張 杰 呂海燕 王麗娜海軍航空工程學(xué)院 山東煙臺 264001

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翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在信息化實驗教學(xué)中的應(yīng)用

張 杰 呂海燕 王麗娜
海軍航空工程學(xué)院 山東煙臺 264001

摘 要：闡述了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的產(chǎn)生背景，分析了在該模式下從事實驗教學(xué)中教師教學(xué)方式、教學(xué)理念、學(xué)員特色方面的調(diào)整。結(jié)合當(dāng)前實驗教學(xué)中存在的問題，分析了采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)的優(yōu)勢以及新的要求，提出了一種構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學(xué)模式的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境的方法；對于實驗教學(xué)課程改革中的提高實驗效果、加強知識內(nèi)化等方面的創(chuàng)新變革，具有一定的促進意義和參考價值。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；實驗教學(xué)；實驗改革；教學(xué)模式

隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展及信息技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)對社會政治、經(jīng)濟、文化等各方面的影響日益廣泛、深刻，網(wǎng)絡(luò)與信息終端已經(jīng)遍布家庭、辦公場所、教室和實驗室的每個角落。同時，教育部明確指出：信息化應(yīng)該起到改變教育模式的角色；信息技術(shù)之于教育，已經(jīng)不單純是附屬于傳統(tǒng)教學(xué)模式的工具與手段，而發(fā)展成為與教育教學(xué)相互作用的一種力量[1]，在信息化和互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時代背景下，涌現(xiàn)出MOOC(大規(guī)模公開在線課程)、微課堂、互聯(lián)課堂、電子書包等一系列新名詞。2012年“翻轉(zhuǎn)課堂”成為國內(nèi)外教育信息化的高頻率新詞匯，相應(yīng)地也成了教育技術(shù)領(lǐng)域的一個熱門話題，本文先探究了翻轉(zhuǎn)課堂的來源，翻轉(zhuǎn)課堂的概念界定、內(nèi)涵分析和理論框架，接著對翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂進行對比分析，探討了采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)應(yīng)該如何改革與調(diào)整，提出了采用信息技術(shù)如何構(gòu)建新形式的實驗教學(xué)信息化環(huán)境方法，對不斷深入實驗教學(xué)改革具有一定的參考價值。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的特征

翻轉(zhuǎn)課堂是指在信息技術(shù)的支持下構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境，教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，學(xué)員在上課前完成對教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的觀看和學(xué)習(xí)，師生在課堂上一起完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動交流等活動的一種新型的教學(xué)模式。

傳統(tǒng)教學(xué)過程知識傳授階段通過教師在課堂中的講授完成，知識內(nèi)化階段通過學(xué)員在課后通過作業(yè)、操作或者實踐完成。在翻轉(zhuǎn)課堂上，這種形式受到了顛覆，知識傳授通過信息技術(shù)的輔助在課堂外完成，知識內(nèi)化則在課堂中經(jīng)教師的幫助與同學(xué)的協(xié)助而完成的，從而形成了翻轉(zhuǎn)課堂。隨著教學(xué)過程的顛倒，課堂學(xué)習(xí)過程中的各個環(huán)節(jié)也隨之發(fā)生了變化；翻轉(zhuǎn)課堂使得教師從傳統(tǒng)課堂中的知識傳授者變成了學(xué)習(xí)的促進者和指導(dǎo)者；翻轉(zhuǎn)課堂的第二個核心特點是在課堂中減少教師的講授時間，留給學(xué)員更多的學(xué)習(xí)活動時間，學(xué)員成為自定步調(diào)的學(xué)習(xí)者，他們可以控制對學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)地點、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)量等。因此，翻轉(zhuǎn)課堂是一個構(gòu)建深度知識的課堂，學(xué)員便是這個課堂的主角[2]。

2 傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的弊端

2.1 “整齊劃一”的實驗教學(xué)模式忽略了學(xué)員個體差異性

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)采用“整齊劃一”的教學(xué)模式，盡管經(jīng)驗豐富的教師會在教學(xué)過程中因材施教，由于缺少信息技術(shù)和工具支持，不同學(xué)員存在學(xué)習(xí)方法、興趣、認知水平等多方面存在差異，無法體現(xiàn)個體差異性，對知識的理解過分地依賴教師知識傳授技巧和自身業(yè)務(wù)水平，教師在傳統(tǒng)的教學(xué)中僅僅承擔(dān)知識傳遞的任務(wù)。

