基于翻轉(zhuǎn)課堂的工科專業(yè)知識(shí)性課程教學(xué)方法研究

柏興旺等

摘要：知識(shí)性課程在工科專業(yè)課程體系中地位偏低，課時(shí)少任務(wù)重，教師講解易淺嘗輒止，學(xué)生學(xué)習(xí)常死記硬背，淺層而低效的學(xué)習(xí)嚴(yán)重?fù)p害學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。本文分析了工科專業(yè)知識(shí)性課程自身學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)際教學(xué)問題，設(shè)計(jì)了針對(duì)知識(shí)性課程的翻轉(zhuǎn)課堂，并開展了教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。文中采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法和行動(dòng)研究法，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些探索，同時(shí)輔以問卷法、訪談法評(píng)測(cè)實(shí)際教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；知識(shí)性課程；行動(dòng)研究法

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2015）20-0113-04

當(dāng)前，我國(guó)高等教育已經(jīng)從外延式發(fā)展進(jìn)入到內(nèi)涵式發(fā)展階段，提高教育教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為高等教育發(fā)展的核心任務(wù)和建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)的基本要求。[1]提高高等教育教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵是依據(jù)各課程自身特點(diǎn)，創(chuàng)新教學(xué)模式，解決教學(xué)問題，全面提高各類課程的教學(xué)質(zhì)量。在工科專業(yè)中，課程按功能性可分為工具性課程、知識(shí)性課程、技能性課程和實(shí)踐性課程，各類課程的教學(xué)改革中應(yīng)依據(jù)學(xué)科適應(yīng)性的原則創(chuàng)新運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法或它們的組合及演化。

工科專業(yè)知識(shí)性課程教學(xué)現(xiàn)狀

知識(shí)性課程是以發(fā)散知識(shí)結(jié)構(gòu)為主要特征的一類課程。目前，我國(guó)各工科專業(yè)均開設(shè)了數(shù)量各異的知識(shí)性課程，以傳授專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)或進(jìn)行通識(shí)教育為主要目的。例如，機(jī)械工程專業(yè)中就有“特種加工”“機(jī)械工程材料”“機(jī)械專業(yè)英語”等知識(shí)性課程。發(fā)散知識(shí)性課程包含大量繁雜而相互關(guān)聯(lián)性弱的事實(shí)性知識(shí)。例如，“特種加工”課程分章節(jié)介紹了電火花、電化學(xué)、激光、電子束、超聲、快速成形等十多種加工技術(shù)，它們?cè)诩庸ぴ砗凸に囈?guī)律方面的關(guān)聯(lián)并不強(qiáng)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式是教師講，學(xué)生聽并觀看視頻，教師引導(dǎo)回顧復(fù)習(xí)，教學(xué)模式單一而枯燥，難以解決知識(shí)性課程教學(xué)中面臨的一系列問題。問題主要有：

①知識(shí)性課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)散，增加了學(xué)生構(gòu)筑自我知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的難度，學(xué)生易落入“死記硬背”的低效學(xué)習(xí)陷阱。

②知識(shí)性課程多處于選修課地位，考查而非考試，且涉及的實(shí)用技能相對(duì)較少，在實(shí)用主義思想驅(qū)動(dòng)下工科學(xué)生易將其歸類為次重要課程。

③知識(shí)性課程所占地位較低，教學(xué)任務(wù)與課時(shí)的比例遠(yuǎn)高于其他專業(yè)課，課堂上教師的知識(shí)講解易趨于淺層知識(shí)和思維，缺少對(duì)學(xué)生的深層思維訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)方法性和原理性內(nèi)容理解不清，知識(shí)遷移能力差，形成了所謂“學(xué)不致用，用不曾學(xué)”的教學(xué)效果。

④知識(shí)性課程緊跟科技發(fā)展前沿，求新求異，對(duì)教師的領(lǐng)域知識(shí)儲(chǔ)備要求很高，如何在教師適量工作前提下激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)也是一個(gè)難題。

總的來說，在學(xué)生低重視程度和低學(xué)習(xí)成就感的共同作用下，傳統(tǒng)課堂教學(xué)形式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)知識(shí)性課程的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，到課率、聽課率比其他專業(yè)課程低。

