“工程電磁場”課程教學(xué)模式改革研究

羅　平， 鄭凌蔚， 林偉杰， 張啟忠

(杭州電子科技大學(xué) 自動化學(xué)院， 浙江 杭州 310018)

0　引言

目前，我國高校采用大班授課制的教學(xué)組織形式比較流行。這種以“教師課堂講授、學(xué)生被動接受”為主的教學(xué)模式，在早期師資匱乏、教學(xué)設(shè)施和教學(xué)手段落后的大環(huán)境下是比較切合實(shí)際的[1]。但隨著社會對創(chuàng)新性人才的需求日益迫切，以及教育教學(xué)手段的極大發(fā)展的新形勢下，這種教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今社會對高等教育的要求了。同時，鑒于我國高校的班級規(guī)模普遍較大、師生配比較低、教室數(shù)量有限等許多實(shí)際情況，很難實(shí)現(xiàn)所有課程的小班化教育。因此“大班授課、小班研討”這種教學(xué)模式近些年在國內(nèi)高校本科教學(xué)中逐漸引起了重視[2-4]。

“大班授課、小班研討”這種教學(xué)模式的特點(diǎn)是以大班授課為基礎(chǔ)、小班研討為補(bǔ)充和完善[5]。小班研討增加了學(xué)生與教師平等對話的機(jī)會，每一個學(xué)生都可以充分地參與到具體問題的討論中來，提出自己對某一問題的認(rèn)識和疑問，加深或拓寬自己對某一問題的理解；教師也可以有針對性地通過對話、討論等手段來為學(xué)生解決疑惑。

1　“工程電磁場”教學(xué)現(xiàn)狀

“工程電磁場”課程作為我校自動化學(xué)院電氣工程與自動化專業(yè)的必修課程，每年有接近200名學(xué)生學(xué)習(xí)該課程。但由于師資有限，該課程的教學(xué)工作目前主要由3位授課教師承擔(dān)，導(dǎo)致每個開課班最少是由兩個自然班組成的大班，人數(shù)接近70人。此外，“工程電磁場”課程涉及的知識面廣；對學(xué)生的高等數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力要求高；課程中公式推導(dǎo)多，計算復(fù)雜；要求學(xué)生具有較好的空間想象能力、抽象思維能力和邏輯推理能力，致使該課程大班授課效果不太理想[6，7]。

因此，在我校教改項目的支持下，課程教學(xué)組將“大班授課、小班研討”的教學(xué)模式引入“工程電磁場”課程中，將傳統(tǒng)“教師講，學(xué)生聽”為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處熞龑?dǎo)，學(xué)生參與”的基于自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式[8]。

2　“工程電磁場”教改實(shí)施

2.1　教學(xué)和小班研討內(nèi)容的確定

我?！肮こ屉姶艌觥彼x用的教材是王澤忠教授等人編著的《工程電磁場》(第二版)，課時為40個學(xué)時，開展“大班授課，小班研討”的教學(xué)模式首先需要合理安排大班授課學(xué)時和小班研討學(xué)時。在兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的情況下，經(jīng)過教學(xué)組教師的討論研究，最后決定大班理論授課34個學(xué)時，小班討論6個學(xué)時。

由于授課學(xué)時并不富裕，需要充分利用學(xué)校提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將教師課堂講授與課外學(xué)生網(wǎng)絡(luò)平臺自學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位。此外，在大班授課時，要側(cè)重于讓學(xué)生掌握解決一般科學(xué)研究問題的方法。也就是說讓學(xué)生通過對”工程電磁場”課程的學(xué)習(xí)，了解并掌握“場”的思想和方法，為其在今后的專業(yè)學(xué)習(xí)及工作科研中應(yīng)用“場”的方法奠定重要的基礎(chǔ)。因此，教師授課時要從場源的特點(diǎn)、媒質(zhì)的電磁特性、場的基本變量、場的基本方程、場的邊界條件和場的邊值問題模型出發(fā)，通過對比講授，層層推進(jìn)，使學(xué)生對“工程電磁場”各個方面有清晰的整體認(rèn)識。

由于“大班授課、小班研討”的教學(xué)模式對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和獨(dú)立思考能力要求頗高，因此，教師在大班授課、小班研討兩個階段的教學(xué)過程中，要合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，尤其在小班研討的過程中，需要劃分階段，循序漸進(jìn)，由解決大班授課中的疑難問題入手到引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)際案例討論，逐步消除學(xué)生的畏難情緒，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，完成自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)。因此6個學(xué)時的小班討論課，分3個主題進(jìn)行。3次研討課的主題根據(jù)文獻(xiàn)[8]的說法可分成為3個層次，第1層次是習(xí)題研討課，也就是“補(bǔ)習(xí)課”，對學(xué)生要求比較低，比較容易參與進(jìn)來；第2層次討論課的主題是“尋找生活中的電磁場”，由于不涉及太多數(shù)學(xué)計算方面的內(nèi)容，又能培養(yǎng)學(xué)生撰寫報告、制作PPT的能力以及培養(yǎng)團(tuán)隊合作的精神，可歸類為“演示課”和“討論課”。第3層次是利用Matlab對簡單的電磁場邊值問題進(jìn)行分析求解，對學(xué)生的基礎(chǔ)知識和動手能力要求較高，也就是所謂“提高班”。在討論課前可以將相關(guān)教學(xué)資料工傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，讓學(xué)生有充分的時間提前準(zhǔn)備，從而能更有效地提高討論課的效率。

