劉鑫+仲偉志+孔繁鏘

摘 要：為了提高“空間光通信原理與技術(shù)”課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)水平，探索引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、科學(xué)研究與創(chuàng)新實(shí)踐的研究型教學(xué)改革。針對該門課程的主要特點(diǎn)，提出開展多元化的教學(xué)模式、建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系、建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地和建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)。通過建立研究型教學(xué)平臺，著力培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐型人才。

關(guān)鍵詞：空間光通信原理與技術(shù) ?研究型教學(xué) ?創(chuàng)新實(shí)踐 ?人才培養(yǎng)

中圖分類號：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0136-03

Researched Teaching Reform Based on Innovative Practice of Space Optical

Communication Theory and Technology

LIU Xin ?ZHONG ?Weizhi ?KONG Fanqiang

（College of Astronautics， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing Jiangsu，210016， China）

Abstract：In order to improve the teaching quality and undergraduatecultivation level of the space optical communication theory and technology， the researched teaching reform that guides studentsto engage in independent learning， scientific research and innovative practice is explored. For the main features of the course， we have proposed to develop diversified teaching mode， construct researchedexperimental system， build undergraduateinnovative practicing base， and construct creative course assessment and evaluation standard. Through building the researched teaching platform， we focus on cultivating innovative practicing talents.

Key Words：space optical communication theory and technology;researched teaching;innovativepractice;talentcultivation

空間光通信是一種新興的通信技術(shù)，與微波通信相比，具有寬頻帶、高速率、大容量、低功耗和小體積等優(yōu)點(diǎn)，此外還具有極強(qiáng)的保密性和抗電磁干擾性，通過與衛(wèi)星和航天器相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)天地間的可靠通信傳輸。因此，空間光通信在民用、軍事和航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[1]。“空間光通信原理與技術(shù)”是信息工程學(xué)科一門新興的專業(yè)教育課程，是航天技術(shù)領(lǐng)域一門前沿的專業(yè)特色課程，該課程對培養(yǎng)航天領(lǐng)域創(chuàng)新型人才和民用通信領(lǐng)域?qū)嵺`型人才發(fā)揮著重要作用。目前僅有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、電子科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)和南京航空航天大學(xué)等若干高校開設(shè)“空間光通信原理與技術(shù)”課程，該課程的教學(xué)研究尚屬起步階段，教學(xué)模式側(cè)重基礎(chǔ)理論教學(xué)，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)。因此，建立以培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力為核心的多元化創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺，探索引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、科學(xué)研究與創(chuàng)新實(shí)踐的研究型教學(xué)，是提高該門課程教學(xué)質(zhì)量和強(qiáng)化人才培養(yǎng)的有效途徑[2]。

1 課程主要特點(diǎn)

“空間光通信原理與技術(shù)”是信息工程類專業(yè)本科生選修的一門專業(yè)特色課程，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識技能的重要組成部分，是一門學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論難度深、實(shí)踐要求高的課程，主要包括空間光通信原理和空間光通信技術(shù)應(yīng)用兩個方面。通過這們課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握光通信技術(shù)的基本概念、基本理論和基本分析、設(shè)計(jì)方法。該課程著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，提高學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識分析問題和解決實(shí)際問題的能力，為今后從事無線光通信、衛(wèi)星光通信和航天器光通信等空間光通信領(lǐng)域的理論研究、系統(tǒng)研發(fā)和電路設(shè)計(jì)等工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！翱臻g光通信原理與技術(shù)”課程具有如下幾個特點(diǎn)。

（1） 學(xué)科交叉性強(qiáng)。本課程需要學(xué)生提前掌握“物理光學(xué)”和“通信原理”兩門不同學(xué)科的專業(yè)課程，課程中空間光通信系統(tǒng)的激光器、光探測器、光學(xué)透鏡、光濾波器等都是物理光學(xué)中常用的光學(xué)器件，而光信號的調(diào)制和解調(diào)、光信號的接收和檢測以及無線光網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議體系等則屬于通信原理相關(guān)的知識體系。因此學(xué)生能夠融會貫通物理光學(xué)和通信原理兩門課程是學(xué)好“空間光通信原理與技術(shù)”的關(guān)鍵。

