“电磁场与电磁波”线上线下混合式教学心得分享
发布人:赵广香  发布时间:2022-01-10   动态浏览次数:403

“电磁场与电磁波”课程是我院电子、电科和通信专业开设的一门专业基础课,主要介绍宏观电磁现象的基础理论和电磁波动的基本规律。由于内容抽象,知识点繁多,加之学时紧张,课程教学面临较大的挑战。

随着“互联网+教育”的不断发展,慕课(MOOC)、翻转课堂、混合式教学、虚拟仿真等多种教学方法不断涌现。如何借助现代化教学手段,打造以学生为中心的教学金课是教师面临的主要问题。在学校和学院的支持和鼓励下,以陈晓辉、张红等老师组成的教学团队开展“电磁场与电磁波”线上线下混合式教学模式研究与探索,针对传统教学过程中的一些痛点,尝试进行改革,现将课程建设过程中的一些心得想法分享如下。

1、教学痛点分析

教学痛点一:教师与学生之间缺少交流

知识的讲解线上线下都是千篇一律,而每个学生学习困难的原因却各有不同,让学生心中有疑惑,才愿意开口问。教学过程中教师要花精力给学生制造问题,通过师生之间、学生与学生之间的讨论解决问题,从而达成以学生为中心的有效教学。问题的来源可以是线上视频看不懂的地方,也可以是作业题和课堂互动题不会的地方。教师如果能抓住这些关键点,把更多的课堂时间用于解决学生心中的疑惑,尝试轻度的课堂翻转,则更容易在课堂上产生有效的交流讨论。

教学痛点二:线上线下教学内容混而不合的问题

课堂上的交流讨论势必减少知识点的讲解时间,让授课过程显得混乱且不完整,这可能是很多教师无法接受教学以学生为中心的原因。教学实践表明,即使把一些相对重要的知识点交给学生线上学生对于教学效果并无大碍,因为面对困难,接受挑战是学生的天性,每次进步都会增加学生的自信和成就感。在教学过程中,教师要发挥主导作用,围绕教学大纲,选择教学视频,做到宁缺毋滥,同时要设计好作业题、课堂测试等环节,让学生线上学了才会做题,学了才能听懂,学了才能参与课堂讨论。线上线下教学要实现有机统一,逻辑完整,至于某个知识点具体是谁讲的,学生怎么学的并不重要。

教学痛点三:学生基础薄弱,上课听不懂

电磁场与电磁波课程对学生的数学和物理基础要求较高,且内容本身前后关联,逻辑性强。学生学后面忘前面,听不懂又不互动的必然结果就是身在教室心在外。解决这一问题的关键在于通过适当的教学重复夯实学生的基础,即使在学时紧张的情况下也不能忽视。对数学、物理等知识的复习可以安排在作业题、课前测试等环节,可以让课程基础知识通过不同形式在课前测试中反复出现,只有经常用才能不容易忘。而且,还可以在学期初就把课程考核知识点设计好,平时教学过程中就强化训练其中的重要知识点,避免出现大面积考核不通过现象。

2、混合式教学设计实例

以电磁场边界条件一节的教学为例介绍课程的教学过程。本节的知识点包括:理解边界条件的基本概念,理解各场量边界条件的一般形式,掌握理想导体表面的边界条件,分析理想导体表面的面电流和面电荷等。

阶段一:课内线下教学

首先,在课前预热环节,对本节教学需要用的矢量分析知识进行复习。随后,在课堂上介绍边界条件的基本概念、一般形式和理想导体表面的边界条件,针对这些基础知识与学生进行2-3道题目的课堂互动,如图12所示。在这个过程中简单介绍了边界条件的研究对象,抛出相关结论,让学生对边界条件有一个整体的认识,而研究方法和例题讲解需要学生在接下来的线上教学中自主学习完成。同时布置本节课的作业题,强调一定要看完视频再写作业。

 

阶段二:课外线上教学

在线上教学环节中,学生通过观看教学视频(如图3),学习边界条件的具体内容,通过例题讲解(如图4),学习边界条件的应用,在此基础上完成课后习题,线上提交。课后习题是在线上教学例题基础上加以变化(如图5),比如例题是已知电场求磁场,而课后题换成了已知磁场求电场,尽管只是一个小的变化,但学生需要充分理解教学内容,对例题融会贯通才能正确求解,在实际教学过程中,大约有一半的学生此题未做,四分之一的学生求解过程有误(如图6)。但正是这个过程中产生的问题和疑惑为后续的课内交流讨论提供了素材,激发学生的求知欲。

     

 

阶段三:课前测验

经过线上教学的训练,学生带着问题疑惑重新来到课内环节,但等待他们的首先是课前测验环节(如图7)。课前测验以选择和填空为主,内容涵盖已学过的重要知识点,线上教学内容,部分课后习题和后续课程需要的基础知识等,时间5~10分钟,学生提交后自动批改,实时给出成绩(如图8)。此环节的目的是考查学生对已学习内容,视频学习情况和课后作业的完成情况,起到监督的作用。

           

 

阶段四 课内评讲讨论、总结提升

在课堂上针对学生在线上学习、课后作业和课前测验中的问题进行评讲,展开交流讨论,同时补充介绍相关理论的工程实践应用知识,做到学有所用。

3、结束语

“电磁场与电磁波”课程获批2019校级质量工程项目资助以来,教学大纲、教学视频、课件、习题和实验得到了进一步优化,有效支撑教学活动的开展,并发表相关教研论文3篇。另外,本课程已由学校推荐申报2021年省级线上线下混合式一流课程。当然,课程建设过程中还有诸多不尽如人意的地方,需要不断地进行改革和完善。借此也希望更多的学生能够享受教学过程,感受知识魅力,增加学生的获得感和满意度,这也是我们作为教师的初心。