微課支撐下的電子信息工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

尹常永，孟祥斌，黃 碩

(沈陽工程學(xué)院a.國際教育學(xué)院；b.自動化學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

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微課支撐下的電子信息工程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

尹常永a，孟祥斌b，黃 碩a

(沈陽工程學(xué)院a.國際教育學(xué)院；b.自動化學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

通過分析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)特點，對當(dāng)前電子信息工程專業(yè)理論和實踐教學(xué)中面臨的問題展開分析，闡明改進(jìn)教學(xué)模式，開發(fā)微課，實現(xiàn)專業(yè)翻轉(zhuǎn)教學(xué)對教學(xué)效果提高有現(xiàn)實意義。提出設(shè)計信息化翻轉(zhuǎn)課堂的全生命周期教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識深入和實踐能力拓展。

微課；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)設(shè)計

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式從美國興起后開始推廣到全球。特別是在2013年以后，隨著微課的興起，在其支持下,翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式發(fā)生了較大改觀?！耙詫W(xué)生為中心”的教育模式，外加微課這種信息技術(shù)的推廣，已經(jīng)被教育界專家認(rèn)可，并在各高校普遍推廣[1-3]。電子信息工程專業(yè)作為寬口徑專業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，電子工程師在各行業(yè)的作用越來越重要，需求量非常大。但是該專業(yè)課程難度高，知識體系相對很多工科專業(yè)更加復(fù)雜，實踐能力要求高，學(xué)生掌握難度大。如何利用翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更有效地掌握本專業(yè)學(xué)科內(nèi)容，滿足本專業(yè)學(xué)生自身學(xué)習(xí)差異化的學(xué)習(xí)需求？是需要研究的主要課題。本文通過分析國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課題和微課的發(fā)展情況，結(jié)合沈陽工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)的微課資源建設(shè)情況，力圖找到適合電子信息工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的特點

翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)實施方面，通過課堂外學(xué)生自主安排學(xué)習(xí)時間、課內(nèi)師生之間互動交流，完成教學(xué)任務(wù)。翻轉(zhuǎn)課堂是需要信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持的，翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢在于提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，而且不限學(xué)習(xí)場所、不限學(xué)習(xí)時間，這樣能充分發(fā)揮學(xué)生自我創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了更佳的教學(xué)成效。從而對破解當(dāng)前理論和實踐教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展困境有著現(xiàn)實的意義[4]。

在教學(xué)材料制作方面，與其他融合了信息化技術(shù)的高等教育方式相比，翻轉(zhuǎn)課堂需要指導(dǎo)教師制作更多種類與內(nèi)容的自學(xué)材料，如微教案、微課件、微練習(xí)、微反思、微點評、微反饋等方面的完整材料，才能夠發(fā)揮較大的學(xué)習(xí)效益[5]。

二、傳統(tǒng)教學(xué)中存在的突出問題

(1)傳統(tǒng)課程理論教學(xué)方法單一。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中是主要的掌控者。教師一般通過講授、PPT、板書、播放錄像等方式對學(xué)生進(jìn)行知識傳送。學(xué)生根據(jù)教材對應(yīng)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，被動承接。對于教師提出的問題，只有個別學(xué)生進(jìn)行回答，大部分學(xué)生保持沉默。學(xué)生作為知識的被動承接者，在課后如不及時鞏固知識點，就會遺忘大部分內(nèi)容，考前需要重新學(xué)習(xí)，教學(xué)效果不是十分理想[6]。

(2)現(xiàn)代化教學(xué)手段沒有改變學(xué)生被動接受的模式。目前大部分教師都采用多媒體結(jié)合板書教學(xué)方式，在單位時間內(nèi)通過多媒體技術(shù)，知識傳遞的速度更快，內(nèi)容更加豐富。研究發(fā)現(xiàn)多媒體教學(xué)對大部分電路、系統(tǒng)知識點有很好的動態(tài)展示效果，但是學(xué)生如果不提前預(yù)習(xí)，上課過程中很難保持高度集中的狀態(tài)，教學(xué)效果不理想。而且，部分學(xué)生往往認(rèn)為上課不用聽講，課后拷貝下PPT就可，結(jié)果僅僅拿到了一個電子課件，教師重點講授的知識點并不清楚。這樣下課后，又把知識還給教師。因此，現(xiàn)代化教學(xué)手段并未改變學(xué)生被動接受知識模式，反而因為知識傳遞更多，學(xué)生一旦進(jìn)度跟不上，就會完全失去對本門課程學(xué)習(xí)的積極性。

