基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學方法研究

張帆

摘 要 針對機電一體化課程的教學需要，提出基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學框架，給出在該框架下進行教學設計的基本原則，并設計機電一體化課程的微課化翻轉(zhuǎn)教學的教學流程與實施方式，為機電一體化課程教學改革提供一種新的思路。

關鍵詞 微課；機電一體化；翻轉(zhuǎn)教學

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A

文章編號：1671-489X（2015）24-0004-03

Research on Flipped Classroom Teaching Mode in Mechatronics Course with Micro Class//ZHANG Fan

Abstract Aiming at the needs of mechatronics course， this paper pre-

sents a frame of flipped classroom teaching mode in mechatronics course with micro class. Then the principles of teaching designing are given， and the teaching processing and implementation method of flipped classroom with micro class in mechatronics course is designed. A new way is provided for the mechatronics course reform.

Key words micro class； mechatronics； flipped classroom

1 引言

信息技術的快速發(fā)展改變著人們獲取知識的途徑和手段，加快了信息的交流和傳播。這種信息爆炸的現(xiàn)象不僅在改變?nèi)藗兊纳钆c社會的發(fā)展，也在改變著教育的方法與手段，尤其是對作為教學“第一現(xiàn)場”的傳統(tǒng)課堂產(chǎn)生了劇烈的沖擊，課堂教學的手段、形式和目標都在發(fā)生變化。從十幾年前開始普及的電子化教學，到現(xiàn)在的翻轉(zhuǎn)教學理念，都是這種沖擊的具體表現(xiàn)。時代的改變促使教育工作者必須改革傳統(tǒng)課堂以迎接信息時代的挑戰(zhàn)[1-6]。本文以高等工科專業(yè)教學中的機電一體化課程為研究對象，探討該課程翻轉(zhuǎn)教學的設計原則和實施方法，并給出課程的教學設計方案，為該課程的翻轉(zhuǎn)教學嘗試提供依據(jù)。

2 基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學體系框架

翻轉(zhuǎn)課堂是起源于美國科羅拉多州林地公園高中的一種新型教學理念與模式，它通過在網(wǎng)上發(fā)布錄制好的教學視頻等教學資源，讓學生在家中可以自主學習，從而將課堂教學時間解放出來，通過課堂作業(yè)、討論和答疑等新型課堂交互教學形式，檢查學生的學習效果，并解決學生的問題和疑惑。這個教學模式受到廣大學生和學校的歡迎，被稱為本世紀影響課堂教學的重大教學變革，受到全球教育界的廣泛關注。

該教學模式的重點是其將教學過程從傳統(tǒng)的教師傳授轉(zhuǎn)換為學生自學，這樣將教學過程的推動力由教師變?yōu)閷W生，更容易激發(fā)學生的學習熱情。但是由于不同學生的學習能力不同；眾多教學資源的制作和組織、發(fā)布仍然由習慣于傳統(tǒng)教學方法的教師來完成，因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的實施方法是其進一步得到推廣和發(fā)展的關鍵。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式實施的關鍵是充分利用信息技術手段，構(gòu)建信息化的網(wǎng)絡教學環(huán)境；并通過重新規(guī)劃和設計課前、課內(nèi)、課后的各種學習活動過程，提高學生的學習效率和質(zhì)量。在翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐中，以薩爾曼·可汗等美國教育專家推出的微課教學方法取得很好的教學效果。微課教學是一種在線提供時長5～15分鐘的教學視頻資源作為學生自主學習內(nèi)容的網(wǎng)絡教學方法[2-5]。與傳統(tǒng)常規(guī)授課方法不同，微課的視頻內(nèi)容常用以講授單一知識點或某個教學問題，因此視頻時間很短，一般在學生知識接收的生理極限之內(nèi)，更便于調(diào)動學生的學習興趣，充分利用零散時間學習，開展自主學習使學習效果可以得到最佳化。目前，微課教學已經(jīng)在基礎教育和一些技能教育實踐中取得很好的效果，但在高等教育的專業(yè)課程中如何實施仍處于研究嘗試中。

進行機電一體化課程的翻轉(zhuǎn)教學設計，首先要構(gòu)建課程實施的教學體系框架，如圖1所示。與傳統(tǒng)教學方式不同，基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學中教師的大部分教學活動需要在課堂之外進行，教師進行知識傳授的方式也要從面對面直接傳授的課堂教學模式，改為借助微課等多媒體工具簡介傳授。首先，在課堂教學之前增加教學資源的制作與發(fā)布環(huán)節(jié)；并且在網(wǎng)絡上發(fā)布的微課教學資料與傳統(tǒng)的多媒體教學課件不同，需要更符合學生自主學習使用，便于學生認知和掌握課程的知識要點；在傳統(tǒng)教學中占主導地位的課堂教學將被削弱，教師在課堂教學中主要起到引導、答疑和評估的作用，幫助學生提高學習效率和質(zhì)量。

