基于SPOC的“水力学”翻转课堂教学模式探究

苏 伟，张西平，胡宝月，马瑞娜，武艳艳

(1.河北农业大学 理工学院，河北 黄骅 061100；2.河北农业大学 城乡建设学院，河北 保定 071001；3.河北农业大学渤海校区 基础课部，河北 黄骅 061100；4.河北农业大学 教务处，河北 保定 071001)

基于SPOC的“水力学”翻转课堂教学模式探究

苏 伟1，张西平2，胡宝月3，马瑞娜4，武艳艳4

(1.河北农业大学 理工学院，河北 黄骅 061100；2.河北农业大学 城乡建设学院，河北 保定 071001；3.河北农业大学渤海校区 基础课部，河北 黄骅 061100；4.河北农业大学 教务处，河北 保定 071001)

为了提高“水力学”课程的教学效果，探究新型教学模式在提高教学质量方面的作用，河北农业大学“水力学”课程组利用网络教学平台，在本科生的“水力学”教学中实施了基于SPOC的翻转课堂教学模式，探索水力学课程教学改革方法。文章对新型教学模式应用于“水力学”课程教学的成果进行了说明，并通过问卷调查论证分析了新型教学模式在“水力学”课程中的应用效果。结果表明：新型教学模式使学生由被动学习变成主动学习，提高了学生的自学创新能力，同时也将教师由教授型向引导型转变，使教师的课程设计和思辨能力也得到了很好的提高。

“水力学”课程；翻转课堂；SPOC；教学模式

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2017.0037

随着信息技术的发展，将信息技术与教学深度融合已成为一种趋势，《教育信息化十年发展规划(2011―2020年)》将教育信息化发展放在了非常重要的战略位置上，这标志着教育信息化时代的到来。2012年“大规模公开线上课程”(Massive Open Online Course，简称MOOC)为我们提供了一个全新的在线学习模式，随后为了弥补MOOC在高校课程教学及考核方面的不足，SPOC(Small Private Online Course，简称SPOC)应运而生，SPOC具有规模小、私有性、全面性的特点，便于针对性授课，有利于教师的管理考核，能在线视频和习题答疑，改变了传统教学的时限性。

基于SPOC的翻转课堂教学模式更是依托在线学习系统，融合了在线学习与面对面教学的混合教学新模式，把传统的“教”为主，变成了“学”为主。薛云等[1]对基于SPOC翻转课堂教学模式进行了探索研究，王朋娇等[2]对基于SPOC翻转课堂教学模式设计进行了深入分析，胡丽芳[3]、吕婷婷[4]、于淑云等[5]纷纷将基于SPOC翻转课堂教学模式运用到实际的课程教学中，并分享了教学实践经验。本人受到已有教学成果及经验的启发，并把他们的教学方法运用于“水力学”课程中，但发现不完全适用。“水力学”是一门基础性强，又很抽象的课程，要求学生对生活中的研究对象有一定的了解，才能高效的领悟教学内容和技术方法。基于这些特点，本人在学习部分已有经验和方法的同时，将“水力学”课程与SPOC平台相结合，让学生课前利用SPOC平台自主探索、课后进行创新实践。本文将基于SPOC的翻转课堂教学模式应用于“水力学”课程的教学中，探究该教学模式在“水力学”课程中的应用效果，并对新方法进行了尝试。

一、基于SPOC的翻转课堂教学模式的构建

(一)“水力学”课程的特点分析

对于水利水电专业的学生来说，“水力学”是一门非常重要的专业基础课，该课程主要分为两部分，一至四章为基础理论，五至九章为工程应用，对学生毕业后从事水利相关工作和继续深造有着重要的作用。学生在接触该课程之前，没有专业知识背景，缺少感性认知。按传统授课方法，教师传授知识与学生理解知识不同步，就会出现知识点积压，再加上课时的限制，授课内容有限，效果也不好。如果学生能够利用课下时间把最基本的知识自己学会，将以前没有接触过的专业建筑物通过网络、课外书等自己先有一定的了解，课上老师只需答疑解惑，重点分析，教学效率将会大大提高。现下的学生自学能力差，自控能力不强，对其自学效果很难监测。鉴于此，考虑将基于SPOC翻转课堂的教学模式运用在“水力学”的教学过程中，网上实时监测学生自学状态，研究教学效果，为后续的专业课程教学积累经验。

(二)“水力学”翻转课堂教学模型的构建和实践

“水力学”基于SPOC翻转课堂的教学模式构建的教学模型(图1)称为“一二三三”教学模型，其中包括：一个平台(网络平台)、二个空间(教室内+教室外)、三个控制阶段(课前准备+课中讨论+课后实践)、三个学习水平(认知+消化+应用)。

图1 基于SPOC翻转课堂“水力学”课程的

“一二三三”教学模型

1.课前准备阶段。本课程授课对象为2014级水利水电专业的学生。学生以河北农业大学网络教学平台为基础，以已有的爱课程大型公共MOOC平台为辅助，进行相关的知识点认知，进行自主学习，学习场所主要是宿舍、图书馆和自习室。

