《光纖通信》研究型教學探討與實踐論文
傳統教學模式注重單向知識傳授，而研究型教學模式作為新的教學方法，提倡以學生為主體，越來越受到高等院校的重視，將研究型教學模式全面系統地引入到《光纖通信》課程中，通過教案設計、專題設置、教學組織、評價與考核體系的改革，充分調動學生的積極性，提高學生獨立思考、提出問題、解決問題的能力，培養善于創新的高素質新型人才。
一、引言
研究型教學模式是相對于以單向性知識傳授為主的傳統教學模式提出的。它是以培養學生綜合素質，尤其是實踐能力和創新能力為目的，以問題為中介，以研究為手段，以教師和學生的良性互動為基礎的一種新型教學模式，也是融學習與研究為一體的教學方法。其主要優點是可通過一個個的問題和專題對學生進行引導，調動學生的參與熱情，提高學生自主發現、研究和解決問題的能力，從而培養自主創新型人才。
傳統的課堂教學模式，更多地注重依照教材內容來進行授課，雖中規中矩卻難以培養出學生的創新精神。研究型教學模式以學生為主體，以促進創新為目標，越來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并重的思想[1]，提倡通過研究進來促進教學。但直到20世紀末，研究型教學才真正得到教育界的普遍關注。在美國、芬蘭、德國、丹麥等國家的大學本科教學體系中，已經開始了研究型教學的實踐，逐漸形成了一系列的實踐方法和經驗[3]。根據研究型教學理念，一些世界著名高校推出了“新生研討課”、“本科創新訓練計劃”、“本科生科研計劃”等多種措施，把研究性和創新性教學作為本科教育的一個重要組成部分來廣泛實踐。
國內關于課程的研究型教學實踐也開始得較早，如南京大學的全國教學名師盧德馨教授在20世紀80年代就開始了對大學物理課程研究型教學模式的探討[4]，并通過舉辦研究型教學研討會推廣研究型教學理念和具體操作方法。教育部于2005年在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中明確提出要“積極推動研究型教學，提高大學生的創新能力”[6]。此后，我國教育界開始普遍重視并推行研究型教學。可以說，建立研究型教學體系是當前我國高校教學改革的重點和熱點。
《光纖通信》課程是光學工程學科方向光信息科學與技術本科專業的核心課程。本文將把研究型教學方式全面引入《光纖通信》的教學過程中，并對其中的相關問題進行討論，分析《光纖通信》研究型教學的主要內容，闡述“授人以漁”的核心理念和在具體課程中的實現途徑，為其他課程研究型教學實踐提供參考。
二、《光纖通信》研究型教學的主要內容
《光纖通信》是本科光信息科學與技術專業的主干專業課程以及軍用光電專業的選修專業課程。基本目標是讓學生全面掌握光纖通信的基本概念、基本理論和關鍵技術，掌握光纖通信系統各個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的發展和應用情況，培養和提高大學生的應用能力、創新能力和科研能力。
《光纖通信》課程的一大特點是在一定理論基礎之上的實踐性和靈活性。實踐性強，意味著要解決很多具體的應用問題;靈活性強，意味著很多問題有著開放性的設計結果，因此特別適合進行研究型教學。在《光纖通信》研究型教學的具體實施上，主要包括以下幾部分研究內容：
1.《光纖通信》研究型教學的教案設計。以亞利桑那大學Palais教授的《光纖通信》(第五版)教材為基礎，參考Gerd Keiser《光纖通信》等教材經典內容，廣泛收集教學資料和相關資源，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。這幾部分內容各有特點，又有機聯系組成一個整體。教案的設計應當融科學性、實踐性、創新性于一體，并緊跟前沿，隨著技術的進步不斷更新，使得學生不僅獲得知識，還培養了創新和實踐能力。通過對教材和各種參考資料的提煉，使用一個個的案例，并提供實驗條件，鼓勵學生自己動手，提高教學內容的趣味性和層次感，激發學生的探究熱情。
2.《光纖通信》研究型教學專題設置。研究型教學專題一般選擇特定的教學知識點，并與實際工程實踐相結合來產生，主要目的是研究并解決實際問題。研究型教學專題的設置是研究型教學的核心組成部分，貫穿于課堂組織、教學設計以及成績考核等教學全過程。研究型教學專題的設置應與授課對象的基礎知識相適應，并緊密結合教學知識點。
《光纖通信》屬于理工結合，偏重于實踐的一門專業課程，學習的目標就是要解決系統設計應用中的實際問題。因此，擬定研討專題時，要明確需要解決的具體問題。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，有很多值得展開探討的問題。這些問題宜小不宜大，宜半封閉而非全開放。比如：“探測器的靈敏度和響應度有何區別?又有何聯系?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?”每一個小問題的設計和相對大一點的教學專題的設計，必須緊扣教學內容的關鍵點，這樣才能達到舉一反三、拋磚引玉的目的。
