“思考型課堂”教學創新與實踐

摘" 要：“電力系統分析”是電氣工程及其自動化專業本科三年級開設的必修課程，也是電氣工程及其自動化的專業核心骨干課程。課程旨在培養思維靈活創新，基礎理論扎實，應用能力突出，具有團隊協作、使命擔當和家國情懷的復合型工科人才，幫助學生樹立電力強國的遠大理想和終身學習意識，培養嚴謹求實、敢于創新的科學精神。課程具有課程理論性強、不易理解的特點，加之大三學生還不適應教學課時少、信息量大的教學特點，因此學習起來有一定難度，教師在教學過程中如不能適當安排教學過程，極易影響學生的學習效果，甚至會降低專業人才培養質量。因此，要創新調整授課過程與方法，提高學生思維能力與學習的積極性。

關鍵詞：電力系統；思考型課堂；教學創新

中圖分類號：G642" "文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2024）05-0117-04

“電力系統分析”作為從基礎到專業的橋梁課程，發揮著從基礎理論、基礎知識和基礎技術到全面的專業知識、專業技術的過渡作用。該門課程將引領學生深入電氣工程領域，培養學生掌握電力系統中主要電力設備特性、建立數學模型、分析系統正常和故障運行狀態，使學生具備系統正常運行時電力系統潮流計算能力和系統故障時分析和解決問題的能力。結合新疆本地新能源的發展特色，將新能源發展與應用實際特色融入教學中，讓學生能夠學以致用［1-2］，但是目前的學科建設過程中仍存在一些問題。

一、當前專業課教學中存在的問題

（一）課堂以教師為主體，缺少學生互動交流

在課堂教學中，大部分教師能做到課前認真備課，課堂熟練講述。但較少關注學生的學習狀態，很少給予學生足夠的思考時間，導致學生一直處于被動接受知識、與老師互動很少的狀態。因此，傳統以教師為中心的課堂教學，學生被動接受知識，造成課堂沉悶，學生容易分心、打瞌睡。由于忽略了學生這一主體，難以激發學生內心深處的學習熱情，從而導致學生對學習缺乏興趣，影響教師的教學效率。

（二）學生缺乏思考能力，課堂學習效果較差

部分學生很少去思考自己學習的目的和內容。有一些學生認為在學校學到的知識沒有實用性，因此，學習目標僅僅是不掛科。大多數學生的學習方式都比較呆板，他們只會機械地按照教師指導的方法，將注意力主要集中在知識本身，對教師指導的思考方法和分析方法并沒有太多關注。缺乏主動思考問題的能力，不能提出自己的問題，缺乏較強的自學能力、自我控制能力，學習主動性不強，這些都是本課程需要解決的痛點問題［3］。

（三）課程考核過于單一，缺少過程性考核結果

課程考核方式是教育模式和教學方法的指揮棒，有什么樣的評價就會產生什么樣的教學方法。而長期依賴期末考試一張卷的方式評估學生的學習狀況，無法全面考查學生的綜合素養。面對素質教育，培養高素質創新型人才，需要擺脫應試教育的束縛，重視并強化對學生綜合素質的培養。

教與學是高校生存和發展的生命線，教師和學生在高校是兩類最重要的載體，連接著大學的一切活動。例如平常的課堂學習、測評互動、在線教學等一系列的活動過程構成了教學活動的數據庫。在教學活動中，過程數據是指從數據生成、輸出、信息展示到知識決策等全過程的數據。傳統的以“教師為中心”的教學模式已經不能適應學生的需要。大學教育管理部門作為一個載體，雖然對教育管理過程進行了持續的完善，對學科建設進行了優化，出臺了相應的激勵政策，但是對不同的學科建設目標、學科發展趨勢和學生的培養方式還沒有準確的定位。面對不同的專業、學生群體以及知識背景，教師要注意怎樣利用數據從學生的想法中發現學生的需求，為學生的需求提供幫助，提高學生學習的積極主動性。

二、以學生為中心的“思考型”課堂教學模式探討

傳統的教學模式中，以教師為主導，在學習過程中，學生常常被課堂和書本限制，成為知識的被動接受者。但在教學過程中，無論處在哪一階段的學生，其學習興趣、知識能力、邏輯思維方式和目標等均存在差異，而且這些差異不是一成不變的，它還隨著年齡與地點的變化而變化，從而推動了“以學生為本”新的教學模式的發展。因此，在課程培養目標的基礎上，本研究提出“以學為本”的教學模式，如圖1所示。新的教學模式以學生為中心，一切活動都是以“學生學習”為中心，最后落實到“學生的發展”這一最終目標上［4-5］。