（2） 理論和抽象性強(qiáng)。本課程對學(xué)生的理解能力要求較高，要求學(xué)生深入了解激光的發(fā)光原理，掌握受激輻射和受激吸收的基本光學(xué)理論。此外，需要學(xué)生根據(jù)光在大氣信道的傳輸特點(diǎn)，建立光通信鏈路的數(shù)學(xué)模型，并合理分析大氣衰減和湍流效應(yīng)對光通信性能的影響。這一過程涉及大量的數(shù)學(xué)分析，因此要求學(xué)生掌握高等數(shù)學(xué)、隨機(jī)過程和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程知識。

（3）實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)?！翱臻g光通信原理與技術(shù)”是一門注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型的課程。該門課程具有工程實(shí)踐背景、應(yīng)用性較強(qiáng)，因此在理論學(xué)習(xí)的同時，需要開設(shè)課程實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。近年來由于實(shí)時數(shù)據(jù)采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家的空間光通信課程教學(xué)逐漸發(fā)展成以理論研究為基礎(chǔ)，光通信創(chuàng)新實(shí)踐與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合，采用國際流行的專業(yè)分析與設(shè)計(jì)軟件為課程教學(xué)提供實(shí)例，形成可重復(fù)再現(xiàn)、學(xué)生可反復(fù)理解、師生可充分互動的教學(xué)環(huán)境。endprint

2 開展多元化教學(xué)模式

當(dāng)前我國高等學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域存在的主要矛盾和根本問題是：教學(xué)模式單一、教學(xué)思想僵化，側(cè)重于教師的“教”而忽視了學(xué)生的“學(xué)”。在教育的傳承過程中，學(xué)生機(jī)械化的接受知識，卻對知識的本質(zhì)和內(nèi)涵缺乏深刻理解，導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)和自主探究能力，不具備批判思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。因此，傳統(tǒng)教育模式越來越不適應(yīng)21世紀(jì)國際的科技變革和人才競爭，更不適合培養(yǎng)與國際接軌的創(chuàng)新實(shí)踐型人才[3]?！翱臻g光通信原理與技術(shù)”課程學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論難度深、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，因此單一的灌輸教學(xué)模式無法深刻的詮釋理論概念，更不能培養(yǎng)學(xué)生對該門課程的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

研究型教學(xué)就是將傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的多元化教學(xué)模式，在貫徹教師“教”的主導(dǎo)作用的同時，加強(qiáng)學(xué)生“學(xué)”的主體地位，建立多元教學(xué)、深化認(rèn)知和創(chuàng)新實(shí)踐三位一體的教學(xué)新理念[4]。如圖1所示，教師在教學(xué)過程中要采用多元化教學(xué)，除了課堂上的授課教學(xué)，教師還需要指定一些文獻(xiàn)資料供學(xué)生課后自學(xué)，提供課程相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)生參考，給學(xué)生布置與課堂授課緊密相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)，以及帶領(lǐng)學(xué)生參觀空間光通信的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備生產(chǎn)基地等，并由此加深學(xué)生對該門課程的理解和學(xué)習(xí)。多元教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探索能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望， 從而調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，進(jìn)而深化學(xué)生對課程知識的認(rèn)知，包括：發(fā)展創(chuàng)造性思維技能、形成整合的知識概念、深化專業(yè)知識的理解，做到知識點(diǎn)的舉一反三應(yīng)用等。學(xué)生在深化認(rèn)知的基礎(chǔ)上，通過開展創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性和綜合性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng);通過指導(dǎo)學(xué)生完成一篇高質(zhì)量的論文或研究報告，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)研究能力的提高。

