模塊化教學(xué)背景下運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式改革研究
——基于翻轉(zhuǎn)課堂

趙　娟,管　梅,江立輝

(合肥學(xué)院　數(shù)學(xué)與物理系,安徽　合肥　230061)

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模塊化教學(xué)背景下運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式改革研究
——基于翻轉(zhuǎn)課堂

趙娟,管梅,江立輝

(合肥學(xué)院數(shù)學(xué)與物理系,安徽合肥230061)

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂打破了傳統(tǒng)自上而下的教學(xué)模式，為教學(xué)改革的開展注入了新的活力，從而也成為近幾年來國內(nèi)外教育界的熱門話題。文章首先介紹了在模塊化教學(xué)改革背景下針對(duì)運(yùn)籌學(xué)的課程特點(diǎn)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性，然后針對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)構(gòu)建了適用于該課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式并加以實(shí)施。教學(xué)實(shí)踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式既可以提高學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)這門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，又可以有效培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：微課程；慕課；翻轉(zhuǎn)課堂

《國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》提出要建立“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”，“探索多種培養(yǎng)方式”[1]。 在此背景下，為了適應(yīng)應(yīng)用型大學(xué)的辦學(xué)要求，2011年我校在數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)行模塊化教學(xué)改革，將運(yùn)籌學(xué)歸為運(yùn)籌與優(yōu)化模塊。模塊化教學(xué)改革是以專業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)[2]，注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性和應(yīng)用性，要求改變傳統(tǒng)的以知識(shí)輸入為導(dǎo)向的課程體系為以知識(shí)輸出為導(dǎo)向(從能力分解出發(fā))的模塊體系[3]。

運(yùn)籌與優(yōu)化這個(gè)模塊以往的教學(xué)模式是基于模型驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)了課本上的模型以后往往感到在處理實(shí)際問題時(shí)還是摸不到頭腦，從而產(chǎn)生數(shù)學(xué)沒用的想法，大大挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。于是在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)過程中嘗試了問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，取得了較好的教學(xué)效果。但是由于運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，將學(xué)生局限于校園和課堂的45分鐘，一來提出的問題跟實(shí)際生活中的問題有一些脫軌，二來因?yàn)闆]有實(shí)際背景和相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)生對(duì)于老師提出的問題很難給出滿意的回答。隨著模塊化建設(shè)的深化，嘗試將學(xué)生帶到企業(yè)去，然后在現(xiàn)場(chǎng)向他們提出實(shí)際問題，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣，再回到課堂上時(shí)給出的答案較之以前有了明顯的進(jìn)步。但是每門課程的學(xué)時(shí)有限，這種將課堂搬到教室之外的做法雖然取得了很好的教學(xué)效果，但是卻給學(xué)時(shí)安排帶來了極大的麻煩。因此，必須繼續(xù)探索出新的教學(xué)模式以適應(yīng)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的需要。我們考慮互聯(lián)網(wǎng)尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)特別發(fā)達(dá)的今天，學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)可以在課下進(jìn)行，既可以借助于網(wǎng)絡(luò)資源也可以借助老師針對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)制作的微課程來進(jìn)行。把課堂變成老師學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，包括答疑解惑、知識(shí)的運(yùn)用等。這種教學(xué)模式就是當(dāng)下流行的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

1研究基礎(chǔ)

1.1翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)是一種新型教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式于2012年起源于美國科羅拉多州的林地公園高中[4]。傳統(tǒng)教學(xué)過程通常包括“信息傳遞”和“知識(shí)內(nèi)化”兩個(gè)階段?！靶畔鬟f”是通過教師在課堂中的講授來完成，“知識(shí)內(nèi)化”則需要學(xué)生在課后通過作業(yè)、操作或者實(shí)踐來完成，在“知識(shí)內(nèi)化”階段由于缺少教師的支持和幫助，學(xué)生常常會(huì)有挫敗感，喪失學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和成就感。鑒于此，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行了重構(gòu)，“信息傳遞”是學(xué)生在課前進(jìn)行的，學(xué)生可以借助于網(wǎng)絡(luò)和老師提供的微課程等完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)?！爸R(shí)內(nèi)化”是在課堂上通過互動(dòng)來完成的，老師在課前可以通過在線平臺(tái)了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，在課堂上給予有效的指導(dǎo)，同學(xué)之間的交流更有助于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的吸收內(nèi)化進(jìn)程。

