基于SPOC的“走進電世界”課堂教學創新實踐

樊亞東 唐 飛 王建國 李 蕊 孫元章 專祥濤

(武漢大學 電氣與自動化學院,武漢 430072)

人才培養既是高校的中心工作,又是高校的根本任務[1]?！敖獭迸c“學”是人才培養的兩大要素,作為人才培養的核心環節,課堂教學在教學中的作用不言而喻。

2020年武漢大學開展的首屆“教與學革命”珞珈論壇是深化本科教育改革的重要舉措,將推進課堂教學革命作為提高教學質量的重要抓手?！耙詫W生為中心”的理念是我國高等教育改革的發展方向,同時是提升教學質量主要的方法[2],也是課堂教學設計重要的思想基礎[3]。

武漢大學自2020級開始,進行新工科大類招生,在大學一年級第二學期結束后進行專業(水利水電、動力機械、電氣工程、自動化、土木)細分,“走進電世界——電氣工程與自動化專業概論”課程從新生第一學年第一學期調整到三學期開設,半個月內完成,1.5個學分,24個學時,講授18學時,6學時實踐。這樣大的密度下完成課程學習,對教師“教”和學生“學”都是一大挑戰。

2019年“走進電世界”[4-5]課程被認定為首批國家級一流本科課程,通過教學方法的創新、傳統課堂教學的革新,“以學生為中心”理念的貫徹、激發課堂活力成為線下課程建設的主要建設目標。

可見,不論從人才培養任務、學校對本科課堂質量要求、課程本身的特點,課程時間安排,還是國家一流本科課程建設需要,都要求我們在課堂教學上作進一步的創新[6]。隨著國內新冠疫情形式好轉,課程從線上轉變到線下,在后疫情時代,“不走疫情之前教學老路”[7]成為高等教育管理和教學部門在教學實踐中的共識,充分利用好在線上教學期間積累的線上資源,結合線下教學,即在混合式教學過程中,如何更好地開展“以學生學為中心”的課堂教學,是我們需要思考和實踐的問題。

本文總結了SPOC課程模式[8-9]在“走進電世界”課堂教學的一些思路和實踐,以求拋磚引玉,共同探討電氣工程專業概論課“教”和“學”課堂教學設計思路和具體實施方法。

1 課程主要內容和目標

“走進電世界”課程的定位為電氣類專業重要的認識平臺課。教學內容有6大塊,主要包括電氣工程與高等教育、電磁理論建立、電氣工程技術與理論發展、發電類型與電能利用、中國電力工業發展和特色、電力系統組成、自動化概念及應用等。

通過本課程學習,達到三個目標:①讓學生系統認識本學科和專業,為深入學習本專業打下扎實的思想基礎;②讓學生通過100多年的電氣發展和創新創造史,了解學科發展概貌和發展趨勢,學科發展所面臨的重大問題,增強專業責任感,增加創新意識,并培養學生科學人文交融和辯證的思維方式;③讓學生從科學家和工程師們經歷的失敗、突破和成功中,感受電氣技術發明的艱難歷程,培養學生實事求是、敢于探索和無畏攀登的精神。

從教學內容和教學目標可以看出,課程性質超越了專業介紹屬性,上升到學生學習規劃、電氣工程學科和電工技術發展、學科前沿、行業發展、相關學科關聯的層面,以培養具有寬廣而扎實的基礎、強能力高素質的創新型復合人才。

2 SPOC課程模式在課堂教學中應用

2.1 SPOC課程模式

A·?？怂菇淌谧钤缣岢鯯POC這個概念。相對于MOOC中的Massive(大規模),SPOC中Small(小規模)學生一般在幾十人到幾百人。相對于MOOC中的Open(開放性),Private對學生進入課堂設置了限制性條件。在“走進電世界”教學中納入SPOC課程管理的學生是學習本門課的本班學生。

MOOC中學生以獨立自主為主,討論區里活躍的學生才能獲得較多的交流和互動,當學生數量較多時,MOOC模式就缺乏足夠的教學交互。

采用SPOC課程模式,基本上包含任課教師線上完成MOOC的資源、課程PPT、問答題等學習資源的上傳,學生線上學習和回答問題,線下課堂教學,線下期末考試幾個環節。這種模式能充分結合線上課堂和線下課堂各自優勢,有效地彌補MOOC的全部都在線上進行所引起的一些短板。

2.2 SPOC課程模式的思想基礎

課堂是實現課程教學內容和目標的基本單元,也是支撐專業培養方案的抓手。在互聯網時代,海量信息迎面撲來,知識獲得日益便捷,教師感受到來自新技術和學生的壓力,以傳授知識為主的課堂教學一般情況下很難激發學生的學習興趣。

讓學生參與到課堂教學中來,將以教師“教”為中心模式轉變為以學生“學”為中心課堂教學。從而激發學生思考,提升學生主動參與課堂教學的程度,增強學生展示水平和創新思維能力。

