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《光纖通信》研究型教學(xué)探討與實(shí)踐論文
傳統教學(xué)模式注重單向知識傳授，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(lái)越受到高等院校的重視，將研究型教學(xué)模式全面系統地引入到《光纖通信》課程中，通過(guò)教案設計、專(zhuān)題設置、教學(xué)組織、評價(jià)與考核體系的改革，充分調動(dòng)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生獨立思考、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養善于創(chuàng )新的高素質(zhì)新型人才。
一、引言
研究型教學(xué)模式是相對于以單向性知識傳授為主的傳統教學(xué)模式提出的。它是以培養學(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(wèn)題為中介，以研究為手段，以教師和學(xué)生的良性互動(dòng)為基礎的一種新型教學(xué)模式，也是融學(xué)習與研究為一體的教學(xué)方法。其主要優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)一個(gè)個(gè)的問(wèn)題和專(zhuān)題對學(xué)生進(jìn)行引導，調動(dòng)學(xué)生的參與熱情，提高學(xué)生自主發(fā)現、研究和解決問(wèn)題的能力，從而培養自主創(chuàng )新型人才。
傳統的課堂教學(xué)模式，更多地注重依照教材內容來(lái)進(jìn)行授課，雖中規中矩卻難以培養出學(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，越來(lái)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(guò)研究進(jìn)來(lái)促進(jìn)教學(xué)。但直到20世紀末，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(kāi)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[3]。根據研究型教學(xué)理念，一些世界著(zhù)名高校推出了“新生研討課”、“本科創(chuàng )新訓練計劃”、“本科生科研計劃”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(lái)廣泛實(shí)踐。
國內關(guān)于課程的研究型教學(xué)實(shí)踐也開(kāi)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80年代就開(kāi)始了對大學(xué)物理課程研究型教學(xué)模式的探討[4]，并通過(guò)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)一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》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(kāi)始普遍重視并推行研究型教學(xué)�？梢哉f(shuō)，建立研究型教學(xué)體系是當前我國高校教學(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(zhuān)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(guò)程中，并對其中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論，分析《光纖通信》研究型教學(xué)的主要內容，闡述“授人以漁”的核心理念和在具體課程中的實(shí)現途徑，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)的主要內容
《光纖通信》是本科光信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)課程以及軍用光電專(zhuān)業(yè)的選修專(zhuān)業(yè)課程�；灸繕耸亲寣W(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)，掌握光纖通信系統各個(gè)組成部分基本原理和系統設計集成方法，了解現代光纖通信新技術(shù)的發(fā)展和應用情況，培養和提高大學(xué)生的應用能力、創(chuàng )新能力和科研能力。
《光纖通信》課程的一大特點(diǎn)是在一定理論基礎之上的實(shí)踐性和靈活性。實(shí)踐性強，意味著(zhù)要解決很多具體的應用問(wèn)題;靈活性強，意味著(zhù)很多問(wèn)題有著(zhù)開(kāi)放性的設計結果，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?jì)热荩?/p>
1.《光纖通信》研究型教學(xué)的教案設計。以亞利桑那大學(xué)Palais教授的《光纖通信》(第五版)教材為基礎，參考Gerd Keiser《光纖通信》等教材經(jīng)典內容，廣泛收集教學(xué)資料和相關(guān)資源，持續更新設計教案。
