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（湖南科技学院 理学院，湖南 永州 425199）
摘 要：光学实验课程是高校基础教学重要组成部分，是培养学生实践能力和创新思维重要途径。通过分析光学实验教学现状，构建了光学创新实验教学体系，探讨了几种新颖的实验教学方法，为光学实验教学改革提供一定的参考。
关键词：创新实验室；光学；实验教学
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）17-0129-02
Abstract： Optical experiment course is an important part of the basic teaching content in colleges and universities.It is an important way to develop the practice ability and innovative thinking of students. By analyzing the common problems of the optical experiment，we built an innovative experimental teaching system and discussed several kinds of original experimental teaching methods. And It provided some reference for the reform of experimental teaching in optics.
Keywords： innovation lab； optics； experiment teaching
引言
光学实验是高校基础教学的一个重要组成部分，对后续专业课程的学习具有重要的启发性、基础性、研究性，尤其是光学实验的思想、基本训练的原理及方法，是培养科学实验素质及创新能力的重要基础[1]。因此加强和改革光学实验教学，有助于学生对光学教学内容的理解与掌握，提高学生的实验技能，培养学生分析问题、解决问题和设计能力[2]。文章依托湖南科技学院创新实验室，探讨了光学实验教学改革。
一、光学实验教学现状
（一）实验资金不足，实验设备陈旧
在多年的光学实验教学中发现，部分院校實验设备陈旧、实验仪器老化、一些经典实验不能开设；部分先进的光学实验仪器比较昂贵，但资金不足，无法开设与时俱进的设计性、研究性实验，这样降低了学生对光学实验的兴趣及信心。
（二）实验项目缺乏更新、创新及应用
通常教师更新实验项目或者开设一项新的设计性、应用型实验项目要花很多时间和精力。部分二本院校，光学实验课相对比较少，又没有激励措施，所以实验项目比较简单、单一、不变，且验证性实验比较多，这样不能满足学生的需要，达不到创新、应用效果和培养学生探究问题的能力。
（三）实验教学方法单一，实验体系落后
光学实验课堂上，部分教师仍以“讲解为主”传统的教学方法，详细演示实验操作，学生只是临时模仿，没有思考、探究问题，只为了完成任务而完成实验，不主动预习和设计方案，达不到实验效果。
二、依托创新实验室，构建光学创新实验体系
构建光学创新实验体系，培养创新型、设计型人才，是光学教学及改革的目的。依托创新实验室，本着“拓宽基础，重视创新，提高素质，强化能力”的原则，以“基本技能-现代技术、综合应用-创新能力”为认知链条，在构建基础型实验、综合设计型实验、探究型实验和开放型的实验、应用型实验等教学模块基础上，改革和创新实验教学内容、模式、方法[3]。
（一）优化课程结构，完善实验教学要素，构建“一体”实验体系
创新实验室是实验教学改革一个实践的基地。依托创新实验室，根据光学学科特点、培养目标及实验教学自身的规律、社会需要、学生实际情况及实验资源，进行光学实验体系改革，优化光学课程结构，完善实验教学要素，不断修订和完善光学实验教学大纲、实验课程计划，改革实验教学内容，完善实验教材建设，正确增或缩实验时间，建立一个有利于提高学生实验技能和实验素质、培养学生探究问题和解决问题的能力的创新型的“一体”实验体系[3]。
（二）优化实验教学内容，构建“三元化”的实验体系
所谓“三元化”的实验教学体系由基础实验（包括验证性实验、演示性）、综合实验（包括设计性、综合性）、创新实验（ 研究创新性、社会应用性）组成，它们构成了实验教学体系的三个层次，目的是培养学生的基本技能、专业技能和综合创新技能[4]。实验教学内容是直接影响实验教学质量。优化实验教学内容，是指对现有的实验教学内容进行筛选、整合，对不符合现代科学发展的实验项目进行删除或更新，做到少而精，整体优化[5]。同时教师可将自己的科研项目分解成难度适中、合理的实验项目，也可以吸收兄弟院校的精品实验以及从相关的项目中，精简出一些具有强烈现代意识和高新技术色彩的前沿科技实验项目，以科研项目带动教学，丰富光学实验的内涵。
