面向布魯姆教育目標(biāo)的《電工與電子技術(shù)》太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)

莫 愁 黃知超

（桂林電子科技大學(xué) 機(jī)械電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 廣西桂林 541004）

本校本科生《電工與電子技術(shù)》課程是機(jī)械、電子類系列課程的基礎(chǔ)，內(nèi)容廣泛，理論性、綜合性、實(shí)用性強(qiáng)。傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)效果比較差，尤其是學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力不足。多年以來(lái)，其他研究者也認(rèn)為這門課程存在類似負(fù)面問(wèn)題，并研究了改進(jìn)辦法[1-2]。本文將太極理論融入翻轉(zhuǎn)式教學(xué)方法，面向布魯姆教學(xué)目標(biāo)，實(shí)施教學(xué)改革。

圖1 太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型

一、太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型

傳統(tǒng)課堂教學(xué)順序是學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師課堂授課、學(xué)生課后作業(yè)和復(fù)習(xí)。設(shè)計(jì)的太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型[3]（圖1）較之有較大改變。在時(shí)間上把傳統(tǒng)課堂課中知識(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容改變?yōu)閷W(xué)生在課前通過(guò)視頻、教材等資料完成，課堂上師生以討論、測(cè)試等形式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)形式中課后復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)，課后學(xué)生再總結(jié)提升并學(xué)習(xí)下一次課內(nèi)容，如此循環(huán)直至課程結(jié)束，如太極環(huán)旋轉(zhuǎn)不止。在組織形式上，以學(xué)生的能力達(dá)成為中心，教師教學(xué)方案圍繞其設(shè)計(jì)。在教與學(xué)的相互作用上，是相互促進(jìn)、相互制約的關(guān)系，合理的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)可以促進(jìn)學(xué)生更好地獲得知識(shí)和技能，學(xué)生在課堂上展現(xiàn)的知識(shí)和技能需求促進(jìn)教師擴(kuò)展和深入研究相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)并提高教學(xué)水平，包括根據(jù)學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出來(lái)的知識(shí)短板和技能不足調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。其中的教與學(xué)相互作用如同太極的陰陽(yáng)兩極相生相克。

布魯姆教育認(rèn)知理論把人類的認(rèn)知級(jí)別分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)，各級(jí)的認(rèn)知需求分別是記憶和理解、應(yīng)用和分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造[4]。對(duì)《電工與電子技術(shù)》課程中的每部分內(nèi)容，均設(shè)定達(dá)到不同的認(rèn)知目標(biāo)。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂模型的布魯姆教育目標(biāo)達(dá)成方案

（一）教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)生的理論和技能層次、教學(xué)大綱和選用教材，選定課程內(nèi)容和設(shè)定考核方式，根據(jù)內(nèi)容板塊、章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)資源，確定每一次課的教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)任務(wù)等，制成學(xué)習(xí)任務(wù)卡。表1示例了基爾霍夫定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)卡，每次課均按照這個(gè)模式制作。

表1 課前學(xué)習(xí)任務(wù)卡

（二）記憶和理解層次達(dá)成

需要記憶理解的內(nèi)容包括課程的概念、定理和公式等，此階段在課堂前完成。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)閱讀教材、文獻(xiàn)和教師發(fā)布在學(xué)習(xí)QQ群或微信群的課件、練習(xí)題等，也可以使用一些公共資源，比如課程平臺(tái)（MOOC、漓江學(xué)堂等）等完成此階段的要求。

記憶的內(nèi)容主要包括三類：概念性知識(shí)和事實(shí)性知識(shí)；程序性知識(shí)，即處理具體事物方式方法的知識(shí)；元認(rèn)知知識(shí)，即學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的普通原理和抽象概念知識(shí)。引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生從這幾個(gè)方向記憶知識(shí)。比如“電路”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，概念性知識(shí)—知道電路怎么定義；事實(shí)性知識(shí)—知道電路是分析電現(xiàn)象的基礎(chǔ)甚至必須工具；程序性知識(shí)--電路的繪制過(guò)程；元認(rèn)知知識(shí)——要確定采用什么樣的記憶方式和理解方式來(lái)記憶和理解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。理解是記憶的高一層認(rèn)知，一般可借助轉(zhuǎn)化、解釋和推斷三種形式來(lái)完成[5]。例如，對(duì)于“電路”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化——可以用符合自己表達(dá)習(xí)慣的語(yǔ)言表達(dá)為：電流從一個(gè)站點(diǎn)出發(fā)沿著一定路線到達(dá)某個(gè)目標(biāo)站點(diǎn)；解釋—哪些元器件可以代表電路的三要素；推斷——基于電路的基本要素判斷一幅圖是否為電路圖。

