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【中图分类号】G642.423 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)12-0069-02
基金项目:华南农业大学教育教学改革与研究项目资助。(4900-K08103)
作者简介:李海(1973-),男,贵州,华南农业大学理学院讲师,硕士,光学。
【摘要】近年来,随着现代高新技术的飞速发展,社会要求专业人才能够一才多能。这对专业的教学,特别是专业实验的教学提出了很大的挑战。如何能够利用现有的实验条件以及教师队伍建设出最优化的专业实验模式,是现在各高校实验室改革尝试的关键。将光电专业实验分项细化,可以使学生在实验过程中经过多模块的训练后形成缜密的创新思维和综合搭建实验系统的能力,大大提高了光电专业实验的教学效果以及学生的学习效果。
【关键词】光电专业实验;分项细化;实验技能;反馈教学
1引言
随着现代高新技术的飞速发展,社会对专业人才的需求已经不再局限于会用某种实验仪器、具备某种实验技能,而是应具备多个模块,多个方向的实验技能,并且能够在经过多个模块训练之后形成自己综合系统的实验技能,能够独立搭建实验系统。要实现这一目标,专业实验的课程设置以及教师的教学面临着很大的挑战,原有的比较单一的实验教学内容、手段、方法和模式已不能适应当前的学生特点和社会需求[1]。为此,我们应注重实验室的建设、实验内容的更新以及学生的创新能力和综合搭建系统能力的培养。我们尝试将光电专业实验分项细化,首先从实验课程设置上分项细化成模块,其次教师在设置各个模块实验项目时,将实验内容分项细化成具体基础的实验项目,最后通过设置综合实验设计,让学生尝试将综合实验分项细化成自己曾经训练过的简单实验,最终整合搭建出整体的实验系统。通过这种分项细化的方法,不仅可以使学生在实验过程中有完整的实验思路,而且可以培养学生的缜密思维和综合搭建实验系统的能力,大大提高了光电技术专业实验的教学效果以及学生的学
习效果。另外,通过对实验分项细化,也可以发现学生某一方面的实验疏漏,教师可以根据疏漏进行反馈教学,加强疏漏方面的实验安排,完善实验仪器或实验内容,对完善实验室仪器设备,改进教学方法将起到关键的指导作用。
2 具体的分项细化实施方案
每个专业的实验课程的设置、实验内容的选取以及学生做实验时的思维将直接影响到这个专业学生的培养方向和学生培养的质量。光电专业实验是对高等院校光信息科学与技术专业学生开设的实验课程,目的是培养学生专业的创新能力,整体构想能力以及分析、解决问题的能力[2]。光电专业实验所开设的实验内容也因为各个院校的实验室条件以及对学生的培养方案的不同而有很大差异。我们尝试从以下几个方面入手将光电专业实验加以分项细化设置,形成了我们比较有特色、比较系统、比较专业的光电专业实验教学模式。
2.1专业实验模块设置时的分项细化:实验教学最直接最重要的作用就是帮助学生感受、理解知识的产生和发展过程,学习和掌握必要的工程技术、测量方法、先进设备和学科的基本研究方法,培养学生的科学研究精神和创造思维习惯,以及收集、处理信息和分析问题、解决问题的能力。因此彻底改革传统的专业实验设置模式,重新设置符合社会需要,能够满足学生发展需求且有特色的实验模式对于教学而言,就显得更加重要。
