翻转课堂在电子类实验教学中的创新应用

肖 瑞，刘 敏，吴 静

(惠州学院电子信息与电气工程学院，广东 惠州 516007)

随着物联网和4G网络技术的普及，如何让新技术、新资源在实验教学中发挥正能量是每位高校教师必须直面的问题，作为教学实践 “第一现场”的实验教学也面临着考验，必须改革传统的实验教学以迎接新的挑战，翻转课堂作为一种新的教学模式，正是改革传统实验教学的一个有效途径[1]。

1 存在的主要问题

经过前期的调查发现，目前惠州学院电子类的实验教学主要存在以下问题。

1.1 实验教学任务繁重

惠州学院电子信息与电气工程学院有2个协同创新中心、1个电子研究所和26个实验室，仅8名实验技术人员，平均每年要承担3 200个学时左右，27 300多人次的实验教学任务，这种超负荷的工作量很难达到较好的实验教学效果。另外，由于场地、仪器设备数量和课时的限制，使得实验教学容易走过场，理论知识教学与动手实践无法同步实施，学生的实验操作训练不足，最终导致教学目标难以落实。

1.2 实验教学模式陈旧，缺乏创新

目前的实验教学模式陈旧，即教师先用十几分钟的时间对实验原理、内容和注意事项进行简单讲解，然后学生根据要求进行实验，得出实验数据并撰写实验报告，整个实验过程就是照方抓药，学生不能积极地参与教学活动，只能被动地接受。实验项目大多是验证型的，且重复率高，一个班甚至几个专业都做相同的实验，缺乏针对性与创造性，即使有综合性和设计性的实验，也基本上是教学案例的翻版，对于复杂且实验步骤多的实验项目及界面多、功能多的仪器，教师必须增加讲解的时间，导致在有限的时间内，指导难以到位，造成学生对实验仪器不熟悉，操作不熟练，实验进展缓慢，无法对整个实验有个全面的理解，更谈不上创新[2－4]。

1.3 学生个体差异大，难于因材施教

随着招生人数的增加，学生个体接受能力的差异也越来越大，使得教师集中讲解的效果差。一方面，教师只顾忙于指导学生做实验，很少有时间引导学生去探究，缺乏互动，不利于因材施教和教学相长；另一方面，学生只关注实验结果，一旦得不到合理的实验数据就会抱怨是仪器的问题，不去深挖实验失败的具体原因，并且对于仪器出现的小毛病不能积极主动地处理，过多依赖实验技术人员，但每个实验技术人员要负责多个实验室，当几个实验室同时开课时，仪器得不到及时维修，不仅耽误实验的顺利进行，还使学生养成了懒惰的恶习[3－5]。

1.4 实验效果评定片面，缺乏合理性

教师对实验效果的评定，仅仅是根据学生的实验结果和实验报告，缺乏合理性，导致学生对课堂纪律不够重视，上课迟到、玩手机、闲聊或到处乱窜，妨碍实验技术人员对实验室进行有效的、统一的和系统性的管理。更有部分学生无法按时完成实验任务时，就抄袭别人的实验结果，导致实验成绩不够客观真实，甚至可能出现抄袭者比被抄者成绩高的现象，造成学生不重视实验课，严重阻碍学生学习的积极性[6]。因此，为了改变现状，学校针对电子类的学生开展了翻转课堂新模式下的实验教学，为学院乃至全校的实验教学带来新的思路，扬长避短，更好地为本科生的实验教学服务。

2 引入翻装课堂的可行性

2.1 网络社交硬、软件的普及

智能手机的普及及大学生对微信、QQ等社交软件的依赖，为翻转课堂的进行提供了良好的平台。微信和QQ公众平台的消息管理功能，能够实现一对一或者多人同时交流，便于个别指导和讨论学习；用户管理功能可对所有用户分组管理，便于进行教学分班、分组或分层次管理；消息群发功能便于发送图片、文本和视频等实验资料；文件管理功能便于对上传的资料进行备份，以备随需随看[3，7－8]。

2.2 大学生自主学习的灵活性

大学生可自由支配的学习时间较多，同时学校拥有优质的校园网、教学视频录制服务及稳定的网络教学平台。另外，移动通信和WiFi信息网点覆盖全校，为学生自主学习创造了有利条件，为翻转课堂在实验教学中的应用提供了有力保障[9]。

2.3 课程特点的特殊，师资力量的强大

从课程特点上看，实验教学主要包括实验目的、实验原理、实验操作步骤、实验仪器使用的注意事项和数据分析等，知识点较散，便于翻转课堂；从师资力量上看，学院在本科教学方面有经验丰富的团队，能给实验教学带来新的思路[10－11]。团队成员于2015年参加了 “全国高等教育教师发展研究会”举办的 “高等院校微课开发、设计、制作实操技术应用”的学习；全体实验技术人员于2016年参加了 “VCOOC”教学实验与管理平台的培训，熟悉了VCOOC虚拟仿真教学实验系统、LMOS实验室开放管理系统及TAMS教学辅助管理系统等，为录制微课资源与制作交互式测试提供了技术支持和保障。

