閆 蓓,龔光紅,楊 波,賴李媛君,唐荻音
(北京航空航天大學 自動化科學與電氣工程學院,北京 100191)
教學團隊是本科高質量教學和課程建設持續發展的基礎[1],金課建設需要有一支優秀的教學團隊支持。北航電路課程教學團隊教師素質高,在北航“凡舟”基金、北航首批A 類優質課程、北航雙百優質課程等建設項目支持下,教學團隊經過多年建設,傳承并發展了團隊的教學經驗,經過數年建設,已經發展成為年齡結構合理、知識結構互補的可持續發展的優秀教學團隊。
教學團隊承擔64 學時電路課程的教學任務,這是一門具有工程實際背景的重要技術基礎課程,是理論基礎課和工程基礎課之間的橋梁,是自動化專業一門重要的核心課,課程課時多,授課范圍廣。
電路課程教學內容多,邏輯性強,主要講解電路中電流、電壓和功率能量特性的分析計算方法,在課程教學過程中,除了傳授電路知識之外,更要逐步引導學生掌握運用理論知識解決工程實際問題的思路和方法,培養學生邏輯分析能力和嚴謹的科研工作素質,因此電路課程教學承擔了重要的學生培養任務。
電路教學團隊存在教學團隊年齡結構不合理的問題,教學團隊建設前僅有龔光紅、閆蓓和楊波三位主講教師,在未來幾年內將陸續退休,團隊多年積累的教學經驗亟需傳承。教學團隊的三位主講教師教學認真,授課水平高,個人素質好,三位老師都是北航多次多項教學獎獲獎的老師,其中龔光紅老師是2021 年北京市優質本科課程主講教師和北航“立德樹人”優秀獎的獲獎教師,龔光紅老師和閆蓓老師是北航“我愛我師”多次獲獎的北航十佳教師。如何傳承團隊教學經驗,保持團隊的師風師德建設,培養新教師是教學團隊建設的首要任務。
高等院校的教學團隊是一個開放的,組織結構松散的教學組織[2],由課程負責人管理建設,課程負責人一般是這門課程有教學威望的資深教師。電路教學團隊的老教師積累了豐富的課程資源和教學經驗,如何組建新的教學團隊,培養年輕的教學力量,傳承教學團隊教學經驗,對電路課程教學和學生的培養具有重要的意義。
電路新教學團隊組建,首先考查新教師的師風師德[1-2],新教師的教學理念是否與團隊的教學理念一致,其次為教育經歷、科研背景、職稱,還有性別和年齡。新教師團隊的組建,打破了系的基層組織限制,采取專業互補的跨系組建的方式,由檢測與自動化工程系和系統仿真與智慧制造系的老師組建。為了保持教學團隊年齡合理結構,吸收了2 名85 后,1 名90 后年輕老師,教學團隊6 名教師均具有博士學位,其中2 位海歸博士,團隊成員2 名教授,3 名副教授,1 名講師,教學團隊綜合實力強。新組建的教學團隊,年齡結構合理,教師的專業背景和科研經歷互相補充。
教學團隊注重師風師德的培養,共享全部課程教學資源,傳承教學團隊“傳、幫、帶”的優秀傳統,建立新教師的培導機制,指定資深老教師對新教師悉心指導,嚴格要求,新教師嚴格按照以下四個環節培養,需要2~3輪的教學過程,培養過程如圖1 所示。

圖1 新教師培養機制
1.隨堂聽課并擔任課程助教
新教師跟隨團隊教師隨堂聽課,擔任課程的助教,批改學生作業,參加線上線下課程答疑,團隊教師指導年輕教師參與本輪的全部教學活動。
2.課程試講
在團隊教師指導下,新教師認真備課,在團隊課件上完善自己的授課用課件,按照學院的試講考核方法,現場任意指定課程內容,新教師試講通過。
3.部分課時獨立授課
新教師首輪授課只能講授部分學時,最多為總學時的50%,即32 學時。首輪授課時,采取培導制,指派教學團隊有經驗的老師每節課隨堂聽課,并于課后與新教師及時溝通教學內容和教學方法存在的問題,指導新教師快速成長。
4.獨立授課
新教師參與全部教學活動2~3 輪后,可以獨立講授全部課時。
教育家葉圣陶先生說“教學有法,教無定法,貴在得法”[3],是說每門課程的教學都有一定客觀規律可遵循,而具體的教學都因學生、教學內容以及老師個人素質而不相同,不存在固定不變的萬能方法,達到最好教學效果的方法才是最好的方法,找到最好的方法才是得法。葉圣陶先生的三個“法”便是教學團隊的教學經驗,包括有形之法,也包括無形之法。
