关于深化光电检测技术课堂教学的几点思考

关于深化光电检测技术课堂教学的几点思考*

魏英智张晓兰徐宝玉刘炳胜田雪松丁红伟

(黑龙江科技大学理大学黑龙江 哈尔滨150022)

*2012年黑龙江科技大学教学研究项目重点资助项目“光电检测系列课‘做中学’教学模式的探讨与实践”,项目编号：149；2012年黑龙江省教育科学规划课题“应用物理学专业基础实验模拟演示系统的开发”，项目编号：GBB1212058

摘 要：结合光电检测技术课堂教学实践，阐述了深化课堂教学改革的几点思考，主要体现在以下4个方面,即问题研究教学法的灵活运用能有效地调动学生的学习积极性；理论教学与实验、生活实际的有机结合能激发学生的学习主动性及其潜能；学生成就感、自信心的建立能激发学生对知识探索的热度；多种教学手段的综合运用,能有效提高课堂的教学质量和效率.

关键词：课堂教学光电检测问题研究教学法自信心多种教学手段

收稿日期：(2014-07-30)

作者简介：魏英智(1967-)，女，硕士，教授，主要从事物理及光电检测技术教学.

1引言

《光电检测技术》课程是现今很多专业的必修课程.它是一门将光学技术与电子技术结合起来，研究光与物质相互作用的新兴学科，它以其非接触、高精度、高速度、实时等特点成为现代检测技术最重要的手段和方法之一，在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中皆有着非常广泛的应用.光电检测技术具有应用性强、知识点多、发展快等特点.综合应用光、机、电、计算机及其一体化高新技术产品，理解和掌握这门课程,对于提高学生素质和培养其分析能力、创新能力都有重要意义.通过本课程的学习，不仅能够培养学生在光学检测领域的理论和实践能力，培养学生分析问题和解决问题的能力,而且在衔接相关课程内容,以及拓展知识交叉应用等方面都具有重要意义.如何在有限的学时内,收到良好的教学效果是我们多年来在实际教学过程中一直努力探索和思考的问题.笔者根据近年来的教学实践，从以下几个方面谈谈我们在光电检测技术课堂教学中的几点思考.

2课堂教学探索及思考

(1)问题研究教学法的运用在教学实践中收到了良好的效果

研究表明，问题研究教学法在发展学生智力与创造能力方面有明显的优越性[1].

如果课堂授课内容不是全新的，而是以前学过知识的合乎逻辑的继续，那么，学生可以在所学过知识的基础上，独立地探索新知识，运用问题研究教学法就特别有效.问题研究教学法是围绕教学目标以问题的提出为基础，问题的解决为目的，通过提出问题、分析问题、解决问题等步骤达到掌握新知识、培养创造能力的目的.目前常用的有下面3种模式[2]：

第一种模式是教师根据本次课的教学内容提出问题，学生通过查阅资料、讨论，最后由教师归纳、讲解解决问题的方法，适用于学生体验较少的知识章节.它的核心是教师通过问题来组织教学，促进学生的有效学习，比如光电检测技术中的基础知识以及各种光电器件.

第二种模式是结合学生在学习过程中遇到的问题，由教师补充形成，在教师引导下，师生共同探索解决问题的方法，适用于学习内容接近生活实际、学生有较多体验的知识教学，比如光电检测技术中的常用光源.

第三种模式是教师创设问题情境，由教师和学生共同提出问题，再在教师引导下，通过学生讨论、思考、探索，由师生一起解决问题.该模式是真正的问题研究教学法，它要求教师借助各种教学手段设计问题情境，提取核心问题进行教学，也符合学习者的思维和心理特点，能有效地调动学生的学习积极性.比如结合实验，一是教师可以创设问题情境，再有可以结合实验过程中出现的具体问题，通过师生共同讨论，研究解决问题的方法，且能现场实践，效果尤为明显.

