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【教学改革进行时】 “活起来”的课堂

作者:   发布日期: 2018-07-16   来源:

 2018年的春季学期,是电气工程学院杨文荣教授教学生涯中最忙的一个学期。本学期,她讲授的《电路理论基础》开始采用基于MOOC2.0的翻转课堂形式,小班授课,全程翻转。

“由来已久”的想法

说到做翻转课堂,杨文荣老师说“这个想法由来已久”。作为电气工程学科博士生导师,虽然她已承担国家级、省部级项目9项,获河北省科技进步三等奖1项,却始终不忘初心,将“传道授业解惑”置于自己职业生涯最重要的位置。

从教20余年中,她主讲本科生课程电路理论基础、电磁场、电工测量等,研究生课程电磁场理论及应用,博士生课程电气工程前沿讲座,留学生课程电网络理论等,一直扎根在教学一线。在探索教学改革的方法的道路上,她从未停歇——作为负责人和主研人完成省级、校级教研项目十余项,获得河北省教学成果二等奖和三等奖各1项和校级教学成果奖多项,参加编著本科生教材1部。

近几年,在互联网+背景下,国家的教育理念和教学方法也出现了较大改变。以学生为中心的教与学,成为新的倡导教学理念。雨课堂、翻转课堂等教学方法,也为传统教学带来新的发展。“希望把课上得更好的”杨文荣,在混合式教学方法改革方面,又开启了新的研究和实践探索工作。

2017年秋季学期,她在2016级电气工程专业7个班245名学生的《电路理论基础(A)》课程中,开始使用雨课堂的混合式教学方式。学生在手机微信的雨课堂小程序实时接收老师讲课的PPT,同时参与课堂答题和发弹幕、投稿等互动环节,增加了学生的课堂参与度和课堂体验。而每隔十几分钟出现的小测题,则能有效地把学生的注意力吸引到课堂。杨老师说:“在雨课堂教学中,手机从课堂的敌人变成课堂的朋友。不过,这属于部分翻转课堂。我一直想做全翻转,引导学生成为课堂教学的主体。”

2018春季学期,她与清华大学于歆杰教授合作,将他的MOOC视频引入到教学班级,对电气工程专业2个班《电路理论基础(B)》课程实行“SPOCSmall Private Online Course小规模限制性在线课程)+翻转课堂混合式教学模式改革。这种教学模式是在大学校园课堂,采用MOOC视频(或同时采用其在线评价等功能),实施课前自学、课上解疑的翻转课堂教学。

“云”上“云”下的翻转课堂

上课前,学生们陆续走进教室,围坐在可移动的六组拼接圆桌上。不同于传统教室,这个教室的正面墙上半块是黑板,半块是2.5×1.5米LED屏幕。侧面墙上,分别挂着两台液晶电视。教室后墙,则安装着两块白板。

杨文荣老师打开LED屏幕,侧墙上的液晶电视同步启动。“大家可以扫码进入我们的雨课堂,进行签到。”说着,她拿起了手机示意。

在同学们熟练扫码签到的时候,杨文荣走下讲台,与同学交流《非线性电阻电路的分析》章节的“课前导学”(学生按照老师的导学内容学习视频资料,并且在导学的引导下进行归纳和总结)情况。

在解答完同学们课前的问题后,她又对照“导学任务单”,随机进行了知识点讲授学习小组分工,给学生三分钟时间,进行小组讨论,达成共识,并推选上台讲授的“教师”代表进行五分钟讲述。

小老师走上讲台,讲授非线性电阻元件的相关知识性内容,并不时将其画在黑板上。知识性内容小节讲授完毕,杨老师询问同学们是否还有疑问。

“老师,单调电阻是什么意思?”坐在右侧的一个男生站了起来。

“单调是什么意思?你们在数学中是怎么讲的?”杨老师面对着学生,上身微倾,期待着答案。

“一直增大或者一直减小。”

“是的。这就是单调的。单调电阻分为压控型和流控型,体现在UI关系是单值的关系。”

问题解答完毕,课堂进入了电压与电流关系的讨论。第二组的“小老师”讲解了静态电阻与动态电阻的求解方法。小老师一边指示图例,在LED屏幕中画出求解夹角,写出计算公式,一边在黑板上书写着求解方程,并分别讲授了列方程求解法、图解法、戴维宁等效电阻法的求解过程。课堂中的同学,可以就近观看自己面前侧墙上的同步视频讲解。

讲授过程中,杨老师在观看讲解的同时,也关注着同学们的神情。

 

小老师讲完返回座位后,杨老师就静态电阻以及含动态电阻的电路的讲授,做了补充。“马永利同学在讲解中,提到一个特别重要的一个词——‘工程上’,在工程实际中,很多器件的电阻特性都有非线性的特性,而在电路分析中,为了简化计算,允许一定误差范围内,把非线性分段近似为线性;而实际在数学上的精确解,还是非线性的关系。”

杨老师在肯定学生讲授的同时,还就其讲解中出现的错误,请小组的其他同学做补充发言,带领全班同学,一起纠正知识点传授过程中的偏差。

“因为非线性的电阻有倍频作用,在通讯系统中很有用。但在电力系统传输中,我们则不希望它存在。在电工测量实验课中,有一个实验是测量三相电路的三次谐波。同学们考虑过,为什么在变压器副边出现了三次谐波?为了避免三次谐波的产生,我们需要怎么做?”

