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摘要:對分課堂是近幾年來興起的一種新型課堂教學模式。本文以應用物理學專業工科課程“真空工程技術基礎”為例,從學生實踐技能素質培養和工程設備、技術的人才市場需求兩方面出發,探討對分課堂在高校和實驗教學中的具體實踐形式。實踐技能培養重在強調理論與實驗的同步對接,提升學生的實踐操作能力;市場導向要求學生開闊眼界,掌握學習方法,強化隱性學習能力。運用好對分易平臺,輔之以有效的翻轉課堂形式,讓對分課堂在工科課堂教學中大放異彩。
0引言
三年前,有篇中國日報、共青團報點贊推出的現象級文章《致沉睡中的大學生:你不失業,天理難容!》一度將中國成千上萬的高等院校生推上了風口浪尖。于是乎,各種學霸、學渣、公知、憤青都出來發表一下評論,有人覺得這樣一篇類似毒雞湯式的戰斗檄文大可不必上綱上線,什么階層固化論、拼命不如拼爹論、沉睡貌似裝睡論的各種響應論調莫衷一是。姑且不說這些論調牽扯出的西方“奶頭樂”陰謀論和深層次的政治學、社會學、行為學、心理學等繁冗的理論體系,單單從現象本身出發,官方推出的意味多少帶著點警告、提醒、甚至振聾發聵。因為部分新時代的大學生確實太過佛系或者世故,少了青年人的進取心,受不了挫折,過不了逆境,一味地找客觀原因而缺少主觀判斷力。而作為大學生主要活動場所的高校課堂需要怎么做才能讓學生不在未來失業呢?在我國高等教育模式普遍借鑒西方教育體系的大背景下,國內外學者提出的各種教學方法自然大行其道。“費曼學習法”強調以教促學,不斷地將知識概念理解吃透,做到通俗易懂,有點像唐代白居易的詩老少咸宜。以這種學習法為基礎衍生出來的有效課堂、翻轉課堂等強調以教促學、以學生為主體的課堂教學模式仍然是各種教學改革實踐的主流形式。隨著互聯網信息技術的發展和資源共享權限的逐步開放,優質課程資源的視頻教學模式因不受時間和空間限制的優勢特別適合職場上班族或者想提升個人學歷的人群,但這樣的教學形式也僅僅是把傳統課堂教學的線下模式放到線上而已,師生互動環節難以開展,學習效果很大程度上要靠學習者的自律行為來完成。對分課堂是2014年復旦大學張學新教授提出的一種新型課堂教學模式,實行將教學時間對分一半給老師,一半給學生的方式,不僅優化了老師的時間管理方式,還給學生充分展示自我學習的機會,最終從教學達成的實際效果來評估教學本身。從知網搜索關鍵詞“對分課堂”會發現,越來越多的老師選擇這種新的教學模式進行課堂教學,說明對分課堂的受歡迎程度很高,還不包括沒有的實際案例。“真空工程技術基礎”是面向應用物理學專業真空方向本科三年級學生的一門必修課,其中實驗操作課時占總課時40%。采用傳統的以老師為主的課堂講授方式,很難讓學生真正懂得真空技術的一些關乎學生就業面的重要應用。因此,運用基于講授(presenta-tion)、內化吸收(assimilation)和討論(discussion)模式的對分PAD課堂可以將理論知識和實踐操作融會貫通,并在分組討論環節加入真空設備產品的調研、真空大科學裝置的科普學習、真空技術的關鍵應用等模塊,對于應用物理學專業學生來說,這些舉措能讓學生有效地了解本專業方向的市場應用,激發他們自主學習的興趣。
1對分課堂教學實踐形式
