翻轉(zhuǎn)課堂模式下提升學(xué)生創(chuàng)新能力的應(yīng)用與實踐

謝迎娟 陳俊風(fēng) 林善明 劉艷

【摘 要】深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措。電子信息類專業(yè)由于其專業(yè)特點，需要更加注重創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。我們將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐應(yīng)用于學(xué)生創(chuàng)新教育中，探索提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的新途徑，經(jīng)過教學(xué)實踐，拓展教學(xué)深度和寬度，也促進(jìn)了學(xué)生對專業(yè)的理解和認(rèn)識，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐取得了雙贏。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；創(chuàng)新實踐；教學(xué)模式；創(chuàng)新團(tuán)隊

【基金項目】本文系江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程一期項目（編號：PPZY2015B141）、河海大學(xué)第一期“翻轉(zhuǎn)課堂”立項實踐項目（編號：河海教務(wù)（2014）56號）、河海大學(xué)第二期“翻轉(zhuǎn)課堂”立項實踐項目（編號：河海教務(wù)（2015）10號）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）14-0035-03

深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措。河海大學(xué)（下文簡稱“我?！保┮恢痹谥铝τ谕七M(jìn)100%的學(xué)生接受創(chuàng)新教育、60%的學(xué)生參與創(chuàng)新實踐、2%的學(xué)生取得高水平的創(chuàng)新成果的“162工程”開展了一系列課堂教學(xué)改革的實踐，探索培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系。

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)模式，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)順序，對知識傳授和知識內(nèi)化的兩個過程顛倒安排：學(xué)生在課下學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，教師在課上答疑解惑，與學(xué)生交流討論。這一新型教學(xué)模式使課程的教學(xué)安排進(jìn)行了重新規(guī)劃，已在我校的部分課程中進(jìn)行了試點和實踐。

電子信息類專業(yè)具有工程性、實踐性較強(qiáng)，技術(shù)更新快等特點，其專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程不僅要關(guān)注理論知識，更要注重實踐能力和創(chuàng)新能力，比較適合采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。本教學(xué)團(tuán)隊在配合實施“162工程”過程中，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐應(yīng)用于學(xué)生創(chuàng)新教育中，探索提升電子信息類學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的新舉措，通過教學(xué)模式設(shè)計、完善教學(xué)內(nèi)容、建立師生教學(xué)團(tuán)隊、將課堂教學(xué)延伸至創(chuàng)新實踐活動中等途徑切實提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

一、基于翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)新教育實踐

1.“三位一體”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂模式下，課上課下的教學(xué)場景發(fā)生轉(zhuǎn)變，學(xué)生在課下學(xué)習(xí)知識，在課上相互討論。知識的傳遞在課前通過在線學(xué)習(xí)的形式完成，知識的內(nèi)化則通過交流互動完成。自學(xué)、講授和討論成為教學(xué)的三個基本環(huán)節(jié)。根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)特點和基本環(huán)節(jié)要素，本教學(xué)團(tuán)隊提出了 “三位一體”雙循環(huán)的教學(xué)模式方案，如圖1所示，明確翻轉(zhuǎn)課堂基本環(huán)節(jié)的參與主體、需要完成的任務(wù)以及相互銜接關(guān)系，為翻轉(zhuǎn)課堂的實施奠定理論基礎(chǔ)。

在這種教學(xué)模式下，學(xué)生是學(xué)習(xí)的中心，教師在課程中更多的是起到教學(xué)的設(shè)計、引導(dǎo)和組織作用。通過有效的教學(xué)設(shè)計激勵和引導(dǎo)學(xué)生，解決問題、協(xié)作探究，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生參與創(chuàng)新實踐的能力。在教學(xué)過程中，教師退居幕后，負(fù)責(zé)掌握教學(xué)的大方向，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中提出問題，鍛煉了學(xué)習(xí)的獨立性，培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題的思維能力，為創(chuàng)新學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2. 翻轉(zhuǎn)課堂與創(chuàng)新教育的結(jié)合

翻轉(zhuǎn)課堂雖然有諸多優(yōu)點，但在教學(xué)實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂也帶來了一些新的問題。一是學(xué)生課外時間占用過多。學(xué)生在課外需要閱讀教材文獻(xiàn)、觀看視頻，同時還要完成課后的討論，相比傳統(tǒng)的教學(xué)方法，課外花的時間明顯增多。二是學(xué)習(xí)效果對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自覺性的依賴較強(qiáng)。視頻的觀看和課后的研討等環(huán)節(jié)，需要學(xué)生自主完成，完成的質(zhì)量基本取決于學(xué)生的自覺性。一旦學(xué)生對課程內(nèi)容不感興趣，看不到課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容有什么用，同時還要占用大量時間精力，便會產(chǎn)生抵觸、應(yīng)付等負(fù)面行為，將極大地影響教學(xué)效果。

學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動在全國高校都有非常廣泛的開展，也取得了非常豐富的成果，但都有一個共同的問題，就是基本上都是“課外”的科技創(chuàng)新活動，主體是學(xué)生在課外第二課堂參與的創(chuàng)新活動，創(chuàng)新團(tuán)隊也基本和課堂、課程無關(guān)。

