翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

吳本英++周錫武

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式，更符合大學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的教育目標(biāo)。研究分析了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的主要問題，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行了基于混合學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和探索，調(diào)整和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程考核方法，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；混合學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642423文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10052909（2016）03014803隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的需求更加迫切。因此，高校教育更加重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展與綜合素質(zhì)的提高，個(gè)性化教學(xué)成為教育工作者追求的目標(biāo)。在新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)信息化背景下，為提供優(yōu)質(zhì)教育資源，各大高校紛紛推進(jìn)數(shù)字化教育資源建設(shè)，微視頻資源成為課下學(xué)習(xí)的主要載體，微課、慕課等成為近年來人們關(guān)注的熱點(diǎn)[1-2]。2011年，翻轉(zhuǎn)課堂在美國學(xué)校流行，并迅速風(fēng)靡全球[3]，成為當(dāng)前熱門的教育改革話題之一，并逐漸引入國內(nèi)的教學(xué)實(shí)踐。其在理論課教學(xué)方面的應(yīng)用，已經(jīng)取得了一定的成果，但在實(shí)驗(yàn)課中的研究和應(yīng)用相對(duì)較小。文章針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出基于混合學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)。

一、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題

（一） 實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，課堂效率欠佳

大多數(shù)高校土木工程專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)較少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多數(shù)都與理論課程穿插進(jìn)行[4-5]。以材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課為例，大綱計(jì)劃學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)，共設(shè)5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目分配到的學(xué)時(shí)較少。實(shí)驗(yàn)課堂上教師往往匆忙地講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和示范操作，盡量給學(xué)生預(yù)留動(dòng)手操作的時(shí)間，學(xué)生嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稍出意外可能就無法完成試驗(yàn)過程，得不到試驗(yàn)結(jié)果，此時(shí)，盡快完成實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成為了實(shí)驗(yàn)課的目標(biāo)，根本談不上學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性的培養(yǎng)。

（二） 儀器設(shè)備不足，師生互動(dòng)性少

對(duì)于普通高等學(xué)校尤其是地方院校，硬件設(shè)施相對(duì)較差，教學(xué)儀器設(shè)備數(shù)量有限，而且多數(shù)設(shè)備陳舊、落后，尤其是材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備多數(shù)屬于大型貴重儀器設(shè)備，單價(jià)較高，設(shè)備更新較慢，臺(tái)套數(shù)嚴(yán)重不足。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間有限，完成一些常規(guī)性實(shí)驗(yàn)的時(shí)間尚且很倉促，更談不上開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)打破了班級(jí)集體授課制，采用分散教學(xué)模式，分批分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師時(shí)刻監(jiān)督學(xué)生操作過程，以防操作失誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或損壞設(shè)備。然而，此種分散教學(xué)模式無法組織小組之間討論與合作，組與組之間為了節(jié)約時(shí)間，往往合并為一個(gè)大組，只為得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，真正進(jìn)行操作的學(xué)生寥寥無幾，更不用說通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程提出自己的分析與見解。

（三） 考核方式單一，評(píng)價(jià)依據(jù)盲目

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的成績評(píng)定包括平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，平時(shí)成績主要根據(jù)學(xué)生的上課出勤情況確定，為了促進(jìn)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，平時(shí)成績的評(píng)定也考慮了學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況。但是，由于實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間有限，教師在較短時(shí)間內(nèi)難以把握每位學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況。因此，平時(shí)成績評(píng)價(jià)依據(jù)不足，教師所給成績難以反映學(xué)生的真實(shí)水平。由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告在課下完成，抄襲現(xiàn)象屢禁不止，同一小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相同，教師無法采取有效措施避免抄襲現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績不能真實(shí)反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容掌握的情況。

二、翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于混合學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式擬采取“三階段、六環(huán)節(jié)”的教學(xué)過程，即由教師“主導(dǎo)設(shè)計(jì)”到“混合學(xué)習(xí)、生生互動(dòng)、師生互動(dòng)”，再引導(dǎo)學(xué)生“自主創(chuàng)新”，其中包括六大環(huán)節(jié)，即課前準(zhǔn)備、自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源在線學(xué)習(xí)、課堂交流、實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)習(xí)反思、自主設(shè)計(jì)，如圖1所示。

