Muddy Card評(píng)價(jià)法與“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)

史敬灼

(河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院，河南洛陽(yáng)471023)

為了對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要學(xué)生學(xué)習(xí)信息的反饋，它是教學(xué)過(guò)程中必須的重要環(huán)節(jié)，是借以改進(jìn)教學(xué)方法的最直接依據(jù)［1，2]。

采集學(xué)生反饋信息，從而對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法可以多種多樣。簡(jiǎn)單易行的方法如答疑、課間閑談和師生座談會(huì)等。本文以本科電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例，探討了授課疑點(diǎn)卡Muddy Card在電氣類專業(yè)課程課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法，給出了應(yīng)用心得，并對(duì)應(yīng)用效果進(jìn)行了討論。

1 學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方式

關(guān)于學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多方法。通行的Bloom教育目標(biāo)分類法列出了六種理解水平:了解、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)［3]。對(duì)于側(cè)重于通過(guò)計(jì)算與推理來(lái)解決問題的技術(shù)類專業(yè)課程，也可以用Feisel-Schmitz技術(shù)分類法［4]，它列出了五種理解水平:定義、計(jì)算、解釋、解決和判斷。該分類法有效地將問題解決區(qū)分為兩個(gè)層次:計(jì)算和解決。計(jì)算意味著根據(jù)已知的過(guò)程解決標(biāo)準(zhǔn)問題，解決則表示一個(gè)更高層次的問題解決方法，它包含一些建模知識(shí)或綜合知識(shí);因此，必須對(duì)概念有更高層次的理解。該分類法的等級(jí)層次表明，學(xué)生不需要掌握解釋也能達(dá)到計(jì)算水平，而解決則包含所有在解決以下層面的水平:解釋、計(jì)算和定義。采用上述評(píng)價(jià)方法，能夠?qū)W(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。文獻(xiàn)［5] 給出了一種稱為Muddy Card的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方法，它尤其適用于評(píng)價(jià)課堂教學(xué)效果。

不論采用何種體系來(lái)評(píng)價(jià)教學(xué)效果，學(xué)生與教師之間的良性互動(dòng)，教師根據(jù)互動(dòng)結(jié)果對(duì)教學(xué)過(guò)程與教學(xué)組織的實(shí)時(shí)調(diào)整，是保證教學(xué)效果良好的必要途徑。目前在我們的教學(xué)過(guò)程中，往往缺乏這一應(yīng)有的過(guò)程，或是缺乏有效的方式。一方面，學(xué)生往往習(xí)慣于對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的不理解，缺乏主動(dòng)的反饋。另一方面，教師缺乏接受反饋并改進(jìn)教學(xué)的主動(dòng)性。筆者在“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)過(guò)程中，采用Muddy Card方法來(lái)促成學(xué)生與教師之間的良性互動(dòng)。

Muddy Card是一張卡片，通過(guò)收集課堂上的反饋來(lái)測(cè)定學(xué)生理解方面的不足。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在授課將要結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生對(duì)他們剛剛學(xué)到的東西進(jìn)行思考，在卡片上寫下概念或?qū)κ谡n內(nèi)容最不清楚的地方，即最大的疑點(diǎn)。教師收回這些卡片進(jìn)行分析之后，可用幾種方法來(lái)處理疑點(diǎn):①在課程網(wǎng)頁(yè)上回答;②在下節(jié)課開始時(shí)回答;③針對(duì)普遍的疑點(diǎn)發(fā)放紙質(zhì)答案;④或向?qū)W生群體發(fā)送電子郵件等。

具體來(lái)說(shuō)，Muddy Card寫著下列三個(gè)問題:①What was the most important point in the lecture(本次課最重要的知識(shí)點(diǎn)/重點(diǎn)是什么)?②What was the muddiest point?(最大的疑點(diǎn)是什么)?③What would you like to hear more about(你還想多聽些什么內(nèi)容)?

