作物栽培學(xué)“翻轉(zhuǎn)課堂”模式設(shè)計與應(yīng)用

陳青春 劉鵬飛 蔣鋒

【摘要】網(wǎng)絡(luò)普及實現(xiàn)了信息傳播方式革命性的改變。為了改變農(nóng)學(xué)學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，作者以作物栽培學(xué)課程為例，于2015—2017年構(gòu)建了“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式。教學(xué)實驗結(jié)果表明，符合專業(yè)特點的翻轉(zhuǎn)課堂模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性，能夠部分解決農(nóng)科學(xué)生理論教學(xué)和實踐教學(xué)不同步的弊端。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；虛擬仿真；微課；作物栽培學(xué)

【基金項目】廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項目（基于協(xié)同創(chuàng)新理念的作物學(xué)實踐教學(xué)體系構(gòu)建與實踐）；“課程思政”示范課程建設(shè)項目（作物栽培學(xué)）；校級本科教學(xué)質(zhì)量工程項目（作物栽培學(xué)精品課程）；校級教育教學(xué)改革研究項目（微課模式在《作物栽培學(xué)》課程中的應(yīng)用）。

隨著智能機以及網(wǎng)絡(luò)的普及，信息獲取的途徑有了重大改變。在快節(jié)奏生活氛圍的影響下，視頻、音頻、圖像等直觀形象的傳播方式受到了熱捧。在日常學(xué)習(xí)中，網(wǎng)絡(luò)課堂逐漸成為首選。本文擬從翻轉(zhuǎn)課堂由來及應(yīng)用、作物栽培學(xué)課程特點、作物栽培學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計、課程效果及分析等四個方面進行介紹，通過課程教學(xué)實驗結(jié)果展示，以期為提高農(nóng)科相關(guān)課程教學(xué)質(zhì)量提供參考。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的由來及應(yīng)用

為了幫助缺席學(xué)生補課，2007年春天，兩位化學(xué)教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）使用屏幕捕捉軟件錄制PowerPoint演示文稿的播放和講解，并制作視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)。隨著使用者的宣傳，這些在線教學(xué)視頻被更多的學(xué)生接受并廣泛傳播。因為課前觀看了教學(xué)視頻，傳統(tǒng)的課堂講解地位尷尬，針對這種情況，兩位教師以學(xué)生在家看視頻聽講解為基礎(chǔ)，課堂時間讓學(xué)生完成作業(yè)或做實驗，并根據(jù)需要提供個性化輔導(dǎo)和幫助。這一“在家視頻，課堂作業(yè)實踐”的教學(xué)模式，逐步受到大眾的關(guān)注。兩位化學(xué)教師因此被稱為翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)始人。

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂模式得到了大力推廣和發(fā)展。國內(nèi)學(xué)者對翻轉(zhuǎn)課堂的研究始于2012年，小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)教師分別就語文、英語、計算機、醫(yī)學(xué)等課程采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，均取得了良好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)圖一般如圖1。

二、作物栽培學(xué)課程特點

《作物栽培學(xué)》是面向農(nóng)學(xué)及其相關(guān)專業(yè)開設(shè)的課程，是一門綜合性、實踐性很強的應(yīng)用學(xué)科。它綜合運用農(nóng)業(yè)、植物學(xué)、生物學(xué)等許多學(xué)科的理論和技術(shù)，研究農(nóng)作物生長發(fā)育規(guī)律、產(chǎn)量品質(zhì)形成機理及其與環(huán)境條件的關(guān)系，探索通過栽培管理、生長調(diào)控和優(yōu)化決策等途徑，實現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全和生態(tài)的理論、方法和技術(shù)。作物栽培學(xué)對推動我國作物生產(chǎn)具有不可替代的作用，具有極其重要的地位。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解我國作物生產(chǎn)的現(xiàn)狀、栽培的基本理論和技術(shù)、主要大田作物生長發(fā)育特性及栽培關(guān)鍵技術(shù)，并能根據(jù)生產(chǎn)實際情況，靈活運用所學(xué)知識，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