教师在本阶段，作为设计师，主要是设计好“学生按着怎样的思路去认知？”，先将教学内容进行分解，并把知识点按星级分类(☆☆☆：重点掌握，☆☆：掌握，☆：了解)，让学生对知识点级别一目了然，翻转课堂布置任务主要以知识点中的基础知识为主，让学生在网络学习中完成布置任务，掌握水力学中的基础知识。以水力学第16讲[6]为例进行课堂知识点讨论设计，任务布置见表1。

表1 “水力学”第16讲任务布置

具体步骤：首先，登陆网络平台，查看任务。根据表1中知识点星级，学生判断重点和非重点，对内容进行区分。其次，按着任务布置，进入平台资料、视频等模块进行学习，辅助于网络、教材、参考书等进行答案求解，然后把查询的结果在网络教学平台中做出回答，老师能够及时从学生的讨论数和访问数统计数据中得到学生自学程度的第一手资料，具体流程如图2所示。

图2 课前准备阶段流程图

在该阶段教师作为设计者，教师把课程相关的视频资料，教材参考书，以及一些相关的水利设计规范标准放在平台的资料库里，以便学生查阅，在通知栏里告知学生完成任务的时间以及最低标准要求，学生在收到通知后，及时参与学习，完成学习任务，教师可以实时关注学生的课下学习动态，对于一些共性问题，还可以录制3～5分钟小视频上传统一讲解。

2.课中总结阶段。经过课前准备阶段的学习，每位学生都完成了自学任务，并达到了基本的要求，在此基础上，学生们进入课堂，开始了与老师的面对面课中总结阶段，在这个阶段老师对本讲的内容进行知识点梳理，对重点内容进行强化，让学生们把课本的知识变成自己的知识，也就是“消化”的过程，教师作为“助消化细菌”在“消化掉”这个环节起到助推的作用，也担负着设计好“让学生如何在理解的基础上掌握知识？”的责任。

学生在自学过程中，完成了“吃进去”的第一步，过程中有很多疑惑需要老师在课堂上进行解答，对该讲的重要知识点进行细化，使学生们完成第二步“消化掉”，使知识达到内化，提高学习质量。

具体步骤：首先，对布置的任务进行点评，并给出任务成绩，并要求课前学习成绩占全部平时成绩的50%，已达到促进学习的效果，然后对作业回答过程中出现的问题进行纠正(45min)；其次，引入管道设计实例，在实例讲解过程中，强化重点掌握和需要掌握的知识点(第2、4、5、7知识点)，对该部分知识的应用范围进行扩展，以增加学习的目的性(45 min)，本阶段的流程如图3所示。

图3 课中总结阶段流程图

在这一阶段，对基础知识不做过多讲解，强调重点知识。对于扩展创新部分，对学生要有区分，对于有余力的学生可以增加创新知识扩展环节，因人而异，因材施教，抛弃以往的“填鸭式”教学，提高教学效率。

3.课后实践阶段。教师如何设计好“如何把所学知识运用到实践中去？”是这一阶段的关键，也是知识升华的重要一步。

学生在老师的指导下形成了创新兴趣小组，进行自选设计题目，提高学生的整体协作能力。例如：进行管道的过流能力计算，根据设计流量进行管道布置和管材选择等。除了设计作业之外，学生还进行水利创新实践，利用已学的水力学知识，对现有与水力学有关的工程设施和机械器具进行改进创新，好的设计可以参加每两年一次的水利创新大赛，获得了“以赛促学、以赛促练、以赛促创”的良好效果。学生在该环节参与的流程如图4所示。

图4 课后实践阶段流程图

在该阶段，教师利用网络平台跟兴趣小组进行无空间限制的讨论交流，兴趣小组团结协作并在教师的辅助下完成知识真正意义上的升华。

除了以上的大实践环节，还有习题实践环节，这对于学生的课后实践阶段必不可少，为了能够很好运用所学知识解决问题，针对所学知识点在网络平台设置习题供学生解答，习题来源于水力学试题库，分为难、中、易3个层次，比例分别占到10%、20%和70%，分值为3分、2分和1分，采用网上答题的模式进行评价，计入平时成绩，占平时成绩的50%。

二、“水力学”课程实践教学效果

基于SPOC的翻转课堂教学模式运用于“水力学”课程的教学过程中，评估其教学效果主要从两个方面：一方面是学生的认可度，结果主要从平常的交流探讨和问卷调查分析；另一方面就是学生的期末成绩和创新成果。针对“水力学”翻转课堂实验班70人进行了问卷调查，收回70份，调查统计结果如下表2。

表2 “水力学”翻转课堂实验班调查问卷统计结果

续表

观点观点认可度统计3.课前可以不用做准备工作。选项赞同基本赞同不赞同人数0664比例0.00%8.57%91.43%4.能感觉到明显的竞争压力。选项赞同基本赞同不赞同人数58120比例82.86%17.14%0.00%5.讨论时间偏多,有点浪费时间。选项赞同基本赞同不赞同人数1861比例1.43%11.43%87.14%6.同学之间交流,提高了思辨创新能力。选项赞同基本赞同不赞同人数38284比例54.29%40.00%5.71%

