基于SPOC的“走进电世界”课堂教学创新实践

樊亚东 唐 飞 王建国 李 蕊 孙元章 专祥涛

(武汉大学 电气与自动化学院,武汉 430072)

人才培养既是高校的中心工作,又是高校的根本任务[1]。“教”与“学”是人才培养的两大要素,作为人才培养的核心环节,课堂教学在教学中的作用不言而喻。

2020年武汉大学开展的首届“教与学革命”珞珈论坛是深化本科教育改革的重要举措,将推进课堂教学革命作为提高教学质量的重要抓手。“以学生为中心”的理念是我国高等教育改革的发展方向,同时是提升教学质量主要的方法[2],也是课堂教学设计重要的思想基础[3]。

武汉大学自2020级开始,进行新工科大类招生,在大学一年级第二学期结束后进行专业(水利水电、动力机械、电气工程、自动化、土木)细分,“走进电世界——电气工程与自动化专业概论”课程从新生第一学年第一学期调整到三学期开设,半个月内完成,1.5个学分,24个学时,讲授18学时,6学时实践。这样大的密度下完成课程学习,对教师“教”和学生“学”都是一大挑战。

2019年“走进电世界”[4-5]课程被认定为首批国家级一流本科课程,通过教学方法的创新、传统课堂教学的革新,“以学生为中心”理念的贯彻、激发课堂活力成为线下课程建设的主要建设目标。

可见,不论从人才培养任务、学校对本科课堂质量要求、课程本身的特点,课程时间安排,还是国家一流本科课程建设需要,都要求我们在课堂教学上作进一步的创新[6]。随着国内新冠疫情形式好转,课程从线上转变到线下,在后疫情时代,“不走疫情之前教学老路”[7]成为高等教育管理和教学部门在教学实践中的共识,充分利用好在线上教学期间积累的线上资源,结合线下教学,即在混合式教学过程中,如何更好地开展“以学生学为中心”的课堂教学,是我们需要思考和实践的问题。

本文总结了SPOC课程模式[8-9]在“走进电世界”课堂教学的一些思路和实践,以求抛砖引玉,共同探讨电气工程专业概论课“教”和“学”课堂教学设计思路和具体实施方法。

1 课程主要内容和目标

“走进电世界”课程的定位为电气类专业重要的认识平台课。教学内容有6大块,主要包括电气工程与高等教育、电磁理论建立、电气工程技术与理论发展、发电类型与电能利用、中国电力工业发展和特色、电力系统组成、自动化概念及应用等。

通过本课程学习,达到三个目标:①让学生系统认识本学科和专业,为深入学习本专业打下扎实的思想基础;②让学生通过100多年的电气发展和创新创造史,了解学科发展概貌和发展趋势,学科发展所面临的重大问题,增强专业责任感,增加创新意识,并培养学生科学人文交融和辩证的思维方式;③让学生从科学家和工程师们经历的失败、突破和成功中,感受电气技术发明的艰难历程,培养学生实事求是、敢于探索和无畏攀登的精神。

从教学内容和教学目标可以看出,课程性质超越了专业介绍属性,上升到学生学习规划、电气工程学科和电工技术发展、学科前沿、行业发展、相关学科关联的层面,以培养具有宽广而扎实的基础、强能力高素质的创新型复合人才。

2 SPOC课程模式在课堂教学中应用

2.1 SPOC课程模式

A·福克斯教授最早提出SPOC这个概念。相对于MOOC中的Massive(大规模),SPOC中Small(小规模)学生一般在几十人到几百人。相对于MOOC中的Open(开放性),Private对学生进入课堂设置了限制性条件。在“走进电世界”教学中纳入SPOC课程管理的学生是学习本门课的本班学生。

MOOC中学生以独立自主为主,讨论区里活跃的学生才能获得较多的交流和互动,当学生数量较多时,MOOC模式就缺乏足够的教学交互。

采用SPOC课程模式,基本上包含任课教师线上完成MOOC的资源、课程PPT、问答题等学习资源的上传,学生线上学习和回答问题,线下课堂教学,线下期末考试几个环节。这种模式能充分结合线上课堂和线下课堂各自优势,有效地弥补MOOC的全部都在线上进行所引起的一些短板。

2.2 SPOC课程模式的思想基础

课堂是实现课程教学内容和目标的基本单元,也是支撑专业培养方案的抓手。在互联网时代,海量信息迎面扑来,知识获得日益便捷,教师感受到来自新技术和学生的压力,以传授知识为主的课堂教学一般情况下很难激发学生的学习兴趣。

让学生参与到课堂教学中来,将以教师“教”为中心模式转变为以学生“学”为中心课堂教学。从而激发学生思考,提升学生主动参与课堂教学的程度,增强学生展示水平和创新思维能力。

