翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在工程數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在工程數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用*

張志成

(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校,河南 新鄉(xiāng)453000)

摘要:文章首先綜合國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵以及較之傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。為了改變目前工程數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，將混合學(xué)習(xí)的教學(xué)模式引入到工程數(shù)學(xué)教學(xué)中，這種教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)的束縛，更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)的方式和過程，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。同時(shí),也為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了新的發(fā)展空間。最后給出具體的實(shí)施步驟以及實(shí)施過程中所面臨的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞:混合學(xué)習(xí); 教學(xué)模式；工程數(shù)學(xué); 翻轉(zhuǎn)課堂

收稿日期：2015-06-23

中圖分類號(hào)：G434

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷更新，學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展和素質(zhì)教育越來越受到社會(huì)的重視，傳統(tǒng)的面對(duì)面的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足這種需要。而混合學(xué)習(xí)是網(wǎng)絡(luò)的在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)的混合，不僅發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且也發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，從而從根本上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》發(fā)布之后，我國對(duì)教育信息化就更加重視。此時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，順應(yīng)了我國教育改革的潮流，為我國的教育改革增添了新的活力，同時(shí)也為高校教學(xué)改革提供了新的發(fā)展方向。

一般來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程可以概括為兩步走：首先是知識(shí)的傳授，其次是知識(shí)的吸收和消化，即知識(shí)的內(nèi)化。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，通過教師在課堂上講、學(xué)生在下面聽來完成知識(shí)的傳授，然后課后學(xué)生通過完成作業(yè)、復(fù)習(xí)來吸收和消化所學(xué)的知識(shí)。這種教學(xué)模式注重知識(shí)的傳授，但忽視了知識(shí)吸收和消化的過程。課堂的大部分時(shí)間都用來知識(shí)的傳授，師生之間、生生之間的交流和溝通的時(shí)間太少，導(dǎo)致學(xué)生只能在課外完成知識(shí)的消化和吸收的過程。而這一過程中，學(xué)生在遇到難題無法解決、又無人幫助的情況下會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)的心理，從而挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。因此，該如何解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的這些問題正是本文研究的問題。

1“翻轉(zhuǎn)課堂”的定義以及較傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于“翻轉(zhuǎn)課堂”學(xué)術(shù)界還沒有給出統(tǒng)一的、相對(duì)權(quán)威的定義。薩爾曼·可汗(Salman Khan) 曾在TED的演講中提到：很多學(xué)生晚上在家觀看可汗學(xué)院(Khan Academy)的數(shù)學(xué)教學(xué)視頻，第二天回到教室寫作業(yè)，遇到問題就向教師和同學(xué)請(qǐng)教。這種與傳統(tǒng)的“教師白天在教室上課，學(xué)生晚上回家寫作業(yè)”的方式正好相反的課堂模式被稱之為“翻轉(zhuǎn)課堂” 。張新明等認(rèn)為“翻轉(zhuǎn)課堂”是指教師利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓學(xué)生在課前觀看教學(xué)視頻以達(dá)到傳授知識(shí)的目的，在課堂上完成知識(shí)消化和吸收的過程，從而增加師生之間以及生生之間的互動(dòng)，保證在課堂上能夠進(jìn)行更深一層的交流與溝通。

綜合國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究，再根據(jù)自己的理解，翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵可以總結(jié)為：翻轉(zhuǎn)課堂是課前學(xué)生根據(jù)自身情況以多種學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課堂上師生之間以及學(xué)生之間對(duì)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行觀點(diǎn)的交流、互動(dòng)，從而在不知不覺中學(xué)到了并且掌握了所需知識(shí)的一種混合學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。即翻轉(zhuǎn)課堂是“課前學(xué)習(xí)+課堂師生互動(dòng)進(jìn)行問題探究”的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式顛倒了傳統(tǒng)教學(xué)模式的流程，從而也徹底改變了課堂的教學(xué)過程。同時(shí)，它為教育改革種下了希望的種子。

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比較，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的混合學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，它的優(yōu)勢(shì)可以概括為以下幾點(diǎn)：(1)為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了多樣的學(xué)習(xí)方式和豐富的學(xué)習(xí)資源，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，同時(shí)還有利于學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展。(2)有利于提高學(xué)生的課堂參與度，能夠讓學(xué)生成為主動(dòng)的探究者而不是被動(dòng)的接受者。(3)給學(xué)生提供了更大的自由空間，同時(shí)也增加了師生之間、生生之間交流和溝通的機(jī)會(huì)。有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考問題、發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決問題的能力。(4)可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作的能力。課堂上教師不僅是知識(shí)的傳授者，更是知識(shí)的指引者、領(lǐng)航人。引領(lǐng)學(xué)生圍繞一個(gè)問題進(jìn)行深入的討論，通過經(jīng)驗(yàn)的交流與觀點(diǎn)的共鳴使學(xué)生的認(rèn)知能力得到進(jìn)一步深化和提升。