（一）打造思考型的課堂教學

課堂學習環節會充分利用雨課堂。首先，采用雨課堂進行隨機分組布置題目，讓學生的思維活躍起來，嘗試著去解答思考題。其次，根據學生對思考題的反應程度逐漸提高難度，保證全體學生處在“課堂心流”狀態當中。在講課過程中，及時調整難易程度，確保學生學習的積極性。留出7分鐘左右的時間做底層鞏固，將知識串講一遍，總結課堂上最重要的知識點，保證每位學生由淺入深地做完底層鞏固。最后，再留出5分鐘的時間，讓學生整理筆記。讓學生通過彈幕提出問題，教師課下收集問題，第二節課再解惑。

課程采用任務驅動法讓學生課前帶著問題思考，課中帶著問題討論分析，課后帶著問題查閱資料完成作業，努力做到以學生為主體，發揮學生的積極性，并通過案例將理論與實踐相結合，力爭學生將理論知識學通學活。教師還可在整堂課的授課過程中，借助雨課堂，通過思政案例，將課程思政的內容融入教學，達到潤物細無聲的效果。

（二）教學方法多元化，提高教學效果

針對課堂的第二部分，讓學生跟著教師思路進入“課堂心流”狀態。教師可以采用一些教學方法例如采用案例式、師生共同推導公式、模塊化和專題討論等教學法進行授課［6］，具體方法如下：

1. 思政案例融入教學

課程通過貫穿“弘揚電力之光”的課程思政理念和目標，關注電力發展及職業發展（思政目標），幫助學生學習中國電力工業發展史，電力系統基本概念等（教學目標），將愛國情懷、職業精神滲透到課程教學中，幫助學生厚植愛國主義情懷，學生將愛國主義情懷傾注到自己的專業中，樹立牢固的職業精神，堅定學習電氣專業和從事專業領域的信心，用專業技能報效祖國、回饋人民。

采用“視頻+引導+討論”的教學模式，首先視頻教學“中國電網人的初心和使命”。引出思政元素“中國為什么能實現‘村村通電’‘全民用電’”，視頻中電力職工翻山越嶺架設線路的艱辛付出，展現出中國電力職工敬業奉獻的精神。其次，進行分組討論，“結合視頻材料談談對‘國有企業’的社會責任和‘中國電網人’的職業精神的理解”。利用視頻展現社會主義制度的優越性，培養學生的家國情懷和愛國主義精神。

2. 科研案例融入教學

將工程案例引入教學過程中，例如講解電力系統組成的時候，采用“視頻+案例‘火神山、雷神山醫院供配電設計方案公開’講解+引導+啟發”，將火神山醫院的電氣圖紙引入課堂講解，使書本上的文字“活”起來，變成能夠建設，能夠發電、輸電、變電的實物，突出“硬核”電力科技對國家政治、經濟的重要作用，使學生體驗在防疫戰線建設上的“中國速度”與“中國態度”。該過程既能讓學生看到電力系統的基本組成，通過理論學習對工程案例中的特定問題進行分析，最終回歸理論，引導一系列的過程訓練，使學生對所學的知識有更加清晰、深刻的認識，調動學習積極性。幫助學生將愛國主義情懷傾注到自己的專業中，樹立牢固的職業精神，堅定學習電氣專業和從事專業領域的信心，用專業報效祖國、服務社會、回饋人民。

3. 師生共同推導公式

作為一門理論較強的課程，課程學習中有大量公式需要推導和記憶。傳統教學中，往往會省去一些公式、定理的推導過程，雖然公式和定理有出處，但僅靠教師的講解，學生沒有真正參與公式和定理的發現。看似節約了時間，但是這樣的教學方式，卻讓學生的腦海中只剩下了公式、定理的外殼，忽略了它們之間的因果關系，對他們的應用條件和適用范圍都不甚明確。

課程教師要首先講解公式的由來，讓每個學生都參與公式的推導過程，教師在黑板上推導，學生在本子上推導，之后一起查看推導公式是否正確。在這個過程中，要求學生不能只是單純地接受、被動地記憶書本上的或教師所傳授的知識，而要自己主動探究，把接受學習過程轉變為自己主動地去構建知識的過程。只有這樣才能讓學生真正了解公式、定理的來龍去脈、應用的條件以及適用的范圍。

4. 授課與專題研討結合的教學方法

教研團隊根據所帶班級學生的實際情況，實施課堂授課加專題研討的課堂教學方法。例如根據課程內容在討論最優潮流計算方法時，把學生分為若干個學習小組，每組3-4人，每個小組由一名組長主持，組內開展為期兩周的課前討論研究。在開展相關內容授課時，采用答辯匯報形式進行專題研討，教師和學生同時進行點評。授課與專題研討結合的教學方法能夠實現因材施教，在原有課程書本知識體系基礎上，高效利用好網站與微信群，布置小組任務，還能在網絡上進行課堂測試、課后作業和章節測試，提高學生的開放性思維和綜合學習能力。

