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編者按
如何上好一門高難度的專業基礎課程?

向來枉費推移力,此日中流自在行。南京大學電子科學與工程學院康琳教授有辦法。本期內容帶您一同欣賞教學的藝術。

南京大學電子科學與工程學院教授康琳在授課。(本文圖片均由受訪者供圖)

5年前的2014年9月,她帶領團隊主講了全校第一門以翻轉課堂形式進行教學的課程——以較高難度著稱的《電路分析基礎》。

在其他很多高校,這門基礎課最早也要到大一下學期才開課,但在她從教的C9高校,這門“硬核”課程的授課對象卻是剛剛結束軍訓的大一新生。

面對這群尚不具備電路分析所需的微積分及部分線性代數知識基礎的學生,加上入學教育、軍訓壓縮了課程教學時間,她上課的難度可想而知。

不過,5年下來,這門課卻成了頗受學生歡迎的基礎課。

潛心教學的同時,她也沒有丟掉科研,成了享受國務院政府特殊津貼專家和“中國電子學會優秀科技工作者”;主持和參加多項“863”、“973”、自然科學基金等重大國家級項目,發表論文百余篇;作爲主要完成者,獲江蘇省科學技術一等獎、電子部科技進步二等、三等獎各一項;制備的超薄NbN薄膜性能與國際領先水平相當。

這樣一位在教學和科研兩個領域均有不俗建樹的學者就是南京大學電子科學與工程學院教授康琳。日前,圍繞如何有效開展翻轉課堂教學等問題,方略研究院研究員對其進行了獨家專訪。


教學是一呼一應的過程

要踏踏實實把知識傳授給學生

一讀EDU:您既在實驗室做科研,又從事基礎課教學,那麽,在您看來,科研和教學之間有何關聯?您本人又怎麽處理兩者之間的關系?

康琳:作爲大學老師來說,人才培養和教學工作是非常重要的,不然就不是一名合格的人民教師。在基礎課教學中,知識傳授是一個基本的目標,所以基礎的理論一定要講。

但同時,激發思維能力、啓發科研興趣這樣的高階教學目標更重要。在這方面,我們可以通過有難度的問題——當然不能太難——加上有效的教學方法和手段,對學生進行提示、點撥,讓他們的思維得到發展和訓練。

在課程設計上,要注意培養學生的研究興趣。我們的實驗基本都是啓發性的實驗,老師會提出要求,給出一些方法,指導學生怎麽做——不能完全是灌輸式的,直接告訴學生該怎麽做。

學生有問題的話,老師可以點撥一下,給他(她)提出一些方案,讓他(她)自己選擇。做科研也是這樣的,有幾條路可以嘗試,人們一開始不知道該怎麽做,但要學會怎麽去試錯,因爲不可能把所有事情都做到極致,要有舍才有得。

比如對于參數的考慮,要知道把所有的參數都做到最好是不可能的,有時候速度上去了,靈敏度就下降了,老師可以啓發學生如何去合理取舍,做出自己最好的方法。所以在教學中,需要啓發學生重視掌握研究方法和學習方法。

一讀EDU:考慮到南京大學提出要辦“最好的本科教育”,您認爲,落實到基礎課教學方面,怎樣的教學才是高質量的?

康琳:現在教學有個問題,就是注重形式,沒有很注重內容。有些老師長期在教學一線踏踏實實從事基礎課教學,卻反而被忽略。我覺得,高質量的教學是能夠踏踏實實地把知識傳授給學生,提高他們的思維能力,讓他們對課堂感興趣,願意主動學習。

我在《電路分析》課程最後有個綜合實驗,這個綜合實驗挺難的,比如今年的實驗,我給學生LED的模塊,讓他們去設計,目標是通過溫度控制、或者聲音控制實現LED燈的色彩或亮度的變化。實驗除了要顯示出LED的花式點亮功能外,還要求同學們考慮可應用的場景。實驗開始時,同學們也覺得很難,此時,老師會提供幾種方案,比如過程怎麽顯示,LED點亮的形式等。

實驗沒有統一的標准,最後有個評選,讓各小組的學生自己去講小組的實驗成果,講自己的電路好在哪裏,特點在哪裏,展示完之後,老師和同學們一起來評分。

這門課上完之後,有些同學說30年之後還能夠記得這節課。這對老師來說,也是最大的欣慰了。這也就是趣味性教學,讓學生實實在在學到了知識。

還有對于學生來說,不要太注重單一的考試成績。像我的課程,平時成績占50%,考試成績占50%,我們用“教學立方”進行平時學習成績的收集——在“教學立方”上參加的各項學習互動,都是加分的。

我也鼓勵學生把問題帶來課堂上,這樣的話,就不是一個學生的問題,而是大家的問題,大家一起解決。學生有時不好意思提問題,其實他們的問題都是有共性的,要勇于表達,這也是培養學生的自信。有問題不是差學生,沒問題不一定是好學生。 

一讀EDU:對于電路課程這一挂科率較高的課程,您在教學中遇到的難題和收獲大致有哪些?學生在上課過程中的積極度和接受度如何?

