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，實現課前、課中和課后學習情況的有效監測，根據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 翻轉課堂優缺點

2000年M J Lage etc.認為翻轉課堂即在傳統教室里發生的事情發生在課堂之外。[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，教學環節的設計，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，在傳統教學課堂上會存在學生游離課堂，玩電子產品等現象，即使端坐教室，也存在跟不上課堂教學進度的現象。

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，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控;另一方面，微信公眾平臺、云計算等方式的出現，對個性化學習、智能測評，大數據分析提供了便利，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測。

課前創建班級和課程，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布的公告。學生可以根據下一節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。可以根據學生學習基礎和學習的情況進行分組，在討論區對即將學習的內容展開話題討論。以導體和電介質為例，可以發布這樣的話題：導體和電介質在物理結構上的區別;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中可以應用到哪些場景或模型中;極化在電力系統中有什么意義;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決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。教師可以根據學生的情況調整接下來的教學節奏和教學方式。

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的課堂內容搬到課下。課堂的深入討論和學習改變了傳統的滿堂灌。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。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。

參考文獻：

[1]朱建峰.翻轉課堂與傳統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。