《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、光纖通信新技術(shù)。這幾部分內容各有特點(diǎn)，又有機聯(lián)系組成一個(gè)整體。教案的設計應當融科學(xué)性、實(shí)踐性、創(chuàng )新性于一體，并緊跟前沿，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步不斷更新，使得學(xué)生不僅獲得知識，還培養了創(chuàng )新和實(shí)踐能力。通過(guò)對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)驗條件，鼓勵學(xué)生自己動(dòng)手，提高教學(xué)內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(zhuān)題設置。研究型教學(xué)專(zhuān)題一般選擇特定的教學(xué)知識點(diǎn)，并與實(shí)際工程實(shí)踐相結合來(lái)產(chǎn)生，主要目的是研究并解決實(shí)際問(wèn)題。研究型教學(xué)專(zhuān)題的設置是研究型教學(xué)的核心組成部分，貫穿于課堂組織、教學(xué)設計以及成績(jì)考核等教學(xué)全過(guò)程。研究型教學(xué)專(zhuān)題的設置應與授課對象的基礎知識相適應，并緊密結合教學(xué)知識點(diǎn)。
《光纖通信》屬于理工結合，偏重于實(shí)踐的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)習的目標就是要解決系統設計應用中的實(shí)際問(wèn)題。因此，擬定研討專(zhuān)題時(shí)，要明確需要解決的具體問(wèn)題。從光在光纖中的傳輸規律，光源、光探測器等光器件到光纖通信系統設計，有很多值得展開(kāi)探討的問(wèn)題。這些問(wèn)題宜小不宜大，宜半封閉而非全開(kāi)放。比如：“探測器的靈敏度和響應度有何區別?又有何聯(lián)系?如何分別提高探測器的響應度和靈敏度?”“如何減少色散?”“如何設計數字光纖通信系統，達到 GHz通信能力?”每一個(gè)小問(wèn)題的設計和相對大一點(diǎn)的教學(xué)專(zhuān)題的設計，必須緊扣教學(xué)內容的關(guān)鍵點(diǎn)，這樣才能達到舉一反三、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(zhuān)門(mén)分析光纖通信課程教學(xué)全過(guò)程中的知識要點(diǎn)，從每一個(gè)重要的知識點(diǎn)出發(fā)，有針對性地考慮，每一個(gè)知識點(diǎn)的互動(dòng)方式也有所區別。通過(guò)設定典型的、具有深入研究?jì)r(jià)值的問(wèn)題，與學(xué)生展開(kāi)自然的而非刻意的互動(dòng)，不知不覺(jué)中增強學(xué)生的自主性和創(chuàng )造性，使學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的質(zhì)疑、比較和判斷，并分析、綜合從而得出結論。
課堂教學(xué)主要包含知識點(diǎn)講授、課堂討論和分析總結三部分。與傳統教學(xué)有所區別，課堂講授并非全部按照課本內容，而是突出講真正的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其他一些內容則要求學(xué)生進(jìn)行課前預習和課后自學(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(guò)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(lái)由教師進(jìn)行分析總結。
4.《光纖通信》研究型教學(xué)的評價(jià)與考核設計。在研究型教學(xué)模式下，考核評價(jià)方式也與傳統教學(xué)有所區別。建立研究型的評價(jià)體系，重視學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性，關(guān)注學(xué)生的研究過(guò)程以及研究中學(xué)生團隊的交流與合作，最終落腳于學(xué)生解決具體問(wèn)題的能力。
我們在《光纖通信》研究型教學(xué)考核中，結合具體的專(zhuān)題進(jìn)行了詳細設計，考核內容貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，考核形式不拘一格。如課堂上的表現，包括提問(wèn)、討論、小組答辯，作為平時(shí)成績(jì)的一部分;課后提交的研究報告、設計方案甚至以此作出的課外競賽成績(jì)等，也打分并作為另外一部分。把大綱規定的平時(shí)考核成績(jì)細化量化，期末考試成績(jì)與平時(shí)成績(jì)通過(guò)一定的比例結合，加入到總成績(jì)中。
三、“授之以漁”與實(shí)現途徑
