基于翻轉(zhuǎn)課堂的輪機自動化混合式教學模式設(shè)計

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(大連海事大學 輪機工程學院，遼寧 大連 116026)

基于翻轉(zhuǎn)課堂的輪機自動化混合式教學模式設(shè)計

甘輝兵，張均東，曾鴻，林葉錦，賈寶柱

(大連海事大學 輪機工程學院，遼寧 大連 116026)

結(jié)合輪機自動化在線開放課程的建設(shè)，從課程資源制作、網(wǎng)絡(luò)教學平臺的選擇、基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學活動設(shè)計以及課程評價體系重新設(shè)計等方面，提出了基于Blackboard平臺的輪機自動化翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計方案與實現(xiàn)方法，并開展了教學應用實踐，實踐結(jié)果表明，此種教學模式既體現(xiàn)了以學生為中心的自主學習的教學理念，又充分發(fā)揮了教師引導、啟發(fā)和監(jiān)控教學過程的主導作用，對提高教學質(zhì)量和教學效果有著較為明顯的優(yōu)勢。

翻轉(zhuǎn)課堂；混合式；輪機自動化；Blackboard

一、引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)與高等教育教學的深度融合，慕課(MOOC)、微課及翻轉(zhuǎn)課堂等在航海教育領(lǐng)域中得到廣泛關(guān)注并被積極引入教育實踐中，打破了傳統(tǒng)以教為主的教學模式，體現(xiàn)以學生為中心，有利于提高課堂效率和教學效果。為了進一步推動教學模式的改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，大連海事大學在2015年正式啟動了首批10門在線開放課程的立項建設(shè)，“輪機自動化”是重點建設(shè)的在線開放課程。

業(yè)內(nèi)對于航海類專業(yè)課程引入網(wǎng)絡(luò)化、信息化手段進行教學模式改革已取得一定成果[1-3]，但在實踐應用方面尚有待深入。本文以“輪機自動化”在線開放課程項目建設(shè)為基礎(chǔ)，探討基于翻轉(zhuǎn)課堂的輪機自動化混合式教學模式的研究方法與實踐過程。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學模式的建立

翻轉(zhuǎn)課堂的實質(zhì)是將傳統(tǒng)課堂教學活動安排次序進行顛倒，即將課前預習、課堂學習及課后作業(yè)的次序調(diào)整為課前學習、課堂作業(yè)及課后矯正的過程。這就要求學生課前預先觀看教師錄制好的相關(guān)知識點的微視頻進行自主學習，并完成課前測驗，而課堂上則側(cè)重知識的內(nèi)化、討論交流、互動和解決問題等，課后還可對所學知識進一步矯正和補充。由此可見，翻轉(zhuǎn)課堂使教師和學生的角色進行調(diào)整，教師由傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的推進者和指導者，而學生由傳統(tǒng)被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的主體，真正體現(xiàn)了以學生為中心的教育理念?；旌鲜浇虒W模式則把傳統(tǒng)面對面的教學優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化在線教學的優(yōu)勢結(jié)合起來，既發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又充分激發(fā)學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，從而能獲得最佳的學習效果。很顯然，要實現(xiàn)基于翻轉(zhuǎn)課堂混合式的新型教學模式，必須要做到以下四點：一是制作完整的課程資源；二是有完善的網(wǎng)絡(luò)教學平臺為支撐；三是精心設(shè)計的基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學活動內(nèi)容；四是設(shè)計新的課程評價體系。

1.課程資源制作

精心設(shè)計的教學資源是開展混合式教學的基礎(chǔ)。教學資源主要包括課程公告、課程簡介(課程內(nèi)容、教學團隊、教學成果、參考教材等)、教學進度安排、考核標準、學生手冊(學期課表、學期學生名單等)、碎片化教學視頻、電子教案、重難點指導、在線研討主題及在線測驗考核等內(nèi)容，其中碎片化的教學視頻是重點設(shè)計和制作的內(nèi)容之一，其主要步驟和要求如下：

