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《光纖通信》研究型教學(xué)探討與實(shí)踐論文
傳統(tǒng)教學(xué)模式注重單向知識(shí)傳授，而研究型教學(xué)模式作為新的教學(xué)方法，提倡以學(xué)生為主體，越來越受到高等院校的重視，將研究型教學(xué)模式全面系統(tǒng)地引入到《光纖通信》課程中，通過教案設(shè)計(jì)、專題設(shè)置、教學(xué)組織、評(píng)價(jià)與考核體系的改革，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生獨(dú)立思考、提出問題、解決問題的能力，培養(yǎng)善于創(chuàng)新的高素質(zhì)新型人才。
一、引言
研究型教學(xué)模式是相對(duì)于以單向性知識(shí)傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式提出的。它是以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，尤其是實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目的，以問題為中介，以研究為手段，以教師和學(xué)生的良性互動(dòng)為基礎(chǔ)的一種新型教學(xué)模式，也是融學(xué)習(xí)與研究為一體的教學(xué)方法。其主要優(yōu)點(diǎn)是可通過一個(gè)個(gè)的問題和專題對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力，從而培養(yǎng)自主創(chuàng)新型人才。
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，更多地注重依照教材內(nèi)容來進(jìn)行授課，雖中規(guī)中矩卻難以培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新精神。研究型教學(xué)模式以學(xué)生為主體，以促進(jìn)創(chuàng)新為目標(biāo)，越來越受到高等院校的重視。德國的洪堡最早提出了科研與教學(xué)并重的思想[1]，提倡通過研究進(jìn)來促進(jìn)教學(xué)。但直到20世紀(jì)末，研究型教學(xué)才真正得到教育界的普遍關(guān)注。在美國、芬蘭、德國、丹麥等國家的大學(xué)本科教學(xué)體系中，已經(jīng)開始了研究型教學(xué)的實(shí)踐，逐漸形成了一系列的實(shí)踐方法和經(jīng)驗(yàn)[3]。根據(jù)研究型教學(xué)理念，一些世界著名高校推出了“新生研討課”、“本科創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃”、“本科生科研計(jì)劃”等多種措施，把研究性和創(chuàng)新性教學(xué)作為本科教育的一個(gè)重要組成部分來廣泛實(shí)踐。
國內(nèi)關(guān)于課程的研究型教學(xué)實(shí)踐也開始得較早，如南京大學(xué)的全國教學(xué)名師盧德馨教授在20世紀(jì)80年代就開始了對(duì)大學(xué)物理課程研究型教學(xué)模式的探討[4]，并通過舉辦研究型教學(xué)研討會(huì)推廣研究型教學(xué)理念和具體操作方法。教育部于2005年在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中明確提出要“積極推動(dòng)研究型教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”[6]。此后，我國教育界開始普遍重視并推行研究型教學(xué)�？梢哉f，建立研究型教學(xué)體系是當(dāng)前我國高校教學(xué)改革的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
《光纖通信》課程是光學(xué)工程學(xué)科方向光信息科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的核心課程。本文將把研究型教學(xué)方式全面引入《光纖通信》的教學(xué)過程中，并對(duì)其中的相關(guān)問題進(jìn)行討論，分析《光纖通信》研究型教學(xué)的主要內(nèi)容，闡述“授人以漁”的核心理念和在具體課程中的實(shí)現(xiàn)途徑，為其他課程研究型教學(xué)實(shí)踐提供參考。
二、《光纖通信》研究型教學(xué)的主要內(nèi)容
《光纖通信》是本科光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課程以及軍用光電專業(yè)的選修專業(yè)課程�；灸繕�(biāo)是讓學(xué)生全面掌握光纖通信的基本概念、基本理論和關(guān)鍵技術(shù)，掌握光纖通信系統(tǒng)各個(gè)組成部分基本原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成方法，了解現(xiàn)代光纖通信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況，培養(yǎng)和提高大學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。
《光纖通信》課程的一大特點(diǎn)是在一定理論基礎(chǔ)之上的實(shí)踐性和靈活性。實(shí)踐性強(qiáng)，意味著要解決很多具體的應(yīng)用問題;靈活性強(qiáng)，意味著很多問題有著開放性的設(shè)計(jì)結(jié)果，因此特別適合進(jìn)行研究型教學(xué)。在《光纖通信》研究型教學(xué)的具體實(shí)施上，主要包括以下幾部分研究內(nèi)容：
1.《光纖通信》研究型教學(xué)的教案設(shè)計(jì)。以亞利桑那大學(xué)Palais教授的《光纖通信》(第五版)教材為基礎(chǔ)，參考Gerd Keiser《光纖通信》等教材經(jīng)典內(nèi)容，廣泛收集教學(xué)資料和相關(guān)資源，持續(xù)更新設(shè)計(jì)教案。
