对分课堂模式下供配电技术课程教学改革研究

2023-06-07刘武扬

科技风 2023年15期

摘要：供配电技术是电气工程及其自动化专业的一门核心课程，传统教学模式下师生互动交流较少，学生课堂学习主动性不高。对分课堂是针对当前高校课堂教学效果不足提出的一种课堂教学改革新模式，本文将对分课堂教学模式引入供配电技术课程，详细阐述了对分课堂教学模式下供配电技术课程的教学设计过程。实践表明，对分课堂能够改善供配电技术课程的教学效果，值得在电气工程及其自动化专业课程教学中进一步推广。

关键词：对分课堂；供配电技术；教学模式；师生互动

供配电技术是工科类高等院校电气工程及其自动化专业本科生的专业核心课程，是研究工业与民用电力用户供配电系统的学科[1]。该课程在电气工程及其自动化专业本科课程教育教学中的地位尤为重要，有助于学生夯实电力设计理论基础知识，毕业后从事供配电技术行业工作。供配电技术课程内容涉及标准规范，与电力系统分析、电力系统继电保护以及高电压技术等课程知识联系紧密，知识面涉及较广，对于学生学习和教师教学均有较大难度[2]。传统课堂教学模式下学生的学习主动意识不强，积极性不高，再加上知识点较多，课堂教学气氛不够浓厚，课堂教学方式亟需改革。本文将对分课堂教学模式应用到供配电技术课程教学中，探索改革的实践成效，为专业课程的教学改革提供新思路。

1 供配电技术课程特点与教学现状分析

1.1供配电技术课程的重要性

随着当今电力行业的迅速发展，电气工程在传统行业的地位更加突出，企业对于电力人才的需求也不断增多。供配电技术课程与电力设计和电力装备制造业直接相关，主要介绍供配电系统设计、运行、维护、检修所必须的专业知识[3]。供配电技术理论课程是其课程设计和实验的基础，学生只有先掌握好理论基础才能运用理论知识指导实践，才能在实验中提升工程应用能力。其内容主要是围绕工厂供电系统进行设计，主要包含几大板块，分别是负荷计算、短路计算、一次系统设计、线路选型、过电流保护、二次回路设计以及防雷保护接地等，供配电技术知识框架如图1所示。

1.2 教材内容难以反映电力行业新成果

当今电力行业与高新技术联合不断紧密，智能电网建设进程持续加快，很多一、二次设备已经更新换代，并逐渐往智能化、智慧型方向发展。传统的教学内容均以教材为载体，教材中的部分典型电气设备结构复杂、性能落后，在目前的工厂供电系统应用中已经逐步被替代。另外有些国家标准已经更新换版多次，对于工程设计又有了很多新要求，但在教材中很少体现。新型设备涉及较少，与行业发展联系不够紧密，专业教师有必要对教材进行内容重构，在讲授内容的同时适当引入新的技术知识和行业发展概况，引导学生在经典内容的基础上不断探索新知识，确保供配电技术知识体系的及时更新。

1.3 课堂教学方式难以调动学生学习积极性

目前大多数院校的供配电技术课程的课堂教学，均以讲授法为主，教师真正与学生进行面对面交流的较少，学生在课堂学习中感觉到枯燥乏味。课堂教学后虽布置有相关习题和作业，但由于缺乏课堂交流，学生对于知识的掌握停留在表面，认真思考的机会并不多[4]。学生的基础不够牢固，独立思考能力有限，如果只靠聆听教师的讲授，学生较难直接理解和掌握，而如果过多陷入独立思考阶段，则不易于打开个人思维局限性，更不易形成发散思维[5]。因此，学生亟需在教师讲授、独立思考之后通过同伴互相讨论，主动交流、参与分析，来共同實现解决问题和克服知识难点的效果[6]。另外，多数教师在对供配电技术课程平时成绩的考核中课堂讨论的占比非常有限，不利于学生愿意主动花费更多的时间在课堂讨论环节。再者，供配电技术中电气设备接线方式与工作原理比较抽象，其中较多专业知识直接涉及到机械基础和工程制图等知识，部分参数还需要查阅教材附录表或设计规范，多种因素导致学生在初次接受到该课程时的学习难度较大，很难带着对专业知识的探究兴趣深入到课堂的章节学习中。

2 对分课堂模式下供配电技术课程教学设计

慕课和翻转课堂等教学改革模式的出现推动了供配电技术课程教学的发展，创新了形式，丰富了内容，但各自的优缺点鲜明，未真正实现新教学模式下的应用与普及。对分课堂最早是由复旦大学张学新教授提出的一种新型教学模式，该模式主要是针对于传统教学模式的不足提出的，对分课堂就是将一次课的时间分为两半，一半时间以教师讲授为主，另一半时间是学生独学内化吸收和课堂讨论[7]。对分课堂的理念在于打破传统课堂教学的模式，在课堂上给予学生更多的自主空间，学生在教师讲授完消化吸收思考的同时，完成作业亮考帮，把收获的、掌握的以及存有疑问的内容写出来[8]。而课堂讨论阶段就是将课堂所学知识进行梳理和概括，围绕着作业亮考帮，让学生进行分组交流探讨，极大程度上锻炼了学生的专业知识归纳能力和语言表述能力。统计发现，目前对分课堂在电气工程及其自动化专业的课程中应用较少，而应用于供配电技术课程的教学改革更少，因此将对分课堂教学模式应用于供配电技术课程进行教学改革很有研究价值和意义。

本研究以三相用电设备组计算负荷的确定为教学实例，设计对分课堂模式下供配电技术课程教学过程，主要包含内容讲授、独学内化吸收、课堂讨论三个阶段。结合供配电技术课程教学特点，以当堂对分为主，部分章节采用隔堂对分。