然而，知識(shí)性課程承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生完備專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)體系的重要任務(wù)，低質(zhì)量教學(xué)既浪費(fèi)時(shí)間和資源，又將導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)短板。因此，革新傳統(tǒng)知識(shí)性課程課堂勢(shì)在必行。筆者將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于機(jī)械本科專業(yè)知識(shí)性課程教學(xué)中，并開展深入研究，以期解決學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)性課程的動(dòng)機(jī)和效率問題。

研究方法

本文主要采用行動(dòng)研究法，即教師與教育研究專家合作，為解決教育實(shí)踐中的實(shí)際問題，將問題發(fā)展成研究主題進(jìn)行系統(tǒng)研究的一種研究方法。行動(dòng)研究法包括四個(gè)基本步驟：計(jì)劃、行動(dòng)、觀察、反思，如圖1所示。

筆者選擇學(xué)校機(jī)械專業(yè)4個(gè)班級(jí)共98名學(xué)生作為研究對(duì)象，針對(duì)“特種加工”課程教學(xué)過程開展對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究：由同一教師授課，采用相同的授課內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度，但1、2班采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，而3、4班采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)班級(jí)教學(xué)中，依據(jù)章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)階段特點(diǎn)設(shè)計(jì)并開展相適應(yīng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方案。每個(gè)方案的研究都依據(jù)行動(dòng)研究方法的四個(gè)步驟進(jìn)行，以一個(gè)課次為一個(gè)研究循環(huán)，呈螺旋式上升的發(fā)展過程。同時(shí)，采用問卷調(diào)查、個(gè)體訪談等方法對(duì)實(shí)際教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐研究

1.“課前學(xué)習(xí)—課堂討論探究”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

在“特種加工”課程的一些章節(jié)的教學(xué)過程中，筆者采用“課前學(xué)習(xí)—課中討論探究”的翻轉(zhuǎn)課堂典型教學(xué)模式。課前，學(xué)生借助教材以及課件、視頻等資料按照教師安排的教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)資料內(nèi)容編排合理，知識(shí)點(diǎn)闡述清晰，誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)化思考，自主解決重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。課堂上，教師督促學(xué)生通過練習(xí)與測(cè)試消化所學(xué)知識(shí)，解答學(xué)生課前通過QQ群反饋的主要疑惑，引導(dǎo)學(xué)生通過協(xié)作學(xué)習(xí)解決次要疑惑，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行以解決問題為目的的探究討論。詳細(xì)實(shí)施過程如上頁(yè)表1所示。

該教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。隨著研究的推進(jìn)，學(xué)生課前在線提出的問題數(shù)量逐漸增多，3課次后實(shí)驗(yàn)班級(jí)所有學(xué)生都至少在線提問一次。整個(gè)學(xué)期中，90%的學(xué)生在課堂上與教師有直接對(duì)話交流，所有學(xué)生都參與了問題討論探究環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)班級(jí)的到課率、作業(yè)完成率和質(zhì)量均高于非實(shí)驗(yàn)班級(jí)。

上述結(jié)果說明翻轉(zhuǎn)課堂顯著提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性?；凇罢n前學(xué)習(xí)—課中討論探究”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)傳授到主動(dòng)探究知識(shí)的轉(zhuǎn)變的同時(shí)，課堂思維活動(dòng)層次也從低級(jí)思維學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到了高級(jí)智慧學(xué)習(xí)。這些轉(zhuǎn)變既是學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)提升的原因，也是培養(yǎng)具有良好知識(shí)遷移能力和解決問題能力的創(chuàng)新型人才的必然要求。

2.“學(xué)生講，教師聽，分組主題演示”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

當(dāng)今，機(jī)械、電子、納米等領(lǐng)域的新興加工技術(shù)迅猛發(fā)展，這些為“特種加工”課程教學(xué)提供了豐富而新鮮的素材，這是“特種加工”課程在培養(yǎng)本科生科研素養(yǎng)和興趣上具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。然而，將科研發(fā)展引入課堂教學(xué)對(duì)教師自身的科研素養(yǎng)和教學(xué)準(zhǔn)備工作要求很高。為了在不提高教師工作量的前提下引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注更廣闊的科學(xué)研究進(jìn)展，筆者設(shè)計(jì)并實(shí)施了“分組主題演示”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生課前查閱最新科研和技術(shù)發(fā)展的信息資料，自選主題，制作演示PPT，課堂上清楚、精練地展示主題內(nèi)容，具體實(shí)施步驟如上頁(yè)表2所示。

