以科研促进教学大力推进创新型人才培养

以科研促进教学⼤⼒推进创新型⼈才培养
2019-09-04
摘要：教学与科研是⾼校教师的两⼤核⼼任务，两者相辅相成、互相促进。

为适应⾼校教学改⾰，⼤⼒推进创新型⼈才的培养，我们通过科研成果丰富教学内容、科研项⽬指导毕业设计、科研平台拓展创新实验、科研思想改⾰教学⽅法等⽅式，以科研促进《激光原理与技术》课程教学质量的提⾼。

科研辅助教学，将学科最前沿的科研动态、研究⽅法、科研成果引进课程教学各个环节，使科研成果与教学内容充分接轨，以开拓学⽣视野，增强科研兴趣，增
引⾔
教学与科研是⾼校教师的两⼤核⼼任务。

早在1809年，德国教育家、思想家洪堡在指导建⽴柏林⼤学的过程中，就⾸先提
出“通过研究进⾏教学”的思想和“教学与研究统⼀”的原则，明确指出⼤学中教学和研究之间是辩证统⼀、相辅相成、互相促进的关系，即教学是科研的基础，科研是教学的发展与提⾼。

但到底如何才能把科研成果转化为教学内容，更好地为⾼校教学服务，从⽽促进学员创新能⼒的提升是⼀个尚需探讨的问题。

本⽂就科研辅助更新教学内容，促进学员创新能⼒提升的⼀些具体⽅法与各位同⾏进⾏探讨。

⼀、科研对培养学员创新能⼒的意义和价值
美国教育界早在20世纪70年代就明确提出培养具有创新精神⼈才的教育⽬标。

英国⼤学的核⼼办学思想也多为“探测、挖掘和开发学⽣的潜在能⼒，激励个⼈的创新精神”。

德国⾼等教育也⾮常注重对学⽣发现问题、解决问题的能⼒和创造性、独⽴性的培养。

2007年，我国教育部也明确指出“⾼等教育肩负着培养数以千万计的⾼素质专门⼈才和⼀⼤批拔尖创新⼈才的重要使命”。

创新⼈才培养的必要条件之⼀是师资⽔平的⾼低。

“⼤学之⼤，⾮⼤厦之⼤，⽽是⼤师之⼤。

”⼀所⼤学的教学质量很⼤程度上取决于教师的学术⽔平、创新能⼒、治学态度和师德风范。

由于教师直接⾯对学⽣，是学⽣知识的直接传授者，更是学⽣⾏为的影响者，所以，师资队伍⽔平是教学质量的关键。

古⼈云：“问渠那得清如许，唯有源头活⽔来”，⽽科研过程本⾝就是创新过程，是教学的“源头活⽔”。

只有通过科研，教师才能形成新观点、新理论，不断提⾼⾃⾝学术⽔平；才能及时掌握学科发展最新动态，不断更新教学内容；才能对相关领域有更深理解，真正做到讲课⾼屋建瓴、深⼊浅出；才能养成创新思维习惯，从⽽在教学过程中对学⽣创新能⼒培养起到潜移默化的影响。

正如德国教育家雅斯贝尔斯所⾔：“只有⾃⼰从事科研的⼈才有东西教别⼈，⽽⼀般教书匠只能传授僵硬的东西。

”因此，教师⾼质量的科研，是⾼⽔平教学能⼒的保证，是培养学员创新能⼒的前提和基础。

⼆、以科研促进教学，推进创新⼈才培养的⽅法和实践
教师的责任不仅仅是传授知识，更应着眼于学⽣创新能⼒的培养。

我院光学学科通过以下措施和⽅式，将科研与教学紧密结合，以科研促进教学，探索创新型⼈才培养的模式和⽅法。

（⼀）科研成果丰富教学内容
科研成果丰富教学内容主要包括两⽅⾯：⼀是科研内容转化为教学内容，⼆是科研成果转化为教材。

科研内容转化为教学内容是指将科研所产⽣的新成果、新技术、新知识补充到教学内容中，促进教学内容的更新和改⾰，保证教学内容与时俱进。

科研成果转化为教材是指将科研成果及学科前沿知识进⾏梳理与优化，不断融⼊教学内容，并通过教案加以固化成果。

这样，既可以丰富教学内容，使其更加新颖，案例更加具体，⼜可以开拓学员视野，培养其科研和创新的兴趣和思维⽅式。

由于科技的飞速发展，《激光原理与技术》教材内容明显落后于时代科学技术的发展，其教学已不能再单纯地对教材知识和概念进⾏简单灌输，更需要就理论研究的前沿动态，把如何发现问题、研究问题、思考问题及解决问题的⽅式、⽅法教授给学⽣。