2.1 内容讲授

针对“三相用电设备组计算负荷的确定”这一节内容，首先引导学生分析正确确定计算负荷对于保证工厂供电系统可靠运行的重要性。重点针对需要系数法和二项式法进行讲解，尤其是需要系数法作为负荷计算最主要的计算方法，如何进行三相用电设备组计算负荷的确定是整节内容的重中之重。先通过介绍单组用电设备计算负荷的确定方法，引出多组用电设备计算负荷的思路，然后运用二项式法分别进行单组用电设备计算负荷和多组用电设备计算负荷的确定，另外在计算时要注意不同工作制下用电设备容量如何换算的问题。同时在讲授时要做好留白，给学生留下举一反三发散思考的空间。精讲时间只占课堂时间的一半，由于供配电技术采用一次课三小节的排课模式，共计16周课时，每次课总共135min，因此教师精讲时间安排为70min。

2.2 独学内化吸收

教师讲授完重难点之后，要给学生独学内化吸收的时间安排。学生在聆听教师精讲的基础上再进行独学内化吸收，有助于对课程的重难点内容进行更深层次的思考和理解，也有利于在小组讨论环节提高效率。教师在该阶段要布置作业亮考帮，引导学生把自己对于本节内容收获最大和感触最多、最有可能作为考点以及仍然尚存疑虑的内容，用问题的形式罗列出来，语句措辞要言简意赅。学生在所定时间范围内快速回顾教师精讲的内容，并完成作业亮考帮，学生独学内化吸收时间为20min。

2.3 课堂讨论

课堂讨论阶段主要包括三个环节，分别是生生对话，师生对话，以及教师总结答疑。以19电气工程及其自动化专业1班为例，人数共计55人，根据班级情况提前分成讨论小组。每组学生5-6人，确保小组内成员座位连在一起，小组讨论时间为20min。为进一步激发学生讨论热情，并给所有学生明确的引导，教师拟题作为学生讨论的重要参考。小组讨论后，每个小组派一名代表将讨论结果以及尚未解决的问题进行阐述，小组代表可以是小组选出或是教师随机指定，师生对话时间为15min。最后教师针对反馈的共性问题进行总结和解答，并根據每个小组的讨论情况和小组代表的阐述情况进行评价和评分，以激励学生在下次讨论中应如何注重方式方法或在某个部分提升改进，总结答疑时间为10min。供配电技术当堂对分教学过程设计如图3所示。

3 教学改革应用的效果

通过将对分课堂教学模式应用在供配电技术课程中进行教学改革，取得了较好的效果。

3.1丰富了课程教学内容

对分课堂模式改变了传统课堂教学模式下工科专业学习的枯燥性，大大激发了学生学习的兴趣和课堂学习的效率。课程的教学内容更加丰富，学生在课堂上的参与度不再是仅限于教师的提问回答，而是全体学生分组参与，生生交流和师生交流。另外，在供配电技术课程考核中通过加大学生小组讨论和课堂表现的成绩比例，进一步鼓励了学生在平时课堂学习过程中积极投入到对分课堂的积极性，更大程度激发了学生对于专业知识的求知欲，在下一阶段的课堂讨论中更加重视该课程的专业地位。

3.2 学生的综合能力大幅度提高

大多数工科专业的学生习惯了教师传统的满堂灌课堂教学方式，初次接触对分课堂有点陌生，但很快就激发了热情，并喜欢上了这种课堂学习方式。由于工科专业的核心课程内容较多，再加上理解有一定难度，很多教师采用了大量时间讲授的方式帮助学生去分析理解知识内容。学生原本的参与度就较少，如果在自身理解较困难的情况下缺乏沟通会导致学习的效果更不理想。而学生在课下时间进行相互交流的频次并不多，因此单单只靠听讲和独学内化吸收的效率仍不足。对分课堂模式下由于教师的引导和督促，学生从被动变为主动，从最初的不情愿到后来的踊跃抢答，学生对于专业课的学习变得更加努力上进。同时学生更积极地参与到课堂学习的氛围当中，学会更清晰地将所学知识用专业术语表述准确，这对于学生逻辑思维能力、沟通表达能力、临场应变能力以及团结协作能力等都有很大的提升作用，有利于学生毕业后更顺利地步入专业技术岗位。

3.3 教师的教学水平显著提升

对分课堂教学模式相比于传统课堂教学模式而言，对于教师的能力要求较高。教师要将授课内容压缩一半时间，对于每个章节的知识点内容要进行精简，选出哪些作为精华部分在课堂上进行重点讲解，哪些属于类似或举一反三部分可作为留白供学生发散思考。另外教师还要结合最新的专业发展和行业变化调整教学大纲、更新教学内容，融入最新的发展理念，适应工程技术人才核心能力培养要求，适应高素质复合型新工科人才培养需要，教师的工作量增大了很多。但实际上在教师备课的过程中，教师的把握能力和掌控能力也在不断增强。再者，教师在课堂上面对学生提出的各种不同类型问题，和学生一起交流探讨，答疑解惑，教师的综合能力和教学水平有了长足的进步。

结语

将对分课堂教学模式应用到供配电技术课程教学中，结合专业班级实际，融入新的课堂教学理念，探索适合该课程的教学方法，大大改善了课堂教学效果。学生对于课程学习的积极性和专业兴趣不断提升，对于课堂学习获得的成就感显著提高。同时教师运用新的教学理念进行课程教学的能力不断增强，课程教学质量取得了明显提升，对分课堂教学模式在电气工程及其自动化专业课程教学的应用值得进一步推广。

参考文献：