基于微課的“雨課堂”+“翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)研究

遲靜 吳杰

[關(guān)鍵詞]翻轉(zhuǎn)課堂;質(zhì)量評(píng)價(jià);自主學(xué)習(xí)能力

現(xiàn)今，互聯(lián)網(wǎng)成為人們獲取資訊的主要來(lái)源，移動(dòng)客戶端的普及使人們逐漸形成了碎片化、移動(dòng)化的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代背景下成長(zhǎng)起來(lái)的大學(xué)生，思維模式已經(jīng)發(fā)生了根本性的改變，傳統(tǒng)的獨(dú)角戲般的授課方式與個(gè)性化、多元化的學(xué)習(xí)需求之間的矛盾日益加劇，為適應(yīng)學(xué)生新的學(xué)習(xí)需求，高等教育教學(xué)必然要進(jìn)行相應(yīng)的改革。

“翻轉(zhuǎn)課堂”是近年來(lái)教育教學(xué)研究的熱點(diǎn)，它顛覆了傳統(tǒng)課堂先教后學(xué)的流程，讓學(xué)生先進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后在課堂上通過研究討論、案例分析等師生互動(dòng)形式完成知識(shí)內(nèi)化，這種教學(xué)模式使學(xué)生成為教學(xué)的中心、學(xué)習(xí)的主體。有關(guān)文獻(xiàn)表明[1-7]，“翻轉(zhuǎn)課堂”能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其自主學(xué)習(xí)能力，但在具體的教學(xué)實(shí)踐中也出現(xiàn)了一些問題。學(xué)生從小接受的是被動(dòng)式教育，而“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下學(xué)生只有自主預(yù)先學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與課堂討論，才能完成知識(shí)內(nèi)化，因此學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是“翻轉(zhuǎn)課堂”成功實(shí)施的關(guān)鍵。這就需要教師建立一定的教育情景，利用有效的約束機(jī)制促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)方式的形成。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中提出要建立新型信息化教學(xué)觀念，充分利用信息技術(shù)手段來(lái)推動(dòng)學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式是教育信息化改革的發(fā)展趨勢(shì)。“雨課堂”是清華大學(xué)與MOOC平臺(tái)“學(xué)堂在線”共同研發(fā)的一款智慧教學(xué)工具，基于教師和學(xué)生最熟悉的PowerPoint和目前人人都離不開的微信，可以將PPT、視頻、文本、語(yǔ)音等資料推送給學(xué)生，同時(shí)采集學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。在無(wú)機(jī)非金屬材料與工程專業(yè)的無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)踐中，進(jìn)行“雨課堂”+“翻轉(zhuǎn)課堂”混合式教學(xué)研究與實(shí)踐，以“雨課堂”為載體，在課前、課中、課后為“翻轉(zhuǎn)課堂”提供有力支撐，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)“翻轉(zhuǎn)”，以形成性評(píng)價(jià)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，從而顯著提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

一、整體性教學(xué)設(shè)計(jì)，模塊化“翻轉(zhuǎn)”

采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，并不意味著所有的內(nèi)容都必須設(shè)計(jì)為“翻轉(zhuǎn)”形式，知識(shí)點(diǎn)過難或過易，都不能激發(fā)學(xué)生自主探討的興趣。在專業(yè)課時(shí)進(jìn)行壓縮的現(xiàn)實(shí)情況下，教師要保證教學(xué)內(nèi)容的完整性，無(wú)法做到每堂課都由學(xué)生充分討論得出新知識(shí)。因此，行之有效的做法是對(duì)課程進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)，分模塊、分主題“翻轉(zhuǎn)”。

先根據(jù)教學(xué)大綱中培養(yǎng)目標(biāo)的要求，梳理無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程體系，分為四大模塊：幾何結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)、晶體化學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)缺陷。然后據(jù)此確定各模塊的課時(shí);構(gòu)建模塊內(nèi)各知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，明確知識(shí)點(diǎn)的作用和地位，確定哪些內(nèi)容適合課前自主學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容需要通過課堂討論才能進(jìn)行深層次內(nèi)化;設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)資料的呈現(xiàn)形式（微課、PPT、案例分析等）。接著以微課為源頭，以2課時(shí)為單位，進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。最后明確課堂組織形式，選用恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)策略，利用最佳的呈現(xiàn)方式（如討論、板書、PPT、視頻、測(cè)驗(yàn)等），保障教學(xué)任務(wù)的順利完成。