3 翻转课堂对实验教学的意义

翻转课堂是知识深度构建的课堂，教师搭舞台，学生唱主角。引入 “翻转课堂”的教学模式，对学院的实践教学具有十分重要的意义。

3.1 学生层面

1)使学生有更多可独立支配的时间来调整学习，充分体现学生的主体性，让教育不再是单纯的知识灌输，而是一种智慧的启迪；

2)有助于提高学生的学习兴趣和科研创新的敏感性，促使学生发现实验背后深层次的问题链，将其对实验课的认识提高到科学创新的高度，从而进一步培养他们科研创新的思维品质和能力；

3)有助于规范实验操作，培养学生良好的实验习惯，提高其动手实践和自创能力，同时提高实验仪器设备的利用率，从而节约实验教学仪器维修与保养的成本。

3.2 教师层面

1)有助于教师因材施教，兼顾学生的个体差异，满足不同认知风格、知识水平和兴趣爱好的学生学习的需求，增强师生互动，促进师生的深度交流；

2)有助于教师在实验过程中，引入最新知识、技术和实验方法，把基础实验和动手实践相结合，深化实验教学改革，培养基础扎实、知识面宽、具有创新能力的高素质人才。

4 实施翻转课堂要注意的问题

翻转课堂应用于实践教学时，要注意以下问题。

1)要合理整合实验项目，有针对性地设计测试问题，并在实验课上做好师生互动，达到因材施教的目的，就需要教师合理把握实验教学的设计与组织，在实验过程中注意调整教学方法和手段，实现分层次教学，注意学生的知识建构和内化，针对实验过程中出现的一些问题，合理引导学生去积极主动地解决问题，使学生对现有的知识体系进行拓展，做到理论与实践一体化。

2)以微课为载体的翻转课堂需要一定的经费支持才能录制高质量的微课视频。设计与录制水平决定微课程的效果，不同课程的录像设计也有所不同，不但要整合文字、图片、动画、视频等媒体元素，注意可视化设计和引导设计，还应注意授课的语言魅力及适用性问题。

3)在新的实验效果评定机制下，注意平衡由实验项目类型和内容的多样化引起的实验难易程度和评定标准。

5 翻转课堂实验教学模式的具体实施方案

与传统的实验教学相比，翻转课堂能以学生为主，提高学生学习的主动性，保证师、生和生、生之间互动交流的有效性。当然，任何一种先进的教学模式或方法都必须与实际教学相结合，适合的才是最好的，才能充分发挥效力，因此翻转课堂要真正的运用到实验教学并不简单，需要教师投入大量的时间和精力去设计、规划，并在实践过程中不断地创新与改进[11－12]。

学院有3个电子专业，每门实验课程一般有8个实验项目，16个实验课时(课程设计除外)，由于专业和课程的不同，要求每个实验室可开出的实验项目有14～18个，以便于任课老师和学生有针对性地选择相应的实验项目。引入翻转课堂的教学模式后，在实验类型上，适当增加设计性实验项目，将以前的验证性＋综合性转变为验证性＋设计性＋综合性，进行创造性地开展实验教学[13]，整个实验教学过程设计的流程分为3个环节，如图1所示。

图1 翻转课堂实验教学过程设计的流程图

5.1 课前

课前，教师提前安排好实验任务，确定好教学目标，将知识点细化，做好知识导图，然后制作微课视频。明确说明实验目的、原理、要求、步骤和具体内容，每种型号仪器的操作方法和注意事项，仪器仪表的校准与简单维修及安全用电知识等，并将这些学习资源通过网络平台共享给学生[14－15]。

在此环节，学生按照下达的实验任务书，在规定的期限内自由安排时间，反复观看视频直至通过测试。一旦遇到问题，可以在线和老师、同学交流，教师能实时掌控学生的学习进展与具体情况，并加以总结和归纳，便于课中引导学生，并针对学生疑问较多的地方，对微视频进行修改[12－14]。

当然，该环节需要指导老师具有较高的教育信息化素养和现代教学技术功底，能熟练运用录制视频的软件，针对课程能将教学视频做得精炼，重点突出，教学风格朴素，并且制作时应注意不同学生的差异和不同层次学生的学习习惯与方式[16－17]。

5.2 课中

学生必须在规定的时间内完成前期的学习、测试与互动交流，才能按时进入该环节。课中，教师根据在线的互动交流和学生的提问，先集中解答或对个别学生进行面对面辅导，使其对整个实验有更进一步的理解，并且思路清晰、开阔，不仅能够自己独立地完成实验，还可对实验进行创新。若实验中碰到新的问题，学生可反复翻看视频资源或在线请教老师和同学。通过第一环节的学习，教师不再重复讲解实验，使得学生自主操作和教师巡回指导的时间相应增加，且东张西望、交头接耳、玩手机、来回走动、观看别人操作和抄袭别人实验结果的现象也相应减少，为实验技术人员管理实验室提供了方便。

5.3 课后

课后，学生在线提交实验报告与数据，并对本次实验中出现的问题进行总结与反思，完成深层次的测试，同时将实验中存在问题的改进意见反馈给教师。教师根据学生课前、课中和课后的综合表现对其进行成绩评定，同时结合学生的反馈对整个实验的教学环节进行修改、完善和进一步强化。