3 建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系

開設(shè)課程實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生深化理解知識、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和提高學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐能力的重要手段。研究型教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要選擇綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，具有特色鮮明、可操作性強(qiáng)、涵蓋知識面豐富和可擴(kuò)展設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。如圖2所示，研究型實(shí)驗(yàn)應(yīng)該知識覆蓋面廣，具有層次性和遞進(jìn)性，即重基礎(chǔ)理論又重創(chuàng)新實(shí)踐，同時還應(yīng)該具有模塊化，能夠相互關(guān)聯(lián)和重組。課堂演示實(shí)驗(yàn)和基本知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)是課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，用于將課程知識形象化、具體化和實(shí)踐化，使學(xué)生通過直觀演示和親身操作加強(qiáng)課程知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解;將若干演示實(shí)驗(yàn)和知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合可以形成綜合性實(shí)驗(yàn)，在綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過擴(kuò)展知識點(diǎn)和引進(jìn)新知識點(diǎn)可以形成擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生深入了解和掌握課程知識并最終自主設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)。每個實(shí)驗(yàn)都是模塊化設(shè)計(jì)并且具有可擴(kuò)展接口，通過將這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K有機(jī)結(jié)合可以形成一個大型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺，允許學(xué)生充分發(fā)揮想象力，根據(jù)各種需求功能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

我們開設(shè)的無線激光大氣多媒體通信實(shí)驗(yàn)、激光天線偏軸理論建模與仿真實(shí)驗(yàn)、高精度激光準(zhǔn)直和光束控制實(shí)驗(yàn)、高靈敏度激光信號探測和接收實(shí)驗(yàn)以及高精度的激光捕獲、跟蹤和瞄準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)等均采用模塊化設(shè)計(jì)，這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K既可以作為教學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又可以通過擴(kuò)展和提高作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，若干個實(shí)驗(yàn)?zāi)K相互關(guān)聯(lián)還可以形成綜合性的實(shí)驗(yàn)平臺以實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。

4 建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地

建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、提高研究型教學(xué)水平的有效方法[5]。大學(xué)生創(chuàng)新基地著重強(qiáng)化學(xué)生的動手操作能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力和工業(yè)生產(chǎn)能力（包括硬件設(shè)計(jì)和軟件編程能力），引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì)[6]。創(chuàng)新基地以“空間光通信原理與技術(shù)”作為主要支持的課程，為學(xué)生提供多樣化的空間光通信創(chuàng)新實(shí)踐、光通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、光學(xué)性能計(jì)算機(jī)仿真及編程設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)平臺。創(chuàng)新基地不僅僅是實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地等教學(xué)環(huán)境的建設(shè)、開發(fā)和改善，更重要的是實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，為深化教學(xué)改革和探索教學(xué)新途徑提供重要保障。大學(xué)生創(chuàng)新基地應(yīng)具備以下幾個特點(diǎn)。

培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)能力，提高教師的實(shí)踐教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐的一體化。

建設(shè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，編寫系列化的高水平實(shí)驗(yàn)教材，建立國際化的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)容規(guī)范化、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化和評價權(quán)威化。

加強(qiáng)授課教師的多元化，充分發(fā)揮不同崗位教師的專業(yè)職能。形成主講教師、研究員、實(shí)驗(yàn)師和工程技術(shù)人員等組成的從事課程教學(xué)、實(shí)踐操作和科學(xué)研究的專職教師隊(duì)伍。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，與大專院校、科研院所和生產(chǎn)公司等建立緊密的合作關(guān)系。通過讓學(xué)生參觀訪問和下廠實(shí)習(xí)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為今后的工作和科學(xué)研究打下扎實(shí)基礎(chǔ)。開展一系列的高水平科研合作項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目參與中成長。

加強(qiáng)科研前沿與創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)合。將空間光通信和衛(wèi)星通信、航天器通信和深空通信等航天領(lǐng)域前沿技術(shù)與實(shí)踐相結(jié)合，形成具有航天特色的前沿科學(xué)技術(shù)。加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐基地的開放式建設(shè)，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，形成交叉性學(xué)科前沿與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。

5 建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)

“空間光通信原理與技術(shù)”是一門理論性和實(shí)踐性相對比較強(qiáng)的課程，并且具有較高的實(shí)踐應(yīng)用性。因此就考核方式而言，需要建立多種考核機(jī)制相結(jié)合的創(chuàng)造性課程考核體系，既能夠綜合性的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，同時還要兼顧學(xué)生對專業(yè)知識的創(chuàng)造性應(yīng)用能力。如圖3所示，創(chuàng)造性考核體系包括日?？己?、期末考核和創(chuàng)新考核。日?？己艘詫W(xué)生課堂回答問題情況和課后作業(yè)情況為主，期末考核側(cè)重于學(xué)生對理論知識的綜合掌握情況和課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作情況，而創(chuàng)新考核則要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)并能夠以此撰寫科學(xué)研究報告。