其內(nèi)容包括：作物栽培學(xué)的性質(zhì)任務(wù)形勢、發(fā)展方向；作物生長發(fā)育、分類及區(qū)劃；作物與環(huán)境的關(guān)系；作物產(chǎn)量和品質(zhì)的形成規(guī)律；作物栽培的基本措施及大田作物水稻、玉米、花生、小麥、大豆、馬鈴薯、甘蔗、煙草、油菜、麻類作物和甜菜的生產(chǎn)狀況、生物學(xué)特性和關(guān)鍵栽培技術(shù)。

三、作物栽培學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計

根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)行培養(yǎng)方案，作物栽培學(xué)理論課時數(shù)相對較少，實習(xí)實踐安排相對集中，難以覆蓋作物生長整個生育期，同時，理論課程和實踐課程銜接存在時間差。傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難將兩者同步有機結(jié)合，更無法實現(xiàn)課堂理論教學(xué)和田間時間的完美銜接。鑒于此，筆者將農(nóng)業(yè)信息學(xué)課程中虛擬仿真顯示技術(shù)與作物栽培相結(jié)合，構(gòu)建“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式（以作物生長發(fā)育這部分內(nèi)容為例，通過計算機制作作物不同生長階段的仿真視頻以及錄制作物不同生長階段的實時生長片段，放在網(wǎng)絡(luò)上，便于學(xué)生實時瀏覽、對應(yīng)教材以及課程微視頻進行學(xué)習(xí)）。參考Robert Talbert的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)圖，整體設(shè)計如下。

（一）課前設(shè)計模塊

1.教學(xué)視頻的制作。根據(jù)學(xué)校及個人實際條件，教學(xué)視頻采用自行錄制和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的開放教育資源兩種方式相結(jié)合。首先，在優(yōu)質(zhì)開放教育資源中，尋找與教學(xué)內(nèi)容相符的視頻資源作為課程教學(xué)內(nèi)容，可以提高資源的利用率，節(jié)省人力、物力，也使學(xué)生接觸到國際性優(yōu)秀教師的最新教學(xué)內(nèi)容。其次，結(jié)合廣東及學(xué)校特色，有針對性地錄制具有地方特色的作物教學(xué)視頻。根據(jù)學(xué)生的實際情況對教學(xué)內(nèi)容進行針對性講解，在時間允許條件下根據(jù)不同班級學(xué)生的差異性多版本地錄制教學(xué)視頻。此外，鑒于作物栽培學(xué)實踐性較強的特點，對于作物生長發(fā)育這部分內(nèi)容，錄制田間各生育階段實時視頻片斷，對于無法獲取田間實時生長片段的部分，利用虛擬仿真技術(shù)制作作物生長仿真視頻；對于作物栽培技術(shù)章節(jié)內(nèi)容，選擇網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)質(zhì)科教視頻作為補充。

根據(jù)微課精神，一般每段課程視頻10分鐘左右，盡量不超過20分鐘，在課程網(wǎng)站上同步上傳課程課件、拓展視頻及思考作業(yè)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固。

2.課前針對性練習(xí)。要求在學(xué)生看完教學(xué)錄像之后，對錄像中的收獲和疑問進行記錄。同時，學(xué)生要完成教師布置的針對性課前練習(xí)，以加強對學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固并匯總疑難之處。利用“最近發(fā)展區(qū)”理論，幫助學(xué)生利用舊知識完成向新知識的過渡，對于學(xué)生課前的學(xué)習(xí)，通過課程中心信息發(fā)布進行引導(dǎo)，利用網(wǎng)絡(luò)互動平臺（QQ、微信等）進行交流互動，進而幫助學(xué)生了解彼此之間的收獲與疑問，同學(xué)之間能夠進行互動解答。

（二）課堂活動設(shè)計模塊

在設(shè)計課堂活動時，充分利用情境、協(xié)作、會話等要素充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，以完成對當前所學(xué)知識的內(nèi)化。

