翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)教學(xué)中的應(yīng)用初探

鞠英芹 湯興芝

[摘 要] 翻轉(zhuǎn)課堂是信息化時(shí)代思維創(chuàng)新教學(xué)的產(chǎn)物，它將互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放、共享、自由等特征與教育教學(xué)的本質(zhì)規(guī)律有機(jī)結(jié)合。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高空氣象探測(cè)教學(xué)中的應(yīng)用，能將教師課堂教學(xué)、學(xué)生課外學(xué)習(xí)和師生交流互動(dòng)相結(jié)合，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，同時(shí)也提高教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 翻轉(zhuǎn)課堂;高空氣象探測(cè);應(yīng)用

[基金項(xiàng)目] 中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院科研項(xiàng)目“暴雨預(yù)報(bào)個(gè)例分析與模擬教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)”（內(nèi)2015-007）;湖北省氣象局科技發(fā)展

基金項(xiàng)目“《湖北省氣象災(zāi)害十大服務(wù)案例匯編》講義編寫(xiě)”（2017C07）

[作者簡(jiǎn)介] 鞠英芹（1985—），女，山東威海人，中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院湖北分院工程師，研究方向：氣象繼續(xù)教育。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）19-0289-04? ? [收稿日期] 2019-08-01

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)信息化的飛速發(fā)展，推動(dòng)著世界各行各業(yè)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，即利用云計(jì)算、云服務(wù)技術(shù)信息手段將課堂知識(shí)傳授與課外知識(shí)內(nèi)化顛倒安排的新型教學(xué)模式——翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）的概念源自21世紀(jì)初的美國(guó)，主要體現(xiàn)為對(duì)課堂教學(xué)流程的翻轉(zhuǎn)，即通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)“先學(xué)后教”，教師課前創(chuàng)設(shè)教學(xué)資源（錄音、視頻、電子教材），學(xué)生在課外或家中自主學(xué)習(xí)，再回到課堂上完整深度知識(shí)協(xié)作（解惑、釋疑、探究等）的一種教學(xué)形態(tài)[1]。該教學(xué)模式是以學(xué)生的“學(xué)”為中心的教學(xué)理念為指導(dǎo)，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等信息化技術(shù)手段為依托，構(gòu)建出課前學(xué)習(xí)知識(shí)、課中內(nèi)化知識(shí)和課后升華知識(shí)的教學(xué)流程，最終達(dá)到教師和學(xué)生共同發(fā)展的目標(biāo)[2]。

