基于翻轉課堂理念的工程索道數字化教材教學效果分析

沈嶸楓 許浩

摘要從翻轉課堂教學理念以及工程索道課程的特點出發(fā)，提出以森林工程實驗班為實踐對象，進行工程索道課程數字化教材教學試點。運用結構模型軟件AMOS，調查數字化教材教學情況下學生學習情況。通過一系列的問卷調查和分析發(fā)現，數字化大大激發(fā)了學生的學習興趣，并提高了學生自主學習能力，使學生的成績有較明顯的提高，但是數字化教學過程也存在一些問題，仍需不斷完善。

關鍵詞數字化；翻轉課堂；教學模型

中圖分類號G2376；G423.3

文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）26-0252-03

Teaching Effect Analysis of Engineering Ropeway Digitized Teaching Material Based on the Idea of Flipping Classroom

SHEN Rongfeng，XU Hao（School of Transportation and Civil Engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002）

AbstractFrom the concept of overturning classroom teaching and the characteristics of engineering ropeway course，the teaching program of digital teaching material for engineering ropeway is carried out by taking the forest engineering experimental class as the object of practice.Using AMOS structure model software，students' learning situation under the condition of digital teaching materials was investigated.Through a series of questionnaires and analysis，it was found that digitization has greatly stimulated students' interest in learning，and improved the students' autonomous learning ability，so that students' achievement can be significantly improved.However，there are still some problems in the process of digital teaching，which need to be improved constantly.

Key wordsDigitizing；Flipping classroom；Teaching model

信息技術的日益普及和快速發(fā)展強烈沖擊著教育模式和體制。信息化使教育發(fā)生革命性的改變，推進教育不斷創(chuàng)新發(fā)展，一種顛倒傳統(tǒng)課堂課上、課下環(huán)節(jié)，將知識傳遞置于課前、知識內化置于課上的教學形式——翻轉課堂應運而生。19世紀早期美國西點軍校的西爾韋納斯·塞耶（Sylvanus Thayer）將軍提出翻轉課堂基本理念及思想[1]，創(chuàng)造了一種新的教學模式：教師先發(fā)給學生新課程的學習資料，供其在課前預習，然后在課堂上通過師生交流來解決預習產生的困惑，通過建立學習小組開展討論，既鍛煉了學生的發(fā)散思維和批判性思維，又提高了學生的交流合作和解決問顆的能力[2]。翻轉課堂基于“以學生為中心”的教育理念，結合靈活的教與學的方式，注重學生個性化的全面發(fā)展[3]。我國目前還很欠缺翻轉課堂方面的教學模式研究，也十分缺乏適合其模式的教材，

大多數模式在學科適用范圍、可行性等方面還存在一定的局限性。探尋一種適用于更廣的學科和教學范圍的翻轉課堂教學模式，豐富其網絡教材與數字化教材，為一線教師的翻轉課堂教學實踐提供模式支持，是目前翻轉課堂研究中亟待解決的問題。目前沒有適合工程索道課程翻轉課堂教學模式的數字化教材。因此筆者針對適合工程索道翻轉課堂下的數字化教材，對森林工程專業(yè)本科教學的影響及效果做簡單分析。

1翻轉課堂的優(yōu)勢和特點

1.1教學自由性在傳統(tǒng)教學觀念和模式下，課堂教學往往局限于特定的時間、地點、空間，由于課程時間較長（45 min），很難保證學生能夠一直保持注意力高度集中狀態(tài)，學生稍微分散注意力，相關知識點便忽略過去了[4-5]；在傳統(tǒng)課堂教學過程中，教師的精力有限，往往只關注學習成績好、聰明的少部分學生，其他大部分學生則常常被忽略[6-7]；另外有些學生可能比較忙，如參加比賽、忙學生會的事、聽學術報告、參加社團等，導致無法按時聆聽教師的課程[8]。但在翻轉課堂模式下，學生在課前可以通過視頻來預習課程，課堂上沒有聽懂的內容也可以通過課后的回訪來學習，這樣也會減輕教師的教學壓力，有時間去關心學習有困難的學生[9-10]，使課堂突破了傳統(tǒng)時空局限，學生將根據自身學習情況安排出最合理的學習時間，還能幫助學習困難和繁忙的學生。