（一）課前準(zhǔn)備

教師作為教學(xué)過程的組織者和引導(dǎo)者，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)安排中，處于主導(dǎo)地位。第一階段，課前準(zhǔn)備工作，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，兼顧學(xué)習(xí)者的特征，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，將與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論問題、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象問題，細(xì)化為相對(duì)較小、較完整且相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)單元，制作微視頻，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，共享給學(xué)習(xí)者。

（二）混合學(xué)習(xí)

混合學(xué)習(xí)階段，包括三個(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，利用網(wǎng)絡(luò)資源互相討論，從而了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，做到心中有數(shù)。完成教師設(shè)定的實(shí)驗(yàn)問題和自測練習(xí)，了解自己對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握情況，遇到問題可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師交流和討論。此時(shí)，教師只對(duì)問題做出適當(dāng)?shù)奶崾?，點(diǎn)到為止，不應(yīng)明確給出問題的答案，給學(xué)生提供獨(dú)立解決問題的機(jī)會(huì)，以吸引學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的興趣。

第二環(huán)節(jié)，討論交流。教師首先總結(jié)前一次實(shí)驗(yàn)課程的問題，學(xué)生可對(duì)問題的答案提出不同的見解，通過討論交流，對(duì)實(shí)驗(yàn)問題有更深入的理解和掌握。然后，討論本次實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，學(xué)生帶著預(yù)習(xí)時(shí)遇到的難題或?qū)栴}答案的疑惑先進(jìn)行小組討論和交流，針對(duì)問題的不同理解和看法與教師探討，并在實(shí)驗(yàn)過程中加以驗(yàn)證和解決。如果沒有學(xué)生提出問題或疑惑，教師就根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出關(guān)聯(lián)的問題，請(qǐng)學(xué)生分析和回答。這樣，不僅能加深學(xué)生對(duì)問題的理解，而且為學(xué)生之間的互動(dòng)與師生互動(dòng)創(chuàng)造了條件和機(jī)會(huì)，并可使學(xué)生獲得成就感，從而提高學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性。

第三環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)操作。相對(duì)重點(diǎn)院校來說，普通院校的硬件、軟件設(shè)施和實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)薄弱，儀器設(shè)備落后，臺(tái)套數(shù)不足。因此，實(shí)驗(yàn)課堂采用了分散式教學(xué)，分批分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教師不再一一演示實(shí)驗(yàn)操作步驟，只提示在實(shí)驗(yàn)過程中的重點(diǎn)問題和關(guān)鍵步驟，實(shí)驗(yàn)過程完全由小組成員來完成，不僅培養(yǎng)了學(xué)生間的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，而且提高了他們之間的協(xié)作溝通能力。

（二）自主創(chuàng)新

自主創(chuàng)新階段分兩步走。

第一步，學(xué)習(xí)反思。實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作過程后，小組成員可共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各自獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)實(shí)驗(yàn)問題進(jìn)行總結(jié)和反思，小組間探討比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果之間的異同，以及實(shí)際工程應(yīng)用的依據(jù)，分析實(shí)際工程應(yīng)用的可靠性。

第二步，自主設(shè)計(jì)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是高校教育的根本任務(wù)之一，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的重要實(shí)踐基礎(chǔ)。在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的前提下，教師可根據(jù)學(xué)生的具體情況，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，或根據(jù)教師提出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的建議，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法，完成實(shí)驗(yàn)過程，獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？砂褜W(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，作為實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目或大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目申請(qǐng)立項(xiàng)，增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，改善實(shí)驗(yàn)條件，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程調(diào)整和完善

