基于学研融合能力培养的“光子学导论”课程改革与建设

基于学研交融才能培养的“光子学导论〞课程改革与建立〔〕:

摘要：针对目前研究生教育中课程学习的特点，以及网络时代的特点，结合了我校光学工程学科的研究生全英文课程"光子学导论";〔FundamentalsofPhotonics〕的建立，开展基于学研交融才能培养的混合式研究生教学理论探究。课程建立以一体化理念为引导，遵循学科开展的认知规律，以学生开展为本，充分表达学生的主体性和课程学习的职业性、理论性和开放性特色，突出导论课程的学科引领性课程作用。本课程的建立具有根底理论与根本方法并重、根本技术与科技开展兼顾的特点，以任务驱动教学，将学科最新开展成果和教改教研成果引入教学。

关键词：研究生教育；光子学导论；学研交融；混合式教学

本文引用格式：张桂菊，李孝峰，吴绍龙，等.基于学研交融才能培养的"光子学导论";课程改革与建立[J].教育现代化,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

课程学习是研究生教育中不可缺少的重要环节，也是保证和进步研究生教育质量的关键因素。随着网络时代的迅速开展，以及MOOC时代的到来，给传统的研究生教育教学手段带来了新的挑战[1-3]。研究生的学习也不同于本科学习阶段，即学习上应具有主动性、专业性、研究性和创造性的特点。

由于目前各大高校的研究生课程学习主要集中在研究生一年级，学生也正处于本科学习形式到研究生学习形式的转型时期，因此要保证研究生教学质量又要兼顾学生的特点，教学形式和教学方法等教育教学手段显得尤为重要。?国家中长期教育改革和开展规划纲要(20222022)?【4】关于人才培养体制改革中明确指出，高等教育要"注重学思结合、倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。"充分发挥现代信息技术作用，促进优质教学资源共享";。根据国家教育改革要求，越来越多的高校不同程度地尝试与推进各种教育教学改革，并获得了较为显著的教学效果[5-10]。

为了更好地突出研究生课程的研究性教学和激发学生的学习兴趣和主动性，讨论以传统面对面课堂教学为主，基于网络技术、多媒体技术和挪动通讯技术等现代信息技术等在线教学为辅的混合式教学理论形式。?光子学导论?课程是光学工程研究生培养课程体系中的一门重要的学位课程和专业核心课程，对学生职业才能培养和科研素养形成具有支撑和明显的促进作用。

整体的课程建立以一体化课程理念为引导，遵循学科开展的认知规律，以学生开展为本、学生是学习的主体，充分表达课程学习的职业性、理论性和开放性特色；导论课程也是一个学科的引领性课程，具有根底理论与根本方法并重、根本技术与科技开展兼顾的特点。本课程建立将以工程带动教学、以任务驱动教学，将学科最新开展成果和教改教研成果引入教学中，更好推动和发挥课程学习在研究生培养与教育教学中的作用。

二基于学研交融的课程内容选择

?光子学导论?是我校光学工程硕士学位点的专业学位课和专业核心课程，是一门探究光的电磁波行为本质和探究光子学应用的光学工程学科中的根底专业全英文课程。涉及光学工程领域最根底的理论研究和最前沿的科技进展研究，是本学科亚波长光学与微纳米制造方向的特色培养课程。

学习该课程重在培养学生掌握从事光子学技术应用和研究工作所需的根本知识、对光子学领域科学问题的考虑才能，为从事光学工程领域的研究工作打下坚实根底。国内外各大高校的光学工程学位点也开设了相应或类似的课程，例如浙江大学的专业学位课?纳米光子学?、华中科技大学的必修课程?光电子学导论?、北京理工大学的必修课程?近代光学导论?和清华大学的必修课程?现代光学原理?和南京理工大学的?FundamentalsofOpticalEngineering?等课程。在美国，具有三大光学研究中心之称的罗切斯特大学、亚利桑那大学和中佛罗里达大学的研究生课程中，也开设了该课程以及该课程的进阶分支课程；尤其是亚利桑那大学除了?Photonics?之外，还有?FromPhotonicsInnovationtotheMarketplace??MathematicalMethodsforOpticsandPhotonics?

?SoftwareToolsforPhotonics?及?Nanophotonics?等课程。

研究生课程学习具有专业方向性强和学科方向性强的特点，专业课程学习中很少有统一的教材。目前，本课程领域内公认最为大家所推荐的书籍是美国中佛罗里达大学的BahaaE.A.等人[11]所著的全英文版?FundamentalsofPhotonics?。该书共24章，涵盖光子学的所有分支内容，具有内容繁多和难度大的特点，不适宜直接作为本课程的教材，我们借鉴了国内外其他相关课程的特点，并结合我校光学工程专业的特色，进展相关内容安排与教学工作，重新编写适宜本学院学生学习的教材，精炼课程讲义，并建立本课程的学习网站，提升学生跟进效率，为学生提供更好的学习资源和师生交流平台。

主要知识点和教学内容包括四局部：光学根底局部〔Fundamentals〕、光波传输〔WavePropagation〕、激光光学〔LaserOptics〕和光电子学〔Optoelectronics〕。导论课程内容的安排由点及面、由根底到专业重点都表达和突出了我校光学工程专业的亚波长光学与微纳米制造技术和先进光学设计制造与检测技术两大学科特色。

三导论课程的教学形式与教学方法

?光子学导论?是一门探究光的电磁波行为本质和探究光子学应用的光学工程学科中的根底专业课程。本课程教学内容既传统性又新颖，既要兼顾培养学生的学术性根底研究，又要考虑培养学生的创新开发研究才能。因此，课程的教学形式与教学方法在不断探究和在教学理论中不断改良。