首先,在拟定光电专业学生培养目标时就将学生应具备的实验技能具体分项细化成光学设计、电子技术、计算计处理技术、光信息处理技术、光电探测技术、光通信技术等多个模块。针对这几个模块设置相应的理论课程与实验课程,如工程光学(应用光学)下设基础光学实验后续光学设计实验,数字电子技术、模拟电子技术、电路分析课程下设数电、模电、电路分析实验,计算机理论、C语言等计算机课程下设计算机分析、处理实验数据、实验信号的实验,傅立叶光学课程下设光信息处理实验,光电探测与信号处理课程下设光电探测实验,光纤通信课程下设光通信实验等等。这样,学生可以从多个模块分别依次接触专业理念,最终整合多个模块的实验内容完成综合实验设计。这样不仅可以方便管理实验仪器,而且可以大大提高实验室的利用率[3]。
2.2教师设置具体实验内容时的分项细化:在实验教学中,如何选择实验内容,可以使学生在现有实验条件的基础上掌握更多的知识,获得更多的实验技能和实验思维,培养学生的动手能力和创新能力,是我们老师非常关注的一个问题。很明显,在专业实验中,如果仍停留在运用这些基本方法来测定一些特定参数,那是不够的。随着科学技术的迅猛发展,特别是计算机和智能化仪器的普及,要求实验人员能将这些仪器、设备联接成一个良好、稳定的实验系统,从而进行快速、精确的测量。这便对传统的专业实验内容和教学方法提出了新的要求。为了适应需要,必须把原有的专业实验内容逐步更新,并使学生建立“系统”的概念。
针对这一需求,我们在将专业设置了多个模块的实验方向后,每一模块的几个教师根据自己模块方向的实验特点分项细化成具体的实验内容,使学生通过分项细化的训练掌握这一模块应该具备的实验技能。如光学模块,教师应根据光学这一主线,分项细化成基础光学实验,激光技术实验,光谱技术实验,光学设计等多个分支的实验内容,使学生掌握光学的各个分支的实验技能,经过各个分支的分项细化训练后,对整个光学模块实验的认识有了自己独特的见解,对光学模块的实验技能有了一定的系统的训练。
2.3学生做综合实验时的分项细化:传统的实验教学,会给定学生实验项目,实验仪器,实验原理,实验步骤,实验测量数据以及数据填入的表格,学生很容易被已经设定的实验框架所束缚,完成实验后只是验证了某种实验理论,学会了使用某几种实验仪器,这种传统的教学模式针对大一大二那些刚刚开始做实验的学生来说可能还有一定的新鲜感,有一定的学习兴趣,但对于大三大四的高年级学生而言,如果还是采用原来传统的教学模式必会使学生对实验失去兴趣,抹杀了学生的创新性。
很久以来,很多老师也做过很多尝试,尝试使学生脱离现在集成化教学仪器的束缚,使学生有更好的发展。我们尝试设置了综合实验设计课程,首先对学生开放实验室,使学生熟悉实验室中实验仪器的功能,指标以及各种仪器的用途。然后给定学生实验项目,要求学生尝试分项细化实验内容,将内容分项细化到光、机、电、计等各个模块,并针对各项细化后的实验内容,独立探究的选择实验仪器,选择测量的方法、使用的仪器、实验的思路、实验的设计等等,最终独立完成实验。实验方法不一定统一,实验结果不一定相同。只要学生的想法可行,就按照自己的想法去实施,学生也可以运用不同的方法去完成同一个实验。经过实施发现,学生找到了实验方案后会非常积极的查阅相关资料,在实验中兴趣盎然,争相讨论,取得了事半功倍的效果,可以激发学生的创新思维,培养创新能力,树立以学生为主体的教育思想,注意发展学生的个体,授之以渔,让学生通过这种实验训练,开拓一下独立创新的思维空间[4]。
另外,学生通过这种训练,不仅能够将实验内容熟练掌握,而且能够知道自己的知识以及技能体系哪一方面比较强,哪一方面比较弱,根据自己比较弱的方面可以多动手训练,取得了非常好的效果。通过对同一专业平行的两个班级进行实验对比,结果显示通过我们提出的分项细化内容的班级的学生,学习兴趣及积极性被明显调动起来,实验技能及创新能力也大大提高,教学效果以及学习效果显著。教师可以通过学生的积极参与分析学生的薄弱环节,可以有针对性的反馈教学,提高学生的总体能力,对于今后的教学也起到了指导作用。
