基于翻转课堂的教学研究与实践

谢迎娟, 林善明, 陈俊风, 蔡昌春

(河海大学 物联网工程学院，江苏 常州 213022)

基于翻转课堂的教学研究与实践

谢迎娟, 林善明, 陈俊风, 蔡昌春

(河海大学 物联网工程学院，江苏 常州 213022)

翻转课堂作为一种混合式学习模式，兼具在线教育和传统教学的优势，是在线环境下教育模式变革的发展趋势。本文结合在“电工技术”课程中的具体实践，对翻转课堂教学模式、课程规划、资源准备、具体实施等方面进行了研究和探讨，举出了具体的做法。

翻转课堂；教学模式；课程规划

0 引言

随着互联网和在线教育的迅速发展，知识传播和获取的方式发生了巨大变化，在线教育颠覆了传统教学模式。近年来受到广泛关注的慕课(MOOC)，因其授课对象不受时间、空间、人数和环境的限制，教学内容开放，任何参与者都可以分享优质的教育资源，与优秀的教育者互动交流，成为一种革命性的新型学习方式。对传统的大学课堂教学来说，MOOC的出现既是压力又是动力，促使大学对传统教学模式进行深刻反思。这不仅涉及教学方式和方法的变革，更涉及教学理念的转向[1]。

翻转课堂(Flipped Classroom)是近年来兴起的一种教学模式，由学生课下在线观看教学视频、在线练习、互动讨论，在课堂上讨论和解决学习中的问题[2]。翻转课堂具有在线学习的共享优质资源，不受时空限制的优势，又具有课堂教学中有教师进行激励引导、答疑解惑、情感交流的优势，有效融合了MOOC和传统课堂的教学特点。翻转课堂中在线资源的学习可以受到有效引导和督促，课程讨论、问题分析、实例研究可以增加学习乐趣，激励学生坚持学习。通过师生和生生之间的双向互动，有助于建构学生自己的知识体系，是在线环境下教育模式变革的趋势[3,4]。

“电工技术”作为机电类专业的专业基础课，既有理论性，又有很强的实践性。我院该课程的教学团队对翻转课堂的教学模式进行了探索和尝试，在教学模式、具体实施等方面取得了一定的经验和成效。

1 翻转课堂教学模式研究

1.1 “三位一体”双循环教学模式

根据翻转课堂的教学特点和基本环节要素，我院“电工技术”课程教学团队提出了“三位一体”双循环的教学模式方案，如图1所示。明确翻转课堂基本环节的参与主体、需要完成的任务以及相互衔接关系，为翻转课堂的实施奠定理论基础。翻转课堂模式下，课上课下的教学场景发生转变，自学、讲授和讨论成为教学的三个基本环节。

图1 翻转课堂“三位一体”双循环教学模式图

1.2 基本环节设计

1)自学

自学环节主要通过在线学习的方式完成，其主体是学生个人或者学习小组，根据学习任务观看教学视频和材料，完成知识点学习、在线练习和大作业。

在线学习具有不受时空限制的优势，学生可以动态调整视频观看的次数。打破学习进度差异的局限，自主安排学习节奏和进度。

自学环节中出现的疑问可以在其后讨论环节中与教师和同学进行讨论解决。重要的是学生感兴趣的问题如何反馈给教师，这在之后的讲授环节中可深入分析探究。

2)讲授

翻转课堂的讲授不是传统教学中知识的灌输。讲授环节由学生主讲，根据自学环节和讨论环节出现的状况，结合自己的问题，讲解对课程内容的理解和体会，以及展示小组大作业成果。

对于课程中难以理解，存在共性问题的内容则由教师集中进行，教师讲授的内容还包括案例分析、知识点评、任务布置以及对学习内容的梳理，引导学生从整体上把握课程内容，达到既见树木又见森林的目的。

3)讨论

讨论环节包括在线讨论和课堂讨论，主体可以是教师也可以是学生，二者都可以成为问题的提出和回复者。讨论环节是翻转课堂中最重要的环节，目的是互帮互助、解决问题，加深理解，通过思维的碰撞完成深层次的“吸收内化”过程[5]。

学生自学后产生的疑惑，通过在线交流讨论得到解决，不仅加深了对知识的理解，而且实现了差异化学习。在线讨论的实时性可以让问题得到及时处理，而不必等到下一次上课。讨论涉及的某个问题可能同时也是其他学生的问题，反馈过来也会引发其他学生的思考和再次学习。在线讨论不能解决的，一些重要的、普遍性问题或者大作业分析等则可以在课堂讨论中完成。课堂讨论时，教师根据教学需要，围绕教学内容制定讨论题目，从多个角度引导学生理解知识点内容，串联学习思路，实现知识的更深层次理解。在课堂讨论中，教师起到的是的组织、协调和指导作用。

