對分課堂模式下供配電技術(shù)課程教學(xué)改革研究

摘要：供配電技術(shù)是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門核心課程，傳統(tǒng)教學(xué)模式下師生互動交流較少，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)主動性不高。對分課堂是針對當(dāng)前高校課堂教學(xué)效果不足提出的一種課堂教學(xué)改革新模式，本文將對分課堂教學(xué)模式引入供配電技術(shù)課程，詳細闡述了對分課堂教學(xué)模式下供配電技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計過程。實踐表明，對分課堂能夠改善供配電技術(shù)課程的教學(xué)效果，值得在電氣工程及其自動化專業(yè)課程教學(xué)中進一步推廣。

關(guān)鍵詞：對分課堂；供配電技術(shù)；教學(xué)模式；師生互動

供配電技術(shù)是工科類高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)本科生的專業(yè)核心課程，是研究工業(yè)與民用電力用戶供配電系統(tǒng)的學(xué)科[1]。該課程在電氣工程及其自動化專業(yè)本科課程教育教學(xué)中的地位尤為重要，有助于學(xué)生夯實電力設(shè)計理論基礎(chǔ)知識，畢業(yè)后從事供配電技術(shù)行業(yè)工作。供配電技術(shù)課程內(nèi)容涉及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，與電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護以及高電壓技術(shù)等課程知識聯(lián)系緊密，知識面涉及較廣，對于學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)均有較大難度[2]。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)主動意識不強，積極性不高，再加上知識點較多，課堂教學(xué)氣氛不夠濃厚，課堂教學(xué)方式亟需改革。本文將對分課堂教學(xué)模式應(yīng)用到供配電技術(shù)課程教學(xué)中，探索改革的實踐成效，為專業(yè)課程的教學(xué)改革提供新思路。

1?供配電技術(shù)課程特點與教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1供配電技術(shù)課程的重要性

隨著當(dāng)今電力行業(yè)的迅速發(fā)展，電氣工程在傳統(tǒng)行業(yè)的地位更加突出，企業(yè)對于電力人才的需求也不斷增多。供配電技術(shù)課程與電力設(shè)計和電力裝備制造業(yè)直接相關(guān)，主要介紹供配電系統(tǒng)設(shè)計、運行、維護、檢修所必須的專業(yè)知識[3]。供配電技術(shù)理論課程是其課程設(shè)計和實驗的基礎(chǔ)，學(xué)生只有先掌握好理論基礎(chǔ)才能運用理論知識指導(dǎo)實踐，才能在實驗中提升工程應(yīng)用能力。其內(nèi)容主要是圍繞工廠供電系統(tǒng)進行設(shè)計，主要包含幾大板塊，分別是負荷計算、短路計算、一次系統(tǒng)設(shè)計、線路選型、過電流保護、二次回路設(shè)計以及防雷保護接地等，供配電技術(shù)知識框架如圖1所示。

1.2?教材內(nèi)容難以反映電力行業(yè)新成果

當(dāng)今電力行業(yè)與高新技術(shù)聯(lián)合不斷緊密，智能電網(wǎng)建設(shè)進程持續(xù)加快，很多一、二次設(shè)備已經(jīng)更新?lián)Q代，并逐漸往智能化、智慧型方向發(fā)展。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容均以教材為載體，教材中的部分典型電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能落后，在目前的工廠供電系統(tǒng)應(yīng)用中已經(jīng)逐步被替代。另外有些國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新?lián)Q版多次，對于工程設(shè)計又有了很多新要求，但在教材中很少體現(xiàn)。新型設(shè)備涉及較少，與行業(yè)發(fā)展聯(lián)系不夠緊密，專業(yè)教師有必要對教材進行內(nèi)容重構(gòu)，在講授內(nèi)容的同時適當(dāng)引入新的技術(shù)知識和行業(yè)發(fā)展概況，引導(dǎo)學(xué)生在經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷探索新知識，確保供配電技術(shù)知識體系的及時更新。

1.3?課堂教學(xué)方式難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

目前大多數(shù)院校的供配電技術(shù)課程的課堂教學(xué)，均以講授法為主，教師真正與學(xué)生進行面對面交流的較少，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中感覺到枯燥乏味。課堂教學(xué)后雖布置有相關(guān)習(xí)題和作業(yè)，但由于缺乏課堂交流，學(xué)生對于知識的掌握停留在表面，認(rèn)真思考的機會并不多[4]。學(xué)生的基礎(chǔ)不夠牢固，獨立思考能力有限，如果只靠聆聽教師的講授，學(xué)生較難直接理解和掌握，而如果過多陷入獨立思考階段，則不易于打開個人思維局限性，更不易形成發(fā)散思維[5]。因此，學(xué)生亟需在教師講授、獨立思考之后通過同伴互相討論，主動交流、參與分析，來共同實現(xiàn)解決問題和克服知識難點的效果[6]。另外，多數(shù)教師在對供配電技術(shù)課程平時成績的考核中課堂討論的占比非常有限，不利于學(xué)生愿意主動花費更多的時間在課堂討論環(huán)節(jié)。再者，供配電技術(shù)中電氣設(shè)備接線方式與工作原理比較抽象，其中較多專業(yè)知識直接涉及到機械基礎(chǔ)和工程制圖等知識，部分參數(shù)還需要查閱教材附錄表或設(shè)計規(guī)范，多種因素導(dǎo)致學(xué)生在初次接受到該課程時的學(xué)習(xí)難度較大，很難帶著對專業(yè)知識的探究興趣深入到課堂的章節(jié)學(xué)習(xí)中。

