基于新型翻转课堂的《激光原理与技术》教学改革探索

李雪璁　郭津博　刘玲

摘要：随着移动互联网技术的飞速发展，新媒体的优势愈发明显，教育教学借助新媒体平台和技术进行改革势在必行。本文分析了新媒体环境下《激光原理与技术》课程基于翻转课堂进行教学改革的意义，并结合《激光原理与技术》课程的特点，提出创新型的教育教学改革方案。

关键词：翻转课堂；激光原理与技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）26-0107-02

一、引言

随着科学技术的发展，在移动手持式终端设备普及的今天，智能终端设备已经成为大学生的必需品，新媒体对大学生学习和生活的影响越来越显著。因此，借助新媒体的力量进行高校教育教学改革已是大势所趋。[1]在新媒体蓬勃发展的大环境下，各种新型教学模式给传统教学模式带来很大的冲击。尤其是翻转课堂这种模式，将传统的教育教学的主体从教师向学生倾斜，能够更大程度地挖掘学生的主观能动性，对于培养具有创新创业能力的新型人才非常有益。

翻转课堂（Flipped Classroom）是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，学生在课下可以观看视频、讲座、查阅文献资料，自主完成相应课程内容的学习。在对新知识有了一定了解后，学生带着在自学过程中遇到的难点和疑问，在课堂上与教师和其他同学进行互动学习、共享和讨论，从而完成对知识的消化吸收。[2]在这一过程中，教师采用讲授法和协作法来满足学生的需要以及促进他们个性化学习，让学生通过这个过程的实践来获得更扎实的知识。但是完全的“翻转”并不适用于现有的教学体系，也不能完全符合《激光原理与技术》课程的教学需求，更不是一蹴而就的，因此，还需要进行一定的改革创新。

二、基于新型翻转课堂在《激光原理与技术》课程进行教学改革的意义

《激光原理与技术》是理工类院校光信息、光电类和物理专业的必修专业课，以我校为例，该课程是光电信息科学与工程专业和物理专业的一门非常重要的核心必修专业课，从科研领域的研究到与信息技术的结合，推动激光通信、激光存储等领域的飞速发展；从军事上激光雷达和激光武器的制造，到医学上的激光美容和激光手术，乃至激光导航、激光切割等这些为人们熟知的领域，激光的应用早已深入地影响着我们的生活。该课程知识内容繁杂，理论抽象，公式众多，有极大的深度和难度。掌握好该课程，对于学生以后从事激光技术、光信息处理、生物医疗诊断、材料加工等广泛领域的研究和实践有重大意义。

当前大部分学校该课程还维持着传统的教学模式，主要存在以下问题：

1.学时少，学生的基础知识水平参差不齐。《激光原理与技术》涉及内容非常广泛。目前开设该课程的专业一般设置都是45学时或60学时，在有限的学时内，完成所有的教学内容，达到使学生系统、全面地掌握激光理论和各种技术，提高学生应用能力，对学生的基础知识、综合能力的要求都较高。而在实际教学中，学生基础知识水平参差不齐，在学习掌握本课程时，表现出很大的不均衡性。

2.教材内容偏重理论，缺乏实际应用导向。目前该课程的教材偏重理论公式推导计算，尤其对于理科专业来说，相对更注重学生对理论知识的掌握，但是缺乏对学生动手能力的培养，也缺乏和实际应用的联系。而现如今的大学生，更关注实际应用，这样的矛盾使得部分学生对该课程兴趣不高。

3.传统教学方法缺乏吸引力，教学效果不理想。在传统的《激光原理与技术》教学中，理论计算、分析和讲解处于主导地位。我们认为目前更需要生动形象的教学，需要现代化的教学手段，提高学生学习的兴趣，提高学生的思维水平和创新能力。