1.1實踐技能和課堂文化建設。在教育部提出新工科建設的大背景下,高等院校的工科課程應該注重學生理論水平和實驗技能的綜合提升,尤其是學生的實踐動手能力要加強。為充分發揮學生的主觀能動性,本課程設置為一周中的三節課堂教學后,接著進行兩節課的實驗教學。實驗及教學環節從以下兩個方面突出對分課堂的教學呈現形式。一方面,在授課老師演示一遍實驗操作后,鼓勵學生在實驗室現場給老師和學生講解實驗的工作原理及實驗技術細節。這樣做的好處是將課堂上講授的理論知識與實踐操作相結合,通過學生來重復、講授這些知識點能讓學習者切身體會理論指導實踐的意義,通過實踐操作來內化吸收重要知識點,達到學以致用的目的。例如,在拆裝油封式旋片機械泵的實驗中,通過讓學生指認該裝置的重要零部件來強化知識點;在介紹熱陰極電離真空計測量高真空的時候,從熱絲發射電子、柵極加速電子、收集極收集陽離子流來歸納氣體在真空中的放電現象、潘寧放電等重要真空應用技術。本實驗教學的對分形式與翻轉課堂還是有很大區別的,前者通過理論結合實踐的形式來內化吸收知識點,在實踐操作中考察學生的知識掌握程度,后者主要是以學生的身份來講授知識點,并不太關注學生對理論的掌握程度是否能應用于實踐。另一方面,無論是課堂教學,還是實驗教學,建設師生互動、生生互動的交互式學習模式是重中之重。對分課堂注重知識體系的建構,單單靠授課老師和學生中的一方是難以支撐起來的,而“對分易”平臺能有效地將建構點銜接起來,起到事半功倍的教學效果。其中,“對分易亮、考、幫”學習模式引導學生自主完成課程重要內容、知識點的消化和吸收,并由老師和學生共同完成章節內容中的難點和疑點,努力完善“學而思,思而學,溫故知新”的辯證學習法。在分組討論的過程中,老師應該走下講臺到學生中去,以組員身份參與討論不夠積極、不熱烈的小組中,鼓勵不愛表現的學生大膽開口,多聆聽他們的心聲,搜尋每個人的閃光點,循序漸進地推進對分課堂分組討論的學生參與度。對分易的線上討論模塊,可以由老師或學生發起最新的真空應用專業技術話題,發起者可以就技術內容做一下簡短的科普性介紹,學生可以暢所欲言地發表自己的看法,這有助于拓寬學生的眼界,讓其知曉國內外在真空技術應用的最新進展。另外,學生群體的共同語言多,讓討論組中的組員輪流上講臺交流學習心得和體會,并對老師的教學方式提出意見和建議,促進對分課堂的平等化、人文化的課堂文化建設理念,師生共同學習和進步,才能讓學習的氛圍真正醞釀起來,知識點掌握將越發牢固。
1.2市場導向的教學形式。對分課堂講授要求授課老師不僅僅局限于參考教材,在串講基礎理論知識的框架下,要結合實際的市場應用情況來展開,這對于培養學生的市場意識有重要作用。第一,以市場為導向的對分教學模式,從產品的市場占有份額來判斷企業的實力。例如,講授真空獲得設備-各種真空泵的知識點時,可以要求學生在分組討論前期的準備工作中,主動查閱網絡資料,了解國內外真空泵生產企業的產品在市場的份額,因為產品的市場口碑、價值定位體現了該產品生產廠家的綜合實力,以后無論是學生就業還是為工作單位購買設備產品都是有很大幫助的。真空泵產品作為獲得真空的直接設備,為了市場推廣,國內外真空科技公司均有自己的產品官網,各種泵的性能特點都能直接從互聯網獲取。學生通過瀏覽這些網站,并在分組討論的時候將各種真空泵的優缺點以PPT、口頭報告形式呈現出來,有助于他們掌握各種類型真空泵的重要性能參數,而不是簡單地停留在對概念比較熟悉的基礎之上。第二,以市場為導向的對分教學模式,從市場產品的更新換代來了解和思考產品的技術優化和創新。