(3)教學(xué)考核方式單一。傳統(tǒng)理論教學(xué)依然采取期末成績占主要比例的方式。很多同學(xué)認(rèn)為只要抓住最后1周就可順利通過考試。這種方式必然導(dǎo)致教學(xué)效果達(dá)不到預(yù)定要求。

(4)實踐教學(xué)問題。在電子信息類實踐教學(xué)中，一般先由教師講解，接下來學(xué)生熟悉設(shè)備、實驗、誤差分析、計算和提交實驗報告這一過程。這種教學(xué)模式存在的問題是，教師理論講解和演示實驗時間過長，學(xué)生自主實驗時間短。因為時間短，在實驗完成后，教師幾乎沒有組織學(xué)生討論和再深入分析的時間。因此，實踐往往是驗證性實驗，學(xué)生實踐效果也距離培養(yǎng)方案的要求有一定的差距，同時缺乏對學(xué)生的因材施教和綜合評價。

三、電子信息工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計

1.信息化翻轉(zhuǎn)課堂的全生命周期教學(xué)模式

按照翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，根據(jù)電子信息工程專業(yè)課程特點，把翻轉(zhuǎn)課堂和微課思想應(yīng)用到教學(xué)中，設(shè)計了信息化翻轉(zhuǎn)課堂的全生命周期教學(xué)模式，如圖1所示。這是以學(xué)生為中心，依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，由課程團隊根據(jù)學(xué)生能力建立數(shù)學(xué)分析模型統(tǒng)計分析，進(jìn)一步建立微課、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫互動等，實現(xiàn)學(xué)生全生命周期運行，達(dá)到最優(yōu)效果。

圖1 信息化翻轉(zhuǎn)課堂的全生命周期教學(xué)模式

該模式重點突出了教學(xué)過程組織的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，以及“小而精”翻轉(zhuǎn)課程內(nèi)容的定制化改進(jìn)。其特點為：全方位、交互性、多層次；全過程(無空白)，有組織性；全環(huán)節(jié)評價體系；開放更新體系(循環(huán)上升)。這一過程有四個階段：

(1)制作自學(xué)資料。首先，應(yīng)明確學(xué)生必須掌握的目標(biāo)，以及視頻最終需要表現(xiàn)的內(nèi)容；其次，收集和創(chuàng)建視頻應(yīng)考慮不同教師和班級的差異；再次，在制作過程中應(yīng)考慮學(xué)生的想法，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和多樣化需求；最后，在網(wǎng)絡(luò)互動平臺上發(fā)布翻轉(zhuǎn)課程資料，并通過師生網(wǎng)絡(luò)交流，確定問題集中范圍，定制課堂個性化微教案。

(2)組織課堂活動。教師有針對性地對學(xué)生在資料學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行集中答疑解惑，提高師生溝通的效率。并且，通過教師組織學(xué)習(xí)小組進(jìn)行有針對性地實踐，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，能有機會在具體環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容。這一過程包括學(xué)生創(chuàng)建內(nèi)容、獨立解決問題、開展探究式活動、實施基于項目的學(xué)習(xí)等。

(3)實踐的評價。首先，應(yīng)有學(xué)生自評和小組互評；其次，結(jié)合設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)和實踐結(jié)果，教師給出小組評分；最后，通過應(yīng)用問題考核學(xué)習(xí)小組對于知識的掌握程度和實踐的應(yīng)用能力。

(4)數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫平臺，通過成績分析及微反饋，課程開發(fā)小組可以應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法聚類分析出學(xué)生的興趣取向、問題層次、實踐能力基礎(chǔ)等關(guān)鍵要素，在接下來的課程需求及學(xué)習(xí)材料制作中加以調(diào)整和完善，由此構(gòu)成完整的全生命周期循環(huán)。