“马永利说。”杨老师指了一下刚刚发言同学的邻座。

马永利没有站起,却指了指身边的男孩儿。

“你给推荐了一个,是吗?”杨老师笑起来,眼睛弯弯的,“那硕哥怎么说?”

亲切的称呼,引来同学们善意的笑声。

“让变压器的铁心工作在B-H的线性区。”

“非常好!加一分!”

“所以,我们在实际工程中,应该将电路元件尽量避免工作在非线性区。”

课堂上,同学们积极互动、抢答。课间,也有同学或向老师请教,或与同组同学交流。

当笔者问及“翻转课堂”与普通课堂的区别时。电气166班的王文诗说,“课前,我们会对照老师发的导学任务单,观看学堂在线的视频进行学习,对知识点进行挖掘和归纳总结。这些视频每段大概只有5-10分钟不等。与其他课堂相比,我们课前大概会花费三到四倍的时间;遇到比较难的章节,八九个小时也是有的。但课后作业需要的时间很少,因为很多问题在课前和课上都解决了。”

“我觉得自己独立解决问题的能力增强了。而且,大家都怕掉队,比着学,都很努力。有时老师也会要求我们引入工程应用实例分析。我们就自己找实例,制作PPT,然后在课堂讲解,并且互相打分、参与评比。所以整个团队的学习协作力都得到了很好的锻炼。”坐在旁边的赵东君说,“而且,这门课程还有同步的智慧实验室。老师会留下题目,并根据我们自己电路设计的要求,帮助大家购买实验元件。我们自己动手制作,完成一个功能电路的实际搭建,并到实验室进行讲解。”

从交流中,笔者得知本门课程还有三次对应“翻转实验”。需要通过微信链接,实名登录,将电路搭建的操作场景图片上传;而电路的操作波形结果,则通过直接生成实验报告进行上传。从上课考勤、随堂作业,到实验结果与反馈,教学以“云”模式互动于师生之间。

勤学亲历的教学传承

“青年教师现在科研压力很大。作为老教师,我对整个教学流程更熟悉,所以在进行一些教学改革突破探索上,更有优势。”杨老师说,“但我们的青年教师都非常努力。我的课堂上就有两位青年教师助课,与我一同完成教学、实验的安排。”

作为电气工程学院电工电子教学中心副主任,电气工程实验教学中心副主任,杨文荣老师深感责任重大。

对于普通课堂助课来讲,青年教师需在教室中,认真倾听主讲教师的讲授方法,用功做好课后习练。而翻转课堂助课则不同,青年教师除了进行课下在线答疑、课后实验准备,还需协助主讲教师完成更多工作。

助课教师刘艳芳会在课前,根据杨文荣老师准备的“导学任务单”的教学安排,进行知识点提炼,调整线上课堂的视频发布,协助设计智慧实验的实验内容,并在课堂上协助回答同学们提出的问题。“虽然是助教,我也会深度阅读多本教材,及时更新专业领域的前沿动态。”刘艳芳老师说,“这样才能帮助学生更好地拓展专业视野。”

助课教师助教丁冲,则要在课堂教学效果关注更多。课上,她需要对每个学生的课堂表现记录、分析,为课堂上的针对性教学提供参考。课后,她将在同学们的仿真实验中提供帮助,并对课前和课堂学习效果进行验收。本学期结课时,杨文荣曾用问卷星对学生进行匿名问卷调查。负责过程控制的丁冲说:“结果显示,同学们普遍认为自己在自学能力、查阅资料、语言表达、团队合作、理解知识点、分析问题能力等方面均有不同程度提高。”

青年教师们在助课的过程中,了解翻转课堂,更新自己的教学理论,提高自己的教学技能,并将在之后的教学中启动自己的“翻转课堂”生涯。

“有了助课老师的帮助,我们这两个学期的翻转课堂效果都很好。课堂节奏是比较快的,学生们走神的机会少了。”杨文荣老师说,“教育信息化2.0时代是智能引领、融合创新的时代,知识获取方式愈发多元便捷。作为教师,我们更需要善用技术,让课堂活起来,在学生培养中,关注思维、创新、终身学习能力等的培养。

 

记者手记:

最早看到“翻转课堂”这个词,是在网上评论。当时有些网友很愤然,说现在的老师们都不好好教课了,连上课都让学生讲,要老师有什么用?!但在此次采访中,笔者却发现,情况并非如此。以往我们常讲的“要给学生一杯水,老师就要有一桶水”,在“翻转课堂”中则可以更新为“要给学生一杯水,老师就要做好十桶水的准备”。“翻转课堂”在教学设计、教学准备、课下辅导、课堂讲授等各方面,对任课教师提出了全面挑战,但同时也让学生的状态由被动接受转变为主动学习、主动思考,成为课堂的主人,原本“满灌”的课堂“活”了起来。活泼、活跃、活力,恐怕是笔者此行最大的感受了。