翻轉(zhuǎn)課堂在電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用

肖 瑞，劉 敏，吳 靜

(惠州學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院，廣東 惠州 516007)

隨著物聯(lián)網(wǎng)和4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，如何讓新技術(shù)、新資源在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮正能量是每位高校教師必須直面的問(wèn)題，作為教學(xué)實(shí)踐 “第一現(xiàn)場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也面臨著考驗(yàn)，必須改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以迎接新的挑戰(zhàn)，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的教學(xué)模式，正是改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)有效途徑[1]。

1 存在的主要問(wèn)題

經(jīng)過(guò)前期的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前惠州學(xué)院電子類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)繁重

惠州學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院有2個(gè)協(xié)同創(chuàng)新中心、1個(gè)電子研究所和26個(gè)實(shí)驗(yàn)室，僅8名實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，平均每年要承擔(dān)3 200個(gè)學(xué)時(shí)左右，27 300多人次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，這種超負(fù)荷的工作量很難達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。另外，由于場(chǎng)地、儀器設(shè)備數(shù)量和課時(shí)的限制，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)容易走過(guò)場(chǎng)，理論知識(shí)教學(xué)與動(dòng)手實(shí)踐無(wú)法同步實(shí)施，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練不足，最終導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)難以落實(shí)。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式陳舊，缺乏創(chuàng)新

目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式陳舊，即教師先用十幾分鐘的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容和注意事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)單講解，然后學(xué)生根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是照方抓藥，學(xué)生不能積極地參與教學(xué)活動(dòng)，只能被動(dòng)地接受。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是驗(yàn)證型的，且重復(fù)率高，一個(gè)班甚至幾個(gè)專業(yè)都做相同的實(shí)驗(yàn)，缺乏針對(duì)性與創(chuàng)造性，即使有綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，也基本上是教學(xué)案例的翻版，對(duì)于復(fù)雜且實(shí)驗(yàn)步驟多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及界面多、功能多的儀器，教師必須增加講解的時(shí)間，導(dǎo)致在有限的時(shí)間內(nèi)，指導(dǎo)難以到位，造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器不熟悉，操作不熟練，實(shí)驗(yàn)進(jìn)展緩慢，無(wú)法對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有個(gè)全面的理解，更談不上創(chuàng)新[2－4]。

1.3 學(xué)生個(gè)體差異大，難于因材施教

隨著招生人數(shù)的增加，學(xué)生個(gè)體接受能力的差異也越來(lái)越大，使得教師集中講解的效果差。一方面，教師只顧忙于指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，很少有時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生去探究，缺乏互動(dòng)，不利于因材施教和教學(xué)相長(zhǎng)；另一方面，學(xué)生只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一旦得不到合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就會(huì)抱怨是儀器的問(wèn)題，不去深挖實(shí)驗(yàn)失敗的具體原因，并且對(duì)于儀器出現(xiàn)的小毛病不能積極主動(dòng)地處理，過(guò)多依賴實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要負(fù)責(zé)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)開(kāi)課時(shí)，儀器得不到及時(shí)維修，不僅耽誤實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，還使學(xué)生養(yǎng)成了懶惰的惡習(xí)[3－5]。

1.4 實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定片面，缺乏合理性

教師對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)定，僅僅是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏合理性，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課堂紀(jì)律不夠重視，上課遲到、玩手機(jī)、閑聊或到處亂竄，妨礙實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效的、統(tǒng)一的和系統(tǒng)性的管理。更有部分學(xué)生無(wú)法按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，就抄襲別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成績(jī)不夠客觀真實(shí)，甚至可能出現(xiàn)抄襲者比被抄者成績(jī)高的現(xiàn)象，造成學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課，嚴(yán)重阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[6]。因此，為了改變現(xiàn)狀，學(xué)校針對(duì)電子類的學(xué)生開(kāi)展了翻轉(zhuǎn)課堂新模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)院乃至全校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)新的思路，揚(yáng)長(zhǎng)避短，更好地為本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。

2 引入翻裝課堂的可行性

2.1 網(wǎng)絡(luò)社交硬、軟件的普及

智能手機(jī)的普及及大學(xué)生對(duì)微信、QQ等社交軟件的依賴，為翻轉(zhuǎn)課堂的進(jìn)行提供了良好的平臺(tái)。微信和QQ公眾平臺(tái)的消息管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一或者多人同時(shí)交流，便于個(gè)別指導(dǎo)和討論學(xué)習(xí)；用戶管理功能可對(duì)所有用戶分組管理，便于進(jìn)行教學(xué)分班、分組或分層次管理；消息群發(fā)功能便于發(fā)送圖片、文本和視頻等實(shí)驗(yàn)資料；文件管理功能便于對(duì)上傳的資料進(jìn)行備份，以備隨需隨看[3，7－8]。

2.2 大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的靈活性

大學(xué)生可自由支配的學(xué)習(xí)時(shí)間較多，同時(shí)學(xué)校擁有優(yōu)質(zhì)的校園網(wǎng)、教學(xué)視頻錄制服務(wù)及穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。另外，移動(dòng)通信和WiFi信息網(wǎng)點(diǎn)覆蓋全校，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件，為翻轉(zhuǎn)課堂在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用提供了有力保障[9]。