翻轉(zhuǎn)課堂將教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”顛倒過(guò)來(lái)，它一經(jīng)推出便風(fēng)行全球，也成為我國(guó)新一輪教學(xué)改革的熱點(diǎn)。很多研究學(xué)者圍繞翻轉(zhuǎn)課堂提出了自己的觀點(diǎn)。宋生濤[2]介紹了翻轉(zhuǎn)課堂的時(shí)代背景、基本特征、關(guān)鍵要素以及課堂實(shí)施，顛覆了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基本結(jié)構(gòu)，顛倒了教學(xué)過(guò)程，重置了課堂時(shí)間，改變了學(xué)習(xí)方式，轉(zhuǎn)變了師生的角色;丁東糧[1]提出了翻轉(zhuǎn)課堂本土化移植的局限性，從目的翻轉(zhuǎn)、知識(shí)本位翻轉(zhuǎn)到教學(xué)流程翻轉(zhuǎn)都進(jìn)行了深度的反思;王巧煥[3]指出了對(duì)高校傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)理念、教學(xué)流程、教學(xué)評(píng)價(jià)帶來(lái)了巨大沖擊，同時(shí)對(duì)高校教師的教學(xué)思想、專業(yè)綜合能力及現(xiàn)代化信息技術(shù)水平提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也對(duì)學(xué)生的角色定位、學(xué)習(xí)能力、自我約束力等方面提出了挑戰(zhàn)。馬婷娟[4]指出翻轉(zhuǎn)課堂在本土化過(guò)程中受到教學(xué)理論與實(shí)踐，教師教育思想觀念，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，資金與信息技術(shù)支持，學(xué)科適應(yīng)性與學(xué)段適合性，標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)試教育與單一化評(píng)價(jià)方式，以及大班化教學(xué)的限制和束縛。蘇冰琴[5]基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的微課教學(xué)改革思路，探索以培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力的高校創(chuàng)新人才為目標(biāo)的專業(yè)課教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂在應(yīng)用過(guò)程中也取得了較好的成效。陳斌[6]認(rèn)為在汽車維修電工考證培訓(xùn)課程中開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，同時(shí)也提高考證通過(guò)率。楊偉華[7]通過(guò)將現(xiàn)代信息技術(shù)在水污染控制工程教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用，并取得較好效果。在氣象行業(yè)中，氣象繼續(xù)教育對(duì)提高專業(yè)技術(shù)人員的知識(shí)和技能起到非常重要的關(guān)鍵作用，能不斷對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的知識(shí)和技能進(jìn)行更新、補(bǔ)充、拓展和提高，進(jìn)一步完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高創(chuàng)造力和專業(yè)技術(shù)水平。在理論課程講授方面，氣象繼續(xù)教育基本上采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式也逐漸滲透到氣象繼續(xù)教育培訓(xùn)中。本文擬通過(guò)在大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)班中，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，探討高空氣象探測(cè)授課的教學(xué)效果，以及學(xué)生的知識(shí)接收能力。

一、翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

（一）學(xué)情分析

氣象培訓(xùn)屬成人培訓(xùn)的范疇，具有成人學(xué)習(xí)的一切特征：帶著問(wèn)題學(xué)、理解能力強(qiáng)、記憶能力差、喜歡雙向交流與溝通、希望得到認(rèn)同、不能持續(xù)學(xué)習(xí)和自我防衛(wèi)心理強(qiáng)等。氣象工作還具有一些行業(yè)特點(diǎn)：首先，氣象行業(yè)實(shí)行垂直管理，有一套獨(dú)立的運(yùn)行管理機(jī)制，所以氣象行業(yè)是相對(duì)封閉的系統(tǒng);其次，氣象現(xiàn)象發(fā)生在大氣層中，目前還無(wú)法還原和模擬氣象現(xiàn)象發(fā)生，具有不可再現(xiàn)的特征，氣象預(yù)報(bào)不能做到100%準(zhǔn)確，所以具有明顯的不確定性;再次，用于分析預(yù)報(bào)的氣象資料是多年歷史與實(shí)時(shí)資料的結(jié)合，包括天地空資料，由人工觀測(cè)、雷達(dá)觀測(cè)、衛(wèi)星觀測(cè)等大量氣象資料組成，具有大數(shù)據(jù)的特征;最后，氣象職工分布在全國(guó)各地，特別是基層氣象機(jī)構(gòu)，地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，交通不方便，職工人數(shù)少，工學(xué)矛盾比較突出。因此，在開(kāi)展氣象培訓(xùn)的過(guò)程中，必須做到統(tǒng)籌兼顧，充分考慮成人學(xué)習(xí)和氣象行業(yè)的特點(diǎn)。氣象部門(mén)始終堅(jiān)持“分層分類”教育培訓(xùn)的計(jì)劃性、系統(tǒng)性、統(tǒng)籌性，開(kāi)創(chuàng)了氣象干部教育和學(xué)歷后專業(yè)繼續(xù)教育的新局面，全方位多層次的氣象教育培訓(xùn)格局已形成。