3结果分析
通过分项细化方法在各个方面的尝试,发现专业建设思路清晰,老师教学目标明确,可以思路清晰的建设自己模块的实验内容,最后多个模块整合成综合实验设计。使学生在实验设计中将各个模块的知识加以运用,加以创新。
通过对2005级学生的综合实验设计进行分项细化教学,可以清楚的看出学生解决问题的思路,熟悉各种实验仪器的程度,以及综合搭建实验系统的能力,独立设计、解决问题的能力等等方面。教师可以通过对学生的提问,弄清学生分项的过程,优化实验方案。发现遗漏,有时候,分项细化后的报告看似可行,但在具体实施过程中又会遇到模块融化,系统稳定,实验重复性不强等各方面问题,教师可以针对学生遇到的问题,发现学生某个实验模块的弱势,可以在今后的实验室建设中加强这个环节,对整个专业学生的培养也起到了非常关键的指导作用。
通过对两个班级学生的后续跟踪调查发现,曾经分项细化独立设计实验内容的学生在参加工作后的接受能力,动手能力,以及思考问题的逻辑组织能力明显高于另外一班经过传统专业实验训练的学生,总之,实施这种分项细化考试的考试方法有效的激起了学生动手操作训练的兴趣,使得学生训练有依有据,学习兴趣明显提高,充分调动起了学生的主观能动性。总的来说,将专业实验分项细化是一种值得推广使用的实验教学方法。
参考文献
[1]王岩等,高校工科专业实验室改革探索[J]. 山东工业大学学报社会科学版,2000,6(59):95-96
[2]万聪梅等,光电信息工程专业实验课程体系的建设[J]. 实验技术与管理,2008,25(4):129-143
[3]熊宪,探索提高专业实验仪器设备利用率的途径[J]. 实验技术与管理,2009,26(3):127-129
[4]李海燕等,改革专业实验报告 提高实验教学质量[J]. 高校实验室工作研究,2008,95(1):31
基金项目:华南农业大学教育教学改革与研究项目资助。(4900-K08103)
作者简介:李海(1973-),男,贵州,华南农业大学理学院讲师,硕士,光学。
【摘要】近年来,随着现代高新技术的飞速发展,社会要求专业人才能够一才多能。这对专业的教学,特别是专业实验的教学提出了很大的挑战。如何能够利用现有的实验条件以及教师队伍建设出最优化的专业实验模式,是现在各高校实验室改革尝试的关键。将光电专业实验分项细化,可以使学生在实验过程中经过多模块的训练后形成缜密的创新思维和综合搭建实验系统的能力,大大提高了光电专业实验的教学效果以及学生的学习效果。
【关键词】光电专业实验;分项细化;实验技能;反馈教学
1引言
随着现代高新技术的飞速发展,社会对专业人才的需求已经不再局限于会用某种实验仪器、具备某种实验技能,而是应具备多个模块,多个方向的实验技能,并且能够在经过多个模块训练之后形成自己综合系统的实验技能,能够独立搭建实验系统。要实现这一目标,专业实验的课程设置以及教师的教学面临着很大的挑战,原有的比较单一的实验教学内容、手段、方法和模式已不能适应当前的学生特点和社会需求[1]。为此,我们应注重实验室的建设、实验内容的更新以及学生的创新能力和综合搭建系统能力的培养。我们尝试将光电专业实验分项细化,首先从实验课程设置上分项细化成模块,其次教师在设置各个模块实验项目时,将实验内容分项细化成具体基础的实验项目,最后通过设置综合实验设计,让学生尝试将综合实验分项细化成自己曾经训练过的简单实验,最终整合搭建出整体的实验系统。通过这种分项细化的方法,不仅可以使学生在实验过程中有完整的实验思路,而且可以培养学生的缜密思维和综合搭建实验系统的能力,大大提高了光电技术专业实验的教学效果以及学生的学
