对分课堂教学模式在电磁场与电磁波课程教学中的运用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）13-0146-02
The Application of PAD Class in Teaching Electromagnetic Fields and Waves
WU Ai-ting
（School of Electronics and Information， Hangzhou Dianzi University， Hangzhou 310018，China）
Abstract： The PAD （Presentation-Assimilation-Discussion） class is proposed to address the malpractices in current college class teaching， which takes the both advantages from the conventional depiction teaching and discussion-based teaching. Its novelty is to divide the class hours into two sections， where the former half is for the lecture by the teacher and the latter one is for the group discussions among the students. To fix the major issues in the current teaching of the electromagnetic fields and waves course， the PAD class method is applied. Results from the pilot experiment show that the new method effectively improves the conventional teaching and learning methods， gains a high degree of recognition and acceptance， and increases the learning initiatives and interests of the students. Therefore， the PAD teaching method is worthy for the further practice and promotion in the teaching of the electromagnetic fields and waves curriculum.
Key words： electromagnetic fields and waves； PAD class； college class teaching； assimilation； self-reading； group discussion
电磁场与电磁波这门课程其物理概念较为抽象，并要求学生数学基础较好，学生学习理解有难度。
在课程学习过程中，有相当一部分学生的数学基础较为薄弱，加上电磁场相关概念本来就较为抽象，自然学习起来就倍感吃力。另外收集到很多学生对于电磁场课程的评价是：基本概念多、各类公式多、理论推导多，不仅需要把大量的基本概念记牢，还需要熟悉各种理论推导过程，很难抓住重点。电磁场和电磁波都是看不见摸不着的，很多学生都反映这东西太抽象，无法建立起一个对其具体的认知，从而自然对课程学习产生畏难情绪。所以，对于电磁场与电磁波这门课来说，传统的教学方式已不能解决这些问题，应尝试新的教学模式。
1 对分课堂的介绍
为了改变学生在传统讲授式教学过程中的完全被动地位，国内外教育领域的专家和各个大学提出了很多新的教学方式，比如讨论式教学。国外比较早就认识到学生参与程度是教学质量的一个重要因素[1-3]。讨论式教学在很多发达国家的高等学府已经成为重要的辅助教学手段[4-5]。国内对于讨论式教学的研究在近年来发展迅速，并且得到广泛认可[6]。讨论式教学一般包括教师讲授、学生讨论和教师总结三个部分，它更为侧重启发式教学，鼓励学生独立思考[7]。与讲授式教学相比，讨论式教学仍然有讲授环节，这是两者的相同点。它们最大的不同之处在于讨论环节。需要教师深度参与学生的小组讨论中来进行引导。因此，讨论式教学对于人数较多的大班课程，授课效率就成为一个无法避免的问题，并不适合大班教学。其次，由于经验问题，学生小组讨论需要由教师进行适当引导，否则很容易出现无效讨论，讨论内容偏离教学预定目标，影响学习的效率。这实际上对教师也提出了新的要求，如果教师按部就班完全按教材内容去引导，小组讨论实际上还是跟着教??的思路走，那么也就沦为小组讲授，讨论式教学就成为表面现象。讨论环节的这些特点使得讨论式教学更适合自主学习能力较强的学生，比如研究生。对于目前大部分低年级本科生来说，要求偏高。此外，为了在讨论环节能够展开有效讨论，这需要学生课前进行充分预习。而目前国内大学本科课程量较大，必修课程较多，分配到各门课程上时间较为有限，课前参考资料的查找和阅读就会构成较大负担。与国内大学本科教育相比，国外学生每学期选课少，每门课都可以保证较为充裕的时间投入。 总体来说，讲授式教学和讨论式教学有各自的优缺点，在实际教学过程中经常把这两种教学方式结合起来加以应用。