翻转课堂在光纤通信课程教学中的应用研究

文/广东邮电职业技术学院 蒋燕 李兵

一、前言

翻转课堂是一种打破传统课堂教学方式的新的教学理念，通过对教学程序的设计和控制，以学生为学习的主体，同时注重教师对教学活动的主导和组织，形成“以学为中心，兼顾效率与质量”的教学形态，从而达到更好的教学效果[1][2][3]。美国教育咨询调查公司问卷调查显示：对于翻转课堂的使用，67%的教师认为学生考试成绩得到提高，80%的教师认为学生学习态度得到了改善，是一种行之有效的教学方法[3]。

图2 翻转课堂教学程序设计

光纤通信课程是通信技术类专业课程，理论性和实践性均较强，目前课程教学主要采用传统的“老师讲授，学生听讲”为主的教学方法，学生觉得理论知识晦涩难懂，实践操作因理论不足难以做到知其然并知其所以然，很容易丧失学习积极性，导致教学效果不理想，因此，如何改变教学现状是课程教学的一个重要任务。

本文研究翻转课堂在光纤通信课程教学中的应用，构建了光纤通信课程基于翻转课堂的教学程序和教学效果测试方法，并通过实验验证其教学成效。

二、光纤通信课程基于翻转课堂的教学设计

(一)研究目的

通过对翻转课堂教学程序进行设计和控制，从学生的知识掌握度、学习参与度和教学满意度三个维度比较、分析翻转课堂教学方法与传统教学方法的教学成效[5]，从而寻找一种更有效的教学方法，提高学生学习的主动性，以有效完成本门课程的知识传授和能力培养。

(二)研究参与者

研究参与者为本校通信技术专业A班和B班学生，每班学生人数为37，其中，A班为实验组，采用翻转课堂教学，B班为控制组，采用传统教学方法教学。所有参与学生在本研究之前已经完成相同的前序课程和与本课程相同的前序知识点学习，前测表明两个班学生学习能力和起点水平相近，学习参与度和教学满意度相当。

实验组学生以小组为单位进行学习，分6个小组，每个小组6-7人，分组按照学生自愿和教师调配相结合的方式，保证各小组的优、中、差合理搭配，学生学习能力、学习态度和学习成绩达到基本平衡。

(三)教学设计与控制

1.总体设计

根据光纤通信课程理论性和实践性均较强的特点，本研究选取了教材3个理论和实践联系非常紧密的知识点，采用理论学习+操作实践的方式完成，总体教学流程设计如图1所示。

图1 总体教学流程设计

翻转课堂教学程序设计如图2所示。整体上以“课前预习，课中学习，课后巩固拓展”的思路展开，利用慕课资源，采用翻转课堂和小组合作学习等方法，以任务驱动教学，引导学生在思考和探究中“学会”，并在“学会”的过程中培养“会学”的能力。

实验组采用的翻转课堂教学设计和控制组采用的传统教学方法对比如表1所示。

表1 实验组和控制组教学设计对比

表2 翻转课堂课中阶段教学设计

表3 测评指标设计及收集方法

2.翻转课堂教学过程设计

翻转课堂教学过程包括课前、课中和课后三个阶段。在整个教学过程中，学生是学习的主体，教师通过发布任务、解答问题等方式引导学生学习，学生在教师的引导下完成学习任务。

(1)课前阶段教学设计

课前阶段教学设计以学生自主学习为主，根据确定好的学习内容、学习目标、学习重点和难点，学生通过网络提供的课件、相关知识点的视频完成课前自主学习，并在学习后完成预习小测实现对学习情况自检。教师通过教学平台参与讨论和答疑，获取数据修订课中阶段教学设计。

(2)课中阶段教学设计

根据学生的认知规律，课中阶段教学分为理论学习和实践操作两个部分，学生在掌握一定的理论知识基础上进行实践操作，在实践操作过程中加深对理论知识的理解，达到“学”与“用”相互促进和加深的目的。具体的教学过程设计如表2所示。

(3)课后阶段教学设计

课后阶段教学设计的主要目的是实现对所学知识的复习和总结，达到内化知识的目的，并根据个体学习情况进行一定的拓展。主要包括：通过作业和实践报告促进学生完成知识梳理和总结；通过教学平台的课后小测进行学习效果检测；通过信息化工具进行交流和讨论。在以上获取的数据分析的基础上，辅助学生根据自身情况完成一定的知识和能力拓展。