1.2微課程

微課程是指為使學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)獲得最佳效果，經(jīng)過精心的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，以流媒體的形式展示出來的圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)。它的形式是自主學(xué)習(xí)，目的是最佳效果，設(shè)計(jì)是精心的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，形式是流媒體，內(nèi)容是某個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)或者某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。對(duì)于老師而言，最關(guān)鍵的是要從學(xué)生的角度去制作微課程，要體現(xiàn)以學(xué)生為本的教學(xué)思想。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，微課程的出現(xiàn)，以及它與翻轉(zhuǎn)課堂的完美結(jié)合，為我們現(xiàn)在的課堂教學(xué)帶來了新的思路。

1.3慕課

慕課(MOOC, massive open online courses)是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式，這一大規(guī)模在線課程掀起的風(fēng)暴始于2011年秋天，被譽(yù)為“印刷術(shù)發(fā)明以來教育最大的革新”呈現(xiàn)“未來教育”的曙光。2012年被《紐約時(shí)報(bào)》稱為“慕課元年”。慕課是以連通主義理論和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的開放教育學(xué)為基礎(chǔ)的。課程的范圍不僅覆蓋了廣泛的科技學(xué)科，也包含了社會(huì)學(xué)科和人文學(xué)科。這些課程跟傳統(tǒng)的大學(xué)課程一樣循序漸進(jìn)地讓學(xué)生從初學(xué)者成為高級(jí)人才。通常，參與慕課的學(xué)習(xí)是免費(fèi)的。鑒于慕課的以上特點(diǎn)，顯然其可以成為翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程中微課程的一種補(bǔ)充。

2翻轉(zhuǎn)課堂模型的構(gòu)建

圖1　翻轉(zhuǎn)課堂模型圖

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模型最早是在2011年由美國學(xué)者Gerstein構(gòu)建的[5]，該模型將課堂劃分為體驗(yàn)學(xué)習(xí)、概念探究、意義建構(gòu)以及展示應(yīng)用這四個(gè)階段。我國的學(xué)者曾貞等[6-7]也結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架。借鑒眾多學(xué)者的觀點(diǎn)，結(jié)合我們的教學(xué)需求以及學(xué)習(xí)者特征，構(gòu)建了圖1所示的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型圖。

將模型的整個(gè)過程分為五個(gè)部分。其中課程開發(fā)和學(xué)習(xí)先行發(fā)生在課前，教師和學(xué)生承擔(dān)不同的任務(wù)，教師負(fù)責(zé)制作微視頻課程、提供豐富的資源、布置任務(wù)等，學(xué)生按照教師的安排通過微課程和慕課開放資源等方式自主學(xué)習(xí)。課堂內(nèi)化、評(píng)價(jià)反饋和研討總結(jié)則是在課中進(jìn)行，這時(shí)教師作為指導(dǎo)者引導(dǎo)學(xué)生交流討論、鞏固練習(xí)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題既要有集中輔導(dǎo)，又要進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。該模式課前注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和自控力，課中注重在協(xié)作探究中促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化，課后注重交流和評(píng)價(jià)。這種方式有利于引導(dǎo)學(xué)生向探究的深層思維發(fā)展，以充分挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)的潛力、發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[8]。

3基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

基于前面構(gòu)建的基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模型，以“運(yùn)籌學(xué)”課程為例，設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)流程。本次課程教授對(duì)象信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)三年級(jí)的學(xué)生，通過前兩年對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)的適應(yīng)，已經(jīng)具有一定的信息獲取能力和自主學(xué)習(xí)能力。班級(jí)人數(shù)為45，將學(xué)生分為了15個(gè)小組，教師可以盡可能兼顧各個(gè)小組的協(xié)作交流過程并予以個(gè)性化指導(dǎo)。學(xué)校具備基本的硬件與軟件設(shè)施，可以保證翻轉(zhuǎn)課堂的有效開展。

