關(guān)于深化光電檢測(cè)技術(shù)課堂教學(xué)的幾點(diǎn)思考*

魏英智張曉蘭徐寶玉劉炳勝田雪松丁紅偉

(黑龍江科技大學(xué)理大學(xué)黑龍江 哈爾濱150022)

*2012年黑龍江科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目重點(diǎn)資助項(xiàng)目“光電檢測(cè)系列課‘做中學(xué)’教學(xué)模式的探討與實(shí)踐”,項(xiàng)目編號(hào)：149；2012年黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示系統(tǒng)的開發(fā)”，項(xiàng)目編號(hào)：GBB1212058

摘 要：結(jié)合光電檢測(cè)技術(shù)課堂教學(xué)實(shí)踐，闡述了深化課堂教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考，主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面,即問題研究教學(xué)法的靈活運(yùn)用能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、生活實(shí)際的有機(jī)結(jié)合能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及其潛能；學(xué)生成就感、自信心的建立能激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)探索的熱度；多種教學(xué)手段的綜合運(yùn)用,能有效提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率.

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)光電檢測(cè)問題研究教學(xué)法自信心多種教學(xué)手段

收稿日期：(2014-07-30)

作者簡(jiǎn)介：魏英智(1967-)，女，碩士，教授，主要從事物理及光電檢測(cè)技術(shù)教學(xué).

1引言

《光電檢測(cè)技術(shù)》課程是現(xiàn)今很多專業(yè)的必修課程.它是一門將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合起來，研究光與物質(zhì)相互作用的新興學(xué)科，它以其非接觸、高精度、高速度、實(shí)時(shí)等特點(diǎn)成為現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)最重要的手段和方法之一，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航空航天以及日常生活中皆有著非常廣泛的應(yīng)用.光電檢測(cè)技術(shù)具有應(yīng)用性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多、發(fā)展快等特點(diǎn).綜合應(yīng)用光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)及其一體化高新技術(shù)產(chǎn)品，理解和掌握這門課程,對(duì)于提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)其分析能力、創(chuàng)新能力都有重要意義.通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生在光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的理論和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,而且在銜接相關(guān)課程內(nèi)容,以及拓展知識(shí)交叉應(yīng)用等方面都具有重要意義.如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),收到良好的教學(xué)效果是我們多年來在實(shí)際教學(xué)過程中一直努力探索和思考的問題.筆者根據(jù)近年來的教學(xué)實(shí)踐，從以下幾個(gè)方面談?wù)勎覀冊(cè)诠怆姍z測(cè)技術(shù)課堂教學(xué)中的幾點(diǎn)思考.

2課堂教學(xué)探索及思考

(1)問題研究教學(xué)法的運(yùn)用在教學(xué)實(shí)踐中收到了良好的效果

研究表明，問題研究教學(xué)法在發(fā)展學(xué)生智力與創(chuàng)造能力方面有明顯的優(yōu)越性[1].

如果課堂授課內(nèi)容不是全新的，而是以前學(xué)過知識(shí)的合乎邏輯的繼續(xù)，那么，學(xué)生可以在所學(xué)過知識(shí)的基礎(chǔ)上，獨(dú)立地探索新知識(shí)，運(yùn)用問題研究教學(xué)法就特別有效.問題研究教學(xué)法是圍繞教學(xué)目標(biāo)以問題的提出為基礎(chǔ)，問題的解決為目的，通過提出問題、分析問題、解決問題等步驟達(dá)到掌握新知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)造能力的目的.目前常用的有下面3種模式[2]：

第一種模式是教師根據(jù)本次課的教學(xué)內(nèi)容提出問題，學(xué)生通過查閱資料、討論，最后由教師歸納、講解解決問題的方法，適用于學(xué)生體驗(yàn)較少的知識(shí)章節(jié).它的核心是教師通過問題來組織教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，比如光電檢測(cè)技術(shù)中的基礎(chǔ)知識(shí)以及各種光電器件.