在“三位一体”双循环教学模式下，自学、讲授、讨论环节有机结合，互相促进，互相反馈，组成良性的闭环学习系统，共同完成教学过程。

2 “电工技术”翻转课堂实施方案

2.1 课程规划

“电工技术”课程规划的目的是进行教学分析与设计，厘清教学环节中涉及的关键要素，保障翻转课堂教学模式下各环节的顺利实施，实现课上课下的教学优势互补。

“电工技术”教学团队对课程体系进行了梳理，重新审视教学内容和与前后课程的衔接关系，按章、节、知识点的三级结构，设计了课程的教学体系架构。为学生主动自发地学习，通过探索建立自己的学习体系创造了条件。

表1举例列出了“电工技术”第三章“电路的暂态分析”的教学规划方案。其中知识点的划分不仅局限于书本的章节内容，还包括相关的工程实例、应用背景、基础知识回顾、实验仪器仪表的原理及使用以及仿真分析软件等。根据知识点的难易程度，布置学生在课下和课上需要完成的任务和具体的教学形式。知识点的细化有助于将教师对课程的理解融入到教学设计中。

表1 第三章“电路的暂态分析”教学规划方案

2.2 完善资源

教学团队利用“河海大学课堂在线”平台组织课程的在线资源，包括教案设计、与知识点对应的微视频、PPT、基本练习、阶段测试、教师布置的讨论题目、大作业任务要求、学生讲授展示以及在线讨论区等。其中，微视频的制作是决定翻转课堂效果的重要因素[6]。本课程的微视频主要用录屏软件制作，对制作好的PPT课件进行讲解，同时可以在PPT上用鼠标笔做出标记，视频效果实际上可以看成是教师在单独对学生进行授课，包含着教师对知识传授的推导思路。

教师布置的讨论题围绕教学内容，与教学同步，包括查阅相关知识、推导原理或公式、分析实例、习题讲解和错题分析等。表1中还列出了课程第三章“电路的暂态分析”中部分教师布置的讨论题目。

2.3 学习小组

学生自由组合，4人一个小组，小组长负责组织和督促本组同学进行自学内容交流，以及完成教师布置的任务。同学之间团队式合作缩小了学生之间的学习差距，避免了过去一些学生特别落后和无助的情况。

小组可以推选一位同学作为代表在讨论课上发言，发言内容涉及小组成员分工协作情况以及共同完成的任务，形式不限，可以是PPT、板书或口述。

2.4 学生讲授

教学模式开展初期，学生们还不适应学生自己主讲的教学形式，因此学生讲授主要安排以介绍基本知识点和相关资料，计算分析习题为主。随着教学模式的开展，学生讲授内容和形式扩展为结合自己在自学环节和课下对课程的学习情况讲解知识点、分析原理、推导定理、问题的分析和实例研究等。讲授的形式可以是PPT、板书、提问、实物举例等。

学生讲授可以随时与讨论互动结合，师生之间、生生之间相互提问交流，通过思维碰撞解决学习中的问题，是学习理解知识的有效途径，这种思维上的不断碰撞也正是学习兴趣产生的源泉。

学生讲授一方面给学生提供了一定的压力，督促学生认真对待自学和讨论环节，促进对知识的理解掌握。另一方面也可以锻炼学生团结协作、归纳总结、分析问题的能力，培养学生的自信心和责任心，锻炼了归纳总结、交流表达能力。

3 效果与分析

通过“电工技术”课程翻转课堂的实践，学生的学习兴趣、教学效果、师生关系等方面都取得了明显的提高，学生和教师都得到很大的收获。

3.1 学生的转变

翻转课堂教学模式使学生的学习积极性、主动性得到了极大的提高，出现了两个非常可喜的转变。

(1)从被动学习到主动学习的转变。在传统教学过程中，原理分析、知识推导都是由教师主导完成的，学生普遍不会或不愿意提出问题，甚至隐藏自己的问题，生怕显露自己的不足，学习的内容也局限于教材。而在翻转课堂的实践中，提出问题、交流讨论是课程教学的重要环节，展现的是学生的学习效果。尽管课程开初，学生们的发言还比较扭捏和互相观望，到课程的中后期，普遍变成了乐于展示自己，学生们从不知道该怎么发言到期待发言。他们会主动扩充知识内容、主动提出问题，推导公式、结合实际展开分析，讲授也越来越精彩，学生充分体会到学习的乐趣。

(2)学习目标的转变。在传统教学中，多数学生的学习目的是考个不错的分数，拿到这门课的学分，至于对课程本身往往兴趣不高。在翻转课堂中，学生开始主动探索知识，并且学会学习方法、掌握实用的技能，感觉到学有所用、学有所成，获得了成就感和自信心，学习的目标由拿学分转变为掌握知识和技能。通过在翻转课堂上的锻炼，多数学生都能完成过去只有少数优秀学生才能完成的较为复杂的设计项目。