二、共享互聯(lián)網(wǎng)教育資源，定制系統(tǒng)化的課程微課

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式需要學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，而微課是符合學(xué)生移動(dòng)化、碎片化學(xué)習(xí)特性的一種重要學(xué)習(xí)資源。微課是記錄教師開展教學(xué)活動(dòng)的短小視頻，它尊重學(xué)生的個(gè)體差異，強(qiáng)調(diào)人性化學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠根據(jù)自己的原有知識(shí)基礎(chǔ)和接受程度，任意停止或反復(fù)觀看視頻。優(yōu)質(zhì)微課對(duì)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。雖然互聯(lián)網(wǎng)上的微課資源很多，但與無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)相關(guān)的較少，而且大多微課都是針對(duì)一門課程的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)而制作的，相互關(guān)聯(lián)太少。為支撐課程“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式改革，我們建設(shè)了一系列以材料專業(yè)為知識(shí)基礎(chǔ)的無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程微課集。這相比于制作單個(gè)微課提出了更高的要求，需要考慮知識(shí)點(diǎn)跟整體的關(guān)系，以及知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，以便形成重點(diǎn)突出、相互關(guān)聯(lián)但不重復(fù)的系統(tǒng)化微課資源庫(kù)。

（一）篩選網(wǎng)絡(luò)共享教育資源

利用互聯(lián)網(wǎng)上共享的教育資源，如中國(guó)大學(xué)公開課、學(xué)堂在線等，篩選符合課程教學(xué)設(shè)計(jì)的視頻作為微課，這樣可以使學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)更多地進(jìn)入國(guó)家級(jí)、省級(jí)教學(xué)名師的課堂;同時(shí)，將與課程相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源推送給學(xué)生，拓展學(xué)生視野，利于能力較強(qiáng)的學(xué)生自主深入地學(xué)習(xí)。

（二）定制課程微課的要求

根據(jù)無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)要求，教師錄制課程微課。微課圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)展開，涵蓋了傳統(tǒng)授課從導(dǎo)入、新授到總結(jié)的全過程;微課要求教師在較短的時(shí)間內(nèi)（一般時(shí)長(zhǎng)為10～20分鐘），用精練的語(yǔ)言完成知識(shí)的講授，傳統(tǒng)課堂授課時(shí)的習(xí)慣性重復(fù)語(yǔ)言和口頭用語(yǔ)都需要改正，這對(duì)教師的職業(yè)能力提出了更高的要求。除此之外，微課錄制還需要考慮視頻呈現(xiàn)的色彩、音質(zhì)、教師與課件之間的畫面切換等因素，因?yàn)橐曨l的畫面呈現(xiàn)質(zhì)量直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)效果，所以微課設(shè)計(jì)要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、呈現(xiàn)方式等多方面的綜合考慮。

課程微課資源的系統(tǒng)化，利于學(xué)生理清課程脈絡(luò)，在自己原有的基礎(chǔ)上構(gòu)建自己的知識(shí)體系，并對(duì)自身知識(shí)體系中的薄弱環(huán)節(jié)集中進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，同時(shí)也為學(xué)生課程結(jié)束以后的復(fù)習(xí)和考研等個(gè)性化學(xué)習(xí)需求提供幫助。

三、“雨課堂”構(gòu)建動(dòng)態(tài)教學(xué)過程，以反饋驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)“翻轉(zhuǎn)”

在“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方式中，如果學(xué)生在課前不進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的預(yù)先學(xué)習(xí)，就不能真正地參與課堂討論，無(wú)法形成自己的意見，從而不能自主構(gòu)建新知識(shí)，因此學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)程度決定著課堂“翻轉(zhuǎn)”的成效。而多年的應(yīng)試教育讓學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了知識(shí)被動(dòng)接受者的角色，在教師的安排下開展學(xué)習(xí)，教學(xué)方式的突然強(qiáng)行改變不但不會(huì)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，反而會(huì)引起他們的不耐煩情緒，造成教學(xué)效果下降。在教學(xué)實(shí)踐中，如何營(yíng)造有利的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生自主參與到“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)中是需要解決的關(guān)鍵問題?！坝暾n堂”基于PPT和微信，在教室安裝程序后，PPT中即有“雨課堂”插件，教師無(wú)須額外安裝，學(xué)生通過微信掃碼即可進(jìn)入課程“雨課堂”?！坝暾n堂”作為教育信息化載體，成為課堂教學(xué)的一部分，有機(jī)融合于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式中，為學(xué)生課前、課中和課后的學(xué)習(xí)全過程建立積極的利于自主學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境。