康琳:在南大,學生大學入學第一學期就上這節課,而其他學校最早是安排在大一第二學期,很多是安排在大二的第一學期。因爲新生剛剛入學,數學基礎知識很難跟上來,比如學生一開始還沒學微分積分,就要解微分方程,所以不是這門課難,而是基礎知識跟不上,

不過,學生在收到南大的錄取通知書時會得到通知,要在線上自學大學數學基礎知識,進校之後有數學的基礎測試——基本上參加測試的學生都能過。

現在通過翻轉課堂引導式的教學,學生對這門課的興趣比較濃,在我這門課上花的時間也比較多,有些同學還會在課堂上積極表現——這樣既能拿分、又能讓老師記住——慢慢的,他們的興趣、自信心都得到了提升,也沒有覺得這門課多難了。

而我最大的收獲就是同學們的潛力真的是無窮的,給他(她)壓力就能爆發。比如,對于課程的綜合實驗,本來我並沒有抱很大的期望,覺得只要他們把基礎的電路搭出來就可以了,但沒想到他們有這麽多的方案,很多想法可能比老師還好,所以,我准備這學期結束,給他們申請專利。

比如,老師給了標准電路模塊,但有的學生自己買了其他更便宜的器件,就說他們的特點是成本比較低。這樣他就找出了自己的興趣點。總有一些地方是超過別人的,把創意和興趣融入在課程裏面了。

學生好了,老師也會開心,教學都是一個一呼一應的過程,學生給你的意想不到確實讓你很開心。一是有了課堂氣氛,還有就是老師教學的責任心也更高了。


翻轉課堂上

老師要多方面引導學生

一讀EDU:南大大一新生就參與了翻轉課堂,這些剛經過高考磨練的新生們是否會難以適應翻轉課堂教學的高要求?

康琳:大部分同學會適應,提高比較多。有小部分不能適應,分數就比較低。最後考試的題目比較難,看學生的成績也能夠知道他們的情況,一個班36個學生,90分以上的有7個以上,80分以上的有20個左右,很明顯,大部分人的成績比較好,但是不及格的也有。

在翻轉課堂,老師講得比較少,學習能力比較差的同學越學越吃力,就越不敢發言。不過在“教學立方”中,我能看到所有學生的成績排名,當我注意到大多數人能夠適應、而小部分人無法適應的話,就會有意給那些難以適應教學的同學更多去適應、表現的機會。

比如,我會在“教學立方”上看看學生的排名,特意讓排名比較後的學生來上台講課。在課前,我通知他們要准備好到課堂上發言。爲了講好問題,他們就要先搞懂問題。搞懂了問題,也就掌握得差不多了。開始他(她)不敢講,但到後來真正開始講,也就慢慢習慣、適應了。


一讀EDU:翻轉課堂落實到電路課程等基礎課教學方面,其初衷和目的是怎樣的? 

康琳:其實還是幫助教學,使我能夠隨時了解教學效果和學生的掌握程度。沒有翻轉課堂的話,教師跟學生接觸不多,不知道學生有沒有掌握。有時候你覺得學生學得挺好的,但是考核下來,發現他們掌握得很差。

實行了翻轉課堂、用了“教學立方”之後,我不用閱卷就能知道比較差的學生是哪幾個。

這對學生而言也是很有促進作用的,他們不能走神,要不我在“教學立方”平台來一個“衆答”(要求課堂裏面的學生統一在“教學立方”學生端回答老師指定的問題——編者注),他們就要上課當場回答。

對學生來說也是一個鞭策,能看到自己的不足就努力,以前有些同學不到考試就完全不知道自己的學習狀況。

一读EDU:您采用翻转课堂的形式进行授课后觉得,老师的负担是不是变轻了呢?老师在翻轉課堂上的角色和价值又是什么?