2.微課載體設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂中微課制作過程及融合方案如圖2所示。四個環(huán)節(jié)依次為需求分析、材料融合、資料制作及網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布(含初步反饋)。制作的翻轉(zhuǎn)課堂資源包括各種類型資源，如學(xué)習(xí)指導(dǎo)文檔、仿真作業(yè)、軟件平臺指南、硬件應(yīng)用指南*.pdf、學(xué)視頻*.mp4等。材料融合包括教師收集網(wǎng)絡(luò)各種相關(guān)原理動畫、工業(yè)開發(fā)實例、驗證仿真錄像等。資料制作由課程負(fù)責(zé)人主導(dǎo)，設(shè)計各種學(xué)習(xí)文檔、微課習(xí)題等。網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布主要是資源打包、學(xué)習(xí)小組互動、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

圖2 微課設(shè)計過程

3.翻轉(zhuǎn)課堂網(wǎng)絡(luò)自組織學(xué)習(xí)生態(tài)模型實施

將學(xué)生分成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)小組，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)自組織學(xué)習(xí)生態(tài)模型構(gòu)建電子信息類翻轉(zhuǎn)課堂的實施方案，學(xué)生視角的教學(xué)環(huán)節(jié)如圖3所示。自組織模型基于學(xué)生自行搭建的學(xué)習(xí)小組，指導(dǎo)教師針對的是以小組為單位的學(xué)生，管理上通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及數(shù)據(jù)庫實施。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)小組共同組織在一起學(xué)習(xí)微課材料，能有效地提升微課的關(guān)注度及有效性；通過小組討論及微作業(yè)(含理論及仿真驗證)能有效地加強小組成員間的聯(lián)系，并在學(xué)習(xí)小組內(nèi)激發(fā)學(xué)生自學(xué)、團隊協(xié)作、互相學(xué)習(xí)及自我激勵；在課堂實踐環(huán)節(jié)，通過組內(nèi)互評打分施加學(xué)習(xí)生態(tài)進(jìn)化驅(qū)動，實現(xiàn)整體良好的教學(xué)效果。從指導(dǎo)教師視角出發(fā)，初步的生態(tài)搭建需要教師有所指導(dǎo)，然后通過交流互動建立學(xué)生學(xué)習(xí)團隊中的學(xué)習(xí)階梯，引導(dǎo)主動學(xué)習(xí)同學(xué)帶動被動學(xué)習(xí)同學(xué)。教師在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，第一輪的工作量(組織生態(tài)建立階段)比較大；而后進(jìn)入相對平穩(wěn)的工作量階段，該階段與傳統(tǒng)的教學(xué)流程相差不多，只是更加依賴網(wǎng)絡(luò)信息化平臺應(yīng)用以及更加注重學(xué)習(xí)生態(tài)的維護；在學(xué)生小組熟悉整個體系后，教師的工作量將大幅減少，而專注于學(xué)習(xí)動態(tài)框架的維護。整個過程中，教師逐步退出主體調(diào)動地位，通過營造學(xué)習(xí)小組自組織學(xué)習(xí)生態(tài)，完成教師與學(xué)生主動被動關(guān)系易位，鼓勵學(xué)生快樂、自由、自主學(xué)習(xí)。教學(xué)服務(wù)實現(xiàn)時間全開放、空間半開放。

建立全生命周期的信息化思維方式。由課程團隊完成微課制作，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺實現(xiàn)互動交流，升級完善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，提供更加豐富教學(xué)資料，改進(jìn)教學(xué)模式，最終循環(huán)遞進(jìn)，實現(xiàn)實踐教師、學(xué)生教與學(xué)能力的提升。

利用數(shù)據(jù)庫聚類分析，分析出學(xué)生的興趣取向、問題層次、實踐能力基礎(chǔ)等關(guān)鍵要素，使課程符合網(wǎng)絡(luò)化定制化需求，為優(yōu)質(zhì)微課做準(zhǔn)備。以指導(dǎo)教師視角的教學(xué)實施如圖4所示。

圖3 學(xué)生視角的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)自組織生態(tài)模型

圖4 教師視角的翻轉(zhuǎn)課堂實施

4.數(shù)據(jù)庫分析

支持將數(shù)據(jù)庫融入學(xué)校已建立的學(xué)習(xí)資源管理系統(tǒng)和籌備建立的統(tǒng)計分析系統(tǒng)，二者之間通過MYSQL的API橋接實現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫連接，用于幫助課程開發(fā)團隊實現(xiàn)統(tǒng)計分析。學(xué)生在線學(xué)習(xí)的同時，數(shù)據(jù)庫就可以記錄其學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)及教與學(xué)互動的情況。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一方面可以幫助指導(dǎo)教師有針對性地設(shè)計交互環(huán)節(jié)和學(xué)習(xí)內(nèi)容的指導(dǎo)；

