對分課堂教學(xué)模式在《電工與電子技術(shù)》課程中的應(yīng)用研究

韓小平，諶英敏，張志勇，李慶令，郝稱意

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山西 太谷 030801）

0 引言

伴隨著教育教學(xué)改革的呼聲日漸增高，2018 年6 月教育部召開了新時(shí)代中國高等學(xué)校本科教育工作會議，吹響了建設(shè)“一流本科教育”的集結(jié)號[1]。課堂教學(xué)改革是全面打造“金課”，建設(shè)“一流本科教育”的重要基石，而教學(xué)一線的教師們是這場教學(xué)戰(zhàn)役的主力軍。

“對分課堂”是美國普林斯頓大學(xué)博士、復(fù)旦大學(xué)心理學(xué)教授張學(xué)新基于親身教學(xué)實(shí)踐提出的一種新型教學(xué)模式[2]。對分課堂教學(xué)模式的悄然興起為努力探索中的一線教師指明了方向。對分課堂以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性為主要出發(fā)點(diǎn)[3]。對分課堂重新明確了教學(xué)活動中的師生角色，學(xué)生是教學(xué)活動的主體，教師在教學(xué)活動中起引導(dǎo)作用。對分課堂把教師從“滿堂灌”和“填鴨式”教學(xué)模式中解放出來；同時(shí)給予學(xué)生一定的權(quán)利和自由，讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，并進(jìn)行自我規(guī)劃和自我掌控。

1 傳統(tǒng)電工與電子教學(xué)中存在的問題

1.1 課程特點(diǎn)

電工與電子技術(shù)是高等院校工科非電專業(yè)的專業(yè)必修課程，是唯一一門系統(tǒng)學(xué)習(xí)電的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用的課程，是學(xué)生由基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)向?qū)I(yè)課程學(xué)習(xí)過渡的橋梁，在專業(yè)課程中占有重要的地位。

電工與電子技術(shù)課程專業(yè)性、理論性強(qiáng)[4]，涉及眾多抽象的概念、術(shù)語、電路參數(shù)等。比如阻抗、復(fù)阻抗、無功功率、有功功率、視在功率、功率因數(shù)、線電壓、相電壓、線電流、相電流、載流子、電子、空穴、本征激發(fā)等[5-6]。由于學(xué)生普遍缺乏工業(yè)背景知識、工程意識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等，這些基本物理量使得課程看起來更加抽象、枯燥、雜亂，很容易導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)、對課程失去興趣[7]。

電工與電子技術(shù)課程課時(shí)少，課程信息量大，電路求解方法多。比如直流電路中的求解方法有支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、電源的等效變換、戴維南定理和諾頓定理等，這些方法都有各自的特點(diǎn)，針對同一電路可以有不同的求解方法，在使用這些方法時(shí)同學(xué)們很容易概念混淆，不同的方法交叉使用經(jīng)常造成混亂。又比如，在組合邏輯電路的設(shè)計(jì)中，由于邏輯表達(dá)式的化簡結(jié)果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以同一問題可能有不同的設(shè)計(jì)電路，這樣學(xué)生容易有不知深淺、不確定的模糊感覺。電工與電子技術(shù)內(nèi)容多而龐雜，而課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限，教師往往沒有足夠的課時(shí)加強(qiáng)對知識點(diǎn)的訓(xùn)練，還要同時(shí)兼顧課程內(nèi)容的完整性，前后內(nèi)容的連接性和課程體系的系統(tǒng)性。

電工與電子技術(shù)課程的內(nèi)容日益豐富，知識點(diǎn)多，涉及面寬[8]。隨著電工與電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的新產(chǎn)品和新技術(shù)、新工藝的不斷更新，電工與電子技術(shù)的課程內(nèi)容也在不斷擴(kuò)充，而各專業(yè)的課程學(xué)時(shí)在不斷縮減，因此課堂教學(xué)改革迫在眉睫。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式以教師為中心，盡管在課堂教學(xué)中也采用了信息化教學(xué)手段、工程案例等，但仍然以教師的講授為主，學(xué)生處于被動接收狀態(tài)。在很多情況下學(xué)生往往跟不上老師的節(jié)奏，對老師講授的內(nèi)容沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行消化吸收，只能被動勉強(qiáng)應(yīng)對，長此以往學(xué)生逐漸失去了學(xué)習(xí)的信心，也就難以發(fā)揮自己的主觀能動性。導(dǎo)致學(xué)生課堂效率不高，逃課現(xiàn)象屢見不鮮；教師教學(xué)負(fù)擔(dān)重、效果差，壓力大。

在網(wǎng)絡(luò)和新信息技術(shù)的沖擊下，傳統(tǒng)式課堂顯得枯燥乏味，特別是工科類課程理論性強(qiáng)，概念抽象，給課堂教學(xué)帶來了極大的挑戰(zhàn)。

