基于“雨課堂”的工程電磁場翻轉課堂教學探索

摘要：工程電磁場課程教學內容多，學時少，課程抽象，僅靠傳統(tǒng)滿堂灌教學無法達到教學目的，需要引進新的教學方式。翻轉課堂教學可以因材施教，對于大班教學，傳統(tǒng)的多媒體教室無法進行有效互動。雨課堂是清華大學學堂在線推出的混合式教學工具，將大班翻轉課堂教學實施成為可能，實現(xiàn)課前、課中和課后學習情況的有效監(jiān)測，根據(jù)學生情況對教學進度可以適時調整，增加師生互動，可以有效進行因材施教。

關鍵詞：工程電磁場;翻轉課堂;雨課堂;互動

1 翻轉課堂優(yōu)缺點

2000年M J Lage etc.認為翻轉課堂即在傳統(tǒng)教室里發(fā)生的事情發(fā)生在課堂之外。[1]2011年美國的翻轉課堂大會上對翻轉課堂進行了定義：翻轉課堂是一種手段，它增加了學生與教師間的互動和個性化交流時間。因此學生需要對自己負責，才能保證課堂的積極性。2013年國內鐘曉流等認為翻轉課堂是一種新型的教學模式，由教師課前提供教學資料，學生課前完成學習，課堂則是師生進行作業(yè)解答、互動交流的時間。

翻轉課堂教學可以解決不同學生基礎不同，學習需求不同的問題。每個學生對學習資料掌握程度不同，所花時間不同，僅僅靠課堂教學時間難以讓基礎較差的學生掌握新知識。對于基礎差的學生，可以通過對教師提供的教學視頻等資料進行反復觀看，并在不懂的地方停下來查閱資料，這樣可以提高學生的學習自信心，激發(fā)學生的興趣，更愿意自主學習。對于學生基礎好，自學能力強的學生，可以根據(jù)自己的能力，對教師提供的資料進行更深層次的拓展學習。翻轉課堂實現(xiàn)了學習個性化，這對教師提供好的教學資料提出了一定的要求。

翻轉課堂盡管有因材施教的優(yōu)勢，但要實施起來除了需要提教師在課前供高質量的教學資料外，對教師在課堂中如何實施教學，以保證增加學生與教師間的互動也提出了更高的要求。教師需要進行更多的教學資料分析，教學環(huán)節(jié)的設計，還需要能提前對每個學生的掌握情況進行了解，才能在有限的時間內進行有效的互動交流。對于大班教學，僅僅靠傳統(tǒng)的多媒體教室，qq群等方式，很難進行真實有效的學習情況的了解。

2 工程電磁場課程特點

三峽大學電氣工程及其自動化專業(yè)中《工程電磁場》課程使用教材是清華大學出版社出版的，王澤忠編寫的教材。課時只有32個學時。教學大綱中要求對靜電場、恒定電磁場、時變電磁場、鏡像法、能量和力等內容進行掌握和了解。對于32學時，教學內容顯得過多。且電磁場課程較為抽象[2]，需要一定的數(shù)學基礎、物理基礎。在歷年的考試中，電磁場一直都是大部分學生認為的難學難考的科目，學生有畏難情緒，學習興趣不高。因此，在傳統(tǒng)教學課堂上會存在學生游離課堂，玩電子產(chǎn)品等現(xiàn)象，即使端坐教室，也存在跟不上課堂教學進度的現(xiàn)象。

如何在32課時內，進行有效的課程教學，引進智慧教育是很有必要的。移動化設備的出現(xiàn)，對課堂教學來說是一把雙刃劍。一方面，對自制力較差且學習基礎差的學生來說，教師無法做到對每個學生進行實時監(jiān)控;另一方面，微信公眾平臺、云計算等方式的出現(xiàn)，對個性化學習、智能測評，大數(shù)據(jù)分析提供了便利，便于教師了解每個學生的情況。

3 基于雨課堂的翻轉課堂教學研究

以《工程電磁場》中靜電場一節(jié)中導體與電介質為例，學生需要掌握導體在靜電平衡條件下具有哪些特點，電介質等效電荷分布，有原理，有概念，有推導證明，有結論。課本上數(shù)學式子較多，推導繁雜，概念極為抽象。應用雨課堂，可以進行課前、課中、課后的教學的互動和學情監(jiān)測。