《光纖通信》課程分為4大塊：光纖傳輸理論、光器件、光纖通信系統(tǒng)、光纖通信新技術(shù)。這幾部分內(nèi)容各有特點(diǎn)，又有機(jī)聯(lián)系組成一個(gè)整體。教案的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)融科學(xué)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性于一體，并緊跟前沿，隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷更新，使得學(xué)生不僅獲得知識(shí)，還培養(yǎng)了創(chuàng)新和實(shí)踐能力。通過對(duì)教材和各種參考資料的提煉，使用一個(gè)個(gè)的案例，并提供實(shí)驗(yàn)條件，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手，提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性和層次感，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。
2.《光纖通信》研究型教學(xué)專題設(shè)置。研究型教學(xué)專題一般選擇特定的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并與實(shí)際工程實(shí)踐相結(jié)合來產(chǎn)生，主要目的是研究并解決實(shí)際問題。研究型教學(xué)專題的設(shè)置是研究型教學(xué)的核心組成部分，貫穿于課堂組織、教學(xué)設(shè)計(jì)以及成績考核等教學(xué)全過程。研究型教學(xué)專題的設(shè)置應(yīng)與授課對(duì)象的基礎(chǔ)知識(shí)相適應(yīng)，并緊密結(jié)合教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。
《光纖通信》屬于理工結(jié)合，偏重于實(shí)踐的一門專業(yè)課程，學(xué)習(xí)的目標(biāo)就是要解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的實(shí)際問題。因此，擬定研討專題時(shí)，要明確需要解決的具體問題。從光在光纖中的傳輸規(guī)律，光源、光探測器等光器件到光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有很多值得展開探討的問題。這些問題宜小不宜大，宜半封閉而非全開放。比如：“探測器的靈敏度和響應(yīng)度有何區(qū)別?又有何聯(lián)系?如何分別提高探測器的響應(yīng)度和靈敏度?”“如何減少色散?”“如何設(shè)計(jì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，達(dá)到 GHz通信能力?”每一個(gè)小問題的設(shè)計(jì)和相對(duì)大一點(diǎn)的教學(xué)專題的設(shè)計(jì)，必須緊扣教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵點(diǎn)，這樣才能達(dá)到舉一反三、拋磚引玉的目的。
3.《光纖通信》研究型課堂教學(xué)組織�；�(dòng)是研究型課堂組織最重要的方式，這就要求專門分析光纖通信課程教學(xué)全過程中的知識(shí)要點(diǎn)，從每一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，有針對(duì)性地考慮，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的互動(dòng)方式也有所區(qū)別。通過設(shè)定典型的、具有深入研究價(jià)值的問題，與學(xué)生展開自然的而非刻意的互動(dòng)，不知不覺中增強(qiáng)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，使學(xué)生經(jīng)過自己的質(zhì)疑、比較和判斷，并分析、綜合從而得出結(jié)論。
課堂教學(xué)主要包含知識(shí)點(diǎn)講授、課堂討論和分析總結(jié)三部分。與傳統(tǒng)教學(xué)有所區(qū)別，課堂講授并非全部按照課本內(nèi)容，而是突出講真正的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其他一些內(nèi)容則要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后自學(xué)，時(shí)間分配上將課堂討論作為主要的教學(xué)時(shí)間，以提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與性，在課堂討論中要做到熱烈而有序。最后留出一小部分時(shí)間來由教師進(jìn)行分析總結(jié)。
4.《光纖通信》研究型教學(xué)的評(píng)價(jià)與考核設(shè)計(jì)。在研究型教學(xué)模式下，考核評(píng)價(jià)方式也與傳統(tǒng)教學(xué)有所區(qū)別。建立研究型的評(píng)價(jià)體系，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，關(guān)注學(xué)生的研究過程以及研究中學(xué)生團(tuán)隊(duì)的交流與合作，最終落腳于學(xué)生解決具體問題的能力。
我們?cè)凇豆饫w通信》研究型教學(xué)考核中，結(jié)合具體的專題進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，考核內(nèi)容貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，考核形式不拘一格。如課堂上的表現(xiàn)，包括提問、討論、小組答辯，作為平時(shí)成績的一部分;課后提交的研究報(bào)告、設(shè)計(jì)方案甚至以此作出的課外競賽成績等，也打分并作為另外一部分。把大綱規(guī)定的平時(shí)考核成績細(xì)化量化，期末考試成績與平時(shí)成績通過一定的比例結(jié)合，加入到總成績中。
三、“授之以漁”與實(shí)現(xiàn)途徑
