基于微课的翻转课堂教学研究——以计算机组成原理课程为例

朱婷婷，张红伟，刘 伟

（徐州医科大学医学信息与工程学院，江苏 徐州 221004）

“学习能力是真能力。”四川大学校长李言荣在2020级本科新生开学典礼上发言说道。学习能力是一个人长期的可持续的竞争力，学习能力是一种生产力，是人类进步的发展动力。学习能力不是天生的，而是通过后天培养的，大学就是培养这项能力的第一场所。2018年，教育部发布的《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）》[1]指出，“推进教师教育信息化教学服务平台建设和应用，推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革”。在此背景下，树立终身学习理念，培养学生自主学习能力成为各类学校的目标。

翻转课堂利用丰富的信息化资源，让学生成为学习的主角，在灵活主动的学习中建构个人知识体系，为促进学生学会学习提供了契机。

计算机组成原理课程是计算机、信息相关专业的专业基础课程，是我校省级一流专业医学信息工程专业的专业课程。该课程学时多、课程容量大，若只依赖有限的课堂教学时间，学生对知识的理解与掌握必定十分有限。通过翻转课堂，学生可以反复观看视频，随时暂停，查阅资料，与同学或教师讨论，实现个性化学习，培养了学生自主学习和思考能力。

1 翻转课堂的概念与特征

1.1 概念

翻转课堂（Flipped Classroom）是指在网络、移动学习平台、物联网等信息化技术的支持下，将传统课堂教学中的知识讲授环节转移到课堂之外，由学生利用教材、微课、视频、图片等教学资源进行自主学习，掌握课堂知识；课堂上则主要通过师生、生生深度讨论和互动，培养学生学习能力、协作能力和创新能力[2]。

1.2 “三翻”特征

1.2.1 教学理念的翻转 传统的课堂教学以教师为中心，翻转课堂则以学生为中心，尊重学生的个体差异，改变教与学的方式，促进学生深层次学习。

1.2.2 教学结构的翻转 传统课堂在课上传授知识，而翻转课堂则在课前学习知识，从传统课堂课后吸收内化到翻转课堂课上吸收内化，知识传递发生在课前，学生可以通过移动学习平台与同学、教师交流。学生自主学习时遇到问题也可以向教师反馈，教师在课上有针对性地讲解，在此基础之上进行知识拓展，帮助学生完成知识的内化与吸收。

1.2.3 教学角色的转变 传统课堂上，教师是“演员”，学生则是“观众”。翻转课堂上，教师是“导演”，不仅传授知识，而且要引导学生学习，主动探索。

2 翻转课堂教学模式的设计与实施

翻转课堂包括准备和实施两个阶段（见图1）。准备阶段，由教师制作一段视频，设计讨论主题，通过移动学习平台提前发送给学生自学。实施阶段包括课前（自主学习）、课中（讨论）和课后（检验）3部分。

图1 基于微课的翻转课堂教学模式

2.1 制作微课

微课是为学生个性化、自主高效地学习而设计制作的一种新型课程资源，是移动互联时代出现的新型教学模式和学习方式。

微课视频的制作可以采用两种方式，一是教师利用移动学习平台（如清华大学的“学堂在线”、北京大学的慕课、上海交通大学的“好大学在线”[3]、学习通等），提供学习、练习、测试、评分等一站式服务。教师结合专业培养目标，深入分析课程教学大纲，对课程内容进行重组，分解知识点并录制微课。微课最大的特点是短小精悍，因此，通常在10～15分钟内讲清一个知识点。

二是教师利用慕课、精品课程等已有优质资源展开教学，对不具备课程录制条件的教师来说，这也是一种非常有效的方式。

2.2 搭建学习平台

我校计算机组成原理课程以学习通为移动学习平台，教师根据分解后的知识点设计学习目录，并在对应的目录下上传微课视频、多媒体课件和优质视频等学习资料。教师可以针对知识点设计练习题，一种用于课前学情了解，以便课上有针对性地讲解；另一种为课后习题，方便了解学生知识掌握情况，进行教学反馈。

为引导学生有效自学，教师还可以在学习平台的讨论区发布精心设计的问题，要求学生对问题进行思考和讨论，帮助学生更好地掌握知识。设计问题时，可以将前后知识点联系起来，帮助学生构建知识框架。

2.3 实施过程

现以计算机组成原理课程的存储器字位扩展模块为例，介绍翻转课堂实施过程。

（1）课前导学。

以导学单（见表1）形式提前布置学习任务，引导学生阅读教材相应章节、观看微课视频，提出学习任务和要求。在设计讨论主题时，要求学生在寻求答案的过程中建立该部分内容的知识框架。从表1可以发现本次课的知识点：内存储器容量与地址线和数据线根数的管理；存储器的字长位数不够时如何扩展；存储器字数不够时如何扩展；如何实现字、位同时扩展。

表1 存储器字位扩展模块导学单

（2）课中教学。

首先，教师带领学生梳理本节课内容，向学生展示本节课知识点结构图，让学生明白该部分内容在整个章节中的位置和与前后知识点的逻辑关系。之后，分组讨论。通过组内头脑风暴的形式进行更深入和全面的学习。然后，采用小组推荐或者主动报名的形式，进行小组汇报。最后，教师对各组汇报情况进行总结评价，指出错误，同时对学生理解不够深入的地方进行讲解，引导学生思考，帮助学生真正实现知识内化与吸收。整个教学过程中，教师要做好监督指导工作，比如，小组讨论时，教师在教室巡视，若学生讨论方向出现偏差要及时进行提醒；小组汇报时教师要认真听取，适时引导和启发。

（3）课后提升。

课后，通过作业的形式强化所学内容，给学生提供拓展练习的机会，让学有余力的学生深入思考。比如，课后利用移动学习平台布置综合题，培养学生分析能力，拓宽学生思路。

3 教学反思

（1）翻转课堂是一种有效提高学生学习能力的教学模式，将学习的主动权从教师转移给学生，学生通过课下自学掌握知识，通过课上讨论交流找到解决问题的方法，对所学内容有了更深层次的理解。这种教学模式赋予学生更大的主动权，为促进学生“学会学习”提供条件。

（2）翻转课堂要逐步推进。由于大部分学生习惯传统的灌输式教学，不愿意主动学习、主动思考，课前不认真观看视频，课上不主动参与讨论、不愿意发言。对于这部分学生，教师要多关注，利用“鲶鱼效应”，分组时把班级里比较积极活跃的学生分到各组，让他们带动本组学生共同进步。

（3）选择适合的教学内容。并不是所有的内容都适合翻转课堂这一教学模式（如概念原理）。计算机组成原理课程中有很多原理，理解难度大，学生不容易掌握。我们可以采用传统教学和翻转课堂相结合的方式。先采用大课形式讲解基本原理和概念，帮助学生形成基本概念，然后，针对原理的应用通过翻转课堂展开教学，这样就能更好地实现知识的传递和内化。