王佩

摘 要：自CDIO工程教育模式創(chuàng)立以來(lái)，我國(guó)較多高校已引入CDIO教育理念。為了達(dá)到工程教育認(rèn)證的預(yù)定目標(biāo)，文章探索新的教育模式，首次提出了基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的“三個(gè)三”教學(xué)模式，即三個(gè)平臺(tái)、三個(gè)階段、三個(gè)步驟。結(jié)合本科生的課程設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了該教學(xué)模式的具體實(shí)施過(guò)程，并通過(guò)學(xué)生填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了分析。結(jié)論顯示：學(xué)生對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)知度、靈活度有較高的評(píng)價(jià)，與傳統(tǒng)模式相比更喜歡這種模式。同時(shí)還提出了教學(xué)模式的改進(jìn)措施，為首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)工科教學(xué)提供了一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：CDIO；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；課程設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2017）20-0051-03

從2000年CDIO工程教育模式創(chuàng)立以來(lái)，我國(guó)較多高校已引入CDIO教育理念。首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院在2016年剛完成工程教育認(rèn)證，其中畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo)就圍繞CDIO，從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。工科學(xué)生重在實(shí)踐，能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工作崗位中，而課程設(shè)計(jì)是工科學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升實(shí)踐能力的有效途徑。因此，在課程設(shè)計(jì)中開(kāi)發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性很有必要，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的廣泛應(yīng)用恰恰解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的不足。

一、翻轉(zhuǎn)課堂

1.翻轉(zhuǎn)課堂的起源

2007年，美國(guó)化學(xué)教師Jon Bergman和Aaron Sams[1-2]開(kāi)始嘗試錄制微視頻，最初的目的是將微視頻放到網(wǎng)絡(luò)上，以便一些缺課或者課堂上沒(méi)有消化知識(shí)點(diǎn)的學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)觀看。但是后來(lái)不斷的改進(jìn)，演變成在課下自主觀看視頻學(xué)習(xí)，課上學(xué)生完成作業(yè)和教師進(jìn)行答疑，也是目前翻轉(zhuǎn)課堂的主要形式。

我國(guó)的翻轉(zhuǎn)課堂是從2012年才開(kāi)始引進(jìn)的，首先在中學(xué)課堂上得到了廣泛應(yīng)用，開(kāi)展了一些翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)。之后，國(guó)內(nèi)教學(xué)學(xué)界對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式展開(kāi)了研究，發(fā)展了研究論文，同時(shí)也在大學(xué)課堂上進(jìn)行試驗(yàn)。

2.翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)缺點(diǎn)

翻轉(zhuǎn)課堂的引入，有如下優(yōu)勢(shì)：①可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生不再是接受傳統(tǒng)課堂填鴨式教育，教師也不再是將知識(shí)從書(shū)本轉(zhuǎn)移的搬運(yùn)工，學(xué)生通過(guò)教師給出的情境，來(lái)激發(fā)興趣點(diǎn)；②能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。學(xué)生結(jié)合對(duì)知識(shí)掌握的程度，主動(dòng)搜尋自己不理解的知識(shí)點(diǎn)，能夠更快有針對(duì)性的解決學(xué)生疑惑；③提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生會(huì)自行形成小組討論，在討論的過(guò)程中，大家共享知識(shí)，提出自己的看法和疑惑，這是一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提升。

但是，翻轉(zhuǎn)課堂在帶來(lái)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也提出了一些挑戰(zhàn)：①對(duì)學(xué)生的挑戰(zhàn)。學(xué)生早已習(xí)慣了教師在課堂上講授、只需聽(tīng)著就行的課堂教學(xué)模式，沒(méi)有課前熟悉、課后討論的習(xí)慣。而翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，可能會(huì)有一些學(xué)生在課下完全不自學(xué)，課上就提不出疑點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)不到應(yīng)有的知識(shí)。因此翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力和自我約束能力是一個(gè)挑戰(zhàn)。②對(duì)教師的挑戰(zhàn)。翻轉(zhuǎn)課堂最大的挑戰(zhàn)應(yīng)該是教師，因?yàn)榻處熜枰鶕?jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出合理的情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。同時(shí)結(jié)合課程需要，教師還需要錄制微視頻，教師需要提前組織好所講內(nèi)容，在幾分鐘內(nèi)清楚地講解課程的知識(shí)點(diǎn)和重難點(diǎn)，這就對(duì)教師掌握課程的重難點(diǎn)程度提出了挑戰(zhàn)。③對(duì)學(xué)校的挑戰(zhàn)。翻轉(zhuǎn)課堂近幾年引入中國(guó)，還是試驗(yàn)階段，并不能像傳統(tǒng)課堂那樣普及。有些老教師不愿意接受新的模式，這對(duì)學(xué)校的教學(xué)理念和管理工作都提出了挑戰(zhàn)。

