“工程电磁场”课程教学模式改革研究

2018-04-15郑凌蔚林伟杰张启忠

电气电子教学学报 2018年1期

罗　平，郑凌蔚，林伟杰，张启忠

(杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州 310018)

0　引言

目前，我国高校采用大班授课制的教学组织形式比较流行。这种以“教师课堂讲授、学生被动接受”为主的教学模式，在早期师资匮乏、教学设施和教学手段落后的大环境下是比较切合实际的[1]。但随着社会对创新性人才的需求日益迫切，以及教育教学手段的极大发展的新形势下，这种教学模式已不能适应当今社会对高等教育的要求了。同时，鉴于我国高校的班级规模普遍较大、师生配比较低、教室数量有限等许多实际情况，很难实现所有课程的小班化教育。因此“大班授课、小班研讨”这种教学模式近些年在国内高校本科教学中逐渐引起了重视[2-4]。

“大班授课、小班研讨”这种教学模式的特点是以大班授课为基础、小班研讨为补充和完善[5]。小班研讨增加了学生与教师平等对话的机会，每一个学生都可以充分地参与到具体问题的讨论中来，提出自己对某一问题的认识和疑问，加深或拓宽自己对某一问题的理解；教师也可以有针对性地通过对话、讨论等手段来为学生解决疑惑。

1　“工程电磁场”教学现状

“工程电磁场”课程作为我校自动化学院电气工程与自动化专业的必修课程，每年有接近200名学生学习该课程。但由于师资有限，该课程的教学工作目前主要由3位授课教师承担，导致每个开课班最少是由两个自然班组成的大班，人数接近70人。此外，“工程电磁场”课程涉及的知识面广；对学生的高等数学知识的应用能力要求高；课程中公式推导多，计算复杂；要求学生具有较好的空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力，致使该课程大班授课效果不太理想[6，7]。

因此，在我校教改项目的支持下，课程教学组将“大班授课、小班研讨”的教学模式引入“工程电磁场”课程中，将传统“教师讲，学生听”为主的教学模式转变为“教师引导，学生参与”的基于自主学习与合作学习的新型教学模式[8]。

2　“工程电磁场”教改实施

2.1　教学和小班研讨内容的确定

我校“工程电磁场”所选用的教材是王泽忠教授等人编著的《工程电磁场》(第二版)，课时为40个学时，开展“大班授课，小班研讨”的教学模式首先需要合理安排大班授课学时和小班研讨学时。在兼顾学生学习基础的情况下，经过教学组教师的讨论研究，最后决定大班理论授课34个学时，小班讨论6个学时。

由于授课学时并不富裕，需要充分利用学校提供的网络教学资源和网络教学平台，将教师课堂讲授与课外学生网络平台自学相结合，充分发挥学生在教学活动中的主体地位。此外，在大班授课时，要侧重于让学生掌握解决一般科学研究问题的方法。也就是说让学生通过对”工程电磁场”课程的学习，了解并掌握“场”的思想和方法，为其在今后的专业学习及工作科研中应用“场”的方法奠定重要的基础。因此，教师授课时要从场源的特点、媒质的电磁特性、场的基本变量、场的基本方程、场的边界条件和场的边值问题模型出发，通过对比讲授，层层推进，使学生对“工程电磁场”各个方面有清晰的整体认识。

由于“大班授课、小班研讨”的教学模式对学生自主学习的能力和独立思考能力要求颇高，因此，教师在大班授课、小班研讨两个阶段的教学过程中，要合理设计教学内容，尤其在小班研讨的过程中，需要划分阶段，循序渐进，由解决大班授课中的疑难问题入手到引导学生参与实际案例讨论，逐步消除学生的畏难情绪，以此提高学生的学习热情，完成自主学习与合作学习。因此6个学时的小班讨论课，分3个主题进行。3次研讨课的主题根据文献[8]的说法可分成为3个层次，第1层次是习题研讨课，也就是“补习课”，对学生要求比较低，比较容易参与进来；第2层次讨论课的主题是“寻找生活中的电磁场”，由于不涉及太多数学计算方面的内容，又能培养学生撰写报告、制作PPT的能力以及培养团队合作的精神，可归类为“演示课”和“讨论课”。第3层次是利用Matlab对简单的电磁场边值问题进行分析求解，对学生的基础知识和动手能力要求较高，也就是所谓“提高班”。在讨论课前可以将相关教学资料工传到网络教学平台上，让学生有充分的时间提前准备，从而能更有效地提高讨论课的效率。

2.2　研讨课实施质量的控制

实施“大班授课、小班研讨”中的小班研讨，要求学生通过研讨能主动地参与到教学中来。为此教师要做好研讨前、研讨中和研讨后三个环节中与学生的沟通工作。研讨课要“以学生为主体、以教师为主导”，激发学生自主学习、积极探索，鼓励并引导他们的好奇心、求知欲。小班讨论以小组为单位，每组4-5 人，组内各角色分工鼓励采用轮岗制。由小组代表作主题发言，其他同学和教师提问和质疑；指导教师就研讨问题的深度、发言者语言组织、PPT的制作、团队配合等方面进行点评和总结。

2.3　合理教学评价方法的制定

通过“过程性评估+终结性评估”的教学评估方法，对学生学习效果采取多方位的评定。尤其是将研讨课上的表现，小组作业等平时教学过程的表现也引入教学评价中，如在小班研讨过程中，除小组指定发言人外，应增加对其他成员的抽查，或者制定轮流发言、组合发言制度，促进小组成员分工合作、相互制约，形成良好的合作学习的气氛，尽量避免出现学生“搭便车”的现象。

课程考核成绩总的评定比例分为：课堂成绩(10%)、研讨成绩(20%)、作业成绩(10%)、期末成绩(60%)。其中，课堂成绩主要包括出勤情况、上课听课及课堂互动情况。研讨成绩包括两部分，一部分是组内同学互评的成绩，另一部分是由指导教师和其余组为每名同学打分的成绩。其中计分权重为教师权重占60%，其余组权重占30%，组内互评权重占10%。

2.4　教学实施效果的分析及存在的问题

为了对这种教学方法的实施效果进行分析，教学团队在教学改革实施的第一学年课程结束时，以不记名问卷调查的形式，让学生对大班教学内容、小班讨论内容和讨论方法、课程教学效果等方面进行评价。调查显示，90%的学生对“大班授课、小班研讨”这种教学模式表示非常满意或者满意，认为推动了自己主动参与到教学活动中来。小班讨论的形式加深了自己对教学中的重点难点知识的理解和记忆，提高了查阅资料和研究的能力，同时也锻炼了表达能力及团结协作能力。

教学团队通过调查还发现：在实际实施过程中仍存在一些问题。首先，如何合理的给学生分组，充分调动每个学生的学习积极性，避免某些同学“搭便车”是件很困难的事情。学生根据个人的喜好分组会导致组与组之间实力相差比较大，在一定程度上会影响小组讨论的效果。其次“大班授课、小班讨论”这种教学模式会占用学生较多的课余时间，尤其是大二下学期学生的功课比较多，有些学生时间投入不足，影响了学习效果。再次，由于讨论课占用了部分学时，所以导致授课内容时间上有所压缩。因此在授课时，静态场的讲解以静电场为主，恒定电场和恒定磁场则是在此基础上举一反三。这使得基础较差的学生必须提前预习，否则上课时思路会跟不上。最后是教室桌椅的布局不合理，无法自由移动，只能满足日常授课的需要，没法满足各小组相对而坐的讨论需要，削弱了合作性学习的气氛[9]。