翻轉(zhuǎn)課堂在人機(jī)交互技術(shù)課程中的研究與應(yīng)用

潘萬(wàn)彬，趙偉華（杭州電子科技大學(xué) 數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

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翻轉(zhuǎn)課堂在人機(jī)交互技術(shù)課程中的研究與應(yīng)用

潘萬(wàn)彬，趙偉華
（杭州電子科技大學(xué) 數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

摘 要：人機(jī)交互技術(shù)是當(dāng)下計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一門重要的核心課程.由于該課程具有涵蓋研究領(lǐng)域廣泛、知識(shí)更新增長(zhǎng)迅速等特點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式往往很難滿足實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)的要求.本文探索性地將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入到上述課程教學(xué)中，并提出了在新模式下適應(yīng)該課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法.該方法始終將學(xué)生的自學(xué)和實(shí)踐作為主線貫穿整個(gè)教學(xué)過程，著力培養(yǎng)學(xué)生對(duì)前沿知識(shí)的研究性學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力.

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；研究性學(xué)習(xí)；教學(xué)方案設(shè)計(jì)

引言

人機(jī)交互技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分，受到各國(guó)廣泛的重視，如美國(guó)在21世紀(jì)信息技術(shù)計(jì)劃中將人機(jī)交互列為四大基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容之一［1］；中國(guó)將人機(jī)交互列為國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）中支撐信息技術(shù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)之一［2］等.為此，人機(jī)交互技術(shù)課程在當(dāng)前許多重點(diǎn)大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中受到高度的重視，旨在培養(yǎng)在該方向上具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的符合信息技術(shù)發(fā)展需求的高層次的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才.

人機(jī)交互技術(shù)課程是一門綜合性的課程，它與認(rèn)知心理學(xué)、多媒體技術(shù)、操作系統(tǒng)等密切相關(guān)；隨著相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的飛速發(fā)展，該課程涵蓋的內(nèi)容和技術(shù)呈爆炸性地增長(zhǎng)［3］.由于上述特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常使得學(xué)生不僅無法與時(shí)俱進(jìn)的掌握相關(guān)知識(shí)，而且缺乏甚至喪失對(duì)于人機(jī)交互技術(shù)開展研究創(chuàng)新的熱情.

針對(duì)上述問題，該文結(jié)合教師在人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，并通過總結(jié)該課程改革項(xiàng)目中取得的實(shí)踐研究結(jié)論，提出了基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的適用于人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法.

1 人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前人機(jī)交互技術(shù)課程，通常都以教為主并集中于課堂內(nèi)講授相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，這種教學(xué)模式主要存在以下幾點(diǎn)不足：

1.1 統(tǒng)一授課，忽略了教學(xué)對(duì)象的差異

在我校通常都針對(duì)已經(jīng)學(xué)過相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的大三學(xué)生開設(shè).前期基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)程度和選修課程的不同，導(dǎo)致學(xué)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)和水平上并一致

1.2 前沿信息集中講授，影響學(xué)習(xí)效率

由于課程內(nèi)容覆蓋面廣，我校對(duì)于該課每一個(gè)主題通常配置一個(gè)領(lǐng)域相關(guān)的老師進(jìn)行講授.由于學(xué)時(shí)的局限性，一定時(shí)期內(nèi)教學(xué)內(nèi)容偏多，造成學(xué)生的產(chǎn)生認(rèn)知超負(fù)荷，阻礙學(xué)生對(duì)知識(shí)的自主消化吸收［4］.

1.3 拓展學(xué)習(xí)匱乏，妨礙新知識(shí)的消化吸收

大信息量的課程內(nèi)容和緊湊的學(xué)時(shí)，以及主觀或客觀的缺乏理論和實(shí)踐相結(jié)合的課外拓展學(xué)習(xí)［5，6］，導(dǎo)致學(xué)生在人機(jī)交互技術(shù)相關(guān)的知識(shí)的學(xué)習(xí)上往往流于表面.

綜上所述，現(xiàn)行的人機(jī)交互課程教學(xué)模式，不利于學(xué)生對(duì)該課程前沿知識(shí)進(jìn)行積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)；不利于學(xué)生對(duì)人機(jī)交互技術(shù)的深入掌握和進(jìn)一步創(chuàng)新.本文將翻轉(zhuǎn)課堂模式的理念引入到該課程的教學(xué)過程中來，以期彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)模式的不足.

2 翻轉(zhuǎn)課堂概述

當(dāng)前，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外教育工作者研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)問題［7,8］.該教學(xué)模式通過課外知識(shí)探索和自學(xué)、課內(nèi)知識(shí)討論和內(nèi)化，將教學(xué)的重點(diǎn)從教師“教”轉(zhuǎn)向?qū)W生“學(xué)”，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性.

