反思性教學(xué)應(yīng)用于激光原理與技術(shù)課程的探索

張興強 蔡青 胡永金 毛書哲

摘要：反思性教學(xué)作為一種重要的教學(xué)方法，已廣泛應(yīng)用于教學(xué)活動之中。近兩年通過對激光原理與技術(shù)課程的反思性教學(xué)，課程組調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化了教學(xué)方式，改進了教學(xué)方法，理順了教學(xué)環(huán)節(jié)。經(jīng)過教師對“教學(xué)”的反思和學(xué)生對“學(xué)習(xí)”的反思，激光原理與技術(shù)課程的及格率上升到了100%，優(yōu)良率提高了10%以上，考研通過率超過80%，這表明反思性教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)活動中，課程組將進一步完善反思性教學(xué)過程，推廣反思性教學(xué)成果，并嘗試其他重要的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：反思性教學(xué);激光原理與技術(shù)課程;課程組;應(yīng)用探索

光學(xué)是最古老的物理知識之一，人類對光的本性、光的傳播、光與物質(zhì)的相互作用等進行了漫長而艱苦的探索，直到二十世紀六十年代初，世界上第一臺紅寶石激光器才得以問世。自此光學(xué)的歷史開啟了新的篇章，光學(xué)研究步入了高歌猛進的時代。激光器的發(fā)明促進了非線性光學(xué)、相干光學(xué)、量子光學(xué)、光學(xué)儀器、精密光學(xué)檢測等科技的發(fā)展。激光原理與技術(shù)屬于物理學(xué)大類的光學(xué)分支，主要介紹激光的基本原理和基礎(chǔ)技術(shù)。激光原理與技術(shù)課程以普通物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)、光學(xué)、量子力學(xué)、原子物理學(xué)等為基礎(chǔ)，具有理論性強、內(nèi)容抽象、數(shù)學(xué)表述及推導(dǎo)復(fù)雜、背景知識豐富等特征，這導(dǎo)致學(xué)生對該課程望而生畏，進而失去學(xué)習(xí)興趣。為了克服他們的畏難情緒，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性，激光原理與技術(shù)課程組的教師們在多年的教學(xué)實踐中不斷改進教學(xué)內(nèi)容，改良教學(xué)方法，改革教學(xué)手段，希望達到預(yù)期的教學(xué)效果，但大多數(shù)情況下都是事與愿違，這迫使教師們不得不對教學(xué)活動進行全面反思。因此，在近兩年激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)中，教師們開展了反思性教學(xué)，期望通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)環(huán)節(jié)等的改革來增強教學(xué)效果，以便有效調(diào)節(jié)好教師的“教學(xué)”與學(xué)生的“學(xué)習(xí)”之間的平衡，特別是對于學(xué)生來說，應(yīng)逐步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使其從“被動接受知識”變?yōu)椤爸鲃犹角笳嬷?，恢?fù)學(xué)習(xí)的積極性、能動性和創(chuàng)造性。

一、反思性教學(xué)

反思性教學(xué)可以引入華東師范大學(xué)熊川武教授給出的定義：反思性教學(xué)是教學(xué)主體借助行動研究，不斷探究與解決自身和教學(xué)目的以及教學(xué)工具等方面的問題，將“學(xué)會教學(xué)”（Learning how to teach）與“學(xué)會學(xué)習(xí)”（Learning how to learn）結(jié)合起來，努力提升教學(xué)實踐合理性，使自己成為學(xué)者型教師的過程。

反思性教學(xué)是對豐富而復(fù)雜的教學(xué)情境以及教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的應(yīng)激反應(yīng)，以此調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方式，改進教學(xué)方法，重構(gòu)教學(xué)環(huán)節(jié)等，從而提升教學(xué)效果。反思性教學(xué)需要從教師的日常教學(xué)和學(xué)生的課堂、課外學(xué)習(xí)等方面發(fā)力，努力協(xié)調(diào)好“教”與“學(xué)”之間的固有矛盾，如此不但可以提高教師的專業(yè)能力和授課水平，而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動性和探索性，訓(xùn)練其思維能力和創(chuàng)新能力，確保反思性教學(xué)貫穿于激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)活動后，取得良好的教學(xué)效果。

