生物統(tǒng)計(jì)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

王魏根 偶 春 隋娟娟

(阜陽(yáng)師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院,安徽 阜陽(yáng) 236037)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

王魏根 偶 春 隋娟娟

(阜陽(yáng)師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院,安徽 阜陽(yáng) 236037)

根據(jù)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程特點(diǎn)，依托學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，以微課程為主要教學(xué)資源載體，設(shè)計(jì)了利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程進(jìn)一步大規(guī)模實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)提供參考。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；翻轉(zhuǎn)課堂；微課程

2000年，美國(guó)邁阿密大學(xué) (Ohio) 經(jīng)濟(jì)學(xué)教授拉赫(M.J.Lage)、普拉特(G.J.Platt)和特雷利亞(M.Treglia)在《經(jīng)濟(jì)學(xué)教育雜志》上發(fā)表論文《顛倒的課堂:建立一個(gè)包容性學(xué)習(xí)環(huán)境的途徑》，顛倒課堂(inverted classroom)的概念被首次提出來(lái)。在中小學(xué)教育中，其同義詞——翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom)則起源于2011年,美國(guó)科羅拉多州林地公園高中化學(xué)教師喬納森·伯格曼(Jonathan Bergmann)和亞倫·薩姆斯(Aaron Sams)在多年實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)上,出版了專著《翻轉(zhuǎn)你的課堂:時(shí)刻惠及課堂上的每位學(xué)生》。此后，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式引起了教育者的極大興趣并迅速推廣開(kāi)來(lái)[1-2]。翻轉(zhuǎn)課堂這一新的教學(xué)模式自傳入我國(guó)以來(lái)，也受到教育界專家、學(xué)者以及教師的關(guān)注，從中小學(xué)到大學(xué)都開(kāi)始積極實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[3-4]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式主要由兩部分組成，即課外的直接以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的個(gè)別學(xué)生教學(xué)與課內(nèi)的互相協(xié)作的小組學(xué)習(xí)活動(dòng)。根據(jù)布魯姆(Bloom)改進(jìn)的認(rèn)知領(lǐng)域分類方法，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，在課前，學(xué)生主要完成低水平的工作(獲得知識(shí)，理解知識(shí))；在課內(nèi)，在教師的指導(dǎo)和小組同學(xué)的幫助下，學(xué)生完成更高層次的認(rèn)知工作(應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)估)[5]。

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是一門工具性課程。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握基本的統(tǒng)計(jì)分析方法，獲得試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的基本能力，為隨后畢業(yè)論文的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析甚至今后從事的科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。由于該門課程自身的特點(diǎn)，教學(xué)時(shí)既要注重理論性的傳授，又要重視解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)課堂上在教師教與學(xué)生學(xué)的過(guò)程中，師生彼此都感到了一定的難度。因此，有必要改變目前生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教與學(xué)的現(xiàn)狀，積極探索新技術(shù)、新方法在教學(xué)中的運(yùn)用，提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果。為此，我們以李春喜主編的《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》(第5版)[6]為教材，依托學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，以微視頻為主要教學(xué)資源，配以教案、課件、自測(cè)題等教學(xué)資料，開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式教學(xué)實(shí)踐。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式圖

一、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

(一)課程資源的開(kāi)發(fā)建設(shè)

在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，如一些概念知識(shí)。因此，首先要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，按章節(jié)將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，把適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的內(nèi)容篩選出來(lái)；然后根據(jù)具體情況進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)。

實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)必須為學(xué)生提供能夠在線學(xué)習(xí)的視頻資源，這些視頻資源不再是以“課”為單位，而是以“微課程”為單位。微課程視頻資源的質(zhì)量直接影響翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。微課程(Micro-lecture)是一種教學(xué)主題集中、相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的“微”學(xué)習(xí)資源。一個(gè)微課程應(yīng)該有一套完整的教學(xué)設(shè)計(jì)，主要以微視頻的形式呈現(xiàn)；此外，還包括其他形式的多媒體資源，如電子文本、PPT課件等[7]。在制作生物統(tǒng)計(jì)學(xué)微課程視頻資料時(shí)，采用的是“錄課軟件+解說(shuō)詞”式的制作方法，利用錄屏軟件錄制數(shù)學(xué)推理過(guò)程和操作過(guò)程的視頻，配以教師講解并添加字幕。針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)模式：對(duì)于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)，采用單一知識(shí)點(diǎn)講授模式；對(duì)于統(tǒng)計(jì)分析方法在生物學(xué)中的應(yīng)用，采用案例分析式教學(xué)模式；對(duì)于統(tǒng)計(jì)軟件的操作與應(yīng)用，采取結(jié)合案例演示操作的教學(xué)模式。微課程視頻以及相關(guān)的教案、課件、測(cè)試題等教學(xué)資源制作完成后，均上傳至學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，供學(xué)生在課下自主學(xué)習(xí)。

