基于翻转课堂理念的工程索道数字化教材教学效果分析

沈嵘枫 许浩

摘要从翻转课堂教学理念以及工程索道课程的特点出发，提出以森林工程实验班为实践对象，进行工程索道课程数字化教材教学试点。运用结构模型软件AMOS，调查数字化教材教学情况下学生学习情况。通过一系列的问卷调查和分析发现，数字化大大激发了学生的学习兴趣，并提高了学生自主学习能力，使学生的成绩有较明显的提高，但是数字化教学过程也存在一些问题，仍需不断完善。

关键词数字化；翻转课堂；教学模型

中图分类号G2376；G423.3

文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）26-0252-03

Teaching Effect Analysis of Engineering Ropeway Digitized Teaching Material Based on the Idea of Flipping Classroom

SHEN Rongfeng，XU Hao（School of Transportation and Civil Engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002）

AbstractFrom the concept of overturning classroom teaching and the characteristics of engineering ropeway course，the teaching program of digital teaching material for engineering ropeway is carried out by taking the forest engineering experimental class as the object of practice.Using AMOS structure model software，students' learning situation under the condition of digital teaching materials was investigated.Through a series of questionnaires and analysis，it was found that digitization has greatly stimulated students' interest in learning，and improved the students' autonomous learning ability，so that students' achievement can be significantly improved.However，there are still some problems in the process of digital teaching，which need to be improved constantly.

Key wordsDigitizing；Flipping classroom；Teaching model

信息技術的日益普及和快速發展强烈冲击着教育模式和体制。信息化使教育发生革命性的改变，推进教育不断创新发展，一种颠倒传统课堂课上、课下环节，将知识传递置于课前、知识内化置于课上的教学形式——翻转课堂应运而生。19世纪早期美国西点军校的西尔韦纳斯·塞耶（Sylvanus Thayer）将军提出翻转课堂基本理念及思想[1]，创造了一种新的教学模式：教师先发给学生新课程的学习资料，供其在课前预习，然后在课堂上通过师生交流来解决预习产生的困惑，通过建立学习小组开展讨论，既锻炼了学生的发散思维和批判性思维，又提高了学生的交流合作和解决问颗的能力[2]。翻转课堂基于“以学生为中心”的教育理念，结合灵活的教与学的方式，注重学生个性化的全面发展[3]。我国目前还很欠缺翻转课堂方面的教学模式研究，也十分缺乏适合其模式的教材，

大多数模式在学科适用范围、可行性等方面还存在一定的局限性。探寻一种适用于更广的学科和教学范围的翻转课堂教学模式，丰富其网络教材与数字化教材，为一线教师的翻转课堂教学实践提供模式支持，是目前翻转课堂研究中亟待解决的问题。目前没有适合工程索道课程翻转课堂教学模式的数字化教材。因此笔者针对适合工程索道翻转课堂下的数字化教材，对森林工程专业本科教学的影响及效果做简单分析。

1翻转课堂的优势和特点

1.1教学自由性在传统教学观念和模式下，课堂教学往往局限于特定的时间、地点、空间，由于课程时间较长（45 min），很难保证学生能够一直保持注意力高度集中状态，学生稍微分散注意力，相关知识点便忽略过去了[4-5]；在传统课堂教学过程中，教师的精力有限，往往只关注学习成绩好、聪明的少部分学生，其他大部分学生则常常被忽略[6-7]；另外有些学生可能比较忙，如参加比赛、忙学生会的事、听学术报告、参加社团等，导致无法按时聆听教师的课程[8]。但在翻转课堂模式下，学生在课前可以通过视频来预习课程，课堂上没有听懂的内容也可以通过课后的回访来学习，这样也会减轻教师的教学压力，有时间去关心学习有困难的学生[9-10]，使课堂突破了传统时空局限，学生将根据自身学习情况安排出最合理的学习时间，还能帮助学习困难和繁忙的学生。

1.2交流多元化在传统教学模式中，常常以教师为中心，教师在讲台上讲，学生在下面听，缺乏交流互动，即使偶有交流也比较单一[11-12]。在翻转课堂下，构建教师、学生、教材和教学多媒体四要素交互结构，提倡交流多远化，教师有时间与学生交流互动，能更好地了解学生，在学习和生活上对学生给予帮助[13]；学生之间组成小组的形式，一个问题需要小组一起讨论得出结果，重在增加学生之间的交流，增进学生之间的情感，提高学生团队合作意识[14-15]。

