“翻转+对分”融合式课堂教学模式的构建与实践——以食品科学与工程类专业工程制图课程为例

李玲，周文化，李卉，廖凯，于水琴

1.中南林业科技大学机电工程学院（长沙 410004）；2.中南林业科技大学食品科学与工程学院（长沙 410004）

本科教育的根本任务在于培养人才，而课堂教学是人才培养的主渠道。陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上指出“要着力推动课堂革命，改革传统的教与学形态，把沉默单向的课堂变成碰撞思想、启迪智慧的互动场所”，以教为主的传统课堂教学模式已不能适应新时代人才培养需求。近年来，国内各高校大力倡导“以学生为中心”的教育理念，积极推进以教为主向以学为主的课堂模式的转变。翻转课堂和对分课堂作为两大主流模式，目前在教育领域应用范围比较广泛。

近几年，在食品科学与工程类专业的工程制图课程教学实践中，在不同时期分别采用了翻转课堂和对分课堂模式开展教学，2种模式在打破课堂沉闷、激发学生学习兴趣、提升学习主动性等方面确有成效。但是，由于学生学习能力不等、教学环境各异、教学方式不同等因素，采用单一模式教学往往难以达到理想教学效果，两种模式各有其局限性。为此，将2种模式糅合优化，优势互补，构建基于学生中心理念的工程制图“翻转+对分”融合式课堂教学模式，依托自主打造的国家级一流本科课程，探索实施基于线上线下、课内课外的融合式教学。2年的实践效果表明，融合式课堂教学能有效激发学生的学习热情和潜能，显著提升学生的学习能力和综合素质，切实提高课堂教学质量。

1 翻转课堂和对分课堂的融合研究

1.1 单一模式教学的局限性

翻转课堂，即把以教为主的“教师授课-学生课后复习、完成作业”的传统教学方式，翻转成为以学为主的“课前学生通过线上视频自主学习-课中教师释疑解惑、学生完成作业并拓展”的教学模式，这种教学模式赋予了学生更多个性化学习体验，以导学赋能、提高学生自主学习能力为目标。对分课堂，是由复旦大学张学新教授提出的将讲授式课堂与讨论式课堂优势相结合的本土新型教学模式[1]，其核心理念是把一部分课堂时间由教师进行讲授（精讲留白），另一部分由学生以讨论的形式进行交互式学习[2]。具体实施分为3个环节：讲授、内化吸收、讨论。该模式的特色在于在讲授与讨论之间安排有一定时间让学生进行个性化的内化吸收，有准备地参与课堂交流讨论。2种模式都注重学生学习的主体性，但知识的呈现顺序与方式有所不同[3]。

近几年，对2017级和2018级食品类专业2个并行班级分别采用翻转课堂、对分课堂模式开展教学，教学效果各有收获，但也各有局限性。其中，翻转课堂模式在促进学生自主学习、提高课堂参与度、减少“低头族”方面确有成效，但也存在问题：部分学生仍比较依赖课堂面授，线上学习缺乏感觉，不适应翻转课堂教学；不少学生反映通过视频自学不易掌握知识重点，做作业仍无从下手；学习能力不同的学生其学习效果可能出现两极分化；次次翻转对师生都有较大压力。对分课堂模式的知识精讲和互动讨论普遍受学生欢迎，学习效果明显改善，但缺乏让学生时时处处可学及拓展的课外学习平台和资源，学生易出现“没吃好”和“吃不饱”的情况；学生课外有选择性巩固内化教师讲授的部分有时难以实现，以致内化吸收不充分，影响课堂讨论效果。

1.2 融合优势分析

对翻转课堂和对分课堂分别从教学主体、教师角色、学习行为、教学方式、评价方式等多个方面进行比较，见表1，并分析总结2种模式融合的基础和优势。

1.2.1 翻转课堂和对分课堂的契合点可促进教学的优势共生

由表1可知，2种模式均秉持“以学生为中心”的理念，各项教学活动均是围绕学生主体而设计，因而教师是学生学习的引导者和课堂活动的设计者、组织者；均以培养学生的学习能力为目标；教学环节中均注重学生对知识的研习探究、交流讨论，关注学习效果；均倡导学生的个性化学习，强调学习方式的多样性和灵活性；均注重过程性评价，采用多渠道、全方位的综合评价考核办法，体现了课程评价的全面与客观。这些契合点使翻转课堂和对分课堂具备了融合的前提和意义，从而能实现教学的优势共生。

表1 翻转课堂、对分课堂的对比分析

1.2.2 翻转课堂的线上学习环境和课程资源可丰富拓展对分课堂的课外教学渠道

翻转课堂是依托网络教学平台开展教学，线上学习资源具有开放性和多样性，学生时时处处可学，丰富了对分模式的课外学习渠道，对对分课堂中讲授部分的知识深度学习和内化拓展将是有益的补充。此外，教师通过线上教学平台可为学生提供测验、作业、考试、答疑、讨论等教学活动，并可充分借助大数据即时分析学生学习轨迹、跟踪管理学习过程、实施在线指导与测评，从而有的放矢开展课堂活动，实施精准教学服务。

