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《光纤通信》研究型教学探讨与实践论文
传统教学模式注重单向知识传授，而研究型教学模式作为新的教学方法，提倡以学生为主体，越来越受到高等院校的重视，将研究型教学模式全面系统地引入到《光纤通信》课程中，通过教案设计、专题设置、教学组织、评价与考核体系的改革，充分调动学生的积极性，提高学生独立思考、提出问题、解决问题的能力，培养善于创新的高素质新型人才。
一、引言
研究型教学模式是相对于以单向性知识传授为主的传统教学模式提出的。它是以培养学生综合素质，尤其是实践能力和创新能力为目的，以问题为中介，以研究为手段，以教师和学生的良性互动为基础的一种新型教学模式，也是融学习与研究为一体的教学方法。其主要优点是可通过一个个的问题和专题对学生进行引导，调动学生的参与热情，提高学生自主发现、研究和解决问题的能力，从而培养自主创新型人才。
传统的课堂教学模式，更多地注重依照教材内容来进行授课，虽中规中矩却难以培养出学生的创新精神。研究型教学模式以学生为主体，以促进创新为目标，越来越受到高等院校的重视。德国的洪堡最早提出了科研与教学并重的思想[1]，提倡通过研究进来促进教学。但直到20世纪末，研究型教学才真正得到教育界的普遍关注。在美国、芬兰、德国、丹麦等国家的大学本科教学体系中，已经开始了研究型教学的实践，逐渐形成了一系列的实践方法和经验[3]。根据研究型教学理念，一些世界著名高校推出了“新生研讨课”、“本科创新训练计划”、“本科生科研计划”等多种措施，把研究性和创新性教学作为本科教育的一个重要组成部分来广泛实践。
国内关于课程的研究型教学实践也开始得较早，如南京大学的全国教学名师卢德馨教授在20世纪80年代就开始了对大学物理课程研究型教学模式的探讨[4]，并通过举办研究型教学研讨会推广研究型教学理念和具体操作方法。教育部于2005年在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中明确提出要“积极推动研究型教学，提高大学生的创新能力”[6]。此后，我国教育界开始普遍重视并推行研究型教学。可以说，建立研究型教学体系是当前我国高校教学改革的重点和热点。
《光纤通信》课程是光学工程学科方向光信息科学与技术本科专业的核心课程。本文将把研究型教学方式全面引入《光纤通信》的教学过程中，并对其中的相关问题进行讨论，分析《光纤通信》研究型教学的主要内容，阐述“授人以渔”的核心理念和在具体课程中的实现途径，为其他课程研究型教学实践提供参考。
二、《光纤通信》研究型教学的主要内容
《光纤通信》是本科光信息科学与技术专业的主干专业课程以及军用光电专业的选修专业课程。基本目标是让学生全面掌握光纤通信的基本概念、基本理论和关键技术，掌握光纤通信系统各个组成部分基本原理和系统设计集成方法，了解现代光纤通信新技术的发展和应用情况，培养和提高大学生的应用能力、创新能力和科研能力。
《光纤通信》课程的一大特点是在一定理论基础之上的实践性和灵活性。实践性强，意味着要解决很多具体的应用问题;灵活性强，意味着很多问题有着开放性的设计结果，因此特别适合进行研究型教学。在《光纤通信》研究型教学的具体实施上，主要包括以下几部分研究内容：
1.《光纤通信》研究型教学的教案设计。以亚利桑那大学Palais教授的《光纤通信》(第五版)教材为基础，参考Gerd Keiser《光纤通信》等教材经典内容，广泛收集教学资料和相关资源，持续更新设计教案。
《光纤通信》课程分为4大块：光纤传输理论、光器件、光纤通信系统、光纤通信新技术。这几部分内容各有特点，又有机联系组成一个整体。教案的设计应当融科学性、实践性、创新性于一体，并紧跟前沿，随着技术的进步不断更新，使得学生不仅获得知识，还培养了创新和实践能力。通过对教材和各种参考资料的提炼，使用一个个的案例，并提供实验条件，鼓励学生自己动手，提高教学内容的趣味性和层次感，激发学生的探究热情。
2.《光纤通信》研究型教学专题设置。研究型教学专题一般选择特定的教学知识点，并与实际工程实践相结合来产生，主要目的是研究并解决实际问题。研究型教学专题的设置是研究型教学的核心组成部分，贯穿于课堂组织、教学设计以及成绩考核等教学全过程。研究型教学专题的设置应与授课对象的基础知识相适应，并紧密结合教学知识点。
《光纤通信》属于理工结合，偏重于实践的一门专业课程，学习的目标就是要解决系统设计应用中的实际问题。因此，拟定研讨专题时，要明确需要解决的具体问题。从光在光纤中的传输规律，光源、光探测器等光器件到光纤通信系统设计，有很多值得展开探讨的问题。这些问题宜小不宜大，宜半封闭而非全开放。比如：“探测器的灵敏度和响应度有何区别?又有何联系?如何分别提高探测器的响应度和灵敏度?”“如何减少色散?”“如何设计数字光纤通信系统，达到 GHz通信能力?”每一个小问题的设计和相对大一点的教学专题的设计，必须紧扣教学内容的关键点，这样才能达到举一反三、抛砖引玉的目的。
