基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學研究
——以計算機組成原理課程為例

朱婷婷，張紅偉，劉 偉

（徐州醫(yī)科大學醫(yī)學信息與工程學院，江蘇 徐州 221004）

“學習能力是真能力?！彼拇ù髮W校長李言榮在2020級本科新生開學典禮上發(fā)言說道。學習能力是一個人長期的可持續(xù)的競爭力，學習能力是一種生產(chǎn)力，是人類進步的發(fā)展動力。學習能力不是天生的，而是通過后天培養(yǎng)的，大學就是培養(yǎng)這項能力的第一場所。2018年，教育部發(fā)布的《教師教育振興行動計劃（2018—2022年）》[1]指出，“推進教師教育信息化教學服務平臺建設和應用，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學方式變革”。在此背景下，樹立終身學習理念，培養(yǎng)學生自主學習能力成為各類學校的目標。

翻轉(zhuǎn)課堂利用豐富的信息化資源，讓學生成為學習的主角，在靈活主動的學習中建構(gòu)個人知識體系，為促進學生學會學習提供了契機。

計算機組成原理課程是計算機、信息相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程，是我校省級一流專業(yè)醫(yī)學信息工程專業(yè)的專業(yè)課程。該課程學時多、課程容量大，若只依賴有限的課堂教學時間，學生對知識的理解與掌握必定十分有限。通過翻轉(zhuǎn)課堂，學生可以反復觀看視頻，隨時暫停，查閱資料，與同學或教師討論，實現(xiàn)個性化學習，培養(yǎng)了學生自主學習和思考能力。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的概念與特征

1.1 概念

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是指在網(wǎng)絡、移動學習平臺、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術的支持下，將傳統(tǒng)課堂教學中的知識講授環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到課堂之外，由學生利用教材、微課、視頻、圖片等教學資源進行自主學習，掌握課堂知識；課堂上則主要通過師生、生生深度討論和互動，培養(yǎng)學生學習能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力[2]。

1.2 “三翻”特征

1.2.1 教學理念的翻轉(zhuǎn) 傳統(tǒng)的課堂教學以教師為中心，翻轉(zhuǎn)課堂則以學生為中心，尊重學生的個體差異，改變教與學的方式，促進學生深層次學習。

1.2.2 教學結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn) 傳統(tǒng)課堂在課上傳授知識，而翻轉(zhuǎn)課堂則在課前學習知識，從傳統(tǒng)課堂課后吸收內(nèi)化到翻轉(zhuǎn)課堂課上吸收內(nèi)化，知識傳遞發(fā)生在課前，學生可以通過移動學習平臺與同學、教師交流。學生自主學習時遇到問題也可以向教師反饋，教師在課上有針對性地講解，在此基礎之上進行知識拓展，幫助學生完成知識的內(nèi)化與吸收。

1.2.3 教學角色的轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)課堂上，教師是“演員”，學生則是“觀眾”。翻轉(zhuǎn)課堂上，教師是“導演”，不僅傳授知識，而且要引導學生學習，主動探索。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的設計與實施

翻轉(zhuǎn)課堂包括準備和實施兩個階段（見圖1）。準備階段，由教師制作一段視頻，設計討論主題，通過移動學習平臺提前發(fā)送給學生自學。實施階段包括課前（自主學習）、課中（討論）和課后（檢驗）3部分。

圖1 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式

2.1 制作微課

微課是為學生個性化、自主高效地學習而設計制作的一種新型課程資源，是移動互聯(lián)時代出現(xiàn)的新型教學模式和學習方式。

微課視頻的制作可以采用兩種方式，一是教師利用移動學習平臺（如清華大學的“學堂在線”、北京大學的慕課、上海交通大學的“好大學在線”[3]、學習通等），提供學習、練習、測試、評分等一站式服務。教師結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標，深入分析課程教學大綱，對課程內(nèi)容進行重組，分解知識點并錄制微課。微課最大的特點是短小精悍，因此，通常在10～15分鐘內(nèi)講清一個知識點。

