翻转课堂联合PBL教学法在《电机学》课程中的应用

肖冬亚，徐 政，李明达，钟月曦

（长春工程学院，吉林长春130012）

《电机学》课程是电气工程及其自动化专业一门非常重要的核心专业基础课，在电气工程及其自动化专业中起承上启下的作用，该课程涉及电路、磁路、物理、数学等学科知识，理论性强且较为抽象，与工程实际联系密切。学生普遍反映课程太过抽象，难学难懂，因此该门课程对教师的授课和学生的学习都带来了很大的挑战。当前《电机学》课程多采用以教师为中心的传统的教学模式，便于师生情感交流，教师可以完全监督与调控，但也存在很多不利，如大学课堂多是大班教学，很难调动学生的积极性；电机技术发展迅速与专业教改下学时不增反减之间存在矛盾，教师只能压缩学时，导致基础不好的学生掉队；学生学习兴趣不高，被动接受知识使得学生思维固化，很难构建创新意识。

一、翻转课堂联合PBL教学法

随着我国创新型国家建设发展战略的实施，高等教育不断进行改革，教育模式也逐渐转变为以学生为中心的参与式教学。参与式教学起源于英国的一套社会学理论，其核心思想是以学生为主体，围绕学习目标，应用灵活多样、直观形象的教学手段，充分发挥学生的自主作用，鼓励学生积极参与教学过程，加强教师与学生、学生与学生之间的信息交流和反馈。

由此可见，参与式教学很好的呼应了以学生为中心的教学要求。目前最有影响力的参与式教学的具象化教学模式即为“翻转课堂”。翻转课堂是建立在构建主义学习理论基础上的一种新型教学模式，彻底改变了传统的以教师为主的教学模式，转变为课前学生自学探究相关知识，课堂上在教师引导下讨论分析将知识内化，课后巩固及评价的新型教学方法。翻转课堂强调以学生为中心，使学生从接受知识者变成主动学习者，而让教师从知识的传授者变成组织者、启发者以及协助者。

但该教学法需要教师提前准备很多学习资料，供学生课前学习，课上仍采用传统的知识传授法，因每个学生的自学能力不同，会导致学习好的学生因学过一遍而失去积极性，而课下不主动学习的学生上课更容易溜号，降低整体教学效果。

PBL 是指以问题为导向，以学生为中心，提出问题、组织讨论、总结经验。PBL 起源于美国的麦克马斯特大学的医学专业，目前已经在多个学科教学领域中得到了很好的应用，其教学理念认为“问题是学习的起点，也是选择知识的依据”，因此教学过程中应“先问题，后内容”，该教学法要求教师能够很好的创设问题情境，同时能够调动学生的积极性。

但该教学法也存在一定不足，学生本身缺乏对新课程内容的把握和了解，加之课前要花费大量时间对内容进行准备，一些学生的自律能力较差，导致在课上参与能力存在差异，因此在课堂上单纯开展PBL 教学可能会耗时较长，影响PBL 教学法的效果。

翻转课堂与PBL 教学法作为较新的教学模式，各有各的优势，但两者的单独实施都存在一定的不足。越来越多的研究表明：翻转课堂与PBL 相融合的教学方法顺应人才培养和教育发展的要求。为适应新时代培养创新创业型人才的要求，结合我校电气工程及其自动化专业课程设置，针对传统教学效果不理想的现状，将翻转课堂联合PBL 教学模式引入到《电机学》课程教学中，充分发挥两种教学新方法的优势，弥补各自存在的不足，该教学法以学生为中心，以问题为导向，采取课堂互动，答疑解惑，调动学生的积极性与主动性，锻炼学生的创新思维能力，促进学生的自主发展和自我提高。

二、翻转课堂联合PBL的教学模式设计

翻转课堂联合PBL 教学法设计的基本目标是提高学生的建构认知，总体设计分为课前、课中和课后三大模块。课前教师根据教学目标创设问题情境，学生根据教师布置的教学任务，带着问题进行学习；课中为学生与教师交流、解惑、内化阶段；课后学生巩固、自学、发现学习中的问题，教师进行教学反思。通过教师与学生之间不断发现问题、认识问题、解决问题的过程，提高教学效果。

（一）课前问题引导式自学。课前主要是学生依据教师提出的问题和教学目标进行自学，比如中国大学MOOC、智慧树平台等教学视频，以及教师自制的教学视频或资料等。基于PBL 的翻转课堂可以让学生以问题为导向进行自主学习，可以避免课前盲目学习，对学生来说更有针对性，也更节省时间。该教学模式能否成功进行，与课前准备是否得当密切相关，本阶段教师和学生都需认真完成自身职责。