(1)對照輪機自動化課程傳統(tǒng)教學內(nèi)容和大綱，對原有課程的結(jié)構(gòu)和知識點進行拆解。

(2)進行核心知識點的擇取和凝練，重新設(shè)計課程，盡量確保知識點的碎片化教學視頻在5～15分鐘，以便于學生自主學習。

(3)對重新設(shè)計好的課程，按照拍攝計劃表進行教學視頻的拍攝、編輯和校對等工作。

在教學視頻拍攝中還要根據(jù)知識點內(nèi)容特點，選擇不同方式和模式。例如有些理論知識點可以采用錄屏或基地式的拍攝方式，而有些實踐環(huán)節(jié)知識點可采用實際實驗場景的拍攝模式。每個教學視頻盡量以導入式切入教學內(nèi)容，做到生動有趣，增加學生的學習興趣。為了督促學生進行視頻學習，還可以在每個教學視頻中間插入1～2個測驗題，只有回答正確后才能繼續(xù)觀看學習。

其二，讓學生進行自主學習。在這一教學環(huán)節(jié)中其教學意義通常是讓學生較好地對函數(shù)動點問題中的信息進行科學處理，并在圖形上對具有較強價值的已知條件進行標注，明確問題中具有的變量與不變量，變量可導致哪些量的改變，可使用未知量對線段的長進行科學地表示。

另外一個重點制作的教學資源是在線測驗考核題庫。測驗題庫以多種形式出現(xiàn)，其中以單項選擇題、多項選擇題和判斷題等組成的客觀題庫為主，對于部分知識點內(nèi)容還設(shè)置簡答和論述等主觀題庫。設(shè)計題庫的原則是既要覆蓋知識點，又要掌握合適的難易程度。對于課前測驗部分試題要做到簡單并覆蓋相關(guān)知識點，重點考核對基本知識點的掌握熟練程度；而對于翻轉(zhuǎn)課堂中的隨堂測驗試題要有適當?shù)撵`活性，難易適中，重點考核對核心知識點的內(nèi)化和吸收程度；對于單元測驗或章節(jié)測驗，則應著重考慮整個單元或章節(jié)的知識點之間的聯(lián)系，覆蓋面要廣，難易適中。課前測驗、隨堂測驗及單元測驗的試題全部從試題庫中按照相關(guān)要求隨機抽取，所以在線測驗題庫要保證一定的數(shù)量，從一定程度上可以遏制學生抄襲等現(xiàn)象。

其他課程資源按照相關(guān)要求制作，重點要落實到電子化，能夠完整地呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)教學平臺中，筆者在此不做過多論述。

2.網(wǎng)絡(luò)教學平臺

網(wǎng)絡(luò)教學平臺是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學的必要載體。大連海事大學于2013年引進了由美國Blackboard公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學平臺(簡稱Bb平臺)。該平臺以課程為中心，主要通過四個方面的功能管理模塊[4]為每門課程創(chuàng)建高效的課程管理系統(tǒng)。

(1)資源管理模塊。該模塊是Bb平臺的核心組成部分，只針對教師或教務(wù)管理人員開放權(quán)限。教師可以通過控制面板所提供的整套教學工具來上傳、發(fā)布和管理教學資源，編排課程內(nèi)容，組織教學活動等。

(2)在線交流模塊。該模塊可以支持教師與學生、學生與學生之間進行同步交流(虛擬課堂)、異步交流(討論版)、教師引導下的學生自主學習等多樣化的學習工具，虛擬教室、討論版、學習社區(qū)等工具能夠激發(fā)學生的自主學習和創(chuàng)造性學習，幫助師生實現(xiàn)隨時隨地溝通交流。

(3)考核管理模塊。該模塊主要由作業(yè)、測試、調(diào)查、課程統(tǒng)計、成績簿等工具組成，用于布置課后作業(yè)、開展平時測驗、管理題庫以及成績統(tǒng)計等。

(4)系統(tǒng)管理模塊。該模塊主要進行課程、用戶及平臺的管理和統(tǒng)計。

Bb平臺對教師和學生分配各自的權(quán)限，其中教師在線端主要結(jié)合以上4個功能模塊對整個課程進行系統(tǒng)查看和管理；而學生在線端主要進行資源瀏覽、查看、學習、交流和討論等，不具備課程資源修改的權(quán)限。

