“電路原理”翻轉(zhuǎn)課堂感悟

王開福　方重秋

摘 要：在中國高等教育教學(xué)改革中，基于SPOC授課理念，“電路原理”課程在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂等方面進(jìn)行了許多探索。這種新的教學(xué)模式極大地鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。文章主要從學(xué)生角度敘述參與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程的體會(huì)及翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；“電路原理”學(xué)習(xí)；感悟；教育改革

中圖分類號：G624.4；TM13-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2018-05-13

在日新月異的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)，掀起了MOOC大潮，由于其受眾廣泛但缺乏專一性等特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了更高級且具有限制性的精細(xì)化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式——SPOC，這無疑是一個(gè)很大的創(chuàng)新，在國內(nèi)也出現(xiàn)了“SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合教學(xué)模式。筆者在參與“電路原理”課程學(xué)習(xí)時(shí)，深切地感受到該教學(xué)模式的影響，受益匪淺，深有體會(huì)。鑒于此，本文對參與“SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合教學(xué)模式的感悟進(jìn)行闡述。

一、有效課前學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)

翻轉(zhuǎn)課堂無疑是對高等教育教學(xué)模式的一種積極的探索，一種創(chuàng)造性的實(shí)踐。筆者對翻轉(zhuǎn)課堂的第一印象是顛覆，是的，它完全顛覆了數(shù)十年以來學(xué)生對課堂的認(rèn)識(shí)。過去，教師一直灌輸給學(xué)生的是“課前預(yù)習(xí)—課堂上認(rèn)真聽講—課后主動(dòng)復(fù)習(xí)、認(rèn)真完成作業(yè)”的模式。自接觸翻轉(zhuǎn)課堂以來，最具顛覆性的認(rèn)識(shí)是課前學(xué)習(xí)不等于課前預(yù)習(xí)，傳統(tǒng)意義上的課前預(yù)習(xí)一般僅限于“在較短的時(shí)間內(nèi)大致學(xué)習(xí)即將要講授的新課，了解主要內(nèi)容，熟悉基本概念，標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)”即可，但在基于“SPOC平臺(tái)+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式下，課前學(xué)習(xí)具有更深層次的學(xué)習(xí)策略，其以預(yù)習(xí)為基礎(chǔ)且加以深度探索學(xué)習(xí)，其深度和廣度完全高于傳統(tǒng)意義上的預(yù)習(xí)，其核心思想是促進(jìn)學(xué)生親自動(dòng)手去實(shí)踐與探索。

“電路原理”課前學(xué)習(xí)，主要依托清華大學(xué)的“電路原理”慕課資源。筆者在每次上課之前會(huì)花大量的時(shí)間來進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，仔細(xì)遵循預(yù)定的各個(gè)學(xué)習(xí)步驟。第一步，詳細(xì)且認(rèn)真地觀看平臺(tái)上相應(yīng)章節(jié)的視頻資源并記錄不懂的知識(shí)點(diǎn)，此環(huán)節(jié)需認(rèn)真聽講，跟上老師授課節(jié)奏；第二步，帶著所記錄的問題再次看視頻，此環(huán)節(jié)只需對該部分內(nèi)容所涵蓋的知識(shí)框架有一個(gè)較為清晰的了解即可，并且嘗試自身解決部分問題；第三步，再一次觀看視頻，扎實(shí)做好學(xué)習(xí)筆記，同時(shí)標(biāo)注出仍有疑問的知識(shí)點(diǎn)，并備注不懂的原因；第四步，利用各種學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)渠道解決問題。第四步最為困難也最為重要，對于解決問題，起初，筆者的認(rèn)識(shí)也是模棱兩可，但在老師的指導(dǎo)下，通過嘗試查閱資料，查閱相關(guān)期刊、文獻(xiàn)，慢慢發(fā)現(xiàn)這樣不僅能夠解決部分問題，還在一定程度上擴(kuò)展了知識(shí)面。此外，筆者還利用學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢平臺(tái)資源，幫助理解課程重點(diǎn)、難點(diǎn)，解決相關(guān)問題。

二、借助仿真軟件解決疑難問題

除了利用上述方法解決問題，利用Multisim仿真軟件解決電路問題也是一個(gè)很好的方法。例如，對一些理解較為困難的電路，利用Multisim軟件做電路模型仿真，觀察電路運(yùn)行時(shí)電壓電流的數(shù)值以及各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，然后去看老師講解。這樣的做法對解決之前留下的問題會(huì)給予極大地幫助。

