基于學(xué)習(xí)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

吳 靜，蔡 彪

（成都理工大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610059）

基于學(xué)習(xí)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

吳 靜，蔡 彪

（成都理工大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610059）

分析學(xué)習(xí)設(shè)計理念，利用學(xué)習(xí)設(shè)計框架和學(xué)習(xí)設(shè)計序列模型，在三維建模課程的翻轉(zhuǎn)課堂中提出一種可移植的、操作性強的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計方案，并提供詳細的教學(xué)活動案例。

學(xué)習(xí)設(shè)計；教學(xué)案例；翻轉(zhuǎn)課堂；三維建模

0 引 言

高校軟件類課程中，實踐環(huán)節(jié)有相當(dāng)重要的地位，在進行教學(xué)設(shè)計的時候應(yīng)該打破傳統(tǒng)的理論課和實驗課的界限，以課程內(nèi)容為主線，課堂以學(xué)生學(xué)習(xí)為主，融合理論與實踐教學(xué)。

我們在三維建模課程中開展翻轉(zhuǎn)課堂，進行經(jīng)驗總結(jié)和思考，不斷修正教學(xué)中的問題，最終在教學(xué)中使用學(xué)習(xí)設(shè)計能夠很好地描述課程實施過程。學(xué)習(xí)設(shè)計描述了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)順序、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)目標，其操作性強，能有效結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)課堂優(yōu)勢，是一種具有實踐指導(dǎo)性的教學(xué)設(shè)計模型。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)設(shè)計

學(xué)習(xí)設(shè)計屬于建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計，主要從學(xué)習(xí)者的角度來設(shè)計教學(xué)[1]，其本質(zhì)是在教學(xué)過程中關(guān)注學(xué)習(xí)者的主體性，關(guān)注學(xué)習(xí)過程，強調(diào)學(xué)習(xí)者通過創(chuàng)造、規(guī)劃以及其他形式的學(xué)習(xí)活動和任務(wù)來進行自主建構(gòu)、自主探究、自主發(fā)現(xiàn)知識及其意義[2]。與“以教為主”和“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計不同的是，學(xué)習(xí)設(shè)計重視學(xué)習(xí)的結(jié)果的同時還關(guān)注學(xué)習(xí)過程[3]。

瑞典學(xué)者 Selander 在學(xué)習(xí)設(shè)計的基礎(chǔ)上結(jié)合其對學(xué)習(xí)本質(zhì)的認識提出了雙循環(huán)學(xué)習(xí)設(shè)計序列（Learning Design Sequence）模型[3]，如圖1所示。在其序列中有兩個轉(zhuǎn)換，第一轉(zhuǎn)換基于自身理解的符號轉(zhuǎn)換，第二轉(zhuǎn)換形成認知結(jié)果。

圖1 Selander學(xué)習(xí)設(shè)計序列模型

澳大利亞著名教育專家、墨爾本皇家理工大學(xué)教育主席 Mary Kalantzis 教授和Bill Cope博士帶領(lǐng)項目組對學(xué)習(xí)設(shè)計進行深入研究，并構(gòu)建了學(xué)習(xí)設(shè)計框架[5]。該框架從學(xué)習(xí)焦點、知識目標、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)評價和學(xué)習(xí)途徑等方面關(guān)注教學(xué)設(shè)計過程，見表1。

杰姬·格斯丁構(gòu)建的一個環(huán)形的翻轉(zhuǎn)課堂4階段模型[6]，該模型把翻轉(zhuǎn)課堂分為體驗參與、概念探索、分析與構(gòu)建、展示應(yīng)用4個階段。這與學(xué)習(xí)設(shè)計框架中學(xué)習(xí)過程的劃分不謀而合，因此運用學(xué)習(xí)設(shè)計來規(guī)劃翻轉(zhuǎn)課堂正符合翻轉(zhuǎn)課堂的實施目標。

表1 學(xué)習(xí)設(shè)計框架

2 課程具體實施

三維建模課程主要學(xué)習(xí)3ds max軟件，學(xué)習(xí)內(nèi)容分為4大部分：建模、燈光、材質(zhì)和渲染。我們選用建模部分的教學(xué)設(shè)計為例。

