徐 政,肖冬亞
(長春工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院,長春 130012)
我國頒布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》和《中國教育現(xiàn)代化2035》倡導(dǎo):要堅(jiān)持信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念,以教育信息化支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化,這是新時(shí)代我國教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略選擇,對(duì)于構(gòu)建教育強(qiáng)國和人力資源強(qiáng)國具有重要意義。然而,信息技術(shù)目前在教育領(lǐng)域的應(yīng)用通常只是一種形式化的存在,沒有影響到教育系統(tǒng)的根本,致使信息化教學(xué)的發(fā)展遇到了瓶頸。《2010美國國家教育技術(shù)計(jì)劃》提出:在許多領(lǐng)域中,提高生產(chǎn)力是重點(diǎn),但教育卻未能沿襲這種慣例,通過技術(shù)來改變教育的根本結(jié)構(gòu),是提高教育生產(chǎn)力的關(guān)鍵[1]。由此,以進(jìn)行教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性改革為切入點(diǎn)來構(gòu)建信息化教學(xué)模式,是解決信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合不夠的根本途徑,是加速教育現(xiàn)代化的基石。以高校電氣類專業(yè)的電機(jī)學(xué)課程為案例,淺談信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂深度融合的教學(xué)策略與實(shí)施方案。
課堂相當(dāng)于學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)的干細(xì)胞,通過課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的改革可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)最主要的結(jié)構(gòu)性改革。MOOC(大規(guī)模在線開放課程)背景下,基于技術(shù)學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式層出不窮,如微課、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等。其中,翻轉(zhuǎn)課堂打破常規(guī),對(duì)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)中教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)媒體等四要素的地位與作用進(jìn)行了重新定義,使信息技術(shù)充實(shí)到每一個(gè)結(jié)構(gòu)要素中,為課堂教學(xué)注入新鮮血液,讓課堂煥發(fā)更大的生機(jī)與活力。
在傳統(tǒng)教學(xué)過程中,教師在“課中”進(jìn)行知識(shí)傳授,學(xué)生通過“課后”的練習(xí)來完成知識(shí)內(nèi)化。而在翻轉(zhuǎn)課堂中,知識(shí)傳授通過MOOC視頻使教學(xué)在“課前”完成,知識(shí)內(nèi)化在“課中”經(jīng)討論、交流完成,“課后”則是用來完成更高層次的知識(shí)探究。在這種教學(xué)模式中,課堂變成了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的交互學(xué)習(xí)場所,學(xué)生在互動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的升華。翻轉(zhuǎn)課堂通過變換課前、課中與課后的教學(xué)功能,使得在課堂教學(xué)活動(dòng)中,教師和學(xué)生間形成一種新型的“學(xué)習(xí)伙伴”關(guān)系,教學(xué)結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皫熒鷮W(xué)習(xí)共同體”[2]。除教師與學(xué)生外,教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)媒體是課堂結(jié)構(gòu)的另外兩個(gè)要素。在科技飛速發(fā)展的今天,靠一本教材支撐課堂教學(xué)內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時(shí)代的需求,有了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與MOOC的支持,教師與學(xué)生可涉獵的信息范圍更加廣泛、實(shí)現(xiàn)方式更加便捷,且不受時(shí)空的束縛。因此,以教材為主、以豐富信息化教學(xué)資源為輔,成為新結(jié)構(gòu)下課堂教學(xué)內(nèi)容的特征。一直以來,教學(xué)媒體憑借其逼真的動(dòng)畫與生動(dòng)的色彩調(diào)配優(yōu)勢(shì),成為教師攻克重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)問題的形象化教學(xué)工具。課程技術(shù)化后,教學(xué)媒體的作用將從單純的“教具”擴(kuò)展成為學(xué)生的“學(xué)習(xí)工具”,成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究知識(shí)、與他人協(xié)作交流的有力手段。