第二種模式是結(jié)合學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，由教師補(bǔ)充形成，在教師引導(dǎo)下，師生共同探索解決問題的方法，適用于學(xué)習(xí)內(nèi)容接近生活實(shí)際、學(xué)生有較多體驗(yàn)的知識(shí)教學(xué)，比如光電檢測(cè)技術(shù)中的常用光源.

第三種模式是教師創(chuàng)設(shè)問題情境，由教師和學(xué)生共同提出問題，再在教師引導(dǎo)下，通過學(xué)生討論、思考、探索，由師生一起解決問題.該模式是真正的問題研究教學(xué)法，它要求教師借助各種教學(xué)手段設(shè)計(jì)問題情境，提取核心問題進(jìn)行教學(xué)，也符合學(xué)習(xí)者的思維和心理特點(diǎn)，能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.比如結(jié)合實(shí)驗(yàn)，一是教師可以創(chuàng)設(shè)問題情境，再有可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的具體問題，通過師生共同討論，研究解決問題的方法，且能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，效果尤為明顯.

(2)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，理論教學(xué)與生活實(shí)際的緊密相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及其潛能

《光電檢測(cè)技術(shù)》這門課涉及的知識(shí)點(diǎn)多且應(yīng)用性強(qiáng)，在教學(xué)中要緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐.實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計(jì)型和演示型，諸如各種光電檢測(cè)器件特性實(shí)驗(yàn)、CCD及PSD等應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、光電計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)等.基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的目的是引導(dǎo)學(xué)生熟悉光電檢測(cè)器件的基本原理和特性.綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的目的是開闊學(xué)生思路，使其對(duì)現(xiàn)有的各類光電檢測(cè)原理和方法有盡量全面的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生綜合分析和運(yùn)用知識(shí)的能力.演示型實(shí)驗(yàn)把現(xiàn)代光電檢測(cè)系統(tǒng)和探測(cè)器件與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合起來.結(jié)合在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐過程中遇到的問題，經(jīng)過教師的提煉和引導(dǎo)，最終不但要解決問題，還要提升到一定的理論高度，在這一過程中，學(xué)生得以鍛煉和提升，使學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，形成學(xué)以致用、用以促學(xué)、學(xué)用相長(zhǎng)的良性循環(huán).如在光度學(xué)量和輻射度學(xué)量基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)過程中遇到這樣的問題：當(dāng)電源接入白熾燈時(shí)，出現(xiàn)瞬間短路導(dǎo)致電源自動(dòng)保護(hù).借助這一問題讓學(xué)生展開討論，各抒己見，針對(duì)學(xué)生的各種分析去糟取精、因勢(shì)利導(dǎo)，學(xué)生很活躍，對(duì)遺留的問題結(jié)合下次課要講的光電檢測(cè)中的常用光源，布置思考題讓學(xué)生課后先查閱資料，教師再指導(dǎo)學(xué)生按照正確的操作流程完成實(shí)驗(yàn).解決辦法：光源的電壓一定要從小到大，且調(diào)到5 V時(shí)預(yù)熱5 min.實(shí)驗(yàn)注意：接通電源或每次實(shí)驗(yàn)完畢后，一定將可變電源旋鈕逆時(shí)針調(diào)到最小，這同樣會(huì)給學(xué)生帶來疑問：為什么？下次上課時(shí)，還不等教師問就爭(zhēng)先恐后地提出各自的分析結(jié)果，師生共同努力找到了其中的原因：白熾燈、電爐等類的“冷阻”特性,造成開通瞬間的浪涌電流超過額定工作電流值數(shù)倍.白熾燈的冷阻小于熱阻，隨著電壓的慢慢升高，電流慢慢加大，導(dǎo)致燈絲發(fā)熱而發(fā)光，其電阻值也由冷阻到熱阻慢慢過渡.而這一點(diǎn)是教材中沒有提到的.再回過頭通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證相關(guān)的理論，這也正是筆者提倡的有些內(nèi)容對(duì)于小班適合采用在實(shí)驗(yàn)室邊講邊實(shí)驗(yàn)的授課模式，收到了良好的教學(xué)效果.理論與實(shí)際生活的緊密結(jié)合更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，例如面對(duì)普遍熟悉的手機(jī)攝像功能，來分析比較CMOS圖像傳感器和電荷耦合器件CCD兩種器件的特點(diǎn)，作為微小型成像探測(cè)系統(tǒng)介紹.

