基于师范专业认证的“光学”课程改革

孙文军，刘晓杰，牛 丽，姚秀伟

（哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150025）

引言

“光学”课程是物理学专业必修课中的核心课程。课程主要学习光的传播与成像、光学仪器、干涉、衍射、偏振及光电子学基础等内容，使学生系统掌握光的基本概念、原理、性质、规律及典型光学问题的分析与求解方法，从而认识光的波粒二象性，激发学生学习物理的兴趣，提高应用物理知识分析解决问题的能力。课程以实验为线索，应用各种理论对实验结果进行解释，强调理论和实验的相互统一，特别注重光的干涉、衍射等理论与实验结果在生产、生活和科技中的应用。

传统的“光学”课程教学过于注重知识传授，评价方式过于依赖期末考试，不利于能力与素质的综合培养，更不符合高等教育教学改革的相关要求。为了实现知识传授、能力培养与价值塑造的同频共振，“光学”课程依据OBE理念及师范专业认证相关要求，从以下五个方面进行了整体改革。

一、教学理念

教学理念决定教育教学改革方向，决定教学活动、考核评价方式的选择与实施［1］。师范专业认证的核心理念是学生中心、产出导向、持续改进，要求课程教学团队依据课程所支撑的毕业要求指标点及支撑权重合理制定课程目标，以课程目标的达成为导向合理安排教学内容与活动、教学方式与方法及相应的考核评价方式，撰写达成评价报告，分析课程目标的制定、教学实施与考核评价是否合理，提出整改措施并做到持续改进。同时，要求课程教学团队依据学生的学习成果产出，不断优化教学内容与活动、教学方式与方法，强化实践，不断激发学生的学习兴趣与学习潜能，逐步实现以“教”为中心向以“学”为中心的转变，促使学生知识、能力与素养的全面提高。

二、课程目标

根据物理学专业给出的“光学”课程对毕业要求指标点的支撑关系（见表1），同时考虑知识、能力、素养的综合培养，经课程教学团队多方调研与研讨、多次修订与改进，最终确定可教、可学、可评价、可达成的“光学”课程目标如下。

表1 课程目标与毕业要求指标点的支撑关系（部分）

课程目标1：能够理解并掌握几何光学与物理光学的基本概念、原理、规律、逻辑分析方法，能解释生产生活中遇到的光学现象，辩证地认识光的本质，加深对理论与实践辩证统一的认识。

课程目标2：能够构建光学知识体系，列举课程中物理模型、科学思维方法及有利于形成正确“三观”的实例，并以小组合作形式进行汇报，培养团队协作意识和自主学习能力。

课程目标3：能够分析、求解各类典型光学问题，解答基础物理中光学的相关问题，不断反思训练，提高分析解决物理问题的能力，树立终身学习理念。

三、育人方式

根据物理学专业制定的课程思政教育大纲（见图1），深挖“光学”课程中的思政元素，建立“光学”课程思政教育资源大纲，构建“光学”课程的思政教育资源库，设计“光学”课程思政教学案例，优化课程教学方式，夯实课程育人功能［2-7］。从以下7个方面设计与实施“光学”课程思政教育（见图2）：（1）光学发展史，激发学生学习兴趣，培养时代使命感和民族自信心等；（2）光学相关传统文化，增强学生文化自信和民族自豪感等；（3）光学新进科学技术，增强学生民族自信心和对社会主义制度优越性的认同等；（4）光学中蕴含的马克思主义基本观点，如普遍联系、对立统一、质量互变、现象与本质等；（5）相关科学家故事及其感人事迹，培养学生科学精神及爱国主义精神等；（6）光学小组实验，培养学生团队协作意识、反思训练意识和语言表达能力等；（7）学科专业竞赛，培养学生科学思维方法、创新意识等。

图1 物理学专业课程思政教育大纲

图2 “光学”课程思政总体设计

四、教学方式

为保障课程目标的有效达成，课程开课初首先进行学情调研与分析，主要了解学生在中学阶段对光、光学的认知情况。经学情统计分析了解到学生已掌握高等数学基础及电磁学的基本理论，但对光的理解与认识参差不齐，个别学生对光的认识一无所知。

根据“光学”课程的特点及基本学情，以学生为中心，以问题为导向，采用“线上线下+课内课外”混合教学模式。其中，线下教学多采用案例式、探究式教学，如望远镜能否看到无穷远的物体；玻璃作为透明介质膜能否看到干涉条纹等。适当运用信息技术模拟物理现象，如劈形膜、牛顿环等干涉原理与干涉现象等。适当采用演示设备演示物理现象，如课上演示光栅衍射、偏振光的转化、检验与干涉现象等。适当采用雨课堂进行测试，实时掌握学生的学习效果及相关能力的达成情况。

线上教学分为课前与课后两个环节。学生课前主要通过国家级光学精品资源共享课在线学习，并完成教师布置的学习任务与文献查阅任务。课后主要通过小组讨论、合作完成教师布置的课外小组实验、作业、课程设计等。定期安排翻转课堂即小组汇报讨论课，主要包括小组合作实验、小组调查报告、小组课程设计、小组知识体系构建等，采取课上汇报、学生互评、教师点评等形式进行，并提交小组作业。

五、考核评价方式

以“产出导向”为引导，考核评价学生的学习成果是否达成［8］。课程教学团队根据课程目标、教学内容及教学方式，对考核评价方式做了重要调整（见图3）。调整后考核评价方式主要包括结果性评价（占总成绩的50%）、过程性评价（占总成绩的30%）及表现性评价（占总成绩的20%）。其中，结果性评价主要包括期末考试；过程性评价主要包括课堂讨论与表现（占总成绩的5%）、作业（占总成绩的5%）、测试（占总成绩的10%）、期中考试（占总成绩的10%）等；表现性评价主要包括课程设计（占总成绩的5%）、知识体系构建（占总成绩的5%）、小组实验（占总成绩的10%）。

图3 课程考核评价方式

结语

根据师范专业认证的理念、标准及要求，针对传统的教学方式、考核评价方式、育人方式等存在的不足，实施了包括教学理念、课程目标、教学方式、考核评价方式、育人方式等“五位一体”的整体改革，并做到不断优化、持续改进。实践证明，“光学”课程的“五位一体”改革可以不断激发学生的求知欲、探索欲，提高学生课堂讨论参与度，活跃课堂气氛，大幅度提高教学水平和学习效果，能够实现知识传授、能力培养及价值塑造的高度融合。“光学”课程改革不仅提高了教育教学质量，而且相关改革方法与经验可为其他师范院校的课程教学改革提供有价值的参考与借鉴。