2 對分課堂教學(xué)模式的應(yīng)用

隨著對分課堂教學(xué)模式的廣泛傳播，綜合考慮我校電工與電子技術(shù)課程的特點(diǎn)，本研究將“對分課堂”教學(xué)模式應(yīng)用到電工與電子技術(shù)課程教學(xué)的實(shí)踐中，以提高課堂效率，減輕教師負(fù)擔(dān)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生對知識的渴求度與好奇心。

2.1 課堂教學(xué)

在課堂教學(xué)活動中通過教師精講、學(xué)生內(nèi)化、小組討論、全班交流4 個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對知識的掌握按照接收→質(zhì)疑→理解→應(yīng)用的遞進(jìn)過程來完成，有效提高了課堂效率。

教師精講——留白。教師首先要精選課程內(nèi)容，對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容要精心設(shè)計(jì)，重點(diǎn)講解。但是要注意把握一定的原則，不能事無巨細(xì)的開展講授，而是有所取舍。不一定讓學(xué)生都能聽得明白，但是需要讓學(xué)生了解即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容的框架結(jié)構(gòu)，給學(xué)生的自主學(xué)習(xí)預(yù)留一定的空間。

個(gè)人內(nèi)化——質(zhì)疑。留白是個(gè)人內(nèi)化的基礎(chǔ)，留白的內(nèi)容需要通過個(gè)人內(nèi)化去強(qiáng)化、補(bǔ)充。在個(gè)人內(nèi)化階段教師會根據(jù)講授內(nèi)容提出問題或者給出思考題，學(xué)生根據(jù)教師的引導(dǎo)完全獨(dú)立地進(jìn)行思考，并嘗試解決實(shí)際問題，并提出質(zhì)疑。

小組討論——理解。在個(gè)人內(nèi)化階段，學(xué)生會產(chǎn)生質(zhì)疑或者不懂、不會的問題，這時(shí)開展課程小組討論，通過小組成員之間的解疑答惑可以解決小組成員大部分的疑問。這個(gè)環(huán)節(jié)教師不隨便參與其中，重點(diǎn)是讓學(xué)生之間相互解決問題。

全班交流——提升。在小組討論中不能解決的問題，在全班交流環(huán)節(jié)提出，跟其它各小組進(jìn)行交流，并相互解決問題。這一環(huán)節(jié)需要教師組織引導(dǎo)，主動權(quán)再次轉(zhuǎn)移到教師手中。教師一方面總結(jié)、歸納課程內(nèi)容，另一方面解答在小組討論中存在的共性問題。

在對分課堂的4 個(gè)環(huán)節(jié)中，教師分配給學(xué)生足夠的時(shí)間去消化吸收課程內(nèi)容，也提供給同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)交流的機(jī)會，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對分課堂教學(xué)方法傳承了傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)，使講授法與討論法二者優(yōu)勢互補(bǔ)，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

2.2 “亮考幫”的應(yīng)用

“亮考幫”是對分課堂的重要組成部分。亮考幫由“亮閃閃”“考考你”和“幫幫我”3 部分內(nèi)容組成。學(xué)生總結(jié)出學(xué)習(xí)過程中自己感受最深、受益最大、最欣賞的內(nèi)容，稱為“亮閃閃”。要把自己弄懂的，但是覺得別人可能存在困惑的地方，用問題的形式表述出來，用來挑戰(zhàn)別人，稱為“考考你”。要把自己不懂、不會的地方或想要了解的內(nèi)容，用問題的形式表述出來求助同學(xué)，稱為“幫幫我”[9-10]?！皽毓识隆笔翘岣邔W(xué)習(xí)效率的重要方法，課程內(nèi)容經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)后，需要對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、鞏固、提高，這是培養(yǎng)學(xué)生對知識點(diǎn)概括總結(jié)、熟練掌握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本研究對本校大學(xué)二年級機(jī)械專業(yè)2018 級學(xué)生期末階段的“亮考幫”作業(yè)進(jìn)行了考察，該班共有學(xué)生77 人，表1 為本學(xué)期課程（電工技術(shù)部分）的主要知識點(diǎn)。

表1 課程主要知識點(diǎn)

要求將這些知識點(diǎn)分別以“亮閃閃”“考考你”和“幫幫我”進(jìn)行歸納總結(jié)，結(jié)果如圖1、圖2、圖3 所示，分別為“亮閃閃”“考考你”和“幫幫我”的票數(shù)分布圖。

圖1 亮閃閃

圖2 考考你

圖3 幫幫我

從圖1 可以看出，得票數(shù)位于前3 位的依次是“基爾霍夫定律”“三相電路的求解”和“戴維寧定理”，說明這些知識點(diǎn)是學(xué)生感興趣且受益的內(nèi)容。相比之下“電路的暫態(tài)分析”得票數(shù)為0，說明該知識點(diǎn)是本課程的難點(diǎn)或者并沒有激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。這些得分較低的知識點(diǎn)需要老師占用較多的時(shí)間，加強(qiáng)學(xué)習(xí)引導(dǎo)。