對課程進(jìn)行評價能夠?qū)虒W(xué)的質(zhì)量和成果做出有效的價值判斷。創(chuàng)造性的教學(xué)評價不是表面的、形式的、機(jī)械的評價，而是要激發(fā)師生在教學(xué)評價中的客觀性、積極性和創(chuàng)造性[7]。如圖4所示，創(chuàng)造性的教學(xué)評價注重師生在教學(xué)過程中形成全面性、科學(xué)性、內(nèi)在性的評價，促進(jìn)師生在相互評價的基礎(chǔ)上對各自的教與學(xué)的活動進(jìn)行自我評價和自我調(diào)節(jié)，建立基于“互評—自評—調(diào)節(jié)”的課程評價體系。既要注重對課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生知識掌握的結(jié)果性評價，也要注重對教師和學(xué)生在教與學(xué)的活動中表現(xiàn)的教學(xué)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、師生互動等方面的過程性評價。因此，創(chuàng)造性的教學(xué)評價需要采取師生互評、教師與學(xué)生自評相結(jié)合、結(jié)果性評價和過程性評價相結(jié)合的方式，在鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)的同時，增強(qiáng)教師教學(xué)的信心。

6 結(jié)語

“空間光通信原理與技術(shù)”課程是信息工程學(xué)科一門新興的專業(yè)教育課程，具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論和抽象性強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文對該課程進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐研究型教學(xué)改革探索，提出開展多元化的教學(xué)模式、建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系、建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地和建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)。通過建立創(chuàng)新性、實(shí)踐性、研究型的教學(xué)平臺，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)

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2 開展多元化教學(xué)模式

當(dāng)前我國高等學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域存在的主要矛盾和根本問題是：教學(xué)模式單一、教學(xué)思想僵化，側(cè)重于教師的“教”而忽視了學(xué)生的“學(xué)”。在教育的傳承過程中，學(xué)生機(jī)械化的接受知識，卻對知識的本質(zhì)和內(nèi)涵缺乏深刻理解，導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)和自主探究能力，不具備批判思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。因此，傳統(tǒng)教育模式越來越不適應(yīng)21世紀(jì)國際的科技變革和人才競爭，更不適合培養(yǎng)與國際接軌的創(chuàng)新實(shí)踐型人才[3]。“空間光通信原理與技術(shù)”課程學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論難度深、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，因此單一的灌輸教學(xué)模式無法深刻的詮釋理論概念，更不能培養(yǎng)學(xué)生對該門課程的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

研究型教學(xué)就是將傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的多元化教學(xué)模式，在貫徹教師“教”的主導(dǎo)作用的同時，加強(qiáng)學(xué)生“學(xué)”的主體地位，建立多元教學(xué)、深化認(rèn)知和創(chuàng)新實(shí)踐三位一體的教學(xué)新理念[4]。如圖1所示，教師在教學(xué)過程中要采用多元化教學(xué)，除了課堂上的授課教學(xué)，教師還需要指定一些文獻(xiàn)資料供學(xué)生課后自學(xué)，提供課程相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)生參考，給學(xué)生布置與課堂授課緊密相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)，以及帶領(lǐng)學(xué)生參觀空間光通信的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備生產(chǎn)基地等，并由此加深學(xué)生對該門課程的理解和學(xué)習(xí)。多元教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探索能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望， 從而調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，進(jìn)而深化學(xué)生對課程知識的認(rèn)知，包括：發(fā)展創(chuàng)造性思維技能、形成整合的知識概念、深化專業(yè)知識的理解，做到知識點(diǎn)的舉一反三應(yīng)用等。學(xué)生在深化認(rèn)知的基礎(chǔ)上，通過開展創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性和綜合性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng);通過指導(dǎo)學(xué)生完成一篇高質(zhì)量的論文或研究報告，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)研究能力的提高。