2工程數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

一方面，工程數(shù)學(xué)知識(shí)枯燥、乏味，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)工程數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生對(duì)單純的數(shù)學(xué)理論知識(shí)缺乏學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)學(xué)時(shí)又少，并且在授課時(shí)，都是一些數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)、定理的證明，與專業(yè)實(shí)踐聯(lián)系的甚少，教學(xué)方式也比較單一。教師往往將解題步驟整理好直接告訴學(xué)生,雖然節(jié)約了時(shí)間,但是間接經(jīng)驗(yàn)并不能促進(jìn)學(xué)生的理解,更無法鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力,不利于學(xué)生智力和個(gè)性的長久發(fā)展。以至于學(xué)生只記住了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，只是為了應(yīng)付最后的期末考試，沒有真正培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題的能力。對(duì)于單單是為了考試的教學(xué)，由于目標(biāo)太單一，會(huì)使得學(xué)生喪失對(duì)工程數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。另一方面，工程數(shù)學(xué)的大部分教師都是數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)的教師，雖然數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)非常扎實(shí)，但由于缺乏專業(yè)背景和專業(yè)知識(shí)，在教學(xué)中很難將學(xué)到的數(shù)學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)實(shí)踐結(jié)合在一起。這樣就導(dǎo)致所學(xué)知識(shí)與后續(xù)的專業(yè)知識(shí)的嚴(yán)重脫節(jié)。

因此，如何將索然無味的數(shù)學(xué)理論知識(shí)更好地為專業(yè)知識(shí)服務(wù),是值得研究和思考的一個(gè)重要問題。筆者認(rèn)為在工程數(shù)學(xué)教學(xué)中，為了解決上述問題，應(yīng)該以課堂教學(xué)為抓手，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進(jìn)而解決問題的能力及以創(chuàng)新能力為目標(biāo)，改變傳統(tǒng)的面對(duì)面的課堂教學(xué)模式，將混合學(xué)習(xí)的教學(xué)模式——“翻轉(zhuǎn)課堂”引入到工程數(shù)學(xué)教學(xué)中。

3翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施步驟

利用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行工程數(shù)學(xué)教學(xué)，其實(shí)施過程主要有：教師課前教學(xué)準(zhǔn)備階段、學(xué)生課前網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)階段、課堂面對(duì)面的學(xué)習(xí)階段以及與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課階段。

在課前教學(xué)準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)該先創(chuàng)建或收集教學(xué)資源，然后將教學(xué)資源上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)生下載、觀看。在創(chuàng)建或收集教學(xué)資源的過程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格，創(chuàng)建多種形式的學(xué)習(xí)資源，如圖文并茂的學(xué)習(xí)視頻、列有每一個(gè)步驟的PPT、單純的Word文檔等，以滿足不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)資源的形式不僅要多樣，而且也要根據(jù)課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出適合學(xué)生學(xué)情的內(nèi)容。從而使每一個(gè)學(xué)生在觀看視頻的過程中都能有所收獲。

在網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)階段，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上查找并下載教學(xué)資源，通過觀看教學(xué)資源來學(xué)習(xí)新知識(shí)，學(xué)習(xí)過程中如果遇到疑難問題，可以在網(wǎng)上給教師留言以求得幫助，也可以通過到討論區(qū)跟同學(xué)進(jìn)行交流和溝通來解決，還可以通過在答疑室提問來解決等。學(xué)生觀看完教學(xué)視頻后要及時(shí)完成課前練習(xí)來檢測(cè)學(xué)習(xí)的效果。

在課堂面對(duì)面學(xué)習(xí)階段，首先教師講授相關(guān)的知識(shí)，然后根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)上提出的問題總結(jié)出比較經(jīng)典的問題，拿到課堂上讓大家分小組討論解決，讓學(xué)生在互動(dòng)中就能輕松地學(xué)到知識(shí)，最后由教師對(duì)各個(gè)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋。學(xué)生根據(jù)教師的反饋情況可以更加清楚地了解自己對(duì)知識(shí)的掌握情況，以便于有針對(duì)性地去復(fù)習(xí)鞏固學(xué)過的知識(shí)。

在實(shí)驗(yàn)課實(shí)踐階段，用計(jì)算機(jī)平臺(tái)將學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)作為工具來解決發(fā)生在我們身邊的實(shí)際問題，從而可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用自己學(xué)到的數(shù)學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)算法以及分析結(jié)果，最后以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式完成學(xué)習(xí)任務(wù)。而計(jì)算機(jī)以及功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件如Matlab為工程數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)提供了有力的保障。實(shí)驗(yàn)課實(shí)踐階段即有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和掌握，又可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中還可以體會(huì)到數(shù)學(xué)的魅力和奧妙，這樣學(xué)生就很樂意將更多的時(shí)間和精力投入到工程數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中去。從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。

