基于學(xué)研融合能力培養(yǎng)的“光子學(xué)導(dǎo)論”課程改革與建設(shè)

基于學(xué)研交融才能培養(yǎng)的“光子學(xué)導(dǎo)論〞課程改革與建立〔〕:

摘要：針對目前研究生教育中課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的特點(diǎn)，結(jié)合了我校光學(xué)工程學(xué)科的研究生全英文課程"光子學(xué)導(dǎo)論";〔FundamentalsofPhotonics〕的建立，開展基于學(xué)研交融才能培養(yǎng)的混合式研究生教學(xué)理論探究。課程建立以一體化理念為引導(dǎo)，遵循學(xué)科開展的認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生開展為本，充分表達(dá)學(xué)生的主體性和課程學(xué)習(xí)的職業(yè)性、理論性和開放性特色，突出導(dǎo)論課程的學(xué)科引領(lǐng)性課程作用。本課程的建立具有根底理論與根本方法并重、根本技術(shù)與科技開展兼顧的特點(diǎn)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，將學(xué)科最新開展成果和教改教研成果引入教學(xué)。

關(guān)鍵詞：研究生教育；光子學(xué)導(dǎo)論；學(xué)研交融；混合式教學(xué)

本文引用格式：張桂菊，李孝峰，吳紹龍，等.基于學(xué)研交融才能培養(yǎng)的"光子學(xué)導(dǎo)論";課程改革與建立[J].教育現(xiàn)代化,2022,8(40):87-90.

TheCurriculumreformandConstructionof"FundamentalsofPhotonics";basedonIntegrationoflearningandresearchZHANGGuiju,LIXiaofeng,WUShaolong,QINLinling(SchoolofOptoelectronicScienceandEngineering，SoochowUniversity,SuzhouJiangsu)

Abstract:Thepost-graduatecurriculumsplayanimportantroleduringthepost-graduateeducation,especiallyasthehumansocietyentersintotheageofnetworkandMOOC.Wearesearchingthemethodsofcurriculumreformsandconstructionsbasedonintegrationoflearningandresearch,ahybridteaching-learningmodelontheall-Englishcourseof"FundamentalsofPhotonics";.Curriculumconstructionisguidedbytheconceptofintegration,followsthecognitivelawofdisciplinedevelopmentofopticalEngineering.Theconstructionisstudent-oriented,showstheprofessional,practicality,opennessoftheintroductioncourselearning.Thecoursereformandconstructionpaysattentiontothebasictheoryandthebasicmethods,andtakingintoaccountthedevelopmentofthebasictechnologyandthescienceandtechnology.Thereformprojectisundertheinvestigationstaskdriven,andthelatestdevelopmentresultsoflearningandstudyingwillbeintroducedintoteaching.

Keywords:post-graduateeducation;FundamentalsofPhotonics;integrationoflearningandresearch;hybridteaching-learning

一引言

課程學(xué)習(xí)是研究生教育中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，也是保證和進(jìn)步研究生教育質(zhì)量的關(guān)鍵因素。隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的迅速開展，以及MOOC時(shí)代的到來，給傳統(tǒng)的研究生教育教學(xué)手段帶來了新的挑戰(zhàn)[1-3]。研究生的學(xué)習(xí)也不同于本科學(xué)習(xí)階段，即學(xué)習(xí)上應(yīng)具有主動(dòng)性、專業(yè)性、研究性和創(chuàng)造性的特點(diǎn)。

由于目前各大高校的研究生課程學(xué)習(xí)主要集中在研究生一年級，學(xué)生也正處于本科學(xué)習(xí)形式到研究生學(xué)習(xí)形式的轉(zhuǎn)型時(shí)期，因此要保證研究生教學(xué)質(zhì)量又要兼顧學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)形式和教學(xué)方法等教育教學(xué)手段顯得尤為重要。?國家中長期教育改革和開展規(guī)劃綱要(20222022)?【4】關(guān)于人才培養(yǎng)體制改革中明確指出，高等教育要"注重學(xué)思結(jié)合、倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。"充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)作用，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享";。根據(jù)國家教育改革要求，越來越多的高校不同程度地嘗試與推進(jìn)各種教育教學(xué)改革，并獲得了較為顯著的教學(xué)效果[5-10]。

為了更好地突出研究生課程的研究性教學(xué)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，討論以傳統(tǒng)面對面課堂教學(xué)為主，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和挪動(dòng)通訊技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)等在線教學(xué)為輔的混合式教學(xué)理論形式。?光子學(xué)導(dǎo)論?課程是光學(xué)工程研究生培養(yǎng)課程體系中的一門重要的學(xué)位課程和專業(yè)核心課程，對學(xué)生職業(yè)才能培養(yǎng)和科研素養(yǎng)形成具有支撐和明顯的促進(jìn)作用。