习效果。另外,通过对实验分项细化,也可以发现学生某一方面的实验疏漏,教师可以根据疏漏进行反馈教学,加强疏漏方面的实验安排,完善实验仪器或实验内容,对完善实验室仪器设备,改进教学方法将起到关键的指导作用。
2 具体的分项细化实施方案
每个专业的实验课程的设置、实验内容的选取以及学生做实验时的思维将直接影响到这个专业学生的培养方向和学生培养的质量。光电专业实验是对高等院校光信息科学与技术专业学生开设的实验课程,目的是培养学生专业的创新能力,整体构想能力以及分析、解决问题的能力[2]。光电专业实验所开设的实验内容也因为各个院校的实验室条件以及对学生的培养方案的不同而有很大差异。我们尝试从以下几个方面入手将光电专业实验加以分项细化设置,形成了我们比较有特色、比较系统、比较专业的光电专业实验教学模式。
2.1专业实验模块设置时的分项细化:实验教学最直接最重要的作用就是帮助学生感受、理解知识的产生和发展过程,学习和掌握必要的工程技术、测量方法、先进设备和学科的基本研究方法,培养学生的科学研究精神和创造思维习惯,以及收集、处理信息和分析问题、解决问题的能力。因此彻底改革传统的专业实验设置模式,重新设置符合社会需要,能够满足学生发展需求且有特色的实验模式对于教学而言,就显得更加重要。
首先,在拟定光电专业学生培养目标时就将学生应具备的实验技能具体分项细化成光学设计、电子技术、计算计处理技术、光信息处理技术、光电探测技术、光通信技术等多个模块。针对这几个模块设置相应的理论课程与实验课程,如工程光学(应用光学)下设基础光学实验后续光学设计实验,数字电子技术、模拟电子技术、电路分析课程下设数电、模电、电路分析实验,计算机理论、C语言等计算机课程下设计算机分析、处理实验数据、实验信号的实验,傅立叶光学课程下设光信息处理实验,光电探测与信号处理课程下设光电探测实验,光纤通信课程下设光通信实验等等。这样,学生可以从多个模块分别依次接触专业理念,最终整合多个模块的实验内容完成综合实验设计。这样不仅可以方便管理实验仪器,而且可以大大提高实验室的利用率[3]。
2.2教师设置具体实验内容时的分项细化:在实验教学中,如何选择实验内容,可以使学生在现有实验条件的基础上掌握更多的知识,获得更多的实验技能和实验思维,培养学生的动手能力和创新能力,是我们老师非常关注的一个问题。很明显,在专业实验中,如果仍停留在运用这些基本方法来测定一些特定参数,那是不够的。随着科学技术的迅猛发展,特别是计算机和智能化仪器的普及,要求实验人员能将这些仪器、设备联接成一个良好、稳定的实验系统,从而进行快速、精确的测量。这便对传统的专业实验内容和教学方法提出了新的要求。为了适应需要,必须把原有的专业实验内容逐步更新,并使学生建立“系统”的概念。
针对这一需求,我们在将专业设置了多个模块的实验方向后,每一模块的几个教师根据自己模块方向的实验特点分项细化成具体的实验内容,使学生通过分项细化的训练掌握这一模块应该具备的实验技能。如光学模块,教师应根据光学这一主线,分项细化成基础光学实验,激光技术实验,光谱技术实验,光学设计等多个分支的实验内容,使学生掌握光学的各个分支的实验技能,经过各个分支的分项细化训练后,对整个光学模块实验的认识有了自己独特的见解,对光学模块的实验技能有了一定的系统的训练。