2.3 課程特點(diǎn)的特殊，師資力量的強(qiáng)大

從課程特點(diǎn)上看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)儀器使用的注意事項(xiàng)和數(shù)據(jù)分析等，知識(shí)點(diǎn)較散，便于翻轉(zhuǎn)課堂；從師資力量上看，學(xué)院在本科教學(xué)方面有經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，能給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)新的思路[10－11]。團(tuán)隊(duì)成員于2015年參加了 “全國(guó)高等教育教師發(fā)展研究會(huì)”舉辦的 “高等院校微課開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制作實(shí)操技術(shù)應(yīng)用”的學(xué)習(xí)；全體實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員于2016年參加了 “VCOOC”教學(xué)實(shí)驗(yàn)與管理平臺(tái)的培訓(xùn)，熟悉了VCOOC虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、LMOS實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理系統(tǒng)及TAMS教學(xué)輔助管理系統(tǒng)等，為錄制微課資源與制作交互式測(cè)試提供了技術(shù)支持和保障。

3 翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

翻轉(zhuǎn)課堂是知識(shí)深度構(gòu)建的課堂，教師搭舞臺(tái)，學(xué)生唱主角。引入 “翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，對(duì)學(xué)院的實(shí)踐教學(xué)具有十分重要的意義。

3.1 學(xué)生層面

1)使學(xué)生有更多可獨(dú)立支配的時(shí)間來(lái)調(diào)整學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，讓教育不再是單純的知識(shí)灌輸，而是一種智慧的啟迪；

2)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研創(chuàng)新的敏感性，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)背后深層次的問(wèn)題鏈，將其對(duì)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)識(shí)提高到科學(xué)創(chuàng)新的高度，從而進(jìn)一步培養(yǎng)他們科研創(chuàng)新的思維品質(zhì)和能力；

3)有助于規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高其動(dòng)手實(shí)踐和自創(chuàng)能力，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的利用率，從而節(jié)約實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器維修與保養(yǎng)的成本。

3.2 教師層面

1)有助于教師因材施教，兼顧學(xué)生的個(gè)體差異，滿足不同認(rèn)知風(fēng)格、知識(shí)水平和興趣愛(ài)好的學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，增強(qiáng)師生互動(dòng)，促進(jìn)師生的深度交流；

2)有助于教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引入最新知識(shí)、技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法，把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

4 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂要注意的問(wèn)題

翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)時(shí)，要注意以下問(wèn)題。

1)要合理整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)測(cè)試問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)課上做好師生互動(dòng)，達(dá)到因材施教的目的，就需要教師合理把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與組織，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意調(diào)整教學(xué)方法和手段，實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)，注意學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)和內(nèi)化，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，合理引導(dǎo)學(xué)生去積極主動(dòng)地解決問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)體系進(jìn)行拓展，做到理論與實(shí)踐一體化。

2)以微課為載體的翻轉(zhuǎn)課堂需要一定的經(jīng)費(fèi)支持才能錄制高質(zhì)量的微課視頻。設(shè)計(jì)與錄制水平?jīng)Q定微課程的效果，不同課程的錄像設(shè)計(jì)也有所不同，不但要整合文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等媒體元素，注意可視化設(shè)計(jì)和引導(dǎo)設(shè)計(jì)，還應(yīng)注意授課的語(yǔ)言魅力及適用性問(wèn)題。

3)在新的實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定機(jī)制下，注意平衡由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型和內(nèi)容的多樣化引起的實(shí)驗(yàn)難易程度和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

5 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的具體實(shí)施方案

與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，翻轉(zhuǎn)課堂能以學(xué)生為主，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，保證師、生和生、生之間互動(dòng)交流的有效性。當(dāng)然，任何一種先進(jìn)的教學(xué)模式或方法都必須與實(shí)際教學(xué)相結(jié)合，適合的才是最好的，才能充分發(fā)揮效力，因此翻轉(zhuǎn)課堂要真正的運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不簡(jiǎn)單，需要教師投入大量的時(shí)間和精力去設(shè)計(jì)、規(guī)劃，并在實(shí)踐過(guò)程中不斷地創(chuàng)新與改進(jìn)[11－12]。

學(xué)院有3個(gè)電子專業(yè)，每門(mén)實(shí)驗(yàn)課程一般有8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，16個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)(課程設(shè)計(jì)除外)，由于專業(yè)和課程的不同，要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)室可開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有14～18個(gè)，以便于任課老師和學(xué)生有針對(duì)性地選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。引入翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式后，在實(shí)驗(yàn)類型上，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將以前的驗(yàn)證性＋綜合性轉(zhuǎn)變?yōu)轵?yàn)證性＋設(shè)計(jì)性＋綜合性，進(jìn)行創(chuàng)造性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)[13]，整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的流程分為3個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的流程圖