2?對分課堂模式下供配電技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計

慕課和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)改革模式的出現(xiàn)推動了供配電技術(shù)課程教學(xué)的發(fā)展，創(chuàng)新了形式，豐富了內(nèi)容，但各自的優(yōu)缺點鮮明，未真正實現(xiàn)新教學(xué)模式下的應(yīng)用與普及。對分課堂最早是由復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授提出的一種新型教學(xué)模式，該模式主要是針對于傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足提出的，對分課堂就是將一次課的時間分為兩半，一半時間以教師講授為主，另一半時間是學(xué)生獨學(xué)內(nèi)化吸收和課堂討論[7]。對分課堂的理念在于打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式，在課堂上給予學(xué)生更多的自主空間，學(xué)生在教師講授完消化吸收思考的同時，完成作業(yè)亮考幫，把收獲的、掌握的以及存有疑問的內(nèi)容寫出來[8]。而課堂討論階段就是將課堂所學(xué)知識進行梳理和概括，圍繞著作業(yè)亮考幫，讓學(xué)生進行分組交流探討，極大程度上鍛煉了學(xué)生的專業(yè)知識歸納能力和語言表述能力。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，目前對分課堂在電氣工程及其自動化專業(yè)的課程中應(yīng)用較少，而應(yīng)用于供配電技術(shù)課程的教學(xué)改革更少，因此將對分課堂教學(xué)模式應(yīng)用于供配電技術(shù)課程進行教學(xué)改革很有研究價值和意義。

本研究以三相用電設(shè)備組計算負荷的確定為教學(xué)實例，設(shè)計對分課堂模式下供配電技術(shù)課程教學(xué)過程，主要包含內(nèi)容講授、獨學(xué)內(nèi)化吸收、課堂討論三個階段。結(jié)合供配電技術(shù)課程教學(xué)特點，以當(dāng)堂對分為主，部分章節(jié)采用隔堂對分。

2.1?內(nèi)容講授

針對“三相用電設(shè)備組計算負荷的確定”這一節(jié)內(nèi)容，首先引導(dǎo)學(xué)生分析正確確定計算負荷對于保證工廠供電系統(tǒng)可靠運行的重要性。重點針對需要系數(shù)法和二項式法進行講解，尤其是需要系數(shù)法作為負荷計算最主要的計算方法，如何進行三相用電設(shè)備組計算負荷的確定是整節(jié)內(nèi)容的重中之重。先通過介紹單組用電設(shè)備計算負荷的確定方法，引出多組用電設(shè)備計算負荷的思路，然后運用二項式法分別進行單組用電設(shè)備計算負荷和多組用電設(shè)備計算負荷的確定，另外在計算時要注意不同工作制下用電設(shè)備容量如何換算的問題。同時在講授時要做好留白，給學(xué)生留下舉一反三發(fā)散思考的空間。精講時間只占課堂時間的一半，由于供配電技術(shù)采用一次課三小節(jié)的排課模式，共計16周課時，每次課總共135min，因此教師精講時間安排為70min。

2.2?獨學(xué)內(nèi)化吸收

教師講授完重難點之后，要給學(xué)生獨學(xué)內(nèi)化吸收的時間安排。學(xué)生在聆聽教師精講的基礎(chǔ)上再進行獨學(xué)內(nèi)化吸收，有助于對課程的重難點內(nèi)容進行更深層次的思考和理解，也有利于在小組討論環(huán)節(jié)提高效率。教師在該階段要布置作業(yè)亮考幫，引導(dǎo)學(xué)生把自己對于本節(jié)內(nèi)容收獲最大和感觸最多、最有可能作為考點以及仍然尚存疑慮的內(nèi)容，用問題的形式羅列出來，語句措辭要言簡意賅。學(xué)生在所定時間范圍內(nèi)快速回顧教師精講的內(nèi)容，并完成作業(yè)亮考幫，學(xué)生獨學(xué)內(nèi)化吸收時間為20min。

2.3?課堂討論

課堂討論階段主要包括三個環(huán)節(jié)，分別是生生對話，師生對話，以及教師總結(jié)答疑。以19電氣工程及其自動化專業(yè)1班為例，人數(shù)共計55人，根據(jù)班級情況提前分成討論小組。每組學(xué)生5-6人，確保小組內(nèi)成員座位連在一起，小組討論時間為20min。為進一步激發(fā)學(xué)生討論熱情，并給所有學(xué)生明確的引導(dǎo)，教師擬題作為學(xué)生討論的重要參考。小組討論后，每個小組派一名代表將討論結(jié)果以及尚未解決的問題進行闡述，小組代表可以是小組選出或是教師隨機指定，師生對話時間為15min。最后教師針對反饋的共性問題進行總結(jié)和解答，并根據(jù)每個小組的討論情況和小組代表的闡述情況進行評價和評分，以激勵學(xué)生在下次討論中應(yīng)如何注重方式方法或在某個部分提升改進，總結(jié)答疑時間為10min。供配電技術(shù)當(dāng)堂對分教學(xué)過程設(shè)計如圖3所示。