問題①用來(lái)評(píng)價(jià)教師授課的重點(diǎn)難點(diǎn)是否突出，課前預(yù)期的重要知識(shí)點(diǎn)是否通過(guò)教師的講授已經(jīng)被學(xué)生理解和接受。問題②和③則可以讓教師知道，什么問題沒有講明白，學(xué)生對(duì)什么內(nèi)容感興趣?？梢钥闯觯瑢?duì)這三個(gè)問題回答內(nèi)容的分析，有助于教師評(píng)價(jià)課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，改進(jìn)講課方式和用詞，同時(shí)也可以成為一種答疑方式。

上述三個(gè)問題，適用于多數(shù)工程教育課程。當(dāng)然，在Muddy Card的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以根據(jù)學(xué)生回答問題的特點(diǎn)，對(duì)卡片所提問題進(jìn)行修改，使之更適合于課程性質(zhì)與教學(xué)環(huán)境。筆者應(yīng)用過(guò)程中，一直采用上述三個(gè)問題，未做修改。

2 Muddy Card在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

Muddy Card在“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂教學(xué)過(guò)程中的具體應(yīng)用過(guò)程是:在一次課快要結(jié)束時(shí)，向?qū)W生分發(fā)卡片。要求學(xué)生用最后3分鐘的時(shí)間，回想這次課的內(nèi)容。然后回答卡片問題，寫出你認(rèn)為最困惑和需要澄清的疑點(diǎn)。為便于課后回顧授課過(guò)程，可以對(duì)授課過(guò)程進(jìn)行錄音。

教師認(rèn)真分析收回的卡片，依據(jù)學(xué)生對(duì)三個(gè)問題的回答，結(jié)合授課錄音，反思授課過(guò)程中存在的教學(xué)方式方法問題。應(yīng)用中遇到的問題主要是，重點(diǎn)怎樣突出、具體的難點(diǎn)如何講解更簡(jiǎn)潔且易被接受—講到怎樣的程度為宜和如何消除不恰當(dāng)或不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎觥?/p>

另外，教師對(duì)卡片中學(xué)生提出的授課疑點(diǎn)，根據(jù)問題性質(zhì)與覆蓋面，分別采取向課程公用信箱發(fā)電子郵件進(jìn)行書面回答和下次課開講時(shí)解釋等兩種方式向?qū)W生進(jìn)行反饋。

經(jīng)驗(yàn)表明，教師必須對(duì)學(xué)生在卡片上提出的問題進(jìn)行足夠認(rèn)真的解答或說(shuō)明，也可在教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)出學(xué)生期望的合理改變。否則，學(xué)生會(huì)感到他們的反饋沒有意義，從而不再對(duì)卡片抱有熱情，也就不會(huì)形成良性積極的互動(dòng)交流，并可能導(dǎo)致對(duì)該課程學(xué)習(xí)的抵觸情緒。

下面，以我們的一次授課為例，具體說(shuō)明Muddy Card在“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用過(guò)程和應(yīng)用效果。

2.1 授課內(nèi)容

這次課講授電力電子器件3學(xué)時(shí)。因?yàn)椤半娏﹄娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程的主要教學(xué)內(nèi)容是用電力電子器件構(gòu)成的電力電子電路，所以電力電子器件教學(xué)內(nèi)容安排在各類電力電子電路之前，它是后續(xù)講授內(nèi)容的基礎(chǔ)，但不是課程的重點(diǎn)。對(duì)各類電力電子電路的分析與應(yīng)用是課程教學(xué)的重點(diǎn)?；诖?，對(duì)電力電子器件的學(xué)習(xí)，是以使用器件為目的而不是設(shè)計(jì)器件。因而，電力電子器件相關(guān)內(nèi)容的預(yù)期學(xué)習(xí)效果是，了解器件基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)部載流子的主要運(yùn)動(dòng)過(guò)程，掌握器件的靜態(tài)特性和主要性能指標(biāo)，了解器件的動(dòng)態(tài)開關(guān)過(guò)程，掌握開關(guān)過(guò)程中與器件使用相關(guān)的主要特點(diǎn)。難點(diǎn)在于內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程與動(dòng)態(tài)開關(guān)過(guò)程。尤其是器件的動(dòng)態(tài)開關(guān)過(guò)程較為復(fù)雜，且與器件的具體結(jié)構(gòu)、電路連接、電源及負(fù)載狀況等密切相關(guān)。由于教材采用了簡(jiǎn)化表述，有些內(nèi)容敘述較為含糊。我們?cè)谥v授中，需要特別注意講解到什么程度，怎樣描述。

