基于科研反哺教学模式的教学改革——以“光学”课程为例

耿 涛，孙伟民，关春颖，李玉祥

(哈尔滨工程大学，哈尔滨 150001)

随着科学技术的高速发展，一些新知识、新技术、新概念不断涌现，属于年轻人的多元化时代已经到来[1]。信息化时代的到来与高校人数的扩张对传统教学模式产生冲击，亟待建立一套兼顾基础教学与科研精神的本科教育方法，将前沿科学研究成果与传统教学紧密联系，以实现高质量的本科教育。

1 科研与教育的辩证关系

科研与教育的关系一直以来都是一个有争议的话题[2]，“重科研轻教育”的倾向也一直引发人们深思。20世纪90年代，美国就曾因为“重科研轻教育”而导致本科生的教学质量严重下滑。这说明高校要保持科研与教育之间的平衡，以寻得高质量的教学水平。科研需要科研人员具备极其丰富的知识和经验储备，坚持钻研，并对本专业的前沿热点有着敏锐的嗅觉。而教育则需要教育者具备除了专业知识之外的能力，如教学方法、教育学原理、教育心理学等，还要善于与人沟通交流，共同进步。

教育区别于科研的显著特征在于，教育是传授特定的知识、技巧或技能等，而科研则是发现未知的领域、知识，创造生产力的过程。教育的对象一般为不成熟或与教育者有能力差距的个体或群体，而科研中的合作更看重双方能力相当或者个体有独挡一面的能力。但是，教育工作的最终目标是将被教育个体在某些方面的能力培养为“合格”甚至更高——在科研中表现为科研能力。从这一个层面来说，科研与教育又是相互统一的。

以“光学”课程为例，辩证地看待教育与科研的关系，提出了一种科研反哺教学的教学方法。该方法更注重对本科生的科研创新和实际应用能力的培养[3]。

2 传统教学模式的弊端与科研反哺教学模式的探索

“光学”作为物理与光电工程专业中一门重要的基础必修课，要求教师在讲授时做到理论与实践相结合，让学生在学习过程中获得更全面的基础知识和更宽阔的科研视野。

纵观以往的“光学”课堂，教师的课程设置陈旧无趣，教学内容枯燥且不易理解。多数教师会将自身科研经历与课堂教学一分为二，导致学生在日后的实践操作过程中，难以学以致用。例如，学生对于书本上的概念、公式等都可以熟练背诵下来，但难以灵活运用。教学过程循规蹈矩，多数教师只是一味地用平淡的语言去陈述书本上的知识，缺乏书本与课外实际的联系，让学生感到乏味甚至厌烦，教学效果不佳。

许多教师在培养学生过程中，只重视学生的课业成绩，而忽略了过程能力的培养，表现为学生认知能力的障碍性。一旦学生脱离了学校或教师，他们将不能作为一名独立的工作者踏入社会的实践中。在学习过程中，学生若只重视课本上的表层含义，会对知识的理解具有局限性，造成教学与科研脱轨的现象。学生无法学以致用，遇到实际问题无法解决，便会产生读书无用的错觉。

常规的教学方式大多是以教师为中心，学生被动接受，师生之间缺乏交流互动，学生的学习兴趣和热情不饱满。在教学过程中，教师的教学目标单一，缺乏对学生的认知、情感等方面的培养。教学方法陈旧，科研成果不能反馈到实际教学中[4]。面对存在差异的学生，同一对待，忽视了学生的个体需求。此外，为了应对应试教育，教师会着重讲授课本知识与公式推导，而学生只理解表面的浅显知识，不懂其背后的深刻含义，最终导致学生失去学习的热情和求知欲。

针对以上问题和常规教学模式的弊端，就目前出现的本科生实际应用能力和科研创新能力低等情况，构建“科研反哺教学”的新模式。突破教学低质量和科研低创新的困境，改善教学---科研比重失衡的格局，提高学生的科研创新能力。

3 科研反哺教学模式的实施

3.1 增加趣味性教学

苏霍姆林斯基说：“如果你不想你的知识变成僵死的，静止的学问，就要把语言变成一种重要的创造工具。”[5]教师利用生动活泼的语言不仅能活跃沉闷的教学课堂，还能把抽象的知识化繁为简。例如，在讲解光的吸收定律时，向学生讲述布右厄与朗伯师徒二人对此的探索过程，提高学生兴趣度的同时，还拓宽了知识面。除课堂教学外，教师还可以经常举办教学及科研研讨会，在会中教师加入自身的科研经历和有趣的实验发现，以提高实际运用能力，并帮助学生应对未来学习或工作的挑战。

3.2 实现课堂现代化

互联网的发展在潜移默化地改变知识的传播途径，既要保留原有的课堂讲学模式，又要引入新的多媒体教学，让学生在浓厚的学习氛围中更加快速新鲜地汲取知识，提高学生的学习效率。利用计算机信息化平台，如在讲授光学实验时，采取新式的计算机软件进行处理，不仅实验结果准确，而且更加生动形象。同时，可以让学生在学习中掌握一门技术，提升竞争力。教师可以充分利用Matlab、COMSOL、Ze-Max等软件，将数据模拟与仿真加入教学，不仅丰富了教学内容，而且易于理解。为学生深入研究、进一步学习相关专业课程打下坚实的基础。让学生拥有牢固基础知识体系的同时，具备一定深度的科研能力。

3.3 将教学与科研实践相结合

教师将自身的科研成果插入到课堂教学中，以提高课堂的多样性和学生的求知欲。例如，在研讨会中，让学生将科研成果与教学内容联系起来，理论与实践紧密结合，以提高学生的实际应用能力。加强教学器件的升级，将老旧过时的器材淘汰，引入更先进的装备，追求前沿科技。将实验教学与最新科研成果结合起来，让学生切身体会并感悟科研的魅力。很多近代物理光学实验都是从科研成果中发现并提炼出来的，让科技进步的成果体现在经典的实验教学内容之中，对于转变学生的思维方式、提高学生的科研素质和科研能力具有重要的作用[6]。

4 结语

对于“光学”课程的教学改革，经过多方探索，为了更好地实现培养高素质创新型实用人才的教学目标，提出了基于科研反哺教学的教学新模式。重塑人才培养模式，对教学内容、教学方法、教学目标等进行多方改革，取得了显著的成效。科研反哺教学的新模式对于提高学生的科研创新能力和实际应用能力，增强学生的核心竞争力等方面有着显著的帮助。