以學(xué)生發(fā)展為中心、以能力為先的教育理念是實(shí)現(xiàn)高階、創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本保障,課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的改革正契合了這樣的教育要求,而MOOC背景下的翻轉(zhuǎn)課堂具有改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)特征,是實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)改革的有效教學(xué)模式。
營建信息化教學(xué)環(huán)境是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)分課前、課中與課后三個(gè)階段,其中,課前為在線開放學(xué)習(xí)階段。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于打破了學(xué)習(xí)時(shí)間和空間的限制,有利于學(xué)生課堂之外的個(gè)性化學(xué)習(xí)。而微課具有教學(xué)內(nèi)容精煉、教學(xué)設(shè)計(jì)精致、主題突出、系列化后系統(tǒng)性強(qiáng)的教學(xué)優(yōu)勢(shì),更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更適合學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。因此,建設(shè)以微課為載體的MOOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源將會(huì)加大信息化教學(xué)的驅(qū)動(dòng)力。另一方面,教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)與制作不應(yīng)千篇一律,而要立足于所面向?qū)W校的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位,做到因材施教,這樣會(huì)極大提升學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。
翻轉(zhuǎn)課堂按知識(shí)傳授、內(nèi)化及探究三個(gè)層次逐層遞進(jìn)方式開展教學(xué)。將知識(shí)的淺層認(rèn)知過程安排在課前,學(xué)生依據(jù)給定的學(xué)習(xí)任務(wù),利用網(wǎng)絡(luò)資源以自主學(xué)習(xí)方式接受新知識(shí)。由于網(wǎng)絡(luò)視頻具有可暫停、可回放和可選擇性收聽觀看的特點(diǎn),為學(xué)生個(gè)性化、差異化學(xué)習(xí)提供可能,學(xué)生可以依據(jù)自身情況把握學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)頻次,把學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)掌握在自己手里,以各自的方式實(shí)現(xiàn)共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。將知識(shí)的深層認(rèn)知過程安排在課堂中,以問題作為課堂教學(xué)的起點(diǎn),以學(xué)習(xí)小組為陣營,采用師生、生生互動(dòng)研討的方式深化知識(shí),知識(shí)傳遞的方式從“傳統(tǒng)的單向傳遞”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸嘞蚧?dòng)”[3]。由于交流具有擴(kuò)展思維、激發(fā)潛能、合作共贏的效能,對(duì)知識(shí)內(nèi)化可起到強(qiáng)勁的推動(dòng)作用。將知識(shí)的拓展過程安排在課后,教師以作業(yè)形式發(fā)布任務(wù),學(xué)生可以通過作業(yè)檢驗(yàn)自己前兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)成效,并引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究性學(xué)習(xí),鍛煉和培養(yǎng)他們的高級(jí)思維能力以及勇于探索、開拓創(chuàng)新的精神。
電機(jī)學(xué)課程是高校電氣類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程和將來從事專業(yè)工作奠定基礎(chǔ)。以該課程為案例,制定信息技術(shù)與課堂深度融合的教學(xué)實(shí)施方案。
1.開發(fā)課程內(nèi)容與教學(xué)模塊