2.3学生做综合实验时的分项细化:传统的实验教学,会给定学生实验项目,实验仪器,实验原理,实验步骤,实验测量数据以及数据填入的表格,学生很容易被已经设定的实验框架所束缚,完成实验后只是验证了某种实验理论,学会了使用某几种实验仪器,这种传统的教学模式针对大一大二那些刚刚开始做实验的学生来说可能还有一定的新鲜感,有一定的学习兴趣,但对于大三大四的高年级学生而言,如果还是采用原来传统的教学模式必会使学生对实验失去兴趣,抹杀了学生的创新性。
很久以来,很多老师也做过很多尝试,尝试使学生脱离现在集成化教学仪器的束缚,使学生有更好的发展。我们尝试设置了综合实验设计课程,首先对学生开放实验室,使学生熟悉实验室中实验仪器的功能,指标以及各种仪器的用途。然后给定学生实验项目,要求学生尝试分项细化实验内容,将内容分项细化到光、机、电、计等各个模块,并针对各项细化后的实验内容,独立探究的选择实验仪器,选择测量的方法、使用的仪器、实验的思路、实验的设计等等,最终独立完成实验。实验方法不一定统一,实验结果不一定相同。只要学生的想法可行,就按照自己的想法去实施,学生也可以运用不同的方法去完成同一个实验。经过实施发现,学生找到了实验方案后会非常积极的查阅相关资料,在实验中兴趣盎然,争相讨论,取得了事半功倍的效果,可以激发学生的创新思维,培养创新能力,树立以学生为主体的教育思想,注意发展学生的个体,授之以渔,让学生通过这种实验训练,开拓一下独立创新的思维空间[4]。
另外,学生通过这种训练,不仅能够将实验内容熟练掌握,而且能够知道自己的知识以及技能体系哪一方面比较强,哪一方面比较弱,根据自己比较弱的方面可以多动手训练,取得了非常好的效果。通过对同一专业平行的两个班级进行实验对比,结果显示通过我们提出的分项细化内容的班级的学生,学习兴趣及积极性被明显调动起来,实验技能及创新能力也大大提高,教学效果以及学习效果显著。教师可以通过学生的积极参与分析学生的薄弱环节,可以有针对性的反馈教学,提高学生的总体能力,对于今后的教学也起到了指导作用。
3结果分析
通过分项细化方法在各个方面的尝试,发现专业建设思路清晰,老师教学目标明确,可以思路清晰的建设自己模块的实验内容,最后多个模块整合成综合实验设计。使学生在实验设计中将各个模块的知识加以运用,加以创新。
通过对2005级学生的综合实验设计进行分项细化教学,可以清楚的看出学生解决问题的思路,熟悉各种实验仪器的程度,以及综合搭建实验系统的能力,独立设计、解决问题的能力等等方面。教师可以通过对学生的提问,弄清学生分项的过程,优化实验方案。发现遗漏,有时候,分项细化后的报告看似可行,但在具体实施过程中又会遇到模块融化,系统稳定,实验重复性不强等各方面问题,教师可以针对学生遇到的问题,发现学生某个实验模块的弱势,可以在今后的实验室建设中加强这个环节,对整个专业学生的培养也起到了非常关键的指导作用。
通过对两个班级学生的后续跟踪调查发现,曾经分项细化独立设计实验内容的学生在参加工作后的接受能力,动手能力,以及思考问题的逻辑组织能力明显高于另外一班经过传统专业实验训练的学生,总之,实施这种分项细化考试的考试方法有效的激起了学生动手操作训练的兴趣,使得学生训练有依有据,学习兴趣明显提高,充分调动起了学生的主观能动性。总的来说,将专业实验分项细化是一种值得推广使用的实验教学方法。
参考文献
[1]王岩等,高校工科专业实验室改革探索[J]. 山东工业大学学报社会科学版,2000,6(59):95-96
[2]万聪梅等,光电信息工程专业实验课程体系的建设[J]. 实验技术与管理,2008,25(4):129-143
[3]熊宪,探索提高专业实验仪器设备利用率的途径[J]. 实验技术与管理,2009,26(3):127-129
[4]李海燕等,改革专业实验报告 提高实验教学质量[J]. 高校实验室工作研究,2008,95(1):31