对分课堂在高校工科课程中实践探究

对分课堂在高校工科课程中实践探究

摘要:对分课堂是近几年来兴起的一种新型课堂教学模式。本文以应用物理学专业工科课程“真空工程技术基础”为例,从学生实践技能素质培养和工程设备、技术的人才市场需求两方面出发,探讨对分课堂在高校和实验教学中的具体实践形式。实践技能培养重在强调理论与实验的同步对接,提升学生的实践操作能力;市场导向要求学生开阔眼界,掌握学习方法,强化隐性学习能力。运用好对分易平台,辅之以有效的翻转课堂形式,让对分课堂在工科课堂教学中大放异彩。

关键词:对分课堂;工科课程;实践教学;市场就业

0引言

三年前,有篇中国日报、共青团报点赞推出的现象级文章《致沉睡中的大学生:你不失业,天理难容!》一度将中国成千上万的高等院校生推上了风口浪尖。于是乎,各种学霸、学渣、公知、愤青都出来发表一下评论,有人觉得这样一篇类似毒鸡汤式的战斗檄文大可不必上纲上线,什么阶层固化论、拼命不如拼爹论、沉睡貌似装睡论的各种响应论调莫衷一是。姑且不说这些论调牵扯出的西方“奶头乐”阴谋论和深层次的政治学、社会学、行为学、心理学等繁冗的理论体系,单单从现象本身出发,官方推出的意味多少带着点警告、提醒、甚至振聋发聩。因为部分新时代的大学生确实太过佛系或者世故,少了青年人的进取心,受不了挫折,过不了逆境,一味地找客观原因而缺少主观判断力。而作为大学生主要活动场所的高校课堂需要怎么做才能让学生不在未来失业呢?在我国高等教育模式普遍借鉴西方教育体系的大背景下,国内外学者提出的各种教学方法自然大行其道。“费曼学习法”强调以教促学,不断地将知识概念理解吃透,做到通俗易懂,有点像唐代白居易的诗老少咸宜。以这种学习法为基础衍生出来的有效课堂、翻转课堂等强调以教促学、以学生为主体的课堂教学模式仍然是各种教学改革实践的主流形式。随着互联网信息技术的发展和资源共享权限的逐步开放,优质课程资源的视频教学模式因不受时间和空间限制的优势特别适合职场上班族或者想提升个人学历的人群,但这样的教学形式也仅仅是把传统课堂教学的线下模式放到线上而已,师生互动环节难以开展,学习效果很大程度上要靠学习者的自律行为来完成。对分课堂是2014年复旦大学张学新教授提出的一种新型课堂教学模式,实行将教学时间对分一半给老师,一半给学生的方式,不仅优化了老师的时间管理方式,还给学生充分展示自我学习的机会,最终从教学达成的实际效果来评估教学本身。从知网搜索关键词“对分课堂”会发现,越来越多的老师选择这种新的教学模式进行课堂教学,说明对分课堂的受欢迎程度很高,还不包括没有的实际案例。“真空工程技术基础”是面向应用物理学专业真空方向本科三年级学生的一门必修课,其中实验操作课时占总课时40%。采用传统的以老师为主的课堂讲授方式,很难让学生真正懂得真空技术的一些关乎学生就业面的重要应用。因此,运用基于讲授(presenta-tion)、内化吸收(assimilation)和讨论(discussion)模式的对分PAD课堂可以将理论知识和实践操作融会贯通,并在分组讨论环节加入真空设备产品的调研、真空大科学装置的科普学习、真空技术的关键应用等模块,对于应用物理学专业学生来说,这些举措能让学生有效地了解本专业方向的市场应用,激发他们自主学习的兴趣。