教學團隊多年對教學內容的梳理和凝練,已經建設的大量的課程資源,如圖2 所示,包括教學大綱、教學計劃、多媒體課件、課程例題、課后練習題、個性化教學平臺及課程網絡資源等,都是課程教學之法,都是根據教學知識內容科學認知規律從教學實踐中總結得到的,是有形之法。教學團隊全部教學資源與新教師共享,新教師的培養起點高,可以集中精力放到課程教學和課程的建設上,必然會提高教學團隊的整體教學水平和課程建設水平。

圖2 課程教學資源
教學團隊教師良好的師風師德,新老教師互相協作共同建設課程,教學中靈活應用各種教學方法,根據教學內容、教師個人特點,更重要的是根據學生的知識基礎和特點,合理地使用、選擇適用于學生的教學方法,達到教法和學法的統一,使學生的思維活躍起來,引導學生們思考,因此知識點的引入、展開、討論等教學方法和策略不盡相同,這是教學團隊的獨有的教學藝術,是教學的靈魂,是教學的無形之法。教學團隊無形之法,要靠老教師的言傳身教、團隊的教學交流和指導來傳授,更要靠年輕教師認真的教學實踐來獲得。
教學有法是教無定法的基礎,教無定法是對教學有法的融合和發展。從無法到有法,是團隊教學經驗的傳承,從有法到無定法,這是團隊教學經驗的融合和發展,貴在得法,循法而不拘泥于定法,取得好的教學效果,這是教學經驗的創新。所以,傳承團隊教學經驗,便是將團隊教學之法傳遞給年輕教師,鼓勵年輕教師發揮教學智慧,達到“無法而法,乃為至法”最高境界,取得最好的教學效果。
根據高等教育“兩性一度”的教學要求,電路課程進行了全面的改革和建設,在教學改革中進一步建設和發展教學團隊,提高教學團隊的教學水平。
課程教學團隊凝聚團隊之力對課程進行深入的教學改革,充分發揮每位教師的專業特長,通力協作,教學改革和建設的資源如圖2 所示。完成了教學方法的研究和資源建設,包括雨課堂教學方法、個性化教學方法、翻轉課堂教學方法、工程案例教學方法等,建設了新型的線上線下的教學模式;完成了教學資源的建設,包括個性化題庫和慕課資源的建設;撰寫了體現教學團隊教學理念的教材初稿。
課堂教學是課程教學的核心,實時掌控課堂教學效果,加強課堂教師和學生的互動性,才能取得良好的課堂教學效果。
電路課程包括很多基本概念、定理和定律,這些知識點是課程教學的基礎,在課堂教學時需要實時掌控這些基本概念學生是否理解,定理和定律學生是否基本掌握,傳統的觀察學生在課堂上對教學內容的反饋或者課堂提問的回答等方法,都不能快速、準確、全面地掌握學生的狀況。
在課堂教學中創新性引入雨課堂工具,教學形式呈現先進性和互動性[4]。課前教師根據教學內容設計選擇題、判斷題、簡單計算題等,這些題目教學時隨堂發布,教師就可以實時收到每一位學生的答案,這樣就可以根據學生的反饋,實時評估學生對知識的理解程度,調整教學的重點和進度,使課堂教學效果達到最佳。同時這種雨課堂教學方法也可以促進學生在課堂上的思考,教師不僅實時掌控全班的學習情況,也可以關注到班級里對這部分知識理解困難的重點學生。
翻轉課堂教學方法以學生為主導[5-6],能夠提高學生的學習熱情,提升學生的學習自信心。新的翻轉課堂教學方法大多依托慕課資源和網絡學習環境,一般學生先在線上學習新知識,然后在線下課堂引入培養學生解決復雜問題綜合能力和高級思維的設計,通過問題解決、討論等方法,進行知識的深入學習和掌握。顯然,實施翻轉課堂最大的挑戰來自教師對教學內容的設計。
電路翻轉課堂教學方法依托課程配套建設的慕課資源,教學流程如圖3 所示,共包括5 個步驟。

圖3 翻轉課堂教學方法實施流程
1.線上備課
根據要翻轉教學內容,利用慕課資源進行詳細的教學設計,包括準備慕課視屏、設計慕課堂基礎練習,以及慕課堂討論題等。
2.線下引導
