MOOC支撑下的“电路”课程翻转课堂教学设计

刘雅举，黄　勇，孙婷婷，黄建昌，蔡雅琨

(河北农业大学渤海校区 理工学院，河北 黄骅 061100)



MOOC支撑下的“电路”课程翻转课堂教学设计

刘雅举，黄勇，孙婷婷，黄建昌，蔡雅琨

(河北农业大学渤海校区 理工学院，河北 黄骅 061100)

“电路”作为电子信息工程、计算机科学与技术、电气自动化等信息类专业的一门重要专业基础课程，学生学得好坏直接影响后续课程的学习。该文将MOOC与翻转课堂教学应用于“电路”课程教学中，探讨如何更好利用MOOC进行“电路”翻转课堂的课程教学。分别介绍了MOOC及其翻转课堂特点；传统“电路”教学过程中遇到的问题；重点介绍了MOOC支撑下的“电路”翻转课堂教学设计，凭借教师录制的微视频，上传到中国大学MOOC官网，或是其它学校的MOOC资源，学生课前登录MOOC观看视频学习，完成作业和测试，进行实验设计，课上进行重要知识点的讨论，完成实验的验证和知识深度的拓展等内容。

MOOC；“电路”课程；翻转课堂；教学设计

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2016.0074

随着时代的发展，信息技术已经渗透到各个行业和各个领域之中，人们的衣食住行，求医问药等方面都发生了巨大的变化，很大程度上改变了人们的生活方式，但是信息技术对于教育的改变却小得令人吃惊。2012年是“MOOC元年”[1]，MOOC的出现，对传统教学模式发起了挑战，打开了新的教学模式的大门，翻转课堂应运而生。高等院校的教学逐渐走上“以学生为中心”的教育模式，加之信息技术的飞速发展，高校学生的学习方式也有了很大改变，教师的教学方法也应跟上学生的需求。美国新媒体联盟(NMC)在2012年度“地平线项目”研究中，对技术融入当今的教育教学进行了全面的反思。2011年秋天掀起的MOOCs风暴，被誉为“自印刷术发明以来教育最大的革新”[2]。“电路”课程是电子信息工程、计算机科学与技术、电气自动化等信息类专业的一门重要专业基础课程[3]。如何将MOOCs应用到“电路”的课程教学当中，既能激发学生的学习兴趣，更好掌握其基本的学科知识，又能培养学生自主学习的能力，满足不同学生的个性化学习需求呢？本文通过学习国外MOOC和在线教育的发展历程，结合西安交通大学在中国大学MOOC官网中有关“电路”慕课资源进行了研究，试图找到适合本校学生利用翻转课堂学习“电路”课程的教学模式。

一、MOOC及其翻转课堂特点

(一)MOOC特点

MOOC(Massive Open Online Course，大规模开放式在线课堂)起源于2007年，发起于美国，它的主要特点是将传统课堂与在线网络课堂融合。MOOC课程大致存在以下特性：大多数课程都有特定的上课期间，大约1～3个月左右；教学平台大都是自行开发或整合，很少使用一般的LMS平台；几乎每门课程的老师和学生互动以及学员和学员之间的讨论都很热烈；教师授课的方式除了教材之外，都会针对课程设计作业或考试的机制；课程结束后，注册学员大都还可以进入课程复习等。MOOC将全球优秀的教学资源集于一身，世界各地的“学生”可以随时随地注册帐号进行学习[4]。“MOOC理念是通过信息技术与网络技术将优质的教育资源送到世界各个角落，它是开放教育资源运动发展过程中的质性蜕变，不仅提供免费的优质资源，还提供完整的学习体验，展示了与现行高等教育体制结合的可能”[5]。

(二)翻转课堂特点

“翻转课堂”(Flipped Classroom或Inverted Classroom)也称“颠倒课堂”或“颠倒教室”，是相对于传统课堂上讲授知识、课后完成作业的教学模式而言的。它最早是由J.Bergmann和A.Sams提出的，他们的初衷是为那些不能按时来教室听课的学生而录制课程内容，然后将录像传到网上，供学生在课下时间下载学习。结果是很多没有缺课的学生也将内容下载来进行再次学习，这激发了两位老师对教学模式的重新思考，慢慢演变成现在的翻转课堂。利用这种教法，学生可以在课前观看教师事先录制好的或是MOOC中已经存在的与预授课课程相关的微视频，学生根据自己学习的程度，自由选择重新观看还是做其中穿插的练习。这样就避免了传统课堂上不分学生层次统一授课的弊端。等到正式课堂上时，老师就会有针对性地讲解大多数学生的疑惑，分组进行讨论，根据学生对知识的掌握程度给出不同层次水平的综合应用案例，从而达到更好的教学效果。