二、對激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)反思

（一）反思教學(xué)內(nèi)容

激光原理與技術(shù)是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)為大三下學(xué)期本科生開設(shè)的必修專業(yè)核心課程。由于該課程關(guān)聯(lián)的相關(guān)知識較多，學(xué)生在進入課程學(xué)習(xí)前應(yīng)掌握必要的基礎(chǔ)知識。為了了解學(xué)生對激光原理與技術(shù)課程的學(xué)習(xí)狀況，課程組開展了畢業(yè)生和在校生調(diào)研。從調(diào)研數(shù)據(jù)或信息可知，本課程計劃的教學(xué)內(nèi)容主要存在以下不足：①教學(xué)內(nèi)容安排太多。②緒論部分介紹了較多的科技前沿和應(yīng)用領(lǐng)域等，占用了過多的課堂學(xué)時。此外，典型激光器和新型激光器一章介紹的大部分知識可以通過看書或瀏覽電子教案得以解決。③激光原理與技術(shù)涉及很多數(shù)學(xué)知識，必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)是不能省略的，但所有的數(shù)學(xué)推導(dǎo)都按部就班地演示出來就完全沒有必要了。

在近兩年的課堂教學(xué)中，課程組調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容。為了在較短的學(xué)時內(nèi)順利完成教學(xué)任務(wù)，首先教師們提前將電子課件上傳到學(xué)習(xí)通，緒論部分不涉及具體的基本原理和基礎(chǔ)技術(shù)，學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)通了解激光技術(shù)的發(fā)展背景、動態(tài)、前沿以及最新應(yīng)用等，由此激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。教師們省略了緒論部分的講授，節(jié)省了寶貴的課堂學(xué)時。典型激光器和新型激光器一章也作類似處理，大部分內(nèi)容通過學(xué)習(xí)通解決。其次，在課堂教學(xué)中省略了繁復(fù)冗長的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，課堂教學(xué)力求思路清晰，邏輯嚴謹，重點突出。最后，以學(xué)生理解激光原理與技術(shù)課程的物理思想與脈絡(luò)為是，如何在較短的學(xué)時內(nèi)完成較多的教學(xué)內(nèi)容，除了刪減不必理解的鋪墊知識和拓展知識之外，還應(yīng)該講清楚課程的物理思路、輪廓和思想等，在學(xué)生的心里必須清晰地刻畫出激光知識的概念、原理、規(guī)律、應(yīng)用以及它們之間的相互聯(lián)系，才能保證在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成計劃的教學(xué)內(nèi)容，并取得良好的成績。

（二）反思教學(xué)方式

在激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)實踐中，教師們根據(jù)該專業(yè)的培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求認真?zhèn)湔n。在深入領(lǐng)會培養(yǎng)目標的前提下，挑選權(quán)威性的優(yōu)秀教材，編寫好電子教案，準備好課堂講稿和課程進度表，一切工作都是圍繞課堂教學(xué)做足充分的準備，教學(xué)的焦點完全集中在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。課外的教學(xué)延伸僅僅只是布置適量的作業(yè)，一方面是為了訓(xùn)練學(xué)生的知識應(yīng)用能力，確保所學(xué)知識能夠?qū)W以致用;另一方面是用以檢驗課堂教學(xué)效果，及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題。

針對教學(xué)方式存在的弊端，課程組深入實際，仔細調(diào)研，不斷優(yōu)化教學(xué)方式。盡管課堂、課外相結(jié)合的教學(xué)方式存在一定的不足，但徹底將其從教學(xué)活動中加以摒除也是不可取的。因此，在原有教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，教師們引入線上、線下相結(jié)合的教學(xué)方式來彌補其中的不足，上課前盡早將教學(xué)內(nèi)容的電子教案上傳到學(xué)習(xí)通，學(xué)生能夠提前預(yù)習(xí)相關(guān)的知識，不明白的地方學(xué)生之間可以相互探討。如果在課堂教學(xué)或課外作業(yè)中學(xué)生遇到各種難題，課程組會定期開放教研室，留出必要的答疑時間，以便線下處理好這些難題。通過線上、線下相結(jié)合方式的補充，原有課堂、課外相結(jié)合的教學(xué)方式相得益彰，教學(xué)成績得到了很大的提升。

