王科盛:把在线上课当作新的“修行”

文:必威官网亚洲 王晓刚 / 来源:新闻中心 / 2020-03-17 / 点击量:2072

  在线上课两周多了,机械与电气工程学院王科盛副教授的“网课”讲得更加得心应手了。他把稿纸当“黑板”,对着摄像头做“板书”;他适时引入精彩视频,让课程形象通俗、妙趣横生;他把录播视频与现场讲解相结合,帮助学生深化理解、激发学生主动探究。

  实际上,在新冠肺炎疫情来临之前,他的备课一直都在进行。寒假期间,他就在完善课程资料,补充了最新内容,解决了上学期教学过程中发现的不足,并陆续录制了一些课程视频。这是他每个假期都要做的“功课”,多年来已经形成了习惯。

  但没有想到,这次疫情使他以更快的速度、更高的标准实现了课程的在线化。从“线下”向“线上”,并不是简单的复制迁移,而是在原有基础上的进一步重构和升华。他幽默地说:“这对我来说是一场新的修行!”

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引人入胜:激发学习兴趣

  王科盛长期给研究生讲授振动理论部分的课程。3月5日晚上是这学期的第一课。他提前半个小时进入“腾讯课堂”,做好了各项准备,等待学生陆续进来。

  第一节课是“入门课”,主要目的是概述课程内容,激发学生探究振动问题的兴趣,因此,他结合科技史和日常生活案例,尽量把课程讲得有趣好玩。

  振动问题是近代物理学和工程科学许多领域中的重要课题,随着生产技术的发展,动力结构有向大型化、高速化、复杂化和轻量化发展的趋势,由此而带来的振动问题更为突出。

  但是,他讲振动不是从“高大上”的问题引入,而是从音乐、钟摆、颠簸、地震等日常生活中随处可见的案例引入,让学生体会研究振动问题的重要性和趣味性。

  “为什么手机会越来越轻巧?汽车的座椅越来越舒适?大家经常听音乐吗,音乐的本质是什么呢?”他说,振动无处不在,对振动问题的研究可以为人类的生活带来更多的福祉。

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  为了让同学们了解振动科学的来龙去脉,他从张衡发明的“地动仪”引入,回顾了古今中外的科学先驱对振动问题的持续探索。

  从泰勒斯到拉格朗日,再到工业革命之后的近现代振动问题研究,他回顾了振动如何成为基础科学——力学的一个重要分支,而且正在走上向工程科学发展的道路。

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  讲到关键处,他把屏幕切换到摄像头,把稿纸当黑板,深入讲解了牛顿第二定律“F=ma”为研究振动问题奠定的坚实基础以及产生的深远影响。

  在讲“快速傅里叶变换”的时候,他还利用Matlab编程的结果进行说明,并鼓励研究生自己仿真,把猫咪“喵——喵——!”的音频信号做一下变换,体会如何通过现代工具解读无处不在的振动现象。

  在讲振动带来的危害时,他以农民工用振动棒打碎混凝土时振动对手部产生的严重损害为例,生动解释了振动造成危害的原因,并激励同学们:“我们难道不能为他们做点什么吗?”

  由于这门课程本身十分抽象,因此,振动理论长久以来在各大高校都是一门公认的“硬骨头”课程。课程的主要难点在于振动理论的分析和理解要借助比较复杂的数学方法。

  “我有点担心同学们在这个课程面前望而却步,甚至知难而退!”他说,“我希望在第一节课让他们对振动问题充满好奇,这样,以后会产生更持久的学习动力!”

自制视频:以备不时之需

  为了把抽象的问题具象化,王科盛尽量避免“从数学到数学”的理论讲授,而是充分利用图片、动图、视频等方式,让理论内容更形象。

  1940年11月美国华盛顿州横跨塔科马海峡的两条悬索桥被微风摧毁的珍贵历史影像,沙粒在不同频率下振动形成的神秘图样,以及呼啸而过的警报声音变化,都成了鲜活的素材。

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  在观看视频之后,王科盛为学生提出了几个有趣且“烧脑”的问题:为什么是微风而不是强风把大桥拧成了“麻花”直到断裂掉入海水?为什么窄桥会发生坍塌而不是宽桥?