依據(jù)電機(jī)學(xué)課程的特點(diǎn),按電機(jī)種類的不同進(jìn)行課程內(nèi)容的劃分;對(duì)于每類電機(jī),以遞進(jìn)研究的思路按結(jié)構(gòu)原理、模型建立、特性分析以及運(yùn)行方式等四部分構(gòu)建教學(xué)模塊。搭建起課程框架之后,對(duì)于每個(gè)模塊,再精編、設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,制作成一系列時(shí)長為15分鐘左右的課堂、實(shí)驗(yàn)室或工程現(xiàn)場的微課教學(xué)視頻。對(duì)于每個(gè)微課單元教學(xué)主題的選取,是以重視知識(shí)的專業(yè)應(yīng)用性為原則,以課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)為核心,融合工程運(yùn)行現(xiàn)場中常見、典型、有代表性的問題。在教學(xué)設(shè)計(jì)上,采用問題引領(lǐng)式教學(xué),教學(xué)內(nèi)容要精悍、完整,課件的制作要力求精美,盡可能采用生動(dòng)的畫面助解問題,語言表達(dá)要精煉,思路要清晰,深入淺出、引人入勝;同時(shí),要注重微課視頻的內(nèi)容完整性以及微課單元之間的內(nèi)容銜接性,使微課視頻系列成為知識(shí)點(diǎn)的鏈條,問題環(huán)環(huán)相扣,遞進(jìn)展開,實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容系統(tǒng)化呈現(xiàn)。微課開創(chuàng)了新的課程形態(tài),有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情[4]。
2.錄制MOOC教學(xué)視頻
課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)與有資質(zhì)的優(yōu)秀教學(xué)平臺(tái)合作,策劃、錄制完成微課教學(xué)視頻系列,并在教學(xué)平臺(tái)中作為優(yōu)質(zhì)共享的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源——電機(jī)學(xué)(吉林聯(lián)盟),為本校及更多同類型學(xué)校的學(xué)生提供線上視頻教學(xué)服務(wù)。
3.拓展課程信息化教學(xué)管理與服務(wù)
授課教師拓建SPOC(小規(guī)模限制性在線課程),作為針對(duì)于具體授課班級(jí)的輔助性教學(xué)平臺(tái)。SPOC可以實(shí)現(xiàn)七項(xiàng)主要功能:課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù),為學(xué)生的視頻自主學(xué)習(xí)提供方向;教師上傳自己錄制的補(bǔ)充性授課視頻、PPT課件、教學(xué)大綱、授課計(jì)劃等,供學(xué)生課前與課后自主學(xué)習(xí)使用;簽到考勤;建立題庫、選題組卷、在線測(cè)試、在線投票、在線討論、考情分析;作業(yè)的發(fā)布、提交與批改;對(duì)學(xué)生查看學(xué)習(xí)資源的次數(shù)、收看視頻的時(shí)長等學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì);設(shè)置成績權(quán)重、導(dǎo)出成績單等。SPOC可實(shí)現(xiàn)對(duì)課程的信息化教學(xué)管理與服務(wù),提高課程的運(yùn)行效率。
4.搭建信息溝通橋梁
信息時(shí)代下手機(jī)的普及率是最高的,也是最便攜的移動(dòng)平臺(tái),要充分利用手機(jī)的QQ、微信以及騰訊會(huì)議等APP軟件功能,在師生間搭建起最迅捷的人機(jī)交互信息溝通橋梁。
1.課程混合式教學(xué)實(shí)施方案
依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類法,實(shí)現(xiàn)將更多的課堂時(shí)間放在對(duì)于學(xué)生應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造等高階能力的培養(yǎng)上,變革傳統(tǒng)課堂只能實(shí)現(xiàn)記憶、理解等低階目標(biāo)的弊端,混合教學(xué)設(shè)計(jì)中將知識(shí)講授放在課余時(shí)間線上進(jìn)行,將應(yīng)用能力的培養(yǎng)放在線下課堂進(jìn)行。
結(jié)合本校實(shí)際及課程特點(diǎn),《電機(jī)學(xué)》課程采用補(bǔ)足型混合式教學(xué)模式,即基于慕課MOOC與專屬在線課程SPOC,在線下教學(xué)時(shí)間基礎(chǔ)上,督促學(xué)生利用課余時(shí)間匹配20%-50%學(xué)時(shí)進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)。課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí),考慮教學(xué)內(nèi)容的適合性與需要性,具體設(shè)計(jì)線上教學(xué)28學(xué)時(shí),采用MOOC+SPOC+案例研討的教學(xué)方式,除去8學(xué)時(shí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn),線上學(xué)時(shí)占理論總學(xué)時(shí)比為50%,并且覆蓋四類電機(jī)。線上、線下教學(xué)貫徹以德施教的方針,實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)與知識(shí)傳授三位一體。具體采用六步教學(xué)法開展混合式教學(xué),即課前導(dǎo)學(xué)、課端檢測(cè)、課中互動(dòng)、課尾總結(jié)、課后實(shí)踐、課外提升。