2.2 實驗課存在“教師操作多、學(xué)員思考少”的問題

學(xué)習(xí)金字塔(如圖1所示)是美國緬因州的國家訓(xùn)練實驗室研究成果，它用數(shù)字形式形象顯示了：采用不同的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者在兩周以后還能記住內(nèi)容(平均學(xué)習(xí)保持率)的多少，美國學(xué)者愛德加·戴爾指出學(xué)習(xí)效果在30%以下的幾種傳統(tǒng)方式，都是個人學(xué)習(xí)或被動學(xué)習(xí)；而在50%以上的，都是團隊學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)方式。

圖1 學(xué)習(xí)金字塔模型

傳統(tǒng)實驗課中，教師是知識的擁有者和傳播者，而學(xué)員通常處于被動接受知識的地位，學(xué)員采用的學(xué)習(xí)方式恰恰是學(xué)習(xí)金字塔中學(xué)習(xí)效果在30%以下的被動學(xué)習(xí)方式，在實驗課上，為了讓學(xué)員順利地完成實驗，教師不可避免地在課堂上“猛灌猛填”，無形中跌入填鴨式的教學(xué)模式，最終致使學(xué)員失去學(xué)習(xí)和實驗過程中的情感體驗。

2.3 有限的實驗課時難以滿足學(xué)員的興趣需求

對于對實驗課程感興趣的學(xué)員，有限的實驗課時很難滿足他們，傳統(tǒng)實驗教學(xué)可能采用開放實驗方式滿足這部分學(xué)員，但是由于學(xué)員在傳統(tǒng)實驗過程中過分依賴實驗教師的講解和演示，大多數(shù)學(xué)員沒能養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、獨立思考的能力，這對學(xué)員后續(xù)的學(xué)習(xí)將是很不利的，也就是說傳統(tǒng)實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)員安排學(xué)習(xí)的能力、思維認知和解決問題的能力方面存在不足，無法樹立起學(xué)習(xí)自信心，容易失去學(xué)習(xí)興趣。

2.4 實驗教學(xué)過程不能有效利用大數(shù)據(jù)分析與挖掘的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的教學(xué)模式容易出現(xiàn)以下情景：課程內(nèi)容對一部分學(xué)員來說是沒有挑戰(zhàn)性，他們沒有機會接受更高一層次學(xué)習(xí)任務(wù)的挑戰(zhàn)，另一部分學(xué)員雖然在教師的指導(dǎo)下基本能完成學(xué)習(xí)任務(wù)，但不可能達到預(yù)想的教學(xué)目標(biāo)，上述問題在一定程度上是因為傳統(tǒng)教學(xué)方式教師往往根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗和日常的觀察給出對學(xué)員的大概評價，缺少關(guān)注每一個學(xué)員的微觀表現(xiàn)的手段[3]，對這個學(xué)員在課堂學(xué)習(xí)過程中的各種行為表現(xiàn)，情緒態(tài)度等進行全方位分析，得出學(xué)員學(xué)業(yè)的優(yōu)缺點和對待學(xué)業(yè)的態(tài)度等，只有獲取這些數(shù)據(jù)，進行針對性教學(xué)就有了可能。

3 構(gòu)建創(chuàng)新實驗教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂模式

采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)更加注重學(xué)員個體差異性，每個學(xué)員都是不同的，不同的興趣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)節(jié)奏，尊重學(xué)員的個性化，包括學(xué)員學(xué)習(xí)的反饋，讓學(xué)習(xí)變的更高效，這都是整齊劃一的教學(xué)方式無法達到的效果；采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)需要做好以下幾個方面的調(diào)整。

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂承認學(xué)員存在差異性 突出學(xué)員興趣導(dǎo)向

