翻轉(zhuǎn)課堂視角下初中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高小伶　李志河

摘 要：傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性，影響了創(chuàng)造性思維和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式結(jié)合了課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢(shì)，顛倒了教與學(xué)的過程，幫助學(xué)生更好地自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)。本文基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，設(shè)計(jì)與開發(fā)了初中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，旨在探討翻轉(zhuǎn)課堂視角下如何使教學(xué)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)真正翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量，為中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供一定的思路。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；初中數(shù)學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2016）21-0047-04

一、引言

新課改的實(shí)行、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展都在促使教育模式發(fā)生變化?；旌蠈W(xué)習(xí)將傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)有效整合，充分發(fā)揮了教師引導(dǎo)和監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，也更好地體現(xiàn)了學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性[1]。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種混合式學(xué)習(xí)模式，學(xué)生可按照自己的節(jié)奏和接受能力學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中遇到問題能夠及時(shí)得到教師的個(gè)別化指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)變得主動(dòng)。

2007年美國林地公園高中化學(xué)教師喬納森·伯爾曼等錄制課堂教學(xué)視頻，然后上傳到網(wǎng)絡(luò)，缺課的學(xué)生在家觀看教師上傳的教學(xué)視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在課堂上互動(dòng)交流解決學(xué)習(xí)中的疑惑[2]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念應(yīng)運(yùn)而生。云計(jì)算、平板電腦、電子書包等技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用使翻轉(zhuǎn)課堂得到進(jìn)一步推廣。國外一些學(xué)校也逐漸開始實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。目前國內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂理論方面的研究占大多數(shù)，輔助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究較少。本文從解決初中數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的課堂容量大、知識(shí)內(nèi)容多、學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動(dòng)的問題出發(fā)，在深入了解翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和開發(fā)了初中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，以此來增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和學(xué)習(xí)中的互動(dòng)性，進(jìn)一步改善教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)真正意義的翻轉(zhuǎn)。

二、翻轉(zhuǎn)課堂概述

1.翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)涵

鐘曉流認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂是一種新型教學(xué)模式，具體指在信息化環(huán)境中，課程教師給學(xué)生提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源供學(xué)生課前觀看和學(xué)習(xí)，在課堂上師生進(jìn)行作業(yè)答疑、交流互動(dòng)、協(xié)作探究[3]。翻轉(zhuǎn)課堂顛倒了教學(xué)流程，將知識(shí)內(nèi)化放在課上，在課堂外學(xué)習(xí)新知識(shí)。師生角色也發(fā)生轉(zhuǎn)變，翻轉(zhuǎn)課堂中教師主要提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，可以按自己的節(jié)奏和接受能力進(jìn)行學(xué)習(xí)。

本文認(rèn)為應(yīng)該在翻轉(zhuǎn)課堂課前和課中兩階段的基礎(chǔ)上，增加課后復(fù)習(xí)階段[4]。學(xué)生在課前登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，觀看教師提供的教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)；課中，教師組織學(xué)生討論交流，初步探討學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，對(duì)于仍未解決的問題采用個(gè)性問題個(gè)別指導(dǎo)和共性問題集中指導(dǎo)相結(jié)合的方式來指導(dǎo)學(xué)生，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)知識(shí)，促使深入學(xué)習(xí)的發(fā)生；課后學(xué)生多方面反思，不斷鞏固練習(xí)，彌補(bǔ)學(xué)習(xí)中的不足。

2.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

許多國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐深入研究翻轉(zhuǎn)課堂，總結(jié)歸納了多種比較典型的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型。美國富蘭克林學(xué)院 Robert Talbert教授曾在“線性代數(shù)”這門課程的教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并提出包含課前和課中兩階段的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型[5] 。張金磊等教授在此基礎(chǔ)上引入了信息技術(shù)和活動(dòng)學(xué)習(xí)來更好地支持翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施。本文深入分析了翻轉(zhuǎn)課堂已有的教學(xué)模型，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)中的實(shí)踐，設(shè)計(jì)了包含課前自學(xué)、課中講解、課后復(fù)習(xí)三個(gè)階段的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模式，如圖1所示。

（1）課前自學(xué)：課前教師通過分析學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)內(nèi)容，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，然后精心制作微視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)供學(xué)生課前自學(xué)[6]。教師也可以使用網(wǎng)絡(luò)上已有的適合自己教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)質(zhì)視頻資源。學(xué)生課前登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，通過觀看教學(xué)視頻、多媒體課件等資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，可點(diǎn)擊視頻中的“暫停鍵”、“回退鍵”自定步調(diào)和反復(fù)觀看。遇到問題可以在論壇發(fā)帖，和老師同學(xué)在線交流。最后通過做課程習(xí)題檢測(cè)自己的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問題，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和思考。

（2）課中講解：教師在課堂上依據(jù)學(xué)生課前自學(xué)情況針對(duì)性地講解有關(guān)知識(shí)。在課堂活動(dòng)環(huán)節(jié)組織學(xué)生積極交流、協(xié)作探究、共同解決疑惑，進(jìn)而完成知識(shí)內(nèi)化。對(duì)于學(xué)習(xí)中仍存在問題的學(xué)生給予個(gè)別化指導(dǎo)或者全體指導(dǎo)。

