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讨论式教学法在电气工程专业课堂中的应用尝试

(2015-07-17 17:33:58)
标签:

教育

电气工程

分类: 高等教育

      讨论式教学法是大学教师特别是工科教师熟知又陌生的教学方法。熟知,是因为老师们都知道在课堂上除了讲授之外,可以展开讨论,而且大家都认为讨论可增强学生的创造性、口头表达能力、应变能力、民主精神、以及对学习的主动性等;陌生,是因为我们很少展开讨论,对讨论的运用和可能出现的问题缺少经验。在课堂上较少使用讨论法的原因有很多,其中有一个原因是班级太大、学生人数太多。

      在谈到正题之前,先看看一个大班、学生人数多(一礼堂)的课是怎样使用讨论式教学法的:

      哈佛大学政治哲学课堂中,迈克尔·桑德尔(Michael  J. Sandel)教授为了讲述“结果主义”和“绝对主义”的概念,用一个故事展开讨论:

      “假设你是一辆有轨电车的司机,正在铁轨上疾驶,电车的刹车突然失灵(但方向盘没有失灵),你发现这时在铁轨的末端有五位工人,另一条分叉铁轨上只有一个工人。这是该如何选择?”同学们开始结伴讨论,桑德尔教授给几分钟让几个同学发言,课堂上少数同学选择继续往前开,多数选择往分叉铁轨上开,并且都说明了理由。桑德尔教授用简单地统计两种观点的人数来结束这个讨论。然后讨论另一种情景:

      “假设你是一个旁观者,站在桥上,此时电车开过,你旁边有一个非常胖的人靠在桥上,你可以推他一下,他便会摔下桥而且挡住电车,虽然他会被压死,但另外五个人会获救。这又该如何选择?”同学们再结伴讨论,又用几分钟发言,课堂上少数同学选择推,多数同学选择不推,并都说明了理由。桑德尔教授同样用简单地统计两种观点的人数来结束这种情景下的讨论。

      这时,桑德尔教授说:“一些道德准则已经在我们的思考和讨论中开始显现出来了:第一种:结果主义—事情的正确以及道德与否,取决于你的行为所产生的后果。第二种:绝对主义:它强调世界上存在着绝对的普遍的道德准则,有明确的责任和权力。”

      桑德尔教授使用的这种方法,在布鲁克菲尔德(Stephen D. Brookfield)教授的《讨论式教学法—民主课堂的工具与技巧》一书中有所描述:“在大礼堂举办讲座时,可以先给出两三分钟时间让学生小组讨论或结伴讨论,然后再给出两分钟的时间让学生自由发言。这样做了之后,在你演讲以及你讲到重要内容希望学生参与时,学生会积极配合并不容易走神。”

      关于在电气工程专业课堂中使用讨论式教学法的尝试,本文谈三个问题:一、使用讨论式教学法可能存在的几点困惑;二、电气工程专业教学中尝试课堂讨论方式;三、讨论式教学法尝试过程中的体会。

一、使用讨论式教学法可能存在的几点困惑

      除了本文开始提到的大班困惑以外,使用讨论式教学法可能还存在以下困惑:

      困惑之一:“课时不够,如果把时间花在讨论上,内容就讲不完。”

      电气工程及其自动化专业的课程本来就多,由于总的学分限制,每门课的学时都非常紧张。如果对比一下欧美EE本科对应课程的学时数,他们的学时数更少,我们讲不完,他们一定也讲不完,事实上他们从来没有讲完过。那么我们为什么总是强调要用足够的学时把课程的内容讲完呢?因为我们基本上使用的是基于课程导向的教育(Course-based Education),这种教学方式有两个假定:一是课堂讲到的知识点,学生才能学到;二是只要讲得好,学生就能学得好。老师希望学生真正掌握老师认为重要的思想和知识。所以每一门课考试基本上是考课堂上讲过的知识。欧美的工程教育课时少且多采用讨论式,他们使用的是基于成果导向的教育(Outcome-based Education)。所以老师在课堂上主要做两件事:一是启发学生对本课程的兴趣,二是提出具体的课程任务和要求。而启发学生兴趣,仅用讲授法是很难做到的。你讲得再好,课堂上还是有人玩手机。