3.《光纤通信》研究型课堂教学组织。互动是研究型课堂组织最重要的方式，这就要求专门分析光纤通信课程教学全过程中的知识要点，从每一个重要的知识点出发，有针对性地考虑，每一个知识点的互动方式也有所区别。通过设定典型的、具有深入研究价值的问题，与学生展开自然的而非刻意的互动，不知不觉中增强学生的自主性和创造性，使学生经过自己的质疑、比较和判断，并分析、综合从而得出结论。
课堂教学主要包含知识点讲授、课堂讨论和分析总结三部分。与传统教学有所区别，课堂讲授并非全部按照课本内容，而是突出讲真正的重点和难点，其他一些内容则要求学生进行课前预习和课后自学，时间分配上将课堂讨论作为主要的教学时间，以提高学生在教学过程中的参与性，在课堂讨论中要做到热烈而有序。最后留出一小部分时间来由教师进行分析总结。
4.《光纤通信》研究型教学的评价与考核设计。在研究型教学模式下，考核评价方式也与传统教学有所区别。建立研究型的评价体系，重视学生的学习主动性，关注学生的研究过程以及研究中学生团队的交流与合作，最终落脚于学生解决具体问题的能力。
我们在《光纤通信》研究型教学考核中，结合具体的专题进行了详细设计，考核内容贯穿于整个教学过程，考核形式不拘一格。如课堂上的表现，包括提问、讨论、小组答辩，作为平时成绩的一部分;课后提交的研究报告、设计方案甚至以此作出的课外竞赛成绩等，也打分并作为另外一部分。把大纲规定的平时考核成绩细化量化，期末考试成绩与平时成绩通过一定的比例结合，加入到总成绩中。
三、“授之以渔”与实现途径
研究型教学模式的核心就在于“授之以渔”，主要培养学生自主学习、自主创新的能力。比如，在课程结构方面，在原有课程框架基础上，安排一个个的研究专题，突出重点，但又循序渐进进行教学;在教学内容方面，不仅需要学生掌握分门别类的专业性的学科知识，也需要学生建立学科交叉的综合性、开放性的知识体系;在教学方法上，教师从“灌输式”改为“启发式”教学，注重学生科学思维方法、科学研究方法的培养，帮助学生建立对行业领域发展问题和机遇的洞察力。
在具体实现途径上，主要有以下几个方面的措施：
1.大范围地查阅相关书籍、文献资料，不仅包括实际知识内容上的资料，也包括其他大学研究型教学方法的借鉴。在具体学习知识内容上，对于每一个章节，分析重点内容以及与相关知识点之间的联系，提炼出可以研究讨论的专题内容，设计好相关的研讨问题与题目。
在问题设计上，注重专注核心，能够使问题层层递进，抽丝剥茧，能够引导学生进入认识问题—解决问题—发现新问题—解决新问题的过程。再学习其他大学的研究性教学的论文资料，吸收其他大学开展研究型教学的成功经验，应用于我们的教学实践之中。
同时，将查阅到的扩充性学习资料通过网络教学平台发布给学生，帮助学生更好地掌握和应用理论知识，开阔学生的视野。具体包括：研究性学习的方法与实施、图书馆数据库的使用说明、科技文献的检索与阅读、的写作、光纤通信相关的大量参考书及教材、光纤前沿讲座等资料。
2.教师在教学中增强互动与提问，同时课内、课外有机结合。课堂上设计一个个递进式的前后衔接、相互呼应的问题，诱使学生一步步地深入，通过教师的提问与点拨，使学生问有所思，思有所得，容易引起学生的积极思维和兴趣。其中有些问题也许会涉及到其他相关课程的知识，授课时积极引导学生利用发散型思维方式，并使用所学习的多门课程知识去解决一个实际问题，这样就会使学生解决问题的综合能力得到提高。
课后，须对学生提出一定的要求，首先要提前预习，对课堂上的内容有所准备;同时课后留作业练习，包括一些开放性的研究型问题，把学生课后的时间充分利用起来。要求学生3、4个人一组，广泛阅读有关资料文献，提出问题的研究方案，最后写出报告并在课堂上做汇报。这些方式有助于提高学生的主动学习能力、问题探究能力和团队合作精神，提高解决具体问题的能力。
3.提高教员本身的素质和能力。研究型教学模式的实施，任课教师是关键。首先要自身基础要牢，熟练地掌握课程内容和各个部分的内在联系，还要了解研究课题所涉及学科的最新动态和课题取得的最新研究成果，不断进行知识更新。同时要熟练运用科学研究的方法和手段，并建立创新研究的理念。在具体实施上，采用新老教员搭配，以教学团队课题组的形式承担课程，课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师作为负责人，对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导的同时，组织课题组对各个章节的内容、研究专题的设计、课堂组织、课后开放性作业的布置等一起讨论修改，大家互相交流，不断切磋，并通过教研室、系、院多级多次试讲，发现问题并不断改进，从而共同进步。
四、结语
研究型教学是建立在教、学互动基础上的一种全新的现代教育教学模式，其目的是培养学生的创新精神和实践能力，也是发展素质教育、进行教学改革的重要举措。本文将研究型教学方式全面系统地引入《光纤通信》课程之中，尝试教学方法实践并就实践情况进行了研究型教学的课堂应用设计，对于推进研究型教学改革，改善教学质量，培养高素质新型人才，都具有较大的研究意义与应用价值。
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