2基于翻转课堂理念的工程索道数字化建设策略

2.1数字化教材建设原则为了使数字化教材能够提高学生学习的效果和效率，教师应有目的性和有意识性地制订教材方案，其编制原则如下[16]。①实用性原则：系统的建设充分贴近森林工程教学实际，同时利用现有的比较成熟的计算机辅助设计多媒体教学研究成果，结合工程索道课程的特殊要求进行开发，确保实用可行。②标准化原则：采用教育信息化标准委员会颁发的国家标准和行业标准编制数字化教材，体现教育信息化进程，科学、规范化地设置业务。③易操作性原则：数字化教材采用人性化操作设计，界面直观、简洁，菜单层次清晰，功能项（功能按钮）定义明确，功能按钮具有指向式说明，操作简单。

2.2數字化教材编制策略数字化教材建设最核心的问题是实现课程教学内容的优化组合，通过图片、音像、动画、网络等多种媒体最佳地向学习者表达课程内容[17]。①视频制作策略：在传统的视频教学中，教学视频常常时间太长，在学习过程很容易导致学习疲劳和分神的现象，因此视频制作以短小精悍、言简意赅的特点进行，每个视频制作时间控制在10 min内为宜。在这个快节奏生活中，人们希望在短时间内获得最好的效果，人们可以利用零碎的时间进行学习，充分利用时间。②课程安排策略：课前理论预习、课中智能指导、课后自动批改、资源信息化、数字化管理、师生交流互动。

3案例分析

3.1翻转课堂变量选择和调查设计该研究主要探讨在翻转课堂理念下工程索道数字化教材对森林工程教学效果影响的分析，教学效果又受数字化教材编制水平的影响（即数字化教材优良），由编制的标准性、实用性、操作难度等评定；教学效果主要由学习成绩、自主学习、学习兴趣3个因素组成，为了避免参与调查者出现中立，研究将分成非常不满意到非常满意6个等级。

研究通过问卷调查形式收集数据，向森林工程全体学生发放调查问卷进行调查，对调查问卷的结果进行分析，根据分析结果判断数字化教材教学对教学效果潜在的影响。问卷调查信息的收集以初级信息为主，以问卷调查回收样本获得。 问卷设计为结构性封闭问卷调查法，问卷内容则依照前述的变量操作性定义编制而成，共分为 3个部分，分别是学习成绩提高情况、自主学习提高情况、学习兴趣提高情况。

3.2信息收集研究以福建农林大学森林工程专业学生为对象，在2015—2016年，第二学期期末考试结束后，通过群邮件的方式将问卷发送给学生，让学生填写工程索道数字化教材教学效果的调查问卷。本次调查回收有效问卷101份，回收率为95.1%，问卷调查情况首先利用Excel录入电脑中，然后使用结构方程软件AMOS进行分析[18]。对量表的测量模型进行验证性因素分析，描述各观测变量对潜在变量的影响程度，以此检验测量工具问卷调查的构建效度，对翻转课堂理念下的数字化教材教学模式编制水平与学习效果的因果结构方程初始模型图（图1）进行路径分析，测量模型和结构模型中各变量之间的关系，考察数字化编制水平对学习效果的预测力。

3.3调查结果和分析将收集的数据通过Excel进行整理和预分析，导入到AMOS软件进行运算，并输出结果指标反馈，利用AMOS 提供的模型修正指标对模型进行调整，使模型的可识别性提高[19]。经修正后模型运算出的标准化路径如图2所示。

其中e代表干扰量，而图中潜变量之间的数字代表两变量之间的系数，测量变量之间的数字代表测量的误差，因为主要研究数字化教材制作的优良与教学效果之间的因素影响关系，将主要以潜变量之间的路径关系来分析说明。

3.4模型分析通过对结构模型的分析，修正后模型拟合效果指标均已达到了要求，具体数据如表1所示。根据表1中数据显示，修正后的结构方程模型与实际数据可以拟合，配度良好。

模型结果表明：①在数字化教材教学效果结构模型图中，观测变量“操作难度”的系数较大（0.66），说明数字化教材的优良很大部分取决于数字化教材的操作难易程度，要求学生对新教材具有极高的操作能力，因此设计出操作简单、易于学习的数字化教材将会极大地增加数字化教材使用人群的数量；数字化教材编制的标准性和实用性也直接影响着数字化教材的教学效果，效力值分别是为0.51和0.56，从中可以看出教材的标准性对数字化教材的优良起到至关重要的作用。数字化教材每提高一倍，教材的优良性便会增加0.56倍，这是相当客观的数据，作为数字化教材的开发者，教师根据课前任务的反馈情况掌握学生真实的学习情况，据此有针对性地调整教学计划和课程安排，设计出最具实用性的数字化教材。就标准性而言，对数字化教材优良性的影响效果略微有些不理想，从侧面反映出目前我国尚未形成标准化的数字化教材建设方案，也没有成熟的建设体系，因此有必要像国外标准化的数字教材学习，使学习者有规范、有条理地学习，提高学习效率。②从结构方程模型分析可以观测变量中学习成绩、自主学习、学习兴趣的路径系数分别为0.88、0.93、0.91，均在0.71以上，数据非常理想，各观测变量很好地反映了潜在变量，尤其是观测变量“自主学习”这项，说明在数字化教材教学中，学生可以充分利用零碎时间，自由安排学习，增加了学习乐趣，提高了学习积极性，使更多学生自主参与到学习和教学互动中。③在“教材优良”与“教学效果”两个潜在变量路径之间系数为0.73，数字化教材建设优良程度能影响教学效果0.73的差异，达到预测水平，这说明数字化教材在森林工程本科教学中是可行的，在数字化教材建设中应提高教材编制水平，进而提高数字化教学效果。