(二)課程教學(xué)實(shí)施

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)施分為課前和課中兩個(gè)階段。在課前階段，任課教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以“我的通知”的形式使學(xué)生提前明確課程的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，引導(dǎo)學(xué)生有目的地開(kāi)展課外自主學(xué)習(xí)。學(xué)生先通過(guò)觀看相關(guān)微視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的自測(cè)題來(lái)檢測(cè)自己對(duì)知識(shí)的掌握情況。在學(xué)習(xí)時(shí)如果學(xué)生有自己無(wú)法解決的疑難問(wèn)題，可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)討論區(qū)提出自己的問(wèn)題，由其他同學(xué)幫助回答、解決，而教師則無(wú)須立即參與。只有在學(xué)生都無(wú)法正確解答的情況下，教師才可參與討論，引導(dǎo)學(xué)生逐步解決問(wèn)題。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師可以收集和掌握學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況，如不同學(xué)生的參與度、學(xué)生的討論話題、學(xué)生自測(cè)題對(duì)錯(cuò)的比例等。這些基本資料為教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供依據(jù)和參考。

課堂教學(xué)是翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)最重要的階段，也是促進(jìn)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的階段。在該階段，教師不但要幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解，更要幫助學(xué)生提高知識(shí)的應(yīng)用能力和分析解決問(wèn)題的能力。整個(gè)課堂活動(dòng)又可分三步實(shí)施。第一步，通過(guò)學(xué)生之間的討論交流，解決個(gè)別學(xué)生在課前學(xué)習(xí)時(shí)仍然存在的問(wèn)題；對(duì)于課前學(xué)習(xí)中多數(shù)學(xué)生表現(xiàn)出的共性問(wèn)題，教師則分類集中引導(dǎo)學(xué)生解答。這一步重在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。第二步，教師根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出一系列跟實(shí)際生物學(xué)研究聯(lián)系緊密的統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題；學(xué)生以小組為單位，選擇感興趣的題目；在教師的指導(dǎo)下，小組內(nèi)各成員分工協(xié)作，分析、解決問(wèn)題，形成一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。第三步，在課堂上每個(gè)小組呈現(xiàn)一個(gè)他們認(rèn)為最佳的解決方案，接受和解答其他小組的質(zhì)疑。即學(xué)生通過(guò)探究性的小組協(xié)作學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化和遷移。在學(xué)生討論的過(guò)程中，教師掌控班級(jí)整個(gè)局面，在學(xué)生需要的時(shí)候給予指導(dǎo)。各個(gè)小組均完成自己的任務(wù)后，由任課教師進(jìn)行全面總結(jié)、評(píng)價(jià)。

如果課堂中有不能立即解決的問(wèn)題，學(xué)生在課后仍然可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提出問(wèn)題并發(fā)布自己的觀點(diǎn)。學(xué)生還可以提出新的問(wèn)題，教師和學(xué)生一起討論，不斷總結(jié)、完善，彌補(bǔ)課堂討論時(shí)間有限的不足。

(三)總結(jié)反思階段

實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)需要不斷地總結(jié)完善，適時(shí)調(diào)整。如通過(guò)調(diào)查，了解學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的看法；通過(guò)章節(jié)測(cè)試，從學(xué)生的成績(jī)中檢查教學(xué)效果，等等。對(duì)實(shí)施過(guò)程中獲得的有益成果以及存在的問(wèn)題進(jìn)行全面分析，及時(shí)調(diào)整不適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的內(nèi)容，不斷完善教學(xué)資源，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，以達(dá)到不斷提高教學(xué)效果的目的。

