“模擬電路”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索與實(shí)踐*

曹燕燕，張克輝，賈巨才，田 野，杜 華

（1.河北北方學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院，河北 張家口075000；

2.河北建筑工程學(xué)院 電氣工程學(xué)院，河北 張家口075000；3.河北北方學(xué)院教務(wù)處，河北張家口075000；4.河北北方學(xué)院理學(xué)院，河北張家口075000）

現(xiàn)代社會(huì)信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及各種智能移動(dòng)終端的不斷更新，在教育界引起了軒然大波?！拔⒄n”、“微視頻”、“慕課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”、“藍(lán)墨云班課”等概念迅速涌入人們的視野，各種混合式教學(xué)模式正逐漸成為信息時(shí)代學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的重要途徑[1]。

曾祥志在當(dāng)代教育理論與實(shí)踐中的 “基于MOOC的高校教學(xué)模式分析”中提到：目前，混合式教學(xué)主要有四種類別，循環(huán)模式、流動(dòng)模式、自我調(diào)節(jié)模式和翻轉(zhuǎn)課堂模式。其中翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）模式是目前混合式教學(xué)的主流形式[2]。近幾年，不少文獻(xiàn)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的起源、定義、特征、教學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀以及傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂中的教學(xué)要素的比較等問題都作了較為詳細(xì)的介紹[3]。

目前，國內(nèi)各大、中、小學(xué)紛紛引進(jìn)這個(gè)新的混合式教學(xué)模式，結(jié)合各自學(xué)校的情況，開展了本土化的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐。在信息化快速發(fā)展的大趨勢(shì)下，從2008年開始，河北北方學(xué)院引進(jìn)Blackboard學(xué)習(xí)平臺(tái)開展網(wǎng)上教學(xué)，在混合式教學(xué)模式方面積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合本校學(xué)生的現(xiàn)狀，利用現(xiàn)有Blackboard平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱Bb平臺(tái)）版本9.0，構(gòu)建了一種適合本校師生的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，并以“模擬電路”課程為例，進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。

一、“模擬電路”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“模擬電路”課程是電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，實(shí)踐性強(qiáng)，在構(gòu)建學(xué)生電子技術(shù)基礎(chǔ)理論、基本技能和創(chuàng)新能力方面起著重要作用。該課程概念抽象、理論重點(diǎn)繁雜、單元電路繁多、涉及面較廣，學(xué)生普遍難以理解。如果教學(xué)模式選取不當(dāng)，教學(xué)設(shè)計(jì)做不好，學(xué)生極易因理論性強(qiáng)、難度大而逐漸失去學(xué)習(xí)興趣[4]。

傳統(tǒng)的“模擬電路”教學(xué)中，往往采用以教師為中心的教學(xué)方式，為 “面對(duì)面+板書+多媒體+固定時(shí)間與地點(diǎn)”，只關(guān)注教師的“教”，忽略了學(xué)生的“學(xué)”，難以發(fā)揮學(xué)生的主體作用；課堂上只關(guān)注知識(shí)的講解，忽視了培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和動(dòng)手實(shí)踐能力的目標(biāo)，不能充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能；教師和學(xué)生之間缺乏互動(dòng)；不能很好地因材施教，忽視了學(xué)生的個(gè)性差異[5]。

二、基于Bb平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式起源于美國的一所高中，創(chuàng)始人是和亞倫·薩姆斯和喬納森·伯格曼，是新媒體應(yīng)用在教學(xué)領(lǐng)域中的一種教學(xué)模式。

所謂翻轉(zhuǎn)課堂，就是學(xué)生在課前利用教師分發(fā)的音頻、視頻，以及電子教材等數(shù)字材料自主學(xué)習(xí)課程，在課堂上參與同伴和教師的互動(dòng)活動(dòng)，包括釋疑、解惑、探究等。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，以學(xué)生為主體，以自學(xué)為主，學(xué)習(xí)過程變?yōu)橄葘W(xué)后教，改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)課堂中，經(jīng)驗(yàn)融入、概念學(xué)習(xí)、意義建構(gòu)幾乎都在課上進(jìn)行，由于時(shí)間短、任務(wù)重，有時(shí)候只能點(diǎn)到為止。相比而言，翻轉(zhuǎn)課堂重在培養(yǎng)學(xué)生的高階能力，并將知識(shí)的探討運(yùn)用置于師生面對(duì)面的課堂環(huán)境中，從而使課上時(shí)間的價(jià)值得到了充分發(fā)揮[6]。