2.2 Muddy Card分發(fā)與回收

這次課最后幾分鐘，要求學(xué)生思考并填寫卡片，并提醒他們對(duì)卡片提出的第二個(gè)問題，針對(duì)一個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)提問，并盡量將所提問題描述清楚;同時(shí)，注意第二和第三個(gè)問題之間的區(qū)別。卡片發(fā)出115張，收回85張，回收率為74%。

2.3 Muddy Card分析與反饋

1)卡片的第一個(gè)問題

對(duì)收回卡片的分析表明，對(duì)于第一個(gè)問題，學(xué)生們回答基本一致，都能夠合理歸納授課重點(diǎn)內(nèi)容，只是有少數(shù)學(xué)生回答的是一個(gè)小的知識(shí)點(diǎn)，而是不是對(duì)整體授課內(nèi)容的歸納。

2)卡片的第二個(gè)問題

對(duì)于第二個(gè)問題，有47位學(xué)生最大的疑點(diǎn)是關(guān)于器件的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析，占收回卡片總數(shù)的55%，這說(shuō)明多數(shù)學(xué)生對(duì)器件動(dòng)態(tài)過(guò)程有疑問，這與課前預(yù)期是一致的，也說(shuō)明授課時(shí)講解的“度”把握不理想。我們?cè)趯?duì)這些問題的書面反饋中，除了針對(duì)一些特定的具體問題進(jìn)行解釋外，為了進(jìn)一步明確課程要求的知識(shí)范疇，特別做了下列四點(diǎn)說(shuō)明供學(xué)生們參考:

(1)所有電力電子器件，其導(dǎo)通與關(guān)斷都是需要一個(gè)過(guò)程的;

(2)之所以會(huì)有這樣的一個(gè)過(guò)程，有兩個(gè)原因。一是器件內(nèi)部載流子的擴(kuò)散/復(fù)合過(guò)程;二是由于外部負(fù)載電路電感、器件自身等效電感和引線電感等的影響，電流的變化需要一個(gè)過(guò)程。學(xué)生在學(xué)過(guò)MOSFET之后會(huì)明白，器件極間等效電容的充放電過(guò)程，使得電壓的變化需要一個(gè)過(guò)程。

(3)對(duì)于各個(gè)器件的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線，我們最關(guān)心的是這些曲線給出的各個(gè)時(shí)間的定義，例如延遲時(shí)間和上升時(shí)間等。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)階段學(xué)習(xí)的目的是如何使用這些器件。為此，應(yīng)掌握與器件選擇、使用相關(guān)的器件主要參數(shù)，掌握器件使用的注意事項(xiàng)及導(dǎo)通、關(guān)斷條件等基本知識(shí)。

(4)在器件導(dǎo)通和/或關(guān)斷的過(guò)程中，器件的電壓和/或電流會(huì)有過(guò)沖。

另外，還有20位學(xué)生提了關(guān)于器件結(jié)構(gòu)和工作原理的問題，具體如“MOSFET的結(jié)構(gòu)”和“電壓＞0或＜0時(shí)的MOSFET四種工作狀態(tài)”等，占收回卡片總數(shù)的24%。這些都是授課過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容，有些提問已經(jīng)超出了教材范疇，從一個(gè)側(cè)面反映了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)這些問題，我們除了針對(duì)具體問題進(jìn)行回答之外，還在書面反饋中用較大篇幅總結(jié)了關(guān)于PN結(jié)、載流子等的基本知識(shí)。其中，除給出“模擬電子技術(shù)”課程相關(guān)內(nèi)容并根據(jù)本課程要求適當(dāng)引伸之外，還特意提供了導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體中的自由電子密度和摻雜后的粒子密度等具體數(shù)值，以便讓學(xué)生更好理解教材中低摻雜和高摻雜區(qū)域?qū)ζ骷匦约肮ぷ鬟^(guò)程的影響。