（一）課前

教師通過“雨課堂”向?qū)W生微信推送視頻、PPT等資料，配有相應(yīng)的習(xí)題，學(xué)生依此進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。對(duì)于不懂的內(nèi)容，點(diǎn)擊“不懂”按鍵來(lái)標(biāo)記反饋，系統(tǒng)將學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的預(yù)習(xí)進(jìn)度（精確到PPT中的具體頁(yè)碼）、不懂內(nèi)容和習(xí)題解答情況自動(dòng)采集匯總。教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)反饋，設(shè)計(jì)“翻轉(zhuǎn)課堂”的討論主題，進(jìn)行精準(zhǔn)“翻轉(zhuǎn)”。

（二）課中

學(xué)生掃碼簽到，教師將授課PPT實(shí)時(shí)推送，學(xué)生同樣能夠標(biāo)記“不懂”，便于課下進(jìn)一步學(xué)習(xí);同時(shí)，教師無(wú)須反復(fù)詢問學(xué)生是否聽懂了，依據(jù)“不懂”反饋，就可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整授課進(jìn)度。小班授課時(shí)，討論環(huán)節(jié)可分組進(jìn)行，利用“投票”呈現(xiàn)討論結(jié)果;而對(duì)于大班授課，“彈幕”使討論教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)，提高了學(xué)生的課堂參與度。教師可以推送限時(shí)隨堂測(cè)驗(yàn)，答案一旦提交，學(xué)生即可得知結(jié)果，這使得學(xué)生的課堂專注度提高了。無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是一門基礎(chǔ)的理論性課程，但授課時(shí)不能只孤立地講述一門課的內(nèi)容，而是要將其置于專業(yè)知識(shí)體系的整體構(gòu)架下，沿材料研究主線，將課程內(nèi)容的微觀結(jié)構(gòu)具象到宏觀性能與實(shí)際應(yīng)用上。例如：“宏觀對(duì)稱性-對(duì)稱中心”內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)為：先講述其定義及相關(guān)對(duì)稱操作;然后延伸到結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響——沒有對(duì)稱中心的晶體都具有壓電性，簡(jiǎn)述其基本原理（與“材料物理性能”建立關(guān)聯(lián)）;再舉例說明壓電材料的應(yīng)用——石英在聲吶、精密天平、鐘表等方面的用途都是來(lái)自非中心對(duì)稱導(dǎo)致的壓電性能（與“功能材料”建立關(guān)聯(lián)）。基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用具象化，使課本理論走入學(xué)生能感觸的現(xiàn)實(shí)世界，學(xué)生不再孤立地理解深?yuàn)W的抽象理論，而是從技術(shù)發(fā)展、實(shí)際需求的視角反溯基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的重要性。無(wú)機(jī)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程內(nèi)容多為微觀理論，抽象性強(qiáng)，教學(xué)設(shè)計(jì)過程中可采用多種類型的呈現(xiàn)方式使抽象微觀知識(shí)具象化。例如，將PPT動(dòng)畫設(shè)計(jì)的分步驟漸變用于演示結(jié)構(gòu)演變;用科技研究前沿材料的現(xiàn)代分析測(cè)試圖像（如SEM、TEM 等）賦予傳統(tǒng)理論知識(shí)以時(shí)代新意，生動(dòng)鮮活。教師常常攜帶許多實(shí)物模型對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行講解，同時(shí)購(gòu)置了球、棒等材料，在上課過程中學(xué)生們跟隨課程進(jìn)度隨時(shí)可以動(dòng)手構(gòu)建模型，通過不斷的嘗試看著在自己手中的微觀結(jié)構(gòu)一點(diǎn)點(diǎn)地變得立體形象，這使學(xué)生們都很興奮，他們既更好地理解了理論知識(shí)，又激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

（三）課后

課后，學(xué)生復(fù)習(xí)課程內(nèi)容（視頻、PPT 等），上傳作業(yè)，在微信平臺(tái)“雨課堂”與教師討論問題。設(shè)置拓展性學(xué)習(xí)任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效途徑，如晶體結(jié)構(gòu)模型搭建、調(diào)研晶體結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能和應(yīng)用的影響等，這種學(xué)習(xí)任務(wù)多為開放性的，沒有固定答案，以教材知識(shí)為根，但不拘泥于教材。在解決方式上，學(xué)生擁有實(shí)質(zhì)的自主權(quán)，可以獨(dú)立思考或小組合作，可以借助書籍、網(wǎng)絡(luò)等多種途徑，在更廣闊的背景上獲得知識(shí)的全方位充實(shí)和增加。教師分析“雨課堂”學(xué)生作業(yè)情況的數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)，安排后續(xù)的授課計(jì)劃。圖1為基于“雨課堂”的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)圖。

