基于翻轉(zhuǎn)課堂的主動學(xué)習(xí)促進策略

朱桂萍 于歆杰

摘 要：本文介紹了三種形式的翻轉(zhuǎn)課堂特點及其教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容三個方面討論了有效實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)所需的特別教學(xué)設(shè)計，并以清華大學(xué)“電路原理”課程為例，介紹了在該課程中通過實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)的具體做法。在五年翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中，學(xué)生的考試成績以及教學(xué)評估結(jié)果表明，這種線上與線下、理論與實踐相結(jié)合的“混合式學(xué)習(xí)”極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了其主動學(xué)習(xí)的意識和能力，收到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；主動學(xué)習(xí)；混合式學(xué)習(xí)

清華大學(xué)電路原理課程教學(xué)組自2003年開始，從教學(xué)理念、教學(xué)手段（推廣使用多媒體課件）、教學(xué)內(nèi)容（全面引入MOSFET）、立體教材建設(shè)等多個方面對課程進行了全面改革[1-3]，

取得了較好的效果，在國內(nèi)同行中產(chǎn)生了積極的影響。

然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和在線教學(xué)資源的爆發(fā)性增長，學(xué)生獲取知識的渠道越來越多元，相應(yīng)地也就越來越不滿足于那種知識單向流動、大水漫灌式的傳統(tǒng)課堂教學(xué)。大學(xué)課堂教學(xué)如不進行改革，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣勢必越來越小，主動學(xué)習(xí)的愿望也勢必越來越低。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其主動學(xué)習(xí)的意識和能力成為擺在全體高校老師面前的一大挑戰(zhàn)。為此，清華大學(xué)電路原理教學(xué)組在持續(xù)幾年進行的課程內(nèi)容和課程教學(xué)環(huán)境改革的基礎(chǔ)上，從2013年春季學(xué)期開始嘗試采用“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）教學(xué)模式，借助教學(xué)組制作的MOOC資源[4]，課前要求學(xué)生通過觀看MOOC視頻完成大部分理論內(nèi)容的自學(xué)，課堂時間則主要實現(xiàn)面對面的富有成效的討論。新的教學(xué)模式以“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進主動學(xué)習(xí)”為目的，從傳統(tǒng)的以教師為中心、以教材為中心、以教室為中心的教學(xué)模式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)模式，時間尺度上從課堂擴展到課前課后，空間尺度上從教室拓展到宿舍等任何可以學(xué)習(xí)的地方，學(xué)習(xí)資源從教材拓展到線上線下多種媒體。所有這些拓展都充分考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力，以提高其學(xué)習(xí)成效為中心。我們希望從這門專業(yè)基礎(chǔ)課開始激發(fā)起學(xué)生對電學(xué)專業(yè)的興趣，進而能夠去主動探索和學(xué)習(xí)相關(guān)知識。5年9個學(xué)期的實踐表明，采用這種線上與線下相結(jié)合、理論與實驗相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)方式可以有效激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的欲望，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的能力。我們還把實驗與理論課程有機融合，以提高學(xué)生的工程意識和動手能力。

一、翻轉(zhuǎn)課堂實施模式

“翻轉(zhuǎn)課堂”（flipped classroom）最初實施時，課堂時間仍然是以教師為中心的。2015年，Jonathan Bergmann 和Aaron Sams在他們出版的新著中進一步發(fā)展了“翻轉(zhuǎn)課堂”的概念[5]，提出了“翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)”，指出翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)是“是一種教學(xué)方法，它把直接學(xué)習(xí)從集體學(xué)習(xí)空間轉(zhuǎn)移到個人學(xué)習(xí)空間，從而把集體空間變成一種動態(tài)的、交互的學(xué)習(xí)環(huán)境，老師在學(xué)生運用概念和創(chuàng)造性地參與科目學(xué)習(xí)過程中給予指導(dǎo)”。在這種教學(xué)模式下，老師的主要角色不再是內(nèi)容講授者，而是學(xué)習(xí)指導(dǎo)者和促進者。真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心，展開富有成效的面對面互動討論，這才是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式最重要的價值所在。