二是教師利用慕課、精品課程等已有優(yōu)質(zhì)資源展開教學，對不具備課程錄制條件的教師來說，這也是一種非常有效的方式。

2.2 搭建學習平臺

我校計算機組成原理課程以學習通為移動學習平臺，教師根據(jù)分解后的知識點設計學習目錄，并在對應的目錄下上傳微課視頻、多媒體課件和優(yōu)質(zhì)視頻等學習資料。教師可以針對知識點設計練習題，一種用于課前學情了解，以便課上有針對性地講解；另一種為課后習題，方便了解學生知識掌握情況，進行教學反饋。

為引導學生有效自學，教師還可以在學習平臺的討論區(qū)發(fā)布精心設計的問題，要求學生對問題進行思考和討論，幫助學生更好地掌握知識。設計問題時，可以將前后知識點聯(lián)系起來，幫助學生構(gòu)建知識框架。

2.3 實施過程

現(xiàn)以計算機組成原理課程的存儲器字位擴展模塊為例，介紹翻轉(zhuǎn)課堂實施過程。

（1）課前導學。

以導學單（見表1）形式提前布置學習任務，引導學生閱讀教材相應章節(jié)、觀看微課視頻，提出學習任務和要求。在設計討論主題時，要求學生在尋求答案的過程中建立該部分內(nèi)容的知識框架。從表1可以發(fā)現(xiàn)本次課的知識點：內(nèi)存儲器容量與地址線和數(shù)據(jù)線根數(shù)的管理；存儲器的字長位數(shù)不夠時如何擴展；存儲器字數(shù)不夠時如何擴展；如何實現(xiàn)字、位同時擴展。

表1 存儲器字位擴展模塊導學單

（2）課中教學。

首先，教師帶領學生梳理本節(jié)課內(nèi)容，向?qū)W生展示本節(jié)課知識點結(jié)構(gòu)圖，讓學生明白該部分內(nèi)容在整個章節(jié)中的位置和與前后知識點的邏輯關系。之后，分組討論。通過組內(nèi)頭腦風暴的形式進行更深入和全面的學習。然后，采用小組推薦或者主動報名的形式，進行小組匯報。最后，教師對各組匯報情況進行總結(jié)評價，指出錯誤，同時對學生理解不夠深入的地方進行講解，引導學生思考，幫助學生真正實現(xiàn)知識內(nèi)化與吸收。整個教學過程中，教師要做好監(jiān)督指導工作，比如，小組討論時，教師在教室巡視，若學生討論方向出現(xiàn)偏差要及時進行提醒；小組匯報時教師要認真聽取，適時引導和啟發(fā)。

（3）課后提升。

課后，通過作業(yè)的形式強化所學內(nèi)容，給學生提供拓展練習的機會，讓學有余力的學生深入思考。比如，課后利用移動學習平臺布置綜合題，培養(yǎng)學生分析能力，拓寬學生思路。

3 教學反思

（1）翻轉(zhuǎn)課堂是一種有效提高學生學習能力的教學模式，將學習的主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學生，學生通過課下自學掌握知識，通過課上討論交流找到解決問題的方法，對所學內(nèi)容有了更深層次的理解。這種教學模式賦予學生更大的主動權(quán)，為促進學生“學會學習”提供條件。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂要逐步推進。由于大部分學生習慣傳統(tǒng)的灌輸式教學，不愿意主動學習、主動思考，課前不認真觀看視頻，課上不主動參與討論、不愿意發(fā)言。對于這部分學生，教師要多關注，利用“鯰魚效應”，分組時把班級里比較積極活躍的學生分到各組，讓他們帶動本組學生共同進步。

（3）選擇適合的教學內(nèi)容。并不是所有的內(nèi)容都適合翻轉(zhuǎn)課堂這一教學模式（如概念原理）。計算機組成原理課程中有很多原理，理解難度大，學生不容易掌握。我們可以采用傳統(tǒng)教學和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式。先采用大課形式講解基本原理和概念，幫助學生形成基本概念，然后，針對原理的應用通過翻轉(zhuǎn)課堂展開教學，這樣就能更好地實現(xiàn)知識的傳遞和內(nèi)化。