（三）优化实验器材，构建自主性创新实验体系
由于实验场地的约束，实验器材需要优化与调整。比如应用光学《望远镜组装实验》，如果按传统的实验方式进行实验，米尺离自组望远镜3米左右，这样占用的空间比较大。如果采用一定的方法，用量程为7毫米的毫米尺代替米尺，就可以在光具座上进行实验，这样既节约了空间，又创新了实验内容，使学生感觉实验的新颖性，激发了学生实验的兴趣和动力。优化实验器材，通过自购或自制实验器材，构建自主性创新实验体系，可以节约实验空间或者减少实验繁琐过程，突出学生实验的主体地位，培养了学生动手能力，激励学生解决问题，促使学生自主完成实验。 三、依托创新实验室，改革光学实验教学方法
（一）依托创新实验室，利用资源，进行交叉分组实验教学
创新实验是湖南科技学院实践教学的一个亮点。部分学生从大一开始进入创新实验室学习，创新实验室有大量的軟件资源和丰富的单件实验设备，是学生自学及实践的平台。利用创新实验室的资源，先让学生学习一些软件的操作和应用、一些基本仪器的使用，查找资源，设计实验方案和步骤；实验仪器数目比较少，则可采用交叉分组完成实验项目，依托创新实验室，可以同一时间开多个实验，这样数目较少的实验设备既可作演示实验设备，也可用来做实验实践设备，这样就充分利用了资源，弥补实验设备数量少的问题，同时，监督了学生独自完成实验，实现学生自主实验，培养了学生探究问题、解决问题的能力。
（二）依托创新实验室，组成创新团体，进行项目式实验教学
由于光学知识抽象，课时比较少，教师可以采用项目式教学法进行实验教学。以创新实验室为创新实践的基地，以3-5个人组成一个创作团体，2-3教师组成一个指导教师团队，教师根据教学的需要，把费时比较长的、难度比较大的实验分成项目的形式，指导学生们各自独立，相互配合、真正完成一个实际项目或光学设计[6]。创新团体中的学生，可以根据自己特长分担编程、硬件调试、论文报告制作等任务，需要技术攻关时，发挥团队优势，凝聚团队力量，集聚团队智慧，共同破解难题[6]。这样可以磨练学生的毅志，学会抓住关键问题，拟定解决方案，激发学生探究问题的欲望，用实验解决理论课程中抽象问题，激发学生创新思维的热情和学习的兴趣。
（三）依托创新实验室，进行分层实验教学
所谓“分层实验教学”是指按照教学对象不同，实施不同实验教学方法。针对不同层次的学生，根据学生的实际情况、兴趣、爱好及个体差异， 教师在教学内容选择上注重知识的连贯性和实际应用性，改变统一的教学模式， 从学生、实验教学内容进行分层，做到以人为本、因材施教，充分唤起学生主动参与的积极性，促进每一位学生的持续发展，让不同层次的学生通过一定的努力获得相应的成功，收到良好的教学效果，为培养多规格、多层次的人才培养提供有效措施[7]。
四、依托创新实验室，加强师资队伍的建设，保证实验教学质量
（一）加强教师专业知识学习，提高实验教学水平
实验教学改革，特别是综合设计、研究型的光学实验改革，可吸引教学水平高、科研能力强、把理论与实践相结合的教师参与实验教学。同时，鼓励教师多参加一些实验培训、实验专题讲座、网络实验学习、指导学生实验竞赛等，加强教师专业知识学习，优化教师的实验师资队伍，提高教师的实验水平。
（二）加强实践教学奖励措施，鼓励教师科研与教学相结合
加强实践教学奖励措施，鼓励教师更新实验内容和实验项目，鼓励教师将科研成果向教学实验转化，鼓励教师研制开发新的实验教学仪器，提高实验教学质量，满足学生的需要。
五、结束语
以创新实验室为实践基地，改革光学实验体系、实验教学方法，采取激励措施，鼓励教师参与光学实验教学改革队伍之中。通过培训和指导学生的实践，教师的实践教学水平提高了，同时培养了学生独立、自主、创新的实践应用能力。
参考文献
[1]贺顺忠.工程光学实验教程[M].机械工业出版社，2007.
[2]林凯燕，陈国贵.光学实验课程教学探究与实践[J].宜春学院学报，2010，32（4）：180.
[3]叶树铃，毛锡锋，肖文华.团队合作式大学生科技创新活动探索[J].实验技术与管理，2013，30（4）：87-89.
[4]柏俊杰，张小云，吴英.面向工程应用的工程光学教学改革与实践——以重庆科技学院工程光学课程为例[J].重庆科技学院学报，2013（13）：186-188.
[5]李英春，忻志海.“项目教学”的试点与思考[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：82-84.
[6]王典等.数字信号处理课程分类和分层教学模式探索[J].实验技术与管理，2013，30（2）：31-35.
[7]潘宏利，卢超.应用型本科院校创新实验教学体系的探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：254-257.