Multisim仿真軟件對學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)還不止于此，它在一定程度上培養(yǎng)了筆者的創(chuàng)新思維以及動(dòng)手能力。我逐漸開始設(shè)計(jì)一些基本電路模型的模擬電路，最初總是報(bào)錯(cuò)，但在實(shí)驗(yàn)室老師和同學(xué)的幫助下，漸漸便掌握了調(diào)試電路的方法。在這之后，筆者做電路仿真的效果逐漸改善。筆者先通過設(shè)計(jì)電路，再做電路仿真，最后進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，對“電路原理”中一些較為抽象的定理有了更深的理解與體會(huì)。例如“電路原理”中惠斯通電橋這個(gè)簡單的電路模型，教材上僅僅是簡單講解了電橋平衡的結(jié)果（電路如圖1），即當(dāng)橋臂上的電阻滿足R1R4=R2R3時(shí)，橋上電流為零。當(dāng)不滿足電橋平衡條件時(shí)，橋上電流又會(huì)是怎樣一種情況？針對這個(gè)問題，筆者設(shè)計(jì)了如下仿真實(shí)驗(yàn)：惠斯通電橋仿真模型如圖2所示。分別改變惠斯通電橋四個(gè)橋臂上的電阻值，以探究在電橋不平衡時(shí)，橋臂電阻的大小對橋上電流大小及方向的影響。設(shè)k=，實(shí)驗(yàn)分別從改變k值以及固定k值這兩個(gè)不同的方向來觀察橋上電流的變化情況，該實(shí)驗(yàn)電路由100V的直流電源供電，方向?yàn)樽筘?fù)右正。運(yùn)用Multisim進(jìn)行仿真的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

在大量仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出以下關(guān)于各橋臂電阻值與橋上電流Iab關(guān)系的結(jié)論：

并且隨著k值偏離1的程度越大，電流|Iab|就越大。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論不僅得到了老師的充分肯定，而且更進(jìn)一步激發(fā)了本人對“電路原理”這門課的學(xué)習(xí)興趣。為了更加深入地去了解惠斯通電橋，筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)，從文獻(xiàn)中了解到，看似簡單的惠斯通電橋竟然在檢測技術(shù)以及傳感器領(lǐng)域發(fā)揮著十分重要的作用。雖然，筆者所做的一切已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過期末考試對這門課的考查要求，但從這些過程中學(xué)到的東西令筆者受益匪淺。

三、團(tuán)隊(duì)協(xié)作激發(fā)潛力

在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面，翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)班將整個(gè)班級分成六人一組的模式，以小組為單位處理問題，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的力量，從而會(huì)更加高效、快捷地解決問題。團(tuán)隊(duì)中每位成員的問題可能都不盡相同，但在集體討論時(shí)，每個(gè)人都會(huì)對現(xiàn)有的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行反復(fù)錘煉，都會(huì)深入思考每個(gè)問題的細(xì)節(jié)，既夯實(shí)了基礎(chǔ)，又開拓了思維。組員間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作不僅僅停留在課前的學(xué)習(xí)上、課堂上，更極大地鍛煉了組員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。無論是交流討論環(huán)節(jié)，老師提問互動(dòng)環(huán)節(jié)，還是期末的考核環(huán)節(jié)都是以團(tuán)隊(duì)為單位。而采取以上措施，意在調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，可以讓每個(gè)組員同自己的團(tuán)隊(duì)榮辱與共，充分展示自我。團(tuán)隊(duì)中大家分工明確，各司其職，各自取長補(bǔ)短，每位成員都得到了鍛煉與提高的機(jī)會(huì)。

四、結(jié)語

通過對“電路原理”翻轉(zhuǎn)課堂的親身經(jīng)歷，筆者認(rèn)為傳統(tǒng)意義上的預(yù)習(xí)只是停留在發(fā)現(xiàn)問題上，而翻轉(zhuǎn)課堂的課前學(xué)習(xí)不僅是去發(fā)現(xiàn)問題，更在于通過學(xué)生自己在課前的實(shí)踐與探索以及對現(xiàn)有學(xué)習(xí)資源的綜合利用，去解決部分問題，只有做好這第一步，才會(huì)使學(xué)生在接下來的學(xué)習(xí)過程中更加高效。翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式確實(shí)讓學(xué)生受益匪淺，它不但在很大程度上提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

雖然本文敘寫的算是個(gè)人學(xué)習(xí)成長的進(jìn)步，但筆者僅僅只是這個(gè)團(tuán)隊(duì)中的一分子，只是翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)班上的一員，只是高等教育模式改革道路上一個(gè)微不足道的元素。個(gè)人的進(jìn)步雖然不能代表什么，但在改革的路上還有千千萬萬個(gè)這樣的元素存在，他們共同構(gòu)成高等教育這個(gè)龐大的組合體，一道服務(wù)于教育改革的同時(shí)享受著改革的成果，這樣的改革無疑是成功的。廣大的高校學(xué)生群體無不期望進(jìn)步，渴望提高，教育工作者必須探索更加高效的教學(xué)模式，以適應(yīng)新時(shí)代的教育需求。因此，高等教育改革創(chuàng)新勢在必行。

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