（三）應(yīng)用和分析層次達(dá)成

此任務(wù)在課堂上完成。根據(jù)本課程基礎(chǔ)理論比較多且系統(tǒng)而又接近工程應(yīng)用的特點(diǎn)，可以通過(guò)課堂測(cè)試、討論等方式對(duì)某個(gè)或某些知識(shí)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，并用其對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析。如果后者，教師給出幾個(gè)性質(zhì)相近、內(nèi)容相似、難易程度相當(dāng)?shù)墓こ虇?wèn)題，學(xué)生分成幾個(gè)小組，組內(nèi)成員用“頭腦風(fēng)暴”等方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度研討，協(xié)作完成。某個(gè)小組可以與其它小組或教師進(jìn)行交流研討。學(xué)生可以帶電腦、儀器等到教室，盡可能在課堂上解決問(wèn)題，如果有些問(wèn)題需要長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證，或者需要做出實(shí)物，可以在課后繼續(xù)完成。

（四）評(píng)價(jià)和創(chuàng)造層次達(dá)成

此認(rèn)知最高層次是課程階段目標(biāo)或最終目標(biāo)，視知識(shí)塊的內(nèi)容和在本課程的作用，對(duì)于某些知識(shí)可以設(shè)定學(xué)生只需具備評(píng)價(jià)能力而不是創(chuàng)造能力。評(píng)價(jià)一般指評(píng)判對(duì)象對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的符合性，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的案例之一是給出一個(gè)三相交流電機(jī)直接啟動(dòng)控制電路圖，讓學(xué)生評(píng)價(jià)是否滿足此功能要求，有無(wú)優(yōu)化的可能。實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造目標(biāo)的培養(yǎng)多在系列有關(guān)聯(lián)的知識(shí)和技能完成后施行，使學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識(shí)和技能，獲得新的成果。一個(gè)案例是繪制用PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)控制的電路圖，完成這些任務(wù)需要掌握電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、LPC控制方法、電路圖繪制規(guī)范等知識(shí)和技能。在某個(gè)知識(shí)板塊完成后，教師給出若干題目，學(xué)生在課前分組完成。然后課堂上分組匯報(bào)，教師和學(xué)生就其方法、結(jié)果質(zhì)詢和點(diǎn)評(píng)。

三、總結(jié)

按照以上設(shè)計(jì)的模式在一個(gè)實(shí)驗(yàn)班實(shí)施教學(xué)，作為對(duì)比，另一個(gè)班用傳統(tǒng)模式教學(xué)，2個(gè)班均以調(diào)查問(wèn)卷和試卷考試方式評(píng)估教學(xué)效果。調(diào)查問(wèn)卷參考文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)6個(gè)認(rèn)知目標(biāo)設(shè)置6個(gè)問(wèn)題，課程開(kāi)始前后均對(duì)2個(gè)班分別調(diào)查，統(tǒng)計(jì)得分。同樣用文獻(xiàn)[6]的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法評(píng)估調(diào)查分?jǐn)?shù)的信度和效度。結(jié)果顯示，教改班結(jié)課后總得分比學(xué)習(xí)這門課前提高76%，而非教改班則只提高45%；單獨(dú)統(tǒng)計(jì)高級(jí)認(rèn)知層次的問(wèn)卷得分，這2個(gè)值分別是86%和32%。而卷面成績(jī)，教改班的平均成績(jī)比非教改班高出18%。這些結(jié)果顯示，設(shè)計(jì)的方案教學(xué)效果較好，尤其對(duì)高級(jí)認(rèn)知目標(biāo)更有效。