《红外物理与技术》教学创新研究

盛斌++贾宏志

摘 要：面向21世纪，传统的《红外物理与技术》课程教学，无论从教学内容设置和教学方式等环节，已经无法适应当前本科教学要求。该文从课程教学内容的改革、教学方式的创新等方面进行了大胆探索，通过教学创新形成了一套科学、合理的红外物理与技术专业课程的教学方法，有效培养和提升学生的科研创新能力，加强相关专业学生的综合素质和竞争力。

关键词：红外物理 红外技术 教学改革 创新能力培养

中图分类号：O434.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0172-02

红外辐射是一种电磁波，其波长介于可见光和微波之间，相关红外技术在气象预报、航天遥感、军事侦查、灾情预警等领域有着非常广泛的应用。红外物理与技术主要研究红外辐射的产生、分布、传输、检测、红外光电系统及红外信息处理等。人类对红外辐射的研究始于18世纪末，红外物理与技术在第二次世界大战后得到迅速的发展。尤其近几十年来，红外物理与技术不断取得新的突破，无论从器件还是系统，精度和功能得到了提升和拓展，应用日益广泛。

《红外物理与技术》是一门光电信息工程专业本科生的专业必修课，涉及红外物理、红外光学、红外探测器、信号处理、热力学、机械控制等多个学科和技术领域。通过数年的教学实践发现，传统的教学方式仅限于课堂授课，教学内容相对陈旧，不能紧密结合最新技术发展，大多数学生的能力锻炼途径单一，仅限于课本知识和习题，这对学生分析问题和解决问题的能力的培养非常不利，急需调动学生学习积极性，提高课程学习效果。文章结合该专业的培养目标对《红外物理与技术》课程进行改革和创新，对教学内容进行调整，对教学方法进行升级，取得了一定成效。

1 整合多学科知识，增强课程内容系统性

宏观上来看，红外物理以电磁波谱中的红外辐射为特定对象，研究红外辐射的产生、传输及探测过程的现象、机理、特征和规律等；红外技术以红外物理为基础，研究目标的红外辐射特点、探测与成像、信息处理及应用方法等。红外物理为红外技术的应用、发展提供了理论基础和实验数据；而随着红外技术的不断推广和应用，会出现许多新的物理问题和现象，从而驱动红外物理的研究深入。二者是紧密联系，相互促进的。《红外物理与技术》课程包含的内容和知识点往往分布在《红外物理》《红外系统原理》《红外系统工程》《光电检测》和《工程光学》等多种书籍中，学生难以全面掌握，因此在授课过程中将红外物理、红外技术两大块内容有机整合起来，并加入该领域一些新的理论研究和技术发展成果，以利于人才全面素质的培养和提高。不仅可以使理科学生在掌握扎实的红外物理基本知识的同时，得到红外技术方面应用性能力的培养，也可以让工科学生在学好红外技术应用知识的同时，进一步夯实红外物理的理论基础，满足理工融合型课程教学改革的需要。

2 升级教学方法，调动学生积极性

探索个性化的教育手段，改变传统教学中“填鸭式”满堂灌的教学模式，实现“以教师为本”向“以学生为本”的“互动式”的教学模式的转换[1]。引导学生对课程知识点从不同角度进行思考，启发学生对课本、课堂教学提出质疑，触发他们的灵感，逐步形成多维度、多角度的思维方式和习惯，进一步激发学生的创新思维能力[2]。

课堂中，如果老师缺乏引导，包办太多，学生缺少互助合作的机会，缺少自由探索的空间，无法参与到教学思维过程中，也就无法体验思维方式和探索知识的产生发展过程，无形中束缚了学生的思维发展，学生得到的只是一大堆僵死的知识，失去的却是更为重要的“观念、方法和能力”[3]。新型的课堂教学秩序中，师生关系应该是民主、平等的。老师放下高高在上的姿态，转变为教学的引导者。这样才能使老师在课程教学过程中产生强烈的号召力，使教学不再是枯燥的理智活动，而是成为全身心投入、充满激情的学习活动。同时，教师还要充分信任学生，把学习主动权彻底还给学生，让学生真正成为学习的主人。具体措施如下：在老师组织、引导下学生主动地、富有个性地学习；把大课堂分为若干个小课堂，让学生就某些专题内容进行分组讨论、调研和报告，最后组织小组答辩来评定小组成绩以及每个组员的成绩。

在传统的教育教学中存在着教育资源分配不均衡的问题，课程中多向学生推荐经典的参考文献、优秀的课程教学网站和学习论坛，充分利用信息网络课程平台上的教学大纲、教学录像、课程教学课件等资源。这样，学生不仅可以利用相关资源进行课程学习，还可以了解本学科研究动態。同时鼓励学生在课后阅读经典文献和最新研究成果，提高学生的独立思考和解决问题的能力，紧密跟踪学科最新动态。

3 增加实践环节，注重参与与创新

优化课程体体系，整合课程内容，增加实践环节的比例[4]。课程内容设置上充分体现对学生创新精神、创新能力和实践动手能力的培养，最大限度地实现对课程的优化，比如设置与课程内容知识点相适应的实验内容，培养学生的动手能力、观察能力以及处理实验结果的能力；增开综合性、设计型实验[5]。所谓设计型实验，是指学生根据教师给定的实验任务书，通过查阅文献资料，自行设计实验方案、准备所需光电元件，独立进行系统设计和搭建，最后书写实验报告，总结实验结果的实践过程。设计型实验主体是学生，整个实践过程由学生独立设计和操作，实验中出现的各种问题也由学生自己设法解决。通过设计型实验，可以培养学生的创新意识和创新精神，提高学生分析问题和解决问题的能力，从而提高学生综合素质。

4 与专业培养目标相结合

理工科院校担负着为国家培养高素质专门人才的重要使命，培养出适应“广泛就业需要”的应用型人才，是21世纪经济社会发展的客观要求，也是理工科院校在竞争激烈的教育市场中立于不败之地的根本。依据上海理工大学创新型应用人才培养的特色和定位，在开展“卓越工程教育”的背景下，通过“实践—归纳—推理—再实践”的循环培养模式，强化工程实践，紧密产学研合作，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，着力培养具有工程背景、为工程领域提供服务的“工程师”型的创业人才。

5 结语

总之，通过对《红外物理与技术》课程进行改革和创新，对教学内容进行调整，对教学方法进行升级，有利于学生创新意识和创新能力的培养，有利于培养工科学生严谨务实的作风，有利于培养学生动手能力和综合素质的提高。

参考文献

[1] 贺善侃.教育创新应发展个性化教育[J].纺织教育，2004

（3）：13-17.

[2] 翁铁慧.创新人格是创新人才培养的根基[N].解放日报，2011-12-13.

[3] 方厚政.信息经济学课程的研究性教学方式探讨[J].中国信息界，2012（3）：52-53.

[4] 向学杰.关于大学生创新能力培养的思考[J].铜仁学院学报，2009（4）：123-125.

[5] 张小林，周美华，李茂康.综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J].实验技术与管理，2007（7）：94-96.