二、基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式構(gòu)建

《大氣污染控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)》是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修課，這門(mén)課對(duì)于學(xué)生畢業(yè)后，是否具備一個(gè)工科生應(yīng)有的工程設(shè)計(jì)能力起著很大作用。最初的教學(xué)模式是教師帶著學(xué)生在一個(gè)固定教室，連續(xù)幾天完成這個(gè)設(shè)計(jì)，同時(shí)所有學(xué)生做的是一個(gè)題目。最終學(xué)生交上來(lái)的報(bào)告，全部都是一模一樣，這樣的教學(xué)結(jié)果對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)都是失敗的。一方面，課堂上很多時(shí)間學(xué)生都在了解課程設(shè)計(jì)的題目和熟悉畫(huà)圖軟件，教師沒(méi)有起到傳授知識(shí)的作用，教學(xué)效率低；另一方面，學(xué)生都做一個(gè)題目，很多學(xué)習(xí)主動(dòng)性差的學(xué)生等著其他學(xué)生有結(jié)果了直接借鑒，這樣他們并沒(méi)有掌握到應(yīng)該有的知識(shí)。因此結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的概念和課程的實(shí)際情況，提出了基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三個(gè)三”教學(xué)模式，即：三個(gè)平臺(tái)（課堂+課外+移動(dòng)端）、三個(gè)階段（課前+課中+課下）、三個(gè)步驟（探索+實(shí)踐+改進(jìn)），模型圖如圖1。

1.課前階段

該階段教師發(fā)放課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，學(xué)生自行熟悉設(shè)計(jì)題目和要求。并結(jié)合主課已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)初步嘗試設(shè)計(jì)，有不明白的地方在指導(dǎo)書(shū)上進(jìn)行標(biāo)記。學(xué)生提前熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容可以減少在課堂上的預(yù)習(xí)時(shí)間，提高課堂效率。這個(gè)階段，教師是課程的設(shè)計(jì)者，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生人數(shù)擬定出不同的合理數(shù)量的設(shè)計(jì)題目，讓每組學(xué)生之間題目有共性，但又不是完全一樣。同時(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)容還要緊貼主課的教學(xué)大綱，將主要設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)包含進(jìn)去。因此，這個(gè)階段教師是設(shè)計(jì)者，學(xué)生是執(zhí)行者，內(nèi)容的完成都在課外平臺(tái)。

2.課中階段

該階段學(xué)生帶上主課教材以及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，在課堂上與教師進(jìn)行交流。教師先對(duì)課程指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容和要求進(jìn)行重點(diǎn)闡述，學(xué)生進(jìn)而熟悉整個(gè)設(shè)計(jì)流程，嘗試初步設(shè)計(jì)，有任何不明白的地方及時(shí)與教師交流。教師將交流過(guò)程中學(xué)生存在共性的疑點(diǎn)進(jìn)行全面講解。這樣的方式，不再是傳統(tǒng)課堂的統(tǒng)一教學(xué)，能夠因材施教，有針對(duì)性的解決不同學(xué)生的疑問(wèn)，做到高效課堂。

3.課下階段

在完成前兩個(gè)階段后，學(xué)生已經(jīng)明確了設(shè)計(jì)目的，熟悉了設(shè)計(jì)內(nèi)容，掌握了設(shè)計(jì)流程，接下來(lái)的工作就是完成計(jì)算和畫(huà)圖。由于每個(gè)學(xué)生的能力和進(jìn)度不一樣，因此可以結(jié)合學(xué)生自身實(shí)際情況課下自行完成，不用按固定時(shí)間在課堂上進(jìn)行。但是在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這個(gè)階段就需要隨時(shí)與教師溝通。可以建立微信群，教師在群里隨時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)，還可以約一個(gè)時(shí)間視頻教學(xué)，開(kāi)展微課堂。endprint

最終提交設(shè)計(jì)成果時(shí)，不再是傳統(tǒng)的收上來(lái)根據(jù)報(bào)告給一個(gè)分?jǐn)?shù)，而是要做當(dāng)面匯報(bào)，教師當(dāng)面提問(wèn)，以便了解知識(shí)的掌握情況，解決學(xué)生在完成設(shè)計(jì)后的遺留問(wèn)題。這樣整個(gè)課程設(shè)計(jì)才是真正做到了過(guò)程管理，教師能根據(jù)平時(shí)的溝通情況了解每個(gè)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，從而對(duì)學(xué)生的最終成果給一個(gè)客觀公正的成績(jī)。