1对分课堂教学实践形式

1.1实践技能和课堂文化建设。在教育部提出新工科建设的大背景下,高等院校的工科课程应该注重学生理论水平和实验技能的综合提升,尤其是学生的实践动手能力要加强。为充分发挥学生的主观能动性,本课程设置为一周中的三节课堂教学后,接着进行两节课的实验教学。实验及教学环节从以下两个方面突出对分课堂的教学呈现形式。一方面,在授课老师演示一遍实验操作后,鼓励学生在实验室现场给老师和学生讲解实验的工作原理及实验技术细节。这样做的好处是将课堂上讲授的理论知识与实践操作相结合,通过学生来重复、讲授这些知识点能让学习者切身体会理论指导实践的意义,通过实践操作来内化吸收重要知识点,达到学以致用的目的。例如,在拆装油封式旋片机械泵的实验中,通过让学生指认该装置的重要零部件来强化知识点;在介绍热阴极电离真空计测量高真空的时候,从热丝发射电子、栅极加速电子、收集极收集阳离子流来归纳气体在真空中的放电现象、潘宁放电等重要真空应用技术。本实验教学的对分形式与翻转课堂还是有很大区别的,前者通过理论结合实践的形式来内化吸收知识点,在实践操作中考察学生的知识掌握程度,后者主要是以学生的身份来讲授知识点,并不太关注学生对理论的掌握程度是否能应用于实践。另一方面,无论是课堂教学,还是实验教学,建设师生互动、生生互动的交互式学习模式是重中之重。对分课堂注重知识体系的建构,单单靠授课老师和学生中的一方是难以支撑起来的,而“对分易”平台能有效地将建构点衔接起来,起到事半功倍的教学效果。其中,“对分易亮、考、帮”学习模式引导学生自主完成课程重要内容、知识点的消化和吸收,并由老师和学生共同完成章节内容中的难点和疑点,努力完善“学而思,思而学,温故知新”的辩证学习法。在分组讨论的过程中,老师应该走下讲台到学生中去,以组员身份参与讨论不够积极、不热烈的小组中,鼓励不爱表现的学生大胆开口,多聆听他们的心声,搜寻每个人的闪光点,循序渐进地推进对分课堂分组讨论的学生参与度。对分易的线上讨论模块,可以由老师或学生发起最新的真空应用专业技术话题,发起者可以就技术内容做一下简短的科普性介绍,学生可以畅所欲言地发表自己的看法,这有助于拓宽学生的眼界,让其知晓国内外在真空技术应用的最新进展。另外,学生群体的共同语言多,让讨论组中的组员轮流上讲台交流学习心得和体会,并对老师的教学方式提出意见和建议,促进对分课堂的平等化、人文化的课堂文化建设理念,师生共同学习和进步,才能让学习的氛围真正酝酿起来,知识点掌握将越发牢固。

1.2市场导向的教学形式。对分课堂讲授要求授课老师不仅仅局限于参考教材,在串讲基础理论知识的框架下,要结合实际的市场应用情况来展开,这对于培养学生的市场意识有重要作用。第一,以市场为导向的对分教学模式,从产品的市场占有份额来判断企业的实力。例如,讲授真空获得设备-各种真空泵的知识点时,可以要求学生在分组讨论前期的准备工作中,主动查阅网络资料,了解国内外真空泵生产企业的产品在市场的份额,因为产品的市场口碑、价值定位体现了该产品生产厂家的综合实力,以后无论是学生就业还是为工作单位购买设备产品都是有很大帮助的。真空泵产品作为获得真空的直接设备,为了市场推广,国内外真空科技公司均有自己的产品官网,各种泵的性能特点都能直接从互联网获取。学生通过浏览这些网站,并在分组讨论的时候将各种真空泵的优缺点以PPT、口头报告形式呈现出来,有助于他们掌握各种类型真空泵的重要性能参数,而不是简单地停留在对概念比较熟悉的基础之上。第二,以市场为导向的对分教学模式,从市场产品的更新换代来了解和思考产品的技术优化和创新。在学习真空测量仪器时,在讲授各类型真空测量装置的工作原理的基础上,老师应该充分调研现阶段真空测量技术领域中的各种真空测量装置,从最简单的压力计到最精密的双BA规,从早期的玻璃真空规管到现在普遍使用的金属真空规管,从全压力测量真空计到分压力测量真空计,引导学生通过真空技术网站、网络文献、专利网站、真空测量装置的产品官网等途径来了解这些真空测量装置的技术创新点。例如,“薄膜真空计的零点漂移如何解决”“怎样提高热阴极电离真空计的热丝电子发射效率”等。这些问题是源于教材,又高于教材,学生只有在充分准备的情况下,才能在分组讨论后将问题阐释清楚。这些有助于学生深层次地了解真空测量装置的技术细节,增强他们的隐性学习能力,对于毕业后进入企业研发部工作的学生有非常大的帮助。

