工程教育认证下的光电技术教学改革研究

2020-01-08

科教导刊·电子版 2020年30期

（齐鲁工业大学电子信息工程学院山东·济南 250353）

光电技术以光电子学为基础，综合了传统光学技术、现代微电子技术、精密机械及计算机技术，成为获取光或光信息提取其他信息的重要手段，是21世纪信息技术的一个重要组成部分。该课程是我校光电信息科学与工程专业的一门核心基础课，也是后续单片机原理、光电检测技术、光电传感技术等课程的基础，该课程的学习效果对后续课程的学习有直接的影响。光电信息科学与工程专业旨在培养在光电信息科学与工程领域具备扎实的数学物理基础、宽厚的专业知识、熟练的实验技能和良好的创新意识，具有研究、设计、开发、集成及应用光电信息系统的基本能力，能够在光学、光电子学、光电信息处理、电子信息技术、通信技术等领域从事科学研究、教学、产品设计和开发及生产技术管理工作的综合型、应用型专业人才。光电技术课程对应用型光电信息人才培养目标的实现有重要作用，其教学改革意义重大。

1 工程教育认证的要求

2006年，教育部启动工程教育专业认证试点工作，2016年，我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，并获得其他所有成员的认可，标志着我国工程专业质量标准达到国际水平，自此我国的工科生有了一张“国际通行证”。

工程教育专业认证是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，是判定专业人才培养质量是否达到既定质量标准，是否持续改进提高质量的机制。而学生达到毕业要求的内涵是能力，如何通过四年的学习获得这样的能力，是一项系统的工程，需要从培养目标出发，通过课程体系形成支撑，通过课程教学实现支撑，通过考核评价证明支撑。这里的支撑具体的落实就是“以学生为中心”。要落实好这一中心，一个很重要的一个环节就是课程教学，所以对于每一位教师而言要明确自己的责任与课程目标，要做到四问：想教学生学些什么？为什么要教学生学这些？用什么样的方法帮助学生学习？怎么知道学生学到这些？这就需要建立面向产出的教学体系，就具体的授课环节而言，课程设计要体现能力培养为主，要真正做到以学生为中心，老师想方设法让每一个学生都动起来，就像哈佛大学图书馆那样凌晨四点依然灯火通明，学生会为了某个问题而废寝忘食；就最后的评价而言，不仅仅是一张期末试卷，过程评价更重要。

2 当前教学现状

随着“大众化”高等教育的普及，高校的学风气息越来越淡化，部分大学生学习态度散漫，迟到、旷课、挂科等现象时有出现。很多学生即使来上课，听课效率也不高。老师站在前面讲课，下面的同学很多在忙着自己的事情，或发呆，或低头玩手机，或睡觉，或小声说话。这样的学习状态已成为一种普遍存在的现象，令人堪忧。这种厌学现象的出现，原因是多方面的。有人曾做过一项问卷调查，有近一半的学生认为影响自己听课效率的原因是“教师的授课水平”。由于很多专业课难度较高，老师采用的方法多以传统讲授即满堂灌为主，学生学习的积极性不高；课程进程又快，课前不预习，即使课上认真听了，若课下不复习，下一次课也可能听天书；而大学老师也不像中学老师那样天天坐班，所以学生有问题也很难及时地和老师面对面地进行沟通交流，老师也不能及时的获得学生学习情况的反馈等等。这些问题是共性的，在光电技术的课堂中同样存在，作为一门应用型的课程，虽然没有复杂的理论推导，但是涉及到的知识面却很广，学生学习起来困难仍然很多。在教学的改革过程中，我们做了很多的努力，像提前补充未学的知识理论、采用视频动画等拆解难以理解的知识点、不断跟进新的光电技术进展，积极参与德容课堂建设等等，但是学生的主动性提升却不大。究其原因，可能有两个主要的方面，一是教学方法基本以老师讲授为主，学生接收的这些知识大多是被动的，教学过程中偏重理论学习而没有重视能力的培养；二是依据传统的教学大纲最后的评价大部分是一张客观性比较强的期末试卷，学生平时只要签签到、按时完成作业，占比20%～30%的平时成绩就可以满分，期末考试突击两周就可以取得不错的卷面成绩，过程性评价基本没有。

3 蓝墨云班课的引入

为了提高学生学习的主动性，更好的实现以“学生为中心”的能力培养要求，就要加强信息技术与教育的双向深度融合，这也是《教育信息化十年发展规划》的精髓。经过十多年的发展，多媒体教学已经成为了课堂教学的主流模式，学生获得知识的途径、广度和深度都有了极大的提升，但也出现了如上所述的很多问题，要解决就要继续融合，《规划》指出：技术将继续促进教育的创新与发展。为此，很多技术与教育融合的APP应运而生，蓝墨云班课就是其中之一。云班课以翻转课堂为基础，有移动APP和Web端两种模式。老师通过web端可以便捷的推送资源，学生通过手机端可以碎片化的自主学习，同时基于云教学实证大数据，学生、老师、学校间会建立起智能化的数据桥梁。

云班课的基本操作流程：老师建立云班课，发送班课号给学生，学生下载云班课APP，输入学号姓名完成注册后直接搜索班课号即可进入班课。这里有老师推送的学习资源如视频、课件、课外资料等，可以在线学习，也可以下载学习；有老师精心设置的在线测试、头脑风暴等等，学生可以根据老师设置的时间要求利用手机参与作答。对于一节课而言，老师需要做到以下三点：

（1）课前诊断号号脉：精心设计导学案，温故而知新，适当录制微课，在线预习小测；（2）活动设计用用心：根据预习反馈再备课，确定需要删减或者补充和拓展的内容，充分利用云班课的互动功能（如花样签到、抢答、摇一摇、点赞投屏、头脑风暴、互评等等）调动学生的参与度；（3）课堂内外齐评价：将预习、课堂活动、作业、讨论等都纳入到评价体系中，让学生在激励中学习。我们以LED一节的教学为例做一个简单的说明。

课前：温故：PN结知识回顾（形式：可视频、动画或者文字）；知新：（1）推送LED装点美丽城市和晚会现场的视频，并完成相应练习（涉及知识点LED的优点）；（2）设置一个小的讨论：在点亮10小时以后，LED灯的表面会和白炽灯一样很热么？为什么？

课中：根据学生的预习情况，（1）对发光原理这一重点查缺补漏，制作一个电子空穴复合的简单的flash动画视频，配以形象的语言或语音描述，来加深学生的理解。根据发光原理，设置一个头脑风暴：如何获得白光？进而引出蓝光之父中村修二的研发历程，让学生领会科学研究的过程中毅力和恒心都是必须的。（2）强调发光效率，设置提高LED发光效率的小组讨论并总结发言。进而拓展我国LED的研究现状，鼓励学生以后积极投入国家的科技研发。

课后：查阅资料写一篇关于LED的应用及对社会带来的变革的畅想文。评阅方式互评。

LED现在已经走入了我们的日常生活，通过上述教学过程，学生加深了对其的了解，培养了独立获取知识的能力，增强了爱国情怀。本节课学生的所有参与过程，云班课会自动统计到最后的评价中。

云班课使手机进入课堂成为学习的工具，其强大的互动功能使课堂不再是老师的“一言堂”，学生真正成为课堂的主人，老师由施教者变为了引领者，而课堂氛围也不再沉闷。云班课的加入，使“以学生为中心”落到了实处，和工程教育认证的理念相一致。