為了解決這些問題，我們在教學(xué)實踐中嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂與學(xué)生創(chuàng)新活動結(jié)合起來，如圖2 所示，將課堂教學(xué)延伸到課后，延伸到第二課堂，打通課內(nèi)課外的界限，既保障了教學(xué)效果，學(xué)生也取得了豐富的創(chuàng)新成果，實現(xiàn)雙贏。

（1）將創(chuàng)新實踐內(nèi)容引入教學(xué)，豐富完善教學(xué)內(nèi)容。首先是對相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析設(shè)計，對課程體系進(jìn)行梳理，重新審視教學(xué)內(nèi)容和與前后續(xù)課程的銜接關(guān)系，厘清教學(xué)環(huán)節(jié)中涉及的關(guān)鍵要素，按章、節(jié)、知識點的三級結(jié)構(gòu)，設(shè)計課程的教學(xué)體系架構(gòu)，使學(xué)生能夠非常清楚地系統(tǒng)地掌握課程的知識體系。在此基礎(chǔ)上，我們對學(xué)生課后學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行了延伸，由課本內(nèi)容向課程涉及的新技術(shù)，以及理論向?qū)嵺`應(yīng)用的延伸。要求學(xué)生深入了解課程當(dāng)前章節(jié)所涉及的新技術(shù)和新方法，及時跟蹤當(dāng)前的主流技術(shù)，緊密結(jié)合學(xué)生的就業(yè)實際，創(chuàng)新實際，使學(xué)生的興趣和投入度得到了進(jìn)一步的提升。根據(jù)不同課程的特點，我們將與課程相關(guān)性較大的一些電子電路設(shè)計題目、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目、工程實際應(yīng)用項目以及教師的科研成果分解和引入到課程的大作業(yè)和課堂討論中，依據(jù)不同的學(xué)習(xí)階段和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力設(shè)置不同難度的題目，提高學(xué)生基礎(chǔ)能力，擴(kuò)大學(xué)生參與面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過這些內(nèi)容的引入，不僅使學(xué)生能夠更好地理解課程精髓，掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時可以在課內(nèi)便接觸到課程內(nèi)容在實際中的應(yīng)用，接觸到創(chuàng)新競賽的內(nèi)容，了解和跟蹤新技術(shù)發(fā)展變化，為進(jìn)一步參與創(chuàng)新活動打下了良好的基礎(chǔ)。

（2）建立師生教學(xué)團(tuán)隊。為了讓不同層次的學(xué)生都能得到創(chuàng)新鍛煉，提升興趣，拓寬視野，切身體會專業(yè)魅力，有效開展課程的交流研討，將建立師生教學(xué)團(tuán)隊的理念引入到翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)中，選拔平時表現(xiàn)比較優(yōu)秀，又具備一定實踐能力的學(xué)生作為教師的“小助手”，學(xué)生的“小導(dǎo)師”，形成“教師—小導(dǎo)師—學(xué)生”三層次的高效師生教學(xué)團(tuán)隊，實現(xiàn)個人能力的互補(bǔ)與優(yōu)勢共享；教師負(fù)責(zé)課程的規(guī)劃、教學(xué)內(nèi)容的制定，小導(dǎo)師根據(jù)自己的能力和特點，協(xié)助教師參與對普通學(xué)生的管理與指導(dǎo)，形成教師和學(xué)生主體之間的橋梁。小導(dǎo)師們?nèi)〉玫膭?chuàng)新成果對后續(xù)的學(xué)生產(chǎn)生了很好的示范作用，小導(dǎo)師自身也得到了很好的鍛煉，對于零基礎(chǔ)的部分學(xué)生也能較好完成課程的學(xué)習(xí)，獲得鍛煉機(jī)會；利用了團(tuán)隊優(yōu)勢資源，以點帶面，使精英教育的培養(yǎng)模式讓普通學(xué)生受益；通過建立師生教學(xué)團(tuán)隊，在指導(dǎo)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間建立互助合作讓不同層次的學(xué)生都能得到鍛煉，提升興趣，拓寬視野。

（3）創(chuàng)新團(tuán)隊的組成與實踐。在課程學(xué)習(xí)討論小組的基礎(chǔ)上，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，自發(fā)形成團(tuán)隊，鍛煉其團(tuán)隊合作意識，互相取長補(bǔ)短，使學(xué)生的學(xué)習(xí)慢慢進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。課程的教師直接成為創(chuàng)新團(tuán)隊的指導(dǎo)教師。這樣就完成了課程學(xué)習(xí)小組向創(chuàng)新團(tuán)隊的轉(zhuǎn)化。在教師的指導(dǎo)下，團(tuán)隊成員針對某一或某幾個內(nèi)容進(jìn)行重點研究和學(xué)習(xí)實踐，逐漸形成本團(tuán)隊的研究方向。團(tuán)隊可以依據(jù)自身的研究方向，結(jié)合自身的實力情況，參加如申報各級各類項目，校內(nèi)的各種學(xué)科競賽等深化性的學(xué)習(xí)研究。團(tuán)隊日常的學(xué)習(xí)訓(xùn)練情況，也進(jìn)入課程的最終成績評定。對于發(fā)展?jié)摿玫膱F(tuán)隊，還可以進(jìn)一步進(jìn)入學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練。