复旦大学张学新教授结合了讲授式教学和讨论式教学的优势，在2014年提出了对分课堂教学方式[8]。对分课堂将教学过程分为讲授、内化吸收和讨论三个过程。教师进行知识内容的讲授占50%的时间，老师引导下的学生间的互动交流和讨论占另外50%的时间。对分课堂与传统讲授教学相同的地方是仍然是教师先讲授，然后学生再学习，先教再学，这一点没有变化。与此同时，对分课堂借鉴讨论式教学的地方在于同时鼓励学生的自主性，提倡交互式学习。这里的交互既包括老师与学生之间的，也包括学生和学生之间的。对分课堂强调要把老师讲授和学生讨论安排在不同的时间段。在讲授完毕后，学生有充分的时间进行自我学习和对于内容的理解，并且这种知识的吸收是非常个性化的。这是对分课堂最为主要的创新点。此外，不同的学生有不同级别的学习目标和学习需求。对分课堂力求满足这种差异性的需求，并且在考核上引入过程性评价。
2 对分课堂的实践
对电磁场与电磁波专业基础课，作者首次尝试了对分课堂教学模式。该班学生70人，课时设置总共64学时，上课16周，每周上两次课，每次课两个学时，每个学时45分钟。前14周进行教科书8个章节的讲授与学习，接下来的1周时间进行分组式的学习和讨论，最后1周分组进行总结、展示和演讲。具体实施如下，第1周第一次课的课堂时间，分配给老师进行第1章内容的讲授。下课后，学生需要进行自主阅读，复习课堂上讲授的章节内容，写出学习心得和仍然有疑问的地方，作为课后作业内容的一部分。第1周的第二次课安排如下：第1节的前半节课主要安排为学生间的讨论。将所有学生进行分组，每组4～5人进行分组讨论，讨论内容包括但不限于，学习心得的分享，相互进行解答疑难，对于课后习题解法的讨论。后半节课进行师生之间的讨论，对于少数仍然存在的典型问题和难点，由老师进行进一步的引导和讲解，选取一部分优秀读书笔记进行展示。第2节课，教师讲授下一个新章节，课后要求与第1次课类似。以此类推，从第3到第14周的教学方式安排与第1周类似，2节课的时间，前面1节课，是对上周讲授内容的讨论，既包括学生间的讨论，也包括老师和学生间的讨论。后面1节课，教师开始新的章节内容。第15周开始，课堂学习内容从教科书转到相关文献资料，这些可由老师帮助选择。
通过对分课堂的具体实施过程，我们可以看到，每周的学习都包含了对分课堂所强调的三个过程：讲授、吸收和讨论。首先是老师对教科书里基础理论知识的讲授，然后是学生对于上次所学知识的讨论，最后是教师和学生之间的互动讨论。课后，在两次课程之间，要求学生进行自主教材阅读学习，进行内化吸收过程，配合课后习题完成对于所讲授内容的全面理解，并为下次的课堂讨论做好准备。
在课程结束后，我们进行了在线问卷调查，通过学生的反馈和评价对对分课堂的实际教学效果进行评估。向电磁场课程学生发放在线问卷，一共70份，完成的有效问卷68份。问卷调查结果显示学生对对分课堂这种新的教学模式的接受度和认可度均处于较高水平。以上面所提到的8个问题为例。对于前4个问题，对于教学环节认同度打分的均值分别为4.3/5，4.3/5，4.2/5，4.5/5；学习目标完成度打分的均值分别为4.2/5，3.8/5，4.0/5，3.9/5。学生每周课外平均学习时间为50分钟。52.3%的调查者认为对分课堂教学模式更适合青年教师使用，11.2%的学生偏向资深教师，其余学生无偏好。学习压力上，5.9%的人选择“很轻”，14.7%的人选择“较轻”，66.2%的学生选择“合适”，10.3%的人选择“较重”，2.9%的人选择“过重”。总体评价上，23.5%的人选择“很好”，55.9%的人选择“较好”，16.1%的人选择“一般”，3.0%的人选择“不如传统”，1.5%的人选择“很差”。总结起来，从对分课堂所强调的讲授、内化吸收、讨论这三个核心教学环节来看，其目标认同度和教学效果获得了同学们的较高评价。具体数据如下，学习效果受到了73.5%的人的认可，认为学习负担合适、较轻或很轻的学生占86.8%，79.4%的调查者认为其好于传统的讲授式教学。基于问卷调查结果的进一步数据分析表明，对分课堂能够有效改善教学和学习效果，获得了大多数同学的支持，其带来的额外学习负担在可接受范围内。
3 结论
目前国内高等教育的教学方式仍然还是以传统的讲授式教学为主。对分课堂是针对高校课堂不足之处提出的一种新型教学方法，它吸收了讲授式教学与讨论式教学两者各自的优点。对于传统讲授式教学，对分课堂仍然强调先由老师进行知识讲授，确保学生系统准确地接受知识，同时也保证了平均效率。和讨论式教学类似，对分课堂也强调学生与学生之间，老师与学生之间的有效讨论，充分调动学生的学习积极性。对分课堂和讨论式教学最大的不同之处在于，对分课堂在进行讨论之前会有一个学生进行自我阅读和学习，进行“内化吸收”的过程。这个过程是非常个性化的过程。不同学生对于不同知识内容，理解吸收的速度和方法各不相同，我们需要让学生根据自身的条件和特点，采用自己的方法来完成这一步。
本文对对分课堂在电磁场与电磁波课程教学中的实践做了初步地探索。调查问卷的分析结果表明，对分课堂教学模式认可度与接受度高，可以有效提高学生学习参与程度，明显改善目前教学方法中的一些问题。当然，在对分课堂的实践中我们也发现了一些具体的细节问题。比如，如何更好地设计课后作业来进行课后学习负担与知识吸收效率的平衡；对于学生人数较多的大班课程，如何有效组织课堂讨论；在对分课堂模式下如何公平有效地进行学生的课程成绩评价等，这些问题都需要更多的实践才能找到更好的答案。总的来说，对分课堂为电磁场与电磁波课程以及其他大学课堂提供了一个新的教学方式改革的思路，希望更多人在今后更多课程的教学实践中进行更深入的研究和探索。