(1)課前導(dǎo)學(xué)——線上教學(xué)
課前,教師在SPOC中發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù),并通過若干思考題為學(xué)生構(gòu)建起學(xué)習(xí)框架,引領(lǐng)學(xué)生利用MOOC微課視頻、SPOC中的課程資源庫等輔助教學(xué)資源進(jìn)行知識(shí)的自主學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳授在課前完成,更重要的是以此訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與獨(dú)立思考能力。
(2)課端檢測(cè)——課堂線上考核
課端檢測(cè)包括課堂線上簽到考勤和線上測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。教師通過SPOC發(fā)起小測(cè)驗(yàn),檢測(cè)學(xué)生課前基本知識(shí)學(xué)習(xí)情況,并根據(jù)考核結(jié)果發(fā)現(xiàn)共性問題,以便于課堂中有針對(duì)性地予以解決。
(3)課中互動(dòng)與課尾總結(jié)——線下教學(xué)
課中活動(dòng)的開展采用案例研討形式,主要側(cè)重學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)。
①問題提出
依據(jù)學(xué)生課前線上學(xué)習(xí)情況和課端測(cè)試情況,發(fā)現(xiàn)并提出學(xué)生的共性問題。
②案例研討——生生互動(dòng)
教師以案例為核心,組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論交流,學(xué)生以線上投票的方式對(duì)提問及案例問題進(jìn)行回答。這樣不但可以促進(jìn)全員參與互動(dòng),實(shí)現(xiàn)課堂活動(dòng)過程有評(píng)估、互動(dòng)有實(shí)效,而且通過投票的分布,教師可以及時(shí)掌握學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況,便于有針對(duì)性地進(jìn)行引導(dǎo)。
案例設(shè)計(jì)應(yīng)滿足目標(biāo)水平合理、概念原理相關(guān)以及真實(shí)復(fù)雜等三方面綜合需求。教師備課時(shí),先要依據(jù)授課內(nèi)容以及教學(xué)目標(biāo),查閱相關(guān)教材、文獻(xiàn)、現(xiàn)場資料等,綜合考慮學(xué)生知識(shí)技能背景,然后編寫案例,用簡練的信息提供給學(xué)生一個(gè)真實(shí)復(fù)雜的問題。
翻轉(zhuǎn)課堂是一個(gè)以學(xué)生為中心、以研討為主線的過程,因此,翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的成功開展,需要學(xué)生主動(dòng)配合。通過成立學(xué)習(xí)小組,可以激發(fā)學(xué)生的探索積極性與團(tuán)隊(duì)意識(shí),提升合作溝通能力。
③案例研討——師生互動(dòng)
依據(jù)投票情況,教師與學(xué)生之間進(jìn)一步展開交流互動(dòng),教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例問題進(jìn)行更深入的應(yīng)用分析,以診斷式的互動(dòng)手段逐層遞進(jìn),讓學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)體系,實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一和完善,并在這個(gè)過程中,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)精神,實(shí)現(xiàn)能力培養(yǎng)與價(jià)值塑造。
翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)的不只是讓學(xué)生解決問題,而且要讓他們理解問題背后的關(guān)系和機(jī)理。教師在為學(xué)生提供展示、創(chuàng)造機(jī)會(huì)的同時(shí),必須對(duì)學(xué)生的結(jié)論給予反饋、提供評(píng)估。為了提煉學(xué)生所學(xué)到的東西,教師要引導(dǎo)學(xué)生反思問題解決的過程,并引入同類型問題進(jìn)行對(duì)比、找出異同,這可以幫助學(xué)生歸納和理解知識(shí)的應(yīng)用情境。而且,在學(xué)生評(píng)價(jià)自己以及他人的表現(xiàn)時(shí),他們同時(shí)也在對(duì)自主學(xué)習(xí)和通過合作解決問題的活動(dòng)進(jìn)行反思,這對(duì)于發(fā)展高級(jí)思維是很有意義的。
④課尾總結(jié)
從本教學(xué)單元的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)及素養(yǎng)要求三方面進(jìn)行總結(jié),同時(shí)通過SPOC發(fā)布課后作業(yè),引導(dǎo)課后拓展學(xué)習(xí)。