康琳:由于每節課都要瞄准更高階的教學目標,所以我的負擔並未減輕。

按照以前傳統的方式上課,是備好課後,怎麽走就怎麽走,但是翻轉課堂的話,老師要根據學生的情況不斷調整自己的方向,每節課都要想出什麽題目,然後看學生的學習情況、學生的反饋、上一節課的情況以及學生的特點,然後對課程內容進行調整。

而且由于在翻轉課堂,學生的問題比較多,老師還要考慮學生會有哪些方面的問題,

我們現在的電路課像討論課,是啓發性的教育。有些題目挺難的,但是學生還是能夠回答出來,有的題目出來,沒有答出來的話,點撥一下就好了。

老師的角色還是主導,只是方式變了,現在是引導學生按照哪個方向走,然後跟他們多互動,鼓勵他們多回答,很多問題不是我回答,而是學生回答。在課堂上,會出現學生有另外的解法,這樣大家的思路就開闊了。同學們回答不了的,我再來指導。


“教學立方”記錄課堂情況

幫助老師精准教學

一讀EDU:您剛剛多次提到在教學中采用了“教學立方”系統,這樣的教育技術工具對您的教學工作有哪些幫助?對學生們而言,這種教育技術工具又有哪些價值?

康琳:“教學立方”對我的幫助是很大的,一方面,讓翻轉課堂有了平時成績。老師不能憑主觀隨便給學生算平時成績,不然會在學生中産生很多疑問。但是“教學立方”是很客觀的,能夠記錄、評價學生的每一次學習行爲和課堂互動,這樣就不會産生爭議,因爲都有記錄。

另一方面,可以幫助我在課上與學生有效互動。每一節課上,我們會有“衆答”之類的課堂互動讓同學們參與。他們回答情況都能讓我看到,這樣我就可以讓選不同選項的同學分別出來講他們的理由,特別是挑答錯了的同學來回答,讓他們講爲什麽選這個選項,這樣學生的大部分問題都能解決了。

這樣能夠幫助我精准教學,而學生也能夠看到自己的各種學習表現,看到自己的成績排名。根據自己的情況,設定自己的目標去努力。“教學立方”在監督學生的學習過程中,也監督了老師的教學。

一讀EDU:翻轉課堂的課前准備十分重要。您如何確保同學們能夠認真做好課前准備,並根據他們的准備情況,靈活調整您的教學安排呢?師生互動形式大致是怎樣的?

康琳:上課之前,我上傳了課件或視頻,後面附上簡單的問答題,要求學生看了視頻後才能把題目做了。題目是必做的,因爲每次題目是有分數的。我還設置了回答截止時間,比如我的課是下午2點上課,那麽學生就必須在2點之前完成,2點一過,題目就關閉了,學生還沒有回答的話,分數也就沒有了。這樣督促學生課前去看課件,做題目,提前做好准備。

我在課前可以通過“教學立方”的教師平台了解學生們的准備情況,並相應調整教學計劃。課前練習主要是爲了讓學生課前完成准備性學習,如果課前沒有看懂的話,我們會在課堂上講。

我們會用“教學立方”在課上進行一些小測,針對小測暴露出來的問題進行重點講解,但盡量讓學生去講,如果學生講不出來,我再進行引導。學生經常拎著書上台講,這點我並不反對,只要他們能夠掌握知識,把問題解決了就可以。

關于師生互動,我們上課會利用“教學立方”的“搶答”、“衆答”功能布置學生回答問題,每節課的題目都不一樣。在搶答時,有些同學很踴躍。

只要他們上台講,不管對錯,都能夠得分。因爲即使他(她)做錯了,但只要講出自己的想法,也是很有價值的,畢竟可能台下也有一些同學的想法跟他一樣,這樣如果解決了台上學生的錯誤想法,也就解決了一大批學生的同樣問題。所以,不管對錯,我都鼓勵同學上台講。

一讀EDU:翻轉課堂確實能提升學生的學習主動性和積極性,但在評分政策方面,您如何科學評價同一小組中不同同學的課堂表現,以便給他們計算平時成績,同時,避免有同學在小組中“搭便車”呢?

康琳:這個“搭便車”是避免不了的。而且,我反而是讓他們“搭便車”的。

有些比較差的同學可能需要比較好的學生來帶,所以分組的時候要均勻,讓每個組裏面有1-2個學霸,把小組整體的水平都提上來,促進同學之間的相互學習。

我現在使用“教學立方”平台的互評功能,除了其他組的互評,還可以實現小組成員之間的互評,這樣就可以看出小組學生的表現情況。這也跟最後的真實情況挺吻合的。

如果不用“教學立方”的話,那就不清楚哪些學生搭便車。通過“教學立方”的課程記錄、學生之間的互評得分以及學生上課的表現、活躍程度,我對誰“搭便車”是心裏有數的。

總之,“教學立方”很好地幫助教師實現了教學目的,提升了教學的高階目標,也激發了學生的內在學習興趣和動力。


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來源:“一讀EDU”公衆號(微信號:yidu_edu)