國(guó)內(nèi)很多教育研究工作者根據(jù)不同學(xué)科以及不同課程類型，做出了很多適合相關(guān)學(xué)科或相關(guān)課程的新的教學(xué)模式的研究.如李志河等［9］將課后的反思、有效評(píng)價(jià)和成果交流融入到3Ds Max課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中來；劉小晶等［10］提出了具體的實(shí)施方案將翻轉(zhuǎn)課堂模式研究性地應(yīng)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中來等.然而，針對(duì)如何提高人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)效果的教學(xué)模式，目前直接可借鑒的教學(xué)研究成果并不多見.

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法

該文擴(kuò)展了傳統(tǒng)的兩層的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式［11］，提出了如圖1所示的教學(xué)設(shè)方案計(jì)方法.

3.1 課前知識(shí)預(yù)備階段

相關(guān)研究表明將科學(xué)研究的方法融入到課程教學(xué)中來，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索學(xué)習(xí)能力［12］.在該階段對(duì)教師和學(xué)生分別提出了不同的要求：（1）教師通過微課集中簡(jiǎn)要地展示課程相關(guān)內(nèi)容；對(duì)授課內(nèi)容設(shè)置若干問題等；（2）學(xué)生以尋找問題的解決方案主導(dǎo)自學(xué)過程；依據(jù)問題組隊(duì)討論等.

圖1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法示意圖

3.2 課中知識(shí)內(nèi)化

為了進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，讓學(xué)生充分吸收課前探索性學(xué)習(xí)內(nèi)容，課堂教學(xué)以討論班形式為主.其中教師和學(xué)生分別扮演了不同的角色：（1）學(xué)生參加課堂活動(dòng)充分并準(zhǔn)確地表述所完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容和取得的成果，并回答其他組同學(xué)和教師的提問，積極主動(dòng)地對(duì)其他組同學(xué)的匯報(bào)的內(nèi)容展開提問和討論，總結(jié)并記錄課堂討論中涉及的學(xué)習(xí)成果中的不足和改進(jìn)措施等；（2）教師要求每一位同學(xué)在課堂上都要報(bào)告各自在團(tuán)隊(duì)成果中肩負(fù)的任務(wù)和完成的情況，并回答其他組同學(xué)和教師的提問等.

3.3 課后知識(shí)鞏固和擴(kuò)展

為促使學(xué)生鞏固內(nèi)化的知識(shí)和提高學(xué)習(xí)積極性，要求學(xué)生完善并提交課程報(bào)告或作品，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上公開展出.鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生積極參加高校學(xué)科競(jìng)賽.

3.4 課后評(píng)估

學(xué)生提交課堂評(píng)價(jià)表和自我評(píng)價(jià)，并對(duì)課程教學(xué)方式或者內(nèi)容發(fā)表意見和建議.教師認(rèn)真閱讀每位學(xué)生的學(xué)習(xí)總結(jié)，整理他們反饋的改進(jìn)意見.開展課程組討論，對(duì)教學(xué)查漏補(bǔ)缺.對(duì)每個(gè)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行評(píng)分.在評(píng)分過程中需綜合考慮全體同學(xué)對(duì)其的評(píng)價(jià)分.

4 基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)方案的應(yīng)用

接下來將以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的虛擬漫游平臺(tái)設(shè)計(jì)這一專題為例，詳細(xì)表述該教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法的具體應(yīng)用.具體教學(xué)方案見表1.

5 結(jié)論和展望

通過在傳統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中融入科學(xué)研究的方法，新的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法將教學(xué)過程設(shè)置為相輔相成的三個(gè)部分：課前探索性學(xué)習(xí)、課堂開展討論和課后知識(shí)鞏固拓展.課前探索學(xué)習(xí)使得學(xué)生按照科學(xué)研究的方法自學(xué)新知識(shí)，課堂開展討論使得學(xué)生通過激烈的思考和爭(zhēng)論內(nèi)化自學(xué)知識(shí)，最后通過課后知識(shí)鞏固拓展使得理論和實(shí)際進(jìn)一步結(jié)合.該教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法，不僅使得學(xué)生作為主體參與到教學(xué)活動(dòng)中來，而且培養(yǎng)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力以及開展人機(jī)交互技術(shù)研究的熱情和方法.

當(dāng)然，新模式下的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法還存在一些不足，具體包括：（1）如何量化教師在課前提供的學(xué)習(xí)資料從而提高學(xué)生自學(xué)的有效性和效率；（2）如何制定規(guī)則保證在有限的課時(shí)內(nèi)，提高討論的全面性和知識(shí)內(nèi)化的有效性；（3）如何能進(jìn)一步有效地吸引學(xué)生主動(dòng)參與到知識(shí)的拓展過程中來等.以后將從上面幾點(diǎn)開展進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，為高校課程的教學(xué)模式改革提供更好借鑒.

表1 虛擬漫游平臺(tái)設(shè)計(jì)的教學(xué)方案

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中圖分類號(hào)：G642.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-260X（2016）06-0241-03

收稿日期：2016-03-28