“物理光学”研究型教学模式探索与实践

徐 宁

(南京邮电大学光电工程学院，江苏 南京 210003)

“物理光学”是光信息科学与技术专业和光电信息工程专业一门重要的专业基础课程，在该课程的教学中，学生反映课程内容概念多，抽象难学。为了提高教学效果，探索教学方法的改革，根据多年“物理光学”课程教学的实践，我们将研究型教学融入该课程的教学过程中，力图使学生从单纯的理解和接受式的被动学习方式转变为探索和研究式的自主学习方式。

1 研究型教学模式

研究型教学是在综合美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”的基础上构建的教学模式[1，2]，是融知识传授、能力培养和素质提高为一体的创新教学模式。在教学过程中将科学研究的各个元素渗透到教学全过程，通过教学实践活动改变学生被动接受知识的教学方式，引导学生创造性地运用知识传输，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在合作研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维。

研究型教学模式一般由五个基本环节有机组合而成:①设趣与展演，是引导激发学生善学、乐学和会学的前提;②指要与自学，是帮助学生自主、自为和探究的关键环节;③精讲与答疑，是传道、授业和解惑的主要途径;④研讨与回顾，是夯实与深化知识的重要保障;⑤训练与总结，是知识提升与转化为能力的实践检验。

上述五大教学环节，相对独立、互相依存、分别作用，形成了一个有机整体，体现了现代教学的新理念。目前，研究型教学方法已经在高校的课程教学中得到广泛的实践[3-5]。

2 研究型教学思路

为了适合研究型教学模式，将上述五个过程有机地贯穿到“物理光学”课程内容传授中来，总的思路为针对课程的每一章节设立不同的研究主题，针对主题由学生自由组成小组，以四人组成一组，每个学生至少要求参加一项课题;每个研究小组设计自己的研究课题;通过开放交互式讨论方法对每个课题进行认证和指导，正式通过后，学生根据研究课题逐步实施。

项目完成后由师生共同参与进行课题的评审点评，并给予评价。因此整个教学过程是一个能充分体现以学生为中心、以课题为载体、以团队为单位及以研究为导向的交互式教学过程。课题形式为论文、撰写软件开发和器件设计等。

本课程的课内教学时数为48学时，课外为16小时。目前成绩由课堂的理论考试和课外的课题评价组成，分别占70%和30%。在课外成绩的30%中，课题成绩占20%，课外作业占10%。今后计划加大课外成绩的比例，特别是课外课题的成绩比例。

3 研究型教学实施

研究型教学模式分为六个基本环节。

1)知识背景准备阶段:简要讲解教材的内容，突出重点和难度，可以介绍一些相关的论文。这个阶段包含了研究型教学模式中的“设趣与展演”和“指要与自学”环节。以“物理光学”中“光的干涉”一章为例，可以主要讲解三方面的内容:光学薄膜设计及其应用、多光束干涉(F-P干涉仪理论)的应用和M-Z干涉仪原理应用。

2)课题立题阶段:根据教学内容设定学生的课题选题范围，学生组成团队，进行课题立项报告的撰写。针对上面所说的“光的干涉”一章选题要有:增透膜设计(涉及典型材料和新材料)、增反膜设计、光滤波器设计和薄膜波导等。

3)课题研究方案制定阶段:本阶段在课堂上对每个小组的课题方案进行认证答辩。通过学生的汇报加深对知识点的理解。通过教师的点评详细讲解课程内容的核心，使课程的授课在互动方式中完成，也培养了学生的团队合作精神。本阶段包含了研究型教学模式的“指要与自学”以及“精讲与答疑”两个环节。

4)课题实施阶段:课题经过答辩和认证后，进入具体的实施阶段。教师对遇到困难的小组要及时交流指导，但不给出完整的答案，而要启发学生发现问题，并寻求解决问题的方法。本阶段时间相对比较长，涉及到研究型教学模式的“指要与自学”、“精讲与答疑”和“研讨与回顾”等三个环节。

5)课题评析展示阶段:课题完成后进行课题评析和展示。对完成优秀的课题要细致结合课程内容进行分析，此阶段主要涉及研究型教学模式的“研讨与回顾”环节。

6)总结反思阶段:对整个研究型教学过程进行总结。

4 研究型教学效果

本次“物理光学”课程教学中，学生组成了22个小组，其中选择论文撰写、器件设计和软件开发分别为10组、7组和5组。通过本课程的教学实践，对全班102名学生进行问卷调查，总体反映比一般课堂授课模式效果好，学生掌握课程的内容深刻，具体情况如表1所示。表中的数字为选择该项调查的人数。

表1 研究型教学模式调查表

调查结果表明学生对研究型教学模式是积极参与和支持的。在主动学习方面，研究型教学模式使学生由知识的被动接受者变为知识的主动构建者，教师由知识的传授者变为知识构建的引导者。在团队协作精神培养方面，研究型教学模式的过程不仅训练学生解决纯技术问题的能力，还要培养学生适应环境、与人交流、与人合作及协调各方面关系的综合能力。

5 结语

研究型教学的整体过程，从问题的提出、方案的设计和实施、研究方法的确立及研究过程、得到的结论等各个方面都能发展学生的个性，训练学生的想象力和创造思维能力。为了使课堂研讨的效果更好和课题完成的质量更高，需要学生花费较多的课外时间进行前期准备，同时对应用型的课题需要有一定的实验环境支撑。针对“物理光学”课程的研究型教学模式的实施探索，为高素质、具有创新意识的高层次人才培养提供了宝贵的经验。

[1]范惠林 赵思宏.研究性教学模式在专业课程中的应用[J].吉林:现代教育科学，2002，163(11)44-45

[2]江捷，感悟英国高校多元化的教学方法[J].北京:实验技术与管理，2009，26(2):175-177

[3]赖绍聪，华洪，王震亮，张成立，张云翔，研究性教学改革与创新型人才培养[J].北京:中国大学教学，2007，8:12-14

[4]胡志忠，王成华，“电子线路”研究型教学模式探索[J]，南京电气电子教学学报，2007，29(6):82-84

[5]吴明赞，“工程电磁场”课程的专题研究型教学模式[J]，南京电气电子教学学报，2011，3