1.2.3 对分课堂的知识精讲和充分讨论可有效弥补翻转课堂线下教学的不足

先学后教的翻转课堂注重课前线上的自主预习和学习，对学生的主动性、知识储备和学习能力都有一定要求，会导致部分学生不能适应翻转教学。而且学生线上学习多以观看微课视频等为主，学习存在感比较欠缺，往往难以持续保持学习兴趣，易出现两极分化，进而影响翻转课堂效果。而强调先教后学的对分课堂不主张一定预习，更注重课堂精讲和课后学生针对性的内化吸收，保留面授课堂师生面对面的情感交流和共鸣，有利于学生快速理解掌握知识。并且由于在讲授和讨论之间给与学生较充足的时间内化吸收，因此课堂讨论较充分，学生通过协作探讨总结问题、解决问题的能力要优于翻转课堂[4]。

1.2.4 融合施教将减小师生压力

翻转课堂教师的工作量明显高于对分课堂，对教师和学生都有较大的压力，并不是所有的教学内容都适合采用翻转模式，而对分课堂模式先教后学的特点则适合更多的知识内容。

综上所述，翻转课堂和对分课堂2种模式不但具备多方面“同”之契合的融合前提，也有“异”之互补的融合意义。在课程实际教学过程中，应根据教学内容特点和学生的实际能力将2种模式优势互补，灵活融合，因地制宜，因材施教，从而可实现教学的有效、精准。

对2018级食品类2个并行专业班级分别采用翻转和对分模式实施教学，对2019级同类专业则采用“翻转+对分”融合式课堂模式教学，对不同模式及不同时期的问卷调查显示，采用“翻转+对分”融合式模式无论在学生对课堂模式的适应性及课程学习效果的满意度方面明显比单独使用一种模式效果要好，见图1。

图1 课堂模式的适应性以及课程学习效果的满意度问卷调查

2 “翻转+对分”融合式课堂模式的构建

2.1 融合方式

翻转课堂和对分课堂的融合方式应视课程性质、教学内容及学生实际情况而设计。针对工程制图课程，则根据教学内容性质分为隔堂融合和同堂融合。

隔堂融合模型见图2，根据知识点的难易程度和授课学时需要在前后2次课进行融合，即第1次课先讨论前课要点，随后讲授新课重点，第2次课先讨论第一次课学生内化产生的问题，接着又讲授新课内容，2次课间均为基于在线课程的学生自主学习内化，形成闭环式的前后隔堂融合的教学模式。

图2 “翻转+对分”隔堂融合式教学模型

同堂融合是从时间跨度上将隔堂模式前后2次课堂整合为1次课，即在课前线上自主学习的基础上，于同一次课中实施教师精讲、学生当堂内化和互动讨论的全过程。2种方式的根本区别在于隔堂融合比同堂融合给予更充足的内化吸收和总结问题的时间，因此隔堂模式第2次课堂的讨论相对更深入。

具体教学中选取何种方式，应根据教学内容性质和要求灵活选择。工程制图是在食品科学与工程类专业人才培养体系中占有重要地位的学科基础课程，旨在培养学生具备绘制和阅读工程图样的能力，掌握各类食品加工机械设备的结构组成、工作原理及实际应用。具体课程教学中，如表2所示，对于点线面的投影、立体及其表面交线的投影、轴测投影图等基础性知识内容，学生大多可以通过线上自主学习和内化掌握基本知识与方法，课上教师需总结提炼、强调重点，因此多采用同堂融合模式扫清知识盲点，并进行提炼升华，使学生能够融会贯通。而对于立体的组合截切、相贯线、机件的常用表达方法、零件图、装配图等应用性知识内容，学生在掌握知识框架基础上，更需要通过针对性的实践案例或开放性项目训练以提升“以渔捕鱼”[5]的综合应用能力，因此多采用隔堂融合模式。

表2 工程制图课堂教学模式设计方案

2.2 融合的必要支撑

“翻转+对分”融合式教学需要创建能满足学生个性化、多样化学习需求的以知识点为载体的线上教学资源。制图类课程重在培养学生的形象思维和构型表达能力，而低年级学生的空间想象力参差不齐，缺乏感性认识，自主学习时有畏难情绪。据此，我们运用现代信息技术和各种工具软件自主打造制作了素材资源丰富、功能设计合理、学习使用便捷的“五库一网”立体化在线课程，如表3所示。“五库”是由新形态教学素材库、微课视频库、教学课件库、试题案例库、学生优秀作业展示库等组成，“一网”指的是依托学银在线慕课教学平台打造的工程制图在线开放课程。其中，新形态素材库是由大量丰富生动、效果逼真的可自由旋转、移动和剖切的实时交互动态仿真模型组成，有动有静，动静结合，发布到在线课程上资源共享，将制图课程学习中抽象的概念与平面图形变得清晰明了、易于领会和掌握，从而有效提升学生学习的兴趣和积极性。