1.翻轉(zhuǎn)課堂的多種形式

根據(jù)課堂規(guī)模和實施手段，翻轉(zhuǎn)課堂可以分為以下幾種形式：小規(guī)模的完全翻轉(zhuǎn)；大規(guī)模的輕量級翻轉(zhuǎn)；小規(guī)模的混合式學(xué)習(xí)[6]。

小規(guī)模的完全翻轉(zhuǎn)是指課上課下角色的完全翻轉(zhuǎn)。在這種教學(xué)模式下，絕大部分內(nèi)容都要求學(xué)生課前借助MOOC平臺等形式完成自學(xué)，課堂時間以討論學(xué)生提出的問題為主，可以輔之適當(dāng)練習(xí)。為了保證討論效果，課堂規(guī)模一般不宜超過30人。這種教學(xué)模式的目標(biāo)是訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新性思維，提高學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力。

大規(guī)模的輕量級翻轉(zhuǎn)是指借助雨課堂等新教學(xué)技術(shù)，在人數(shù)規(guī)模較大的課堂（通常超過100人）通過彈幕、限時答題等形式及時掌握學(xué)生對所講內(nèi)容的理解情況，并對教學(xué)過程及時做出調(diào)整。這種教學(xué)模式的目標(biāo)是提高學(xué)生的課堂參與度，增強大班授課時的師生互動。

小規(guī)模的混合式學(xué)習(xí)是指以線上學(xué)習(xí)為主、線下討論很少的一種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。這種模式對學(xué)生的自律性和自學(xué)能力要求較高，因此也不宜太大規(guī)模。這種教學(xué)模式的目標(biāo)是為學(xué)生提供多樣化選擇，提高教學(xué)靈活性。

不同學(xué)校、不同課程的老師在采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)之前，應(yīng)首先厘清自己目前教學(xué)過程中存在的問題、教學(xué)對象的特點和改革想要達到的目標(biāo)，然后再采取合適的教學(xué)模式。對于這三種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對同一門課程的不同內(nèi)容可以穿插使用，也可以只對部分內(nèi)容進行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，這取決于授課教師對教學(xué)內(nèi)容的理解和安排。

2.完全翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計

相對于大規(guī)模的輕量級翻轉(zhuǎn)和小規(guī)模的混合式學(xué)習(xí)，小規(guī)模的完全翻轉(zhuǎn)對傳統(tǒng)教學(xué)模式的改動最大，需要從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上進行特別設(shè)計[7]，才能保證良好的教學(xué)效果。

完全翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)境設(shè)計，一要采用便于進行小組討論的桌椅擺放方式；二要配備足夠多的板書空間，黑板或白板均可，便于多組學(xué)生同時進行習(xí)題演算和討論；三要保證可靠的無線網(wǎng)絡(luò)鏈接，便于利用雨課堂等教學(xué)工具獲得實時的教學(xué)反饋。

很多老師在傳統(tǒng)教學(xué)模式中采用的教學(xué)方法也可以在翻轉(zhuǎn)課堂中使用，比如基于問題的學(xué)習(xí)（Problem based Learning， PBL）、基于項目的學(xué)習(xí)（Project based Learning， PBL）、基于產(chǎn)出的教育（Outcome based Education， OBE）、提問式教學(xué)等。但在采用這些教學(xué)方法時，需要針對翻轉(zhuǎn)課堂的特點進行精心設(shè)計，設(shè)計時建議遵循以下三個原則：

（1）突出以學(xué)生為中心。因為學(xué)生進入課堂之前已經(jīng)通過課前的線上學(xué)習(xí)，對大部分理論知識點有所了解甚至已經(jīng)基本掌握，所以課堂討論必須以學(xué)生為中心，重點討論解決其疑難問題。教師不必也不能再追求教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯性和知識體系的完整性，而是要通過討論，幫助學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，并能建立正確而完整的知識體系。這個過程體現(xiàn)的是一種“建構(gòu)主義”的學(xué)習(xí)方法[8，9]。

（2）強調(diào)小組合作。為避免課堂討論陷入“冷場”，教師在課堂內(nèi)可鼓勵學(xué)生進行小組合作，對于別的同學(xué)提出的問題或老師給出的習(xí)題先在小組內(nèi)進行討論，然后推選出一個代表來回答。這樣學(xué)生即使回答錯了也不會覺得太尷尬，保護了其發(fā)言積極性。