基金项目：2015年湖南省普通高校信息化教学应用资助项目（批号为：湘教科研通[2015]36号No.44）
作者简介：朱湘萍（1975-），湖南永州人，高级实验师，硕士，主要从事集成电子电路设计、新型材料的研究及光学教学改革的研究工作。
摘 要：光学实验课程是高校基础教学重要组成部分，是培养学生实践能力和创新思维重要途径。通过分析光学实验教学现状，构建了光学创新实验教学体系，探讨了几种新颖的实验教学方法，为光学实验教学改革提供一定的参考。
关键词：创新实验室；光学；实验教学
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）17-0129-02
Abstract： Optical experiment course is an important part of the basic teaching content in colleges and universities.It is an important way to develop the practice ability and innovative thinking of students. By analyzing the common problems of the optical experiment，we built an innovative experimental teaching system and discussed several kinds of original experimental teaching methods. And It provided some reference for the reform of experimental teaching in optics.
Keywords： innovation lab； optics； experiment teaching
引言
光学实验是高校基础教学的一个重要组成部分，对后续专业课程的学习具有重要的启发性、基础性、研究性，尤其是光学实验的思想、基本训练的原理及方法，是培养科学实验素质及创新能力的重要基础[1]。因此加强和改革光学实验教学，有助于学生对光学教学内容的理解与掌握，提高学生的实验技能，培养学生分析问题、解决问题和设计能力[2]。文章依托湖南科技学院创新实验室，探讨了光学实验教学改革。
一、光学实验教学现状
（一）实验资金不足，实验设备陈旧
在多年的光学实验教学中发现，部分院校實验设备陈旧、实验仪器老化、一些经典实验不能开设；部分先进的光学实验仪器比较昂贵，但资金不足，无法开设与时俱进的设计性、研究性实验，这样降低了学生对光学实验的兴趣及信心。
（二）实验项目缺乏更新、创新及应用
通常教师更新实验项目或者开设一项新的设计性、应用型实验项目要花很多时间和精力。部分二本院校，光学实验课相对比较少，又没有激励措施，所以实验项目比较简单、单一、不变，且验证性实验比较多，这样不能满足学生的需要，达不到创新、应用效果和培养学生探究问题的能力。
（三）实验教学方法单一，实验体系落后
光学实验课堂上，部分教师仍以“讲解为主”传统的教学方法，详细演示实验操作，学生只是临时模仿，没有思考、探究问题，只为了完成任务而完成实验，不主动预习和设计方案，达不到实验效果。
二、依托创新实验室，构建光学创新实验体系
构建光学创新实验体系，培养创新型、设计型人才，是光学教学及改革的目的。依托创新实验室，本着“拓宽基础，重视创新，提高素质，强化能力”的原则，以“基本技能-现代技术、综合应用-创新能力”为认知链条，在构建基础型实验、综合设计型实验、探究型实验和开放型的实验、应用型实验等教学模块基础上，改革和创新实验教学内容、模式、方法[3]。
（一）优化课程结构，完善实验教学要素，构建“一体”实验体系
创新实验室是实验教学改革一个实践的基地。依托创新实验室，根据光学学科特点、培养目标及实验教学自身的规律、社会需要、学生实际情况及实验资源，进行光学实验体系改革，优化光学课程结构，完善实验教学要素，不断修订和完善光学实验教学大纲、实验课程计划，改革实验教学内容，完善实验教材建设，正确增或缩实验时间，建立一个有利于提高学生实验技能和实验素质、培养学生探究问题和解决问题的能力的创新型的“一体”实验体系[3]。
（二）优化实验教学内容，构建“三元化”的实验体系
所谓“三元化”的实验教学体系由基础实验（包括验证性实验、演示性）、综合实验（包括设计性、综合性）、创新实验（ 研究创新性、社会应用性）组成，它们构成了实验教学体系的三个层次，目的是培养学生的基本技能、专业技能和综合创新技能[4]。实验教学内容是直接影响实验教学质量。优化实验教学内容，是指对现有的实验教学内容进行筛选、整合，对不符合现代科学发展的实验项目进行删除或更新，做到少而精，整体优化[5]。同时教师可将自己的科研项目分解成难度适中、合理的实验项目，也可以吸收兄弟院校的精品实验以及从相关的项目中，精简出一些具有强烈现代意识和高新技术色彩的前沿科技实验项目，以科研项目带动教学，丰富光学实验的内涵。
