基于微课的翻转课堂模式在Matlab教学中的研究

桑海风等

【摘要】通过对微课和翻转课堂概念和特点的研究，将微课的翻转课堂模式引入到《Matlab 程序设计与应用》教学中，给出了Matlab教学中微课翻转课堂模式的具体实施流程以及实施方案.

【关键词】微课； 翻转课堂； Matlab

一、微课

1.微课的起源与定义

“微课程”（Microlecture）这个概念，最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师戴维·彭罗斯（David Penrose）于2008年秋首先提出的，并成功地在翻转课堂教学过程中使用.目前国内比较权威的“微课”定义是胡铁生的最新定义3.0版： 微课又名“微课程”，是“微型视频网络课程”的简称，它是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点（如重点、难点、疑点、考点等）或教学环节（如学习活动、主题、实验、任务等）而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的在线视频课程资源.

2.微课的主要特点

（1）教学时间“微”.

（2）教学内容“微”.

（3）教学资源容量“微”.

二、翻转课堂

翻转课堂（Flipped Classroom）这个概念，最早是由美国科罗拉多州林地公园高中的化学老师乔纳森·伯尔曼（Jonathan Bergmann ）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）于2007年春首先提出的.当年他们开始使用视频软件录制PowerPoint演示文稿并附上讲解声音，并将录制的视频上传到网络，以此为不能按时上课的学生补课.不久他们进行了更具开创性的尝试——逐渐以学生在家看视频、听讲解为基础，在课堂上，老师主要进行问题辅导，或者对做实验过程中有困难的学生提供帮助.这就是翻转课堂模式的初步形式.所谓翻转课堂，是指在课外的时间，通过在线教学视频、听播客、阅读功能增强的电子书等让学生自学完成课堂知识；而在课内时间，教师基本不讲授知识，而是解决学生在课外学习的疑惑，采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习.翻转课堂采用全新的教学理念和方式，真正体现了学生学习的主体性及教师的主导性，彻底改变了传统课堂的教学模式[4].在翻转课堂上，学生从被动的接收转变为主动的学习，充分发挥了学生的主观能动性；而教师从讲授者转变为引导者、组织者和帮助者，有利于教师进行个性化教学和学生的个性化发展.

三、基于微课的翻转课堂模式在Matlab教学中的实施

1. 实施流程

基于微课的翻转课堂模式在Matlab教学中的实施流程如图1所示

2.具体实施方案

（1）制作微课视频及练习

《Matlab程序设计》分为系统环境、数据及其运算、矩阵分析与处理、程序设计、绘图、数值计算与符号计算七个部分.根据执行性和操作性强特点，再将这七个部分分解成具体的微课单元.如将数值计算分解成数据处理、多项式计算、微积分计算、线性方程组数值解计算、非线性方程数值解计算与常微分方程数值解计算共计六个微课单元.

首先对具体微课单元进行自主学习设计单，主要包括学习指南、学习任务、问题设计、习题设计、学习反思等.其次对具体微课单元进行微课制作，时长控制在15分钟以内，防止学生产生厌倦情绪.最后对具体微课单元编制难度适当的练习，激发学生学习兴趣.

（2）学生课外学习

《Matlab程序设计》微课学习平台设计图如下：

在第一次课外学习前，先对班级进行分组，每组选出一名组长，主要任务是及时向教师反馈本组课外学习情况.结合本校实际情况，可分成8组，每组大概5人.具体操作体现在每次微课学习过程中，教师首先布置自主学习设计单，学生自由选择时间、地点、方式进行课外学习.其次学生在观看微课时，及时记录下疑惑不解的知识点，以便在课堂学习中与同学、老师交流.

（3）学生课堂学习

根据《Matlab程序设计》课程的特点，课堂学习基本在实验室完成.首先教师对学生课外学习中的疑点进行针对性答疑，对练习中遇到的实际问题进行现场解决.其次根据微单元的知识目标，组织同学独立或小组合作完成课堂活动.以数值计算单元学习为例，在前期阶段的课堂活动主要完成书上内容上机练习的课堂活动；到了后期阶段，鉴于对数值计算单元目标已基本掌握，可适当安排一些较复杂且较实用的数值计算问题进行课堂交流活动，如利用牛顿下山法求解非线性方程的数值解问题.最后通过集中展示等方式，向同学展示优秀作品.

四、结语

综上所述，基于微课的翻转课堂模式，从以教为主向以学为主转变，以课堂教学为主向课内外结合转变.实践证明，在实践性强的高校课程中实施翻转课堂是可行的.具体在Matlab教学中引入基于微课的翻转课堂模式，具有让学生自主掌控学习，增强学生学习中的互动和提高学生动手实践能力等优点.但翻转课堂教学模式毕竟是一种全新教学理念，只有在实践中不断的积累经验，才能找到适合Matlab教学的翻转课堂教学模式.