過去學(xué)生習(xí)慣于聽教師一人講，被動(dòng)地接受教師所傳授的知識(shí)，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂后，要直接參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，學(xué)生在互動(dòng)方面分為以下幾種類型：①有興趣，能力強(qiáng)，膽量大；②有興趣，能力強(qiáng)，膽量?。虎塾信d趣，膽量大，能力差；④能力強(qiáng)，膽量大，但無興趣；⑤無興趣，能力差，膽量小等。②③④⑤的類型占大多數(shù)，能真正用心交流和討論的學(xué)生寥寥無幾，普通互動(dòng)式教學(xué)實(shí)施起來相當(dāng)困難。教師無法判斷學(xué)生的課下預(yù)習(xí)情況，課下未進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，可能會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)損壞儀器設(shè)備或出現(xiàn)安全問題，成為翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的隱患。

為解決上述問題，教師采用角色互換法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，即由學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理、目的和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，講解的學(xué)生可通過自薦、學(xué)生互薦等方式，但對(duì)于個(gè)別學(xué)生，還需通過教師點(diǎn)名的方式督促其努力，并針對(duì)學(xué)生的講解內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)和補(bǔ)充。然后每個(gè)小組推選一人組成操作示范小組，由他們進(jìn)行儀器設(shè)備操作演示，教師在旁邊監(jiān)督、指導(dǎo)，這樣可及時(shí)糾正學(xué)生操作不當(dāng)之處。然后，由他們充當(dāng)教師角色，分別監(jiān)督和指導(dǎo)自己小組的實(shí)驗(yàn)過程，既可提高儀器設(shè)備使用效率，給盡可能多的學(xué)生提供動(dòng)手機(jī)會(huì)，又能使學(xué)生體驗(yàn)教師角色的責(zé)任和能力的要求，從而更深地體會(huì)到教師工作的艱辛。同時(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、語言表達(dá)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力等。

在考核方式方面，保留了傳統(tǒng)教學(xué)中的考核方法，但增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容筆試考核，即實(shí)驗(yàn)成績由平時(shí)成績（包括課前預(yù)習(xí)、上課出勤情況）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和筆試成績綜合評(píng)定，其中平時(shí)成績占30%，試驗(yàn)報(bào)告成績占30%，筆試成績占40%。課前預(yù)習(xí)評(píng)分不再盲目，而是有據(jù)可依，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和目的、內(nèi)容的講解，以及課堂問題討論，操作示范小組的操作和指導(dǎo)過程情況可作為課前預(yù)習(xí)成績評(píng)定的依據(jù)。筆試內(nèi)容的70%為基本概念，主要考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作情況和對(duì)理論知識(shí)的掌握和理解，30%提高題，旨在測試學(xué)生的獨(dú)立思考與分析能力。

通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中逐漸使學(xué)生由“被動(dòng)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)”，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。從結(jié)果來看，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性顯著提高，學(xué)習(xí)效果也得到了明顯改善。

四、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂的主要特點(diǎn)是先學(xué)后教，以學(xué)定教，作為一種新興的教學(xué)模式，更加符合大學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的教育目標(biāo)。但是，不同專業(yè)不同課程的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)條件存在差異，需因課程具體情況，不斷地調(diào)整和完善教學(xué)模式。不同高?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等硬件條件不同，尤其是地方高校，硬件條件明顯不如重點(diǎn)院校，翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)節(jié)約實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)時(shí)間有利，能在有限的條件下為每個(gè)學(xué)生提供更多的實(shí)際動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率。但是，由于翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究工作與實(shí)際應(yīng)用剛剛起步，高校實(shí)驗(yàn)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式仍需要進(jìn)一步的研究和探索。

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Abstract： As a new teaching mode the flipped classroom is consistent with educational objectives of personality development and comprehensive quality training for the college students. The mode of the flipped classroom teaching based on blending learning is designed according to the main problems of the experimental teaching. The process of experimental teaching is adjusted and improved， and the method of experiment assessment is improved through the practice and exploration of experimental teaching. The effect of experimental teaching is greatly enhanced.

Keywords： flipped classroom； experimental teaching； blended learning

（編輯周沫）