  通过这些“天问”,他希望同学们自己去探究问题背后的数学本质,激发同学们的潜能,如果能够自己动笔把答案“算”出来,那将使同学们体会到一种妙不可言的成就感。

  收集鲜活的教学素材,是他的一个良好习惯。平时在学习、科研、阅读中,只要遇到相关的好素材,他都会及时保存,适当地更换或补充进教学素材库。

  “课程设计不是一蹴而就的,而是不断积累的过程。”他说,“我今年的内容跟去年会有所不同,去年的跟前年的也有所不同。只有不断完善,才能越来越好!”

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  往届的学生实验,他都要求学生把整个实验过程用视频方式记录下来。这样,在其后的教学中,他就可以把视频播放给更多的学生,让他们直观地“看”到实验的妙处。

  此外,为了配合做好线上教学,尤其是防备在线教学平台出现技术故障,他还更加系统地录制了更多的课程视频。

  此前,他已经录制过一些课程视频,但都是陆陆续续、零零散散不成体系。这次,他逼自己把本学期课程的前半部分都录制了下来,并在“中国大学MOOC”-必威官网亚洲SPOC课程上专门建了课程,供同学们反复观看。

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  “如果在线课堂突然掉线了,学生就可以观看视频,有备无患!”他说,“重要的和基本的内容,都可以从视频中自学!”

  从线下到线上,原以为不用做很多工作,但真正做起来,发现需要做的事情很多。从1月28日开始,他就一直在努力备课。播放10分钟的视频,可能要花费100分钟的努力。

  即便如此,他也从未对视频感到满意过。他说,“这次是集中性的补充录制,所以存在很多不足。这学期上完课后,我想重新录一遍,把不满意的地方都改掉。”

注意平衡:把控课堂节奏

  录了课程视频,就可以高枕无忧了吗?非也!王科盛的理念是,视频是一种“保底”的做法,在实际讲解中需要老师对某些内容进行深度的阐释和解读,有些问题还要跟学生讨论。

  多年来,他一直努力把课程实践化、高阶化,开展深入研讨和改革,从注重“是什么、为什么和怎么样”向更深层次的“如何动手、如何思考、如何实现”转变。

  改革后的课堂,让数学公式的结果“活起来”,让零散的理论知识“联起来”,让工程问题的分析“实起来”,让课程讨论“疑起来”。

  他表示,要让研究生能够在课堂上真正体验到较高认知水平上的心智活动,而且不间断地深入讨论,使学生解决问题、分析问题的思维活跃起来。

  但是,在线课堂与在教室里上课还是有很大的差异。他认为,线下上课时老师可以灵活地发挥,学生也可以及时反馈,互动效果很好;而在线上,效果会受到很大制约。

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  “我们都希望能够在线互动,但是,互动太多就会大量占用课堂时间。”在两次在线实践后,他认为,课堂讨论的占比也要注意一个度,太少太多都不好。

  第一周和第二周课后,王科盛和老师们一起做过调查,询问学生对课堂讨论的意见建议。学生的一条反馈就是:“课堂上更想听老师解读,同学们发言时间太长,还不如去自学。”

  因此,他们认为,在类似的细节问题上,老师们都要找到最佳的平衡点,注意把握课堂的节奏。否则,无论哪种方式,都会过犹不及。

  但无论如何,学院的老师们对在线课堂的适应性都很好、评价也很高。总的来说,大家觉得“在线讲课挺有意思!”

  王科盛说,“开展在线教学不是大家一时心血来潮,也不是因为疫情原因被逼无奈,而是因为大家确实感受到了它的优点!”

  “即便疫情结束了,我也会接着充分利用在线教学的长处,因为它真的挺有用,这对老师的教学和学生的自主学习都将带来巨大的变化!”他说:“在线课堂可以录屏回放,可以收集问题作答情况,及时了解大面积学生的学习状况,这不是很好嘛!”

  当然,对王科盛来说,对在线教学的学习和适应还依然在路上。如果说,这是一场新的“修行”,那么,这场“修行”才刚刚正式开始。



编辑:王晓刚  / 审核:王晓刚  / 发布者:陈伟