每個學(xué)員的學(xué)習(xí)能力和興趣都不同，雖然我們早認識到這一點，但傳統(tǒng)的實驗課堂卻無法真正分層教學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂承認學(xué)員的差異性，并能真正實現(xiàn)分層教學(xué)，每個學(xué)員可以按自己的速度學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)速度快的學(xué)員可以掌握更難的課程內(nèi)容，速度慢的學(xué)員則可以反復(fù)學(xué)習(xí)，真正回到實驗室學(xué)員所做的工作就是帶著疑問完成實驗，在實驗過程中與教師探討并解決疑問。

3.2 翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)員主動發(fā)起互動 對教師能力要求更高

翻轉(zhuǎn)課堂模式將以往“先教后學(xué)”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，激發(fā)了學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力和興趣，翻轉(zhuǎn)課堂對于教師能力要求更高，除了需要反復(fù)準(zhǔn)備教學(xué)微視頻外，還需要教師能夠在平臺上通過與學(xué)員的討論，分析學(xué)員對課堂知識點的掌握有什么不足的地方；教師不僅要把實驗知識點講解分析透徹，更能解答學(xué)員遇到的種種疑問。

3.3 翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)員帶著問題走進實驗室 帶著更多思考離開實驗室

采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)，由于在進入實驗室之前，學(xué)員已經(jīng)對實驗內(nèi)容、實驗項目進行了自主學(xué)習(xí)，甚至已經(jīng)完成的大部分實驗項目[4]，學(xué)員往往是帶著問題走進實驗室，與實驗課教師進行探討，這與傳統(tǒng)的由教師發(fā)起的互動方式是完全不同的，由于學(xué)員知識結(jié)構(gòu)、解決問題和接受新鮮事物能力的差異性，學(xué)員提出的疑問也會各不相同，學(xué)員可以通過翻轉(zhuǎn)課堂依托的數(shù)字化平臺將問題或疑問在課前傳遞給教師，也可帶著問題與教師進行面對面地討論交流，翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)鼓勵學(xué)員探究事物或問題本質(zhì)，而不僅停留在問題表面或知識的獲取層面上。

3.4 翻轉(zhuǎn)課堂注重學(xué)員自學(xué)能力與探求問題和事物本質(zhì)能力培養(yǎng)

采用翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)大大延伸了實驗課的有效課時，一部分是通過在線學(xué)習(xí)接受知識，且學(xué)員能自己控制時間、地點、路徑和進度[5]，另一部分是在教師監(jiān)督和指導(dǎo)下實體地點進行，如實驗室。學(xué)員在第一部分學(xué)習(xí)中，能夠充分展示自己興趣和自身差異性的特點，選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式，更重要的是學(xué)員不再是被動接受知識，變?yōu)橐耘d趣為導(dǎo)向，主動地探求事物和問題本質(zhì)，無形中培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新意識、發(fā)散思維和自學(xué)能力[6]。

4 計算機系列課程實驗翻轉(zhuǎn)課堂模式實施

計算機系列課程翻轉(zhuǎn)課堂模式的實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(如圖2所示)應(yīng)立足于學(xué)員參與，能在一定的時間段內(nèi)激發(fā)并維持學(xué)員的學(xué)習(xí)動機，所以除了情境化的案例與問題設(shè)計、可視化的內(nèi)容表現(xiàn)外，要有交互設(shè)計，如小測試、通關(guān)練習(xí)等方式呈現(xiàn)。既能幫助學(xué)員鞏固所學(xué)知識，完成知識遷移，也能通過交互增強學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣，獲得學(xué)習(xí)反饋信息[7]。

圖2 實驗教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂模式

4.1 課前設(shè)計模塊

在翻轉(zhuǎn)課堂模式中，知識的傳授一般通過教師提供的教學(xué)視頻完成，教學(xué)視頻可以由實驗課程主講親自錄制或者使用網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)秀的開放教育資源。在學(xué)員看完教學(xué)錄像之后，應(yīng)該對錄像中的收獲和疑難之處進行記錄。同時，學(xué)員要完成教師布置的針對性課前練習(xí)，以加強對學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固并發(fā)現(xiàn)疑難之處。對于課前練習(xí)的數(shù)量和難易程度，教師要合理設(shè)計，幫助學(xué)員利用舊知識完成向新知識的過渡，對于學(xué)員課前的學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該利用信息技術(shù)提供網(wǎng)絡(luò)交流支持[8]。學(xué)員可以通過留言板等與同學(xué)進行互動溝通，了解彼此之間的收獲與疑問，同學(xué)之間能夠進行互動解答。