（3）給予充分時間討論，鼓勵挑戰(zhàn)權(quán)威，鼓勵創(chuàng)新。在傳統(tǒng)授課模式下，學(xué)生的創(chuàng)新性思維和研究性學(xué)習(xí)能力不能得到充分的培養(yǎng)，一個重要的原因就是學(xué)時不夠。老師要在有限的學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，只能在課堂時間內(nèi)趕進度、滿堂灌，學(xué)生根本沒有時間沒有機會表達自己的想法。而在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下課堂上有充分的時間可以展開討論，對于一些定理定律，鼓勵學(xué)生追根溯源，了解其提出背景，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性地將這些經(jīng)典理論應(yīng)用到學(xué)科或產(chǎn)業(yè)的前沿領(lǐng)域，解決新的技術(shù)問題。

教學(xué)內(nèi)容的分割和設(shè)計是成功實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的關(guān)鍵。教師要確定哪些內(nèi)容是要求學(xué)生在課前進行自學(xué)的，哪些是要在課堂上進行討論的，哪些是要在課后通過練習(xí)進一步提高的。內(nèi)容分割既要夯實基礎(chǔ)，又要有難度進階，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中既要感受到挑戰(zhàn)，又要經(jīng)常有成就感，才能使其在一學(xué)期的學(xué)習(xí)過程中始終保持飽滿的學(xué)習(xí)熱情，并真正有所收獲。

二、清華大學(xué)電路原理課程翻轉(zhuǎn)課堂實踐

清華大學(xué)電路原理課程自2013年春季學(xué)期開始進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐，除2014年秋季學(xué)期外，迄今已經(jīng)完成了9個學(xué)期的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，得到了同學(xué)們的普遍認(rèn)可，并且將這種教學(xué)模式向國內(nèi)30多所高校進行了推廣，產(chǎn)生了廣泛而積極的影響[10]。

清華大學(xué)電路原理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的線上學(xué)習(xí)依托教學(xué)組老師于2013年自己錄制的“電路原理”MOOC課程，其中包含了99講、240個總計時長約22.5小時的視頻，198道講間練習(xí)題和109道綜合練習(xí)題，內(nèi)容包括電阻電路、動態(tài)電路的暫態(tài)分析和正弦穩(wěn)態(tài)分析三大部分，基本可滿足不同層次高校學(xué)生課前學(xué)習(xí)的需要[11]。

在具體教學(xué)過程中，課前給學(xué)生分發(fā)一份 “課前安排”，內(nèi)容包括觀看MOOC平臺的視頻，完成相關(guān)練習(xí)以及閱讀教材的相關(guān)章節(jié)、難度相對低一點的2～3道練習(xí)題以及基于便攜式實驗設(shè)備完成的驗證型實驗內(nèi)容等。如果需要還會分發(fā)一些補充閱讀材料。大約有70%左右的學(xué)時會有相應(yīng)的實驗任務(wù)，學(xué)生兩人一組完成實驗，需要自己設(shè)計實驗方案、選擇元器件參數(shù)，并搭建具體電路進行測試。

課堂討論的內(nèi)容主要包括三部分：課前學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，難度較高的練習(xí)或基本理論的工程應(yīng)用，實驗方案討論或?qū)嶒灲Y(jié)果檢查。課堂討論以學(xué)生為中心展開。清華大學(xué)電路原理課程在實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)時以上三方面的時間分配大概是5：3.5：1.5。

課后學(xué)生要完成的考核性內(nèi)容包括：筆頭作業(yè)和研究型實驗。研究型實驗是清華大學(xué)電路原理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的難點和亮點。傳統(tǒng)教學(xué)模式下電路原理實驗是獨立于理論課的一門課程，跨春秋兩個學(xué)期，實驗數(shù)量分別為5個（大一春）+ 4個（大二秋）。實驗內(nèi)容及完成過程有明確的實驗指示書，基于分立器件完成。這種模式下的實驗多為驗證性實驗，挑戰(zhàn)性低，也不易開發(fā)新的實驗，對理論學(xué)習(xí)的幫助不大。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下實驗與理論學(xué)習(xí)有機融合，基于便攜式實驗設(shè)備和虛擬儀器技術(shù)，教師可以根據(jù)理論教學(xué)的進展同步布置實驗任務(wù)，既有驗證型的也有研究型的，不僅實驗數(shù)量大大增加（春季學(xué)期15個+秋季學(xué)期8個），研究型實驗也占到了40%以上。這種安排給了學(xué)生極大的挑戰(zhàn)，通過課堂討論、小組合作等形式完成實驗任務(wù)后，學(xué)生會有非常大的成就感，學(xué)習(xí)興趣也油然而生。而且，利用便攜式實驗設(shè)備，學(xué)生還可以隨時將自己腦海中靈光一現(xiàn)的想法及時加以驗證，為鍛煉創(chuàng)新性思維提供了良好的物質(zhì)保障。