在學習真空測量儀器時,在講授各類型真空測量裝置的工作原理的基礎上,老師應該充分調研現階段真空測量技術領域中的各種真空測量裝置,從最簡單的壓力計到最精密的雙BA規,從早期的玻璃真空規管到現在普遍使用的金屬真空規管,從全壓力測量真空計到分壓力測量真空計,引導學生通過真空技術網站、網絡文獻、專利網站、真空測量裝置的產品官網等途徑來了解這些真空測量裝置的技術創新點。例如,“薄膜真空計的零點漂移如何解決”“怎樣提高熱陰極電離真空計的熱絲電子發射效率”等。這些問題是源于教材,又高于教材,學生只有在充分準備的情況下,才能在分組討論后將問題闡釋清楚。這些有助于學生深層次地了解真空測量裝置的技術細節,增強他們的隱性學習能力,對于畢業后進入企業研發部工作的學生有非常大的幫助。
2實踐教學評價與解決方法
筆者2019年教授的班級人數超過40人,分成8個討論組,每組6人,進行了理論和實驗教學的對分課堂。在最初教學的三、四周時間內,學生參與對分課堂的積極性較高,實踐教學初見成效。一旦新鮮期過了,課堂分組討論、小組PPT演示環節會出現學生積極性回落的現象。在課堂進行分組討論時,大部分同學能很快融于自己的小團隊,但有少部分學生對此不感興趣,對討論的專業話題不積極、不發言,一味讓小組里的佼佼者為小組做知識總結,而自己很少參與進來??梢姡蟀嘟虒W進行對分課堂分組討論的環節,有少部分學生的參與度低,不乏濫竽充數的學生。解決方案主要靠老師或者其他組員進行適當干預,這樣做的壞處是這部分學生覺得老師是小題大做,他們的自尊心受到傷害而導致后續的分組討論學習無法正常進行。所以,老師應保證授課內容多樣性,例如將時下的網絡熱點新聞與專業知識相結合、采用直觀形象的視頻來解釋工程技術原理、搬運領域內專家的MOOC視頻進行輔助教學等手段,這些方法有效地避免了老師“滿堂灌”的傳統教學弊端,對調動學生學習的積極性大有裨益。另一個解決措施來自于授課老師的直接干預。比如,本課程的教學內容加入了“翻轉課堂”的作業形式,主要是通過學生自主選題,準備一段時間后上講臺講授PPT,然后由老師和其他學生提問,老師根據PPT的講演表現和問題回答情況來賦分成績。這對于學生個體的要求性較高,杜絕了大班教學采用對分課堂分組討論形式中存在濫竽充數的學生個體,盡管耗時頗多,但對于學生專業素養的提升極為有利。因此,引入翻轉課堂的作業形式,彌補了對分課堂對學生個性化展示方面的不足,是對分課堂教學形式的一個有力補充。另外一個有趣的現象是,學生選題中最受歡迎的是真空技術應用的科普性展示,例如強子對撞機發現希格斯粒子、探測中微子振蕩的大亞灣核物理試驗、可控核聚變“托克馬克”裝置、北京正負電子對撞機、中國散裂中子源、質子-重離子治癌裝置等真空技術在加速器上系列應用專題。為了更好地展示PPT報告,學生必須在課后查閱大量的網絡資源才能深入了解這些高真空技術的應用案例,這不僅開闊了他們的眼界,還知曉了國內外一些大科學裝置的實際用途,為他們今后的就業層次面提供了一個參考。
3結論
總之,開展課堂和實驗室實踐教學相結合的對分課堂形式是一種有別于傳統工科課堂教學的新型教學模式。不僅優化了授課老師的時間管理方式,加深了老師對專業課程的應用價值理解度,而且能使學生掌握高校課程的基本學習方法,潛移默化地增強他們的隱性學習能力。工科課程的最終價值目標是服務市場、服務社會,將市場意識融于高校日常教學的場所,能拓寬學生的專業眼界,探聽市場經濟脈搏,最后以對分課堂討論和翻轉課堂的形式將這些重要知識及信息點實行共享,是提升高校課堂學習效果的重要方法,也是學習、研究事物的重要手段。
作者:王澤松 鄒長偉 單位:嶺南師范學院物理科學與技術學院