新工科背景下《应用光学实验》开放式教学模式探讨

【摘要】《应用光学实验》是我校光电类专业学生新开的一门专业实验课。与传统实验教学模式相比较，我们从教学方法、实验内容、实验时间、考核体系等方面提出了开放式教学模式，实现了实验教学在时间及仪器设备等方面对学生的全面开放，能有效提高教学效果和质量，提升学生的动手能力和创新能力。

【关键词】应用光学 实验教学 开放式 教学模式

【基金项目】2017年杭州电子科技大学理学院教学改革与研究项目资助（XYZ0918005）。

【中图分类号】G420【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）47-0233-01

近年来，实验教学改革是当前高校课程教学改革的一大热点。理工科的实验教学在新工科背景下变得尤为重要。对学生各方面能力的培养进一步提出了更高的要求。如何激发学生的创新性，提高学生的自主学习能力。探索开放式实验教学模式。最大程度的利用实验资源，进一步提高学生的学习兴趣和动手能力。

一、传统专业实验课教学模式

1.实验课的安排与理论课的上课进度不统一。有些知识是学习过的，有些需要后续才会接触到，直接到实验室做实验，对于陌生概念的理解会非常吃力。2.学生对待实验课的方式通常都是到课堂再看书，不会提前预习，稀里糊涂过来听老师讲解和手把手演示实验。这大大的限制了学生学习的积极性和创新性。3.实验室的资源绝大部分时间是闲置的。教学班级统一安排实验，一个班40-50人，人数太多，实验仪器远远不够。如果分散安排实验，学习效果会提高，但是教师的工作量又太大了。4.教师资源非常有限，通常只有一个老师上课。对于每个学生实验技能的提升，存在很大的挑战。

二、开放式教学模式

60年代初美国首次提出开放式物理实验教学改革的理念[1]。1979年，我国西安交通大学黄嘉豫教授首次提出了开展开放实验教学的倡议[2]。开放式教学模式可以提高教学质量，是当前和今后高校实验教学改革的必然趋势。实验课程开放式教学模式的教学理念是通过全面开放实验室或者部分开放实验室，培养不同层次的学生的工程实践能力、创新意识与应用能力。是造就工程师的必不可少的环节。也利于培养学生发现问题与解决问题。这与现今的新工科背景是不谋而合的。

三、开放式教学模式探索

新工科背景下，如何将理科内容与工科应用相结合，培养工程应用型人才，尽可能的带动学生进行科技文献的阅读与实际工程问题的解决。将几何光学、非線性光学、集成光学以及现代光谱技术等相结合，介绍最新的研究结果给学生，指导学生查阅文献，对自己感兴趣的内容做创新型实验的设计。

物理是一门实践课程，而现今理科生普遍缺乏基础的实验技能。专业课教师需要从实验课的教学理念、教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等几个方面不断进行创新。允许学生自己组建团队，通过实验教材自主选择2-3个实验，选择团队成员的人数。实行组长负责制。组长和组员商量确定实验内容并给出可行性分析，最后统一安排实验时间。组长组织成员按时完成课前实验预习（包括理想光学系统基点、基面计算、Zemax数值仿真分析、实验仪器的使用需要提前查看相关网络视频），充分掌握实验原理和基本的实验操作步骤。每个团队合理分工，根据Zemax数值仿真分析结果自行搭建实验平台，记录实验数据（并与理想光学系统基点、基面计算结果相比较），给出分析报告。实验操作过程中碰到问题，师生一起讨论解决。实验成绩的考核最终通过预习、实验操作、实验报告数据处理和期末答辩几个部分来评价。进一步激发学生的学习积极性，变被动学习为主动学习。每个组的实验内容不一样（譬如可以选择不同型号的望远镜系统），在看不同组的期末答辩PPT讲解的时候，也把其他的实验同时了解了。鼓励动手能力强的学生能够进一步阅读更深层次的实验文献，总结想法，更新实验设计。鼓励理论计算功底强的学生能够进一步阅读更深层次的理论文献，并撰写毕业论文。鼓励这两部分能力都一般的学生能完成最基础的实验内容的操作。

参考文献：

[1]刘忠民.应用光学实验开放式教学模式的探索和研究.教育教学论坛，2017（35）：109-111

[2]黄嘉豫.对理工科大学物理实验课改革的建议.西安交通大学学报，1979（2）：133-140

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