（3）課后復(fù)習(xí)：課后學(xué)生反思自己的知識(shí)掌握情況，進(jìn)一步鞏固練習(xí)來加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和提升。

三、初中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)需求分析

傳統(tǒng)教學(xué)模式存在以下問題：（1）學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動(dòng)地位。教師教授新知識(shí)仍采用傳統(tǒng)的講授法，沒有在課堂上給予學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的空間及相應(yīng)的引導(dǎo)。學(xué)生大多數(shù)時(shí)候還是扮演著聽眾的角色，和老師的交流互動(dòng)不夠。由于中學(xué)課時(shí)限制和考試要求，初中數(shù)學(xué)每節(jié)課的課容量很大，學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生只能接受一部分知識(shí)，課堂中知識(shí)掌握效率不高。（2）學(xué)生課后學(xué)習(xí)遇到的問題不能及時(shí)解決。學(xué)生在課后需要做大量的練習(xí)來鞏固學(xué)過的知識(shí)，并且學(xué)習(xí)過程中遇到問題時(shí)得不到及時(shí)指導(dǎo)，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和信心。課堂中教師以講授新知識(shí)為主，幫助學(xué)生答疑解難只能在短暫的課間時(shí)間進(jìn)行，學(xué)生的疑惑得不到很好的解決。

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施中需要借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)來輔助學(xué)生進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)，遇到問題可以與老師在線討論。課前，老師需要將課程知識(shí)相關(guān)的課件、教學(xué)視頻等上傳到該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生通過在線觀看或下載觀看完成知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中遇到問題可以和老師通過論壇在線交流，或在課堂活動(dòng)中面對(duì)面交流。所以系統(tǒng)需要設(shè)置登錄注冊(cè)、上傳下載教學(xué)資源、查看相關(guān)信息等模塊，實(shí)現(xiàn)師生在線交流。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為學(xué)生、教師、管理員3個(gè)模塊，每個(gè)模塊之間既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，各個(gè)模塊可分為若干部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（1）學(xué)生模塊

學(xué)生在課前借助該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)，所以學(xué)生模塊應(yīng)設(shè)置用戶注冊(cè)登錄、新聞公告、課程簡(jiǎn)介、教師信息和自主學(xué)習(xí)五方面功能，其中自主學(xué)習(xí)設(shè)置了教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、多媒體課件、課程習(xí)題、在線交流五部分。

用戶注冊(cè)登錄：用戶首次使用系統(tǒng)時(shí)需要注冊(cè)，點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕，輸入名字、性別、電子郵箱等信息即可注冊(cè)。若已有登錄系統(tǒng)的賬號(hào)，可使用賬號(hào)密碼直接登錄。登錄系統(tǒng)時(shí)需從數(shù)據(jù)庫提取用戶信息，以此檢驗(yàn)用戶提交的信息是否和數(shù)據(jù)庫信息一致，不一致則顯示登錄失敗，停留在當(dāng)前頁面。

教師信息：學(xué)生想要了解課程教師的相關(guān)信息（如教師姓名、畢業(yè)院校、聯(lián)系方式等）時(shí)可以點(diǎn)擊教師信息模塊查看。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)遇到困難時(shí)，可通過查看教師信息與其取得聯(lián)系，在線交流或面對(duì)面交流。

教學(xué)大綱：學(xué)生首先通過教學(xué)大綱來了解學(xué)習(xí)內(nèi)容的重難點(diǎn)，這樣在之后的學(xué)習(xí)中就能合理分配自己的學(xué)習(xí)時(shí)間。

教學(xué)視頻：進(jìn)入系統(tǒng)首頁點(diǎn)擊導(dǎo)航項(xiàng)“教學(xué)視頻”，就可以看到一系列的教學(xué)視頻列表，選擇需要的視頻點(diǎn)擊，既可以在線觀看，也可以選擇下載再觀看。

多媒體課件：點(diǎn)擊“多媒體課件”，可以下載所需要的課件。

課程習(xí)題：該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提供了各個(gè)章節(jié)的課后練習(xí)題，每當(dāng)學(xué)生學(xué)完一部分內(nèi)容時(shí)，可以通過課程習(xí)題模塊進(jìn)行針對(duì)性的在線練習(xí)。

在線交流：學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到問題時(shí)可以與老師、同學(xué)通過論壇發(fā)帖交流溝通，及時(shí)解決問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（2）教師模塊

課程管理：教師需要按照學(xué)習(xí)進(jìn)度對(duì)教學(xué)大綱和課程內(nèi)容及時(shí)更新，進(jìn)行課程管理。

資源管理：教師需要負(fù)責(zé)教學(xué)資源（如教學(xué)視頻、教學(xué)課件等）的上傳和下載，也要保障教學(xué)資源可以正常使用。

題庫管理：教師需要不斷更新題庫內(nèi)容，針對(duì)不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生設(shè)置不同難度的試題，真正做到因材施教，個(gè)別化教學(xué)。