大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)班主要是針對(duì)進(jìn)入氣象部門(mén)工作的理工科類非氣象專業(yè)本科及以上學(xué)歷的畢業(yè)生進(jìn)行氣象基礎(chǔ)知識(shí)的培訓(xùn)，包括天氣學(xué)、氣象學(xué)、大氣探測(cè)學(xué)、動(dòng)力氣象學(xué)、氣候?qū)W等基本知識(shí)，為從事氣象管理和服務(wù)等工作打下必要的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，其中，氣象基礎(chǔ)理論課程授課330學(xué)時(shí)，約占總學(xué)時(shí)的85%。通過(guò)對(duì)2018年上半年的學(xué)生的基本情況進(jìn)行了解，其特點(diǎn)表現(xiàn)在：年輕、精力容易不集中，有少部分學(xué)生在氣象觀測(cè)崗位工作，有一定的工作經(jīng)歷。傳統(tǒng)的填鴨式的教學(xué)方式容易讓學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)信心和興趣，需要采用多種教學(xué)方法，而不是一味地單方面的講授，要注重學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)和因材施教，充分借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，這樣教學(xué)效果才會(huì)立現(xiàn)，學(xué)生的接受能力也會(huì)逐漸增強(qiáng)。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)中的設(shè)計(jì)

氣象繼續(xù)教育中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，有著不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式的特點(diǎn)：第一，它突破了傳統(tǒng)的教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)課上學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。第二，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)流程，將傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)的傳授從課中放到課前由學(xué)生借助教師提供的教學(xué)資源完成自主學(xué)習(xí)及針對(duì)性的練習(xí)，而課中主要進(jìn)行答疑解惑，知識(shí)應(yīng)用及批判性思維、解決問(wèn)題能力、協(xié)作能力和自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)等方面的培養(yǎng)。第三，它轉(zhuǎn)變師生角色，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變成主動(dòng)內(nèi)化知識(shí)的自主學(xué)習(xí)者，教師由主講變成了學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、資源提供者、課堂的組織者[4]。第四，它能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的融會(huì)貫通，知識(shí)鏈接能力。由于氣象專業(yè)各學(xué)科之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，不能只掌握其中一門(mén)學(xué)科的知識(shí)，一定要考慮知識(shí)點(diǎn)的銜接，以及學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)的特性。

翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，重視教學(xué)過(guò)程中教師、學(xué)生、學(xué)習(xí)資源之間的交流和互動(dòng)，努力創(chuàng)造情境創(chuàng)設(shè)、啟發(fā)思考、信息獲取、資源共享、多重交互、自主探究等多方面要求的教學(xué)環(huán)境。

1.課前主動(dòng)學(xué)習(xí)。首先，重溫已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的大氣探測(cè)學(xué)中關(guān)于溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速等常規(guī)地面氣象要素的測(cè)量原理，熟悉溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速等氣象要素的人工測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)測(cè)量?jī)x器的使用。其次，根據(jù)教師提供的高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范化課件，自己主動(dòng)自覺(jué)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：高空探測(cè)前準(zhǔn)備工作;實(shí)時(shí)探測(cè)及資料處理;雷達(dá)標(biāo)校;氫氣安全作業(yè)四大方面內(nèi)容（見(jiàn)表1）。

學(xué)生在獲取學(xué)習(xí)任務(wù)后，可提前了解學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以反復(fù)觀看，直到學(xué)懂為止，有看不懂的地方可隨時(shí)提問(wèn)。教師制作學(xué)習(xí)任務(wù)調(diào)查表（見(jiàn)表2），學(xué)生如實(shí)反饋情況，教師根據(jù)調(diào)查結(jié)果歸納整理，為課堂的知識(shí)消化做好充分準(zhǔn)備。

2.課堂分組教學(xué)。課堂教學(xué)將以學(xué)生為中心，通過(guò)分組教學(xué)，以小組合作學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，匯報(bào)講解為檢驗(yàn)，期望知識(shí)能靈活掌握，并在過(guò)程中養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。教學(xué)環(huán)節(jié)具體如表3所示。

