基于MOOC的“傳感器與檢測技術(shù)”翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用

楊蒙蒙+鄧三星+錢偉

摘 要：針對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中存在的因?qū)W生基礎(chǔ)差或自制力差而導(dǎo)致自學(xué)效果不理想的問題，文中提出基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用。充分結(jié)合MOOC平臺相關(guān)資源，且遵循學(xué)生自學(xué)知識點“內(nèi)容所占比例不能過高，章節(jié)選取簡單、易學(xué)”，本著“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”，在“做中學(xué)、學(xué)中做”的原則合理設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂各教學(xué)環(huán)節(jié)，從而使教學(xué)進度能夠連貫。通過教學(xué)實踐可知，將基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用在“傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)中是可行的。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；MOOC；傳感器與檢測技術(shù)；學(xué)生；課程教學(xué)

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）11-0-02

0 引 言

翻轉(zhuǎn)課堂是對傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)流程的徹底顛覆，以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”，學(xué)生課外完成知識學(xué)習(xí)，課堂變成師生、生生互動的場所，包括知識運用、拓展衍生等，從而達到更好的教學(xué)效果。

應(yīng)用型高校為適應(yīng)現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，健全人才培養(yǎng)機制，要不斷深入教育體制改革[1-5]，促進大學(xué)生社會適應(yīng)能力的提升。其中，為更好地滿足學(xué)生的差異化需求，使學(xué)生更加積極、主動地參與到學(xué)習(xí)中，已成為課堂主體。課堂改革從開放課件到開放教育資源，再由微課到翻轉(zhuǎn)課堂的過程，經(jīng)歷了一系列教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，最終使得翻轉(zhuǎn)課堂成為開放式教育不斷優(yōu)化后的產(chǎn)物，也成為眾多專家學(xué)者研究的重點。

吳忠良[6]等人基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂對課程進行改革，其中網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間以e-Learning2.0理念為指導(dǎo)，將學(xué)習(xí)的控制權(quán)完全交給學(xué)生，使學(xué)習(xí)空間靈活化；牛彩雯[7]等人將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到“傳感器與檢測技術(shù)”實驗教學(xué)中，本著“學(xué)中做，做中學(xué)，以學(xué)生為主體”的原則，采用項目式教學(xué)，讓學(xué)生真正融入到學(xué)習(xí)、實踐中；盧美英將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到“傳感與檢測技術(shù)”課程中[8]，通過改變學(xué)習(xí)主體來實現(xiàn)個性化教學(xué)，但文獻[6-8]的教學(xué)模式對于那些自制力不強的學(xué)生而言，課前準備這一環(huán)節(jié)可能不會產(chǎn)生令人滿意的效果。

基于以上討論，本文進一步對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的改革問題進行研究。首先，為避免學(xué)生因課前準備環(huán)節(jié)基礎(chǔ)差或自制力差導(dǎo)致自學(xué)效果差等情況出現(xiàn)，在原有60課時的教學(xué)過程中，選擇8～10個課時的課程作為自學(xué)內(nèi)容。為了不影響整體學(xué)習(xí)進度，并保證學(xué)生課下自學(xué)的效果，將慕課（Massive Open Online Courses ，MOOC）平臺相關(guān)課程資源應(yīng)用其中，并使其成為學(xué)生課下自學(xué)最好的輔助工具，這樣即便還有基礎(chǔ)差或自制力差的學(xué)生未能完成自學(xué)任務(wù)，也能通過課堂討論或授課及時補充。

1 教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂課前準備環(huán)節(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂利用課下學(xué)生完成自學(xué)，課上進行思考、討論的方式，可有效激發(fā)學(xué)生的自學(xué)興趣和反思自覺性[9，10]?！皞鞲衅髋c檢測技術(shù)”課程是在機械電子類專業(yè)課程體系中占有重要地位的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容抽象、實踐性強、學(xué)習(xí)難度大，且進行的實驗大多為驗證型實驗，不利于學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)。多個MOOC教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，總有一部分學(xué)生因自制力差，無法有計劃地完成知識點的自學(xué)，而翻轉(zhuǎn)課堂針對的是全體學(xué)生。

