基于专业认证理念的光学原理课程教学改革

来源:用户上传      作者:沈常宇 沈为民 李晨霞 张艳 楼俊

　　[摘 要]在专业课程改革和建设中如何满足专业认证的以学生为中心、成果导向、持续改进理念，是当前一流专业和课程建设的重点。文章详细阐述了符合专业认证要求的光电信息科学与工程专业核心课程光学原理的改革和建设情况，分别从支撑相应毕业要求指标点的课程目标、多形成性评价、教学方法以及课后辅导方式等方面，详细阐述了该课程的改革和建设思路，介绍了改革重点解决的问题和成效。
　　[关键词]工程教育认证;课程建设;光学原理;多形成性评价
　　[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）01-0013-04
　　随着国家一流专业计划及工程教育专业认证的有序推进，课程教学和设计作为最基本的教学单元，是培养学生的最主要阵地，是支撑“一流”专业建设的骨干，亦是践行“以学生为中心、产出为导向和持续改进”的认证核心理念的核心单元。专业认证强调以学生为中心、成果导向教育（OBE）、持续改进等理念，重视培养学生解决复杂工程问题的能力[1-2]，其包括七大部分：学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支撑条件。这其中，师资队伍和支持条件用来支撑课程体系，课程体系支撑毕业要求，毕业要求支撑培养目标，在这些支撑过程中持续改进，最终实现对学生的培养。可以看出，课程体系在这其中起到非常重要的作用。只有课程体系实现完美达成，才能够实现其进一步地往上支撑。因此，高质量的课程建设显得非常重要，是提升整个高等教育质量的核心和关键所在。2019年10月31日，教育部发布《关于一流本科课程建设的实施意见》[3]，全面开展一流本科课程建设，树立课程建设新理念，推进课程改革创新，实施科学课程评价，严格课程管理，立起教授上课、消灭“水课”、取消“清考”等硬规矩，夯实基层教学组织，提高教师教学能力，完善以质量为导向的课程建设激励机制，形成多类型、多样化的教学内容与课程体系[4]。
　　从教育部的发文可以看出：一方面，国家层面已经认识到课程建设的重要性;另一方面，这也可以看出当前我们的课程建设还很薄弱，还存在诸多“水课”或者是不适应当前以学生为中心、为核心理念的课程。目前，很多课程的教学方式还是关注教师教得怎么样，教学内容也不是基于学生培养目标和相应的支撑毕业要求来确定的。与此同时，当前一些高校的学生沉迷于智能手机推送的海量信息，旨在提高学生学习兴趣的种种措施难以奏效;如何在课程建设上实现由“评课”转变为“评学”，如何实时关注学生的学习过程，及时发现学生学习中的需要，帮助学生提升能力，激发学生的学习动力;对未达到要求的学生及时发现问题，并实施有效的矫正措施，对已经达标的学生进行强化和鼓励，从而实现全体学生的学习成果，是目前课堂教学亟待解决的问题。
　　基于此，我们针对国家一流专业光电信息科学与工程的核心课程光学原理，提出了以学生为中心、以成果为导向的多形成性评价教学改革，力图实现以下两方面主要目标：一是开展多形成性课程目标评价设计，全面实现本课程对于毕业要求和培养目标的支撑，实现以学生为中心和以产出为导向的课程教学;二是基于多形成性评价课程考核，达到关注学生的学习过程，及时发现学生学习中的需要，帮助学生提升能力和激发学习动力的效果。
　　一、光学原理课程具体改革措施
　　（一）课程目标的梳理和设计
　　基于工程专业认证标准，光学原理课程在光电信息科学与工程专业的课程体系中处于核心专业课的地位，其所支撑的专业毕业要求指标点如下。
　　1.具有物理光学、应用光学、光电子技术、光电检测技术等专业知识，并能够用于解决光电信息及检测领域的复杂工程问题。
　　2.能够对光电信息及检测领域复杂工程问题建立数据分析模型或进行知识表达;能够运用数学方法进行数据分析和处理，通过信息综合得到合理有效的结论。
　　3.能够使用恰当的工具软件和光电信息及检测领域的工程设计软件进行设计、开发、模拟和分析工程问题等操作。
　　4.能够利用团队协作，清晰表述技术内容，并能正确答辩或解答相关问题。
　　（二）基于课程目标的多形成性评价设计
　　针对上述课程目标进行形成性评价的设计。当前的课程评价模式较为单一，除了点名、作业，就是考。一方面，这种评价模式不能全面地评价学生的学习成果，很好地体现产出导向。因为单凭点名和作业不能评价学生的团队协作或者其他非技术因素;单凭考试成绩也不能很好地体现学生对知识的掌握程度。与此同时，这样对学生也不公平，因为学生能力是多样性的，在满足课程目标的前提下，我们应该给学生提供多样性的形成性评价，在课程设计、教学及评价时要充分考虑每个学生的个体差异，要在时间和资源上保障每个学生都有达成学习成果的机会。基于此，如图1所示，我们针对课程目标，设计了期中考试、期末考试和过程考核的多形成性评价。
　　1.对于课程目标1（光学知识及其应用），以期中考试（20分）和期末（40分）考试来评价，采用完全教考分离模式，考试试卷由课程组非授课教师根据考试大纲出题，课程组流水线批改。
　　2.对于课程目标2、目标3和目标4，以过程考核进行评价。
　　◆ 作业和课堂表现等（10分）;
　　◆ 以翻转课堂或专题问题讨论（10分）评价学生团队协作能力等非技术因素;
　　◆ 以训练大作业（10分）评价学生解决复杂光学问题的能力;
　　◆ 以光学设计实验（10分）评价学生对现代工具（Zemax等）的掌握程度及光学设计能力。
　　（三）课程教学方法的改革
　　上述两点解决的是光学原理课程教学过程中头部（课程目标）和结果（产出评价）的问题。实际上，要实现以学生为中心的产出，不是改变评价方式即可，也不是不管教师教学的好坏，而是对教师的教学提出了更高的要求：在教学过程中，不仅每时每刻要知道教学内容对毕业要求的支撑，也需要知道将来考核学生时要采取哪些评价方式;还要注意教学方法，以培养学生能力为中心，提升教学质量。如图2所示，我们从以下几个方面进行了改革。

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