作为教师，要认真准备课前学习资料，包括教学大纲、PPT课件、教学视频等，可以自行制作，也可以运用网络上的精品教学资源，然后以相关知识链接或推荐网络学习平台的形式向学生发布学习任务、创设若干问题情境、学习内容、学习方案等。

作为学生，要高度重视自主学习环节，带着教师创设的问题与任务独立进行知识的学习和探索，通过网络学习平台下载PPT、阅读课程教材、观看教学视频，并对学习中遇到的问题进行独立思考并查阅相关文献，在深入学习的基础上，提出个人尚存的疑问，以备教师在课上进行答疑。

（二）课中互动式教学。由于有了课前自主预习的前期铺垫，课上学生可以更专注于所遇到的各种问题，辅以引导式教学，师生可共同研究解决实际问题的方案。本阶段主要分为三个环节：

1.小组汇报：围绕“换向器在直流发电机和直流电动机中分别起什么作用？”的问题来组织学生以小组为单位进行汇报，汇报完毕一个问题后，在教师的引导下由换向器的作用引到创设的另一问题情境——直流电机工作原理，如果学生能非常清楚地讲出“换向器在直流发电机和直流电动机中分别起什么作用”，那么直流电机的工作原理便迎刃而解。教师创设的不同问题情境要具有一定的关联性，由浅入深，层层递进，让学生每解决一个问题都有成就感，激发学生的兴趣、战胜欲与求知欲。

2.讨论环节：汇报完后，组间可以相互提问质疑，加深理解。教师引导学生思考和集体讨论，是翻转课堂的核心环节，对于本节课的核心问题，教师应带领大家展开积极讨论，要注重启发、诱导、互动、鼓励踊跃发言，在课堂上进行成果汇报、交流体验、分享心得体会进而共同学习知识、解决问题。

3.答疑解惑：教师提前对预习期间学生提出的问题进行整理与归纳，从中选择重点、难点问题在课堂上进行统一讲解及答疑，集中对疑难问题进行深入解析；并对课中学生的问题进行讲解，根据学生的表现给予评价及指导意见。

（三）课后整改反馈。对于学生而言，可根据个人兴趣点、疑难问题等，对课上内容进行复习并进一步深入学习，也可以通过再提问等方式向教师请教以及反馈教学效果；对于教师而言需要对本节课的教学效果及学生反馈进行总结，并有针对性地对存在的问题及不足加以改进，不断完善翻转课堂的授课内容，提高教学质量。

三、实施过程中遇到的问题及改进措施

（一）学生课前不按教师布置的教学任务进行学习，影响翻转课堂的效果。针对此现象，采取了如下改进措施：第一，注重转变学生的观念，使其从传统的被动接受知识转变为新的学习模式，要从理念上接受参与式教学，只有在思想认识上提高了，才能够避免盲目实施；第二，强调课程的重要性，《电机学》课程是电气工程及其自动化专业的一门非常重要的核心专业基础课，是国家电网考试必考课程，并且是后续专业课程的基础，让学生从心底重视起来，提高学习的主动性；第三，每周设置学习任务提醒，在学习通设置任务点，将完成学生的名单发到群中，形成良好的“翻转课堂”学习习惯。

（二）学生的个体化差异较大，对不同的学生而言学习效果出现两极分化。参与式教学对学生的综合素质提出了更高要求，对于学生的个体差异性现象，主要采取的是在实施参与式教学时因人而异，充分尊重学生的个体化差别，对不同学生在策略上略有调整，从而使各种能力层面的学生都能从中获益。

（三）课堂“沉默现象”常在。在以小组形式进行讨论时，有的同学经常保持沉默，积极讨论发言的总是每组当中固定的同学。针对此现象，采取小组成员轮流进行学习成果汇报与讨论，比如这次课一组当中选2 名同学参与，而下次课必须由小组里的其他同学汇报，依次轮流进行，保证每名同学都有锻炼的机会。

新的教学模式对于教师和学生而言都相对比较陌生，因此要注意循序渐进，切忌好高骛远和急功近利，要稳扎稳打、摸索经验，取得长足而稳定的进步；对于新的教学模式，学生需要适应过程，因而在教学过程中教师切忌急躁与无端批评，要多给予表扬及肯定，多给予正面的鼓励，从而提高学生的积极性和主动性；另外，参与式教学要适度，切忌走向另一个极端，不要完全以学生为中心而忽略了教师的作用。