5. 充分利用雨課堂與學生進行課堂互動

“雨課堂”作為一種新型的教學工具，可以將移動電話技術融入課堂中，為師生提供更加方便高效的交互式溝通渠道。課前教師先將思考性問題發給學生。在教學過程中，利用雨課堂檢查學生的學習狀況，教師能夠對學生的答案分布、答題時間等進行實時檢查。同時，還能對學生的回答給予注釋、反饋，甚至可以為個別學生提供針對性的交流與輔導。課后，可以通過“彈幕”“投稿”等功能，征求學生的意見。這種交互式的方法既能增加學生的學習興趣和積極主動性，又能讓教師對學生的學習狀況有全面認識，從而對教學策略進行相應的調整。

上述教學方法能使學生從被動式的學習轉變為主動參與的體驗式和深度探究式學習。在教學平臺上，教師設定預習任務，將部分理論知識以微課、音頻和視頻的形式推送給學生，指導學生自學。針對發電領域中存在的一些應用方面的知識，可以利用案例與課題相結合的方式，安排小組任務，指導學生進行小組討論和自主學習，使學生能夠將學到的知識應用到實際中。

（三）完善考核評價體系

學習激勵這一方式是對傳統的考評評估系統進行完善，充分發揮在線教學平臺的強有力的統計特點，把生成的過程學習結果融入考評評估系統，是考評的一個重要環節。考核內容主要由三個部分組成：上課成績、預習及作業的掌握情況占總成績10%；項目評估占總成績的30%；包含小組討論、實踐過程探索、文獻查閱、撰寫報告并進行答辯等幾個階段；期末考試成績占總成績的60%，期末考試采取閉卷方式進行，卷面采取百分制。

三、教學成效分析

（一）形成以思考為主的學習氛圍

通過課堂調查發現，課前學生不了解電力系統分析的內容、分析方法，對這門課的學習興趣不大，少數學生只是為了應付考試。在課程教學期間，學生可以在課前通過對學習群里與課程有關的視頻或者幻燈片等材料進行預習，然后自己查閱資料自學，在課后進行復習。在微信群里，教師可以為學生解答問題，學生之間也可以相互交換自己的學習經驗。學生通過與教師交流和分組討論，活躍思維。在課堂教學中，通過延伸教學、組內討論、組間討論等方式，提高學生的學習熱情。學生對電氣工程專業的學習發生了變化，有些學生對新能源產生濃厚的興趣，意識到這門課程在電氣工程學習中的重要作用。

（二）互動式課堂教學激發學生潛能

在“以學為中心”的教學方式下，教師不只是傳授知識，還要引導學生學習。在教學中，教師要培養學生的獨立思考能力。在課堂上，要讓所有的學生都參與進來，讓學生成為教學的主體，充分地進行交流，激發學生的學習熱情，要重視學生的特點，掌握教學方法。授人以漁，終身受益。在學習過程中，學生可以通過自主學習、搜集有關資料、參加課堂活動、課外實踐等方式，逐步培養自己的語言表達能力。將理論知識運用到實際工作中，不斷激發自身的潛力。

（三）提升教師的教學能力

隨著社會的不斷發展和進步，電氣工程專業的知識也在不斷地更新和發展。不斷提升教師的知識水平和教學能力是保證教學質量的基礎。在新的教育模式中，教師要主動參加各種層次的教學能力訓練，提高自己的綜合素養，從而促使學生在新的教育模式中完成自主學習和自我實現。依據課程標準的要求與特征，采用“以學生為中心”的教學方式進行教學設計，使學生的主體地位得到充分發揮，改善教學效果，培養學生的自學能力。

參考文獻：

［1］ 莊慧敏，張紹全，張江林. “電力系統分析的計算機算法”教學改革［J］. 電氣電子教學學報，2023，45（04）：37-40.

［2］ 郭壯志，薛鵬，徐其興. 課程思政背景下電力系統分析課程協作式教學改革研究［J］. 高教學刊，2023，9（10）：133-136.

［3］ 王雪杰，葉鵬，趙毅，等. 基于5E教學模式的“電力系統分析”課程教學改革探究［J］. 教育教學論壇，2023（02）：77-80.

［4］ 陳省平，吳慧英，汪幗英. 以學生成長為中心推動卓越教學［J］. 教育教學論壇，2023（51）：1-4.

［5］ 王維. 以學生為中心教育理念的理論與實施策略［J］. 云南大學學報（自然科學版），2018，40（S1）：76-78.

［6］ 韓旭紅，陳晨. 《電力系統分析》課程思政教學改革的探索與實踐［J］. 中國電力教育，2022（12）：85-86.

（責任編輯：邵秋露）