(3)增強(qiáng)學(xué)生的自信心，使其產(chǎn)生成就感，能激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)探索的熱度

通常，教師作為課堂上的主導(dǎo)，經(jīng)常以一種強(qiáng)勢(shì)、權(quán)威的姿態(tài)出現(xiàn)在學(xué)生的面前.時(shí)間長(zhǎng)了，學(xué)生的異議越來越少，課堂的激烈討論越來越少，課堂氣氛變得壓抑而無生氣，其結(jié)果是睡覺、開小差的多了.其實(shí)，教師在講授一門課的過程中，由于對(duì)知識(shí)廣度、深度的不斷拓寬和深入，其自身的困惑會(huì)更多，這時(shí)沒有必要將這些困惑進(jìn)行遮掩，唯恐被學(xué)生觸及，相反，可以將這些困惑直接和學(xué)生分享，他們的天馬行空、無拘無束，可以激發(fā)靈感，經(jīng)常會(huì)有意想不到的收獲.更有意義的是或許是出于一種心理的滿足、對(duì)自我肯定的追求，很多學(xué)生會(huì)下功夫去查資料、討論、思考，以給教師一個(gè)表現(xiàn)和證明，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生似乎更愿意給教師答疑解惑.可能他們的回答也不一定正確，甚至于一眼看上去就是錯(cuò)誤的，但請(qǐng)不要立刻作出判斷，因?yàn)閷W(xué)生正在進(jìn)行一項(xiàng)創(chuàng)造性思維探索過程，盡管顯得有些拙笨.這時(shí)有一條原則可以借鑒，即“延遲評(píng)判原則”.

美國(guó)創(chuàng)造學(xué)家帕內(nèi)斯的“延遲評(píng)判原則”，就是讓教師在教學(xué)過程中，當(dāng)學(xué)生回答問題或提出自己的見解時(shí)，不論是否正確，均不急于做出評(píng)價(jià)與判斷，待到最后充分使學(xué)生的思維發(fā)散之后，再進(jìn)行判斷與評(píng)價(jià).因?yàn)閯?chuàng)造性思維的過程是一個(gè)思維發(fā)散與聚合的完整過程，學(xué)生在回答問題或提出自己見解時(shí)，思維處于發(fā)散的狀態(tài)，過早的判斷與評(píng)價(jià)容易使發(fā)散思維階段受到遏制而直接進(jìn)入聚合思維階段，因此，創(chuàng)造活動(dòng)也就無從談起.而如果能不急于評(píng)判，使學(xué)生的思維充分自由發(fā)散之后，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論總結(jié)，進(jìn)入聚合思維階段，這樣就形成了一個(gè)完整的創(chuàng)造過程[3].特別是，對(duì)不能正確回答問題的學(xué)生給予鼓勵(lì)尤其重要.因?yàn)椴还膭?lì)或鼓勵(lì)不當(dāng)都有可能會(huì)使一個(gè)學(xué)生從此改變對(duì)本門課的學(xué)習(xí)態(tài)度.指出該學(xué)生的設(shè)想所包含的合理成分或包含將來可能實(shí)現(xiàn)的設(shè)想，即便沒有這些，也要鼓勵(lì)學(xué)生能夠提出一種新想法，哪怕是異想天開，也是創(chuàng)造力的證明，也比不能或不敢提出見解的人更有高度.對(duì)于一個(gè)學(xué)生來說，從老師那里獲得肯定重要得很.通過這樣的過程使學(xué)生有了成就感，逐漸增強(qiáng)了自信心，當(dāng)然也增加了他們對(duì)知識(shí)探索的積極性.