三、“三個(gè)三”教學(xué)模式的教學(xué)效果分析

1.課堂實(shí)踐內(nèi)容

這次翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是大三環(huán)境專(zhuān)業(yè)本科生，學(xué)生18人。教學(xué)內(nèi)容是為某選煤廠的動(dòng)篩車(chē)間設(shè)計(jì)一套通風(fēng)除塵系統(tǒng)，設(shè)計(jì)任務(wù)包括排風(fēng)罩結(jié)構(gòu)形式的確定和排風(fēng)量的計(jì)算、除塵器的選型、通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算和通風(fēng)機(jī)的選型，最終成果需提交一份設(shè)計(jì)報(bào)告和相應(yīng)的圖紙。設(shè)計(jì)題目中給出6組不同的初始條件，以便將學(xué)生分成6組，每組之間具體的計(jì)算結(jié)果和細(xì)節(jié)處都不一樣。

課前階段，學(xué)生熟悉課程指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)目的和任務(wù)，對(duì)照教材掌握各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算方法，復(fù)習(xí)排風(fēng)罩風(fēng)量計(jì)算，局部阻力計(jì)算，有不明白的地方做上標(biāo)記。

課堂階段，教師給學(xué)生梳理設(shè)計(jì)流程，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)中需要注意的事項(xiàng)和設(shè)計(jì)要求，解決學(xué)生提出的疑難點(diǎn)。

課下階段，學(xué)生自行設(shè)計(jì)計(jì)算，有問(wèn)題小組內(nèi)部進(jìn)行討論，小組內(nèi)部解決不了可以在微信群里向教師提出，教師隨時(shí)進(jìn)行解答。通過(guò)發(fā)送圖片、語(yǔ)音、視頻等多種解決途徑，具有即時(shí)、便捷和高效的特點(diǎn)。

2.教學(xué)效果分析

為了驗(yàn)證教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了教學(xué)效果反饋調(diào)查問(wèn)卷，一共發(fā)放18份調(diào)查問(wèn)卷，收回18份有效調(diào)查問(wèn)卷。除此以外還通過(guò)平時(shí)對(duì)學(xué)生的訪談以及學(xué)生最終的成果來(lái)綜合評(píng)估教學(xué)效果。

對(duì)課前階段課前設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)熟悉程度進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)問(wèn)卷反饋，發(fā)現(xiàn)課前發(fā)放課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)后，僅有11.11%的學(xué)生沒(méi)有翻看過(guò)，且在第一節(jié)課堂上也沒(méi)有攜帶教材。有16.67%的學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)認(rèn)真翻閱，并且試圖初步設(shè)計(jì)，將不明白的地方都做好了標(biāo)記。剩余72.22%的學(xué)生都對(duì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)做了通篇瀏覽，了解設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的了解程度上，沒(méi)有學(xué)生很清楚翻轉(zhuǎn)課堂，61.11%的學(xué)生表示聽(tīng)說(shuō)過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂，但也不是很了解，其他學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂不太清楚。

在第一次課堂教學(xué)上，大部分學(xué)生都即時(shí)有問(wèn)題，僅有11.11%學(xué)生沒(méi)有提問(wèn)。課下，通過(guò)打電話、微信群聊、語(yǔ)音聊天等多種途徑咨詢問(wèn)題的學(xué)生占到了66.7%。由于將學(xué)生分組進(jìn)行，有一些小組是派代表進(jìn)行提問(wèn)。

在最后集中提交成果階段，教師采取一對(duì)一提問(wèn)，從而了解每一個(gè)學(xué)生對(duì)這門(mén)設(shè)計(jì)課的掌握程度。發(fā)現(xiàn)在提問(wèn)過(guò)程中能回答正確并且掌握了基本設(shè)計(jì)流程的學(xué)生占到了88.9%。最后成績(jī)判斷達(dá)到優(yōu)秀的學(xué)生有33.3%，成績(jī)是綜合平時(shí)、設(shè)計(jì)報(bào)告和圖紙給出的。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷反饋，全班學(xué)生都認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂提升了自主學(xué)習(xí)和探索能力，其中33.3%的學(xué)生認(rèn)為提高很多，這些學(xué)生并不完全是那33.3%成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生，66.67%的學(xué)生有提高一些。調(diào)查顯示， 55.6%的學(xué)生還是很喜歡翻轉(zhuǎn)課堂的，5.56%自覺(jué)性差的學(xué)生不喜歡，覺(jué)得很難，剩下的學(xué)生表示無(wú)所謂。最終讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行自我評(píng)定， 33.3%的學(xué)生表示滿意，55.56%的學(xué)生表示基本滿意，僅有11.1%的學(xué)生表示不滿意。