2.2　研討課實(shí)施質(zhì)量的控制

實(shí)施“大班授課、小班研討”中的小班研討，要求學(xué)生通過研討能主動地參與到教學(xué)中來。為此教師要做好研討前、研討中和研討后三個環(huán)節(jié)中與學(xué)生的溝通工作。研討課要“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極探索，鼓勵并引導(dǎo)他們的好奇心、求知欲。小班討論以小組為單位，每組4-5 人，組內(nèi)各角色分工鼓勵采用輪崗制。由小組代表作主題發(fā)言，其他同學(xué)和教師提問和質(zhì)疑；指導(dǎo)教師就研討問題的深度、發(fā)言者語言組織、PPT的制作、團(tuán)隊配合等方面進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)。

2.3　合理教學(xué)評價方法的制定

通過“過程性評估+終結(jié)性評估”的教學(xué)評估方法，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果采取多方位的評定。尤其是將研討課上的表現(xiàn)，小組作業(yè)等平時教學(xué)過程的表現(xiàn)也引入教學(xué)評價中，如在小班研討過程中，除小組指定發(fā)言人外，應(yīng)增加對其他成員的抽查，或者制定輪流發(fā)言、組合發(fā)言制度，促進(jìn)小組成員分工合作、相互制約，形成良好的合作學(xué)習(xí)的氣氛，盡量避免出現(xiàn)學(xué)生“搭便車”的現(xiàn)象。

課程考核成績總的評定比例分為：課堂成績(10%)、研討成績(20%)、作業(yè)成績(10%)、期末成績(60%)。其中，課堂成績主要包括出勤情況、上課聽課及課堂互動情況。研討成績包括兩部分，一部分是組內(nèi)同學(xué)互評的成績，另一部分是由指導(dǎo)教師和其余組為每名同學(xué)打分的成績。其中計分權(quán)重為教師權(quán)重占60%，其余組權(quán)重占30%，組內(nèi)互評權(quán)重占10%。

2.4　教學(xué)實(shí)施效果的分析及存在的問題

為了對這種教學(xué)方法的實(shí)施效果進(jìn)行分析，教學(xué)團(tuán)隊在教學(xué)改革實(shí)施的第一學(xué)年課程結(jié)束時，以不記名問卷調(diào)查的形式，讓學(xué)生對大班教學(xué)內(nèi)容、小班討論內(nèi)容和討論方法、課程教學(xué)效果等方面進(jìn)行評價。調(diào)查顯示，90%的學(xué)生對“大班授課、小班研討”這種教學(xué)模式表示非常滿意或者滿意，認(rèn)為推動了自己主動參與到教學(xué)活動中來。小班討論的形式加深了自己對教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)知識的理解和記憶，提高了查閱資料和研究的能力，同時也鍛煉了表達(dá)能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

教學(xué)團(tuán)隊通過調(diào)查還發(fā)現(xiàn)：在實(shí)際實(shí)施過程中仍存在一些問題。首先，如何合理的給學(xué)生分組，充分調(diào)動每個學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，避免某些同學(xué)“搭便車”是件很困難的事情。學(xué)生根據(jù)個人的喜好分組會導(dǎo)致組與組之間實(shí)力相差比較大，在一定程度上會影響小組討論的效果。其次“大班授課、小班討論”這種教學(xué)模式會占用學(xué)生較多的課余時間，尤其是大二下學(xué)期學(xué)生的功課比較多，有些學(xué)生時間投入不足，影響了學(xué)習(xí)效果。再次，由于討論課占用了部分學(xué)時，所以導(dǎo)致授課內(nèi)容時間上有所壓縮。因此在授課時，靜態(tài)場的講解以靜電場為主，恒定電場和恒定磁場則是在此基礎(chǔ)上舉一反三。這使得基礎(chǔ)較差的學(xué)生必須提前預(yù)習(xí)，否則上課時思路會跟不上。最后是教室桌椅的布局不合理，無法自由移動，只能滿足日常授課的需要，沒法滿足各小組相對而坐的討論需要，削弱了合作性學(xué)習(xí)的氣氛[9]。

3　結(jié)語

本文針對“工程電磁場”課程采用“大班授課、小班研討”的教學(xué)改革模式從課程設(shè)計、課程實(shí)施和課程考核等層面探究如何將這種教學(xué)模式有效的應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和積極性，從而改善該課程的教學(xué)質(zhì)量。

盡管在實(shí)施過程中存在一些問題，但總的來看，“大班授課、小班研討”的教學(xué)模式能有效促進(jìn)教師與學(xué)生間就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入交流，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，及時解決學(xué)生對一些問題的疑惑，提高課程教學(xué)的實(shí)效性。

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