（三）反思教學(xué)方法

激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容多，涉及的橫向知識面較廣，如果學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況存在差異，那么需要講解或提示的教學(xué)內(nèi)容必然增加。盡管安排了足夠的學(xué)時，但對所有的教學(xué)內(nèi)容進行詳細講解也是費時費力的事情。為了在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成計劃的教學(xué)內(nèi)容，教師們主要采用講授法來實施課堂教學(xué)。講授法實質(zhì)上對學(xué)生的要求較高，無論是常識性知識，還是重點、難點知識等都需要學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容做出應(yīng)激性反應(yīng)，一方面是對教師課堂用語的理解程度所做的反應(yīng)，具體包括：①教師的課堂用語是否表達到位，這是客觀性的。②學(xué)生對教師的課堂用語是否理解，對知識是否領(lǐng)悟，這是主觀性的。另一方面是對教學(xué)內(nèi)容所做的邏輯性反應(yīng)，具體包括：教學(xué)內(nèi)容的邏輯是否嚴謹，層次是否紊亂。知識是有前因后果的，鋪墊知識是否到位？重點知識是否突出？這些問題有著內(nèi)在的邏輯關(guān)系，教師的頭腦里是非常清楚的，但如何傳授給學(xué)生則變成了一項嚴峻的考驗。

根據(jù)上述原因可知，在教學(xué)實踐中完全依靠講授法是站不住腳的，這不利于知識的傳授和教學(xué)質(zhì)量的提高。但摒棄講授法之后，采用新的教學(xué)方法必然使得教學(xué)內(nèi)容無法在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成。因此，課程組在調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并優(yōu)化教學(xué)方式的基礎(chǔ)上引進了演示法和探究法。演示法主要采用課堂實物演示和多媒體圖像演示，目的是為了加強學(xué)生對重點知識和難點問題的理解，使復(fù)雜的知識脈絡(luò)簡單化，便于學(xué)生掌握和應(yīng)用。課堂實物演示具有直觀、具體等特點，例如講授激光束的發(fā)射角時，教師帶上一只激光指示筆，先垂直指向近處的白色墻壁，然后再垂直指向遠處的教室后墻壁，在不同距離處激光束投射在白色墻壁上的光斑大小不同，以此啟發(fā)學(xué)生：激光束不是一絲細束，而是存在一定的發(fā)散角。發(fā)散角從何而來？由此引導(dǎo)學(xué)生從感官直覺過渡到理論分析。探究法主要針對一些重要內(nèi)容或應(yīng)用等開展探討性教學(xué)，一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其盡快掌握必修的專業(yè)知識，另一方面引導(dǎo)學(xué)生在充分理解基礎(chǔ)知識的前提下，發(fā)現(xiàn)與本專業(yè)相關(guān)的實際應(yīng)用。探究法既可以在課堂上進行，也可以在課后拓展。由于演示法和探究法不一定占用課堂時間，這不僅極大地縮短了課內(nèi)學(xué)時，而且培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

（四）反思教學(xué)環(huán)節(jié)

激光原理與技術(shù)課程長期以來主要采用課堂教學(xué)的方式，偶有極少量的課外作業(yè)以鞏固教學(xué)內(nèi)容。固化的教學(xué)環(huán)節(jié)難以對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績產(chǎn)生積極的作用，為了在課堂上利用有限的學(xué)時去完成大量的教學(xué)內(nèi)容，教師必然會長篇累牘地滿堂灌，這些強塞給學(xué)生的知識，不僅不利于它們的吸收，而且極易產(chǎn)生學(xué)習(xí)疲勞。此外，學(xué)生盲目接受的教學(xué)內(nèi)容是否能夠應(yīng)用到合適的場景也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

這種課堂、課外相互補充的教學(xué)環(huán)節(jié)過于呆板，只有從教師到學(xué)生的“教學(xué)”，失去了從學(xué)生到教師的“學(xué)習(xí)”，更沒有體現(xiàn)出從學(xué)生到教師的“質(zhì)疑”，這不利于知識的傳授，為此課程組對這種僵化的教學(xué)環(huán)節(jié)進行了深刻的反思。教師們感到整個學(xué)習(xí)過程也是嚴格遵循辯證法的，教學(xué)是教師與學(xué)生之間交互作用的過程，無論教師的“教學(xué)”還是學(xué)生的“學(xué)習(xí)”都是教學(xué)環(huán)節(jié)的兩個方面。故首先需要解決好“教學(xué)”與“學(xué)習(xí)”是否脫節(jié)的問題。其次，需要解決好理論教學(xué)與實踐教學(xué)是否脫節(jié)的問題，理論學(xué)習(xí)是學(xué)生掌握知識并應(yīng)用知識的基礎(chǔ)，實踐教學(xué)是對理論知識的檢驗、鞏固和應(yīng)用。課程組將一些課堂知識轉(zhuǎn)移到實踐教學(xué)中，在縮短課堂學(xué)時的同時，強化了實踐教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在深入了解理論知識的前提下，鍛煉了實踐操作能力，掌握了運用知識的技能。最后，需要解決好線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)是否脫節(jié)的問題。