3.数据指标设计与收集方法

教学效果的对比从学生的知识掌握程度、学习参与度和教学满意度三个方面衡量。具体的测评指标和数据来源如表3所示。

表3中，知识掌握度中的前测数据用以衡量参与翻转课堂教学的实验组成员和采用传统教学的控制组成员的总体学习情况，大体相当的程度上才可能通过研究获得相对客观的实验结果，后测数据则体现两种不同的教学方法下的成果差异性[9-10]。问卷调查分别从学习态度、学习内容、学习环境与活动及教师行为表现等多个维度进行调查，其中，设置开放式题目用于获取学生的真实想法，透过学生视角，了解他们对课程的需求和改进建议。

表4 组统计量

表5 独立样本检验

表6 成本样本统计量

表7 成对样本检验

三、实验结果

基于收集的数据，本实验采用独立样本T-test的方法进行研究分析，检验翻转课堂教学与传统教学之间的教学效果差异[11-12]。T-test是用于两个样本(或样本与群体)平均值差异程度的检验方法，通过比较不同数据的均值，用T分布理论来推断差异发生的概率，从而判断两组数据之间是否存在显著差异。具体的实验结果如下文所示。

(一)知识掌握度

知识掌握度的T-test测试结果如表4和表5所示。

表4中，T代表采用翻转课堂教学的实验组，C代表采用传统教学的控制组。从表4可以看出，实验组测试分数均值为71.58，控制组测试分数均值为66.22，实验组明显高于控制组，说明采用翻转课堂后，学生的知识掌握程度是有所提升的。但表5的独立样本分数差异显著性水平测试显示，在两种不同的方差假设情况下，显著性水平Sig.(双侧)值均大于0.05，这说明实验组和控制组的知识掌握度的差距变化并不显著。尽管如此，在表4中，实验组的分数标准差为17.938，明显低于控制组对应的标准差值24.983，这是一个明显的改变，说明采用翻转课堂教学的控制组的分数两极分化的现象得到了极大的改变。结合具体的分数分析，发现高分段的学生改变不大，但是低分段的学生无论是从数量上还是分数上都有很大的提高，这说明，翻转课堂极大地促进了低分段学生的学习和进步。

(二)学习参与度和教学满意度

学习参与度和教学满意度的T-test结果如表6和表7所示。

表6和表7中，CyD-T和CyD-C分别代表实验组和控制组的学习参与度，MyD-T和MyD-C分别代表实验组和的控制组教学满意度。表6中，从均值数值来看，实验组学习参与度为8.34，教学满意度为13.13，控制组对应的数值分别为7.82和10.66，实验组的学习参与度和教学满意度均高于控制组，这表明，采用翻转课堂教学后，学生对学习的参与度和教学的满意度均有所提升。

表6中，无论是实验组还是控制组，其学习参与度和教学满意度的标准差均控制在较小的范围，且实验组均值数值比对应的控制组均值更小。这表明，所有学生对学习参与度和教学满意度的评价差异性比较集中，没有出现大量的两极分化的情况，且实验组两极分化的现象更小。

表7中的Sig.(双侧)值代表了实验组和控制组对学习参与度和教学满意度差异性的显著性水平测试情况，表中显示两个值均小于0.05，这说明实验组与控制组的学习参与度和教学满意度变化对比非常显著，尤其是学习参与度，从课堂录像和上课的实际情况来看，课堂上学生大体都能参与到学习中去，基本没有再出现玩手机和睡觉的现象，相较于传统的教学，这是一个非常大的改善。

(三)开放式问答

开放式问答的结果分析表明，学生的关注点主要集中在三个方面：小组合作学习和知识点阐述、时间把控和内容建议上。总体来讲，学生很认可小组合作学习和知识点阐述，认为能促进学习的积极性并且能锻炼口才和提高沟通能力，但在时间把控上还需要改进，因为课堂上学生的讲述会比教师讲课的时间更长，所以有可能影响课程进度。另外，学生讲解可能表述不是很清楚，尤其是理论性太强的内容，还可能出现理解错误，学生担心出现错误进入误区就不容易扭转思路。

四、总结

从实验情况可以看出，采用翻转课堂教学后，学生对教学的满意度大幅提升，学习参与度有了极大改观，结果是学生的知识掌握度大大提高，且学生分数两极分化的现象明显减少。因此，翻转课堂对光纤通信课程教学来说，在激发学习兴趣、培养自主学习能力方面相较于传统的教学具有明显的优势，从而对教学和学习效果产生了较好的影响。

翻转课堂对传统教学几乎是一种颠覆性的改变，对教学提出了全新的要求，在教学设计、教学组织与实施方面提出了更高的要求。对于光纤通信这门课程，概念原理类的知识很多，学期课时有限，如何进一步深化课程设计细节，做好时间与效率的平衡，解决好翻转课堂与传统教学方式在不同章节内容中的应用结合，促进学生自我管理、自我控制和自学能力的提高，充分展现教学改革对传统技术课程的成效和价值，这是笔者下一步研究的重点。