因此，為使學(xué)生取得更好的學(xué)習(xí)效果，設(shè)計該課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的第一個原則為：學(xué)生自學(xué)內(nèi)容所占比例不能過高。本課程課堂教學(xué)總課時為60，其中供學(xué)生自學(xué)的課時為8～10，其余課時安排師生、生生討論及項目合作。采用占較少比例的自學(xué)課時，即使部分學(xué)生因自制力差未能按計劃完成自學(xué)任務(wù)，也可通過課堂授課和討論環(huán)節(jié)查漏補缺，從而避免對整個學(xué)習(xí)進度產(chǎn)生較大影響。

其次，對于自學(xué)章節(jié)的選擇，若選擇理論性較強或知識點涵蓋范圍大的章節(jié)，對理論基礎(chǔ)弱的學(xué)生而言，自學(xué)難度大。為提高學(xué)生的自學(xué)效率，教學(xué)設(shè)計需遵循的第二個原則為：學(xué)生自學(xué)章節(jié)所選的內(nèi)容應(yīng)簡單、易學(xué)，相關(guān)知識容易獲取。

基于以上原則，從該課程的5個單元內(nèi)，選取“應(yīng)變式力傳感器”“紅外輻射式溫度傳感器”等知識點，結(jié)合該內(nèi)容所涉及的實驗項目“電子秤的設(shè)計”“紅外報警器的設(shè)計”等，理論結(jié)合實際，遵循“學(xué)生為主、教師為輔”“學(xué)中做、做中學(xué)”的原則來提高教學(xué)效率。同時，學(xué)生可借助MOOC平臺上相同課程“優(yōu)課”視頻中的知識講解和案例演示，來保證更好的自學(xué)效果。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂課堂討論與項目設(shè)計環(huán)節(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂又稱“顛倒課堂”，目的在于激發(fā)學(xué)生的思考能力。為使全部學(xué)生都能夠參與進來，加強動腦、動口及動手能力，在設(shè)計課堂討論環(huán)節(jié)過程中，所講內(nèi)容必須來源于生活中學(xué)生容易理解且感興趣的例子，這樣才能激發(fā)他們自學(xué)的熱情，并通過動手實踐來互補知識點，活學(xué)活用，融會貫通。

因此，該課程的翻轉(zhuǎn)課堂討論和項目設(shè)計遵循以下兩項原則：

（1）所選案例簡單、熟悉，學(xué)生感興趣；

（2）知識點淺入深出，結(jié)合MOOC平臺視頻講解+案例操作來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

1.2.1 知識點的引入

在“應(yīng)變式力傳感器”教學(xué)中，采用電子秤稱重原理作為課程的切入點來吸引學(xué)生興趣，且其工作原理相對易于理解，能夠寓教于樂。對于教學(xué)資料的設(shè)計，由教師制作“電子稱稱重工作原理”的課下資料，分析測量電路的設(shè)計問題，與本節(jié)內(nèi)容“應(yīng)變式力傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)形式”相關(guān)聯(lián)，并結(jié)合《傳感器原理與檢測技術(shù)》課程教學(xué)改革實踐探索[11]與MOOC平臺上的案例分析設(shè)計理念及視頻講解，引申到機電專業(yè)學(xué)生感興趣且有一定專業(yè)基礎(chǔ)的知識點，如機床故障測量及荷重問題等，這些資料由學(xué)生自學(xué)。

1.2.2 知識點的循序漸進、淺入深出

從“紅外傳感器”的內(nèi)容開始，首先使用“紅外報警器的設(shè)計”這個學(xué)生比較了解的內(nèi)容作為第二個討論切入點，然后循序漸進，逐步加大難度到 “紅外報警器的設(shè)計+溫濕度檢測”。學(xué)生可結(jié)合自己感興趣的檢測范圍進行設(shè)計，在興趣的基礎(chǔ)上體驗知識改變視野、改變生活的作用。endprint

課堂討論環(huán)節(jié)由教師選擇工作原理、電路設(shè)計等一些問題，采用小組討論+自由發(fā)言的形式進行。首先，教師規(guī)劃出與學(xué)生自學(xué)的項目設(shè)計和MOOC平臺中的案例講解演示相關(guān)問題和知識點，點燃學(xué)生展開自由討論的熱情和發(fā)言的興趣；然后，教師可陸續(xù)從類似傳感器設(shè)計問題中提取3～4個相關(guān)問題，循序漸進地在前幾章找出適宜深入課堂討論的知識點，使得相關(guān)討論貫穿整個課程；最后，教師提出方向，并抽出相對完整的1～2個課時，由學(xué)生規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容，包含方向選擇、檢測目標(biāo)、方法等，他們可自由分組討論來總結(jié)出較合理的方案并制作，既能啟發(fā)思維，鍛煉嚴謹?shù)膽B(tài)度，還能培養(yǎng)合作意識，使他們學(xué)以致用。

