基于学习设计的翻转课堂教学设计

吴 静，蔡 彪

（成都理工大学 信息科学与技术学院，四川成都 610059）

基于学习设计的翻转课堂教学设计

吴 静，蔡 彪

（成都理工大学 信息科学与技术学院，四川成都 610059）

分析学习设计理念，利用学习设计框架和学习设计序列模型，在三维建模课程的翻转课堂中提出一种可移植的、操作性强的翻转课堂教学设计方案，并提供详细的教学活动案例。

学习设计；教学案例；翻转课堂；三维建模

0 引 言

高校软件类课程中，实践环节有相当重要的地位，在进行教学设计的时候应该打破传统的理论课和实验课的界限，以课程内容为主线，课堂以学生学习为主，融合理论与实践教学。

我们在三维建模课程中开展翻转课堂，进行经验总结和思考，不断修正教学中的问题，最终在教学中使用学习设计能够很好地描述课程实施过程。学习设计描述了学习者的学习顺序、学习环境、学习活动和学习目标，其操作性强，能有效结合翻转课堂和传统课堂优势，是一种具有实践指导性的教学设计模型。

1 翻转课堂的学习设计

学习设计属于建构主义的教学设计，主要从学习者的角度来设计教学[1]，其本质是在教学过程中关注学习者的主体性，关注学习过程，强调学习者通过创造、规划以及其他形式的学习活动和任务来进行自主建构、自主探究、自主发现知识及其意义[2]。与“以教为主”和“以学为主”的教学设计不同的是，学习设计重视学习的结果的同时还关注学习过程[3]。

瑞典学者 Selander 在学习设计的基础上结合其对学习本质的认识提出了双循环学习设计序列（Learning Design Sequence）模型[3]，如图1所示。在其序列中有两个转换，第一转换基于自身理解的符号转换，第二转换形成认知结果。

图1 Selander学习设计序列模型

澳大利亚著名教育专家、墨尔本皇家理工大学教育主席 Mary Kalantzis 教授和Bill Cope博士带领项目组对学习设计进行深入研究，并构建了学习设计框架[5]。该框架从学习焦点、知识目标、学习过程、学习评价和学习途径等方面关注教学设计过程，见表1。

杰姬·格斯丁构建的一个环形的翻转课堂4阶段模型[6]，该模型把翻转课堂分为体验参与、概念探索、分析与构建、展示应用4个阶段。这与学习设计框架中学习过程的划分不谋而合，因此运用学习设计来规划翻转课堂正符合翻转课堂的实施目标。

表1 学习设计框架

2 课程具体实施

三维建模课程主要学习3ds max软件，学习内容分为4大部分：建模、灯光、材质和渲染。我们选用建模部分的教学设计为例。

2.1 课程整体知识目标

建模部分总目标为掌握各种建模思路，着重掌握多边形建模方法，能够在场景创建中灵活运用多种建模方法。

经验性的知识：通过创建基本几何体，掌握软件界面基础操作，熟悉软件环境；概念性知识：学习二维样条线的操作，熟知修改器子级别的概念，以及二维和三维对象的差别，培养三维空间的概念；分析性目标：通过多边形建模学习，掌握对物体结构的分析方式，灵活运用多边形的几个编辑子级别，引入面片建模，体会糊灯笼式的思维，更进一步地学习分析对象形状结构；应用性知识：创建综合场景，将所有建模思路调动起来，灵活运用。

2.2 教学案例设计

在教学开展过程中，针对建模过程每一步的知识点，利用学习设计框架进行细化，以下是多边形建模教学的具体实施：

（1） 知识范围：多边形建模。

（2） 学习范围：场景模型。

（3） 学习层次：大学二年级。

（4） 先决知识：学生掌握使用3dxmax的基本操作方法，掌握复制建模、二维样条线建模，修改器命令建模方法，具备了基本的观察能力，动手的积极性高于听讲。

（5） 学习目标：①学习者准确掌握常用多边形命令；②能够根据实际环境或原画独立制作三维场景模型；③通过PPT介绍作品创作经验，和同学交流制作心得，提高表达能力和作品分析能力。

（6）学习过程。第一阶段学习（见表2）：翻转课堂2学时。

表2 第一阶段学习过程

这一阶段以符号转化为主要目标。比起看老师演示，学习者更喜欢动手操作，课前视频的基础操作和课中案例深化能够让学习者实现符号转化，不断用已知经验形成新的经验能力，更能保持学习者的学习兴趣。由于课前学生自学能力有差异，课中再次强调体验参与和概念化可以让学习者更准确地实现知识内化，实现翻转与传统课堂优势结合。

第二阶段学习（见表3）：翻转课堂4学时。

分析是第二阶段学习的重要部分，在这个过程中，学习者不仅要思考，还要和同伴讨论，既要敢表达又要会倾听。教师在这个过程中需要加入到学习者的分析过程中进行引导。学习者制作PPT演示，向同伴展示学习成果，还可以建立游戏冲关式的课堂模式[7]，激发学生的参与积极性，提高分析和应用能力，既培养学习方法和建模思路，又进行了知识点的综合运用，实现对建模部分知识点的内化。