3 建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系

開設(shè)課程實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生深化理解知識、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和提高學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐能力的重要手段。研究型教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要選擇綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，具有特色鮮明、可操作性強(qiáng)、涵蓋知識面豐富和可擴(kuò)展設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。如圖2所示，研究型實(shí)驗(yàn)應(yīng)該知識覆蓋面廣，具有層次性和遞進(jìn)性，即重基礎(chǔ)理論又重創(chuàng)新實(shí)踐，同時還應(yīng)該具有模塊化，能夠相互關(guān)聯(lián)和重組。課堂演示實(shí)驗(yàn)和基本知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)是課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，用于將課程知識形象化、具體化和實(shí)踐化，使學(xué)生通過直觀演示和親身操作加強(qiáng)課程知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解;將若干演示實(shí)驗(yàn)和知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合可以形成綜合性實(shí)驗(yàn)，在綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過擴(kuò)展知識點(diǎn)和引進(jìn)新知識點(diǎn)可以形成擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生深入了解和掌握課程知識并最終自主設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)。每個實(shí)驗(yàn)都是模塊化設(shè)計(jì)并且具有可擴(kuò)展接口，通過將這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K有機(jī)結(jié)合可以形成一個大型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺，允許學(xué)生充分發(fā)揮想象力，根據(jù)各種需求功能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

我們開設(shè)的無線激光大氣多媒體通信實(shí)驗(yàn)、激光天線偏軸理論建模與仿真實(shí)驗(yàn)、高精度激光準(zhǔn)直和光束控制實(shí)驗(yàn)、高靈敏度激光信號探測和接收實(shí)驗(yàn)以及高精度的激光捕獲、跟蹤和瞄準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)等均采用模塊化設(shè)計(jì)，這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K既可以作為教學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又可以通過擴(kuò)展和提高作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，若干個實(shí)驗(yàn)?zāi)K相互關(guān)聯(lián)還可以形成綜合性的實(shí)驗(yàn)平臺以實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。

4 建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地

建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、提高研究型教學(xué)水平的有效方法[5]。大學(xué)生創(chuàng)新基地著重強(qiáng)化學(xué)生的動手操作能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力和工業(yè)生產(chǎn)能力（包括硬件設(shè)計(jì)和軟件編程能力），引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì)[6]。創(chuàng)新基地以“空間光通信原理與技術(shù)”作為主要支持的課程，為學(xué)生提供多樣化的空間光通信創(chuàng)新實(shí)踐、光通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、光學(xué)性能計(jì)算機(jī)仿真及編程設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)平臺。創(chuàng)新基地不僅僅是實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地等教學(xué)環(huán)境的建設(shè)、開發(fā)和改善，更重要的是實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，為深化教學(xué)改革和探索教學(xué)新途徑提供重要保障。大學(xué)生創(chuàng)新基地應(yīng)具備以下幾個特點(diǎn)。

培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)能力，提高教師的實(shí)踐教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐的一體化。

建設(shè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，編寫系列化的高水平實(shí)驗(yàn)教材，建立國際化的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)容規(guī)范化、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化和評價權(quán)威化。

加強(qiáng)授課教師的多元化，充分發(fā)揮不同崗位教師的專業(yè)職能。形成主講教師、研究員、實(shí)驗(yàn)師和工程技術(shù)人員等組成的從事課程教學(xué)、實(shí)踐操作和科學(xué)研究的專職教師隊(duì)伍。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，與大專院校、科研院所和生產(chǎn)公司等建立緊密的合作關(guān)系。通過讓學(xué)生參觀訪問和下廠實(shí)習(xí)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為今后的工作和科學(xué)研究打下扎實(shí)基礎(chǔ)。開展一系列的高水平科研合作項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目參與中成長。

加強(qiáng)科研前沿與創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)合。將空間光通信和衛(wèi)星通信、航天器通信和深空通信等航天領(lǐng)域前沿技術(shù)與實(shí)踐相結(jié)合，形成具有航天特色的前沿科學(xué)技術(shù)。加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐基地的開放式建設(shè)，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，形成交叉性學(xué)科前沿與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。