整體的課程建立以一體化課程理念為引導(dǎo)，遵循學(xué)科開展的認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生開展為本、學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，充分表達(dá)課程學(xué)習(xí)的職業(yè)性、理論性和開放性特色；導(dǎo)論課程也是一個(gè)學(xué)科的引領(lǐng)性課程，具有根底理論與根本方法并重、根本技術(shù)與科技開展兼顧的特點(diǎn)。本課程建立將以工程帶動(dòng)教學(xué)、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，將學(xué)科最新開展成果和教改教研成果引入教學(xué)中，更好推動(dòng)和發(fā)揮課程學(xué)習(xí)在研究生培養(yǎng)與教育教學(xué)中的作用。

二基于學(xué)研交融的課程內(nèi)容選擇

?光子學(xué)導(dǎo)論?是我校光學(xué)工程碩士學(xué)位點(diǎn)的專業(yè)學(xué)位課和專業(yè)核心課程，是一門探究光的電磁波行為本質(zhì)和探究光子學(xué)應(yīng)用的光學(xué)工程學(xué)科中的根底專業(yè)全英文課程。涉及光學(xué)工程領(lǐng)域最根底的理論研究和最前沿的科技進(jìn)展研究，是本學(xué)科亞波長光學(xué)與微納米制造方向的特色培養(yǎng)課程。

學(xué)習(xí)該課程重在培養(yǎng)學(xué)生掌握從事光子學(xué)技術(shù)應(yīng)用和研究工作所需的根本知識、對光子學(xué)領(lǐng)域科學(xué)問題的考慮才能，為從事光學(xué)工程領(lǐng)域的研究工作打下堅(jiān)實(shí)根底。國內(nèi)外各大高校的光學(xué)工程學(xué)位點(diǎn)也開設(shè)了相應(yīng)或類似的課程，例如浙江大學(xué)的專業(yè)學(xué)位課?納米光子學(xué)?、華中科技大學(xué)的必修課程?光電子學(xué)導(dǎo)論?、北京理工大學(xué)的必修課程?近代光學(xué)導(dǎo)論?和清華大學(xué)的必修課程?現(xiàn)代光學(xué)原理?和南京理工大學(xué)的?FundamentalsofOpticalEngineering?等課程。在美國，具有三大光學(xué)研究中心之稱的羅切斯特大學(xué)、亞利桑那大學(xué)和中佛羅里達(dá)大學(xué)的研究生課程中，也開設(shè)了該課程以及該課程的進(jìn)階分支課程；尤其是亞利桑那大學(xué)除了?Photonics?之外，還有?FromPhotonicsInnovationtotheMarketplace??MathematicalMethodsforOpticsandPhotonics?

?SoftwareToolsforPhotonics?及?Nanophotonics?等課程。

研究生課程學(xué)習(xí)具有專業(yè)方向性強(qiáng)和學(xué)科方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，專業(yè)課程學(xué)習(xí)中很少有統(tǒng)一的教材。目前，本課程領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)最為大家所推薦的書籍是美國中佛羅里達(dá)大學(xué)的BahaaE.A.等人[11]所著的全英文版?FundamentalsofPhotonics?。該書共24章，涵蓋光子學(xué)的所有分支內(nèi)容，具有內(nèi)容繁多和難度大的特點(diǎn)，不適宜直接作為本課程的教材，我們借鑒了國內(nèi)外其他相關(guān)課程的特點(diǎn)，并結(jié)合我校光學(xué)工程專業(yè)的特色，進(jìn)展相關(guān)內(nèi)容安排與教學(xué)工作，重新編寫適宜本學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)的教材，精煉課程講義，并建立本課程的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，提升學(xué)生跟進(jìn)效率，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)資源和師生交流平臺。

主要知識點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容包括四局部：光學(xué)根底局部〔Fundamentals〕、光波傳輸〔WavePropagation〕、激光光學(xué)〔LaserOptics〕和光電子學(xué)〔Optoelectronics〕。導(dǎo)論課程內(nèi)容的安排由點(diǎn)及面、由根底到專業(yè)重點(diǎn)都表達(dá)和突出了我校光學(xué)工程專業(yè)的亞波長光學(xué)與微納米制造技術(shù)和先進(jìn)光學(xué)設(shè)計(jì)制造與檢測技術(shù)兩大學(xué)科特色。