二、传统“电路”教学过程中遇到的问题

“电路”课程涉及的知识点多，知识面广，内容繁杂，课时长，与前期课程“高等数学”和“大学物理”内容衔接紧密，“电路”课程不仅是信息类专业的专业基础课程，而且所涉及的基本原理及其分析计算方法为后续专业课程的学习起着至关重要的作用。河北农业大学的“电路”课程各专业需求不同，学分设置也有所不同，大概是64～80个学时。在长期的教学过程中，本人发现学生的学习积极性不高，缺少学习的主动性，缺乏分析电路时系统的分析方法和计算方法，有的甚至是厌学。由于实验课和讲授课是分开授课，学生往往在听课后不去主动复习，等到实验课时理论知识还没有掌握，导致理论和实践课程相脱节。不能真正把电路原理应用到实际生活或者工程实践之中，因此存在着“学生难学，老师难教”的境地，直接影响到“电路”课程的实际教学效果和教学目标。

三、MOOC支撑的“电路”课程翻转课堂教学设计

按照翻转课堂的教学模式，根据电路课程的特点，以电路课程第六讲“基尔霍夫定律”为例，把MOOC和翻转课程的思想应用到教学中，把教师工作和学生学习按照课前、课上和课后的3个环节进行教学设计，教学设计流程按图1所示：

图1翻转课堂教学设计流程图

(一)教师整合知识点，制作微视频，下发下节课内容安排

教师整合基尔霍夫定律的知识点，制作10分钟之内的微小视频，因为人能集中注意力的时间一般在10分钟之内，如果想更清晰地划分出基尔霍夫定律的两个内容，可以拆成更小的2～3个视频挂到网站上；教师在本节课下课时下发下一节课的课前安排，其中包括学生自学内容对应的教材章节说明，各练习题的难易程度等级，课程内容对应的实验，如有必要还可添加补充阅读材料。现将基尔霍夫定律的重要知识点整理总结如图2所示：

图2基尔霍夫定律主要知识点

(二)学生观看微视频，完成作业，设计实验电路

学生按照教师提供的教材章节目录，先阅读教材内容，然后登录MOOC网站观看相应微视频，学生根据自己掌握情况选择是否重复观看还是往下继续。在认为已经掌握了该知识点时去完成作业与测试，中间遇到任何问题都可以随时在讨论区发起讨论，也可以参与其他人的讨论内容。

(三)正式课堂上的主要活动

学生在课前花了很多时间去阅读，下了很大工夫去自学，完成作业和测试，如果不能让每个学生都参与讨论，那么一些学生在课前花的这些时间就显得很多余和浪费了。因此教师上课时对内容的组织就显得更为重要了。如果教师不能合理组织教学，时间一长，学生就感觉到“我自学就可以了，不用老师在课堂上给我浪费时间了”，这样老师在学生心中的地位就会大幅下降。正式课堂上教师应组织那些活动呢？主要可以分为3类：一是根据学生自学完成作业的情况，有的放矢地进行重要知识点以及易错题的讨论；二是做些典型例题或是能力提高题；三是根据实验内容进行讨论或演示。

(四)知识点讨论

以基尔霍夫定律为例，主要讨论活动内容，如表2所示。

表2　基尔霍夫定律课上主要活动计划

1.对知识点的讨论，先由学生发起，由学生回答或补充，教师根据学生回答的具体情况选择是否进行补充，或者给出总结。如果学生对知识点存在漏发或缺发的话，老师再进行问题的补充。比如知识点(5)、(7)、(9)等，如果老师不在知识点上进行提问，可能有很大一部分学生不会将问题拓展到封闭面。对大多数学生都有疑问的地方，教师要选择精讲或是深入讨论。教师要鼓励每位学生都参与讨论，鼓励每位学生给出自己对知识点的理解。在讨论的过程中，不乏有这样的情况存在：在某个或某些问题上学生自认为已经把问题看懂，弄透，在他回答问题的过程中，老师可以根据他回答的情况，及时发现他对知识点本质上理解的不足，及时给予纠正或是补充。