5 建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)

“空間光通信原理與技術(shù)”是一門理論性和實(shí)踐性相對比較強(qiáng)的課程，并且具有較高的實(shí)踐應(yīng)用性。因此就考核方式而言，需要建立多種考核機(jī)制相結(jié)合的創(chuàng)造性課程考核體系，既能夠綜合性的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，同時還要兼顧學(xué)生對專業(yè)知識的創(chuàng)造性應(yīng)用能力。如圖3所示，創(chuàng)造性考核體系包括日?？己?、期末考核和創(chuàng)新考核。日?？己艘詫W(xué)生課堂回答問題情況和課后作業(yè)情況為主，期末考核側(cè)重于學(xué)生對理論知識的綜合掌握情況和課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作情況，而創(chuàng)新考核則要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)并能夠以此撰寫科學(xué)研究報告。

對課程進(jìn)行評價能夠?qū)虒W(xué)的質(zhì)量和成果做出有效的價值判斷。創(chuàng)造性的教學(xué)評價不是表面的、形式的、機(jī)械的評價，而是要激發(fā)師生在教學(xué)評價中的客觀性、積極性和創(chuàng)造性[7]。如圖4所示，創(chuàng)造性的教學(xué)評價注重師生在教學(xué)過程中形成全面性、科學(xué)性、內(nèi)在性的評價，促進(jìn)師生在相互評價的基礎(chǔ)上對各自的教與學(xué)的活動進(jìn)行自我評價和自我調(diào)節(jié)，建立基于“互評—自評—調(diào)節(jié)”的課程評價體系。既要注重對課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生知識掌握的結(jié)果性評價，也要注重對教師和學(xué)生在教與學(xué)的活動中表現(xiàn)的教學(xué)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、師生互動等方面的過程性評價。因此，創(chuàng)造性的教學(xué)評價需要采取師生互評、教師與學(xué)生自評相結(jié)合、結(jié)果性評價和過程性評價相結(jié)合的方式，在鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)的同時，增強(qiáng)教師教學(xué)的信心。

6 結(jié)語

“空間光通信原理與技術(shù)”課程是信息工程學(xué)科一門新興的專業(yè)教育課程，具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論和抽象性強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文對該課程進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐研究型教學(xué)改革探索，提出開展多元化的教學(xué)模式、建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系、建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地和建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)。通過建立創(chuàng)新性、實(shí)踐性、研究型的教學(xué)平臺，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)一民，楊華軍，藺梅芳.空間光通信實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)探究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010，8（2）：169-171.

[2] 何文森，楊華軍，江萍.空間光通信創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思路探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（4）：206-209.

[3] 何文森.對空間光通信創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)研究型改革與實(shí)踐的探索[J]. 物理與工程，2013，23（3）：41-44.

[4] 汪蕙.研究型教學(xué)模式的探討—兼論創(chuàng)新性教育過程化[J].中國大學(xué)教學(xué)，2002（1）：16-19.

[5] 劉海峰.大學(xué)生創(chuàng)新基地建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008（3）：1-2.

[6] 王悅.研究生創(chuàng)新基地建設(shè)的實(shí)踐與探索[J].學(xué)位與研究生教育，2002（1）：16-20.

[7] 梁明柳，陸松.簡析高校雙語教學(xué)課程建設(shè)的關(guān)鍵要素[J].中國電力教育， 2009，147（10）：112-114.endprint

2 開展多元化教學(xué)模式

當(dāng)前我國高等學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域存在的主要矛盾和根本問題是：教學(xué)模式單一、教學(xué)思想僵化，側(cè)重于教師的“教”而忽視了學(xué)生的“學(xué)”。在教育的傳承過程中，學(xué)生機(jī)械化的接受知識，卻對知識的本質(zhì)和內(nèi)涵缺乏深刻理解，導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)和自主探究能力，不具備批判思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。因此，傳統(tǒng)教育模式越來越不適應(yīng)21世紀(jì)國際的科技變革和人才競爭，更不適合培養(yǎng)與國際接軌的創(chuàng)新實(shí)踐型人才[3]?！翱臻g光通信原理與技術(shù)”課程學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論難度深、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，因此單一的灌輸教學(xué)模式無法深刻的詮釋理論概念，更不能培養(yǎng)學(xué)生對該門課程的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