四、实施效果

（一）学生参与度。近年来，以美国为代表的西方国家开始将“学生参与度”（Student Engagement）的概念引入到高等教育质量评价中，并设计相应的调查指标对学生在校期间的表现进行评价。本文将学生的课堂行为互动频次作为评价指标，课堂行为互动频次主要包括回答问题的次数、完成测验总人数、抢答次数、问问题次数。结果显示电气18级的学生参与度明显高于同等条件下电气17 级的学生参与度。

（二）学生学习效果评价。根据教学大纲课程目标对学生学习效果的分目标进行了统计，实施翻转课堂联合PBL 教学法的电气18 级某班和实施传统教学法的电气17 级某班对比，结果显示，实施翻转课堂联合PBL 教学法的班级分目标以及总目标均高于传统教学法。

五、翻转课堂联合PBL教学法的优点

有利于更好地掌握知识：翻转课堂营造了适合学习者本人学习习惯和知识体系的学习环境，使其可以主导学习过程，从而利于对知识理解的深度和对知识运用的灵活度，便于更好地掌握知识。

利于提高学习效率：通过课前自学，学员可以掌握学习侧重点，将更多精力分配给自己相对薄弱的环节，使学习更有针对性。另外，对于学习过程中的难点和疑点，可以在课堂上进行重点学习和提问，这就使学习的重点更符合自身特点，明显提高了学习效率。

有助于培养自主学习能力：翻转课堂要求学生首先在课前进行知识的自行学习，通过对特定问题知识点的查询、学习及内化，有利于提高自学能力及培养终身学习的习惯，这也正好切合了知识不断更新、需要不断学习的新时代要求。

提高学习积极性、主动性：相对于传统的演示加讲解的教学方法，翻转课堂教学法增强了学生的主体地位，且课前预习后学生对知识有了一定的掌握，也更有自信在课堂上多发言，因而可以更有利于提高学生的学习积极性和主动性。

提高语言表达能力和归纳总结能力：翻转课堂要求学生课前自学后，在课上讨论时将所学知识有条理地表达出来，这将有助于提高语言表达能力，而且通过将知识内化与总结，也提高了学生的归纳总结能力。

提高思考能力、解决问题能力：带着教师布置的任务进行课前自学，是一种带着问题学习与思考的过程，有助于提高学生的思考能力，而且通过课堂阶段的进一步学习与讨论，学生会针对之前存疑的问题进行重点研究与解决，这也提高了其实际解决问题的能力。

提高沟通交流、团队合作能力：翻转课堂增加了学生的课堂参与度，在课堂上对于某些问题的团队讨论还可以使学生的团队合作能力以及沟通能力得到增强。

有利于学习专业前沿知识：翻转课堂要求学生课前自学，自学中学生将利用网络进行相关信息的检索，而在此过程中，学生有机会接触到不同数据库的最新文章，进而有利于其了解国内外本专业前沿知识及发展前景。

学习时空更灵活：随着网络信息技术的发展，目前从互联网获取知识已十分便捷，对于学生来说，翻转课堂的课前学习可以在时间与空间上更为灵活自主，做到“随时随地”学习，使学生的学习更加自由和自主。

构建和谐师生关系：通过翻转课堂，使学生在教学活动中的地位提高，不再是被动的听讲者，而是主动参与者，这就使师生建立了平等、合作、和谐的关系，有利于师生共同努力提高教学质量。

提高教师教学水平：翻转课堂不同于传统教学，新型的模式对教师也提出了新要求和新挑战。在翻转课堂中，教师的被需求感增强，通过网络平台的沟通以及在课堂上有针对性地引导讨论、授业解惑，有利于教师队伍的建设和发展。

六、结语

翻转课堂联合PBL 教学模式，在《电机学》课程中的应用可以凸显其优势，相比于传统教学，学生的参与度以及学生的学习效果都有了显著提高。据学生反映，其自身学习的主动性、学习效率、沟通能力、表达能力、团队合作能力等都有了明显改善。翻转课堂联合PBL 教学模式中有针对性地以问题为导向完成翻转课堂的课前任务，以教师作为辅助者引导学生对知识的吸收内化的课中活动，以及以巩固与反思为目的的课后任务，大大提高了学生的自主学习能力及探索交流合作能力，其优势在教育改革中渐渐凸显。