從專業概論課的角度看,認知平臺課“走進電世界”涉及的知識面寬且量大。課程內容多,知識點多、易散,按部就班地講授內容很容易變成空洞的說教。經過多年的教學實踐,課程組在課堂教學中探索了一些好的方法,例如在不同的章節內容,介紹學科方向時請學科帶頭人走進課堂;講到大學學習和學習規劃時,請優秀學長走進課堂參與討論或介紹經驗;講學科前沿和技術進步時,請方向導師進行介紹,或者讓學生就某一題目或專題展示和討論。這些好的做法若都放在線下課堂,很難系統地完成課程教學任務,容易造成上課很熱鬧,下課學習內容不系統、不全面、比較散的結果。因此,必須借助課堂外的延伸,以達到激發學生學好學透和學習內容系統完整的教學目標。

“走進電世界”課程經歷了1996-2000年課程探索起步階段,2001-2004年編寫和完成課程體系的成熟階段,以及2004年以后不斷創新提升階段,目前已成為學?！皣夜た苹A課程電工電子教學基地”的重要模塊課程之一,2007年被評為武漢大學精品課程,2011年被評為湖北省精品課程,2020年入選首批國家級一流本科課程。

2.3 SPOC在課程教學中的探索

“走進電世界”每個班級人數在30至90人之間,這樣的學生規模是引入SPOC課程的理想范圍。2021年開始,“走進電世界”引入SPOC課程模式,授課前將課程簡介、學習指南、教學大綱、教學PPT、實驗室介紹、視頻資料(如10集《百年電力》、發電方式、變壓器發電機制造過程及結構、新能源發電等),指定參考書、學時安排、各章思考題等放在SPOC線上課堂,在線上明確提出學習和考核要求,適當增加作業量及難度,提升學生在課堂展示和討論前的文獻閱讀量,加大學生學習投入力度。

“走進電世界”SPOC課程模式的具體做法如下:學生完成線上任務點學習,包括學習PPT、觀看視頻,完成作業和回答問題,參與線上討論,然后在線下課堂上,學生圍繞每章核心問題進行展示或討論,教師據此了解學生知識點是否掌握和掌握程度,在課上與學生一起處理任務的缺項和不牢固的知識點。教師由此調整教課內容的范圍、調控課堂的進度和節奏。

學生通過在線觀看課程PPT、視頻、完成規定的作業來保證學習時間和強度,按照觀看時長、回答問題正確與否來考核平時成績I,這部分成績可以自動統計,占比20%。線下課堂展示水平和討論參與度用于確定平時成績II,占比20%,加上期末考試,占比為60%,成績的評定盡量減少教師主觀成分,讓學習過程考核占有較高比例,保證了成績評定的準確性和客觀性,SPOC的自動評分功能將評價和評分及時反饋給學生,這種及時的“負反饋”有利于學生主動學習,也讓教師有更多的時間和精力投入到課程設計、和學生一起討論、解決學生遇到的問題中去。

在課堂展示和小組討論前,學生們都要經過學習基本知識、查閱資料、歸納總結、制作專題的PPT階段,促使學生認真準備,激發學生參與課堂教學的力度,可以鍛煉學生查閱文獻的能力、表達能力和面對面答疑能力,教學互動顯著增強。

SPOC課程模式創造一些更為靈活有效的方式,這樣使得課堂內、外教學更高效。加上MOOC、QQ群交流的輔助作用,上課前,學生已明確任務,接觸到了適量且形式豐富的資料。課堂上,教師不再唱獨角戲,而是組織學生研討,指導學生解決遇到的難題。學生分組針對某個專題展示時,小組內有分工也有協作,往往會有一些超出希望的優秀展示,教師適當參與,進行引導和鼓勵。課堂后,再按照任務點要求,高效完成必要的學習。這樣經過線上自學——線下課堂——線上線下學習總結三輪學習,比傳統講授——復習總結模式,無論是教學效率還是教學效果都有較大提高。

創新的SPOC課堂教學模式體現重視教學過程的每個環節。真正實現了教師與學生之間的合作教學,促進教師課堂內容與學生學習愿望相結合,使學生忙起來,主動起來,同時對教師在教學中的組織和指導能力也提出了更高的要求。該教學模式有利于培養學生處理復雜問題的多維思路,真正實現教學相長。

2.4 教學效果

在教學內容增加,考試難度不變情況下,2020級SPOC教學模式與2018級、2019級傳統線下授課模式,以全年級學生考試作為樣本,對“走進電世界”課程有關畢業目標要求達成度支撐項進行比較,達成度穩中略有上升,取得較好教學效果,如表1所示。本科教學質量管理系統中學生評教認為,“課程內容豐富,能讓我們較好地了解電氣工程專業與行業現狀”“采用多種教學方式,激發學生學習興趣”。

表1 課程對畢業目標要求達成度支撐項

3 結語

SPOC課程模式的引入是課堂改革、互聯網發展、高效利用MOOC資源的一種必然。是“以學生為中心”的教學理念的一種具體表現。這種混合式教學,適用面廣泛,方式靈活,如何利用好這種模式、每一個環節如何設計和實施,對于每門課的教師來說是值得研究和實踐的長期任務。