論壇管理：教師和學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中或?qū)W習(xí)之后通過論壇在線交流，教師要負(fù)責(zé)帖子發(fā)表和帖子回復(fù)，對(duì)學(xué)生提出的問題作出詳細(xì)的指導(dǎo)和講解。

（3）管理員模塊

信息管理：系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)師生信息的錄入、查詢、修改、刪除、統(tǒng)計(jì)和保存等。

管理體系建設(shè)：管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理體系的建設(shè)，只有遵守系統(tǒng)建設(shè)體系的用戶才能進(jìn)入系統(tǒng)，管理員對(duì)不符合規(guī)定的用戶限制權(quán)限，用戶不能訪問系統(tǒng)。

系統(tǒng)資源配置：包括系統(tǒng)軟件、硬件的配置。本系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：SQL Server 2005及以上版本；瀏覽器：IE、UC等兼容；系統(tǒng)：Windows XP及以上版本。

系統(tǒng)維護(hù)：系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，提高系統(tǒng)性能，進(jìn)而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.系統(tǒng)分析圖

（1）教師用例圖

教師用例圖包含登錄系統(tǒng)、課程管理、資源管理、題庫管理、論壇管理等如圖3所示。

（2）順序圖

順序圖是對(duì)對(duì)象之間的交互進(jìn)行描述，它表示對(duì)象之間消息傳遞的時(shí)間先后順序。順序圖用二維圖表示，其橫縱軸分別是交互對(duì)象、對(duì)象之間發(fā)送的消息。學(xué)生登錄系統(tǒng)，點(diǎn)擊進(jìn)入教學(xué)視頻界面，選擇需要的視頻下載。順序圖如圖4所示。

四、系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

1.主要技術(shù)

ASP.NET可以使用VB、C#等通用語言編譯運(yùn)行，適應(yīng)性強(qiáng)。SQL Server是基于服務(wù)器端的中型數(shù)據(jù)庫，具有數(shù)據(jù)處理效率高、可跨越多種平臺(tái)使用等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用B/S 模式，開發(fā)平臺(tái)為Microsoft Visual Studio 2010，開發(fā)語言為ASP.NET，后臺(tái)開發(fā)數(shù)據(jù)庫為SQL Server2008。

2.系統(tǒng)主要功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)

（1）管理員信息管理模塊

該模塊包括學(xué)生前臺(tái)顯示查看信息內(nèi)容和列表，后臺(tái)管理員添加、修改、刪除信息，信息類別管理等功能部分。管理信息的界面如圖5所示。

（2）教學(xué)視頻信息管理模塊

翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模式中學(xué)生學(xué)習(xí)在課前進(jìn)行，課前老師需要制作好各節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)供學(xué)生自學(xué)。教學(xué)視頻必須短小精干，大約十分鐘左右，因?yàn)橹袑W(xué)生注意力分散，持續(xù)保持時(shí)間較短。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以通過暫停鍵、往返鍵、快進(jìn)鍵來控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)于之前學(xué)過的內(nèi)容也可以通過觀看視頻來重新學(xué)習(xí)，溫故而知新。課前環(huán)節(jié)的完成為翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模式課中環(huán)節(jié)的有效展開奠定了基礎(chǔ)。該模塊設(shè)置了管理員添加、修改和刪除教學(xué)視頻及教學(xué)視頻信息前臺(tái)顯示等功能。教學(xué)視頻信息顯示的界面如圖6所示。

（3）論壇管理模塊

該模塊對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模式的三大環(huán)節(jié)都提供了支持。學(xué)生在課前自學(xué)過程中，遇到不懂的問題可以在論壇發(fā)帖，通過和老師同學(xué)交流溝通來解決，仍然有疑惑的地方可以在課堂師生互動(dòng)交流環(huán)節(jié)請(qǐng)教老師。老師在課前仔細(xì)查看論壇中學(xué)生互動(dòng)內(nèi)容，了解學(xué)生的困惑，然后在課堂上詳細(xì)講解這些知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生課后也可通過論壇深入交流和學(xué)習(xí)。該模塊設(shè)置了師生發(fā)布、回復(fù)消息，管理員管理信息等功能。

五、結(jié)束語

新課程改革提倡的以“學(xué)生”為中心的教學(xué)模式要求發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)體現(xiàn)學(xué)生主體地位。翻轉(zhuǎn)課堂將知識(shí)的傳授放在課下，課堂上主要進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化，更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，是先學(xué)后教的一種形式，能夠提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力。翻轉(zhuǎn)課堂大范圍的推廣和實(shí)施仍面臨很多問題，如對(duì)教師而言，開發(fā)輔助翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源是個(gè)很大挑戰(zhàn)，還有如何督促學(xué)生課前高效率的自學(xué)等。但翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式必將為教學(xué)改革提供新思路和新方向。

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（編輯：楊馥紅）