從圖2 可以看出，“三相電路的求解”得到了最高票數(shù)，說明該知識點(diǎn)是具有一定的挑戰(zhàn)性可以用來考同學(xué)。相比“亮”得票數(shù)最高的“基爾霍夫定律”，在“考考你”里面得分最低，說明該知識點(diǎn)是比較容易掌握的。

從圖3 可以看出，“電路的暫態(tài)分析”得到了最高票數(shù)，其次是“三相電路的求解”“戴維寧定理”。說明這些知識點(diǎn)是本課程的難點(diǎn)，需要老師加強(qiáng)講解，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?fù)雜問題簡單化，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

“亮考幫”綜合得分如圖4 所示，通過橫向比較可以看出學(xué)生對知識點(diǎn)的敏感程度，比如綜合得票數(shù)最高的“三相電路的求解”，說明該知識點(diǎn)是學(xué)生最為感興趣的內(nèi)容，也是不容易掌握，且具有很大挑戰(zhàn)性的內(nèi)容。相比之下“結(jié)點(diǎn)電壓法”得票數(shù)最低，且“亮”的票數(shù)占了總票數(shù)的57%以上，說明該知識點(diǎn)比較容易掌握，可以花較少的時(shí)間去講解或者作為學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容。

圖4 綜合得分圖

通過縱向比較可以看出課程知識點(diǎn)的難易程度。比如“電路的暫態(tài)分析”得到了最高“幫”票數(shù)，說明該知識點(diǎn)是本課程的難點(diǎn)，也說明該知識點(diǎn)學(xué)生掌握的不夠透徹，可以通過增加實(shí)例分析、習(xí)題討論、課堂翻轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié)，將理論知識應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中，以達(dá)到理解的目的。

從“亮考幫”總得分可以直觀地看到同學(xué)們反響比較強(qiáng)烈的一些知識點(diǎn)的情況，這些知識點(diǎn)可能是難點(diǎn)，也可能是大家感興趣的點(diǎn)，教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋，對課程的重點(diǎn)難點(diǎn)有更準(zhǔn)確的把握，從而更好地掌控課堂節(jié)奏，充分發(fā)揮“對分課堂”的優(yōu)勢。

2.3 對分課堂教學(xué)改革帶來的變化

通過對分課堂教學(xué)改革，課堂教學(xué)發(fā)生了很明顯的變化，體現(xiàn)為以下4 個(gè)方面。

首先，師生關(guān)系有了明顯改善。在教學(xué)改革之前，由于課程抽象、枯燥，學(xué)生聽起來不夠有吸引力，師生關(guān)系僵化，課堂效果不盡人意。在課堂教學(xué)改革之后，師生互動增多了，以學(xué)生為中心的課堂調(diào)動起了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性。

其次，學(xué)生的精神風(fēng)貌發(fā)生了變化。一改傳統(tǒng)的課堂上趴桌子睡覺，低頭看手機(jī)現(xiàn)象；變?yōu)楝F(xiàn)在的手中常備紙和筆，抬頭關(guān)注老師講解，低頭思考問題，積極參與課堂活動。

第三，老師的課堂教學(xué)變輕松了。老師不再滿堂灌，而是強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)難點(diǎn)，有選擇性的講解。教師可以有更多的時(shí)間去反思課堂教學(xué)效果、設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，把重點(diǎn)放在學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者和指導(dǎo)者的角色上來。

第四，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有了明顯的提高。一直以來，高掛科率著稱的電工與電子技術(shù)課程，大多數(shù)學(xué)生成績徘徊在60 分邊緣；課堂教學(xué)改革之后，學(xué)生成績明顯提高，且基本能呈正態(tài)分布。圖5、圖6 分別為2018 級（2 個(gè)自然班級，共77 人）和2019級（2 個(gè)自然班級，共83 人）機(jī)械專業(yè)學(xué)生的電工技術(shù)成績分布圖。

圖5 2018 級《電工與電子技術(shù)》（上）成績分布圖

圖6 2019 級《電工與電子技術(shù)》（上）成績分布圖

從學(xué)生的成績分布圖可以很明顯地看到，隨著課堂教學(xué)改革的逐步深入，學(xué)生的整體成績有了明顯的提高，課程不及格人數(shù)逐步減少，高分成績比例有了明顯提高。

3 總結(jié)

對分課堂教學(xué)模式的實(shí)施，為我校電工與電子技術(shù)課程的課堂教學(xué)帶來了革命性的變化。教師提綱挈領(lǐng)的引導(dǎo)和講解保證了課程知識傳遞的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和有效性，老師雖然講得少了，但是價(jià)值和地位得到了進(jìn)一步的提升；另外通過課堂討論教師很容易了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況。對分課堂教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的課堂效率，而且提升了學(xué)生的課堂參與度，學(xué)生有更多的時(shí)間對課堂內(nèi)容進(jìn)行消化吸收，并且通過小組互動加強(qiáng)了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。