四、進(jìn)行學(xué)習(xí)行為全景式數(shù)據(jù)采集，以形成性評(píng)價(jià)促進(jìn)自主學(xué)習(xí)

在由被動(dòng)式教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)型學(xué)習(xí)的過程中，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置和教學(xué)形式的采用等方面為學(xué)生營(yíng)造自主學(xué)習(xí)的良好環(huán)境。但在有利環(huán)境中，僅依靠學(xué)生的自發(fā)能動(dòng)性還不夠，還必須采取相應(yīng)的措施，即評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行約束，促使其自主學(xué)習(xí)。

質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的作用是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式改變，具備自主學(xué)習(xí)能力，因此評(píng)價(jià)要強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度，側(cè)重以學(xué)生成長(zhǎng)為主進(jìn)行發(fā)展性評(píng)價(jià)。要科學(xué)評(píng)價(jià)“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)績(jī)效，在終結(jié)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，側(cè)重評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)成效和素質(zhì)發(fā)展?？衫谩坝暾n堂”，對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)（資料學(xué)習(xí)、習(xí)題）、課堂參與（掃碼簽到、隨堂測(cè)驗(yàn)、課堂討論投票）、課后作業(yè)等學(xué)習(xí)行為進(jìn)行自動(dòng)采集。評(píng)價(jià)時(shí)，要用數(shù)據(jù)量化學(xué)習(xí)過程，描繪學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，參照質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。這種形成性評(píng)價(jià)促使學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)自主完成相應(yīng)教學(xué)任務(wù)，為“翻轉(zhuǎn)課堂”的有效進(jìn)行，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高，提供有力的條件約束。圖2為基于“雨課堂”數(shù)據(jù)的形成性評(píng)價(jià)體系圖。

五、教學(xué)改革呈現(xiàn)顯著的學(xué)習(xí)效果優(yōu)勢(shì)

教學(xué)實(shí)踐效果表明，學(xué)生對(duì)于信息化的教育媒介有一個(gè)接受過程，從一開始的新奇，到逐漸適應(yīng)，再到最后能熟練地利用其功能完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)?！坝暾n堂”作為媒介，其難易適當(dāng)?shù)恼n前任務(wù)、具有探究性的課堂討論主題，使學(xué)生參與“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的積極性逐漸提高，主動(dòng)參與討論的學(xué)生比例平均為68.89%，最高達(dá)83.33%;參與課堂綜合性問題搶答的學(xué)生比例最高為63.33%。

學(xué)生能夠高質(zhì)量地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，充分利用各種途徑，如書籍、文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行廣泛調(diào)研，對(duì)課程涉及的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次反復(fù)的實(shí)物模型搭建，從制備方式、宏觀性能和實(shí)際應(yīng)用等多角度論述結(jié)構(gòu)對(duì)材料的影響，并且對(duì)合作過程中各成員的貢獻(xiàn)合理評(píng)價(jià)。拓展型開放性小組高質(zhì)量地完成任務(wù)，表明學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、表達(dá)能力得到了鍛煉和提高。終結(jié)性試卷的考試成績(jī)分析表明，教學(xué)改革呈現(xiàn)出顯著的學(xué)習(xí)效果，試驗(yàn)組學(xué)生平均成績(jī)上升了11.4%，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握牢固，得分為傳統(tǒng)教學(xué)班級(jí)的1.13倍;學(xué)生綜合運(yùn)用課程知識(shí)分析問題的能力增強(qiáng)，成績(jī)提升了17.6%。

本次教學(xué)改革將學(xué)生作為教學(xué)的中心、學(xué)習(xí)的主體，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對(duì)課程進(jìn)行模塊化翻轉(zhuǎn)，把智慧教學(xué)工具“雨課堂”融入教學(xué)，形成“互聯(lián)網(wǎng)+黑板+討論+移動(dòng)終端”的師生實(shí)時(shí)互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，以學(xué)習(xí)行為和反饋驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)“翻轉(zhuǎn)”，有效地提升了教學(xué)質(zhì)量。混合式教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課堂參與、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)的所有學(xué)習(xí)行為自動(dòng)采集，采集的數(shù)據(jù)客觀反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成效。形成性評(píng)價(jià)側(cè)重過程，注重學(xué)生的自我發(fā)展，促使其學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式，能限時(shí)完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了自主學(xué)習(xí)能力的提升。