大數(shù)據(jù)背景下基于翻轉(zhuǎn)課堂的信息類課程教學(xué)改革研究

趙紅梅+吳冬妮+周作梅

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)上巨大的、豐富的教學(xué)資源為師生的學(xué)習(xí)方式帶來了方便與變化，在此背景下產(chǎn)生了一種新的基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。該文以“信號(hào)與系統(tǒng)”課堂教學(xué)為載體，通過對(duì)教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)效果分析的研究，提出了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅能夠提高教學(xué)效果，活躍課堂氛圍，還充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性以及自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，提高了學(xué)生分析、解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；翻轉(zhuǎn)課堂；課程教學(xué)改革；信號(hào)與系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）34-0205-03

Abstract： With the development of information technology， the era of big data， large， rich teaching resources for teachers and students' learning styles on the Internet brings convenience and change， under this background， a new teaching model based on the flipped classroom. Based on the "signal and system" classroom teaching as the carrier， through the study on the teaching effect of the teaching practice and analysis， put forward the flip classroom teaching mode can not only improve the teaching effect， active classroom atmosphere， but also to fully stimulate the enthusiasm and initiative of learning motivation and autonomous learning of students， improve students' ability to analyze and solve the problem.

Key words： big data； flipped classroom； teaching reform； signal and system

1 概述

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)上急劇增長(zhǎng)的教學(xué)資源和新的教學(xué)模式、方法的產(chǎn)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了改變。同時(shí)，這些新的教學(xué)方式也威脅了傳統(tǒng)教學(xué)模式思維模式下的教學(xué)模式和教學(xué)理念，特別是近幾年出現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)課堂、微課、MOOC（大規(guī)模開放在線課程）等已經(jīng)成為現(xiàn)代教學(xué)研究的熱點(diǎn)，受到很多教育工作者的極大關(guān)注，而這其中尤其以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式最為教育工作者探討研究的熱門話題。

我們知道，大數(shù)據(jù)時(shí)代最為顯著的特征是數(shù)據(jù)的急劇增長(zhǎng)，每天互聯(lián)網(wǎng)上的信息量以多少多少T字節(jié)來計(jì)算，因而人們獲取知識(shí)、信息的途徑更為方便，隨著互聯(lián)網(wǎng)中優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的出現(xiàn)，教師授課通過搜索網(wǎng)上資源就能夠輕松獲取，在新技術(shù)的推動(dòng)下，傳統(tǒng)的照本宣科式的、滿堂灌的“填鴨式”教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求，在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，開放而豐富的教育資源將進(jìn)一步解放人們的學(xué)習(xí)，這給傳統(tǒng)的教學(xué)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，在這樣的背景下，翻轉(zhuǎn)課堂順應(yīng)了這一變化。本文以“信號(hào)與系統(tǒng)”課堂教學(xué)為載體，通過對(duì)教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)效果分析的研究，提出了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅能夠提高教學(xué)效果，活躍課堂氛圍，還充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性以及自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，提高了學(xué)生分析、解決問題的能力。

2 大數(shù)據(jù)與翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合

翻轉(zhuǎn)課堂是一種借助互聯(lián)網(wǎng)，通過PPT、視頻等學(xué)習(xí)資源進(jìn)行各種課程學(xué)習(xí)的模式。目前將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用在大學(xué)信息類課程教學(xué)中的案例很少，而我們所見到的在中小學(xué)教學(xué)中應(yīng)用較多，其實(shí)由于大學(xué)生已經(jīng)成年，他們自主學(xué)習(xí)能力比中小學(xué)生要強(qiáng)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用越來越廣泛，教學(xué)資源也越來越豐富和多元化，借助還聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳播的高效性。因此在大學(xué)信息類課程中更有利于開展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)。

傳統(tǒng)課堂是以教師的講授為中心，老師相當(dāng)于電視劇的主演；而翻轉(zhuǎn)課堂重在以學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)以及師生間共同協(xié)作探究為中心，老師就像是電視劇的導(dǎo)演。傳統(tǒng)課堂中教師利用教材和PPT講授，以課堂講解與課后作業(yè)為主，學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)；而翻轉(zhuǎn)課堂教師利用微、視頻課、網(wǎng)絡(luò)資源和教材等相結(jié)合的方式，以回答問題、解決問題為主的形式。翻轉(zhuǎn)課堂更加注重師生間的、學(xué)生間的交流，但是這種交流不是提問，不是提問越多就代表交流越多，也不是交流越多就越好，不是在線視頻的別稱，不是學(xué)生任意低學(xué)習(xí)更不是師生對(duì)著屏幕各看各的，而是根據(jù)課前制作任務(wù)單對(duì)知識(shí)的掌握情況來提出具有針對(duì)性的問題展開討論從而確?；?dòng)交流的有效性和高效性。

3 翻轉(zhuǎn)課題的教學(xué)實(shí)踐

“信號(hào)與系統(tǒng)”是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，主要內(nèi)容分為信號(hào)與系統(tǒng)兩個(gè)部分，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了連續(xù)與離散時(shí)間系統(tǒng)的求解和三大變換即頻域的“傅里葉變換”、復(fù)頻域的“拉普拉斯變換”和Z域的“Z變換”。本文就“以信號(hào)與系統(tǒng)”這門課為例來探究大數(shù)據(jù)背景下基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式改革。