教學(xué)過程中，教師通過審核主題、提問和評(píng)分等環(huán)節(jié)保證教學(xué)效果：嚴(yán)格控制選題和PPT質(zhì)量，防止學(xué)生抄襲網(wǎng)上低質(zhì)量主題，保證每位學(xué)生都花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備；演示后，教師提出深刻而尖銳的專業(yè)問題，督促學(xué)生全面而深入地學(xué)習(xí)主題內(nèi)容；及時(shí)恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行評(píng)價(jià)、評(píng)分和獎(jiǎng)罰，讓學(xué)生辨明主題選擇、演講技巧等方面的優(yōu)劣。上頁(yè)表3為一個(gè)優(yōu)秀分組演示的記錄表，可說明教學(xué)質(zhì)量的控制環(huán)節(jié)。

美國(guó)貝瑟爾國(guó)家培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果表明，采用“講授”“閱讀”“視聽結(jié)合”“示范”“討論組”“實(shí)踐練習(xí)”等方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，24小時(shí)后材料平均保持率分別為5%、10%、20%、30%、50%、70%，而采用“向其他人教授/對(duì)所學(xué)內(nèi)容的立即運(yùn)用”方法的24小時(shí)后材料平均保持率達(dá)90%。主題演示的翻轉(zhuǎn)課堂變“教師講，學(xué)生聽”為“學(xué)生講，教師聽并評(píng)價(jià)”，該教學(xué)模式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)強(qiáng)度和質(zhì)量，學(xué)生能向聽眾清晰地傳授主題內(nèi)容，說明學(xué)生已很好地理解和掌握了主題內(nèi)容。

課后的問卷調(diào)查結(jié)果如圖2所示。參與主題演示的學(xué)生要比未參與的同學(xué)多花4～5小時(shí)進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，多數(shù)人在準(zhǔn)備過程中感覺到壓力，但未因?yàn)閷W(xué)習(xí)時(shí)間更長(zhǎng)而覺得勞累；感覺演講交流能力和科研興趣獲得提升并愿意再次參與的人數(shù)超過總?cè)藬?shù)的三分之二。上述結(jié)果說明，學(xué)習(xí)成就感促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生深入學(xué)習(xí)的意愿。該模式引導(dǎo)學(xué)生自主地以最新科技成果為對(duì)象進(jìn)行項(xiàng)目式、開放性的探究學(xué)習(xí)，通過實(shí)地調(diào)研、查閱資料、分析研究和編撰PPT及演講提綱等過程構(gòu)建新知識(shí)體系，既避免了教師長(zhǎng)時(shí)間查閱資料，又達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生查閱、分析和處理科研資料等學(xué)術(shù)能力的目的。

結(jié)束語

本文針對(duì)知識(shí)性課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，將師生從枯燥的知識(shí)講解中解放出來，教師不再“照本宣科”，學(xué)生不再“死記硬背”，課堂時(shí)間主要用于測(cè)試訓(xùn)練、討論探究、游戲競(jìng)賽、主題演示等更具情感體驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、效率和成就感獲得顯著提升。同時(shí)，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的良好反饋?zhàn)C明了該模式對(duì)知識(shí)性課程課堂的適應(yīng)性。課堂上，學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，用于課程學(xué)習(xí)的課外時(shí)間顯著增加，學(xué)習(xí)效率和成績(jī)獲得提升，而且學(xué)生從事科研和設(shè)計(jì)等創(chuàng)新工作的興趣明顯增長(zhǎng)，半學(xué)期課程后很多學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系授課教師，或希望參與教師科研項(xiàng)目工作，或希望教師能指導(dǎo)其完成創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)教師的學(xué)術(shù)信任達(dá)到新高度。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王紅，趙蔚，孫立會(huì)，劉紅霞.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型的設(shè)計(jì)——基于國(guó)內(nèi)外典型案例分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（8）：5-10.

基金項(xiàng)目：本文受2014年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“機(jī)械類卓越計(jì)劃實(shí)施專業(yè)企業(yè)學(xué)習(xí)階段的重點(diǎn)難點(diǎn)問題研究”（課題序號(hào)：247）的資助。