（五）反思教學(xué)效果

教學(xué)活動的最終指標歸結(jié)為教學(xué)效果。誠然教學(xué)效果受到各種因素的影響，如教師的、學(xué)生的、主觀的、客觀的等，這些因素交織在一起，共同作用于教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)，比較直觀且客觀的判據(jù)是學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，大體上反映了教學(xué)效果。以往的教學(xué)活動中，學(xué)生接收大量的課堂信息，基本上沒有太多的時間進行思考，即使課外有時間加以思考，各個知識點之間的關(guān)聯(lián)也很難吃透，更談不上對物理圖景地理解了，這導(dǎo)致他們費了很大的精力，要么沒有真正掌握教學(xué)內(nèi)容，要么學(xué)會了基礎(chǔ)知識但無法應(yīng)用。最直接的證據(jù)是學(xué)生的考試成績不佳，沒有達到預(yù)期的效果。

通過分析多屆學(xué)生的卷面，課程組發(fā)現(xiàn)考試失分的主要原因是學(xué)生沒有理解一些基本的概念、原理、規(guī)律、公式等，沒有理解就難以記憶，知識的應(yīng)用更是難上加難。經(jīng)過對教學(xué)效果的深刻反思，教師們合理調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)優(yōu)化了教學(xué)方式，逐步改進了教學(xué)方法，持續(xù)重構(gòu)了教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)過近兩年的教學(xué)實踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績獲得了長足的進步，教學(xué)效果得到了很大的提升。

三、 反思性教學(xué)對激光原理與技術(shù)課程的促進作用

從廣義上講，反思性教學(xué)是指教師對激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)效果等進行全面反思。教師是施教的主體，把控著整個教學(xué)過程。在日常的教學(xué)活動中，教學(xué)內(nèi)容是否合適？教學(xué)方式是否得當(dāng)？教學(xué)方法是否科學(xué)？教學(xué)環(huán)節(jié)是否合理？教學(xué)效果是否滿意？這些問題都值得教師們予以深刻反思。

從狹義方面而言，反思性教學(xué)也包括學(xué)生對激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容等進行認真反思。一切教學(xué)活動都是以學(xué)生為中心的，學(xué)生是受教的主體，引領(lǐng)著教學(xué)活動的動向。在具體的實施過程中，教學(xué)內(nèi)容是否易于理解接受？教學(xué)方式是否過于機械單調(diào)？教學(xué)方法是否過于簡單粗暴？教學(xué)環(huán)節(jié)是否存在脫節(jié)紊亂？教學(xué)質(zhì)量能否得到保障提升？這些問題應(yīng)該引起學(xué)生的警覺，任何方面出現(xiàn)紕漏，后果將不堪設(shè)想。近兩年通過對激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)反思，學(xué)生在課堂上增強了與教師的互動，不懂的問題當(dāng)堂解決，課堂氣氛變得更加活躍。除了課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠按時完成課外作業(yè)，積極參與線下答疑和學(xué)習(xí)通答疑，學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性被充分地調(diào)動了起來。

教師對“教學(xué)”的反思與學(xué)生對“學(xué)習(xí)”的反思是辯證統(tǒng)一的，它們相互依賴，相互制約，貫穿于教學(xué)活動的始終。教師對“教學(xué)”的反思指引著教學(xué)活動的方向，這為順利完成培養(yǎng)目標并達成畢業(yè)要求鋪平了道路;學(xué)生對“學(xué)習(xí)”的反思調(diào)整著教學(xué)活動的節(jié)奏，不斷完善著教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)，兩者相得益彰。通過開展反思性教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到了很大的提高，并取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

四、 結(jié)語

在激光原理與技術(shù)課程的教學(xué)中，課程組深刻反思了以往教學(xué)過程中存在的突出問題。通過反思性教學(xué)，教師們調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化了教學(xué)方式，改進了教學(xué)方法，重構(gòu)了教學(xué)環(huán)節(jié)，使教學(xué)內(nèi)容更加合適，教學(xué)方式更為妥當(dāng)，教學(xué)方法更加科學(xué)，教學(xué)環(huán)節(jié)更為合理，在此基礎(chǔ)上取得了良好的教學(xué)效果。盡管如此，教師們將繼續(xù)開展反思性教學(xué)，并將成果推廣到其他課程的教學(xué)。同時，在反思性教學(xué)的基礎(chǔ)上，課程組擬嘗試探究性教學(xué)、交互式教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)等。

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基金項目：湖北汽車工業(yè)學(xué)院2021年教研改革項目（JY2021031）資助。