三導(dǎo)論課程的教學(xué)形式與教學(xué)方法

?光子學(xué)導(dǎo)論?是一門探究光的電磁波行為本質(zhì)和探究光子學(xué)應(yīng)用的光學(xué)工程學(xué)科中的根底專業(yè)課程。本課程教學(xué)內(nèi)容既傳統(tǒng)性又新穎，既要兼顧培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)性根底研究，又要考慮培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新開發(fā)研究才能。因此，課程的教學(xué)形式與教學(xué)方法在不斷探究和在教學(xué)理論中不斷改良。

課程教學(xué)中采用了多種教學(xué)形式和教學(xué)方法相結(jié)合，積極討論主動(dòng)教學(xué)、被動(dòng)教學(xué)和互動(dòng)教學(xué)的課程學(xué)習(xí)形式。開展以主動(dòng)教學(xué)為主，重在引導(dǎo)學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新思維啟發(fā)培養(yǎng)。以教師授課為主，前沿討論為輔，在教與學(xué)過程中充分發(fā)揮教師與學(xué)生的互動(dòng)教學(xué)。

在課程學(xué)習(xí)過程中結(jié)合科研中的各類模型論證，重視采用Matlab、COMSOLMultiphysics和FDTD等電子工具進(jìn)展課程教學(xué)設(shè)計(jì)，重視通過對經(jīng)典理論構(gòu)建、關(guān)鍵問題打破和前沿研究進(jìn)展的案例式教學(xué)等方式，強(qiáng)化研究生對學(xué)科創(chuàng)新事件過程的理解。在內(nèi)容設(shè)定上，將根底理論與創(chuàng)新應(yīng)用相結(jié)合；講授深度上采用螺旋式逐步進(jìn)步方式，即一樣內(nèi)容先采用簡單例子講述，獲得一般概念，然后再用數(shù)學(xué)公式進(jìn)展深化的理論分析，循序漸進(jìn)深化進(jìn)步。教學(xué)方法上更多采用引導(dǎo)探究式教學(xué)法，注重指導(dǎo)學(xué)生理解學(xué)科的根本構(gòu)造，掌握課程的背景知識、地位、作用及知識構(gòu)造等，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)研交融的學(xué)習(xí)遷移。

在前沿討論方面，主要以學(xué)生的課堂報(bào)告為主。報(bào)告中要求學(xué)生從其所做研究的相關(guān)背景和存在問題等方面為切入點(diǎn)，找到與導(dǎo)論課程相關(guān)的章節(jié)、內(nèi)容和方法，考慮如何〔或預(yù)期將如何〕把光子學(xué)導(dǎo)論的內(nèi)容用在其研究里面。報(bào)告要求英文講解，對報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)性和英文綜合程度提出了要求，即考核方式上增加學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)應(yīng)用到理論領(lǐng)域的才能考核。

針對促進(jìn)學(xué)研交融才能培養(yǎng)的導(dǎo)論課程學(xué)習(xí)，對該研究生課程的考核方式進(jìn)展了探究，最后形成一個(gè)適宜該課程的"課堂報(bào)告+課堂表現(xiàn)+期末論文";等形成性考核方式。其中，課堂報(bào)告占比30%，重點(diǎn)從包括綜合性質(zhì)量考察；課堂表現(xiàn)占比20%，主要針對到課情況、研討積極性、對當(dāng)堂課程的預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)情況等方面考核；期末論文占比50%，要求撰寫自己所做科研相關(guān)的一篇英文論文，從論文的完好性和構(gòu)造及表達(dá)的合理性等方面考核。盡管這樣的考試方式看起來比擬繁瑣，但實(shí)際上考核是貫穿于整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中，要求學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)階段都不能松懈，對于培養(yǎng)學(xué)生掌握知識和拓展科研才能有很大的幫助，因此教學(xué)效果還是比擬理想的。

四網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建立

網(wǎng)站建立的主要目的是為學(xué)生提供更多的教學(xué)資源和交流互動(dòng)平臺。本課程是一門全英文課程，對學(xué)生要求高，在課堂學(xué)習(xí)中既要求學(xué)生有良好的英文根底，又要具備一定的學(xué)科根底。利用課程網(wǎng)站教學(xué)資源，將更好地幫助學(xué)生課堂復(fù)習(xí)和課后討論，彌補(bǔ)課堂研討的整體參與度不夠弊端。

