基于混合学习的翻转课堂教学模式设计研究

庞元博 梁小帆

摘 要：“新工科”背景下更加强调学科实用性、交叉性，混合学习的线上线下结合，可以在网络环境中体现各学科的知识融合。本研究旨在将混合学习和翻转课堂这两种教学模式进行搭配，以高校工科（工程学科）有代表性的专业课程为例，对教学准备、教学资源、教学活动、教学评价几个方面进行阐述，以便更充分发挥两者的优势。

关键词：混合学习；翻转课堂；教学设计；教学模式

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）31-0020-04

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.31.010

目前，我国已经处在“十三五”发展的关键时期，创新驱动的发展战略引领工业发展向新型工业化转型，培养高级工程人才的高校工科教育也就受到了更大的重视。通过调查，笔者了解到传统“教师讲，学生做”的工科学生仍然面临需要学习的知识多，尤其是动手实践的时间少等诸多困难。因此，传统课堂的改革对工科专业教学水平与质量的提高具有重要意义，翻转课堂作为新型教学模式，或许能为工科专业课堂带来一些启示。

一、混合学习与翻转课堂

混合学习的概念广义上讲包括学习资源、学习方式、学习模式等混合，狭义上也有学者定义为面对面学习与在线学习，但是尽管概念上有狭义广义之分，本质上确是不变的，即结合不同的教学元素以提高教学效率。混合学习中学习环境就离不开线上学习平台。平台包括学生管理、课程资源、课程教学等功能，为学习者提供所需的文献资料。还可以建立生—生、师—生之间的沟通桥梁，可以促进学生进行合作学习。采用这种方式，学生可以不受限制安排时间地点，自主选择开放性教育资源，开放教育资源中最容易被学生接受的就是教学视频，视频资源更生动活泼，容易被学生理解，吸引学生的注意力。孙众等在对近五年混合学习的研究中发现“从研究主题来看，国内混合学习领域里包括的内容比国外要丰富很多”，其中就包括慕课、微课等理念的融入[1]。这也为实施翻转课堂提供了新的思路。对于高校混合学习全部检索结果进行计量可视化分析，得到关键词共现网络如图1（见附图1，下同）所示。从附图中可以看出，在高校混合学习的研究中，翻转课堂位居主要层面。

《2017新媒体联盟中国高等教育技术展望：地平线项目报告》中將未来一至五年对中国高等学校具有影响潜力的技术根据重要程度进行了归类，翻转课堂位于一年之内采纳的技术之首[2]。翻转课堂是依靠网络技术，课前学生以教师提供的视频或课件为主要学习资源，课上完成项目实践或进行问题探讨从而进行更深的学习，以先学后教颠倒了传统教学模式。翻转课堂最初无法实现大规模推广的一大原因就是大多数教师受制于制作教学视频，直到2007年“可汗学院”创始人将教学视频与交互练习软件上传到自己创建的网站当中，这一问题得到了改观，再到2011年“慕课（MOOCs）”的崛起，最初的翻转课堂在家中简单的学习方式发生了巨大的转变，大量在线课程的出现，有效推动了翻转课堂的实施。正是这种在观看教学视频的同时，穿插提问与讨论环节，也鼓励学生自主获取学习资源的方式，能让学生在参与过程中产生极大的满足感。正如图1所示，与高校混合学习相关的研究中，首位便是MOOCs。

海内外的学者普遍认为，翻转课堂不仅仅是能增加学生与教师之间的互动以及学生个性化学习时间的一种手段，它更是一种全新的“混合式学习方式”[3]，即看视频讲解与课堂练习两种学习方式的混合。混合学习将更丰富的线上资源注入课堂当中，翻转课堂提高了学习方式的混合性，两者的结合再加上教师的把控，可以使课堂在恰当的时间，运用合适的技术，尽可能达到理想的学习目标。本研究利用两者的优势对网络工程专业课程进行教学设计，在保证理论教学的同时，向学生传授实践技能，为高等理科课堂提供新的教学思路。

二、工科课程特点

工科是为了培养在相关技术领域从事制造与设计开发等方面工作的专门人才而发展起来的学科。该类人才往往具备丰富的操作经验以及较强的实战能力。工科课程内容为知中践行与行中求知相结合的理论与实践两个部分，即包括大学水平的数学、物理与化学等基础课程，与应用技术科学的相应原理进行操作的实践课程。

（一）基础理论

数学是理工科课程的基础科目，包含高等数学、线性代数与概率论三个最基本的内容。数学不仅是一门基础学科，更是为解决工程问题提供逻辑思维等工具，它所培养的严格推理的思维方式在工科教育中具有非常重要的意义。技术科学课程是工科课程体系中最重要的一层，是通往技术实践的桥梁，根据不同专业方向有具体对象，此类课程含有计算机技术、材料科学等等。工科人才的创新能力往往是将基础的技术科学知识创造性地应用于实践当中。

（二）理论基础上的实践

美国工程和技术鉴定委员会（ABET）的工程专业鉴定准则明文规定：“每一个工程专业都应将适当的实验室经历作为一个完整的组成部分，以使理论与实践相结合，每个学生都必须按教学计划发展那种该学科工程师所应具有的从事实验工作的能力。”工科教学中如果没有实验，那必然是不完整的。这里的实验不可以脱离与前期理论知识的内在联系，学生将自己掌握的理论知识，应用于实际操作完成项目，通过学习理论知识掌握验证科学的方法，通过实际应用加深对知识的理解。