1.2交流多元化在傳統(tǒng)教學模式中，常常以教師為中心，教師在講臺上講，學生在下面聽，缺乏交流互動，即使偶有交流也比較單一[11-12]。在翻轉課堂下，構建教師、學生、教材和教學多媒體四要素交互結構，提倡交流多遠化，教師有時間與學生交流互動，能更好地了解學生，在學習和生活上對學生給予幫助[13]；學生之間組成小組的形式，一個問題需要小組一起討論得出結果，重在增加學生之間的交流，增進學生之間的情感，提高學生團隊合作意識[14-15]。

2基于翻轉課堂理念的工程索道數字化建設策略

2.1數字化教材建設原則為了使數字化教材能夠提高學生學習的效果和效率，教師應有目的性和有意識性地制訂教材方案，其編制原則如下[16]。①實用性原則：系統(tǒng)的建設充分貼近森林工程教學實際，同時利用現有的比較成熟的計算機輔助設計多媒體教學研究成果，結合工程索道課程的特殊要求進行開發(fā)，確保實用可行。②標準化原則：采用教育信息化標準委員會頒發(fā)的國家標準和行業(yè)標準編制數字化教材，體現教育信息化進程，科學、規(guī)范化地設置業(yè)務。③易操作性原則：數字化教材采用人性化操作設計，界面直觀、簡潔，菜單層次清晰，功能項（功能按鈕）定義明確，功能按鈕具有指向式說明，操作簡單。

2.2數字化教材編制策略數字化教材建設最核心的問題是實現課程教學內容的優(yōu)化組合，通過圖片、音像、動畫、網絡等多種媒體最佳地向學習者表達課程內容[17]。①視頻制作策略：在傳統(tǒng)的視頻教學中，教學視頻常常時間太長，在學習過程很容易導致學習疲勞和分神的現象，因此視頻制作以短小精悍、言簡意賅的特點進行，每個視頻制作時間控制在10 min內為宜。在這個快節(jié)奏生活中，人們希望在短時間內獲得最好的效果，人們可以利用零碎的時間進行學習，充分利用時間。②課程安排策略：課前理論預習、課中智能指導、課后自動批改、資源信息化、數字化管理、師生交流互動。

3案例分析

3.1翻轉課堂變量選擇和調查設計該研究主要探討在翻轉課堂理念下工程索道數字化教材對森林工程教學效果影響的分析，教學效果又受數字化教材編制水平的影響（即數字化教材優(yōu)良），由編制的標準性、實用性、操作難度等評定；教學效果主要由學習成績、自主學習、學習興趣3個因素組成，為了避免參與調查者出現中立，研究將分成非常不滿意到非常滿意6個等級。

研究通過問卷調查形式收集數據，向森林工程全體學生發(fā)放調查問卷進行調查，對調查問卷的結果進行分析，根據分析結果判斷數字化教材教學對教學效果潛在的影響。問卷調查信息的收集以初級信息為主，以問卷調查回收樣本獲得。 問卷設計為結構性封閉問卷調查法，問卷內容則依照前述的變量操作性定義編制而成，共分為 3個部分，分別是學習成績提高情況、自主學習提高情況、學習興趣提高情況。

3.2信息收集研究以福建農林大學森林工程專業(yè)學生為對象，在2015—2016年，第二學期期末考試結束后，通過群郵件的方式將問卷發(fā)送給學生，讓學生填寫工程索道數字化教材教學效果的調查問卷。本次調查回收有效問卷101份，回收率為95.1%，問卷調查情況首先利用Excel錄入電腦中，然后使用結構方程軟件AMOS進行分析[18]。對量表的測量模型進行驗證性因素分析，描述各觀測變量對潛在變量的影響程度，以此檢驗測量工具問卷調查的構建效度，對翻轉課堂理念下的數字化教材教學模式編制水平與學習效果的因果結構方程初始模型圖（圖1）進行路徑分析，測量模型和結構模型中各變量之間的關系，考察數字化編制水平對學習效果的預測力。

