基于“对分课堂”的《工程光学》课程教学改革的探索

徐英+谷雨

摘要：《工程光学》课程是高等学校工科专业测控技术与仪器专业的一门专业核心课程，是学习其他专业课程的必备基础。针对《工程光学》课程内容覆盖面广、理论性强、难教难学的特点，任课教师采用“对分课堂”的教学方法，可以使学生参与到教学活动中，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习与独立思考能力，从而取得较好的教学效果。

关键词：对分课堂；教学改革；工程光学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0091-02

一、引言

《工程光学》课程主要包括几何光学和物理光学两大部分。作为开展光学理论和光学技术教育的专业课，它对于学生学习其他光电专业课程、培养综合能力具有十分重要的意义。通过本课程的学习，能够使学生了解本专业的前沿发展现状和趋势，掌握与本专业相关的光学知识，具备运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力，以及具有系统的工程实践学习经历[1]。

结合作者近几年的一线教学经历，目前该课程的教学状况存在的主要问题如下：几何光学内容学生之前未接触过，内容开始就引入光线概念对光波进行光路计算，学生理解掌握上难度较大，而后又涉及各类光学系统、光度学和色度学、像差理论、像质评价、光学设计等内容，涵盖范围较广。由于本专业的课程体系设置中有关光学的课程较少，学生对该部分内容的整体掌握度较差。物理光学内容中的干涉与衍射部分与《大学物理》课程内容结论上有很大部分重叠，但理論性更强，学生接受程度下降，导致积极性不高。

此外本课程一般开设在大二第二学期，对大二学生来说，专业课课程任务比较重。在对本门课程投入时间和精力有限的条件下，想掌握该门课程重点内容可以说是难上加难。体现在课堂表现上，学生抬头率和师生互动程度都不太理想；而在课后作业上，不少学生采取抄袭的形式来完成作业，没有达到教师布置作业的目的。因此在学期末考试环节，学生普遍存在临时抱佛脚，突击看教材背作业的情况。

为提升《工程光学》课程的课堂教学效果，同时也为增强学生学习主动性和积极性提供一定的参考，作者结合“对分课堂”在其讲授的另一门课程中的实践总结，探索如何利用“对分课堂”对《工程光学》课程进行教学改革。

二、《工程光学》课程的“对分课堂”设计

复旦大学教师教学发展中心特聘研究员、心理系博导张学新教授融合讲授式课堂与讨论式课堂的优点，于2014年提出“对分课堂”的教学模式[2]。“对分课堂”将教学过程分为教师的课堂讲授、学生课后的内化吸收和学生的课堂讨论这三个相互联系的过程，如图1所示[3]。其核心思想是将课堂时间根据实际情况分配给教师讲授和学生讨论，并且将教师讲授与学生讨论隔堂进行，保证学生讨论前有足够的时间进行知识内化吸收[4]。

《工程光学》课程是作者所在学院面向大二学生开设的一门专业核心课，课程共占16周64学时，每周上课二次，连续2节，每节45分钟。由于《工程光学》课程内容涉及知识点较多，如一开始就对全部内容开展“对分课堂”模式，担心难以把握课程进度进而影响教学效果。因而考虑对该门课程重点内容进行“对分课堂”教学模式试验，效果突出的话推广到整门课程。下面以几何光学中的“光路计算”知识点为例进行阐述：

1.第一次课：教师首先介绍光线、法线、光轴、顶点、正方向、曲率半径、截距、孔径角等基本概念，着重讲授曲率半径、截距、夹角（光轴、光线、法线三者间的夹角）的符号规则，进而以实际光线为例，运用学生已有的正弦定律知识进行光路计算，并举实例进行光路计算推演。

2.课堂之外：学生掌握了教师讲授的基本内容以及重点难点后，将光路计算扩展到近轴光线的计算上，进而得出近轴区的成像公式。该成像公式是“光路计算”知识点的重点内容，学生运用该公式完成相应作业。该环节由学生课后自主完成，老师可以制定一些任务要求，如做读书笔记的“亮闪闪”，提问题的“考考你”，寻求解决问题的“帮帮我”。任务要求可以根据学生不同的学习能力进行设计，既能调动学生的积极性又能体现差别化。

3.第二次课：学生分组讨论自己学过并掌握的内容，小组之间、学生与教师之间进行互动交流，将学生学习消化知识点后提出的疑点难点通过该环节达到学习掌握的目的。由于该讨论环节与讲授环节分为两次课进行，学生经过课堂之外的内化吸收后再讨论可以提高讨论效果，从而更容易激发学生的学习兴趣。

总结

“对分课堂”教学模式下教师是课程课堂教学的主导者，学生是课堂内外学习活动的主体。在师生积极的良性互动过程中，能促进学生自学能力、应用知识能力、合作能力、表达交流能力的提升。在《工程光学》课程实施“对分课堂”教学模式过程中，如何克服学生学期末动机不足、作业抄袭等现象，如何制定有效且合理的作业评价机制等都是实施过程中需重点考虑并解决的问题。

参考文献：

[1]杭州电子科技大学教务处.测控技术与仪器专业培养计划[Z].杭州电子科技大学本科专业培养计划，2015.

[2]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（5）：5-10.

[3]王舒.对分课堂在英语视听说课程的应用效果研究[D].汕头大学，2016.

[4]杜艳飞，张学新.“对分课堂”：高校课堂教学模式改革实践与思考[J].继续教育研究，2016，（3）：116-118.

Practice and Reflection on Improving the Teaching Effect of "C++ Programming" Course by PAD Teaching

XU Ying1，GU Yu2

（a.College of Life Information Science and Instrument Engineering；

b.School of Automation，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China）

Abstract：Engineering optics course is a professional core course of measurement and control technology and instrument specialty of Engineering Specialty in Colleges and universities，and it is the essential foundation for studying other professional courses. According to the characteristics of the "Engineering Optics" course，wide content coverage，strong theory，difficult to learn and teach，the teachers with PAD teaching method can make students participate in teaching activities，to stimulate student interest in learning，improve students' autonomous learning and independent thinking ability，so as to achieve better teaching effect.

Key words：PAD teaching；teaching reform；engineering optics