《城市轨道交通概论》反转课堂教学设计与实践

方 波 朱菊香 王新宇

无锡学院，江苏 无锡 214105

反转课堂是一种源于美国的新型教学形态，一般指基于信息化技术，将传统课堂中的知识和理论通过视频、课件等资料形式分享到网络平台，让学生通过网上自学—发现问题—课上讨论—课后巩固的方式完成知识和技能的学习［1-2］。这种教学设计采用反向教学理念，突出了学生的主导地位，非常适宜激发学生学习的兴趣和积极性，目前在许多中小学课程中进行了多种改进和实践［3］，但是在大学课程教学中应用的较少［4］。高等教育教学仍然以传统的正向课堂教学方法为主，一些新教学理念和方法多是个别课程少数时期的应用与探索。教育部2000年提出“新世纪高等教育教学改革工程”［5］，此后高等学校本科教育掀起了教学改革与实践的高潮。在这场教改探索中，贴近工程实际的项目式教学法得到了广泛研究和推广［6-7］，而对反转教学的应用研究匮乏。本文以《城市轨道交通概论》课程为依托，结合实践探索反转教学理念在概论类课程中的教学改革设计思路。

一、课程特点与人才培养现状

《城市轨道交通概论》课程是城市轨道交通专业一门必修的专业基础课，培养目标是让学生对城市轨道交通系统有一个全面概括性的认识，掌握系统的基本组成和工作原理，了解当前轨道交通的新技术设备以及其配套的运营组织，为后续的专业知识和技能学习夯实专业基础。

与其他专业基础课程相比，概论和高论类课程的教学不仅受行业专业特征、学生特征和常规教学方法的影响，同时很大程度上也受课程定位的影响，其课程特点和人才培养现状如下：

（一）概论类课程内容涉及面广、知识点多而零碎。本课程包含线网规划、线路设计、车站、车辆、供电、信号与通信、交通驾驶、运营组织等内容，涉及交通工程、建筑工程、通信工程、电力工程、项目管理等多个学科。每个学科都有其独立的专业知识体系，整个课程涉及的知识点多而零散，如果沿用传统的课堂面授教学，那么识记、理解和掌握的过程就变得困难而耗时，教学实效性较差。但是每个学科包含的内容技术性并不很强，不适用项目式教学。

（二）概论课程定位是先期引导，承担专业知识和文化价值双重教学任务。概论类课程多在一年级开设，是学生接触专业知识的伊始，课程内容往往涵盖社会科学和自然科学两个层面，如本课程的内容还包含轨道交通建设发展史、国内外经典案例以及最新技术和理论的介绍。行业的文化背景、发展历程和价值理念的传承也属于此类课程的教学任务。

（三）教学以教师为主体，学生学习积极性不强。一方面教学主要依赖教师的专业知识和教学水平，而概论类课程是源于实践而又高于实践的概括性较强的交叉学科，而很多教师是学校毕业后就从事教学工作，未有充分的工程实践经验，无法综合掌握各专业的知识。另一方面，概论类课程的目的是吸引学生了解、认识并认可行业，需要学生主动学习，发现并探索自己的专业兴趣点，更强调学生的参与度。

二、反转课堂教学设计思路

反转课堂教学模式极大地改变了传统教学模式中教师和学生的定位与角色，改变了以往的教学过程和教学理念，教师根据课程的教学目标和知识结构通过多媒体技术或教学过程的优化，引导学生进行自主探索、互相交流。教师可以针对学生学习过程中遇到的问题和难点进行有效的讲解，让学生展开充分的互动交流，进行自主思考，进而实现知识的吸收内化。本课程并不直接引用反转课堂的教学方式，而是基于“反转”理念，结合目前传统正向教学实践中暴露的问题进行以学生为主体的课程重设。整个课程设计思路如下：

（一）认知过程反转化

传统正向教学，教学架构是一个从理论到实践，教学内容是从功能到模态的过程，那么反转教学的思路，就是个逆向过程，即先认识实践再梳理理论、先认识模态再认知功能。通过让学生先感知和操作，激发其主动性和积极性，自发地进行学习和探索。

（二）教学资料开放化

反转课堂始终围绕学生，教学资料也是开放和共享的。在传统的教学资料与学生共享的同时，充分利用互联网平台和数据库，教授学生文献资料检索能力。如此也一定程度上弥补了教师对交叉学科中其他专业领域知识的不全面。

（三）教师配置双师化

本课程在教学中选用双师型教师，两位授课老师均有超10年的工程项目经历。双师型教师不仅有较强的专业实践能力，同时其专业知识面也更广，对行业中其他学科的认知和关键点的把控也更好。