3.1課前

這個(gè)階段，教師的任務(wù)除了向?qū)W生提供一些參考書籍、電子課件和教案之外，還需要向?qū)W生提供相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的微課程視頻，以及相關(guān)專題的慕課學(xué)習(xí)網(wǎng)站等類型的教學(xué)資源。一般會(huì)根據(jù)不同基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者將資源分為基礎(chǔ)部分和延伸部分兩個(gè)等級(jí)。這里，微視頻的制作是資源準(zhǔn)備中的核心內(nèi)容。根據(jù)每節(jié)課的課堂目標(biāo)，我們?yōu)閷W(xué)習(xí)者準(zhǔn)備3個(gè)左右微課程視頻，每一個(gè)微課程視頻不超過10分鐘，只介紹一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者呈現(xiàn)一個(gè)案例。利用Camtasia Studio 8.5.2來進(jìn)行微視頻的錄制與后期制作，畫面清晰且操作簡(jiǎn)單。制作完成后，將視頻和其他電子資源上傳到網(wǎng)盤，方便學(xué)生們下載觀看。教師會(huì)將課前學(xué)習(xí)任務(wù)明確的告知學(xué)習(xí)者，并在學(xué)生自學(xué)完畢后，統(tǒng)計(jì)學(xué)生的問題，及時(shí)了解學(xué)生的自學(xué)情況。

學(xué)生在這個(gè)階段要做的是，在充分了解教師安排的任務(wù)之后，學(xué)習(xí)教師準(zhǔn)備好的微課程視頻，對(duì)于那些有能力的同學(xué)還可以再學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)資源后，繼續(xù)學(xué)習(xí)延伸資源。有一些內(nèi)容還可以結(jié)合著相應(yīng)的慕課來學(xué)習(xí)。經(jīng)過前一階段的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生還要及時(shí)總結(jié)自己學(xué)到的知識(shí)，記錄自己在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并將問題反饋給小組長(zhǎng)，由小組長(zhǎng)將問題匯總后反饋給教師。這種學(xué)習(xí)方式的好處是顯而易見的。學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇資源和自定學(xué)習(xí)時(shí)間，很好地實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)。

3.2課中

這一過程是學(xué)生知識(shí)內(nèi)化階段，具體來說分為以下幾步：

3.2.1合作探究階段合作探究階段可以由教師根據(jù)小組長(zhǎng)之前匯總上來的學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中遇到的問題來安排任務(wù)，由小組同學(xué)合作完成。學(xué)生可以充分利用這段時(shí)間來和學(xué)習(xí)伙伴討論交換意見，有些課前遇到的問題在這個(gè)階段已經(jīng)得到完美的解決。這個(gè)階段是學(xué)生團(tuán)結(jié)互助精神的體現(xiàn)。

3.2.2個(gè)性化指導(dǎo)階段個(gè)性化指導(dǎo)階段為教師為各個(gè)小組解答疑惑的過程。因?yàn)槊恳粋€(gè)小組在合作探究階段都會(huì)遇到不同的問題，而這些問題在合作探究階段也許不能夠完全解決，這時(shí)候需要教師根據(jù)學(xué)生不同的問題進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，為每個(gè)小組解答疑惑。這個(gè)階段是教師實(shí)施因材施教教學(xué)方式的體現(xiàn)。

3.2.3鞏固練習(xí)階段經(jīng)歷了教師個(gè)性化指導(dǎo)之后，學(xué)習(xí)中遇到的各種問題得以解決，這時(shí)候小組內(nèi)部同學(xué)應(yīng)該總結(jié)收獲，通過做練習(xí)來鞏固重難點(diǎn)以加深印象。這時(shí)候如若練習(xí)時(shí)間充裕，則可與其他小組同學(xué)進(jìn)行組間的心得體會(huì)交流。將自己遇到的問題和需要注意的地方和他人分享，這時(shí)候?qū)χR(shí)的理解會(huì)更進(jìn)一步。

3.2.4總結(jié)點(diǎn)撥階段總結(jié)點(diǎn)撥階段教師可以根據(jù)事先掌握的情況由選擇幾個(gè)提出典型問題的同學(xué)來總結(jié)本次課程的收獲及已解決的疑難點(diǎn)。之后教師通過對(duì)整節(jié)課的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化梳理，集中強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)以引起學(xué)生注意。