课程教学中采用了多种教学形式和教学方法相结合，积极讨论主动教学、被动教学和互动教学的课程学习形式。开展以主动教学为主，重在引导学生对本课程学习的积极性和创新思维启发培养。以教师授课为主，前沿讨论为辅，在教与学过程中充分发挥教师与学生的互动教学。

在课程学习过程中结合科研中的各类模型论证，重视采用Matlab、COMSOLMultiphysics和FDTD等电子工具进展课程教学设计，重视通过对经典理论构建、关键问题打破和前沿研究进展的案例式教学等方式，强化研究生对学科创新事件过程的理解。在内容设定上，将根底理论与创新应用相结合；讲授深度上采用螺旋式逐步进步方式，即一样内容先采用简单例子讲述，获得一般概念，然后再用数学公式进展深化的理论分析，循序渐进深化进步。教学方法上更多采用引导探究式教学法，注重指导学生理解学科的根本构造，掌握课程的背景知识、地位、作用及知识构造等，从而实现学研交融的学习迁移。

在前沿讨论方面，主要以学生的课堂报告为主。报告中要求学生从其所做研究的相关背景和存在问题等方面为切入点，找到与导论课程相关的章节、内容和方法，考虑如何〔或预期将如何〕把光子学导论的内容用在其研究里面。报告要求英文讲解，对报告的标准性和英文综合程度提出了要求，即考核方式上增加学生对本课程学习应用到理论领域的才能考核。

针对促进学研交融才能培养的导论课程学习，对该研究生课程的考核方式进展了探究，最后形成一个适宜该课程的"课堂报告+课堂表现+期末论文";等形成性考核方式。其中，课堂报告占比30%，重点从包括综合性质量考察；课堂表现占比20%，主要针对到课情况、研讨积极性、对当堂课程的预习和学习情况等方面考核；期末论文占比50%，要求撰写自己所做科研相关的一篇英文论文，从论文的完好性和构造及表达的合理性等方面考核。尽管这样的考试方式看起来比拟繁琐，但实际上考核是贯穿于整个课程学习过程中，要求学生在整个学习阶段都不能松懈，对于培养学生掌握知识和拓展科研才能有很大的帮助，因此教学效果还是比拟理想的。

四网络教学资源建立

网站建立的主要目的是为学生提供更多的教学资源和交流互动平台。本课程是一门全英文课程，对学生要求高，在课堂学习中既要求学生有良好的英文根底，又要具备一定的学科根底。利用课程网站教学资源，将更好地帮助学生课堂复习和课后讨论，弥补课堂研讨的整体参与度不够弊端。

?光子学导论?课程的网站建立框架如图2所示，网站资源主要包括课程首页、课程简介、网络课件、视频教学、考虑练习、教学资源和交流园地等七个模块。课程首页模块是本课程网站的窗口页，包括课程背景介绍、课程要求、任课教师介绍和各种最新动态发布等等；课程简介模块包括本课程的详细内容介绍、教学大纲和参考书等；网络课件模块主要是本课程相关的教学课件；视频教学模块主要是本课程相关的教学视频文件，包括教师对重要知识点的讲授和优秀的学生课程汇报视频等；考虑练习模块主要包括例题和考虑题等内容；教学资源模块主要包括相关电子参考书和重要参考文献等；交流园地模块主要包括自由讨论区、最新发布区和热门讨论区等内容。本课程依托苏州大学智慧树网站搭建学堂在线、提供了网络进阶式课程混合教学的平台。图3所示是该课程在校内智慧树网站的课程主页。

本课程的改革与建立尚在应用深化和机制完善阶段，网络教学建立需要更多的教师参与。课程系统的建立和开发包括课程标准、课程施行方案、教材、教学设计、教学课件、教学组织、教学方法与手段等教学施行所需的完好课程资源库〔信息化建立〕。

以精品课程建立为驱动，课程教学以团队为师资队伍，提升本课程的教学内涵，尤其是在教学内容组织与安排、教材及相关资料建立上实现完好的课程资源信息化动态建立，逐步形成探究性和研究性学习的教与学的教育理念与可持续开展。通过本课程的系统学习，以期从两方面提升研究生的素质和才能：培养学生能从物理学角度对光的本质有更深化的理解才能，培养学生具有敢于开拓新领域的开拓精神。

采用课程教学团队进展课程建立，将在保证课程资源质量的根底上，完善会聚优质课程资源的共建共享平台。并加强团队教师的信息化技术应用才能培训，推动翻转课堂和开放课程资源的深度交融，以此深化精品开放课程的应用程度，保障精品开放课程建立的可持续开展。

传统课堂教学形式与网上资源共享相辅相成，使得本课程教学充分发挥了研究生教育教学中教师主动性和师生互动的教学形式，兴趣教学与促进科研才能培养相结合。通过学生课程设计报告环节和翻转课堂，进展师生面对面互动和交流；借助平台，建立本课程教学资源网站，进展师生线下的教学互动和交流。学研交融，更好地培养学生的创新意识和工程理论才能。

五结论

"光子学导论";课程建立是苏州大学研究生精品课程工程中的一门课程，目前精品开放课程正处于应用深化和机制完善阶段，课程教学和建立工作以教学团队形式参与，团队成员在保证课程资源质量的根底上，完善会聚优质课程资源的共建共享平台；以及不断加强团队教师的信息化技术应用才能培训，推动翻转课堂和开放课程资源的深度交融，以此深化精品开放课程的应用程度，保障精品开放课程的可持续开展。总之，注重理论思想教学和最新科研成果及穿插学科知识传授，以期实现教学的科研化和科研的教学化。

参考文献

【1】林森，姜珊，杨亮星.大数据在教育中的应用探析[J].教育现代化,2022,3(3):196-197

【2】张耀君.基于少学时?纳米材料?/