2.对例题和作业的讨论主要按照两部分进行：一是对微课中已有的问题进行讨论，这部分因为主要涉及的是基础问题，而且在MOOC的讨论区已经进行过讨论，所以再次讨论的过程中很少会出现问题，花费课时也会很少；二是在知识点讨论的过程中，教师根据存在大多数问题的知识点，添加例题，例题深度要提升，有拓展。

3.对实验的讨论是改革的一大突破，以往的实验都是教师设计好实验电路，学生根据老师给出的电路图，用导线连接实物，从数据结果上进行定律验证。实行翻转课堂之后，实验形式发生了根本的改变，学生不用去实验室验证老师已经设计好的实验电路，取而代之的是给每个讨论组配备一套NI公司的my DAQ实验装置，将my DAQ与学生自配的笔记本电脑连接形成一个可以移动的实验室，学生可以很方便地进行实验[5]。实验中出现的问题在课堂上随时进行讨论，实验设计优秀的学生阐述自己的设计思路，现场展示给其他学生，以求学生能更好地理解课堂上的每个知识点。

(五)课程评价

课程按照翻转课堂的教学模式实施下去，一方面可以顾及全部学生，不会像满堂灌的传统教学方式，不顾学生对知识的接受能力和消化情况；另一方面可以根据学生讨论情况及作业完成情况，发现学生对知识点的掌握程度。学生与教师自由讨论，教师作为讨论成员中的一份子，给学生亲切感，增加师生感情，减少学生压力，能够更加轻松地完成教学任务。从老师方面，虽然教师讲课的内容少了，但是实际上工作量加大了，老师的压力也变大了。老师除了要有足够的知识面，有能力回答各位学生在课堂上提出的各种问题，还要应对实验过程中出现的各种现象。这要求老师对每个知识点及其实验中的参数类型全部掌握，并要亲自整理一遍，这不仅考察了教师的备课能力，更考察了老师对问题的理解和应变能力。另一方面，教师还要准确把握课堂氛围，既要在热烈的讨论中把重要知识点全部涉及到，又要按照教学大纲要求完成教学任务，这无疑给教师增加了上课的难度。

四、结语

笔者通过研读大量相关文献并且亲自进入中国大学MOOC网站注册学习和实践，亲身感受到应用翻转课堂的教学设计可以让学生的求知欲望得到提升，使学生分析问题、解决问题的能力得到加强，遇到问题之后不是第一时间问老师，而是通过检索资料和讨论进行解决。在这样的教学环境下，体现的是“以学生为中心”的教学[8]，注重学生学习的态度和学习的价值观，注重学习的效率和创新实践。其目的在于通过建立知识点问题库、讨论问题库、错题库等信息数据库，能更好地服务于学生对“电路”课程的学习。当然，实施翻转课堂的教学模式，必须要求学生有很强的自主学习能力，这就是说，翻转课堂的教学模式不完全适用于所有学生。为了更好地提高学生学习“电路”课程的主动性和自觉性，提高教学效果，还需要广大教师和学生的共同努力。

[1]蔡文璇,汪琼.2012:MOOC元年[J].中国教育网络，2013(4):16-18.

[2]王秋月.“慕课”、“微课”与“翻转课堂”的实质及其应用[J].上海教育科研，2014(8):15-18.

[3]张伟,艾永乐,韩素敏.面向工程的《电路》课程教学改革与实践[J].高教论坛，2010(12)：84-86.

[4]张霞,李辉.职业院校MOOC联盟运营模式探讨[J].职业教育,2014(15):36-37.

[5]朱桂萍,于歆杰,陆文娟.“电路原理”课程深度改革的实践探索[J].电气电子教育学报,2013,35(10):6-9.

[6]于歆杰,朱桂萍,陆文娟.“电路原理”课程教学改革的理念与实践[J].电气电子教学学报,2012,34(1):1-8.

[7]丁琳,王颖,马淑萍.MOOC支撑下的以计算思维为导向的大学计算机课程教学模式研究[J].计算机教育,2014(9):30-33.

[8]张强,张海峰,唐岩.电路原理基于SPOC翻转课堂教学模式的反馈及思考[J].实验技术与管理，2015,32(9):179-180.

(编辑：杨建肖)

2016-01-04

刘雅举(1978-)，女，河北任丘人，硕士研究生，研究方向为电子信息技术。

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1008-6927(2016)03-0071-04