對分課堂模式下供配電技術課程教學改革研究

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

關鍵詞：對分課堂；供配電技術；教學模式；師生互動

供配電技術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)本科課程教育教學中的地位尤為重要，有助于學生夯實電力設計理論基礎知識，畢業(yè)后從事供配電技術行業(yè)工作。供配電技術課程內(nèi)容涉及標準規(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等課程知識聯(lián)系緊密，知識面涉及較廣，對于學生學習和教師教學均有較大難度[2]。傳統(tǒng)課堂教學模式下學生的學習主動意識不強，積極性不高，再加上知識點較多，課堂教學氣氛不夠濃厚，課堂教學方式亟需改革。本文將對分課堂教學模式應用到供配電技術課程教學中，探索改革的實踐成效，為專業(yè)課程的教學改革提供新思路。

1?供配電技術課程特點與教學現(xiàn)狀分析

1.1供配電技術課程的重要性

隨著當今電力行業(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。供配電技術課程與電力設計和電力裝備制造業(yè)直接相關，主要介紹供配電系統(tǒng)設計、運行、維護、檢修所必須的專業(yè)知識[3]。供配電技術理論課程是其課程設計和實驗的基礎，學生只有先掌握好理論基礎才能運用理論知識指導實踐，才能在實驗中提升工程應用能力。其內(nèi)容主要是圍繞工廠供電系統(tǒng)進行設計，主要包含幾大板塊，分別是負荷計算、短路計算、一次系統(tǒng)設計、線路選型、過電流保護、二次回路設計以及防雷保護接地等，供配電技術知識框架如圖1所示。

1.2?教材內(nèi)容難以反映電力行業(yè)新成果

當今電力行業(yè)與高新技術聯(lián)合不斷緊密，智能電網(wǎng)建設進程持續(xù)加快，很多一、二次設備已經(jīng)更新?lián)Q代，并逐漸往智能化、智慧型方向發(fā)展。傳統(tǒng)的教學內(nèi)容均以教材為載體，教材中的部分典型電氣設備結(jié)構(gòu)復雜、性能落后，在目前的工廠供電系統(tǒng)應用中已經(jīng)逐步被替代。另外有些國家標準已經(jīng)更新?lián)Q版多次，對于工程設計又有了很多新要求，但在教材中很少體現(xiàn)。新型設備涉及較少，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)容的同時適當引入新的技術知識和行業(yè)發(fā)展概況，引導學生在經(jīng)典內(nèi)容的基礎上不斷探索新知識，確保供配電技術知識體系的及時更新。

1.3?課堂教學方式難以調(diào)動學生學習積極性

目前大多數(shù)院校的供配電技術課程的課堂教學，均以講授法為主，教師真正與學生進行面對面交流的較少，學生在課堂學習中感覺到枯燥乏味。課堂教學后雖布置有相關習題和作業(yè)，但由于缺乏課堂交流，學生對于知識的掌握停留在表面，認真思考的機會并不多[4]。學生的基礎不夠牢固，獨立思考能力有限，如果只靠聆聽教師的講授，學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，供配電技術中電氣設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計規(guī)范，多種因素導致學生在初次接受到該課程時的學習難度較大，很難帶著對專業(yè)知識的探究興趣深入到課堂的章節(jié)學習中。

2?對分課堂模式下供配電技術課程教學設計

慕課和翻轉(zhuǎn)課堂等教學改革模式的出現(xiàn)推動了供配電技術課程教學的發(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)新教學模式下的應用與普及。對分課堂最早是由復旦大學張學新教授提出的一種新型教學模式，該模式主要是針對于傳統(tǒng)教學模式的不足提出的，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，另一半時間是學生獨學內(nèi)化吸收和課堂討論[7]。對分課堂的理念在于打破傳統(tǒng)課堂教學的模式，在課堂上給予學生更多的自主空間，學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知識進行梳理和概括，圍繞著作業(yè)亮考幫，讓學生進行分組交流探討，極大程度上鍛煉了學生的專業(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)的課程中應用較少，而應用于供配電技術課程的教學改革更少，因此將對分課堂教學模式應用于供配電技術課程進行教學改革很有研究價值和意義。

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

2.1?內(nèi)容講授

針對“三相用電設備組計算負荷的確定”這一節(jié)內(nèi)容，首先引導學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備計算負荷的確定方法，引出多組用電設備計算負荷的思路，然后運用二項式法分別進行單組用電設備計算負荷和多組用電設備計算負荷的確定，另外在計算時要注意不同工作制下用電設備容量如何換算的問題。同時在講授時要做好留白，給學生留下舉一反三發(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?獨學內(nèi)化吸收

教師講授完重難點之后，要給學生獨學內(nèi)化吸收的時間安排。學生在聆聽教師精講的基礎上再進行獨學內(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，引導學生把自己對于本節(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，學生獨學內(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)學生討論熱情，并給所有學生明確的引導，教師擬題作為學生討論的重要參考。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，以激勵學生在下次討論中應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。供配電技術當堂對分教學過程設計如圖3所示。

3?教學改革應用的效果

通過將對分課堂教學模式應用在供配電技術課程中進行教學改革，取得了較好的效果。

3.1豐富了課程教學內(nèi)容

對分課堂模式改變了傳統(tǒng)課堂教學模式下工科專業(yè)學習的枯燥性，大大激發(fā)了學生學習的興趣和課堂學習的效率。課程的教學內(nèi)容更加豐富，學生在課堂上的參與度不再是僅限于教師的提問回答，而是全體學生分組參與，生生交流和師生交流。另外，在供配電技術課程考核中通過加大學生小組討論和課堂表現(xiàn)的成績比例，進一步鼓勵了學生在平時課堂學習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?學生的綜合能力大幅度提高

大多數(shù)工科專業(yè)的學生習慣了教師傳統(tǒng)的滿堂灌課堂教學方式，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習方式。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生去分析理解知識內(nèi)容。學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致學習的效果更不理想。而學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和督促，學生從被動變?yōu)橹鲃樱瑥淖畛醯牟磺樵傅胶髞淼嫩x躍搶答，學生對于專業(yè)課的學習變得更加努力上進。同時學生更積極地參與到課堂學習的氛圍當中，學會更清晰地將所學知識用專業(yè)術語表述準確，這對于學生邏輯思維能力、溝通表達能力、臨場應變能力以及團結(jié)協(xié)作能力等都有很大的提升作用，有利于學生畢業(yè)后更順利地步入專業(yè)技術崗位。

3.3?教師的教學水平顯著提升

對分課堂教學模式相比于傳統(tǒng)課堂教學模式而言，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)整教學大綱、更新教學內(nèi)容，融入最新的發(fā)展理念，適應工程技術人才核心能力培養(yǎng)要求，適應高素質(zhì)復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生提出的各種不同類型問題，和學生一起交流探討，答疑解惑，教師的綜合能力和教學水平有了長足的進步。

結(jié)語

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

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基金項目：許昌學院教育教學研究與實踐項目（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、高電壓與絕緣技術。