(四)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用實(shí)例

經(jīng)過(guò)前期準(zhǔn)備，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中的“試驗(yàn)資料特征數(shù)的計(jì)算”[6]一節(jié)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。首先，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的“通知”欄發(fā)布學(xué)習(xí)通知，告知本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、掌握的知識(shí)點(diǎn)以及完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，并在“作業(yè)”欄發(fā)布學(xué)生自測(cè)題(均為選擇題)，作業(yè)提交截止時(shí)間設(shè)在課堂教學(xué)的前一天，學(xué)生完成作業(yè)提交后即刻顯示成績(jī)。視頻資源采用錄屏軟件錄制，依次顯示算術(shù)平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、極差、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等的概念、計(jì)算方法以及利用Excel計(jì)算這些統(tǒng)計(jì)數(shù)的函數(shù)調(diào)用過(guò)程，配以教師的講解和字幕。其次，學(xué)生在課前通過(guò)視頻自學(xué)并完成自測(cè)題。第三，在課堂教學(xué)中，主要設(shè)置一些問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生探討、發(fā)現(xiàn)解決辦法。例如，給出一些事例的數(shù)據(jù)，請(qǐng)學(xué)生判斷選擇哪一種方法適合平均數(shù)的計(jì)算；讓學(xué)生舉出一個(gè)簡(jiǎn)單的平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)都是同一個(gè)數(shù)的例子，看看它的頻數(shù)分布圖有什么特征；在文獻(xiàn)[6]“練習(xí)題2.10”中，如果每個(gè)數(shù)加上或減去2以及每個(gè)數(shù)乘以或除以2，數(shù)據(jù)的方差、標(biāo)準(zhǔn)差會(huì)發(fā)生怎樣的變化；根據(jù)文獻(xiàn)[6]“練習(xí)題2.10”的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，給出一個(gè)可能合理的生物學(xué)解釋，等。最后，教師根據(jù)學(xué)生的解答，總結(jié)這些特征數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，某些章節(jié)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)的時(shí)間明顯比傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式多。特別是告知學(xué)生這些項(xiàng)目將計(jì)入平時(shí)成績(jī)后，學(xué)生觀看教學(xué)視頻和按時(shí)完成自測(cè)題的比例越來(lái)越高。對(duì)學(xué)生口頭談話調(diào)查的結(jié)果也表明，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生感覺(jué)在課堂上被提問(wèn)的可能性很大，因而需要在課前自學(xué)，而準(zhǔn)備充分的同學(xué)又更愿意在課堂上主動(dòng)發(fā)表觀點(diǎn)。

二、需解決的關(guān)鍵問(wèn)題

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中的概念一般都比較明確，數(shù)學(xué)推導(dǎo)步驟比較明晰，統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用操作步驟也可以通過(guò)視頻呈現(xiàn)。因此以微視頻為主要資源載體，依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，可以幫助學(xué)生在課外完成知識(shí)性的學(xué)習(xí)。在課內(nèi)，學(xué)生通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化，提高課堂教學(xué)效果。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式相比，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度有所提高，但由于實(shí)施的時(shí)間較短、范圍較小，長(zhǎng)期的效果如何目前還不能給出一個(gè)明確的判斷。在實(shí)際應(yīng)用中，我們認(rèn)為有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要完善。

從學(xué)生方面來(lái)說(shuō)，一要保證學(xué)生在課前認(rèn)真進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)。在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生通過(guò)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課前自測(cè)題檢驗(yàn)自己對(duì)一些概念性知識(shí)的掌握情況。這些問(wèn)題一般是封閉式的，答案比較明確，教師根據(jù)總體回答情況判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。而實(shí)際情況并非如此，有的學(xué)生的自測(cè)題是由別的同學(xué)代為完成，或者抄襲、復(fù)制別人的答案，即無(wú)法保證學(xué)生在課外真正自主學(xué)習(xí)，深入學(xué)習(xí)。二是在課堂教學(xué)階段，教師應(yīng)如何提高學(xué)生的參與積極性，如何保證每個(gè)學(xué)生都積極參與、積極思考。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中要求學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，以小組合作的方式學(xué)習(xí)，以批判性思維來(lái)完成知識(shí)的內(nèi)化，而這些恰恰是中國(guó)學(xué)生所缺乏的。如果在課堂中學(xué)生只是被動(dòng)參與，甚至有部分學(xué)生根本不參與，則課堂教學(xué)目標(biāo)無(wú)法完成。因此，面對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生需要改善學(xué)習(xí)習(xí)慣。