2.1 課程整體知識目標

建模部分總目標為掌握各種建模思路，著重掌握多邊形建模方法，能夠在場景創(chuàng)建中靈活運用多種建模方法。

經(jīng)驗性的知識：通過創(chuàng)建基本幾何體，掌握軟件界面基礎(chǔ)操作，熟悉軟件環(huán)境；概念性知識：學(xué)習(xí)二維樣條線的操作，熟知修改器子級別的概念，以及二維和三維對象的差別，培養(yǎng)三維空間的概念；分析性目標：通過多邊形建模學(xué)習(xí)，掌握對物體結(jié)構(gòu)的分析方式，靈活運用多邊形的幾個編輯子級別，引入面片建模，體會糊燈籠式的思維，更進一步地學(xué)習(xí)分析對象形狀結(jié)構(gòu)；應(yīng)用性知識：創(chuàng)建綜合場景，將所有建模思路調(diào)動起來，靈活運用。

2.2 教學(xué)案例設(shè)計

在教學(xué)開展過程中，針對建模過程每一步的知識點，利用學(xué)習(xí)設(shè)計框架進行細化，以下是多邊形建模教學(xué)的具體實施：

（1） 知識范圍：多邊形建模。

（2） 學(xué)習(xí)范圍：場景模型。

（3） 學(xué)習(xí)層次：大學(xué)二年級。

（4） 先決知識：學(xué)生掌握使用3dxmax的基本操作方法，掌握復(fù)制建模、二維樣條線建模，修改器命令建模方法，具備了基本的觀察能力，動手的積極性高于聽講。

（5） 學(xué)習(xí)目標：①學(xué)習(xí)者準確掌握常用多邊形命令；②能夠根據(jù)實際環(huán)境或原畫獨立制作三維場景模型；③通過PPT介紹作品創(chuàng)作經(jīng)驗，和同學(xué)交流制作心得，提高表達能力和作品分析能力。

（6）學(xué)習(xí)過程。第一階段學(xué)習(xí)（見表2）：翻轉(zhuǎn)課堂2學(xué)時。

表2 第一階段學(xué)習(xí)過程

這一階段以符號轉(zhuǎn)化為主要目標。比起看老師演示，學(xué)習(xí)者更喜歡動手操作，課前視頻的基礎(chǔ)操作和課中案例深化能夠讓學(xué)習(xí)者實現(xiàn)符號轉(zhuǎn)化，不斷用已知經(jīng)驗形成新的經(jīng)驗?zāi)芰Γ鼙３謱W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。由于課前學(xué)生自學(xué)能力有差異，課中再次強調(diào)體驗參與和概念化可以讓學(xué)習(xí)者更準確地實現(xiàn)知識內(nèi)化，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)與傳統(tǒng)課堂優(yōu)勢結(jié)合。

第二階段學(xué)習(xí)（見表3）：翻轉(zhuǎn)課堂4學(xué)時。

分析是第二階段學(xué)習(xí)的重要部分，在這個過程中，學(xué)習(xí)者不僅要思考，還要和同伴討論，既要敢表達又要會傾聽。教師在這個過程中需要加入到學(xué)習(xí)者的分析過程中進行引導(dǎo)。學(xué)習(xí)者制作PPT演示，向同伴展示學(xué)習(xí)成果，還可以建立游戲沖關(guān)式的課堂模式[7]，激發(fā)學(xué)生的參與積極性，提高分析和應(yīng)用能力，既培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法和建模思路，又進行了知識點的綜合運用，實現(xiàn)對建模部分知識點的內(nèi)化。

表3 第二階段學(xué)習(xí)過程

（7）學(xué)習(xí)評價。第一階段的學(xué)習(xí)評價。學(xué)習(xí)者的評價：①教師選用的資料是否適合學(xué)習(xí)者水平；②課堂陳述清晰易懂；③教師對碎片化的知識點糅合程度，學(xué)生是否能創(chuàng)建U盤等簡單模型；④教師運用的進階實例是否能激發(fā)獨立思考。

教師的評價：①學(xué)習(xí)者筆記是否記錄關(guān)鍵點并加入個人理解；②學(xué)生運用多邊形建模方法創(chuàng)建實物模型的操作熟練程度。

第二階段的學(xué)習(xí)評價：學(xué)習(xí)者的評價：①討論過程中是否有足夠的提問機會；②選用的案例是否能促使學(xué)生進行結(jié)構(gòu)分析和思考；③教師對學(xué)生的問題是否提供有益幫助；④在協(xié)作過程中，自己扮演的角色，對同伴的評價。

教師的評價：①學(xué)習(xí)者參與討論的積極性；②學(xué)生對物體結(jié)構(gòu)分析是否得當(dāng)，是否了解點線面的分布原因；③在進行場景模型創(chuàng)造的過程中，有多少新意；④PPT演示的準備情況。