在教學(xué)組織環(huán)節(jié)，將學(xué)生分成四組，每組8～9人，設(shè)立一名小組長(zhǎng)，組長(zhǎng)是負(fù)責(zé)組員任務(wù)分工、收集資料、整理歸納、推舉發(fā)言人等工作，其中，任務(wù)分工是根據(jù)分解的學(xué)習(xí)內(nèi)容（表1）進(jìn)行小組分工。

在資訊答疑環(huán)節(jié)，教師把學(xué)生反饋的問(wèn)題經(jīng)總結(jié)歸納后呈現(xiàn)給學(xué)生，組織各組學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)討論。經(jīng)過(guò)各組討論學(xué)習(xí)后，鼓勵(lì)已經(jīng)掌握的學(xué)生上臺(tái)給全班同學(xué)進(jìn)行講解或?qū)W生間進(jìn)行互助學(xué)習(xí)，如果學(xué)生普遍認(rèn)為的難點(diǎn)，教師再進(jìn)行集中講授。

在實(shí)施計(jì)劃環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)課前自我學(xué)習(xí)及課堂答疑，對(duì)高空氣象探測(cè)的高空探測(cè)前準(zhǔn)備工作、實(shí)時(shí)探測(cè)及資料處理、雷達(dá)標(biāo)校、氫氣安全作業(yè)的內(nèi)容進(jìn)行了解，因此在進(jìn)行學(xué)習(xí)計(jì)劃時(shí)，學(xué)生可以獨(dú)立完成，如遇疑惑之處可以學(xué)習(xí)視頻課件。同時(shí)也鼓勵(lì)已經(jīng)掌握的同學(xué)來(lái)?yè)?dān)任“助教”。

在成果分享環(huán)節(jié)，在檢查學(xué)生學(xué)習(xí)成果的同時(shí)最重要的是讓學(xué)生分享在實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決的方法。比如：為什么要對(duì)探空儀進(jìn)行基測(cè);放球時(shí)放球點(diǎn)的選定以及重放球的情況;雷達(dá)標(biāo)校時(shí)，正北方向的指定;充灌氣球時(shí)，是否能帶手機(jī)等;還有學(xué)生提出縣級(jí)綜合業(yè)務(wù)崗位人員少，任務(wù)重，高空值班分工如何安排？

在總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)要總結(jié)評(píng)價(jià)學(xué)生教學(xué)過(guò)程的態(tài)度，在課堂教學(xué)過(guò)程中要注重學(xué)習(xí)的態(tài)度教育。

3.課后鞏固復(fù)習(xí)。教師圍繞高空探測(cè)前準(zhǔn)備工作、實(shí)時(shí)探測(cè)及資料處理、雷達(dá)標(biāo)校、氫氣安全作業(yè)四個(gè)方面分別設(shè)置四個(gè)問(wèn)題：高空探測(cè)前的準(zhǔn)備工作步驟、高空探測(cè)資料處理的步驟、雷達(dá)標(biāo)校的方法、氫氣安全作業(yè)的注意事項(xiàng)，每個(gè)問(wèn)題按熟悉程度設(shè)置非常熟悉、比較熟悉、一般、不熟悉、很不熟悉五個(gè)選項(xiàng)，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行投票。根據(jù)學(xué)生投票結(jié)果，及時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)。另外，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)和建議發(fā)送給教師，這樣教師能及時(shí)了解學(xué)生需求及可能存在的問(wèn)題，為課堂教學(xué)的改進(jìn)和教師業(yè)務(wù)能力提高提供一個(gè)參考。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)中的應(yīng)用效果分析

在大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)班中，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂在高空氣象探測(cè)中的應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果顯著，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到提升，也增強(qiáng)了自己的責(zé)任感，在最后統(tǒng)計(jì)的結(jié)果（見(jiàn)圖1）中可以看到以下幾點(diǎn)。