研究型教學(xué)就是將傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的多元化教學(xué)模式，在貫徹教師“教”的主導(dǎo)作用的同時，加強(qiáng)學(xué)生“學(xué)”的主體地位，建立多元教學(xué)、深化認(rèn)知和創(chuàng)新實(shí)踐三位一體的教學(xué)新理念[4]。如圖1所示，教師在教學(xué)過程中要采用多元化教學(xué)，除了課堂上的授課教學(xué)，教師還需要指定一些文獻(xiàn)資料供學(xué)生課后自學(xué)，提供課程相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)生參考，給學(xué)生布置與課堂授課緊密相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)，以及帶領(lǐng)學(xué)生參觀空間光通信的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備生產(chǎn)基地等，并由此加深學(xué)生對該門課程的理解和學(xué)習(xí)。多元教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探索能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望， 從而調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，進(jìn)而深化學(xué)生對課程知識的認(rèn)知，包括：發(fā)展創(chuàng)造性思維技能、形成整合的知識概念、深化專業(yè)知識的理解，做到知識點(diǎn)的舉一反三應(yīng)用等。學(xué)生在深化認(rèn)知的基礎(chǔ)上，通過開展創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性和綜合性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng);通過指導(dǎo)學(xué)生完成一篇高質(zhì)量的論文或研究報告，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)研究能力的提高。

3 建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系

開設(shè)課程實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生深化理解知識、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和提高學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐能力的重要手段。研究型教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要選擇綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，具有特色鮮明、可操作性強(qiáng)、涵蓋知識面豐富和可擴(kuò)展設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。如圖2所示，研究型實(shí)驗(yàn)應(yīng)該知識覆蓋面廣，具有層次性和遞進(jìn)性，即重基礎(chǔ)理論又重創(chuàng)新實(shí)踐，同時還應(yīng)該具有模塊化，能夠相互關(guān)聯(lián)和重組。課堂演示實(shí)驗(yàn)和基本知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)是課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，用于將課程知識形象化、具體化和實(shí)踐化，使學(xué)生通過直觀演示和親身操作加強(qiáng)課程知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解;將若干演示實(shí)驗(yàn)和知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合可以形成綜合性實(shí)驗(yàn)，在綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過擴(kuò)展知識點(diǎn)和引進(jìn)新知識點(diǎn)可以形成擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生深入了解和掌握課程知識并最終自主設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)。每個實(shí)驗(yàn)都是模塊化設(shè)計(jì)并且具有可擴(kuò)展接口，通過將這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K有機(jī)結(jié)合可以形成一個大型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺，允許學(xué)生充分發(fā)揮想象力，根據(jù)各種需求功能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

我們開設(shè)的無線激光大氣多媒體通信實(shí)驗(yàn)、激光天線偏軸理論建模與仿真實(shí)驗(yàn)、高精度激光準(zhǔn)直和光束控制實(shí)驗(yàn)、高靈敏度激光信號探測和接收實(shí)驗(yàn)以及高精度的激光捕獲、跟蹤和瞄準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)等均采用模塊化設(shè)計(jì)，這些實(shí)驗(yàn)?zāi)K既可以作為教學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又可以通過擴(kuò)展和提高作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，若干個實(shí)驗(yàn)?zāi)K相互關(guān)聯(lián)還可以形成綜合性的實(shí)驗(yàn)平臺以實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能。

4 建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地

建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、提高研究型教學(xué)水平的有效方法[5]。大學(xué)生創(chuàng)新基地著重強(qiáng)化學(xué)生的動手操作能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力和工業(yè)生產(chǎn)能力（包括硬件設(shè)計(jì)和軟件編程能力），引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì)[6]。創(chuàng)新基地以“空間光通信原理與技術(shù)”作為主要支持的課程，為學(xué)生提供多樣化的空間光通信創(chuàng)新實(shí)踐、光通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、光學(xué)性能計(jì)算機(jī)仿真及編程設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)平臺。創(chuàng)新基地不僅僅是實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地等教學(xué)環(huán)境的建設(shè)、開發(fā)和改善，更重要的是實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，為深化教學(xué)改革和探索教學(xué)新途徑提供重要保障。大學(xué)生創(chuàng)新基地應(yīng)具備以下幾個特點(diǎn)。