1.確定問題。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生觀看教學(xué)視頻、課前練習(xí)中給出的反饋，總結(jié)出一些有探究價值的問題。讓學(xué)生根據(jù)理解與興趣選擇相應(yīng)的探究題目。在此過程中，針對性地指導(dǎo)學(xué)生的選擇題目。選題后，根據(jù)所選問題對學(xué)生進行分組（同一問題者組成一個小組，小組規(guī)?？刂圃?—6人）。然后，根據(jù)問題的難易、類型進行小組內(nèi)部的協(xié)作分工設(shè)計。當問題涉及面較廣并可以劃分成若干子問題時，小組成員可以按照“拼圖”學(xué)習(xí)法進行探究式學(xué)習(xí)，每個小組成員負責一個子問題的探索，最后聚合在一起進行協(xié)作式整體探究；當問題涉及面較小、不容易進行劃分時，每個小組成員可以先對該問題進行獨立研究，最后再進行協(xié)作探究。在翻轉(zhuǎn)課堂個性化學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師主要發(fā)揮領(lǐng)路人的作用，幫助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計劃和使用學(xué)習(xí)工具。

2.獨立探索。獨立學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)者應(yīng)該具備的重要素質(zhì)之一。從個體的發(fā)展角度來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)是從依賴走向獨立的過程。在翻轉(zhuǎn)課堂的活動設(shè)計中，注重和培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力。從開始時選擇性指導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的獨立探究學(xué)習(xí)方面，把尊重學(xué)生的獨立性貫穿于整個課堂設(shè)計中，讓學(xué)生在獨立學(xué)習(xí)中構(gòu)建自己的知識體系。

3.協(xié)作學(xué)習(xí)。在翻轉(zhuǎn)課堂中加強協(xié)作交互學(xué)習(xí)的設(shè)計。以小組為基本模塊單元（一般5—6人），通過小組內(nèi)成員協(xié)作，集思廣益，取長補短，完成學(xué)習(xí)以及實踐任務(wù)。在翻轉(zhuǎn)課堂的交互性活動中，隨時捕捉學(xué)生動態(tài)并及時加以指導(dǎo)，適時做出決策，選擇合適的交互策略（頭腦風暴、小組討論、淺談令牌、拼圖學(xué)習(xí)、工作表等），保證小組活動的有效開展。

4.成果交流。在開學(xué)初為學(xué)生提供作物種子，讓學(xué)生自行種植，觀察記錄。經(jīng)過獨立實踐、協(xié)作學(xué)習(xí)之后，完成個人或小組的成果集錦。在課堂上讓學(xué)生將自己的種植作物成果進行匯報展示，交流體驗，分享種植管理的成功和喜悅。在成果交流中，除了本班師生，根據(jù)需要，邀請相關(guān)的專業(yè)教師進行點評互動。

除在課堂直接進行匯報之外，還可以翻轉(zhuǎn)匯報過程，學(xué)生在課余將自己的種植過程以及匯報過程進行錄像，上傳至課程平臺；老師和同學(xué)在觀看完匯報視頻后，在課堂上進行討論、評價。

5.反饋評價。通過建立學(xué)生的學(xué)習(xí)檔案，注重對學(xué)習(xí)過程以及學(xué)習(xí)結(jié)果的評價，此外，盡量做到定量評價和定性評價、形成性評價和總結(jié)性評價、對個人的評價和對小組的評價、自我評價和他人評價之間的良好結(jié)合。評價的內(nèi)容主要涉及問題的選擇、獨立學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)、在小組學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)、學(xué)習(xí)計劃安排、時間安排、結(jié)果表達和成果展示等方面。