3.3調查結果和分析將收集的數據通過Excel進行整理和預分析，導入到AMOS軟件進行運算，并輸出結果指標反饋，利用AMOS 提供的模型修正指標對模型進行調整，使模型的可識別性提高[19]。經修正后模型運算出的標準化路徑如圖2所示。

其中e代表干擾量，而圖中潛變量之間的數字代表兩變量之間的系數，測量變量之間的數字代表測量的誤差，因為主要研究數字化教材制作的優(yōu)良與教學效果之間的因素影響關系，將主要以潛變量之間的路徑關系來分析說明。

3.4模型分析通過對結構模型的分析，修正后模型擬合效果指標均已達到了要求，具體數據如表1所示。根據表1中數據顯示，修正后的結構方程模型與實際數據可以擬合，配度良好。

模型結果表明：①在數字化教材教學效果結構模型圖中，觀測變量“操作難度”的系數較大（0.66），說明數字化教材的優(yōu)良很大部分取決于數字化教材的操作難易程度，要求學生對新教材具有極高的操作能力，因此設計出操作簡單、易于學習的數字化教材將會極大地增加數字化教材使用人群的數量；數字化教材編制的標準性和實用性也直接影響著數字化教材的教學效果，效力值分別是為0.51和0.56，從中可以看出教材的標準性對數字化教材的優(yōu)良起到至關重要的作用。數字化教材每提高一倍，教材的優(yōu)良性便會增加0.56倍，這是相當客觀的數據，作為數字化教材的開發(fā)者，教師根據課前任務的反饋情況掌握學生真實的學習情況，據此有針對性地調整教學計劃和課程安排，設計出最具實用性的數字化教材。就標準性而言，對數字化教材優(yōu)良性的影響效果略微有些不理想，從側面反映出目前我國尚未形成標準化的數字化教材建設方案，也沒有成熟的建設體系，因此有必要像國外標準化的數字教材學習，使學習者有規(guī)范、有條理地學習，提高學習效率。②從結構方程模型分析可以觀測變量中學習成績、自主學習、學習興趣的路徑系數分別為0.88、0.93、0.91，均在0.71以上，數據非常理想，各觀測變量很好地反映了潛在變量，尤其是觀測變量“自主學習”這項，說明在數字化教材教學中，學生可以充分利用零碎時間，自由安排學習，增加了學習樂趣，提高了學習積極性，使更多學生自主參與到學習和教學互動中。③在“教材優(yōu)良”與“教學效果”兩個潛在變量路徑之間系數為0.73，數字化教材建設優(yōu)良程度能影響教學效果0.73的差異，達到預測水平，這說明數字化教材在森林工程本科教學中是可行的，在數字化教材建設中應提高教材編制水平，進而提高數字化教學效果。

4總結

該研究表明翻轉課堂理念下的工程索道數字化教材建設適合現代化教學，但數字化教材建設過程中還存在一些問題。作為數字化教材的設計者和實施者，教師應當清楚地認識到數字化教材編制過程中對數字化教材教學成果影響比較大的因素，數字化教材對教學成果影響比較大的部分?？傮w來說，可以通過以下幾個方面來努力：①為降低數字化教材的操作難度，教師應該根據學生反饋的情況，查找相關資料，制作出一套采用人性化操作設計，界面直觀、簡潔，菜單層次清晰，功能項（功能按鈕）定義明確，功能按鈕具有指向式說明，操作簡單的數字化教材。②利用計算機輔助設計以及多媒體對課程記性優(yōu)化組合，通過圖片、音像、動畫、網絡等制作出微視頻來向學習者表達課程內容，刺激學習者各種感官來提高學習者的學習樂趣。③采用教育信息化標準委員會頒發(fā)的行業(yè)標準和國家標準，制訂出科學、規(guī)范的數字化教材，使學生自主學習，合理安排學習時間，提高學習效率。數字化教材建設應該將教學內容和多媒體網絡很好地結合起來，適當及時選擇網絡素材并利用到數字化教材中；教師對學生在學習過程中反饋的信息做到及時回應并記錄下來，對教材進行修改完善， 確保正確性和及時性，制訂出一套適用于森林工程專業(yè)工程索道的數字化教材。

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