培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)能力，提高教師的實(shí)踐教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐的一體化。

建設(shè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，編寫系列化的高水平實(shí)驗(yàn)教材，建立國際化的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)容規(guī)范化、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化和評價權(quán)威化。

加強(qiáng)授課教師的多元化，充分發(fā)揮不同崗位教師的專業(yè)職能。形成主講教師、研究員、實(shí)驗(yàn)師和工程技術(shù)人員等組成的從事課程教學(xué)、實(shí)踐操作和科學(xué)研究的專職教師隊(duì)伍。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，與大專院校、科研院所和生產(chǎn)公司等建立緊密的合作關(guān)系。通過讓學(xué)生參觀訪問和下廠實(shí)習(xí)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為今后的工作和科學(xué)研究打下扎實(shí)基礎(chǔ)。開展一系列的高水平科研合作項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目參與中成長。

加強(qiáng)科研前沿與創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)合。將空間光通信和衛(wèi)星通信、航天器通信和深空通信等航天領(lǐng)域前沿技術(shù)與實(shí)踐相結(jié)合，形成具有航天特色的前沿科學(xué)技術(shù)。加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐基地的開放式建設(shè)，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，形成交叉性學(xué)科前沿與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。

5 建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)

“空間光通信原理與技術(shù)”是一門理論性和實(shí)踐性相對比較強(qiáng)的課程，并且具有較高的實(shí)踐應(yīng)用性。因此就考核方式而言，需要建立多種考核機(jī)制相結(jié)合的創(chuàng)造性課程考核體系，既能夠綜合性的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，同時還要兼顧學(xué)生對專業(yè)知識的創(chuàng)造性應(yīng)用能力。如圖3所示，創(chuàng)造性考核體系包括日?？己?、期末考核和創(chuàng)新考核。日常考核以學(xué)生課堂回答問題情況和課后作業(yè)情況為主，期末考核側(cè)重于學(xué)生對理論知識的綜合掌握情況和課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作情況，而創(chuàng)新考核則要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)并能夠以此撰寫科學(xué)研究報告。

對課程進(jìn)行評價能夠?qū)虒W(xué)的質(zhì)量和成果做出有效的價值判斷。創(chuàng)造性的教學(xué)評價不是表面的、形式的、機(jī)械的評價，而是要激發(fā)師生在教學(xué)評價中的客觀性、積極性和創(chuàng)造性[7]。如圖4所示，創(chuàng)造性的教學(xué)評價注重師生在教學(xué)過程中形成全面性、科學(xué)性、內(nèi)在性的評價，促進(jìn)師生在相互評價的基礎(chǔ)上對各自的教與學(xué)的活動進(jìn)行自我評價和自我調(diào)節(jié)，建立基于“互評—自評—調(diào)節(jié)”的課程評價體系。既要注重對課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生知識掌握的結(jié)果性評價，也要注重對教師和學(xué)生在教與學(xué)的活動中表現(xiàn)的教學(xué)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、師生互動等方面的過程性評價。因此，創(chuàng)造性的教學(xué)評價需要采取師生互評、教師與學(xué)生自評相結(jié)合、結(jié)果性評價和過程性評價相結(jié)合的方式，在鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)的同時，增強(qiáng)教師教學(xué)的信心。

6 結(jié)語

“空間光通信原理與技術(shù)”課程是信息工程學(xué)科一門新興的專業(yè)教育課程，具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論和抽象性強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文對該課程進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐研究型教學(xué)改革探索，提出開展多元化的教學(xué)模式、建設(shè)研究型實(shí)驗(yàn)體系、建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地和建設(shè)創(chuàng)造性的課程考核和評價標(biāo)準(zhǔn)。通過建立創(chuàng)新性、實(shí)踐性、研究型的教學(xué)平臺，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力。

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