二、弥补培养应用型人才教学模式的不足

我国经济正处于由传统的依靠资源与劳动力向依赖具有应用创新型人才的转变阶段，高等教育界也普遍认同人才培养是高校的基本任务之一。然而，当前高校应届毕业生仍然无法与工作顺利对接。当然，不同专业和不同方向的学科在人才培养方面模式大不相同，以网络工程专业为例，虽然在大中型城市岗位需求量较大，但大都招不够合适的网络运维人员，根本原因就是应届毕业生具备良好的理论知识，却动手实践能力较差，往往在入职后还需要进行培训。在大型技巧性比赛中，高校毕业生也不如高职高专院校团队实践能力更强。

基于混合学习的翻转课堂教学模式，在课前发放到平台上的视频，在线课程等资料供学生随时下载，内容包含课程的主要知识，学生如果遇到学习瓶颈可以自由在网上浏览，查阅文献，培养自主学习能力。课前小组长收集的各小组组员存在的不理解的问题，由教师在平台统一整合，在上课时用传统授课的方法，有针对性地讲解。教师在学生实践的过程中提供开放性资源的获取途径，由于学生在课前已经预习过课程内容，所以在课中给学生充分时间去寻找、验证解决问题的方法。

新常态背景下，各个行业都在促进转型升级，高校也齐头并进，只有大力培养应用型人才，才能满足“大众创业、万众创新”的需求，因此改变教学模式势在必行。

三、基于混合学习的翻转课堂教学模式设计

《制作双绞线》是网络工程专业的专业必修课当中的重要章节，制作一根双绞线是每一个网络运维人员的基础技能，是学生在理解理论知识的基础上完成动手操作的课程。其中，理论知识包括双绞线工作原理、线序以及线序不同所发挥的不同功能，实际操作即制作双绞线的步骤和注意事项。理论知识以及操作步骤都包含在学生课前观看的微视频当中。具体流程见附表1所示。

（一）教学准备

翻转课堂进行教学，根据建构主义理论，知识是通过学生已有的经验对新内容进行积极重构而成的，个体性差异会使学生对同一内容有不同的理解。所以，教师课前需要对学生的认知水平、学习风格、态度等有充分的了解，了解学生的认知水平可以更好地选择教学起点，以便选择正确的教学方式达到教学目标；了解到学生学习风格和态度可以根据具体情况设计教学活动。因此，教师可以首先创建QQ群或者在学习平台上创建讨论组与学生交流。《制作双绞线》的课程重点包括理论与动手操作，所以对微视频提出了更高的要求，微视频的选择可以是将网络公开课进行剪辑，或者由教师亲自制作。结合学生的理解能力与兴趣特点，教师亲手制作的微视频往往更符合学生的认知规律，更容易让学生理解，以达到更好的效果。教师提供获取文献资源的途径，帮助学生解决问题。其次，教师根据授课内容制作一份交互式测验微视频，供学生在上课开始阶段进行答题，通过正确率分析，可在课中进行针对性讲解。交互式测验微视频用Storyline软件制作。

（二）教学资源

基于混合学习的翻转课堂教学实践活动强调情境性，从情境角度来讲，要为学生提供轻松的学习场所，尽可能为学生提供即学即练，即练即用的工具，包括物理设备与数字资源。物理设备要求具备制作双绞线的基本工具，如网线、网线钳等，数字资源主要包括教师提供的开放性教育资源，包括文献与视频资源，同时为提高课堂效率，教师需提供学生们用来获取解决问题方法的途径。

（三）教学活动

即指课堂教学活动。针对课前要求学生完成的交互式测验，教师可根据测验结果分析学生对知识的掌握程度，结合课程重点、难点，通过小组讨论、案例分析、疑难解答，引导学生消化重难点。布置具体任务，制作完成具備特定功能的双绞线，学生可以在平台上重复观看微视频进行制作，期间遇到的问题可以通过教师提供的获取解决方法的途径，在网上浏览，自行查阅，同时小组成员也可以相互交流，分享经验。教师在学生动手操作期间，应在教室中对无法顺利解决的问题进行特别指导，以确保课程顺利进行。成果展示是指以小组为单位向全班同学展示完成的双绞线成品，分享本小组遇到的问题和解决方法。

（四）教学评价

本模式当中的过程性评价紧跟教学活动，注重学生表现，不在根据最终成绩为主要依据，教师根据评价结果随时调整教学活动，根据教学设计主要包括知识、方法、情感三个维度。具体见附表2。

总结性评价多是对学习者的完成情况的评价，一般在任务推进到一定程度之后进行，小组之间可以运用评价量规进行互评。在成果展示的过程中，可以在教师的点拨下快速接触到新的技巧，了解其他知识。

四、结语

大学课堂是复杂课程体系的一个缩影，具有较强的专业特性，翻转课堂教学从尊重人的角度出发，结合集体教学与自主学习，可以快速有效地传输知识。并且，我国现已流行的中国大学MOOC、网易公开课等均含有大量优质线上资源，也可以大大减轻教师与学生的压力。基于混合学习的翻转课堂教学模式，保存了两者的优势，但不可否认该模式还存在相应弊端，要在实践中加以锤炼。随着教育改革的深入，信息化教学环境的完善，翻转课堂也将发挥它独特的优势，探索出符合学情的教学方式，为国家培养出更多的应用型人才。

参考文献：

[1] 孙众，尤佳鑫，温雨熹，蘧征.混合学习的深化与创新——第八届混合学习国际会议暨教育技术国际研讨会综述[J].中国远程教育，2015（9）：5.

[2] 《2017新媒体联盟中国高等教育技术展望：地平线项目区域报告》正式发布[J].中小学信息技术教育，2017（4）：5.

[3] 何克抗.从“翻转课堂”的本质 看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究，2014（7）：5.