      困惑之二:“讨论法适合某些文科课程,对工科课程不太适合。”

      文科教学中对同一事件有不同的看法,对同一问题有不同的解释,在课堂中引入讨论相对比较容易。在工科教学中,讲授一些比较死的知识(例如,发电原理、电机结构、功率器件指标等),或是讲解一些操作技巧时(例如,如何安装Matlab软件或是如何使用示波器)似乎都用不着使用讨论法。但是有些事情并不像看起来那么简单,就那发电原理来说,火力发电与太阳能光热发电,都是使用汽轮机带动发电机发电,但这里可能引入清洁能源的讨论。可以认为根本没有确定无疑的知识或纯粹抽象的概念。那些不可更改的定律总是适合于特定的范围,而这些范围的确定依赖于研究的结果以及谁来制定社会普遍认可的标准。这就为工程教育课堂使用讨论式教学法提供了很大的应用空间。

      困惑之三:“教学管理者会认为我们不按教学进度讲课,不认真讲课。”

      我们都要填写教学进程表,很多学校还让教学督导随时检查教师的教学进度,讲快了不行、讲慢了也不行,误差只能控制在一到两次课之间。很显然,这种做法是典型的以教师为中心。需要授课教师在既能引入讨论式教学,又能满足学校教学管理要求之间做好工作。最好把讨论式教学写入教学进程表。要想进行深入的讨论,需要花费一定的时间,因为一些慎重的想法需要经过表述、倾听、再表述、提问、争辩等过程。使用讨论式教学法会增加教师的工作难度,对教师有更高的要求。其实你的教学是否认真,学生是清楚的,教学管理者也会有一个认识的过程,最终,教学管理者不会成为使用讨论式教学法障碍。因为讨论式教学法可以充分体现以学生为中心。

二、电气工程专业教学中尝试课堂讨论方式

      我在《电气工程导论》课堂上,除使用讲授法之外,尝试使用了讨论式教学法,这是电气工程研究生一年级的课,从讨论过程可看出,基本的方法可以简单地移植到本科教学之中。

      这个班有56名学生,讨论式教学的第一件事是要对学生进行分组,所以有时候也说,在分组教学中使用讨论式。分组将56人分成8组,每组7人。分组的方式有很多,如按成绩搭配分组、抽签分组、自由组合分组等。每一种分组对于讨论都有优势和不足。我们采用的是自由组合分组,这种分组的好处是,大家都谈得来,讨论起来容易。不足是,小组自我评价时,不容易反思讨论中产生的问题。

      分组以后,需要选出各组的组长和发言人。产生组长的方法也是多种多样,如讨论协商式、投票式、抽签式、竞选式等。各组可以自行确定产生组长的方式,但必须说明:为什么用这种方式?这种方式对未来的讨论有什么好处和不足?准备如何弥补不足?发言人也可用同样的方法产生,也可由组长指定。

      关于课程成绩的评定原则也要事先公布:小组成绩占30%,本人对小组的贡献占30%,考勤占10%,课程考试(或课程论文)占30%。

      做了这些准备后,就可以开始在课堂上开展讨论了。作为尝试,主要采用了书写讨论和小组交叉讨论。

      书写讨论,就是将要讨论的主题写在一张大纸上,发给每一个小组,也可以直接写在黑板上,抽一两个小组用黑板讨论。讨论的规则是:每一位学生轮流在纸上写出自己对主题观点是支持还是反对并简述理由;后面的学生可以评价前面学生的观点,前面的学生可以再评价后面的学生,不断反复;整个讨论过程中不许语言交流。显然书写讨论为那些内向的、不愿意开口参与讨论的同学,提供了开始参与讨论的途径。