課前創(chuàng)建班級和課程，學生關注”雨課堂”公眾號，通過掃碼或者輸入邀請碼加入班級就可以收到老師推送的課件和發(fā)布的公告。學生可以根據(jù)下一節(jié)課的要求提前對學習內容進行學習，對于不懂的可以在點擊不懂，具體到ppt的具體頁面。

雨課堂可以對成員進行管理和分組。可以根據(jù)學生學習基礎和學習的情況進行分組，在討論區(qū)對即將學習的內容展開話題討論。以導體和電介質為例，可以發(fā)布這樣的話題：導體和電介質在物理結構上的區(qū)別;導體表面的電場結論應該怎樣推導;導體在靜電平衡條件下的結論在電力系統(tǒng)中可以應用到哪些場景或模型中;極化在電力系統(tǒng)中有什么意義;極化電荷密度分布可以由哪些方式推導;從物理單位和意義上嘗試去解釋極化電荷密度分布等等。

課中，根據(jù)討論和學習的情況，可以對話題進行深入討論和總結。在ppt展示中還可以插入單選、多選和主觀題。還可以通過投票的方式?jīng)Q定話題是否進行進一步深入的探討。將主動權還給學生，增加學生的自主學習能力和興趣。雨課堂還有彈幕和點名功能，對于95后學生是非常有吸引力的，可以增加課堂互動的氣氛。

課后，可以發(fā)布試卷讓學習進行自測。雨課堂還可以進行私信，有很多學生由于個人原因，更愿意進行私下交流的，這個功能會用的比較多。教師可以根據(jù)學生的情況調整接下來的教學節(jié)奏和教學方式。

4總結

雨課堂使翻轉課堂的實施更加簡便，增加師生互動，使大班翻轉課堂成為可能。對于教學內容多，學時少的學科，采用翻轉課堂，可以更全面的了解學生的情況。課前學習、討論及課后題目自測將傳統(tǒng)的課堂內容搬到課下。課堂的深入討論和學習改變了傳統(tǒng)的滿堂灌。討論、課前學習、題目自測等更為考核評價提供了豐富的手段和健全的機制，在工程電磁場試卷由閉卷70%的比例降低到50%比例的背景下，更加需要公正和豐富的考核方式。針對電磁場采用雨課堂的情況，仍然有以下問題需要解決：

（1）部分學生不適應教學變革。雨課堂可以實現(xiàn)個性化學習，但是前提是學生需要進行課前學習。對于基礎差的學生則需要更多的時間，往往這部分學生的自制力也較差，無法認識到精熟教學的重要性，這部分學生對老師有很大的依賴，會有不適應翻轉課堂的情況出現(xiàn)。如何保證他們是獨立學習和答題的，這是沒辦法避免的問題。另外上課需要學生頻繁使用手機，教師需要不斷提示除了互動外不能使用手機[3]，但仍然無法避免部分本身跟不上課前預習的學生進一步自我放棄，繼續(xù)做”低頭族”。

（2）電磁場推導較多，雨課堂題目上傳存在一定問題。對于概念題采用單選、多選不存在問題，但是電磁場推導極多，數(shù)學公式復雜，僅僅靠手機無法完成公式的編輯和答案的上傳，怎么依靠雨課堂去自動評價每個學生的推導證明，是一個很難的工作，需要耗費極大的精力。

（3）師生互動需要大量時間。課前學生需要學習，教師需要提供高質量的內容，內容的制作本身就是極大的時間成本。討論話題選擇、討論區(qū)回答學生的問題、學生題目測試、私信等問題都需要老師花費精力和時間解決，師生彼此均耗費較多時間進行互動。這對學生的學習和教師的教學積極性提出了挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]朱建峰.翻轉課堂與傳統(tǒng)課題教學模式比較研究[J].北京城市學院學報，2015（5）：76-79.

[2]盧斌先.”工程電磁場”課程教學方法探討[J].電氣電子教學學報，2012（34）：96-98.

[3]賈生堯，王燕杰，李弘洋..基于雨課堂的“電路分析基礎”課堂教學改革與實踐[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（28）： 77-79.

基金項目：三峽大學教學研究項目（編號：J2018014）

作者簡介：程紫娟（1985.11-），女，講師，華中科技大學電氣工程碩士，目前在三峽大學電氣與新能源學院專任教師，研究方向為高電壓與絕緣、電磁場計算。