研究型教學(xué)模式的核心就在于“授之以漁”，主要培養學(xué)生自主學(xué)習、自主創(chuàng )新的能力。比如，在課程結構方面，在原有課程框架基礎上，安排一個(gè)個(gè)的研究專(zhuān)題，突出重點(diǎn)，但又循序漸進(jìn)進(jìn)行教學(xué);在教學(xué)內容方面，不僅需要學(xué)生掌握分門(mén)別類(lèi)的專(zhuān)業(yè)性的學(xué)科知識，也需要學(xué)生建立學(xué)科交叉的綜合性、開(kāi)放性的知識體系;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，幫助學(xué)生建立對行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展問(wèn)題和機遇的洞察力。
在具體實(shí)現途徑上，主要有以下幾個(gè)方面的措施：
1.大范圍地查閱相關(guān)書(shū)籍、文獻資料，不僅包括實(shí)際知識內容上的資料，也包括其他大學(xué)研究型教學(xué)方法的借鑒。在具體學(xué)習知識內容上，對于每一個(gè)章節，分析重點(diǎn)內容以及與相關(guān)知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，提煉出可以研究討論的專(zhuān)題內容，設計好相關(guān)的研討問(wèn)題與題目。
在問(wèn)題設計上，注重專(zhuān)注核心，能夠使問(wèn)題層層遞進(jìn)，抽絲剝繭，能夠引導學(xué)生進(jìn)入認識問(wèn)題—解決問(wèn)題—發(fā)現新問(wèn)題—解決新問(wèn)題的過(guò)程。再學(xué)習其他大學(xué)的研究性教學(xué)的論文資料，吸收其他大學(xué)開(kāi)展研究型教學(xué)的成功經(jīng)驗，應用于我們的教學(xué)實(shí)踐之中。
同時(shí)，將查閱到的擴充性學(xué)習資料通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺發(fā)布給學(xué)生，幫助學(xué)生更好地掌握和應用理論知識，開(kāi)闊學(xué)生的視野。具體包括：研究性學(xué)習的方法與實(shí)施、圖書(shū)館數據庫的使用說(shuō)明、科技文獻的檢索與閱讀、的寫(xiě)作、光纖通信相關(guān)的大量參考書(shū)及教材、光纖前沿講座等資料。
2.教師在教學(xué)中增強互動(dòng)與提問(wèn)，同時(shí)課內、課外有機結合。課堂上設計一個(gè)個(gè)遞進(jìn)式的前后銜接、相互呼應的問(wèn)題，誘使學(xué)生一步步地深入，通過(guò)教師的提問(wèn)與點(diǎn)撥，使學(xué)生問(wèn)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(wèn)題也許會(huì )涉及到其他相關(guān)課程的知識，授課時(shí)積極引導學(xué)生利用發(fā)散型思維方式，并使用所學(xué)習的多門(mén)課程知識去解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，這樣就會(huì )使學(xué)生解決問(wèn)題的綜合能力得到提高。
課后，須對學(xué)生提出一定的要求，首先要提前預習，對課堂上的內容有所準備;同時(shí)課后留作業(yè)練習，包括一些開(kāi)放性的研究型問(wèn)題，把學(xué)生課后的時(shí)間充分利用起來(lái)。要求學(xué)生3、4個(gè)人一組，廣泛閱讀有關(guān)資料文獻，提出問(wèn)題的研究方案，最后寫(xiě)出報告并在課堂上做匯報。這些方式有助于提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習能力、問(wèn)題探究能力和團隊合作精神，提高解決具體問(wèn)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。首先要自身基礎要牢，熟練地掌握課程內容和各個(gè)部分的內在聯(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)行知識更新。同時(shí)要熟練運用科學(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)團隊課題組的形式承擔課程，課題組指定認真負責、教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師作為負責人，對青年教師實(shí)行“一對一”的“傳、幫、帶”指導的同時(shí)，組織課題組對各個(gè)章節的內容、研究專(zhuān)題的設計、課堂組織、課后開(kāi)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(guò)教研室、系、院多級多次試講，發(fā)現問(wèn)題并不斷改進(jìn)，從而共同進(jìn)步。
四、結語(yǔ)
研究型教學(xué)是建立在教、學(xué)互動(dòng)基礎上的一種全新的現代教育教學(xué)模式，其目的是培養學(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)的課堂應用設計，對于推進(jìn)研究型教學(xué)改革，改善教學(xué)質(zhì)量，培養高素質(zhì)新型人才，都具有較大的研究意義與應用價(jià)值。
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