2实践教学评价与解决方法

笔者2019年教授的班级人数超过40人,分成8个讨论组,每组6人,进行了理论和实验教学的对分课堂。在最初教学的三、四周时间内,学生参与对分课堂的积极性较高,实践教学初见成效。一旦新鲜期过了,课堂分组讨论、小组PPT演示环节会出现学生积极性回落的现象。在课堂进行分组讨论时,大部分同学能很快融于自己的小团队,但有少部分学生对此不感兴趣,对讨论的专业话题不积极、不发言,一味让小组里的佼佼者为小组做知识总结,而自己很少参与进来。可见,大班教学进行对分课堂分组讨论的环节,有少部分学生的参与度低,不乏滥竽充数的学生。解决方案主要靠老师或者其他组员进行适当干预,这样做的坏处是这部分学生觉得老师是小题大做,他们的自尊心受到伤害而导致后续的分组讨论学习无法正常进行。所以,老师应保证授课内容多样性,例如将时下的网络热点新闻与专业知识相结合、采用直观形象的视频来解释工程技术原理、搬运领域内专家的MOOC视频进行辅助教学等手段,这些方法有效地避免了老师“满堂灌”的传统教学弊端,对调动学生学习的积极性大有裨益。另一个解决措施来自于授课老师的直接干预。比如,本课程的教学内容加入了“翻转课堂”的作业形式,主要是通过学生自主选题,准备一段时间后上讲台讲授PPT,然后由老师和其他学生提问,老师根据PPT的讲演表现和问题回答情况来赋分成绩。这对于学生个体的要求性较高,杜绝了大班教学采用对分课堂分组讨论形式中存在滥竽充数的学生个体,尽管耗时颇多,但对于学生专业素养的提升极为有利。因此,引入翻转课堂的作业形式,弥补了对分课堂对学生个性化展示方面的不足,是对分课堂教学形式的一个有力补充。另外一个有趣的现象是,学生选题中最受欢迎的是真空技术应用的科普性展示,例如强子对撞机发现希格斯粒子、探测中微子振荡的大亚湾核物理试验、可控核聚变“托克马克”装置、北京正负电子对撞机、中国散裂中子源、质子-重离子治癌装置等真空技术在加速器上系列应用专题。为了更好地展示PPT报告,学生必须在课后查阅大量的网络资源才能深入了解这些高真空技术的应用案例,这不仅开阔了他们的眼界,还知晓了国内外一些大科学装置的实际用途,为他们今后的就业层次面提供了一个参考。

3结论

总之,开展课堂和实验室实践教学相结合的对分课堂形式是一种有别于传统工科课堂教学的新型教学模式。不仅优化了授课老师的时间管理方式,加深了老师对专业课程的应用价值理解度,而且能使学生掌握高校课程的基本学习方法,潜移默化地增强他们的隐性学习能力。工科课程的最终价值目标是服务市场、服务社会,将市场意识融于高校日常教学的场所,能拓宽学生的专业眼界,探听市场经济脉搏,最后以对分课堂讨论和翻转课堂的形式将这些重要知识及信息点实行共享,是提升高校课堂学习效果的重要方法,也是学习、研究事物的重要手段。

作者:王泽松 邹长伟 单位:岭南师范学院物理科学与技术学院