(4)課后實(shí)踐與課外提升——線上延展教學(xué)
學(xué)生通過查閱線上資源進(jìn)行課后深度學(xué)習(xí),完成課后作業(yè)并上傳至SPOC,教師進(jìn)行線上批閱;針對(duì)作業(yè)中存在的問題,教師發(fā)起線上討論,延展教學(xué)的深度與廣度,開拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
2.課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)
以“感應(yīng)電機(jī)的基本特性”學(xué)習(xí)單元中第一次課為例。
表1 混合教學(xué)安排
線下課堂教學(xué)以案例為核心,以信息技術(shù)為助推器,采用面對(duì)面交流互動(dòng)研討的形式,課堂教學(xué)由傳統(tǒng)的以授課為中心轉(zhuǎn)向以活動(dòng)為中心,實(shí)現(xiàn)教師引導(dǎo)下的伙伴式學(xué)習(xí)。本次線下課堂教學(xué)引用案例舉例:一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī),PN=100kW,2p=6,f=50Hz,nN=980r/min,pmech=1kW,pad=0.5%PN,在轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器把轉(zhuǎn)速降低至750r/min,如負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變,評(píng)估此種調(diào)速方法是否經(jīng)濟(jì)?在案例研討活動(dòng)中,學(xué)生是活動(dòng)的主體,教師作為活動(dòng)的組織者負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生探索的方向。圖1為該案例的分析思路引導(dǎo)圖。
由我校課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)完成的MOOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源——電機(jī)學(xué)(吉林聯(lián)盟)共享課程,被評(píng)為吉林省精品在線開放課程,該課程已上線運(yùn)行了7學(xué)期,被15所學(xué)校選用,具有較好的應(yīng)用推廣效果。
將混合教學(xué)模式應(yīng)用于本校“電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)”2016、2017和2018級(jí)《電機(jī)學(xué)》課程,與延用傳統(tǒng)模式的2015級(jí)相比較:結(jié)課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行的無記名調(diào)查問卷考察結(jié)果顯示,混合模式下學(xué)生的主觀能動(dòng)性得以發(fā)揮,學(xué)生能夠積極主動(dòng)參與課程學(xué)習(xí),超過三分之二的學(xué)生認(rèn)可這種教學(xué)方式,認(rèn)為該方式更有利于全面深入掌握課程知識(shí)和培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力;從線上隨堂測(cè)試效果看,18級(jí)學(xué)生平均成績81.5分,而15級(jí)缺少信息技術(shù)支持下的平時(shí)測(cè)驗(yàn)考核環(huán)節(jié);從課程目標(biāo)達(dá)成情況看,結(jié)合平時(shí)作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)及期末考核,16、17和18級(jí)課程總目標(biāo)達(dá)成度分別為0.83、0.85和0.78,遠(yuǎn)高于期望值0.7,而15級(jí)為0.68。同時(shí),課程7個(gè)分目標(biāo)達(dá)成度數(shù)據(jù)顯示,16、17和18級(jí)普遍高于15級(jí)。通過對(duì)比,混合教學(xué)模式對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量具有顯著效果。
在線開放課程、專屬在線課程與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合教學(xué)模式,融合了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì),帶來了教學(xué)時(shí)空的拓展,推動(dòng)了以學(xué)生為中心教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,契合以學(xué)生能力為先的人才培養(yǎng)需求?;旌辖虒W(xué)模式下學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、思辨能力、運(yùn)用現(xiàn)代化工具能力、溝通合作能力以及適應(yīng)信息社會(huì)的創(chuàng)新能力都得到了鍛煉與提高?;旌辖虒W(xué)是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的有效教學(xué)模式,對(duì)推動(dòng)高校教學(xué)質(zhì)量的提升具有積極意義。
長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)2022年1期