其他18位學(xué)生所提疑點(diǎn)比較分散，涉及面廣，占收回卡片總數(shù)的21%。其中有些問題是值得注意的。例如“參數(shù)太多，主要參數(shù)需要記憶、區(qū)分，難度大”等類似問題。應(yīng)該說(shuō)，這是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中面臨的普遍問題。對(duì)此，我們?cè)跁娣答佒姓f(shuō)明，從應(yīng)用器件與選擇器件的角度去考慮，有一些是應(yīng)該掌握的，并列出了五點(diǎn)具體內(nèi)容。

此外，班上有個(gè)別學(xué)生對(duì)課堂講課的方式和進(jìn)度也提出了意見。我們覺得應(yīng)謹(jǐn)慎處理以鼓勵(lì)他們對(duì)Muddy Card的熱情。在下次上課時(shí)，我們有意識(shí)地與學(xué)生進(jìn)行交流，從而得出絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為講授進(jìn)度是合適的結(jié)論。隨后，在第二節(jié)課時(shí)向全體學(xué)生說(shuō)明了課程內(nèi)容學(xué)時(shí)和授課進(jìn)度之間的關(guān)系。期望得到多數(shù)學(xué)生的支持，并給提問的學(xué)生以適當(dāng)?shù)幕貞?yīng)。

3)卡片的第三個(gè)問題

對(duì)于第三個(gè)問題，學(xué)生最多的回答是“電力電子器件如何使用”和“實(shí)際應(yīng)用”之類的內(nèi)容，占到收回卡片總數(shù)的47%。對(duì)此，作出如下回應(yīng):課程的這一章講電力電子器件，后面各章就是這些器件的具體應(yīng)用電路，而這些具體電路都有著明確的應(yīng)用場(chǎng)合與應(yīng)用背景。因此，在此后的授課中，更加注意聯(lián)系實(shí)際。

3 結(jié)語(yǔ)

本文討論了Muddy Card在“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的應(yīng)用過(guò)程與應(yīng)用效果。一方面，Muddy Card可以及時(shí)地為教師提供關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋信息，使教師能在以后上課時(shí)糾正錯(cuò)誤的理解，并幫助教師改進(jìn)下節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、講解方式與方法。另一方面，這種卡片為學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的梳理和思考提供時(shí)間，從而提高其學(xué)習(xí)的記憶能力。

雖然Muddy Card需要花費(fèi)任課教師大量的時(shí)間，特別是初次使用時(shí)更是如此。但兩屆學(xué)生的使用經(jīng)驗(yàn)表明，它在評(píng)估學(xué)習(xí)效果和改進(jìn)教學(xué)方法方面是非常有用的。

應(yīng)指出的是，Muddy Card的具體應(yīng)用過(guò)程必須與一個(gè)學(xué)校的校情和一門課程的課情相結(jié)合，才有可能發(fā)揮出最大的功效。同時(shí)，作為學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)方式，Muddy Card不是萬(wàn)能的，也是不夠全面的。應(yīng)根據(jù)課程性質(zhì)及學(xué)校、專業(yè)、教師和學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)多種評(píng)價(jià)方法來(lái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行多方位不同層次的綜合評(píng)價(jià)。

［1] 湯賜."電力電子技術(shù)"教案設(shè)計(jì)研究［J] .北京:中國(guó)電力教育.2013，(17)

［2] 陸繼慶，徐慶.基于CDIO模式的“電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)”課程改革［J] .南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2011，33(5)

［3] B.S.Bloom，M.D.Englehart，E.J.Furst.Taxonomy of Educational Objectives Handbook I–Cognitive Domain［M] .United States:McKay New York Inc.1956

［4] L.D.Feisel.Teaching Students to Continue Their Education［C] .Proceedings of the Frontiers in Education Conference，IEEE Education Society，1986

［5] E.Crawley，J.Malmqvist，S.Ostlund.Rethinking Engineering Education:The CDIO Approach［M] .United States:Springer-Verlag New York Inc.2007