例如，在讲授《激光调制技术》内容时，都是简单地提到激光通信作为该技术的案例进⾏讲解，但激光通信的具体⽤途等鲜有提及，学⽣学起来既枯燥，⼜晦涩难懂。

我们在讲授这部分内容时，⾸先以⼀种新式间谍仪器――激光窃听器来引题，引发学员的学习兴趣；进⽽以激光窃听器的⼯作原理为案例，讲解本节内容――激光调制原理，使学员带着强烈的求知欲望学习激光调制的理论知识；紧接着，⼜进⼀步提出新的疑问“如何避免窃听？”，此时，结合鲜活的案例――美国联邦调查局的反间谍官员在所有政要⼈物和机构的玻璃窗上，安装上⼀种特制的⼩型颤动器，破坏窃听。

在此基础上，教员进⼀步结合科研内容，为学员讲解激光通信的另⼀主要⽤途――卫星通信最后1公⾥的关键技术，拓展学员的知识结构；并将科研内容“激光图像加密技术在激光通信中的应⽤”介绍给学员，让其了解激光通信过程中的防窃听（保密）技术。

通过上述⽅式，将学科最前沿的科研动态、研究⽅法、科研成果引进课堂，使教学内容与科研成果充分接轨，从⽽开拓学员的视野，培养其科研和创新的兴趣和思维⽅式。

（⼆）科研项⽬指导毕业设计
学⽣直接参与科研，可把学⽣所学的理论转化成解决实际问题的能⼒，更重要的是，教师能通过⾃⾝⾔传⾝教的⽅式影响学⽣，逐步培养学⽣具备基本的科研素质和创新精神，因此，教师不仅要⾃⼰从事科研，更要带动学⽣参与科研。

我们充分利⽤科研积累多、经费充⾜的优势，将教师承担的科研项⽬内容作为毕业设计内容，使学⽣通过实实在在的项⽬、研究内容、研究⽅法加深对基础理论概念的理解及实际应⽤。

⽬前我专业学员的研究⽣毕业论⽂题⽬90%来⾃导师的科研项⽬，10%来⾃创新性更强的预先研究类项⽬；本科学员的毕业论⽂题⽬则100%来⾃科研项⽬，并与研究⽣⼀起由导师指导，研究⽣协助指导。

这样，促使学⽣在科学研究的过程中培养其创新思维，提⾼其综合素质。

例如，“⾼精度激光光源控制技术研究”、“⼤⽓湍流对激光通信技术的影响”、“微纳材料在全光开关上的应⽤研究”、“光⼦晶体在多波段兼容伪装技术中的应⽤”等题⽬均来⾃教员的科研项⽬。

由于教员在相关领域科研积累较多、各类资源软件丰富，学员做起论⽂起步快，教员指导也得⼼应⼿。

另外，我们还根据学员的特点，在毕业设计题⽬中适当涵盖⼀些教学研究类课题。

例如，有的学员对于三维模型制作感兴趣，我们就将教学类项⽬――《激光原理与技术》虚拟实验室建设作为某次毕业设计题⽬。

学员的创造能⼒出乎想象：由于学员⾃⾝兴趣所在，所以，学员⾮常有动⼒，他不仅⾃学并熟练掌握了Solidworks三维模型制软件、NGRAIN Producer三维制作平台、会声会影视频制作软件等相关软件，⽽且还进⼀步⾃⾏利⽤Dreamweaver⽹页制作软件设计了整个课程的各级⽹页，最终圆满完成了“He-Ne激光器模式测试”和“调Q激光器输出特性”虚拟实验的制作，见图1。

该实验已在2104年和2015年《激光原理与技术》课程中加以试⽤，学员普遍反映效果很好。

（三）科研平台拓展创新实验
2007年，教育部指出“⾼等教育肩负着培养数以千万计的⾼素质专门⼈才和⼀⼤批拔尖创新⼈才的重要使命”。

其中，实验教学是达到这⼀⽬的的重要⼿段，是培养学员创造性实践能⼒的重要环节，这就要求实验教学必须跟上学科发展的步伐。

为了适应激光技术的快速发展，实验教学必须不断推陈出新，尽快将新技术、新⽅法转化为实验内容，从⽽不断充实和更新实验内容，完善综合与设计性实验体系，突出实验教学对学⽣创新性能⼒的培养。