（四）学习任务小组化

考虑到本行业对团队意识要求较高，引入小组化教学设计方法，将班级同学划分学习小组，鼓励小组内部任务划分，组员间合作交流讨论。在学习知识的同时，融入素质教育内容。

（五）课程考核多样化

概论类课程重点是让学生了解行业的历史和发展，熟悉当前专业技术和理论，对专业产生学习的欲望，考核并不需要注重个别知识的掌握，而是学生的自主学习、积极讨论、勇于解惑和归纳总结等表现。

三、反转教学模式开发

概论类课程教学对象都是刚踏入大学校园的学生，处在学生到专业技术人员的转变中，教学模式开发时应注重“主动性”构建［8］：培养学生主动学习和思考的能力；提高其发现问题并自主解决的能力；引导其发现目标、制定计划、主动承担自我发展的责任。因此，在教学实施中，从学生认知的角度出发，采用“反转”理念进行主动式的教学模式开发。

（一）反转式认知过程

传统正向的认知过程，往往假设学习者是从零开始，慢慢把各个模块的知识一点点地填充到学生的认知体系中。反转式认知强调对一个既有事物的理解、分析和表达，这个过程不是从零开始，而是从一个具体而明确的对象开始，让学生先对客观存在的事物进行自主的观察与学习，自发研究并分解知识架构，然后重构优化，最终建立自己的知识架构体系，如图1所示。

从认知过程可看出，这种认知方式是以学生为主体，充分调动了学生自主学习的主动性。知识架构的建立过程不再是填塞式的，而是由学生自己观察、分解、分析、探索、解惑和总结形成的独立的知识架构体系。这个过程中老师主要是在前期系统知识学习的过程中及时交流和引导，后面各专题知识学习的分析探索中主动询问，及时答疑解惑，发现认知偏差时及时引导纠偏，每个专题学习后进行评价和总结。尤其是答疑和纠偏过程，让学生自己的认知架构更加完善，这种方式也有利于强化学生的记忆。

（二）反转式教学模式

采用小组活动的教学方法，学习过程中充分发挥团队力量，提高学习的效率和趣味性。教学模式也是从个人和小组两方面出发（图2）。课前小组通过讨论明确成员的任务和要求，并组织开展对周边轨道交通的调研；个人独立进行专题知识学习并完成自己的小组任务；小组经过多次讨论交流汇总成果。课中先进行讨论和答疑，教师引导学生主动提出问题，交流想法和见解；而后开展小组专题汇报和质询，锻炼学生的展示和表达能力，通过听取他人汇报、提出问题、交流讨论，提高个人的学习效率，借鉴小组成果表达和展示能力。课后根据课堂上的汇报结果，总结和完善成果材料，并独立完成个人的课后作业。

图2 反转式教学模式

四、教学反思与总结提升

通过实施反转课堂教学模式，改变了以往教师为中心的教学模式，赋予学生更多的自主性，基于实际学习效果的课堂答疑和讨论明确了学生的学习目的，尤其学生间互相答疑的机制留给了学生更多的创造性空间，课堂教学效果大大提高；此外，学生考核机制也从以往的单一考核知识水平转变为考核学生的日常学习过程，考虑学生的课堂互动情况，如回答其他学生提问、参与课堂讨论等，能够更真实地反映学生对课程的掌握情况。

根据教学实践发现，反转教学方式优化了传统正向面授课程的单调，克服了概论类课程教师的专业局限性，激发了学生主动学习的热情，在培养学生创造性思维和批判性思维方面有突出表现。但是由于教学对象、教学过程和教学内容的复杂和多变，任何一种教学模式都需要不断的改进与提升。

一是应与学生学习能力提升过程相适应。大一学生对新教学方法很感兴趣，但是已经习惯并熟知传统正向面授课程模式，对反转课堂模式有一定的适应过程。因此，教学之初应增加一个过渡阶段，使用较少的反转形式，如某个知识点的课堂上自学与答疑，让学生了解和掌握自学自答的技巧。再不断提升反转比例，让学生学会通过网络和数据库进行知识的获取、加工。最后开展小组系统学习专题知识的活动，让学生学会沟通交流和评价反馈。

二是结合不同的知识模块特点进一步深化细化。由于本课程每个知识模块都有巨大的扩展空间，需要教师提前细化专题知识界限和深度，防止学生过度聚焦一个点，出现管中窥豹的问题。同时，大一学生的学习计划能力不高，教师也需要根据模块特点细化反转学习计划，防止出现过度拖延问题。