隨著課程的開設(shè)，教師在各年級都指導(dǎo)了不同的創(chuàng)新團(tuán)隊，高年級的團(tuán)隊成員中的佼佼者可以成為低年級課程中的“小導(dǎo)師”，高年級團(tuán)隊指導(dǎo)低年級團(tuán)隊，形成了教師—高年級團(tuán)隊—低年級團(tuán)隊這樣良好的梯隊循環(huán)，不僅研究項目可以在不同年級中持續(xù)研究，同時為學(xué)生的創(chuàng)新活動打下了非常堅實的團(tuán)隊基礎(chǔ)。

（4）創(chuàng)新活動的深化與提升。通過一段時間的實踐研究，70%左右的團(tuán)隊的創(chuàng)新活動可以得到進(jìn)一步的深化和提升。一是通過申報全國、江蘇省及校級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目，進(jìn)一步提升研究層次和水平；二是通過參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科技學(xué)術(shù)作品競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、“飛思卡爾”全國大學(xué)生智能汽車競賽等各類學(xué)科類競賽項目，進(jìn)一步鍛煉能力，提升水平；三是通過撰寫論文，申報專利、申報軟件著作權(quán)等方式提升學(xué)術(shù)能力、固化學(xué)術(shù)成果。近年來，學(xué)生在上述幾個方面都取得了豐碩的成果。通過這樣一系列的深化措施，能將課堂學(xué)習(xí)和實實在在的創(chuàng)新成果緊密結(jié)合起來，和學(xué)生的專業(yè)能力和就業(yè)能力結(jié)合起來，使課堂與實踐有機(jī)結(jié)合在一起，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)興趣激增，而且辛苦的付出也得到了回報，學(xué)生也愿意花更多的時間和精力在課程學(xué)習(xí)上，反過來對課程教學(xué)的效果也是很好的促進(jìn)。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)新教育實踐應(yīng)用情況

1. 課堂應(yīng)用情況

本教學(xué)團(tuán)隊在“電路”“數(shù)字邏輯與系統(tǒng)”“Matlab基礎(chǔ)與控制系統(tǒng)”“數(shù)電實驗”等課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。在具體實施中，課前設(shè)計根據(jù)內(nèi)容劃分知識點、制作小視頻、確定教學(xué)方式，課堂教學(xué)根據(jù)實際內(nèi)容采用教師講授、學(xué)生小導(dǎo)師講授、小組討論、全班研討等靈活的教學(xué)方式，課外學(xué)生自學(xué)、分組研究討論題、完成作業(yè)等。要求100%的學(xué)生參與到大作業(yè)和分組討論中，讓100%的學(xué)生參與到創(chuàng)新實踐活動中。通過翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果都有了明顯的提高。

2. 取得的成效

通過這種教學(xué)模式，對學(xué)生和教師實現(xiàn)了“教學(xué)相長”的良性互動和協(xié)同：學(xué)生研究和學(xué)習(xí)的成果，擴(kuò)充到課程的教學(xué)內(nèi)容中，緊密結(jié)合實際的項目增強(qiáng)了學(xué)生對課程的興趣；團(tuán)隊教師積極指導(dǎo)參與各類高水平的創(chuàng)新實踐活動，對于本院品牌專業(yè)、特色專業(yè)建設(shè)、“卓越計劃”實施等也起到了有力的支撐作用。過去兩年以來，本團(tuán)隊課程覆蓋的學(xué)生參與創(chuàng)新的熱情增強(qiáng)，創(chuàng)新氛圍濃厚。有3000余人次學(xué)生參加了校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，有600人次參加省級及以上的各類學(xué)科競賽，共獲得國家級學(xué)科類競賽獎項41項，省級143項，學(xué)生參與申報發(fā)明專利61項，申報國家級、省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目23項。

通過這種教學(xué)模式，學(xué)生有機(jī)會從一年級的專業(yè)基礎(chǔ)課就通過課堂學(xué)習(xí)開始參與創(chuàng)新實踐活動種，形成四年不斷線的良性的發(fā)展。將課程教學(xué)延伸到了第二課堂，實現(xiàn)了課內(nèi)課外的融合，讓學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和實踐真正進(jìn)入了第一課堂，使教學(xué)活動和學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和實踐有機(jī)地結(jié)合在一起。

三、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂與創(chuàng)新實踐的結(jié)合促進(jìn)了教學(xué)的優(yōu)化，拓展了教學(xué)深度和寬度，使教學(xué)內(nèi)容更接近技術(shù)前沿和實踐。將這種教學(xué)模式貫穿于學(xué)生課程，也有助于學(xué)生更好地把握專業(yè)特點，激發(fā)對專業(yè)的理解和認(rèn)識，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐取得了雙贏。

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（編輯：郝 嬋）