3.《光纖通信》研究型課堂教學組織。互動是研究型課堂組織最重要的方式，這就要求專門分析光纖通信課程教學全過程中的知識要點，從每一個重要的知識點出發，有針對性地考慮，每一個知識點的互動方式也有所區別。通過設定典型的、具有深入研究價值的問題，與學生展開自然的而非刻意的互動，不知不覺中增強學生的自主性和創造性，使學生經過自己的質疑、比較和判斷，并分析、綜合從而得出結論。
課堂教學主要包含知識點講授、課堂討論和分析總結三部分。與傳統教學有所區別，課堂講授并非全部按照課本內容，而是突出講真正的重點和難點，其他一些內容則要求學生進行課前預習和課后自學，時間分配上將課堂討論作為主要的教學時間，以提高學生在教學過程中的參與性，在課堂討論中要做到熱烈而有序。最后留出一小部分時間來由教師進行分析總結。
4.《光纖通信》研究型教學的評價與考核設計。在研究型教學模式下，考核評價方式也與傳統教學有所區別。建立研究型的評價體系，重視學生的學習主動性，關注學生的研究過程以及研究中學生團隊的交流與合作，最終落腳于學生解決具體問題的能力。
我們在《光纖通信》研究型教學考核中，結合具體的專題進行了詳細設計，考核內容貫穿于整個教學過程，考核形式不拘一格。如課堂上的表現，包括提問、討論、小組答辯，作為平時成績的一部分;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等，也打分并作為另外一部分。把大綱規定的平時考核成績細化量化，期末考試成績與平時成績通過一定的比例結合，加入到總成績中。
三、“授之以漁”與實現途徑
研究型教學模式的核心就在于“授之以漁”，主要培養學生自主學習、自主創新的能力。比如，在課程結構方面，在原有課程框架基礎上，安排一個個的研究專題，突出重點，但又循序漸進進行教學;在教學內容方面，不僅需要學生掌握分門別類的專業性的學科知識，也需要學生建立學科交叉的綜合性、開放性的知識體系;在教學方法上，教師從“灌輸式”改為“啟發式”教學，注重學生科學思維方法、科學研究方法的培養，幫助學生建立對行業領域發展問題和機遇的洞察力。
在具體實現途徑上，主要有以下幾個方面的措施：
1.大范圍地查閱相關書籍、文獻資料，不僅包括實際知識內容上的資料，也包括其他大學研究型教學方法的借鑒。在具體學習知識內容上，對于每一個章節，分析重點內容以及與相關知識點之間的聯系，提煉出可以研究討論的專題內容，設計好相關的研討問題與題目。
在問題設計上，注重專注核心，能夠使問題層層遞進，抽絲剝繭，能夠引導學生進入認識問題—解決問題—發現新問題—解決新問題的過程。再學習其他大學的研究性教學的論文資料，吸收其他大學開展研究型教學的成功經驗，應用于我們的教學實踐之中。
同時，將查閱到的擴充性學習資料通過網絡教學平臺發布給學生，幫助學生更好地掌握和應用理論知識，開闊學生的視野。具體包括：研究性學習的方法與實施、圖書館數據庫的使用說明、科技文獻的檢索與閱讀、的寫作、光纖通信相關的大量參考書及教材、光纖前沿講座等資料。
2.教師在教學中增強互動與提問，同時課內、課外有機結合。課堂上設計一個個遞進式的前后銜接、相互呼應的問題，誘使學生一步步地深入，通過教師的提問與點撥，使學生問有所思，思有所得，容易引起學生的積極思維和興趣。其中有些問題也許會涉及到其他相關課程的知識，授課時積極引導學生利用發散型思維方式，并使用所學習的多門課程知識去解決一個實際問題，這樣就會使學生解決問題的綜合能力得到提高。
課后，須對學生提出一定的要求，首先要提前預習，對課堂上的內容有所準備;同時課后留作業練習，包括一些開放性的研究型問題，把學生課后的時間充分利用起來。要求學生3、4個人一組，廣泛閱讀有關資料文獻，提出問題的研究方案，最后寫出報告并在課堂上做匯報。這些方式有助于提高學生的主動學習能力、問題探究能力和團隊合作精神，提高解決具體問題的能力。
3.提高教員本身的素質和能力。研究型教學模式的實施，任課教師是關鍵。首先要自身基礎要牢，熟練地掌握課程內容和各個部分的內在聯系，還要了解研究課題所涉及學科的最新動態和課題取得的最新研究成果，不斷進行知識更新。同時要熟練運用科學研究的方法和手段，并建立創新研究的理念。在具體實施上，采用新老教員搭配，以教學團隊課題組的形式承擔課程，課題組指定認真負責、教學經驗豐富的老教師作為負責人，對青年教師實行“一對一”的“傳、幫、帶”指導的同時，組織課題組對各個章節的內容、研究專題的設計、課堂組織、課后開放性作業的布置等一起討論修改，大家互相交流，不斷切磋，并通過教研室、系、院多級多次試講，發現問題并不斷改進，從而共同進步。
四、結語
研究型教學是建立在教、學互動基礎上的一種全新的現代教育教學模式，其目的是培養學生的創新精神和實踐能力，也是發展素質教育、進行教學改革的重要舉措。本文將研究型教學方式全面系統地引入《光纖通信》課程之中，嘗試教學方法實踐并就實踐情況進行了研究型教學的課堂應用設計，對于推進研究型教學改革，改善教學質量，培養高素質新型人才，都具有較大的研究意義與應用價值。
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