3?教學(xué)改革應(yīng)用的效果

通過將對分課堂教學(xué)模式應(yīng)用在供配電技術(shù)課程中進行教學(xué)改革，取得了較好的效果。

3.1豐富了課程教學(xué)內(nèi)容

對分課堂模式改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下工科專業(yè)學(xué)習(xí)的枯燥性，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂學(xué)習(xí)的效率。課程的教學(xué)內(nèi)容更加豐富，學(xué)生在課堂上的參與度不再是僅限于教師的提問回答，而是全體學(xué)生分組參與，生生交流和師生交流。另外，在供配電技術(shù)課程考核中通過加大學(xué)生小組討論和課堂表現(xiàn)的成績比例，進一步鼓勵了學(xué)生在平時課堂學(xué)習(xí)過程中積極投入到對分課堂的積極性，更大程度激發(fā)了學(xué)生對于專業(yè)知識的求知欲，在下一階段的課堂討論中更加重視該課程的專業(yè)地位。

3.2?學(xué)生的綜合能力大幅度提高

大多數(shù)工科專業(yè)的學(xué)生習(xí)慣了教師傳統(tǒng)的滿堂灌課堂教學(xué)方式，初次接觸對分課堂有點陌生，但很快就激發(fā)了熱情，并喜歡上了這種課堂學(xué)習(xí)方式。由于工科專業(yè)的核心課程內(nèi)容較多，再加上理解有一定難度，很多教師采用了大量時間講授的方式幫助學(xué)生去分析理解知識內(nèi)容。學(xué)生原本的參與度就較少，如果在自身理解較困難的情況下缺乏溝通會導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果更不理想。而學(xué)生在課下時間進行相互交流的頻次并不多，因此單單只靠聽講和獨學(xué)內(nèi)化吸收的效率仍不足。對分課堂模式下由于教師的引導(dǎo)和督促，學(xué)生從被動變?yōu)橹鲃樱瑥淖畛醯牟磺樵傅胶髞淼嫩x躍搶答，學(xué)生對于專業(yè)課的學(xué)習(xí)變得更加努力上進。同時學(xué)生更積極地參與到課堂學(xué)習(xí)的氛圍當(dāng)中，學(xué)會更清晰地將所學(xué)知識用專業(yè)術(shù)語表述準(zhǔn)確，這對于學(xué)生邏輯思維能力、溝通表達能力、臨場應(yīng)變能力以及團結(jié)協(xié)作能力等都有很大的提升作用，有利于學(xué)生畢業(yè)后更順利地步入專業(yè)技術(shù)崗位。

3.3?教師的教學(xué)水平顯著提升

對分課堂教學(xué)模式相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式而言，對于教師的能力要求較高。教師要將授課內(nèi)容壓縮一半時間，對于每個章節(jié)的知識點內(nèi)容要進行精簡，選出哪些作為精華部分在課堂上進行重點講解，哪些屬于類似或舉一反三部分可作為留白供學(xué)生發(fā)散思考。另外教師還要結(jié)合最新的專業(yè)發(fā)展和行業(yè)變化調(diào)整教學(xué)大綱、更新教學(xué)內(nèi)容，融入最新的發(fā)展理念，適應(yīng)工程技術(shù)人才核心能力培養(yǎng)要求，適應(yīng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才培養(yǎng)需要，教師的工作量增大了很多。但實際上在教師備課的過程中，教師的把握能力和掌控能力也在不斷增強。再者，教師在課堂上面對學(xué)生提出的各種不同類型問題，和學(xué)生一起交流探討，答疑解惑，教師的綜合能力和教學(xué)水平有了長足的進步。

結(jié)語

將對分課堂教學(xué)模式應(yīng)用到供配電技術(shù)課程教學(xué)中，結(jié)合專業(yè)班級實際，融入新的課堂教學(xué)理念，探索適合該課程的教學(xué)方法，大大改善了課堂教學(xué)效果。學(xué)生對于課程學(xué)習(xí)的積極性和專業(yè)興趣不斷提升，對于課堂學(xué)習(xí)獲得的成就感顯著提高。同時教師運用新的教學(xué)理念進行課程教學(xué)的能力不斷增強，課程教學(xué)質(zhì)量取得了明顯提升，對分課堂教學(xué)模式在電氣工程及其自動化專業(yè)課程教學(xué)的應(yīng)用值得進一步推廣。

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基金項目：許昌學(xué)院教育教學(xué)研究與實踐項目（XCU2021-YB-005）

作者簡介：劉武揚（1989—??），男，河南鄭州人，碩士，助教，研究方向：電力電子技術(shù)、高電壓與絕緣技術(shù)。