(4)多種教學(xué)手段的綜合運(yùn)用,提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率

充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段，多媒體技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)的教學(xué)過程，它具有集圖、文、聲為一體的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，極大地豐富和擴(kuò)充了課堂的教學(xué)信息量[4，5].對(duì)于某些比較復(fù)雜的內(nèi)容，可以運(yùn)用動(dòng)畫手段把這些概念形象化，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也增進(jìn)學(xué)習(xí)的樂趣.如在講授CCD的工作原理時(shí)，勢(shì)阱的概念及如何調(diào)節(jié)勢(shì)阱深度，利用勢(shì)阱進(jìn)行電荷的耦合等都可以采用這種形象化的手段來講述.另外，多媒體技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以將那些大型的先進(jìn)檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是那些國(guó)內(nèi)或者本校沒有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)，以及各種具體檢測(cè)器件的不同型號(hào)實(shí)物圖一一展示出來，增加學(xué)生的直觀感受.比如夜視儀、激光制導(dǎo)及各種實(shí)際應(yīng)用等，可以通過視頻展現(xiàn)出來.教師在備課中，把國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)中的最新科技信息編入教案，帶進(jìn)課堂進(jìn)行演示、講解.這些是過去傳統(tǒng)教學(xué)方式不可能做到的.

3結(jié)束語

《光電檢測(cè)技術(shù)》這門課程需要緊跟光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，教師如能夠?qū)⒖蒲谐晒谌胝n堂講授內(nèi)容，而且將科研思維和方法融入到教學(xué)過程中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和思維方法將起到巨大的促進(jìn)作用.要結(jié)合學(xué)生興趣，實(shí)現(xiàn)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變[6，7]，轉(zhuǎn)變教育思想和教育觀念，不斷對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行改革，以加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)、提高素質(zhì)作為改革的指導(dǎo)思想，努力通過課程的教學(xué)提高學(xué)生的科研素質(zhì)，使學(xué)生在牢固掌握和深入理解相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，創(chuàng)新思想也受到啟迪，科學(xué)研究能力也得到培養(yǎng)與提高，最終能夠運(yùn)用所掌握的知識(shí)發(fā)現(xiàn)和解決遇到的實(shí)際問題.靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，才能達(dá)到好的教學(xué)效果.

參 考 文 獻(xiàn)

1(前蘇)巴班斯基(Бабанский，Ю.К.).教育學(xué). 吳式穎,等譯. 北京：人民教育出版社, 1986

2張榮娥．問題研究教學(xué)法在高等代數(shù)教學(xué)中的實(shí)踐與研究．寧波教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，11(1)：39～40

3丁紅偉，任常愚，李海寶．關(guān)于深化量子力學(xué)課堂教學(xué)的幾點(diǎn)思考. 高等教育研究，2011，28(4)：73

4朱珠．“光電檢測(cè)技術(shù)”課程的教學(xué)探討與改革.科技視界，2012(30)：87

5魏英智，欒彥利．運(yùn)用多種教學(xué)手段 提高大學(xué)物理課質(zhì)量．邊疆經(jīng)濟(jì)與文化，2006(1)：158～159

6劉獻(xiàn)君.論“以學(xué)生為中心”.高等教育研究,2012(8)：1～6

7王維榮,王艷新.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)變.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2004(11):54～55

Several Thoughts on Deepening the Classroom Teaching

of Photoelectric Detecting Technology

Wei YingzhiZhang XiaolanXu Baoyu Liu BingshengTian XuesongDing Hongwei

(College of Economics and Management，Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin，Heilongjiang150022)

Abstract:Several thoughts on deepening the reform of classroom teaching are elaborated with the teaching practice of photoelectric detecting technology. They are shown in the following ways. The teaching methodology of problem research is flexibly used to effectively mobilize the enthusiasm of the students. Theory teaching、experiment and real life unify to stimulate students′ learning initiative and potential. The establishment of students′ achievement and self-confidence can stimulate the students′ enthusiasm for knowledge discovery. Comprehensive use of various teaching means can effectively improve the teaching quality and efficiency.

Key words: classroom; photoelectric detecting; teaching methodology of problem research; self-confidence