表3 第二阶段学习过程

（7）学习评价。第一阶段的学习评价。学习者的评价：①教师选用的资料是否适合学习者水平；②课堂陈述清晰易懂；③教师对碎片化的知识点糅合程度，学生是否能创建U盘等简单模型；④教师运用的进阶实例是否能激发独立思考。

教师的评价：①学习者笔记是否记录关键点并加入个人理解；②学生运用多边形建模方法创建实物模型的操作熟练程度。

第二阶段的学习评价：学习者的评价：①讨论过程中是否有足够的提问机会；②选用的案例是否能促使学生进行结构分析和思考；③教师对学生的问题是否提供有益帮助；④在协作过程中，自己扮演的角色，对同伴的评价。

教师的评价：①学习者参与讨论的积极性；②学生对物体结构分析是否得当，是否了解点线面的分布原因；③在进行场景模型创造的过程中，有多少新意；④PPT演示的准备情况。

总体评价。学习者的评价：①在课内外获得教师的指导足够吗；②是否通过本课掌握了多种建模思路；③课程活动中哪些是有益的，哪些你觉得无效？

教师的评价：①学生的作品完成度；②实验报告的完成情况。软件类课程应该加强对实验报告的要求，实验报告可以帮助实验者反思实验过程，强化实验步骤，促进理论与实践的融合。

3 教学设计效果

在该教学设计案例中，融合理论和实践内容，以知识进阶为主线，关注的是学习过程的两个阶段。以实现阶段目标为目的设计课前课中课后的学习内容。教师发挥引导作用，让学习者先亲自体验，再逐步应用和分析思考。分阶段来设计翻转教学，能让学生达到基础概念的内化，再进一步实现思考分析，目的性更强。使用学习设计框架教师能够更加明确自己的教学实施阶段，易于根据学习者情况调整各阶段的案例，也有利于教师间的交流和课程移植。

课程实施过程中，学习者对课程的评价能够帮助教师更好地了解学习者接受程度以调整教学案例。教师的评价反映为学习者的最终成绩，最终成绩还应包含学生互评和自评结果，但得到的自评互评反馈不够具体，无法进行评价量化，评价效果不佳，因此最终主要是以教师评价为主。

三维建模课程从简单的基础操作到复杂结构的模型案例，再到独立完成场景模型，由浅入深，学习者熟悉多边形建模的操作方法，并熟知点线面对模型结构的影响，收获了多边形建模思路。学习者从参赛获奖情况、考试成绩以及后续课程中表现出来的知识牢固程度都有很大提升。

3.1 作品创作情况

往年我系学生在三维作品的数量和质量上都较缺乏，在课程开展后，学生的动手能力明显提升，这届59个学生里已经有大量的三维作品呈现，其中有两个作品参加了当年的“全国大学生计算机设计大赛”并获奖；有4位同学在教师的指导下，完成了“廉政建设”三维短片的创作；还有一些学生参与到教师的创作项目中。

3.2 考试情况

在此对开设三维建模课程的2013级和2014级的笔试结果进行比较，其中2014级进行了基于学习设计的翻转课堂教学设计。两年的笔试测试对比见表4。

表4 两年笔试结果对比 /分

从考题上来看，逐年做了一定的调整，降低较容易得分的判断题的分值，填空题分值保持不变，提高考查学生学习能力和知识内化程度的简答题分值，考查难度有所增加。考题分布对比见表5。

各个题型的得分率对比见表6。

表5 两年考题分布对比 /分

表6 两年各题得分率对比 /%

4 结 语

学习评价应该有丰富多样的反馈，本课程在开展学生互评和自评的过程中，效果未达到预期。在今后的实践中，需要在学生互评和自评中设计具体的详细的评价点，以引导学生进行有益的反馈，进而提高学习者对自身的认识，全方位实现以学生为中心，提高教学质量。

[1] 吴军其, 刘玉梅. 学习设计: 一种新型的教学设计理念[J]. 电化教育研究, 2009(12): 80-83.

[2] Lindberg J.O, Anders D O. Signs for learning to perform ina digital environment[J]. Australasian Journal of EducationalTechnology,2010(7): 996-1011.

[3] 丁霞, 方伟. 基于学习设计的学习活动管理系统的设计[J]. 中小学电教, 2009(5): 43-45.

[4] 王利, 周庆友, 李焕芹, 等.“学习设计序列”模型对网络课程设计的启示[J]. 中国电化教育. 2012(2): 82-86.

[5] 钟晓流, 宋述强, 焦丽珍. 信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J]. 开放教育研究.2013(19): 1.

[6] 杨南昌, 刘晓艳. 具身学习设计: 教学设计研究新取向[J]. 电化教育研究, 2014(7): 25-29.

[7] 何文广, 周珂, 熊刚强. 程序设计课程实验教学改革与实践[J]. 实验室研究与探索, 2016(35): 6.

1672-5913(2017)11-0115-05

G642

四川省2014-2016年高等教育人才培养质量和教学改革项目“翻转课堂在《三维建模》课程中的应用研究与实践”（13JGZ22）。

吴静，讲师，研究方向为信息化教育、虚拟现实，wuj@cdut.edu.cn。

（编辑：郭田珍）