1.2.3 翻轉(zhuǎn)課堂的課后總結(jié)環(huán)節(jié)

由教師布置作業(yè)，學(xué)生提出在項目設(shè)計及制作過程中遇到的難題，共同討論應(yīng)如何解決，并深入設(shè)計過程拓展研究，查找相關(guān)資料，師生共同總結(jié)討論。

教師在設(shè)計拓展作業(yè)環(huán)節(jié)時，應(yīng)結(jié)合以下幾方面因素：

（1）根據(jù)學(xué)生課前準備、課堂討論及設(shè)計制作完成情況來布置拓展作業(yè)的擴展程度；

（2）以各組設(shè)計的項目為中心展開研究；

（3）學(xué)生主要采用MOOC在線網(wǎng)絡(luò)平臺的課程討論區(qū)及QQ群來反饋學(xué)習(xí)中遇到的難題，通過論壇尋求解答，這樣不僅教師可實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生自己也可根據(jù)已有的記錄對問題進行深入的討論探索。

教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計如圖1所示（以“紅外報警器設(shè)計”為例）。

2 實踐效果分析

本次翻轉(zhuǎn)課堂以16級大專機電2班45名學(xué)生作為實驗對象，所占課時為總學(xué)時的1/6，即10學(xué)時，教學(xué)進行過程中將學(xué)生分為5個小組參與討論、設(shè)計及制作，且期間無人請假。課堂環(huán)節(jié)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：教學(xué)進行過程中有30名學(xué)生與教師進行交流，占全班人數(shù)的67%；對于提出的問題，積極探討的學(xué)生有28名，其中15人回答正確。

在接下來進行的考試中，對所有班級學(xué)生的平均成績進行分析，得到參與翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)的2班學(xué)生平均成績均高于其他未參加班級的平均分數(shù)，如圖2所示。

3 結(jié) 語

在教學(xué)設(shè)計過程中，MOOC平臺資源很好地支持了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的開展，同時依據(jù)合理地設(shè)計自學(xué)進度來提高自學(xué)效率，為課堂討論和項目設(shè)計制作打下了堅實基礎(chǔ)；同時還需遵循兩點原則，即理論聯(lián)系實踐，將理論應(yīng)用于實踐，不斷在理論教學(xué)中進行探索；不斷創(chuàng)新、完善翻轉(zhuǎn)課堂的各個教學(xué)環(huán)節(jié)。

參考文獻

[1]任軍.高校混合式教學(xué)模式改革推進策略研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)， 2017， 27（4）： 74-78.

[2] Porter W W， Graham C R， Spring K A， et al. Blended learning in higher education： Institutional adoption and implementation[J]. Computer & Education， 2014，75 （3）： 185-195.

[3]于濤，陳金剛.基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的高校教學(xué)管理改革[J].高校教育管理， 2016，12（5）： 1-5.

[4]江登英，余玲，王龍.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工程數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革[J].教育與職業(yè)， 2017 （8）： 94-97.

[5]薛玉利.基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂模式在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用的可行性分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2016， 6（9）： 94-95.

[6]吳忠良，趙磊.基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式初探[J].中國電化教育， 2014（4）： 121-126.

[7]牛彩雯，張冉.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高職《傳感器與檢測技術(shù)》課程中的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育， 2015， 13（3）： 46-48.

[8]盧美英.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用研究--《傳感與檢測技術(shù)》課程為例[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報， 2016（6）： 97-99.

[9]史娜，薛亞奎，雷英杰，等.翻轉(zhuǎn)課堂在概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程中的教學(xué)設(shè)計研究[J].蘭州文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2015，29（6）： 94-98.

[10]武萌，尹亮亮，劉曉霞.基于教學(xué)翻轉(zhuǎn)模式的概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)改革探索[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2015（11）：148-149.

[11]孟翔飛，謝啟，李鑫.《傳感器原理與檢測技術(shù)》課程教學(xué)改革實踐探索[J].高數(shù)學(xué)刊，2016（17）：78.endprint