实验、综合、科研三大能力并重——谈信息光学实验教学新模式

刘胜德

（华南师范大学助理实验师）

实验、综合、科研三大能力并重
——谈信息光学实验教学新模式

刘胜德

（华南师范大学助理实验师）

根据信息光学实验课程的难度大、公式多等特点，从创新教学模式的角度，以提高学生独立实验、综合素质、创新性思维等能力为出发点，提出了引导式授课模式、分三个层次的教学模式改革、考核方式改革、引入丰富教学手段等教学新模式，对于提升教学质量、提高学生的三大能力有一定的研究意义。

信息光学；光学实验；分层次；教学新模式；教学改革

光信息科学与技术专业是当前的热门专业之一，光学信息技术是现代信息科学的基础，其中的信息光学实验是光信息科学与技术专业的重要实践课程。通过信息光学实验的实践，可以深入理解信息光学的基本原理，使学生从理性理解走向感性认识，同时实践过程也提高了学生的动手和思考能力。

一、信息光学实验教学改革的必要性

随着社会的发展，我国的教育事业经过多年的发展，从应试教育向学生的素质教育发展转变，大学的人才培养尤其要重视实践教学环节，实验课程教学是学生学习的重要环节。信息光学的实验是光信息科学与技术专业的基础实践课程，对培养学生的科学态度、光学实验的基本操作、掌握光学知识等起着重要的作用。重视学生综合能力和科研创新能力的培养，改革传统实验教学模式，提高学生的科学实验素质，是必要的研究课题。

当前，大学生普遍存在的问题是注重考试，只注重理论知识的学习，缺乏实验能力和动手能力、理论和实践相结合的综合能力、科研能力和创新能力。目前教学方式也存在很大的问题，教学模式单一、实验过程单调、缺乏科学的实验教学体系等。

信息光学课程的理论性较强、概念较抽象，从教学内容到实验环节都应加强创新及改革，运用现代化的教学手段、分层次的实验教学理念来提高学生动手、综合、独立思考、深入研究的能力是十分必要的。

二、信息光学实验教学新模式

信息光学理论课程的特点是难度大、公式繁杂，根据本课程的实验教学状况，如何提高学生对信息光学技术的兴趣，加深对理论内容的理解，开拓将理论用于实践的方法和创新思路，是信息光学实验教学模式改革创新的关键点。

1.信息光学实验授课模式

信息光学实验教学模式改革创新，首先在课程讲解上的新模式是要引入“逆序—引导式”的讲解模式，对于实验的目的、意义、原理、步骤，不是按部就班、照本宣科地讲，而是在进行一个具体的实验之前，从实验所能得到的结论、能达到什么样的目的、解决什么样的问题来引出，继而引导学生寻求解决问题的办法，最终归结到实验需要采取实验方法，与学生一起回忆实验的原理，通过设置问题来间接地向学生介绍实验目的。

2.信息光学实验分层次教学改革

实验教学体系的改革是信息光学实验课程改革的关键环节，本文提出了施行分层次教学内容改革方案，主要包括基本实验能力训练、综合能力训练和科研能力训练三大块。通过教学改革，逐步实现由演示型、验证型、认识型到综合型、应用型、设计型的分层次实践体系，开展针对专业基础实验课程的研究性教学，有效促进和提高大学生的实验能力和创新能力，形成可持续发展的实验教学潜力。

其中，基本能力训练由必做实验组成，比如做阿贝—波特滤波实验、卷积定理的光学模拟实验、泰伯效应实验等。这些实验都属于演示验证型实验，通过做这些演示型的必做实验，学生熟悉光学信息处理的基本方法，掌握空间域与频率域的变换关系，能正确使用光学元件方法，完成基本光学实验能力的训练。

综合能力训练部分由选作实验组成，选作实验一般为高频全息光栅的制备、图像相加减、彩虹全息、像面全息等，这些实验大多属于综合型的提高实验，稍有难度，学生可以根据自己的兴趣特点选做两到三个，在做的过程中根据学生的学习程度给予不同的启发和引导，从而提高综合能力。

3.信息光学实验考核方式改革

制定规范、科学的实验能力考核细则和要求，完善实验考核方式是完成实验类课程改革的一个重要方面，从实验能力、动手能力、实验原理的掌握程度、实验操作技能的把握程度、实验整体的完成情况、解决问题的能力、三个层次实验做的程度和深度，综合对学生的实验进行考核。

4.信息光学实验改革教学方法，丰富教学手段

教学方法和教学手段的创新对激发学生的想象力和创造力有十分重要的作用。教学方法灵活、辅助教学手段多样，对于学生获取信息、掌握知识、分析问题、解决问题十分有效。

（1）教学方法创新

将传统教学模式中的类比引申法用在引导学生初次接触光学领域的教学，可以通过类比引申法加深学生的印象和理解程度。

例如，对信息光学中的数学概念的引入，通过类比引申法，将一个矩形函数与一个照相机中的快门进行比较，再与一个矩形的孔径进行比较，学生可以感性地理解它，不需要费劲就可以理解并记住。

（2）教学手段创新

将现代信息技术的幻灯片、多媒体课件、网络手段等现代化教学手段渗透到信息光学实验教学中。通过幻灯片、多媒体课件演示信息光学繁多的公式及推导过程，不但节约板书时间，还可详细地给学生演示推演过程。将网络手段应用于教学中，建立一个关于信息光学的交互式平台，可以使学生对所学内容经常性地进行复习、讨论和巩固，同时加强师生间的交流。

综上所述，从改革信息光学教学的必要性、信息光学教学的新模式，包括授课模式、分层次授课模式、考核方式、教学手段几个方面对信息光学的实验教学进行了分析和研究。基本实验能力训练、综合能力训练和科研创新能力训练三个层次的实验教学新模式，可以提高学生的动手能力、综合能力和科研能力，提高学生对光学实验的积极性与主动性，使学生可以学以致用，从而大大提高教学质量。

张涛，孙伟民，耿涛，等.“信息光学基础实验”课程的教学改革与实践研究［J］.黑龙江科学，2013（10）.

·编辑薛直艳