要想構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，必須具備的主要資源：（1）具有一定知識(shí)和信息技術(shù)素養(yǎng)的專業(yè)化教師，可以針對(duì)課程制定教學(xué)目標(biāo)，提煉知識(shí)點(diǎn)，提供課程相應(yīng)的微視頻、教學(xué)課件以及其它類型的多媒體教學(xué)資源；（2）具有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是學(xué)生學(xué)習(xí)的載體，老師提前精心策劃好課程內(nèi)容，學(xué)生通過平臺(tái)可以獲取課前課后教學(xué)資源，進(jìn)行學(xué)習(xí)交流[7]。此外，還要有靈活的教學(xué)環(huán)境。

本文以“模擬電路”課程為例，以Bb平臺(tái)為實(shí)踐平臺(tái)，構(gòu)建出一個(gè)適合本校學(xué)生學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，如圖1所示。

圖1 基于Bb平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂新型混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的具體實(shí)施

以《模擬電路》為例，授課對(duì)象為本校2013級(jí)電子信息工程專業(yè)本科1-4班，1、2班為翻轉(zhuǎn)課堂混合式學(xué)習(xí)課程實(shí)驗(yàn)班，基于Bb平臺(tái)開展線上、線下翻轉(zhuǎn)式混合式教學(xué)，3、4班為對(duì)照班，實(shí)行傳統(tǒng)教學(xué)模式。

1.精心準(zhǔn)備教學(xué)資源

本著一致性、清晰性、藝術(shù)性的原則，經(jīng)過項(xiàng)目組成員一番討論和精心設(shè)計(jì)之后，課程的主菜單即網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 “模擬電路”網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)構(gòu)圖

課程頁面簡(jiǎn)潔、內(nèi)容豐富，導(dǎo)向清楚，學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)課程之后能夠很快地切入學(xué)習(xí)，不盲目，老師能夠有條理和有目的地組織和管理教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于在線學(xué)習(xí)模塊，根據(jù)不同特點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)采用不同的教學(xué)方法，比如，對(duì)于模擬電路中的微觀粒子運(yùn)動(dòng)等抽象內(nèi)容，如PN結(jié)的形成、BJT、FET內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)等，可以采用生動(dòng)形象的Flash動(dòng)畫?；蛘哌\(yùn)用三維、基于MultiSim的虛擬仿真、實(shí)際操作等多媒體技術(shù)，使抽象或難以理解的知識(shí)點(diǎn)用微視頻的方式形象的呈現(xiàn)出來，視頻一般短小精悍，還可配以文字說明、背景音樂等，使學(xué)生心情愉悅，更能加深學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，激發(fā)學(xué)生求知的興趣。

2.翻轉(zhuǎn)課堂整體化教學(xué)設(shè)計(jì)

怎樣組織教學(xué)是一個(gè)很重要的內(nèi)容，在線學(xué)習(xí)菜單的設(shè)計(jì)其實(shí)也是為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施做準(zhǔn)備的，根據(jù)國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐，設(shè)計(jì)出了適合自己學(xué)生的教學(xué)流程。課前學(xué)習(xí)：把需要學(xué)生課前學(xué)習(xí)的內(nèi)容都放在一個(gè)學(xué)習(xí)模塊里，提前一周發(fā)布。主要內(nèi)容有本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)、10分鐘左右的小視頻、小測(cè)驗(yàn)和PPT等。課后進(jìn)行提交作業(yè)，做測(cè)試，交流互動(dòng)等。每一次翻轉(zhuǎn)課前都需要老師做好教學(xué)設(shè)計(jì)，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容分析（包括學(xué)習(xí)重點(diǎn)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)）、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析（從記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新六個(gè)維度進(jìn)行分析）、學(xué)習(xí)者特征分析、課前任務(wù)設(shè)計(jì)、課上任務(wù)設(shè)計(jì)（包括課前預(yù)熱、討論交流、真題訓(xùn)練、作業(yè)展示、小結(jié)等）、教學(xué)設(shè)計(jì)反思?？傊?，重點(diǎn)是精心設(shè)計(jì)好學(xué)習(xí)任務(wù)單，準(zhǔn)備好發(fā)展高級(jí)思維能力的學(xué)習(xí)資源，設(shè)計(jì)好主體為學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)形式，準(zhǔn)備好指導(dǎo)學(xué)有困惑的學(xué)生。

3.教學(xué)效果分析

學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)一部分可以參考Bb平臺(tái)的課程報(bào)告功能，它完整地體現(xiàn)了學(xué)生在內(nèi)容區(qū)的所有活動(dòng)記錄，訪問頻次，這些皆是過程性評(píng)價(jià)的重要參考。利用Bb平臺(tái)控制面板中的課程統(tǒng)計(jì)功能可以生成每位同學(xué)的“使用情況總結(jié)”、“內(nèi)容區(qū)訪問”、“小組訪問”和“論壇訪問”四種報(bào)告。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班小組訪問統(tǒng)計(jì)餅狀圖如圖3所示，可以看出，小組合作學(xué)習(xí)是一種富有創(chuàng)意的教學(xué)方法，有助于激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、問題解決等高級(jí)思維能力，還能幫助學(xué)生掌握人際交往的方法和技巧。