從教師層面來(lái)說(shuō)，一是要有高質(zhì)量的教學(xué)資料，如經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)和案例。翻轉(zhuǎn)課堂不僅要有豐富的微課程視頻、課件、教案、測(cè)試題等教學(xué)資料，而且還應(yīng)通俗易懂，具有啟發(fā)性。課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)不僅要密切聯(lián)系課前的教學(xué)、學(xué)習(xí)任務(wù)，還要從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，選擇真實(shí)或近似真實(shí)的教學(xué)案例，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化。而這些僅靠一位任課教師是不夠的，必須由多位教師合作完成，以保證質(zhì)量和效果。二是要改革課程評(píng)價(jià)體系，重視過(guò)程評(píng)價(jià)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課外學(xué)習(xí)也是課程教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，如果課程考核結(jié)果仍是以期末考試一張?jiān)嚲韥?lái)評(píng)價(jià)，忽視學(xué)生平時(shí)的努力，則會(huì)降低學(xué)生平時(shí)的參與積極性和參與度。

三、小結(jié)

《教育信息化十年規(guī)劃(2011—2020)》指出，“教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心?！边@種“學(xué)習(xí)知識(shí)在課外，內(nèi)化知識(shí)在課堂”[8]的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，和以微課程教學(xué)資源為主體的教學(xué)模式，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)中已取得了一定效果。堅(jiān)持和完善這一新的教學(xué)模式，可以很好地促進(jìn)該門課程的教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

[1]白聰敏.翻轉(zhuǎn)課堂：一場(chǎng)來(lái)自美國(guó)的教育革命[J].廣西教育，2013(8):37-41.

[2]何朝陽(yáng),歐玉芳,曹祁.美國(guó)大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的啟示[J].高等工程教育研究，2014(2):148-151,161.

[3]潘炳超.翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于高校教學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究[J].電化教育研究,2015,36(3):83-88.

[4]穆湘蘭,劉范美.基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以公共教育學(xué)為例[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015,36(1):162-165.

[5]BISHOP J L,VERLEGER M.The flipped classroom: a survey of the research[C].120thASEE Conference Proceedings，2013,23:1-18.

[6]李春喜,姜麗娜,邵云,等．生物統(tǒng)計(jì)學(xué)[M].5版.北京：科學(xué)出版社，2013.

[7]阮彩霞,王川.微課程的概念、特點(diǎn)和理論基礎(chǔ)[J].課程·教材·教法,2014,34(11):16-22.

[8]何克抗.學(xué)習(xí)“教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃”——對(duì)“信息技術(shù)與教育深度融合”的解讀[J].中國(guó)電化教育,2012(12):19-23.

(責(zé)任編輯 鄧 穎)

On Flipped Classroom Teaching Mode of Biostatistics Based on Network Teaching Platform

Wang Weigen Ou Chun Sui Juanjuan

(School of Biology and Food Engineering, Fuyang Normal University, Fuyang Anhui 236037)

According to the features of Biostatistics course, grounded on the university web-based teaching platform, and taking micro-lectures as a main carrier for teaching resources, a flipped classroom teaching mode was designed based on the network teaching platform. The issues existing in the implementation of flipped classroom teaching mode were analyzed and discussed, thereby providing a reference for further large-scale implementation of flipped classroom teaching mode in Biostatistics.

Biostatistics; web-based teaching platform; flipped classroom; micro-lecture

10.16169/j.issn.1008-293x.j.2017.11.019

G642.421

A

1008-293X(2017)11-0104-05

2017-03-12

國(guó)家卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目(教高函〔2014〕 7號(hào))；安徽省高校教研資助項(xiàng)目(2015jyxm223；2015jyxm221)；阜陽(yáng)師范學(xué)院本科教學(xué)工程資助項(xiàng)目(2016WLKC31)

王魏根(1975- )，男，安徽宣城人，阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院講師，研究方向：水生動(dòng)物學(xué)。