3.2.5反饋評(píng)價(jià)階段反饋評(píng)價(jià)階段是課程的最后環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師會(huì)對(duì)課程進(jìn)行整體的評(píng)價(jià)，這時(shí)候要重視評(píng)價(jià)的多元性和公平性，主要以激勵(lì)為主。之后教師可以從學(xué)生個(gè)人、各個(gè)小組的具體情況引導(dǎo)學(xué)生課后從自己薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固。

4實(shí)施情況與結(jié)果分析

在設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式以后，將實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生與未實(shí)施該教學(xué)模式的應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生的期末考核情況做了對(duì)比分析。這里實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生基礎(chǔ)和人數(shù)均相當(dāng)。因此符合對(duì)照實(shí)驗(yàn)的條件，針對(duì)該課程我們的對(duì)照班采用傳統(tǒng)的“教師講+學(xué)生練習(xí)”的方式進(jìn)行授課，實(shí)驗(yàn)組班級(jí)采用本文論述的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，在為期三個(gè)月的時(shí)間后，我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了考核。比較兩個(gè)班的學(xué)生測(cè)試成績(jī)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)班平均成績(jī)(85.34)高出對(duì)照班平均成績(jī)(79.37)將近6分。再將兩個(gè)班的學(xué)生成績(jī)劃為：69分以下、70～79分、80～89分以及90分以上四個(gè)分?jǐn)?shù)段做出成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)圖如圖2。由圖2，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生在這四個(gè)成績(jī)段的分布比例分別為13% ,22%, 46%, 19%，對(duì)照班的學(xué)生在這四個(gè)成績(jī)段的分布比例分別為20%, 26%,36%, 18%。90分以上的優(yōu)秀率實(shí)驗(yàn)班比對(duì)照班高的優(yōu)勢(shì)不是特別明顯，但是實(shí)驗(yàn)班80分以上的同學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照班，而得分69分以下的比率實(shí)驗(yàn)班比對(duì)照班減少了7%，有了明顯的進(jìn)步。相信在總結(jié)了這次的經(jīng)驗(yàn)以后，新一輪翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施將進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

圖2　成績(jī)分布對(duì)比圖

5結(jié)語

通過在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，我們認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂不應(yīng)是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)形式的簡(jiǎn)單翻轉(zhuǎn)，而且是從尊重人、尊重人的發(fā)展規(guī)律的角度對(duì)課程教學(xué)結(jié)構(gòu)的根本性變革[9]。這種變革不僅對(duì)教師的教學(xué)技能提出了新要求，也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提出了新要求。因此，要想取得預(yù)期的效果，在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程中需要進(jìn)行師生角色重定位、精心制作課程教學(xué)視頻、重建課堂對(duì)話。只有實(shí)現(xiàn)了這幾點(diǎn)，才能夠?qū)崿F(xiàn)真正的翻轉(zhuǎn)課堂，才能取得預(yù)期的教學(xué)效果。

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(責(zé)任編輯：郭萬紅)

收稿日期：2016-01-11

基金項(xiàng)目：安徽省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2015jyxm320)；安徽省省級(jí)教研項(xiàng)目(2014jyxm322)。

作者簡(jiǎn)介：趙娟(1980-)，女，安徽省蚌埠市人，碩士，副教授，主要從事預(yù)測(cè)與決策研究。

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8772(2016)03-0121-04

Research on Operations Teaching Mode Reform under Modular Teaching ——Based on Flipped Classroom

ZHAO Juan, GUAN Mei, JIANG Li-hui

(Department of Mathematics and Physics , Hefei University, Hefei 230601, China)

Abstract：Flipped classroom broke the traditional teaching pattern of top-down, Which has injected new vitality for the development of teaching reform, and has become a hot topic in domestic and foreign education. This paper introduces the modular teaching reform under the background of implementation according to the characteristics of the operational research course to flip the necessity of the classroom teaching mode, and then according to the characteristics of the operational research course which applies to turn the course of classroom teaching model is established and implemented. Teaching practice has proved that flipped classroom teaching mode can improve the students' operational research and can be applied in strong discipline, and can effectively cultivate students' innovation consciousness.

Key words:Micro course; Massive open online courses; Flipped classroom