目前，Bb平臺已在大連海事大學的網(wǎng)絡(luò)在線開放課程的建設(shè)與教學實踐中得到一定的應用。輪機自動化課程也已在Bb平臺中部署完成并成功應用于翻轉(zhuǎn)課堂的教學。

3.基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學活動設(shè)計

基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學活動設(shè)計是教師在完整的教學資源和網(wǎng)絡(luò)教學平臺基礎(chǔ)上實施最終的教學應用實踐活動的主體設(shè)計。圖1是輪機自動化課程在Bb平臺中實施的基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學活動設(shè)計框圖。從圖1可見，整個教學活動從時間上劃分為課前、課內(nèi)和課后三個部分。課前和課后主要依托Bb平臺進行在線學習、測驗和交流等，屬于線上教學部分；而課內(nèi)主要在教室實現(xiàn)面授，側(cè)重知識的遷移和內(nèi)化，屬于線下教學部分。

圖1 輪機自動化翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計方案

由于輪機自動化課程是一門主干的核心專業(yè)課程，不宜全部采用線上教學，某些重點難點知識內(nèi)容通過面授會達到更好的效果。因此本課程采用線上與線下結(jié)合教學時采取的主要措施是：課程中基本的知識點相關(guān)內(nèi)容可在Bb平臺中供學習和測驗，而重點難點的部分則通過線下翻轉(zhuǎn)課堂進行組織，主要通過課前發(fā)布教學活動預告，使學生帶著問題去在線學習和測驗，然后在課堂上進行知識遷移和內(nèi)化；在課堂上主要通過學生的課前測驗情況、課堂分組研討式學習情況，進行綜合總結(jié)；課后，學生還可進一步學習教學視頻，并再次進行相關(guān)測驗，達到復習和拔高的目的。

4.課程評價體系的設(shè)計

在翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學模式下，學生課前、課內(nèi)和課后需要花更多的時間和精力用于線上學習與交流、線下資料查找和準備等，因此在新的教學模式下，應著重強調(diào)學習過程，鼓勵、尊重和重視學生學習過程的付出[5]。為此，本課程采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的多元化考核評價模式，促進學生自主性學習和過程性學習。我們構(gòu)建的適應翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學模式的輪機自動化課程評價體系主要包含：過程性評價成績占50%，期末卷面考試成績占50%，其中過程性評價主要由課前測驗(觀看講課視頻、完成在線測驗)、翻轉(zhuǎn)課堂(參與翻轉(zhuǎn)課堂教學與討論)和課后在線討論三部分組成，三個部分比例為4∶5∶1。三個部分詳細考核方案如下。

(1)課前測驗：在講課視頻后附有在線測驗題，每個課前測驗從試題庫中隨機抽取，由Bb系統(tǒng)自動評分，最終將所有課前測驗成績?nèi)∑骄底鳛楸静糠纸M成，占過程性評價成績的40%。

(2)翻轉(zhuǎn)課堂：每次翻轉(zhuǎn)課堂前都有教學活動預告，學生線上完成視頻學習后，在實際課堂中按照預先分好的討論組進行研討式教學，成績根據(jù)學生參與情況、討論的深度來確定，最終取10次翻轉(zhuǎn)課堂成績的平均值為本部分組成，占過程性評價成績的50%。

(3)課后在線討論：該部分主要借助Bb系統(tǒng)中的在線討論(課程論壇)模塊，參考學生參與學習討論發(fā)帖的個數(shù)與發(fā)帖有效長度等指標來進行評價，占過程性評價成績的10%。

三、混合式教學模式的實踐效果

2015—2016學年第二學期在輪機工程專業(yè)2013級18班實施了“輪機自動化”在線開放課程Bb課堂教學模式，運行過程和效果如下：

輪機工程(專業(yè))2013級18班，共23人，分成4個小組，每組一個負責人，負責本組同學的線上學習督促及線下課堂組織；每個同學首先通過瀏覽教師開課前發(fā)布的開課公告及課程考核標準，熟悉混合式教學模式下輪機自動化課程的學習方法和要點；在整個學習中，還要及時瀏覽教學公告和教學活動預告，積極完成Bb平臺線上資源自主學習和測驗。需要進行翻轉(zhuǎn)教學時，學生根據(jù)教師發(fā)布的預告進行相關(guān)知識內(nèi)容的資料收集和整理，為進入翻轉(zhuǎn)課堂進行充分的知識儲備。