圖3 小組訪問統(tǒng)計(jì)餅狀圖

另外，將自建立課程以來到第一期課程結(jié)束，訪問課程的日期直方圖如圖4所示，建課初期學(xué)生積極性比較高，隨后有一段回落主要是因?yàn)榕c傳統(tǒng)教學(xué)模式差距太大，學(xué)生的不適應(yīng)造成的，期中以后保持的不錯(cuò)，期末學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)行復(fù)習(xí)，訪問量隨之倍增。

圖4 自建課以來訪問日期直方圖

為了對(duì)比課程效果，采取對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班人數(shù)相當(dāng)，但實(shí)驗(yàn)班學(xué)生基礎(chǔ)要普遍低于對(duì)照班。將實(shí)驗(yàn)班、對(duì)照班的學(xué)生期末成績(jī)劃為五個(gè)分?jǐn)?shù)段，統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)，其成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)如圖5所示，其橫坐標(biāo)為分?jǐn)?shù)段，縱坐標(biāo)為相應(yīng)人數(shù)?？梢钥闯?，80-89/90-100分?jǐn)?shù)段，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生人數(shù)明顯多于對(duì)照班；而對(duì)照班學(xué)生明顯集中在70-79分?jǐn)?shù)段；在60-69、0-59分?jǐn)?shù)段學(xué)生人數(shù)相差無幾，說明該模式適合自學(xué)能力比較強(qiáng)的學(xué)生學(xué)習(xí)。

圖5 實(shí)驗(yàn)對(duì)比成績(jī)統(tǒng)計(jì)曲線圖

課程結(jié)束后，采用問卷網(wǎng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行了“模擬電路”翻轉(zhuǎn)課堂混合式學(xué)習(xí)結(jié)課問卷調(diào)查，有59名同學(xué)參與了調(diào)查，結(jié)果數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。內(nèi)容涉及元認(rèn)知策略、學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、Bb平臺(tái)等。從調(diào)查情況看，學(xué)生參與課程的積極性還是很高的，拓展了學(xué)習(xí)空間，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性、師生互動(dòng)性，有效促進(jìn)了學(xué)習(xí)效果。最后，學(xué)生們提出了很多自己對(duì)本課程在哪些方面需要改善的建議，主要集中在：教師需要更加合理地安排網(wǎng)上學(xué)習(xí)內(nèi)容，希望平臺(tái)有手機(jī)客戶端，以方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)；小組討論板可以查看自己的訪問記錄和次數(shù)，加強(qiáng)監(jiān)管防水貼，逾期作業(yè)的處理更人性一些，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性等。

四、結(jié)論

針對(duì)傳統(tǒng)“模擬電路”課堂教學(xué)的不足之處，本研究基于 Bb平臺(tái)，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)進(jìn)行了實(shí)證分析，研究結(jié)果如下：

1.學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)與Bb平臺(tái)資源的瀏覽頻率顯著相關(guān)。在整體使用過程中還存在一些問題，例如，平臺(tái)的使用目前更多地是資源承載、發(fā)布作業(yè)測(cè)驗(yàn)，協(xié)作交流，這表明學(xué)生對(duì)于資源的關(guān)注更多傾向于教師明確要求的提交作業(yè)以及考核相關(guān)方面。對(duì)于基于Bb平臺(tái)的Wiki、Blog等可以有效促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的功能尚未有效發(fā)揮。

2.教師的在線備課行為，特別是翻轉(zhuǎn)課堂整體化教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂的行為有著顯著的正向作用。同時(shí)，教師進(jìn)行的學(xué)習(xí)協(xié)助和教學(xué)指導(dǎo)的行為對(duì)師生之間的互動(dòng)行為也有著重要的影響。

3.采用基于Bb平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容的編排、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)、教學(xué)方法的運(yùn)用、教學(xué)資源的配置、教學(xué)效果的評(píng)價(jià)等方面需要本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的集體智慧，需要各盡其能，分工合作，完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，有效解決了教師單兵作戰(zhàn)、重復(fù)勞動(dòng)的問題，促進(jìn)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量的提高。

總的來說，將基于Bb平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于“模擬電路”課程教學(xué)，充實(shí)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源，交互性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)監(jiān)管有效，完善健全了考核評(píng)價(jià)方法，真正落實(shí)了理實(shí)一體，無限延伸了有限的課堂教學(xué)空間。在教學(xué)實(shí)踐中對(duì)學(xué)習(xí)效果采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法和問卷調(diào)查法進(jìn)行分析，實(shí)踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅能夠大幅度調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，還能滿足“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下對(duì)人才的需求。

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