(2)理论教学与实验教学的有机结合，理论教学与生活实际的紧密相结合，激发了学生的学习主动性及其潜能

《光电检测技术》这门课涉及的知识点多且应用性强，在教学中要紧密结合实验和实践.实验分为基础型、综合型、设计型和演示型，诸如各种光电检测器件特性实验、CCD及PSD等应用实验、光电计数器实验、光电转速传感器的转速测量实验等.基础型实验的目的是引导学生熟悉光电检测器件的基本原理和特性.综合型、设计型实验的目的是开阔学生思路，使其对现有的各类光电检测原理和方法有尽量全面的认识，提高学生综合分析和运用知识的能力.演示型实验把现代光电检测系统和探测器件与计算机控制系统结合起来.结合在实验和实践过程中遇到的问题，经过教师的提炼和引导，最终不但要解决问题，还要提升到一定的理论高度，在这一过程中，学生得以锻炼和提升，使学习变被动为主动，形成学以致用、用以促学、学用相长的良性循环.如在光度学量和辐射度学量基本知识实验过程中遇到这样的问题：当电源接入白炽灯时，出现瞬间短路导致电源自动保护.借助这一问题让学生展开讨论，各抒己见，针对学生的各种分析去糟取精、因势利导，学生很活跃，对遗留的问题结合下次课要讲的光电检测中的常用光源，布置思考题让学生课后先查阅资料，教师再指导学生按照正确的操作流程完成实验.解决办法：光源的电压一定要从小到大，且调到5 V时预热5 min.实验注意：接通电源或每次实验完毕后，一定将可变电源旋钮逆时针调到最小，这同样会给学生带来疑问：为什么？下次上课时，还不等教师问就争先恐后地提出各自的分析结果，师生共同努力找到了其中的原因：白炽灯、电炉等类的“冷阻”特性,造成开通瞬间的浪涌电流超过额定工作电流值数倍.白炽灯的冷阻小于热阻，随着电压的慢慢升高，电流慢慢加大，导致灯丝发热而发光，其电阻值也由冷阻到热阻慢慢过渡.而这一点是教材中没有提到的.再回过头通过现场实验去验证相关的理论，这也正是笔者提倡的有些内容对于小班适合采用在实验室边讲边实验的授课模式，收到了良好的教学效果.理论与实际生活的紧密结合更能激发学生的学习兴趣，例如面对普遍熟悉的手机摄像功能，来分析比较CMOS图像传感器和电荷耦合器件CCD两种器件的特点，作为微小型成像探测系统介绍.

(3)增强学生的自信心，使其产生成就感，能激发学生对知识探索的热度

通常，教师作为课堂上的主导，经常以一种强势、权威的姿态出现在学生的面前.时间长了，学生的异议越来越少，课堂的激烈讨论越来越少，课堂气氛变得压抑而无生气，其结果是睡觉、开小差的多了.其实，教师在讲授一门课的过程中，由于对知识广度、深度的不断拓宽和深入，其自身的困惑会更多，这时没有必要将这些困惑进行遮掩，唯恐被学生触及，相反，可以将这些困惑直接和学生分享，他们的天马行空、无拘无束，可以激发灵感，经常会有意想不到的收获.更有意义的是或许是出于一种心理的满足、对自我肯定的追求，很多学生会下功夫去查资料、讨论、思考，以给教师一个表现和证明，我们会发现学生似乎更愿意给教师答疑解惑.可能他们的回答也不一定正确，甚至于一眼看上去就是错误的，但请不要立刻作出判断，因为学生正在进行一项创造性思维探索过程，尽管显得有些拙笨.这时有一条原则可以借鉴，即“延迟评判原则”.

美国创造学家帕内斯的“延迟评判原则”，就是让教师在教学过程中，当学生回答问题或提出自己的见解时，不论是否正确，均不急于做出评价与判断，待到最后充分使学生的思维发散之后，再进行判断与评价.因为创造性思维的过程是一个思维发散与聚合的完整过程，学生在回答问题或提出自己见解时，思维处于发散的状态，过早的判断与评价容易使发散思维阶段受到遏制而直接进入聚合思维阶段，因此，创造活动也就无从谈起.而如果能不急于评判，使学生的思维充分自由发散之后，再引导学生进行讨论总结，进入聚合思维阶段，这样就形成了一个完整的创造过程[3].特别是，对不能正确回答问题的学生给予鼓励尤其重要.因为不鼓励或鼓励不当都有可能会使一个学生从此改变对本门课的学习态度.指出该学生的设想所包含的合理成分或包含将来可能实现的设想，即便没有这些，也要鼓励学生能够提出一种新想法，哪怕是异想天开，也是创造力的证明，也比不能或不敢提出见解的人更有高度.对于一个学生来说，从老师那里获得肯定重要得很.通过这样的过程使学生有了成就感，逐渐增强了自信心，当然也增加了他们对知识探索的积极性.