从专业概论课的角度看,认知平台课“走进电世界”涉及的知识面宽且量大。课程内容多,知识点多、易散,按部就班地讲授内容很容易变成空洞的说教。经过多年的教学实践,课程组在课堂教学中探索了一些好的方法,例如在不同的章节内容,介绍学科方向时请学科带头人走进课堂;讲到大学学习和学习规划时,请优秀学长走进课堂参与讨论或介绍经验;讲学科前沿和技术进步时,请方向导师进行介绍,或者让学生就某一题目或专题展示和讨论。这些好的做法若都放在线下课堂,很难系统地完成课程教学任务,容易造成上课很热闹,下课学习内容不系统、不全面、比较散的结果。因此,必须借助课堂外的延伸,以达到激发学生学好学透和学习内容系统完整的教学目标。

“走进电世界”课程经历了1996-2000年课程探索起步阶段,2001-2004年编写和完成课程体系的成熟阶段,以及2004年以后不断创新提升阶段,目前已成为学校“国家工科基础课程电工电子教学基地”的重要模块课程之一,2007年被评为武汉大学精品课程,2011年被评为湖北省精品课程,2020年入选首批国家级一流本科课程。

2.3 SPOC在课程教学中的探索

“走进电世界”每个班级人数在30至90人之间,这样的学生规模是引入SPOC课程的理想范围。2021年开始,“走进电世界”引入SPOC课程模式,授课前将课程简介、学习指南、教学大纲、教学PPT、实验室介绍、视频资料(如10集《百年电力》、发电方式、变压器发电机制造过程及结构、新能源发电等),指定参考书、学时安排、各章思考题等放在SPOC线上课堂,在线上明确提出学习和考核要求,适当增加作业量及难度,提升学生在课堂展示和讨论前的文献阅读量,加大学生学习投入力度。

“走进电世界”SPOC课程模式的具体做法如下:学生完成线上任务点学习,包括学习PPT、观看视频,完成作业和回答问题,参与线上讨论,然后在线下课堂上,学生围绕每章核心问题进行展示或讨论,教师据此了解学生知识点是否掌握和掌握程度,在课上与学生一起处理任务的缺项和不牢固的知识点。教师由此调整教课内容的范围、调控课堂的进度和节奏。

学生通过在线观看课程PPT、视频、完成规定的作业来保证学习时间和强度,按照观看时长、回答问题正确与否来考核平时成绩I,这部分成绩可以自动统计,占比20%。线下课堂展示水平和讨论参与度用于确定平时成绩II,占比20%,加上期末考试,占比为60%,成绩的评定尽量减少教师主观成分,让学习过程考核占有较高比例,保证了成绩评定的准确性和客观性,SPOC的自动评分功能将评价和评分及时反馈给学生,这种及时的“负反馈”有利于学生主动学习,也让教师有更多的时间和精力投入到课程设计、和学生一起讨论、解决学生遇到的问题中去。

在课堂展示和小组讨论前,学生们都要经过学习基本知识、查阅资料、归纳总结、制作专题的PPT阶段,促使学生认真准备,激发学生参与课堂教学的力度,可以锻炼学生查阅文献的能力、表达能力和面对面答疑能力,教学互动显著增强。

SPOC课程模式创造一些更为灵活有效的方式,这样使得课堂内、外教学更高效。加上MOOC、QQ群交流的辅助作用,上课前,学生已明确任务,接触到了适量且形式丰富的资料。课堂上,教师不再唱独角戏,而是组织学生研讨,指导学生解决遇到的难题。学生分组针对某个专题展示时,小组内有分工也有协作,往往会有一些超出希望的优秀展示,教师适当参与,进行引导和鼓励。课堂后,再按照任务点要求,高效完成必要的学习。这样经过线上自学——线下课堂——线上线下学习总结三轮学习,比传统讲授——复习总结模式,无论是教学效率还是教学效果都有较大提高。

创新的SPOC课堂教学模式体现重视教学过程的每个环节。真正实现了教师与学生之间的合作教学,促进教师课堂内容与学生学习愿望相结合,使学生忙起来,主动起来,同时对教师在教学中的组织和指导能力也提出了更高的要求。该教学模式有利于培养学生处理复杂问题的多维思路,真正实现教学相长。

2.4 教学效果

在教学内容增加,考试难度不变情况下,2020级SPOC教学模式与2018级、2019级传统线下授课模式,以全年级学生考试作为样本,对“走进电世界”课程有关毕业目标要求达成度支撑项进行比较,达成度稳中略有上升,取得较好教学效果,如表1所示。本科教学质量管理系统中学生评教认为,“课程内容丰富,能让我们较好地了解电气工程专业与行业现状”“采用多种教学方式,激发学生学习兴趣”。

表1 课程对毕业目标要求达成度支撑项

3 结语

SPOC课程模式的引入是课堂改革、互联网发展、高效利用MOOC资源的一种必然。是“以学生为中心”的教学理念的一种具体表现。这种混合式教学,适用面广泛,方式灵活,如何利用好这种模式、每一个环节如何设计和实施,对于每门课的教师来说是值得研究和实践的长期任务。