清華大學(xué)電路原理翻轉(zhuǎn)課堂實施5年來取得了較好的教學(xué)效果，獲得了學(xué)生的普遍認(rèn)可。主講教師在2013、2015、2017年春季學(xué)期的教學(xué)評估中都進入了全校前5%。學(xué)生反映：相比傳統(tǒng)教學(xué)，這種線上與線下、理論與實驗相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)方式獲得的知識“印象更深刻”“自己思考得更多”“對知識點的理解更到位”，“對解決實際工程問題更有幫助，思路更開闊”“通過實驗驗證，對知識點的理解更透徹”。

需要說明的是，參加電路原理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的學(xué)生全部是自由報名，幾年實踐過程中報名人數(shù)基本都在課程容量的1.5倍以上。教學(xué)組會組織一個簡單的面試，重點考查語言表達能力和團隊協(xié)作意識，對學(xué)習(xí)成績沒有任何要求。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的學(xué)生在期中期末都需要與年級其他同學(xué)同時同卷考試。2013—2016年的數(shù)據(jù)表明，參加翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的同學(xué)其卷面平均成績比采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的平行班大約高出8～15分。

清華大學(xué)電路原理教學(xué)組在進行教學(xué)改革的同時，也注意及時總結(jié)經(jīng)驗，積極與國內(nèi)高校同行進行交流和推廣。目前這種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已經(jīng)在近30所高校實行，這其中既有“985工程”“211工程”等重點院校，也有二本甚至高職類院校。不同層次學(xué)校的老師在實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中都針對本校學(xué)生特點和教學(xué)目標(biāo)對課程進行了特別設(shè)計，取得了較好的教學(xué)效果[10]。

三、結(jié)語

回顧五年來的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐，收獲經(jīng)驗的同時，也深感未來還有許多可以改進的地方，主要包括以下幾點：

（1）相比傳統(tǒng)教學(xué)模式通常只能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的“功能性需求”，翻轉(zhuǎn)課堂提供了一種全新的體驗，可以滿足一部分學(xué)生的“體驗性需求”，這是一種進步。但在這個過程中，無論是MOOC平臺和雨課堂中積累的大量教學(xué)數(shù)據(jù)，還是一線教師在實際教學(xué)過程中積累的直觀經(jīng)驗和感受，都還沒有得到充分的分析、挖掘和利用。通過對這些定量數(shù)據(jù)和定性經(jīng)驗的分析，并基于這些數(shù)據(jù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)習(xí)慣進行較為準(zhǔn)確的刻畫，從而在未來的教學(xué)中實現(xiàn)精準(zhǔn)的因材施教，真正滿足學(xué)生的“個性化需求”。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂為掛在“云”端的MOOC資源提供了一種在大學(xué)課堂落“地”的有效途徑，各個學(xué)校可根據(jù)本校學(xué)生特點、目前教學(xué)中存在的痛點和想要達到的教學(xué)目標(biāo)對落地方法進行特別設(shè)計。MOOC資源不是唯一選擇，但混合式學(xué)習(xí)一定是大勢所趨。

（3）參與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的老師和學(xué)生都付出了比傳統(tǒng)教學(xué)模式下更多的時間和精力，最終的產(chǎn)出有些是可以量化的（如教學(xué)評估結(jié)果、考試成績等），但更多的是長期的、無法量化的一些收獲（如知識面的拓展、團隊協(xié)作意識、動手能力、表達能力等）。如何建立一套針對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)有效性的科學(xué)評價體系以及相應(yīng)的管理機制，對于促進更多的老師和學(xué)生采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，提升教學(xué)效果是必不可少的。

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[責(zé)任編輯：周 楊]