     我们为书写讨论选取了两个主题:“电能在使用过程中不产生污染”和“电动汽车既节能又环保”。学生们的参与热情非常高。每一个主题都有支持和发对的意见,提出的理由都经过了认真的思考。效果比预计的好。

      小组交叉讨论,就是给每个小组不同的讨论题,小组(专家组)对各自的题目进行讨论,直至各小组成员称为该问题的“专家”,且小组成员对问题的描述要基本一致;难一点的题目可以在课前利用课外时间讨论,简单的题目可以利用课堂时间讨论;在课堂上每组抽取一人组成交流组,交流组成员轮流主持讨论各自问题的讨论,并由主持者(该问题的专家)进行总结,小组对主持者进行评价。这种讨论方式使每一位学生都有参与讨论和主持讨论的机会。

      我们为小组交叉讨论提供了13种发电方式供8个小组选择,最后选定8种发电方式进行讨论,讨论的结果可深可浅、内容可宽可窄。这8种发电方式是:风力发电、火力发电、水力发电、有机太阳能电池发电、储能电站、核能发电、光伏发电、光热发电。专家组讨论在课外进行,讨论后,每个同学都成为一个问题的“专家”。

      课内讨论主要是交流组讨论,每位同学都非常认真的主持和参与。讨论很热烈,大家如此专注,以至于讨论过程被拍摄和录像大家都不知道。当然没有玩手机的。

三、讨论式教学法尝试过程中的体会。

      布鲁克菲尔德(Stephen D. Brookfield)教授在《讨论式教学法—民主课堂的工具与技巧》一书中总结了讨论式教学法带来的15点好处。这些好处,通过亲身尝试,都可以体会得到。

      讨论法并不神秘,可以通过模仿逐步将讨论法引入我们的课堂;讨论法的内容及其丰富,如果不深入研究、充分准备,讨论法也会给教学带来风险。

      从优点方面讲,使用讨论法后,学生的学习热情明显不一样,课堂专注度明显提高,内向的学生几乎都有向外向转变的趋势;

      讨论法加入之后,一般不可能有时间将课程要求的内容用讲授法讲完。这就使得学生需要在课外学习那些课程有要求,教师又没有在课堂上教授的内容。由于有讨论的需要,学生也不得不去学习这些内容,间接地增加了学生自学的需求时间;

      在讲授法为主的教学中,我们是将知识的系统性、完整性、连贯性连同知识本身灌输给学生。引用讨论式之后,我们的讲授可能是零散的、不完整的、不连续的,而我们讲授的目的已经变成提高学生学习兴趣、帮助学生提高讨论和自学能力。知识的系统性、完整性和连贯性让学生在讨论和自学中自行获得。我们逐步去接近教育的最高境界—陪伴。

      高等工程教育专业认证有三个核心内容:以学生为中心;成果导向;持续改进。讨论式教学法的使用,正好帮助我们完成这三个内容。要有效的展开讨论,必须对学生有足够的了解,在分组、问题设计和讨论的全过程中必须始终关注学生;在讨论中,完成毕业要求的各种能力的训练和培养;每一次讨论都有评价和反思并用于改进。

      尽管讨论法有非常多的好处,但布鲁克菲尔德教授还是提醒我们:讨论并不是各种教育问题的灵丹妙药,不能把它当做解决高等教育中所有问题的唯一方法,即使教师愿意使用讨论法,也不可能自然而然的变得理解学生、尊重学生并以学生为中心。为了使讨论不流于形式,使讨论具有批判性和民主氛围,我们需要比纯粹的讲授法花费更多都的时间。

 

      我本人是讨论法的热情支持者,因为它有助于提高学生学习兴趣并使课堂生动活泼。同样,期待同行们打开一扇重新看待“讨论式教学法”窗户,它一定会让人耳目一新。讨论法可以使我们的教学过程变得更快乐并充满活力。

2015年7月18日  于贵阳

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