3 基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學設計原則

由于基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學的新特點，在教學設計時需要注意以下的設計原則。

微課內(nèi)容短小化 在基于微課的翻轉(zhuǎn)教學設計上要遵循人們認知和學習的一般規(guī)律。研究表明，人們的知識獲取的持續(xù)時間一般在6～7分鐘，超出這個時長，大腦接受信息的專注度和效率會迅速下降。因此，在知識點分解和微課視頻制作時一定要注意時長的控制。

微課內(nèi)容表達方式的多元化 微課視頻的制作手段簡單方便、豐富多樣，可以根據(jù)教學內(nèi)容的需要構(gòu)架適合的教學場景，從而使教學更加直觀易懂、生動形象，以學生喜聞樂見的形式提高學習自覺性、積極性和學習質(zhì)量。

教學資源內(nèi)容更適合自主學習 在基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學中，學生作為學習的主體自主把握學習進程。因此在教學資源制作時，必須要保證其內(nèi)容的完整性和連貫性，使不同學習能力的學生都可以通過這些教學資源順利掌握課程知識要點?？梢钥紤]組織課程組，由多個教師合作來完成教學資源的制作，使教學資源的教學風格更符合學生學習的習慣。同時在教學資源中需增加學習過程的指導內(nèi)容，便于指導學生順利高效地按時完成自主學習。增加學習效果的考核評估內(nèi)容，幫助學生自我檢查學習成果，方便教師在課堂教學中進行引導。endprint

教師翻轉(zhuǎn)教學效果評估與改進中的主導地位 在翻轉(zhuǎn)教學中，教師的課堂教學過程被弱化，但不等于教師在教學過程中的作用被弱化，教師在教學過程中影響教學的手段需要隨之改變。教師通過教學內(nèi)容的設計和教學過程指導內(nèi)容的描述來引導教學，雖然手段間接化了，但責任更重了。同時，教師還應注意在教學過程中通過相關的檢查和評估手段不斷了解學生的學習效率和效果，加以及時的指導；并在課程結(jié)束時對教學進行總結(jié)，以便在下一節(jié)授課式改進教學形式和手段，增強教學效果。

基于微課的翻轉(zhuǎn)教學實踐仍應遵循教育和學習的一般規(guī)律 基于微課教學的翻轉(zhuǎn)教學的教學實踐涉及教學設計和實施兩個方面，其中網(wǎng)絡教學環(huán)境的建設和課堂教學過程的實施是其教學實踐的基礎和關鍵，在這些教學活動中仍和傳統(tǒng)教學一樣，需要按照人們認知和學習的一般規(guī)律來進行。必須充分考慮學生的實際學習能力和內(nèi)容教授方式的匹配，在教學過程中及時發(fā)現(xiàn)問題，及時加以改進。

4 基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學設計

機電一體化課程是機電專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，前導課程涉及機械設計、電工學、檢測技術、微機原理、控制工程基礎等多門專業(yè)課程，對學生的專業(yè)基礎要求高、專業(yè)知識面要求寬，學生需全面理解課程知識點，并能夠靈活應用，才能較好地達到課程學習要求。

傳統(tǒng)教學以教師理論講解相關知識點和設計分析方法，學生按要求在課后通過部分作業(yè)練習理解和掌握知識點。但由于涉及知識面較多，常常出現(xiàn)教師在黑板、PPT上講授、演示，學生卻聽得云里霧里。雖然機電一體化課程教學改革提出“在做中學、在學中做”的要求，在目前課時量不斷被壓縮而授課內(nèi)容不斷推陳出新并日益增加的情況下，用傳統(tǒng)的教法明顯已難以保證教學質(zhì)量的提升。通過基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學模式，可以將教學工作的重點從教師的講授轉(zhuǎn)換為學生的自主學習，從而調(diào)動學生學習的主動性；把教師從不斷重復的教學過程中解放出來，通過不斷研究教學的形式與過程，改進教學方式和手段，增強教學效果。下面介紹基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學模式中課程的教學流程及實施過程設計。

課程教學內(nèi)容的分解與學習進度規(guī)劃 教師在課程教學資源制作之前，首先，要根據(jù)教學大綱確定課程教學所涉及的全部知識點和學習過程中的難點、重點。機電一體化技術涉及機械結(jié)構(gòu)、檢測系統(tǒng)、數(shù)字控制器、接口技術、驅(qū)動技術等知識內(nèi)容，因此，教學內(nèi)容分解就需要在此基礎上細化知識點，并注意與其相關前導課程的教學內(nèi)容銜接。其次，制定各知識點教學微課表達手段和制作方案，比如：新型機械結(jié)構(gòu)的介紹用三維動畫，能夠更好地展示其工作原理與性能；電路分析則需要將工作原理動畫與性能公式推導相結(jié)合，更容易讓學生理解和掌握其設計計算的本質(zhì)。最后，擬定學生的學習進度指導書，引導學生制訂學習計劃；確定學生自主學習過程中的評估點，安排檢測評估的方式與時間。