通过对70人问卷调查的分析，我们对学生的学习态度和学习状况有了初步了解。100%的学生把自己当成了课堂主角，能够自主、积极的学习；91.43%的学生在翻转课堂上能够集中精神学习，上课效果非常好。而在传统课堂上是很难达到这个标准的，同时学生们认为上课前不好好准备，上课时压力非常大，有可能跟不上大家的思路。学生们有了竞争的压力，学习的欲望。12.86%的学生认为讨论问题是在浪费时间，87.14%的学生不赞同这种观点，这说明绝大多数同学认可讨论问题的方式，可以通过讨论暴露认知的误区，及时发现学习中的不足。学生通过交流，不再一味地问老师问题，而是通过质疑，自主探究学习，发表自己的观点，提高了创新能力。

在与学生们课下交谈的过程中，了解到学生课前喜欢使用视频学习，60%左右的学生能够学会大部分知识，只有少部分知识需要老师在平台上或课堂上讲解。大家对平台上的考试模块和资料模块关注度最高，分析可以得出结论，SPOC平台的学习资料完整度和合理的评价方式是实施翻转课堂的关键。综合来说，大部分学生能够接受翻转课堂模式，认为该模式提高了学习效率。

从学生期末成绩的分布来看(图5)，70名学生成绩都在60分以上，80分以上的同学占到了68.9%，可以看出，基于SPOC的翻转课堂教学模式在“水力学”课程中运用的比较成功。

图5 期末考试成绩分布柱状图

三、基于SPOC的翻转课堂教学模式的思考

(一)教师要与时俱进

在“水力学”课程中运用新的教学模式，是对教师的挑战，也是使教师不断进步的动力。教师在翻转教学的过程中应该想学生所想，考虑到学生的基础、兴趣和爱好，甚至要了解这些九零后平时都爱说哪些“潮词”，爱玩什么游戏，这些都有可能成为教学的切入点。有针对性的选择教学策略和技巧，安排适用于学生的习题和考核。教师是课堂的主导者，要让内心燃起一把火，让学生们感到温暖和激情。要思考如何有效的组织学生，如何将理论和实践相结合，这就需要一个教师团队进行长时间的总结和实践。教师应该适应这种教学模式，在此过程中教学相长，与时俱进。

(二)转变学生思想是关键

学生是基于SPOC的翻转课堂教学模式的主体，“授业”的任务基本都是学生课下自学完成的，这就需要学生有足够的自我把控能力。学生之前已经适应了“填鸭式”的教学模式，由被动接受知识到主动吸取知识这需要很大的思想转变，更困难的是行动付出，虽然困难，但必须转变，这是传统教学模式改革的大方向，这也是学生适应社会的重要一步。除了知识的学习，还要有能力的提高，如自学能力，与老师同学的沟通能力。学生需要转变思想，意识到学习不仅是个人行为，而且是团队行为。学生与老师之间、学生与学生之间需要交流，需要沟通，只有这样才能产生思维碰撞，才能发现理解知识的最佳途径。只有在不断地交流和沟通中，才能创造出灵感，增强学习的动力和兴趣。

四、结语

基于SPOC的翻转课堂教学模式引入“水力学”课程教学中，是针对“水力学”的特殊性，充分运用SPOC平台和翻转课堂的优势进行教学。在新教学模式的运用过程中展现出了非常好的教学效果，学生能够在限定的条件下进行自学，培养了学生的自学能力，突出了学生的主体地位。同时促使教师必须与时俱进，做好充分的准备，对课程进行优化设计。在教学过程中，引入情感教育，注重转变学生的思想，注重学生学习的后评价，运用学习平台进行学生学习情况的及时监测。通过SPOC学习平台，师生之间形成的良好反馈机制，能使教师最大限度的做到因材施教，有利于培养出更多复合型水利创新人才。

[1] 薛云,郑丽.基于SPOC翻转课堂教学模式的探索与反思[J].中国电化教育，2016(5)：132-137.

[2] 胡丽芳，张晓亮.“SPOC+ 翻转课堂”教学模式在高职计算机专业教学中的应用[J].福建电脑,2016(2):81-82.

[3] 吕婷婷，王娜．基于SPOC+数字化教学资源平台的翻转课堂教学模式研究——以大学英语为例[J].中国电化教育.2016(352):85-90．

[4] 王朋娇，段婷婷，蔡宇南,等.基于SPOC的翻转课堂教学设计模式在开放大学中的应用研究[J].中国电化教育.2015(347):79-86．

[5] 于淑云,刘建强.基于SPOC 的翻转课堂教学模式在大学物理教学中的应用[J].物理与工程，2016(S1)：141-146.

[6] 吕宏兴，裴国霞，杨玲霞.水力学[M].北京:中国农业出版社，2002．

(编辑：杨建肖)

2016-12-23

2015年河北省高等教育教学改革研究与实践项目(编号：2015GJJG040)；2016年河北农业大学基于“翻转课堂”教学模式的SPOC课程建设项目(编号：2016sp01)。

苏 伟(1985-)，男，河北保定人，硕士，讲师，主要从事水利专业的教学工作。

G642.3

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1008-6927(2017)02-0050-05