我院《激光原理与技术》课程实验涵盖在《现代光学实验》课程中。

随着军队院校教学改⾰任务的推进，本教学团队以教学模式改⾰为契机，以教师的科研成果和科研条件为基础，⼤⼒推进《现代光学实验》课程改⾰，将教师的部分成熟科研实验的使⽤范围从研究⽣扩展到本科学员。

例如，我们将科研课题“图像加密”实验为本科学员开放，并与原本“激光通信”实验相结合，使学员通过亲⾃动⼿参与前后两个实验过程，形成完整的科学研究思路，使学⽣在理论课程学习的基础上，充分发展动⼿能⼒和创新思维模式。

由于“图像加密”实验条件属于⾃组性实验，完全可以胜任其他相关创新实验的开发，所以，我们利⽤该条件，⼜进⼀步为学员提出了探究性课题――“激光窃听器的设计”实验。

学员可以根据⾃⼰的兴趣，⾃⾏调研、设计和组装实验。

在完成上述实验和课题的过程中，学员分析问题，解决问题的能⼒，以及研究创新能⼒都会得到充分的锻炼和提⾼，同时，还能逐步养成实际科研能⼒和科学的思维⽅式。

（四）科研思想改⾰教学⽅法
科研⽅法转化为教学⽅法是指科研⽅法在课堂教学中的运⽤，使教学效果⾼、好、强、灵。

《激光原理与技术》课程知识点繁多，⼤多数内容过于抽象，相关实验开设与本课程间隔时间较长。

为了提⾼《激光原理与技术》课程的教学效果，⼤⼒推进学员创新思维的培养，我们以科研⽅法促进教学⼿段改⾰，使教学⼿段灵活多样，抽象理论形象⽣动；以科学思维促进教学⽅法改⾰，在课堂上⼴泛开展任务驱动式、研讨式、启发式、互动式等形式多样、内容丰富的教学⽅法。

例如，在讲解“调Q技术理论”这⼀章节时，我们以科研中经常⽤到的Matlab软件为⼯具，对调Q激光器的峰值功率、巨脉冲能量、脉冲时间特性进⾏编程，并⽤GUI仿真平台的⽅式直接进⾏展现。

这样，学员既可以借助软件输出结果，理解抽象问题，⼜可以通过对程序编写过程的理解，了解调Q激光器的整个设计过程，从⽽在潜移默化中养成创新思维习惯。

再⽐如，我们在讲解“⾼斯光束的聚焦”这⼀章节时，我们不再按照教材常规顺序教学，⽽是借助科研的思维模式，采取“任务驱动法”进⾏教学：我们⾸先给学员演⽰激光打标机，让学员意识到了解该技术在⽇常⽣活中的普遍性；然后，指出该设备能够精细打标的关键技术之⼀就是聚焦技术；接着，把任务――设计激光打标机输出光路交给学员，由他们⾃⾏查阅资料，⾃学相关知识，并初步给出光路设计；最后，教员对学员的设计进⾏验收评价，指出存在的问题，并对学员⾃学的相关知识进⾏补充和修正。

通过这种⽅式，不仅提⾼了学员的学习兴趣，⽽且学员作为设计者进⾏学习，可以初步体会科研的整个过程，科研兴趣和创新意识也得到锻炼和提⾼。

三、⼩结
本⽂以《激光原理与技术》课程为例，探讨了以科研促进教学的⼀些⽅法和途径。

通过科研成果丰富教学内容、科研项⽬指导毕业设计、科研平台拓展创新实验、科研思想改⾰教学⽅法等⽅式，不但拓展了课堂教学的内容，促进了教学实践⽅法的改⾰，更把科研的思维⽅式传授给学⽣，把科研中的新成果、新技术、新理论直接运⽤到教学中，从⽽极⼤地激发了学⽣的学习兴趣，提⾼了课堂教学质量，推进了学员创新能⼒的培养。

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[8]胡向东，向敏，李锐.基于科研促进教学的⼯程应⽤创新型⼈才培养模式[J].实验与技术管理，2012，29（12）：133-135.注：本⽂为⽹友上传，不代表本站观点，与本站⽴场⽆关。

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