通過(guò)對(duì)最終成績(jī)和課前熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)程度調(diào)查發(fā)現(xiàn)，那些在課前精讀的學(xué)生最終成績(jī)都為優(yōu)秀。通過(guò)最終成績(jī)和學(xué)生自己對(duì)設(shè)計(jì)成果滿意程度調(diào)查發(fā)現(xiàn)，那些拿到優(yōu)秀的學(xué)生，并不是全部都對(duì)自己設(shè)計(jì)成果滿意，有一些自我要求高的學(xué)生認(rèn)為還有提升空間，但是時(shí)間問(wèn)題沒(méi)有把設(shè)計(jì)做得更完善，因此對(duì)自己的成果表示基本滿意。那些最終成績(jī)?yōu)閮?yōu)秀的學(xué)生都認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂形式靈活、高效，提升了自主學(xué)習(xí)和探索能力。

四、結(jié)論與改進(jìn)

將翻轉(zhuǎn)課堂用于本科生課程設(shè)計(jì)，結(jié)合課堂觀察、學(xué)生訪談、調(diào)查問(wèn)卷以及最終成績(jī)得出以下結(jié)論：①翻轉(zhuǎn)課堂在一定程度上提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探索能力。學(xué)生拿到設(shè)計(jì)題目后，自己研究，教師只需隨時(shí)針對(duì)學(xué)生的疑難點(diǎn)進(jìn)行解答，這樣學(xué)生能夠自主高效的學(xué)習(xí)，避免了傳統(tǒng)的自學(xué)遇到難點(diǎn)容易停滯的特點(diǎn)。②翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)知度得到了提升。學(xué)生從不了解到親身參與，再到喜歡這種教學(xué)模式，有利于翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式的推廣。③翻轉(zhuǎn)課堂提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。由于學(xué)生是自主尋找解決辦法，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用更具象，更深刻。④與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用在課程設(shè)計(jì)課上更受學(xué)生和教師的歡迎。學(xué)生能夠靈活高效完成，教師也能夠隨時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況和安排自身的教學(xué)科研任務(wù)。

但是在這次教學(xué)模式的體驗(yàn)過(guò)程中，還是存在一些不足：①調(diào)查樣本數(shù)少。由于我院環(huán)境工程系一屆人數(shù)少，這樣樣本數(shù)量少，代表性有待繼續(xù)考證。因此計(jì)劃持續(xù)應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式3年，來(lái)觀察教學(xué)效果。②翻轉(zhuǎn)課堂占據(jù)了更多平時(shí)時(shí)間。部分學(xué)生反映應(yīng)該降低設(shè)計(jì)任務(wù)。在以后的教學(xué)中對(duì)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行改進(jìn)，考慮學(xué)生投入的時(shí)間。③部分自覺(jué)性不高的學(xué)生全程不參與翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)，也不聯(lián)系教師，最后交一份報(bào)告。在以后的教學(xué)中會(huì)更關(guān)注這類(lèi)學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]張渝江，翻轉(zhuǎn)課堂變革[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2012（10）.118-120.

[2]陳怡，趙呈領(lǐng).基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（2）：49-54.

[3]劉傳明. “拋錨式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015.

[4]薛云，鄭麗.基于SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索與反思[J].中國(guó)電化教育，2016（5）： 132-137.

[5]李海龍，鄧敏杰，梁存良. 基于任務(wù)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（9）： 46-51.

[6]董黎明，焦寶聰. 基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)應(yīng)用模式研究[J]. 電化教育研究，2014（7）：108-113.

[7]徐妲，鐘紹春，馬相春. 基于翻轉(zhuǎn)課堂的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及支撐系統(tǒng)研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013（5）：107-112.

[8]趙興龍.翻轉(zhuǎn)課堂中知識(shí)內(nèi)化過(guò)程及教學(xué)模式設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2014（2）：55-61.

[9]何克抗.從“翻轉(zhuǎn)課堂”的本質(zhì)，看“翻轉(zhuǎn)課堂”在我國(guó)的未來(lái)發(fā)展[J].電化教育研究：2014（7）：5-15.

[10]何朝陽(yáng)，歐玉芳，曹祁.美國(guó)大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的啟示[J].高等工程教育研究，2014（2）：146-150.

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