另一方面也會幫助學(xué)生矯正自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣，找到更加適用學(xué)生個人的學(xué)習(xí)方法。

四、效果評價

學(xué)生對翻轉(zhuǎn)課堂的主觀性評價可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺以調(diào)查問卷的方式經(jīng)過數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計實現(xiàn)，主要關(guān)注“知識構(gòu)建、情感體驗”“有效交互、學(xué)習(xí)管理”“學(xué)習(xí)主動性”“學(xué)習(xí)資源”四個方面加權(quán)，通過五檔位評價綜合得到學(xué)生對于翻轉(zhuǎn)課堂的體驗評價，同時結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)成績。最后獲得微課支持下，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)平臺的評價成績。同時針對反饋效果，及時改進(jìn)該平臺。

通過研讀相關(guān)文獻(xiàn)并且組織團隊進(jìn)行微課制作和電子信息工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)教學(xué)討論，讓更多學(xué)生積極參與翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。教學(xué)設(shè)計實現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)目的，挖掘?qū)W生的自學(xué)潛力。同時積極引導(dǎo)教師改變教學(xué)模式，探索更加有成效的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，實現(xiàn)對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的設(shè)定目標(biāo)。

[1]卜彩麗,孔素真.現(xiàn)狀與反思：國內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂研究評述[J].中國遠(yuǎn)程教育，2016(2):26-33.

[2]張金磊，王 穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012(4):46-51.

[3]劉健智，王 丹.國內(nèi)外關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究與實踐評述[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2014：68-71.

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[5]李愛華,趙小忠.高校慕課建設(shè)存在的問題及改進(jìn)建議[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2017(1)：109-114.

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(責(zé)任編輯 祁 剛 校對 伯 靈)

文藝美學(xué)研究專題欄目征稿啟事

文藝美學(xué)研究專題欄目自2006年創(chuàng)辦以來，已成為《沈陽工程學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版)》的主打欄目，也是本學(xué)報辦刊的一大特色。自該欄目創(chuàng)辦以來，王向峰、朱立元、杜書瀛、聶振斌、陸貴山、王先霈、程正民、顏翔林、馬龍潛、徐碧輝等國內(nèi)外美學(xué)大家相繼投稿，一批高質(zhì)量的美學(xué)研究文章先后在本學(xué)報發(fā)表，它不僅推動了我國對文藝美學(xué)的研究，而且也提升了本學(xué)報的辦刊品位，逐步形成欄目特色。本專題欄目在美學(xué)界產(chǎn)生了一定的影響，并受到學(xué)報界領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定和高度贊揚。

為進(jìn)一步提升本欄目的稿源質(zhì)量，為專家、學(xué)者搭建學(xué)術(shù)交流的平臺，以此推進(jìn)我們先進(jìn)文化事業(yè)的發(fā)展，本學(xué)報特向國內(nèi)專家、學(xué)者誠征相關(guān)文藝美學(xué)研究的稿件。

對于您們的大力支持，本學(xué)報在此深表感謝！

Instructional Model Design of Electronic Information Engineering Lipped Classroom under the Support of Micro-Lecture

YIN Chang-yonga，MENG Xiang-binb，HUANG shuoa

(a.College of International Education;b.Department of Automation Engineering，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China)

This paper analyzes the characteristics of flipped classroom teaching,discusses the problems in theory and practice teaching of electronic information engineering and illustrates that improving the instructional model,the development of Micro-Lecture,achieving professional teaching flip have the practical significance for improving the teaching.This paper puts forward the design of lifecycle teaching mode of information flipped classroom,which can help the students to study independently and realize the development of knowledge and practical ability.

electronics and information engineering;lipped classroom;teaching design

2017-04-25

尹常永(1970-)，男，沈陽人，教授，碩士，主要從事電子技術(shù)和電力電子設(shè)備研究。

10.13888/j.cnki.jsie(ss).2017.03.026

G434

A

1672-9617(2017)03-0415-05