表3 工程制图“五库一网”在线开放课程

3 以学生为中心的“翻转+对分”融合式课堂教学实践与成效

3.1 灵活实施融合式教学，精心设计开放性教学内容，课堂“活”起来

具体教学实践中，根据知识内容和学生实际掌握情况进行弹性的教学设计，并灵活切换教学模式。如机件的常用表达方法这一章，该部分内容在制图整体教学计划中处于承上启下的作用，学生已具备一定的形象思维和构型表达能力，但缺乏综合运用表达能力，需通过同伴深度交流探讨、小组协作完成项目作业来加强训练。因此，这部分教学设计为“翻转+对分”隔堂融合模式。前2次课学生通过课前线下自主学习，初步了解各种表达方法的形成。课堂上通过教师精讲，强调各种规定画法的要领、易错点和共性问题。第2次课后，教师布置一个具有开放性的项目作业，以4人左右为小组完成，要求小组每个成员充分思考研讨，分工协作，确定方案并制作完整的PPT。第3次课上，每个小组派代表登台做PPT项目汇报。题目具有开放性，答案自然不是唯一，鼓励学生大胆质疑、辩论，每组学生都有自己的独特理解和精彩方案，学生在相互比较、讨论中互相学习，在讨论探究过程中得到的启发和收获，往往胜于教师讲授的知识内容本身。最后，教师加以点评，由学生总结评价出最优的几组方案。通过这种人人参与体验的开放式研讨共享课，学生不但提升了对知识的理解和综合应用能力，更收获书本以外的表达能力、团队协作能力及解决实际问题能力的锻炼，工程制图融合式活力课堂见图3。

图3 工程制图融合式活力课堂

3.2 线上线下、课内课外时空融合，探究研讨和思维拓展不断线，学生“学”起来

教学中实施课内课外、线上线下时空融合的闭环式管理，既有线上学生的个性化自主学习，又有线下教师的课堂精讲与剖析；既有课外学生的独学反思与内化吸收，又有课内师生、生生的互动研讨、交流探究。线上和课外，学生充分借助“五库一网”在线课程的每章节教学模块中的重点剖析（教学视频）、典例指导、重点摘要、模型荟萃、课件点播、在线测验、拓展训练等几部分进行个性化学习。线下和课内，师生、生生的探讨交流除了是易错知识点的交流讨论，还可以是跨越学科的启发想象、拓展思维的构型趣享，如教师线上发布的关于我国标志性建筑之一——鸟巢，让学生仔细观察、思考，用所学过的相贯线有关知识分析其迷人轮廓线的形成，并动手绘制完整投影，这种结合工程实际案例，引导学生用投影或图形的手段思考工程问题的体验很受学生欢迎。

3.3 学生学习主动性和学习成绩显著提高，学习能力“强”起来

将面授课堂、线上课堂和讨论课堂优势相结合的“翻转+对分”融合式教学，初步实现“要我学”向“我要学”的转变，学生学习的积极性和主动性切实增强，学习成绩显著提高，学生有获得感、满足感。以中南林业科技大学2019食品科学与工程工程1、2班和2018食品科学与工程工程1、2班为例，见图4，前者实施融合式教学，相比后者实施的非融合式授课模式，整体学习成绩明显提高，平均成绩、及格率及优秀率明显上升，不及格率明显下降。

图4 融合模式与非融合模式学生成绩比较

问卷调查“学习中遇到问题时，你会如何解决？”（多选），见表4，76.8%选择与同学讨论解决，89.3%选择通过学习在线课程自主思考解决，64.3%选择课堂提问或课后通过社交软件询问老师的方式解决，73.2%选择阅读教材独立思考，44.6%选择搜索引擎，7.1%用其他方式解决问题。调查表明，通过融合式教学学生自主或协作解决问题的能力增强。

表4 关于学习中解决问题方式的问卷调查

4 结语

通过工程制图课程“翻转+对分”融合式教学实践表明，创建以提升学生学习兴趣和能力的融合式课堂教学模式，打造师生共学共研的对话开放、学思结合的课堂[6]，将“以学生为中心”的教学思想贯穿于教学活动的全过程，可切实有效地增强学生学习的主动性，提高课堂教学质量。同时，实践中仍存在不少问题，比如大班教学，学生层次参差不齐，师生互动效果欠佳；如何突破低年级学生工程实践背景不足的障碍，持续提升学生制图学习的兴趣和积极性；在学分缩减、学时有限的情况下如何增加课程的深度和挑战度；融合式教学对师生均提出了较高的要求，教师不但需要精心设计教学内容以保证学生在内化良好的基础上开展有效的课堂讨论，此外还需要团队协作，用心组织课堂内外的所有教学活动等，这些都需要不断地深入探索和持续改进。