4“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)施中的挑戰(zhàn)

(1)確保學(xué)生課前網(wǎng)上學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)的質(zhì)量。在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的過程中，最關(guān)鍵的問題是要保證學(xué)生在面對(duì)面的課堂教學(xué)之前都觀看了教學(xué)視頻，完成了相應(yīng)的課前練習(xí)，并做了充足的準(zhǔn)備工作，這樣才能保證學(xué)生在課堂上進(jìn)行師生之間以及生生之間的互動(dòng)。因此，就需要學(xué)生有一定的自我控制能力和一定的自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也要求教師上傳的教學(xué)視頻有足夠的吸引力，從而才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的翻轉(zhuǎn)課堂，提高課堂的教學(xué)質(zhì)量。

(2)教師的教學(xué)和科研任務(wù)繁重，沒有足夠的時(shí)間和精力。在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的整個(gè)過程中，教師必須保證與每個(gè)學(xué)生保持聯(lián)系，進(jìn)行全過程全方位的引導(dǎo)和監(jiān)督，課前還要錄制、收集以及上傳教學(xué)資源，還要隨時(shí)查看學(xué)生網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)解決學(xué)生提出的疑難問題，同時(shí)還要根據(jù)學(xué)生提出的問題進(jìn)行提煉總結(jié)以供學(xué)生在課堂上進(jìn)行討論。在課堂上，教師要與學(xué)生進(jìn)行更深層次的探索與交流，必要時(shí)還要參加一些相關(guān)的培訓(xùn)，這些無形中都增加了教師的工作量，使得教師沒有足夠的時(shí)間和精力去準(zhǔn)備，勢(shì)必也會(huì)影響課堂的教學(xué)效果。

(3)技術(shù)方面。技術(shù)因素在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的過程中起著重要的橋梁作用，因此在實(shí)施過程中應(yīng)重視技術(shù)因素的影響。只有正確認(rèn)識(shí)和運(yùn)用合適的教學(xué)媒體技術(shù)才能保證翻轉(zhuǎn)課堂的有效實(shí)施。

(4)翻轉(zhuǎn)課堂在我國還沒有得到廣泛的運(yùn)用。在我國，大多數(shù)教師的教學(xué)觀念還是傳統(tǒng)的面對(duì)面的課堂教學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂的土地還比較貧瘠。有的只是教學(xué)過程的簡(jiǎn)單顛倒，沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的翻轉(zhuǎn)課堂。如果學(xué)生課前沒有真正用心去觀看視頻，那么在課堂上就無法進(jìn)行討論，更無法進(jìn)行更深層次的交流。因此，翻轉(zhuǎn)課堂的廣泛應(yīng)用還需要國家、學(xué)校以及教師的共同努力。相信在不久的將來，翻轉(zhuǎn)課堂一定會(huì)成為我國教學(xué)模式的主流。

5結(jié)語

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011——2020年)》指出，教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心。翻轉(zhuǎn)課堂順應(yīng)了我國教育改革的潮流，打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性和能動(dòng)性發(fā)揮得淋漓盡致，使學(xué)生的思想真正從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生在課堂上的參與程度，進(jìn)而提高了課堂教學(xué)效果。在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的過程中雖存在一些困難和挑戰(zhàn)，但是隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和教育理念的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂一定會(huì)破繭而出，成為未來課堂的一大亮點(diǎn)。將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式引入到工程數(shù)學(xué)教學(xué)中后，改變了目前工程數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，打破了傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)的束縛，更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)的方式和過程，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。同時(shí),也為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了新的發(fā)展空間。當(dāng)然，翻轉(zhuǎn)課堂并不是對(duì)所有的課堂教學(xué)都適合,如何讓翻轉(zhuǎn)課堂揚(yáng)長補(bǔ)短,如何實(shí)施才能讓它更適應(yīng)工程數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀等一系列問題還需要我們進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。

(責(zé)任編輯呂春紅)

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Application of Flipped Classroom Teaching Mode in

Engineering Mathematics Teaching

ZHANG Zhi-cheng

(Henan Mechanical and Electrical Engineering College, Xinxiang 453000,China)

Abstract:In this paper,first,we comprehensive domestic and foreign scholars on the flipped classroom, and then according to our understanding, summarize the connotation of the flipped classroom and the advantages Compared with the traditional teaching mode, In order to change the present situation of the Engineering Mathematics teaching.The teaching mode of blended learning is introduced into the teaching of engineering mathematics, which breaks the shackles of the traditional face to face teaching,pays more attention to students learning methods and process, greatly improves the students' initiative, and then promotes the full development of students. At the same time, it also provides a new development space for the students' personalized learning. At the end, the specific implementation steps and the challenges in the process of implementation are given.

Key words: blended learning; teaching mode; engineering mathematics; flipped classroom