4.2 課堂活動設(shè)計模塊

4.2.1 問題交流

走進實驗室之前，由于學(xué)員已經(jīng)具備實驗所需的所有知識儲備，在實驗課上，翻轉(zhuǎn)課堂模式提供了充足的時間供學(xué)員和教師互動和個性化溝通，教師需要根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)員觀看教學(xué)視頻、課前練習(xí)中提出的疑問，總結(jié)出一些有探究價值的問題，即使實驗課人數(shù)可能較多，也可真正實現(xiàn)一對一針對性的交流和輔導(dǎo)，翻轉(zhuǎn)課堂模式中這種互動是學(xué)員發(fā)起的，這打破了傳統(tǒng)由教師發(fā)起互動的模式。

4.2.2 獨立探索

翻轉(zhuǎn)課堂模式利用豐富的信息化資源，讓學(xué)員逐漸成為學(xué)習(xí)的主角，不再是在實驗課上“跟著跑”，而是可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏和步調(diào)，反復(fù)觀看視頻，充分完成知識傳遞階段的任務(wù)，更重要的是學(xué)員有更多的時間獨立思考，真正探求事物和問題本質(zhì)。

4.2.3 協(xié)作學(xué)習(xí)

為了實施翻轉(zhuǎn)課堂模式，教師不僅要付出大量的精力都放在視頻制作，更注重如何支配課堂上多出來的這些時間，教師需做出精心地準(zhǔn)備和細致地觀察課堂中進行的對話討論和協(xié)作學(xué)習(xí)，真正做到因材施教，翻轉(zhuǎn)課堂模式之所以成功，正是因為課堂討論和互助協(xié)作所帶來的學(xué)員“吸收內(nèi)化”學(xué)習(xí)過程效益的提升。

4.2.4 反饋評價

翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容被永久保存，可供查閱和修正，進行修正的依據(jù)主要來源于學(xué)員在課外練習(xí)和觀看視頻反饋的問題，以及課內(nèi)討論和互動中提出的問題，我們可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)，生成每個學(xué)員的評估信息來設(shè)計并實施個性化教學(xué)的措施，形成提高教學(xué)針對性的策略[9]，為后續(xù)的實驗課程開展提供更好的調(diào)整方案，使整個實驗課程開展過程形成一個回路。

5 結(jié)束語

教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)[10]，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心，翻轉(zhuǎn)課堂是一種新興的教學(xué)模式，課堂內(nèi)是師生互動和交流的場所，在課堂外實現(xiàn)在線教學(xué)并且將“作業(yè)”帶入課堂，走出課堂學(xué)習(xí)才真正發(fā)生。翻轉(zhuǎn)課堂在國外興起并廣泛應(yīng)用，它是否適用于中國的教育環(huán)境需要有更多的實踐者參與其中。此外，新興的翻轉(zhuǎn)課堂模式并不能解決當(dāng)前教育的一切問題。例如學(xué)員學(xué)習(xí)自主性不強的問題，這和很多方面有關(guān)系；再如灌輸式教學(xué)方式等等，對于這部分群體一旦采用放開式的教學(xué)方式，如何保證效果是一個值得深入探討的問題。

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Application of Flipped Classroom Teaching Mode in the Information of the Experiment Teaching

Zhang Jie, Lv Haiyan, Wang Lina
Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai, 264001, China

Abstract:This paper presents the background of flipped classroom mode and analyzes the adjustment of teaching mode, teaching philosophy and student roles. Combined with problems in the experimental teaching, it analyzes the advantages and new requirements of experiment teaching, to which the flipped classroom mode is applied. This paper put forward a method to construct flipped classroom mode of information learning environment. It has some guidance significance to improve the effect of experimental teaching in the curriculum reform, strengthen the innovation of knowledge and so on.

Key words:flipped classroom; experiment teaching; experiment reform; teaching mode

收稿日期：2015-06-18

作者簡介：張杰，碩士，講師。呂海燕，碩士，講師。