總體評價。學(xué)習(xí)者的評價：①在課內(nèi)外獲得教師的指導(dǎo)足夠嗎；②是否通過本課掌握了多種建模思路；③課程活動中哪些是有益的，哪些你覺得無效？

教師的評價：①學(xué)生的作品完成度；②實驗報告的完成情況。軟件類課程應(yīng)該加強對實驗報告的要求，實驗報告可以幫助實驗者反思實驗過程，強化實驗步驟，促進理論與實踐的融合。

3 教學(xué)設(shè)計效果

在該教學(xué)設(shè)計案例中，融合理論和實踐內(nèi)容，以知識進階為主線，關(guān)注的是學(xué)習(xí)過程的兩個階段。以實現(xiàn)階段目標為目的設(shè)計課前課中課后的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師發(fā)揮引導(dǎo)作用，讓學(xué)習(xí)者先親自體驗，再逐步應(yīng)用和分析思考。分階段來設(shè)計翻轉(zhuǎn)教學(xué)，能讓學(xué)生達到基礎(chǔ)概念的內(nèi)化，再進一步實現(xiàn)思考分析，目的性更強。使用學(xué)習(xí)設(shè)計框架教師能夠更加明確自己的教學(xué)實施階段，易于根據(jù)學(xué)習(xí)者情況調(diào)整各階段的案例，也有利于教師間的交流和課程移植。

課程實施過程中，學(xué)習(xí)者對課程的評價能夠幫助教師更好地了解學(xué)習(xí)者接受程度以調(diào)整教學(xué)案例。教師的評價反映為學(xué)習(xí)者的最終成績，最終成績還應(yīng)包含學(xué)生互評和自評結(jié)果，但得到的自評互評反饋不夠具體，無法進行評價量化，評價效果不佳，因此最終主要是以教師評價為主。

三維建模課程從簡單的基礎(chǔ)操作到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模型案例，再到獨立完成場景模型，由淺入深，學(xué)習(xí)者熟悉多邊形建模的操作方法，并熟知點線面對模型結(jié)構(gòu)的影響，收獲了多邊形建模思路。學(xué)習(xí)者從參賽獲獎情況、考試成績以及后續(xù)課程中表現(xiàn)出來的知識牢固程度都有很大提升。

3.1 作品創(chuàng)作情況

往年我系學(xué)生在三維作品的數(shù)量和質(zhì)量上都較缺乏，在課程開展后，學(xué)生的動手能力明顯提升，這屆59個學(xué)生里已經(jīng)有大量的三維作品呈現(xiàn)，其中有兩個作品參加了當(dāng)年的“全國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽”并獲獎；有4位同學(xué)在教師的指導(dǎo)下，完成了“廉政建設(shè)”三維短片的創(chuàng)作；還有一些學(xué)生參與到教師的創(chuàng)作項目中。

3.2 考試情況

在此對開設(shè)三維建模課程的2013級和2014級的筆試結(jié)果進行比較，其中2014級進行了基于學(xué)習(xí)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計。兩年的筆試測試對比見表4。

表4 兩年筆試結(jié)果對比 /分

從考題上來看，逐年做了一定的調(diào)整，降低較容易得分的判斷題的分值，填空題分值保持不變，提高考查學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識內(nèi)化程度的簡答題分值，考查難度有所增加?？碱}分布對比見表5。

各個題型的得分率對比見表6。

表5 兩年考題分布對比 /分

表6 兩年各題得分率對比 /%

4 結(jié) 語

學(xué)習(xí)評價應(yīng)該有豐富多樣的反饋，本課程在開展學(xué)生互評和自評的過程中，效果未達到預(yù)期。在今后的實踐中，需要在學(xué)生互評和自評中設(shè)計具體的詳細的評價點，以引導(dǎo)學(xué)生進行有益的反饋，進而提高學(xué)習(xí)者對自身的認識，全方位實現(xiàn)以學(xué)生為中心，提高教學(xué)質(zhì)量。

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1672-5913(2017)11-0115-05

G642

四川省2014-2016年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目“翻轉(zhuǎn)課堂在《三維建?！氛n程中的應(yīng)用研究與實踐”（13JGZ22）。

吳靜，講師，研究方向為信息化教育、虛擬現(xiàn)實，wuj@cdut.edu.cn。

（編輯：郭田珍）