?光子學(xué)導(dǎo)論?課程的網(wǎng)站建立框架如圖2所示，網(wǎng)站資源主要包括課程首頁、課程簡介、網(wǎng)絡(luò)課件、視頻教學(xué)、考慮練習(xí)、教學(xué)資源和交流園地等七個(gè)模塊。課程首頁模塊是本課程網(wǎng)站的窗口頁，包括課程背景介紹、課程要求、任課教師介紹和各種最新動(dòng)態(tài)發(fā)布等等；課程簡介模塊包括本課程的詳細(xì)內(nèi)容介紹、教學(xué)大綱和參考書等；網(wǎng)絡(luò)課件模塊主要是本課程相關(guān)的教學(xué)課件；視頻教學(xué)模塊主要是本課程相關(guān)的教學(xué)視頻文件，包括教師對重要知識點(diǎn)的講授和優(yōu)秀的學(xué)生課程匯報(bào)視頻等；考慮練習(xí)模塊主要包括例題和考慮題等內(nèi)容；教學(xué)資源模塊主要包括相關(guān)電子參考書和重要參考文獻(xiàn)等；交流園地模塊主要包括自由討論區(qū)、最新發(fā)布區(qū)和熱門討論區(qū)等內(nèi)容。本課程依托蘇州大學(xué)智慧樹網(wǎng)站搭建學(xué)堂在線、提供了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)階式課程混合教學(xué)的平臺。圖3所示是該課程在校內(nèi)智慧樹網(wǎng)站的課程主頁。

本課程的改革與建立尚在應(yīng)用深化和機(jī)制完善階段，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建立需要更多的教師參與。課程系統(tǒng)的建立和開發(fā)包括課程標(biāo)準(zhǔn)、課程施行方案、教材、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件、教學(xué)組織、教學(xué)方法與手段等教學(xué)施行所需的完好課程資源庫〔信息化建立〕。

以精品課程建立為驅(qū)動(dòng)，課程教學(xué)以團(tuán)隊(duì)為師資隊(duì)伍，提升本課程的教學(xué)內(nèi)涵，尤其是在教學(xué)內(nèi)容組織與安排、教材及相關(guān)資料建立上實(shí)現(xiàn)完好的課程資源信息化動(dòng)態(tài)建立，逐步形成探究性和研究性學(xué)習(xí)的教與學(xué)的教育理念與可持續(xù)開展。通過本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，以期從兩方面提升研究生的素質(zhì)和才能：培養(yǎng)學(xué)生能從物理學(xué)角度對光的本質(zhì)有更深化的理解才能，培養(yǎng)學(xué)生具有敢于開拓新領(lǐng)域的開拓精神。

采用課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)展課程建立，將在保證課程資源質(zhì)量的根底上，完善會(huì)聚優(yōu)質(zhì)課程資源的共建共享平臺。并加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)教師的信息化技術(shù)應(yīng)用才能培訓(xùn)，推動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂和開放課程資源的深度交融，以此深化精品開放課程的應(yīng)用程度，保障精品開放課程建立的可持續(xù)開展。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)形式與網(wǎng)上資源共享相輔相成，使得本課程教學(xué)充分發(fā)揮了研究生教育教學(xué)中教師主動(dòng)性和師生互動(dòng)的教學(xué)形式，興趣教學(xué)與促進(jìn)科研才能培養(yǎng)相結(jié)合。通過學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告環(huán)節(jié)和翻轉(zhuǎn)課堂，進(jìn)展師生面對面互動(dòng)和交流；借助平臺，建立本課程教學(xué)資源網(wǎng)站，進(jìn)展師生線下的教學(xué)互動(dòng)和交流。學(xué)研交融，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程理論才能。

五結(jié)論

"光子學(xué)導(dǎo)論";課程建立是蘇州大學(xué)研究生精品課程工程中的一門課程，目前精品開放課程正處于應(yīng)用深化和機(jī)制完善階段，課程教學(xué)和建立工作以教學(xué)團(tuán)隊(duì)形式參與，團(tuán)隊(duì)成員在保證課程資源質(zhì)量的根底上，完善會(huì)聚優(yōu)質(zhì)課程資源的共建共享平臺；以及不斷加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)教師的信息化技術(shù)應(yīng)用才能培訓(xùn)，推動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂和開放課程資源的深度交融，以此深化精品開放課程的應(yīng)用程度，保障精品開放課程的可持續(xù)開展?？傊⒅乩碚撍枷虢虒W(xué)和最新科研成果及穿插學(xué)科知識傳授，以期實(shí)現(xiàn)教學(xué)的科研化和科研的教學(xué)化。

參考文獻(xiàn)

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【2】張耀君.基于少學(xué)時(shí)?納米材料?/