可以上传一些相关的课外资料，如阿贝折光仪最早是谁发明的，现在已经发展到什么程度，望远镜最早是谁发明的，望远镜的种类和最新发展，尤其是同学们比较感兴趣的天文望远镜其原理和结构，照相机的发明者、种类、最新发展等等，大量的文字、图片、视频等资料都是同学们感兴趣而课堂上无法给他们详细展示的内容，这样一来专业课程网站的使用很大程度上拓宽了学生的知识面，开阔了学生的视野。

2.2 建立一个QQ交流群可以让学生和老师之间进行及时互动交流

目前武汉的无线网络已经普及，利用这一网络优势，可以建立一个供课程学习交流的QQ群。这样一来，无论是老师还是学生都可以很方便地互动，一定程度上弥补了专业网站必须登录才能交流的问题。利用所有同学都在使用手机QQ的现状，建立的QQ群可以实现问题和信息的及时互动，让老师能够第一时间掌握学生的学习动态，信息的及时反馈可以让老师更好地给学生授业解惑，一定程度上促进了教学效果的提高。此外，免费的信息交流方式让学生在学习更有主动性和积极性。

3 校企联合实践贯穿始终

我们不仅要培养学生的创新思维，更重要的是培养学生的实践能力和实际科研能力。主要通过课外实验、专业课程设计、实践实习考察和邀请企业技术高管人员来校开设公开讲座等方式，具体实践过程主要分为如下两个方面。

（1）产学研培养模式可以大大提高学生的综合能力和竞争力。应用光学课程不同于其他课程，课程内容的每部分理论知识都能和实际应用结合起来，在教学过程中可以充分利用这一优势，在每个独立章节之后都安排1～2个相应的应用光学实验，这样可以充分调动学生的学习积极性，而且通过实验可以让学生很容易理解和掌握所学的知识。学习期间也可让学生分成若干学习兴趣小组，如果有好的创新理论可以结合光电实验室实行具体实验和实践应用，这样可以大大提高学生的学习兴趣和创新能力。此外，通过课程设计可以让学生的学习能力得到进一步提高。这种理论和实践相结合的教学模式是基于学分制和大类培养背景下提出的新的教学方法，也是针对其他就业创业类人才提前开设的准备课程环节。这就使得产学研模式不再是企业公司的专属，面对激烈的残酷竞争，让学生的能力提前得到全方位的锻炼和加强。

（2）校企联合可以从根本上杜绝学校和企业的脱节问题。在课程学习期间可以适当安排学生到相关企业进行参观和学习，让学生提前了解到课程知识的具体科研和社会应用。适时邀请一些企业的技术高管进入课堂为学生开设相关的理论和实践公开讲座，并为感兴趣的和学习优秀的学生提供一定的企业实习机会，这会让学生看到未来的专业发展方向，让学生的学习有了明确的方向和目标，不仅促进了学生的学习动力，也提高了课堂教学效果。

4结束语

引入产学研模式后应用光学课程教学效果明显。然而，在这一新型模式下，有些问题必须引起一定的重视，一、每个成员老师都承担着一定量的教学和科研工作，如何协调好教学时间和实践教学活动不冲突是面临的首要问题;二、科研所需的知识面广而深奥，如何将书本知识和科研进行优化结合而不让学生觉得科研太难而失去对科研的兴趣;三、开设企业实践和相关课程设计，由于人数较多，过程环节监督有待完善。这一创新模式可以成功推广到其它专业课程教学当中。

基金项目：武汉理工大学教学研究项目（项目编号：2013081）

注释

① 胡锦涛.在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话[N].人民日报，2011-04-25.

② 朱方来，刘世林.高等职业教育实践教学基地产学研结合人才培养模式的研究[J].高教探索，2006（3）：78-81.

③ 饶燕婷.“产学研"协同创新的内涵、要求与政策构想[J].高教探索，2012（4）：29-32.

④ 岑兆丰，李晓彤，刘向东.浙江大学应用光学课程的发展和改革[J].光学技术，2007（S1）：268-269.

⑤ 刘浩.基于问题式学习法理论的《应用光学》教学实践[J].陕西教育（高教版），2009（2）：54.