5.1 課前

課前，教師提前安排好實(shí)驗(yàn)任務(wù)，確定好教學(xué)目標(biāo)，將知識(shí)點(diǎn)細(xì)化，做好知識(shí)導(dǎo)圖，然后制作微課視頻。明確說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、要求、步驟和具體內(nèi)容，每種型號(hào)儀器的操作方法和注意事項(xiàng)，儀器儀表的校準(zhǔn)與簡(jiǎn)單維修及安全用電知識(shí)等，并將這些學(xué)習(xí)資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)共享給學(xué)生[14－15]。

在此環(huán)節(jié)，學(xué)生按照下達(dá)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)，在規(guī)定的期限內(nèi)自由安排時(shí)間，反復(fù)觀看視頻直至通過(guò)測(cè)試。一旦遇到問(wèn)題，可以在線和老師、同學(xué)交流，教師能實(shí)時(shí)掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展與具體情況，并加以總結(jié)和歸納，便于課中引導(dǎo)學(xué)生，并針對(duì)學(xué)生疑問(wèn)較多的地方，對(duì)微視頻進(jìn)行修改[12－14]。

當(dāng)然，該環(huán)節(jié)需要指導(dǎo)老師具有較高的教育信息化素養(yǎng)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)功底，能熟練運(yùn)用錄制視頻的軟件，針對(duì)課程能將教學(xué)視頻做得精煉，重點(diǎn)突出，教學(xué)風(fēng)格樸素，并且制作時(shí)應(yīng)注意不同學(xué)生的差異和不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與方式[16－17]。

5.2 課中

學(xué)生必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成前期的學(xué)習(xí)、測(cè)試與互動(dòng)交流，才能按時(shí)進(jìn)入該環(huán)節(jié)。課中，教師根據(jù)在線的互動(dòng)交流和學(xué)生的提問(wèn)，先集中解答或?qū)€(gè)別學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面輔導(dǎo)，使其對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有更進(jìn)一步的理解，并且思路清晰、開(kāi)闊，不僅能夠自己獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)，還可對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。若實(shí)驗(yàn)中碰到新的問(wèn)題，學(xué)生可反復(fù)翻看視頻資源或在線請(qǐng)教老師和同學(xué)。通過(guò)第一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，教師不再重復(fù)講解實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生自主操作和教師巡回指導(dǎo)的時(shí)間相應(yīng)增加，且東張西望、交頭接耳、玩手機(jī)、來(lái)回走動(dòng)、觀看別人操作和抄襲別人實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象也相應(yīng)減少，為實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員管理實(shí)驗(yàn)室提供了方便。

5.3 課后

課后，學(xué)生在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告與數(shù)據(jù)，并對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與反思，完成深層次的測(cè)試，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)中存在問(wèn)題的改進(jìn)意見(jiàn)反饋給教師。教師根據(jù)學(xué)生課前、課中和課后的綜合表現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，同時(shí)結(jié)合學(xué)生的反饋對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行修改、完善和進(jìn)一步強(qiáng)化。

另外，教師要將好的具有設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)成果錄制下來(lái)，并將優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理成冊(cè)，供其他學(xué)生參考[12－14]。

6 新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的評(píng)定機(jī)制

實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)定機(jī)制建立得是否公平、合理，直接影響到學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，因此建立一個(gè)切實(shí)有效的激勵(lì)與評(píng)價(jià)機(jī)制是非常重要的。引入翻轉(zhuǎn)課堂后，新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的評(píng)定機(jī)制如圖2所示。

圖2 新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)定機(jī)制

新模式下雖然仍采用百分制，但是打破了原有的 “結(jié)果考核”模式，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)定不再是僅由實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告決定，而是由學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、測(cè)試與交流互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度、是否遵守課堂紀(jì)律與實(shí)驗(yàn)室管理制度、實(shí)驗(yàn)中的交流互動(dòng)與創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)后的分析、反思與總結(jié)及深層次的測(cè)試與反饋等來(lái)綜合評(píng)定，將成績(jī)?cè)u(píng)定與過(guò)程評(píng)定相結(jié)合，理論評(píng)定與實(shí)踐評(píng)定相結(jié)合，做到考評(píng)規(guī)范、嚴(yán)格、公正、公開(kāi)，為學(xué)生創(chuàng)造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣和熱情，使其在理論與實(shí)踐的過(guò)程中，明確認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[18－19]。

7 結(jié)束語(yǔ)

學(xué)校將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新的嘗試，如何真正地將翻轉(zhuǎn)課堂運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還需不斷實(shí)踐與探索。雖然翻轉(zhuǎn)課堂有其優(yōu)勢(shì)，但也不能完全丟棄傳統(tǒng)教學(xué)，而是要將兩種模式相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，加強(qiáng)調(diào)整與改善，從而進(jìn)一步適應(yīng)我們的實(shí)際教學(xué)需求，讓學(xué)院電子類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到長(zhǎng)期而穩(wěn)定的發(fā)展[1，20－21]。

今后，學(xué)院還需對(duì)實(shí)踐教學(xué)的資源、評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)等做出進(jìn)一步的改革與完善，并建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估、教學(xué)成果和優(yōu)秀教學(xué)資源等的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)成果作為一項(xiàng)重要指標(biāo)，鼓勵(lì)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參與實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的不斷發(fā)展[22－23]。

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