(4)多种教学手段的综合运用,提高了课堂的教学质量和效率

充分利用多媒体等现代化教学手段，多媒体技术的发展改变了传统的教学过程，它具有集图、文、声为一体的现代教学技术，极大地丰富和扩充了课堂的教学信息量[4，5].对于某些比较复杂的内容，可以运用动画手段把这些概念形象化，加深学生对知识的理解，也增进学习的乐趣.如在讲授CCD的工作原理时，势阱的概念及如何调节势阱深度，利用势阱进行电荷的耦合等都可以采用这种形象化的手段来讲述.另外，多媒体技术最大的优点是可以将那些大型的先进检测系统，尤其是那些国内或者本校没有的实验设备系统，以及各种具体检测器件的不同型号实物图一一展示出来，增加学生的直观感受.比如夜视仪、激光制导及各种实际应用等，可以通过视频展现出来.教师在备课中，把国际互联网中的最新科技信息编入教案，带进课堂进行演示、讲解.这些是过去传统教学方式不可能做到的.

3结束语

《光电检测技术》这门课程需要紧跟光电检测技术的发展，并结合专业特点，教师如能够将科研成果融入课堂讲授内容，而且将科研思维和方法融入到教学过程中，对培养学生创新精神、改进学生学习和思维方法将起到巨大的促进作用.要结合学生兴趣，实现从以“教”为中心向以“学”为中心的转变[6，7]，转变教育思想和教育观念，不断对教学内容和教学方式进行改革，以加强基础、拓宽知识、提高素质作为改革的指导思想，努力通过课程的教学提高学生的科研素质，使学生在牢固掌握和深入理解相关知识的同时，创新思想也受到启迪，科学研究能力也得到培养与提高，最终能够运用所掌握的知识发现和解决遇到的实际问题.灵活运用各种教学方法，才能达到好的教学效果.

参 考 文 献

1(前苏)巴班斯基(Бабанский，Ю.К.).教育学. 吴式颖,等译. 北京：人民教育出版社, 1986

2张荣娥．问题研究教学法在高等代数教学中的实践与研究．宁波教育学院学报，2009，11(1)：39～40

3丁红伟，任常愚，李海宝．关于深化量子力学课堂教学的几点思考. 高等教育研究，2011，28(4)：73

4朱珠．“光电检测技术”课程的教学探讨与改革.科技视界，2012(30)：87

5魏英智，栾彦利．运用多种教学手段 提高大学物理课质量．边疆经济与文化，2006(1)：158～159

6刘献君.论“以学生为中心”.高等教育研究,2012(8)：1～6

7王维荣,王艳新.实验教学要向以学为中心转变.实验室研究与探索,2004(11):54～55

Several Thoughts on Deepening the Classroom Teaching

of Photoelectric Detecting Technology

Wei YingzhiZhang XiaolanXu Baoyu Liu BingshengTian XuesongDing Hongwei

(College of Economics and Management，Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin，Heilongjiang150022)

Abstract:Several thoughts on deepening the reform of classroom teaching are elaborated with the teaching practice of photoelectric detecting technology. They are shown in the following ways. The teaching methodology of problem research is flexibly used to effectively mobilize the enthusiasm of the students. Theory teaching、experiment and real life unify to stimulate students′ learning initiative and potential. The establishment of students′ achievement and self-confidence can stimulate the students′ enthusiasm for knowledge discovery. Comprehensive use of various teaching means can effectively improve the teaching quality and efficiency.

Key words: classroom; photoelectric detecting; teaching methodology of problem research; self-confidence