另外，教师要将好的具有设计性的实验成果录制下来，并将优秀的实验报告整理成册，供其他学生参考[12－14]。

6 新型实验教学效果的评定机制

实验教学效果评定机制建立得是否公平、合理，直接影响到学生实验的兴趣，因此建立一个切实有效的激励与评价机制是非常重要的。引入翻转课堂后，新型实验教学效果的评定机制如图2所示。

图2 新型实验教学效果评定机制

新模式下虽然仍采用百分制，但是打破了原有的 “结果考核”模式，对学生实验效果的评定不再是仅由实验结果和报告决定，而是由学生的实验预习情况、测试与交流互动、实验操作的熟练程度、是否遵守课堂纪律与实验室管理制度、实验中的交流互动与创新、实验报告、实验后的分析、反思与总结及深层次的测试与反馈等来综合评定，将成绩评定与过程评定相结合，理论评定与实践评定相结合，做到考评规范、严格、公正、公开，为学生创造宽松的学习环境，提高学生对实验课程的兴趣和热情，使其在理论与实践的过程中，明确认识到自己的不足之处，从而提高实验教学的效果[18－19]。

7 结束语

学校将翻转课堂的教学模式应用于电子类实验教学是一种新的尝试，如何真正地将翻转课堂运用到实验教学中，还需不断实践与探索。虽然翻转课堂有其优势，但也不能完全丢弃传统教学，而是要将两种模式相结合，取长补短，加强调整与改善，从而进一步适应我们的实际教学需求，让学院电子类的实验教学得到长期而稳定的发展[1，20－21]。

今后，学院还需对实践教学的资源、评价环节等做出进一步的改革与完善，并建立实验教学评估、教学成果和优秀教学资源等的奖励机制，将实验教学资源的建设成果作为一项重要指标，鼓励教师和实验技术人员参与实验课程的建设，促进实验课程建设的不断发展[22－23]。

[1]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].课程与教学，2015(3):83－88.

[2]林青松.基于翻转课堂的 “现代教育技术”实验课程设计[J].实验室研究与探索，2014，33(1):194－197.

[3]周博，任耀庆.基于微信平台的翻转课堂在实验教学中的探讨[J].才智，2015(15):249－250.

[4]张其亮，陈永生.翻转课堂在操作系统实验教学中的应用研究[J].实验技术与管理，2014，12(31):173－176.

[5]张璐英，朱传云，陈国杰，等. “翻转课堂”在大学物理实验教学中的应用探索[J].教育观察，2015，4(29):96－97.

[6]胡春华.翻转课堂在实验教学中的应用[J].课程教育研究，2015，12(31):234.

[7]杨九民，邵明杰，黄磊.基于微视频资源的翻转课堂在实验教学中的应用研究[J].现代教育技术，2013，10(23):36－40.

[8]焦哲.微课在仪器分析实验教学中的应用研究[J].广东化工，2014，20(41):159－161.

[9]汪晓东，张晨婧仔.“翻转课堂”在大学教学中的应用研究[J].现代教育技术，2013，8(23):11－16.

[10]丁雪梅，张晓君，王鹏，等.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2015， 6(34):207－212.

[11]曹腾飞，刘志强，黄建强，等.数据库应用基础项目式翻转课堂的实验教学研究[J].实验技术与管理，2015，32(11):206－211.

[12]潘沛沛.基于微课的翻转课堂在实验教学中的模式构建[J].软件导刊，2015(9):71－73.

[13]林雁冰，颜霞.翻转课堂教学模式在微生物实验教学中的设计与思考[J].动物医学进展，2015，36(12):168－171.

[14]周爱武，肖云.翻转课堂在 《数据库原理实验》教学中的应用研究[J].电脑知识与技术，2015，11(27):132－134.

[15]杨健.翻转课堂在实验教学中的应用研究[J].电脑知识与技术，2015，11(27):142－143.

[16]麦海娟，麦海燕.“翻转课堂”在会计仿真实验教学中的实践与探索[J].财会教育，2014，12(23):106－108.

[17]宋金璠，郭新峰，石明吉，等.翻转课堂在大学物理实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2015，32(3):33－39.

[18]钱保俐.翻转课堂教学模式在高等院校实验课程教学中的应用设计[J].中国教育技术装备，2014(6):114－115.

[19]席晓丽.“翻转课堂”在高校管理类课程教学中的应用研究[J].南阳师范学院学报 (社会科学版)，2015， 14(11):64－67.

[20]章宗标.基于翻转课堂的实验教学系统设计与实现[J].浙江树人大学学报，2014，14(4):10－14.

[21]熬骋.信息时代微课、慕课、翻转课堂的比较[J].南京广播电视大学学报，2014(4):37－39.

[22]黄琰，蒋玲，黄磊.翻转课堂在 “现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育，2014(4):110－115.

[23]伍兴阶，胡析，李红松，等.应对 “慕课”挑战深化医学实验教学改革[J].中国高等教育，2014(12):32－34.