四、課程效果及分析

實際課程學(xué)習(xí)表明，“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式實現(xiàn)了個性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)。在觀看視頻階段，學(xué)生可以利用多種裝備登錄課程平臺進行學(xué)習(xí)，完全可以按照自己的節(jié)奏和步調(diào)掌握學(xué)習(xí)。此外，學(xué)生在課前的視頻學(xué)習(xí)中已經(jīng)對所學(xué)知識有了一個全面的了解，課堂上對所學(xué)知識進行系統(tǒng)化和整體化處理后，學(xué)生有機會進行協(xié)作探究，自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。作物栽培學(xué)課程實際效果表明，在新的教學(xué)模式帶動下，學(xué)生表現(xiàn)整體較好，考研率和從事本專業(yè)工作比例大幅增加?！拔⒁曨l+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式在一定程度上調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高了學(xué)習(xí)效率，增強了學(xué)生對專業(yè)的熱愛以及投身本專業(yè)的決心（表1）。

五、展望

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的誕生，應(yīng)該說既是教育教學(xué)改革創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果，也是信息技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的結(jié)果，它代表了教育改革的方向和趨勢。喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯開創(chuàng)的翻轉(zhuǎn)課堂被認為“可能是自歐洲文藝復(fù)興以來的教室授課模式之后的重大變革”。隨著家庭、城市帶寬的擴增，互聯(lián)網(wǎng)的普及化，智能手機、平板電腦等載體的大眾化，信息資訊網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)成為課堂學(xué)習(xí)外的必然補充，因此可以說，翻轉(zhuǎn)課堂的誕生是偶然的，也是必然的。

不同的學(xué)科、不同的課程，教學(xué)方法和手段差異較大。在實際的教學(xué)改革中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)科以及課程特點，因科制宜；根據(jù)學(xué)校自身硬件以及學(xué)生基本條件，因校制宜。翻轉(zhuǎn)不等于取消課堂教學(xué)，根據(jù)課程實際特點，有針對性地開展部分或者全部翻轉(zhuǎn)。在現(xiàn)行培養(yǎng)機制條件下，所有課程全部翻轉(zhuǎn)尚不現(xiàn)實，我們可以結(jié)合實際情況，量身打造適合自己課程的翻轉(zhuǎn)模式。相信隨著國家教育改革的推進，翻轉(zhuǎn)課堂模式將會受到更多青睞。

【參考文獻】

[1]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30（04）：46-51.

[2]王卓，宮建美，張磊，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在兒科護理學(xué)實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].護理研究，2018（03）：477-479.

[3]李姝.“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在小學(xué)品德與社會中的應(yīng)用研究[J].考試周刊，2018（20）：20.

[4]陳本東.翻轉(zhuǎn)課堂在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2018（20）：73.

[5]王潤清.成人高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究——基于上海開放大學(xué)黃浦分校的案例分析[J].成人教育，2018（02）：19-25.

[6]鞏紅冬，李彪，王玉林.基于混合式教學(xué)的植物學(xué)課程翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建[J].中央民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2018（01）：70-72，77.

[7]鄧巧玲，孫瓊.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的研究[J].考試周刊，2018（17）：61，63.

[8]王季秋.翻轉(zhuǎn)課堂在高職英語教學(xué)中的應(yīng)用與實施策略[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018，64（01）：109-112，117.

[9]金石梅，趙國宏，李永珍，等.翻轉(zhuǎn)課堂下《信息技術(shù)與課程整合》課程資源的設(shè)計與開發(fā)[J].教育教學(xué)論壇，2018，346（04）：230-232.

[10]余鵬.基于翻轉(zhuǎn)課堂藥物分析學(xué)教學(xué)模式探索與思考[J].信息記錄材料，2018，19（03）：242-246.

[11]楊俊玲.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的再應(yīng)用——以《計量經(jīng)濟學(xué)》為例[J].教育教學(xué)論壇，2018，345（03）：137-138.

[12]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom[J/OL].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-classroom

[13]曹衛(wèi)星作物栽培學(xué)總論（第二版）[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[14]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（10）：61-65.

[15]王文靜.維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論對我國教學(xué)改革的啟示[J].心理學(xué)探新，2000（02）：17-20.

[16]Death Knell for the Lecture： Technology as a Passport to Personalized Education[OL]http：//www.nytimes.com/2011/12/06/science/daphne-koller-technology-as-a-passport-to-personalized-education.html？pagewanted=all&_r=1&， 2011-12-06.