教學資源的制作與發(fā)布 根據(jù)課程設計得到的全部知識點，組織任課教師搜集教學的多媒體資源，進行整理和完善。目前網(wǎng)絡上的專業(yè)教學資源非常豐富，充分利用這些資源可以提高教師的工作效率、降低教學成本；但這些教學資源往往是針對不同學校的不同課程，因此需要根據(jù)自己的課程教學需要進行適當?shù)男薷暮屯晟撇拍苁褂?。同時要想增強教學效果，適應微課教學的需要，還需要根據(jù)學生知識接受的習慣和愛好，自行制作相關微課視頻內(nèi)容。

將制作好的機電一體化全部知識點微課視頻、部分知識點相關的多媒體資源、學習進度指導書和機電一體化課程練習題、自測試題等教學資料上傳至學校網(wǎng)絡教學綜合平臺，通過該平臺的管理功能控制教學資料的發(fā)布與訪問權(quán)限，進行教學進度的管理。學生可以通過臺式電腦、筆記本電腦、手機等多種終端自主觀看微課視頻和其他多媒體教學資源，并完成學生工作頁上相關引導問題及學習筆記，同時學生也可以在該平臺上討論問題，分享學習體會。

課堂教學 基于微課的翻轉(zhuǎn)教學的課堂教學與傳統(tǒng)教學模式不同，重點不再是教師對知識的講授，而是用來完成對學生自主學習的引導、答疑、討論和檢測。因此，課堂教學活動的形式將變得更加多樣化。教師在課堂教學時需要定期對學生的學習進度進行引導，并通過課堂或網(wǎng)絡的測試檢查學生的學習效果，及時指出并糾正學生自主學習中出現(xiàn)的問題。也可以將從網(wǎng)絡交流中收集到的學生反饋問題進行集中性解答，并組織學生針對這些問題進行討論，從而促進學生對知識點的掌握和靈活應用?；蛘咴谡n前布置課堂討論的典型案例，讓學生以小組為單位進行準備。在課堂上組織學生進行交流討論，鍛煉學生活用知識和團結(jié)協(xié)作的能力；在學生交流討論過程中，教師在一旁協(xié)助并適時引導和點評，幫助學生領會課程知識的應用。

基于微課的翻轉(zhuǎn)教學的課堂教學的學時安排也應有所變化，應給學生留有足夠的時間進行自主學習，因此可以將部分課時削減，以自習課的形式交由學生自主安排；同時注意在課程初期應適當安排課堂教學學時，既保證學生有足夠的時間自主學習，掌握足夠的課程知識點，又不會因為學習內(nèi)容的不適應影響學習的效率和效果。在機電一體化課程教學過程中，根據(jù)課程的知識領域設置里程碑式的課程節(jié)點，通過課堂檢測和講評進行階段性學習進度和效果的檢查，促進學生進行學習進度的把握。

課外的交流與測試 由于基于微課的翻轉(zhuǎn)教學以學生的自主學習為主，因此要保證學生在設定的學習時間內(nèi)完成學習，不能像傳統(tǒng)教學那樣通過課堂教學進度的把握來保證教學進度的完成。雖然課堂教學節(jié)點的測試檢查可以督促學生按時完成相關內(nèi)容的學習，但是課外的引導、討論、交流與檢測分析仍然非常重要。因此，網(wǎng)絡化教學平臺的建設是課外教學跟蹤和教學研究改進的基礎。在網(wǎng)絡教學平臺上學生可以針對自學過程中遇到的困難和課堂上沒有解決的問題向教師進行詢問，這樣能夠及時解決學生學習中存在的疑惑，并有利于教師歸納教學中的普遍問題，從而為課堂教學和教學改進提供對象。教師根據(jù)學生線上表現(xiàn)和測試結(jié)果，及時調(diào)整課堂教學內(nèi)容的安排，挖掘教學過程中的共性問題，從而不斷改進教學手段與方法，幫助學生提高學習效率與質(zhì)量。

5 總結(jié)

通過基于微課的機電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學方法的研究，發(fā)現(xiàn)以微課來貫穿整門課程的翻轉(zhuǎn)教學，改變了傳統(tǒng)課堂教學以教師講授為核心的教學活動組織形式，變?yōu)橐詫W生自主學習為核心。采用移動互聯(lián)設備充分利用碎片化時間進行學習，可以極大地提高學生學習的自主性，并將教師從繁重、重復的課堂教學中解放出來，更多地關注課程教學的方法與教學的效果。這樣必將推動機電一體化課程改革的進展，提高機電一體化課程的學習深度和效率，對于新環(huán)境下的大學專業(yè)課程教學具有實踐指導意義?！?/p>

參考文獻

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