1.教學(xué)方法滿意率達(dá)到93%，得到學(xué)生的一致認(rèn)可，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式充分利用了視頻課件的形式，學(xué)生針對(duì)教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)融會(huì)貫通，遇到不會(huì)的問(wèn)題需要查閱資料，并及時(shí)反饋給教師，讓教師在短時(shí)間內(nèi)迅速掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并在課堂中組織學(xué)生小組討論，實(shí)施個(gè)性化、討論式教學(xué)，解答疑惑，課后還需要學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放課程、教育資源平臺(tái)等數(shù)字化教學(xué)資源拓展知識(shí)空間，讓授課形式不再枯燥無(wú)味，這樣學(xué)生的自主性逐漸提高，對(duì)氣象專業(yè)基本知識(shí)的掌握能力也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)逐漸得到提升。

2.教學(xué)效果滿意率達(dá)到90%，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的學(xué)習(xí)，在課前和課中都要自己親自動(dòng)手學(xué)習(xí)，克服了有些學(xué)生上課愛(ài)開(kāi)小差的壞習(xí)慣，學(xué)生在課堂上的積極性、主動(dòng)性明顯提高，課堂氛圍變得活躍，教學(xué)內(nèi)容得到有效延伸，知識(shí)點(diǎn)更加清晰，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度明顯提高，學(xué)習(xí)效果非常好。

3.教學(xué)準(zhǔn)備的滿意率是88%，得到學(xué)生的好評(píng)，視頻課件涵蓋內(nèi)容比較全面，講解完整，但也存在不足，視頻課件的清晰度有待提高;而且，隨著信息化的發(fā)展，人工智能加速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）也會(huì)逐漸運(yùn)用到課堂教學(xué)中，這樣多種信息化技術(shù)的綜合運(yùn)用，也會(huì)讓授課的形式多樣化。

4.教學(xué)內(nèi)容選取的滿意率只有83%，原因是大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)班的教學(xué)大綱對(duì)高空氣象探測(cè)的要求比較低，僅僅只是對(duì)高空探測(cè)知識(shí)的了解和初步的理解，學(xué)生難免會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)積極性不高，主動(dòng)性差，這方面有待進(jìn)一步提高。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高空氣象探測(cè)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用的初步探索，學(xué)生通過(guò)課前自主學(xué)習(xí)視頻課件等相關(guān)資料，并將學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題反饋給教師，教師收集學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)。在課堂上教師有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑，課后利用投票檢查學(xué)生對(duì)所講知識(shí)的掌握情況。這種教學(xué)模式在高空氣象探測(cè)課程中的實(shí)踐取得不錯(cuò)的效果，它能將教師課堂教學(xué)，學(xué)生課外學(xué)習(xí)和師生交流互動(dòng)相結(jié)合，從而減低課堂教學(xué)難度，更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性與學(xué)習(xí)積極性，但同時(shí)也存在很多不足，主要表現(xiàn)在視頻課件資源方面并未形成一定的規(guī)模，對(duì)授課教師來(lái)說(shuō)還算是新事物，投入學(xué)習(xí)的精力不夠，視頻課件的制作質(zhì)量也要在后期繼續(xù)提高。

參考文獻(xiàn)

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Preliminary Study on the Application of Flipped Classroom in the Teaching of High Air Meteorological Detection

JU Ying-qin， TANG Xing-zhi

（Hubei Branch of China Meteorological Administration Training Centre， Wuhan， Hubei 430074， China）

Abstract：Flipped classroom is the product of innovative teaching in the information age. It combines the characteristics of Internet opening， sharing， and freedom with the essential laws of education and teaching. The application of flipped classroom teaching mode in the teaching of High Air Meteorological Detection combines teachers' classroom teaching， students' extra-curricular learning and teacher-student interaction to effectively stimulate students' learning enthusiasm and initiative and improve the teaching effect.

Key words：flipped classroom; High Air Meteorological Detection; application