3.2 教师的收获

在翻转课堂模式下，教师不再像在传统课堂中那样按照自己事先准备的内容按部就班地讲授，而是根据学生的实际情况调整教学策略，设计合适的教学方案和讨论题目，同时还要在教学全过程中、既在课上又在课下，随时对教学中的问题和学生的疑惑做出及时的反馈和解答，同时还要保证在设定的时间内引导学生保质保量并且尽兴地完成讨论，还要按时完成教学内容、达到教学要求。这督促教师要对课程不断深入研究，学习和引入先进的教学理念和教学手段，丰富教学内容，不断提高教学水平和自身能力，思考如何进行课程的有效组织和对学生的激励和引导，最终实现了教学相长，教师的能力和水平也得以同步提高。同时教师与学生之间的关系也更为密切，成为一种良性合作的关系。

3.3 教学的效果

我校2014级机械工程专业共10个班级，选取其中的3个自然班级开展了“电工技术”翻转课堂教学实践，学生的基础和能力与其他班级基本一致。按照前述的教学理念和方案组织教学，经过课程的开展和实施，参加翻转课堂教学班级的学生其学习能力、合作能力以及沟通表达能力都有了较大的提高，学习效果也有了较大改善。图2为采用翻转课堂教学模式的班级与同专业同年级平行班学生成绩的对比图，从图上可见，采用翻转课堂教学模式的班级，学生成绩优秀(90～100分之间)的比例略高，成绩良好(80～89分之间)的比例有很大提高，不及格学生比例有明显下降，没有很低分的学生，说明学生学习差距变小了，有效避免了个别学生特别落后的情况。

从学生对教学模式的主观评价反馈来看，大部分学生表示翻转课堂的教学模式“有利于学生自主学习，提高了学生的学习能力”，“符合大学的学习需求”，……，这充分表明学生对翻转课堂这种教学模式是认可和积极接受的。

尽管开展翻转课堂的教学方式增加了学生学习的时间和精力，但是从该班级与平行班级其他课程的学习情况对比来看，没有明显显现出对其他课程学习的影响。

图2 学生成绩对比图

4 结语

翻转课堂作为一种新的不拘泥于书本、而是注重激发学生兴趣的教学模式，打破了课上课下、线上线下的限制，不受时空限制、以学生为主体，实现个性化学习，提升师生之间互动交流，具有诸多的优势。随着翻转课堂教学模式的开展，如何更加有效地组织课程，针对教学内容确定更加合适的讨论题目，建立完善的课程资源，研究更加合理的学习效果评价体系，将是下一阶段翻转课堂教学的研究目标。

[1] 张玲霞, 闫允一, 王辉, 孙璐.MOOC时代“电路分析”课程新教学模式探讨[J].南京：电气电子教学学报, 2015, 37(2):19-21

[2] 乔纳森·伯格曼, 亚伦·萨姆.翻转课堂与慕课教学 一场正在到来的教育变革[M].中国青年出版社, 2015

[3] Azlina A.Rahman, Hasnah Mohamed, ect.The influences of Flipped Classroom:A meta analysis [C].2014 IEEE 6th Conference on Engineering Education (ICEED2014), Kuala Lumpur, Malaysia, 9-10, December, 2014:24-28

[4] 董兴法, 肖金球, 欣裕, 刘志文, 李真.网络资源引导电子信息类课程翻转课堂研究[J].南京：电气电子教学学报, 2015,37(2):8-10

[5] 张强, 张海峰, 唐岩, 于歆杰, 赵常丽.电路原理基于SPOC翻转课堂教学模式的反馈及思考[J].北京：实验技术与管理, 2015, 23(9):179-182

[6] 姜艳玲, 国荣, 付婷婷.翻转课堂与慕课融合促进教学资源均衡研究[J].北京：中国电化教育, 2015,339(4):109-113

Teaching Research and Practice Based on Flipped Classroom

XIE Ying-juan, LIN Shan-ming, CHEN Jun-feng, CAI Chang-chun

(CollegeofIOTEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022，China)

The flipped classroom has the advantages of both online education and traditional teaching, and it is the development trend of the educational model transformation in the online environment.In this paper, we have studied and discussed the teaching mode, curriculum planning, resource preparation, and concrete implementation and given some specific methods, which is based on the specific practice of the course of Electrical Technology.

flipped classroom; teaching mode; curriculum planning

2016-01-08;

2016-05-19

江苏高校品牌专业建设工程一期项目(PPZY2015B141)；河海大学第一期“翻转课堂”立项实践项目(河海教务(2014)56号)；河海大学第二期“翻转课堂”立项实践项目(河海教务(2015)10号)

谢迎娟(1976-)，女，讲师，硕士，主要从事智能信息处理和电工电子技术的教学与研究，E-mail:yjxie@hhu.edu.cn

G642 .0

A

1008-0686(2016)06-0019-04