（三）优化实验器材，构建自主性创新实验体系
由于实验场地的约束，实验器材需要优化与调整。比如应用光学《望远镜组装实验》，如果按传统的实验方式进行实验，米尺离自组望远镜3米左右，这样占用的空间比较大。如果采用一定的方法，用量程为7毫米的毫米尺代替米尺，就可以在光具座上进行实验，这样既节约了空间，又创新了实验内容，使学生感觉实验的新颖性，激发了学生实验的兴趣和动力。优化实验器材，通过自购或自制实验器材，构建自主性创新实验体系，可以节约实验空间或者减少实验繁琐过程，突出学生实验的主体地位，培养了学生动手能力，激励学生解决问题，促使学生自主完成实验。 三、依托创新实验室，改革光学实验教学方法
（一）依托创新实验室，利用资源，进行交叉分组实验教学
创新实验是湖南科技学院实践教学的一个亮点。部分学生从大一开始进入创新实验室学习，创新实验室有大量的軟件资源和丰富的单件实验设备，是学生自学及实践的平台。利用创新实验室的资源，先让学生学习一些软件的操作和应用、一些基本仪器的使用，查找资源，设计实验方案和步骤；实验仪器数目比较少，则可采用交叉分组完成实验项目，依托创新实验室，可以同一时间开多个实验，这样数目较少的实验设备既可作演示实验设备，也可用来做实验实践设备，这样就充分利用了资源，弥补实验设备数量少的问题，同时，监督了学生独自完成实验，实现学生自主实验，培养了学生探究问题、解决问题的能力。
（二）依托创新实验室，组成创新团体，进行项目式实验教学
由于光学知识抽象，课时比较少，教师可以采用项目式教学法进行实验教学。以创新实验室为创新实践的基地，以3-5个人组成一个创作团体，2-3教师组成一个指导教师团队，教师根据教学的需要，把费时比较长的、难度比较大的实验分成项目的形式，指导学生们各自独立，相互配合、真正完成一个实际项目或光学设计[6]。创新团体中的学生，可以根据自己特长分担编程、硬件调试、论文报告制作等任务，需要技术攻关时，发挥团队优势，凝聚团队力量，集聚团队智慧，共同破解难题[6]。这样可以磨练学生的毅志，学会抓住关键问题，拟定解决方案，激发学生探究问题的欲望，用实验解决理论课程中抽象问题，激发学生创新思维的热情和学习的兴趣。
（三）依托创新实验室，进行分层实验教学
所谓“分层实验教学”是指按照教学对象不同，实施不同实验教学方法。针对不同层次的学生，根据学生的实际情况、兴趣、爱好及个体差异， 教师在教学内容选择上注重知识的连贯性和实际应用性，改变统一的教学模式， 从学生、实验教学内容进行分层，做到以人为本、因材施教，充分唤起学生主动参与的积极性，促进每一位学生的持续发展，让不同层次的学生通过一定的努力获得相应的成功，收到良好的教学效果，为培养多规格、多层次的人才培养提供有效措施[7]。
四、依托创新实验室，加强师资队伍的建设，保证实验教学质量
（一）加强教师专业知识学习，提高实验教学水平
实验教学改革，特别是综合设计、研究型的光学实验改革，可吸引教学水平高、科研能力强、把理论与实践相结合的教师参与实验教学。同时，鼓励教师多参加一些实验培训、实验专题讲座、网络实验学习、指导学生实验竞赛等，加强教师专业知识学习，优化教师的实验师资队伍，提高教师的实验水平。
（二）加强实践教学奖励措施，鼓励教师科研与教学相结合
加强实践教学奖励措施，鼓励教师更新实验内容和实验项目，鼓励教师将科研成果向教学实验转化，鼓励教师研制开发新的实验教学仪器，提高实验教学质量，满足学生的需要。
五、结束语
以创新实验室为实践基地，改革光学实验体系、实验教学方法，采取激励措施，鼓励教师参与光学实验教学改革队伍之中。通过培训和指导学生的实践，教师的实践教学水平提高了，同时培养了学生独立、自主、创新的实践应用能力。
参考文献
[1]贺顺忠.工程光学实验教程[M].机械工业出版社，2007.
[2]林凯燕，陈国贵.光学实验课程教学探究与实践[J].宜春学院学报，2010，32（4）：180.
[3]叶树铃，毛锡锋，肖文华.团队合作式大学生科技创新活动探索[J].实验技术与管理，2013，30（4）：87-89.
[4]柏俊杰，张小云，吴英.面向工程应用的工程光学教学改革与实践——以重庆科技学院工程光学课程为例[J].重庆科技学院学报，2013（13）：186-188.
[5]李英春，忻志海.“项目教学”的试点与思考[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：82-84.
[6]王典等.数字信号处理课程分类和分层教学模式探索[J].实验技术与管理，2013，30（2）：31-35.
[7]潘宏利，卢超.应用型本科院校创新实验教学体系的探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：254-257.
基金项目：2015年湖南省普通高校信息化教学应用资助项目（批号为：湘教科研通[2015]36号No.44）
作者简介：朱湘萍（1975-），湖南永州人，高级实验师，硕士，主要从事集成电子电路设计、新型材料的研究及光学教学改革的研究工作。