教師在整個教學活動中則側(cè)重于通過Bb平臺后臺及時了解學生的學習情況，例如視頻點擊率、學習時長、課前測驗完成等，還可通過Bb平臺測驗反饋功能針對每個學生的測驗完成的準確率情況進行線上正確答案及詳細解答的反饋，使學生及時掌握自己的學習情況。教師在翻轉(zhuǎn)課堂中積極組織課堂教學環(huán)節(jié)，注重知識的內(nèi)化和遷移。

經(jīng)過一個學期的課程運行，整體教學效果良好，全班23人，期末總成績平均分83.91分，15人以上優(yōu)良，8人中等。與傳統(tǒng)授課效果對比見表1。從表1可見，試驗組整體平均成績較對照組(傳統(tǒng)授課)高出2分左右，優(yōu)秀率高出約11%，由此可見，此種教學模式具有一定優(yōu)勢。

表1 授課效果對比表

四、結(jié)語

采用基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學模式的主要創(chuàng)新之處在于轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學模式，充分體現(xiàn)了以“學生為中心”教學理念，通過線上與線下教學有機結(jié)合，充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，極大地調(diào)動了學生學習熱情，實現(xiàn)了對學生過程化學習的監(jiān)控，一定程度上提高了學習效率和教學質(zhì)量。尤其在輪機工程專業(yè)課程體系改革的大背景下，此種教學模式在彌補教學學時減少、提高課堂教學效果等方面有著積極的推動作用，對輪機工程專業(yè)其他核心專業(yè)課程教學模式的改革具有一定的借鑒意義。但是，在初次應用此種教學模式過程中也存在以下不足：

(1)對于采用線上與線下相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂教學，學生反映需要在此門課上花很多精力，負擔過重，因此在教學時間節(jié)點和翻轉(zhuǎn)知識點上有待進一步優(yōu)化；

(2)在線開放課程所依托的平臺使用便捷性也對課程的開展及教學效果有一定影響，如Bb系統(tǒng)有些功能對iOS系統(tǒng)不支持(題庫單選測驗無法選擇等問題)，導致無法在翻轉(zhuǎn)課堂上實現(xiàn)便捷的隨堂測驗；

(3)課前測驗的題庫的數(shù)量和難易程度對學生的學習積極性和學習效果有一定影響，有待進一步優(yōu)化。

在今后的教學中將重點圍繞上述問題進行優(yōu)化，為課程團隊進一步開展線上大規(guī)模、統(tǒng)一進度授課、統(tǒng)一課程考核標準，線下小規(guī)模翻轉(zhuǎn)式教學模式實踐奠定基礎(chǔ)。

[1] 邢輝.基于Blackboard的航海類專業(yè)網(wǎng)絡(luò)教學平臺的構(gòu)建[J].航海教育研究, 2015(2): 73-76.

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[3] 梁恩勝,劉文科,惠節(jié).基于混合式教學的船舶分油機信息化教學設(shè)計[J].中國教育信息化, 2016(24): 30-32.

[4] 王向榮．基于Blackboard平臺的高校金融專業(yè)課程教學探索——以“商業(yè)銀行經(jīng)營管理”課程為例[J].哈爾濱金融學院學報,2012(3) : 70-74．

[5] 盧颯.基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學在電路課程中的應用研究[J].蘭州教育學院學報, 2016, 32(12) :117-119.

U676.2

A

1006-8724(2017)04-0061-04

2017-06-13

2015年教育部產(chǎn)學合作專業(yè)綜合改革項目(GX2015ZG07)；大連海事大學2015年度數(shù)字化教學資源之在線課程重點建設(shè)項目(J20150101)；大連海事大學2017年在線開放課程建設(shè)項目(J20150101二期資助)

甘輝兵(1981-)，男，副教授，博士，主要從事輪機自動化與輪機模擬器教學與研究。