在前一節課的線下課結束時,占用2~3 分鐘的時間,引導學生開始線上課的學習,講清楚線上學習知識的來龍去脈,讓學生對要學的新知識有個正確的定位,以及明確線上課學習的要求。
3.線上學習
根據教師的線上學習任務,學生線上觀看視頻,進行基礎練習和參與討論區討論。學生通過線上視頻學習和基礎練習等,基本掌握新的知識。
4.線下課
根據線上課完成情況,調整線下課教學的重點,進行線下課教學。線下課時通常先對線上課的重點內容進行回顧和總結,其次針對基礎練習和討論區的錯誤和問題進行針對性的講解,然后采用靈活多樣的方式對這部分教學內容的進行更復雜、更深入的討論,以及實際工程上的應用案例等,體現課程教學的高階性和挑戰度。
5.課后練習或測驗
根據線上和線下教學的具體情況,課后作業可采用加強基礎概念練習的測驗,或者更深入學習和復雜分析的課后練習,形式可以用線下作業也可以是線上作業。
本科生生源存在差異,學生對知識的學習能力不一樣,對知識的理解能力不盡相同,有些學生需要大量的基礎練習才可以掌握所學知識,同時另外一些學生需要更復雜更有挑戰度的練習題。針對這種個性化的學習需求,教師團隊開發了個性化電路教學平臺,用于學生個性化作業、學生課后個性化補充練習和測試,分層分級的作業練習題滿足了學生個性化學習的需求,提高了學生培養的質量。
電路個性化教學平臺主要包括四個主要功能:教師習題編輯和測試題發布,學生個性化在線練習或測試,教師在線批改評定學生主觀題答案,個性化平臺自動成績統計分析報告。目前個性化平臺已經建設了個性化電路練習題目217 題,組成測試題12 套,推廣應用于四屆學生的教學中,滿足了教學中學生個性學習的需求,教學效果良好。戴維寧定理課后個性化作業和題目如圖4所示。

圖4 個性化作業和練習題
電路課程內容與工程實踐密切相關,因此在教學中要利用好這些理論知識的工程實踐背景,加強培養學生工程實踐能力。
工程實踐能力培養既不能過多地占用授課的時間,又要凸顯理論與實踐的結合和應用,這就需要教學團隊進行大量細致的教學內容設計工作,采取多種多樣的教學形式和豐富的典型內容,來闡述課程內容在工程實踐中的應用,在教學中三言兩語,點到為止,既能開拓學生的眼界,激發學生課程學習的熱情,又能潛移默化培養學生工程實踐能力,在工程案例中培養學生能力和思維的高階性和挑戰度。
工程案例采用的教學方法沒有一定的規則,根據內容和需求靈活應用,可以是介紹授課內容的工程背景和意義,比如說相量法提出的歷史背景,不僅讓學生學習從工程問題中如何找到解決問題的方法,同時也能深刻理解相量法求解正弦穩態響應的原理所在;也可以是典型工程應用實例,授課的例題或者課后習題選擇工程實際電路的分析,比如含理想運算放大器電路特性分析例題,選擇工程上的雙運放恒流源電路,不僅僅學習到了電路的理論知識,同時也聯系了工程實際。在教學中逐步引導學生掌握運用理論知識解決工程實際問題的思路和方法,“潤物細無聲”地滋養學生工程實踐能力。
電路課程教學,不是簡單的多媒體課件+板書,而是根據電路課程知識的認知規律,立足基本概念基本分析方法的培養,融合應用板書、課件、慕課、慕課堂、雨課堂及個性化平臺等多種多媒體教學資源,加強問題綜合分析能力和靈活性,注重學生的工程實踐能力、創新能力的培養,打造出的新型融合多種教學手段的線上線下混合電路教學方法[5]。在線上線下混合教學模式中,無論是課程的講授、課后作業,還是課程的章節測試、答疑,都采取線上線下的混合教學模式[6],深度利用線上教學資源,打造一流的課程教學。
電路課程教學團隊經過建設、傳承和發展,培養了兩位85 后教師獨立授課,已經建設成為了一支年齡結構合理,教學能力強,具有發展潛力的優秀教學團隊。教學團隊在課程改革中鍛煉了隊伍,也建設了豐富的教學資源,教學團隊課程教學模式已經從傳統的單一線下多媒體加板書的教學模式,改變為融合應用多種多媒體教學手段的新型線上線下混合教學模式。