4总结

该研究表明翻转课堂理念下的工程索道数字化教材建设适合现代化教学，但数字化教材建设过程中还存在一些问题。作为数字化教材的设计者和实施者，教师应当清楚地认识到数字化教材编制过程中对数字化教材教学成果影响比较大的因素，数字化教材对教学成果影响比较大的部分。总体来说，可以通过以下几个方面来努力：①为降低数字化教材的操作难度，教师应该根据学生反馈的情况，查找相关资料，制作出一套采用人性化操作设计，界面直观、简洁，菜单层次清晰，功能项（功能按钮）定义明确，功能按鈕具有指向式说明，操作简单的数字化教材。②利用计算机辅助设计以及多媒体对课程记性优化组合，通过图片、音像、动画、网络等制作出微视频来向学习者表达课程内容，刺激学习者各种感官来提高学习者的学习乐趣。③采用教育信息化标准委员会颁发的行业标准和国家标准，制订出科学、规范的数字化教材，使学生自主学习，合理安排学习时间，提高学习效率。数字化教材建设应该将教学内容和多媒体网络很好地结合起来，适当及时选择网络素材并利用到数字化教材中；教师对学生在学习过程中反馈的信息做到及时回应并记录下来，对教材进行修改完善， 确保正确性和及时性，制订出一套适用于森林工程专业工程索道的数字化教材。

参考文献

[1]

崔艳辉，王轶.翻转课堂及其在大学英语教学中的应用[J].中国电化教育，2014（11）：116-121.

[2] 刘艳斐，乜勇.“翻转课堂”教学设计研究[J].现代教育技术，2015，25（2）：61-66.

[3] 郭文良，和学新.翻转课堂：背景、理念与特征[J].教育理论与实践，2015（11）：3-6.

[4] 牟芷，王越.新媒体时代下大学生课堂使用手机情况调查与对策研究[J].教育教学论坛，2015（38）：4-5.

[5] 石柳枝.浅谈学习方式的变革：宜人教育 快乐课堂[J].教育教学论坛，2015（1）：206-207.

[6] 王聰，张凤娟.翻转课堂教学法在美国：历史、现状与课题[J].外国教育研究，2015，42（9）：96-108.

[7] 苏小红，赵玲玲，叶麟，等.基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J].中国大学教学，2015（7）：60-65.

[8] 沈嵘枫，许浩，胡喜生，等.交互性教学模式下林业智能机械教学效果分析[J].安徽农业科学，2017，45（6）：253-255.

[9] 于文浩，张豫丽.翻转课堂的施动主体：教师的价值和正能量——访“翻转课堂先行者”乔纳森·伯格曼[J].现代远程教育研究，2016（3）：3-9.

[10] 宋朝霞，俞啟定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志，2014（1）：96-104.

[11] 裘文瑜.学生的差异与教学的挑战[J].全球教育展望，2014，43（12）：124-128.

[12] 沈嵘枫，林曙.“林业智能机械”交互性教学模式研究[J].鸡西大学学报（综合版），2017，17（3）：5-8.

[13] 孙峰，龙宝新.翻转课堂的理性反思与本土化建构[J].电化教育研究，2015（9）：83-88.

[14] 杨玲，刘虹男，张冬严，等.紫叶白桦组培苗叶片花青素含量影响因素分析[J].森林工程，2017，33（2）：33-40，44.

[15] 宋艳玲，孟昭鹏，闫雅娟.从认知负荷视角探究翻转课堂：兼及翻转课堂的典型模式分析[J].远程教育杂志，2014（1）：105-112.

[16] 沈嵘枫，林曙，张小珍，等.计算机辅助设计的摹课教学改革实践[J].安徽农业科学，2016，44（4）：335-338.

[17] 沈嵘枫，周新年，景林，等.工程索道课程建设静态树形菜单设计[J].福建电脑，2010（2）：113-114.

[18] 贾鹤鸣，杨泽文，宋文龙.基于中心差分卡尔曼滤波的初始对准方法研究[J].森林工程，2016，32（6）：66-70，76.

[19] 骆辉，周舒宇，黄新，等.南京市梅雨期雨洪沉积物重金属污染评价[J].森林工程，2017，33（1）：28-32，65.