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)準(zhǔn)備

考慮到翻轉(zhuǎn)課堂中教師與學(xué)生的角色發(fā)生了改變，為了深入地研究翻轉(zhuǎn)課堂這種新的教學(xué)模式的教學(xué)效果，選取了信本1 班和信本2班（每班35人）兩個(gè)平行班展開對(duì)比學(xué)習(xí)實(shí)踐，其中信本1班采用傳統(tǒng)模式教學(xué)，而信本2班采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

大數(shù)據(jù)背景下，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，我們的選擇更加豐富與也多樣化，在翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下，由于中國(guó)學(xué)生大多都比較內(nèi)斂，所以必須通過教師精巧的課堂設(shè)計(jì)、積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)，才能讓學(xué)生在課堂上完全釋放自我、表達(dá)觀點(diǎn)、積極交流。學(xué)生大部分獲取知識(shí)來自于教師制作的教學(xué)視頻，在制作教學(xué)視頻的時(shí)候充分地考慮到對(duì)學(xué)生自主思考、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。根據(jù)教材與網(wǎng)上資源特制作了《信號(hào)與系統(tǒng)》的教學(xué)視頻，表1是內(nèi)容設(shè)置，同時(shí)教師也可以通過建立QQ群、微信群學(xué)生更好地進(jìn)行交流，方便也拉近了與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到更加親切。

3.2 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施

在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生通過分組討論、作品展示、互相評(píng)價(jià)等形式，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。例如，在講傅里葉變換的性質(zhì)的時(shí)候，由于學(xué)生在上課之前已經(jīng)自學(xué)過相關(guān)的視頻內(nèi)容，并要求學(xué)生自己根據(jù)傅立葉變換的性質(zhì)完成課后的習(xí)題，因此在課堂上老師不用再講授，而是直接與學(xué)生當(dāng)面進(jìn)行交流與探討，并要求學(xué)生分組討論說明這些性質(zhì)在實(shí)際通信領(lǐng)域的應(yīng)用情況，最后老師與學(xué)生一起進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。這種基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式最主要是能夠使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的消化吸收，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，掌握其應(yīng)用的方法；其次是能夠促進(jìn)教師與學(xué)生甚至是學(xué)生與學(xué)生之間的交流、協(xié)作，這樣也能夠提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，同時(shí)增進(jìn)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

3.3 翻轉(zhuǎn)課堂評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)教學(xué)重在以教師的講解為主題，學(xué)生只是被動(dòng)地在接受，老師講課布置作業(yè)，學(xué)生完成作業(yè)參加考試，老師評(píng)判給出最終成績(jī)，而且學(xué)生在實(shí)際執(zhí)行時(shí)抄襲現(xiàn)象明顯，我們學(xué)校按照這種傳統(tǒng)而單一考評(píng)方式（一般最終成績(jī)由10%平時(shí)成績(jī)+20%實(shí)驗(yàn)成績(jī)+70%期末考試成績(jī)構(gòu)成）不能夠全面地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。而基于翻轉(zhuǎn)課堂的評(píng)估系統(tǒng)相比傳統(tǒng)教學(xué)的評(píng)價(jià)更科學(xué)、全面，學(xué)生最終的考核成績(jī)由20%學(xué)生小組討論成績(jī)（教師打分與小組打分構(gòu)成）+20%實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示成績(jī)+30%匯報(bào)成績(jī)（一學(xué)期至少三次的平均成績(jī)）+10%平時(shí)成績(jī)（每次完成任務(wù)的成績(jī)的平均成績(jī)）+20%期末考試成績(jī)。

3.4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果分析

教學(xué)活動(dòng)是學(xué)校教學(xué)的核心，而教學(xué)效果的優(yōu)劣直接影響著學(xué)生的發(fā)展，通過對(duì)信本1班（傳統(tǒng)教學(xué)）和信本2班（翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)）兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生分別采用傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，通過數(shù)據(jù)可以說明教學(xué)效果的差異。表2是兩個(gè)班對(duì)教學(xué)資源使用情況的對(duì)比。

由上述表3.2可以看出，信本2班學(xué)生能夠更積極主動(dòng)地參與互動(dòng)學(xué)習(xí)討論中，教學(xué)資源利用率高，真正參與課堂的教學(xué)活動(dòng)中去，達(dá)到自我學(xué)習(xí)的目的，教學(xué)效果比信本1班明顯好。

在學(xué)期即將結(jié)束進(jìn)行綜合考核的時(shí)候，從學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)分組討論、作品展示、交流協(xié)作和學(xué)生互評(píng)等方面來考慮，得到了表3所示的結(jié)果。由此可以看出絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為獲得了較好的學(xué)習(xí)效果，提高了自學(xué)能力和分析、解決問題的能力，對(duì)于這種新的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，95%的學(xué)生表示滿意，希望能夠繼續(xù)這種教學(xué)模式。

4 總結(jié)及展望

未來的學(xué)習(xí)越來越呈現(xiàn)出個(gè)性化，而我們獲取知識(shí)的途徑越來越多元化，資源也更加豐富，伴隨著大數(shù)據(jù)在實(shí)際生產(chǎn)和生活中應(yīng)用的深度和廣度的提高，借助互聯(lián)網(wǎng)教育資源高效的知識(shí)傳輸，利用信息技術(shù)這個(gè)平臺(tái)尋找更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源豐富、拓展和優(yōu)化現(xiàn)有的課堂教學(xué)。作為教師不僅僅是知識(shí)的傳播者，更應(yīng)當(dāng)積極地開創(chuàng)新的教學(xué)模式為學(xué)生提供支持與服務(wù)，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的自信心、激發(fā)他們學(xué)習(xí)的好奇心及其探究知識(shí)的渴望。

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