研究型教學(xué)模式的核心就在于“授之以漁”，主要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的能力。比如，在課程結(jié)構(gòu)方面，在原有課程框架基礎(chǔ)上，安排一個(gè)個(gè)的研究專題，突出重點(diǎn)，但又循序漸進(jìn)進(jìn)行教學(xué);在教學(xué)內(nèi)容方面，不僅需要學(xué)生掌握分門別類的專業(yè)性的學(xué)科知識(shí)，也需要學(xué)生建立學(xué)科交叉的綜合性、開放性的知識(shí)體系;在教學(xué)方法上，教師從“灌輸式”改為“啟發(fā)式”教學(xué)，注重學(xué)生科學(xué)思維方法、科學(xué)研究方法的培養(yǎng)，幫助學(xué)生建立對(duì)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展問題和機(jī)遇的洞察力。
在具體實(shí)現(xiàn)途徑上，主要有以下幾個(gè)方面的措施：
1.大范圍地查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)資料，不僅包括實(shí)際知識(shí)內(nèi)容上的資料，也包括其他大學(xué)研究型教學(xué)方法的借鑒。在具體學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容上，對(duì)于每一個(gè)章節(jié)，分析重點(diǎn)內(nèi)容以及與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，提煉出可以研究討論的專題內(nèi)容，設(shè)計(jì)好相關(guān)的研討問題與題目。
在問題設(shè)計(jì)上，注重專注核心，能夠使問題層層遞進(jìn)，抽絲剝繭，能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入認(rèn)識(shí)問題—解決問題—發(fā)現(xiàn)新問題—解決新問題的過程。再學(xué)習(xí)其他大學(xué)的研究性教學(xué)的論文資料，吸收其他大學(xué)開展研究型教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用于我們的教學(xué)實(shí)踐之中。
同時(shí)，將查閱到的擴(kuò)充性學(xué)習(xí)資料通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布給學(xué)生，幫助學(xué)生更好地掌握和應(yīng)用理論知識(shí)，開闊學(xué)生的視野。具體包括：研究性學(xué)習(xí)的方法與實(shí)施、圖書館數(shù)據(jù)庫的使用說明、科技文獻(xiàn)的檢索與閱讀、的寫作、光纖通信相關(guān)的大量參考書及教材、光纖前沿講座等資料。
2.教師在教學(xué)中增強(qiáng)互動(dòng)與提問，同時(shí)課內(nèi)、課外有機(jī)結(jié)合。課堂上設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)遞進(jìn)式的前后銜接、相互呼應(yīng)的問題，誘使學(xué)生一步步地深入，通過教師的提問與點(diǎn)撥，使學(xué)生問有所思，思有所得，容易引起學(xué)生的積極思維和興趣。其中有些問題也許會(huì)涉及到其他相關(guān)課程的知識(shí)，授課時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生利用發(fā)散型思維方式，并使用所學(xué)習(xí)的多門課程知識(shí)去解決一個(gè)實(shí)際問題，這樣就會(huì)使學(xué)生解決問題的綜合能力得到提高。
課后，須對(duì)學(xué)生提出一定的要求，首先要提前預(yù)習(xí)，對(duì)課堂上的內(nèi)容有所準(zhǔn)備;同時(shí)課后留作業(yè)練習(xí)，包括一些開放性的研究型問題，把學(xué)生課后的時(shí)間充分利用起來。要求學(xué)生3、4個(gè)人一組，廣泛閱讀有關(guān)資料文獻(xiàn)，提出問題的研究方案，最后寫出報(bào)告并在課堂上做匯報(bào)。這些方式有助于提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、問題探究能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，提高解決具體問題的能力。
3.提高教員本身的素質(zhì)和能力。研究型教學(xué)模式的實(shí)施，任課教師是關(guān)鍵。首先要自身基礎(chǔ)要牢，熟練地掌握課程內(nèi)容和各個(gè)部分的內(nèi)在聯(lián)系，還要了解研究課題所涉及學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)和課題取得的最新研究成果，不斷進(jìn)行知識(shí)更新。同時(shí)要熟練運(yùn)用科學(xué)研究的方法和手段，并建立創(chuàng)新研究的理念。在具體實(shí)施上，采用新老教員搭配，以教學(xué)團(tuán)隊(duì)課題組的形式承擔(dān)課程，課題組指定認(rèn)真負(fù)責(zé)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師作為負(fù)責(zé)人，對(duì)青年教師實(shí)行“一對(duì)一”的“傳、幫、帶”指導(dǎo)的同時(shí)，組織課題組對(duì)各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容、研究專題的設(shè)計(jì)、課堂組織、課后開放性作業(yè)的布置等一起討論修改，大家互相交流，不斷切磋，并通過教研室、系、院多級(jí)多次試講，發(fā)現(xiàn)問題并不斷改進(jìn)，從而共同進(jìn)步。
四、結(jié)語
研究型教學(xué)是建立在教、學(xué)互動(dòng)基礎(chǔ)上的一種全新的現(xiàn)代教育教學(xué)模式，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，也是發(fā)展素質(zhì)教育、進(jìn)行教學(xué)改革的重要舉措。本文將研究型教學(xué)方式全面系統(tǒng)地引入《光纖通信》課程之中，嘗試教學(xué)方法實(shí)踐并就實(shí)踐情況進(jìn)行了研究型教學(xué)的課堂應(yīng)用設(shè)計(jì)，對(duì)于推進(jìn)研究型教學(xué)改革，改善教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)新型人才，都具有較大的研究意義與應(yīng)用價(jià)值。
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