翻转课堂的教学模式恰恰弥补了传统教学模式的不足。该模式充分利用了信息化技术和新媒体资源，不但增加了学生的参与性，满足了学生反复学习的需求和答疑需求，更改变了教学过程中的关系，使得师生可以双向互动，平等交流。这对于《激光原理与技术》这种“课上理解难度大，课下答疑需求高”的课程，是一种颠覆性的改革。

三、基于新型翻转课堂的《激光原理与技术》课程教學改革方式

1.教学方式改革。首先，设计视频课程。课堂教学信息量巨大，有时为了保证完成教学内容，许多知识点无法进行详细的展开讲解，使得学生无法深入理解相关知识。而视频课程没有教学时间和教学内容的限制，可以以“知识点”为单位进行讲解，针对每一个知识点录制相应的视频，并对相应知识点配置习题和拓展知识，力争使学生对“知识点”进行逐一攻破，最终形成课程知识体系。而且学生观看视频的时间相对灵活，可以真正做到随时随地进行学习。其次，创立微信公众号。翻转课堂教学方式的实施依赖于平台。在新媒体环境下，大量的视频和文字媒体平台可以共享。为了更好地配合教学，笔者在2017年8月借助微信公众平台建立了激光原理与技术公众号，借助此平台，配合《激光原理与技术》教学大纲，发布视频、文字和图片等内容。该公众号设置基础知识、激光理论、实验、科研和就业五个版块，实现全方位立体化的教学，将课堂教学有效延伸到课余时间，弥补学时少的不足，又贴近学生的生活，易于接受。再次，建立课堂讨论模式。改变传统“教师讲学生听”的教学方式，每节课拿出一部分时间进行课堂讨论。根据教学日历，课前选定两名学生针对下次课程的某一知识点进行自学，课上扮演教师的角色，在规定时间内进行讲解。之后，学生以分组形式进行讨论，最后，教师根据讨论情况进行深度讲解、评价和总结。最后，在传统的作业和考试两种评价方式的基础上，增加在线测试。这种方式灵活方便，可以随时考察学生对各章节知识点的掌握情况，及时解决学生在学习课程时所遇到的问题。

2.教学内容改革。针对教学中的重点和难点内容，采取重点授课、调整各章节学时分配、灵活运用教学方法、增加实践机会等措施，使学生真正理解和掌握重点和难点内容。在保证基础内容的前提下，压缩部分陈旧的非主体性的内容，并结合高校研究所对于科研人才和用人单位对于应用型人才的培养要求，对教学内容进行调整，将相关的研究前沿和应用实例融入到课程内容中。例如，物理专业2011级毕业生在北京工业大学激光工程研究院攻读硕士，做激光表面处理、激光熔覆；光电专业毕业生从事生产405nm激光粒子计数器、CO2激光器和YAG脉冲激光器等相关工作。通过和这些毕业生建立联系，将他们的应用实例加入到实际的课程教学中，既能大大提高学生的兴趣，又能让学生把枯燥的理论和鲜活的实际结合在一起，使学生能在未来的就业市场上具有一定的竞争优势。

针对以上教学改革方式，我们目前做了部分尝试，尽管还没有全面实施翻转课堂教育教学改革，但是已经取得了初步成效。表1显示了本校光电专业2013级两个班和2014级两个班期末平均成绩的对比。开始实施翻转课堂教育教学改革措施之后，学生的学习成绩有了明显的提升。

四、结束语

在新媒体环境下，教育教学应该以提高学生应用素质与综合创新能力为目标，教育教学方式也应该向着新媒体平台倾斜。本文所提出的新型翻转课堂教学改革模式，立足于教学过程，力求将课堂教学和课余教学相结合，开展多元化教学，实现立体式改革，努力将学生培养成既具有坚实理论基础又有相当实践能力的复合型实用人才。

参考文献：

[1]唐绪军.中国新媒体发展报告[M].北京：社会科学文献出版社，2013.

[2]张金磊，王颖.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，30，（4）：46-51.