“翻轉(zhuǎn)課堂”在材料學科教學中的應用探索

李祖來 劉瑞瑜 黃國雄 楊盛安

摘 要： 材料學科是具有前沿性、抽象性、工程性等特殊性的專業(yè)學科，當前教學中存在教材的局限性與學科前沿性的矛盾、知識點多且分散與教學時間有限的矛盾。本文在材料學科課堂教學中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式，通過轉(zhuǎn)變教學中心，學生在課外接受更多學科前沿性信息，課堂上通過討論與練習梳理知識點，內(nèi)化形成系統(tǒng)思維，從而為材料學科的課堂教學提供新的思路和方法。

關(guān)鍵詞： 材料學科 教學模式 翻轉(zhuǎn)課堂

一、材料學科教學的特殊性

材料科學是研究材料的組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生產(chǎn)流程和使用效能及它們之間的相互關(guān)系，集物理學、化學、冶金學等于一體的科學。材料科學是一門與工程技術(shù)密不可分的應用科學。材料學科的前沿性、抽象性、工程性等特殊性給學科教育教學帶來了挑戰(zhàn)。

（一）教材局限性與學科前沿性的矛盾

目前，高等學校教學中教材內(nèi)容的更新速度與高速發(fā)展的材料學科需求之間已經(jīng)出現(xiàn)了明顯矛盾，嚴重影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不能適應現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要及知識經(jīng)濟時代創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的要求。材料學科具有前沿性特點，教材的內(nèi)容相對于飛速發(fā)展的新材料來說嚴重滯后，而要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，掌握最新科研成果對激發(fā)學生的創(chuàng)新思維非常重要。科學前沿的知識可以激發(fā)學生的求知欲，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識。而課堂上有限的時間內(nèi)只能對教材中的基礎理論進行解讀，不能對學科前沿內(nèi)容進行深入研究和探索。課堂上的時間十分有限，既要傳遞基礎知識，又要提供前沿信息，時間是遠遠不夠的。

（二）知識點多且分散與學科系統(tǒng)思維的矛盾

材料學科涉及的知識點多且比較分散。學生在學習過程中難以形成系統(tǒng)化思維，課堂時間比較短，抽象的概念、多且分散的知識點已經(jīng)讓學生疲于應付，更不要說對所學知識建立聯(lián)系形成清晰系統(tǒng)的思維。而材料學科的思維方式和研究方法對該學科尤其重要，沒有思考，生硬的記誦概念是沒有用的。

（三）學科學習樹框架僅限于書面教學，缺乏直接實踐

材料學科屬于多元交叉領域，跨度大、縱深長是該學科學習的難點之一，當下教學教育模式多停留于書面教學，在教學體系的設置上實踐環(huán)節(jié)或直觀接觸的機會均分配得較少。這樣的填鴨式教學很容易加重學生對專業(yè)學習及其應用的迷茫感，在學習中無法對知識融會貫通。如在專業(yè)課上學生會接觸到相關(guān)制造設備等領域，但是對于這些設備的介紹均為字面描述，太過于籠統(tǒng)含糊，如果能給予學生圖片視頻類的教學機會，甚至讓學生自己動手建立模型或直觀接觸設備則將大大提高教學質(zhì)量。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢

翻轉(zhuǎn)課堂譯自英文“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將教學中心由教師轉(zhuǎn)移向?qū)W生的教學模式。這種流程變革帶來的是知識或信息傳授的提前和知識內(nèi)化的優(yōu)化，原來需要教師費勁灌輸?shù)闹R先讓學生主動學習，即知識傳授提前到課前，而課后需要學生做大量練習進行知識內(nèi)化訓練放到了課堂中，在教師和同伴的互動討論中完成。在這種教學模式下，學生在課堂內(nèi)寶貴的時間中能更專注于基于項目的學習，共同研究解決挑戰(zhàn)和問題，從而獲得更深層次的理解。課堂外可以看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強的電子書，還能在網(wǎng)絡上與別的同學討論，隨時隨地進行信息搜索和獲取，掌握更大的學習自主權(quán)，有效調(diào)動學生的主動性和積極性；課堂上教師有更多時間進行有效指導，同學間可以通過討論互動加深對知識的理解；課后，學生可以根據(jù)個人的學習內(nèi)容、學習風格和呈現(xiàn)知識的方式，促進個性化學習。“翻轉(zhuǎn)課堂”從重視知識傳遞、以教帶學的知識傳授模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛谛畔⒒h(huán)境的強調(diào)問題中心、以學為主的整合探究模式，這正是翻轉(zhuǎn)教學的真正內(nèi)涵。

翻轉(zhuǎn)課堂模式是大教育運動的一部分，它與混合式學習、探究性學習、其他教學方法和工具在含義上有所重疊，都是為了讓學習更加靈活、主動，讓學生的參與度更強[1]。

三、基于“翻轉(zhuǎn)課堂”下材料學科課堂教學模式設計

教學手段和方法是提高教育質(zhì)量非常重要的一個方面。傳統(tǒng)教學方法以教師為中心，以傳授知識為目的，采取“一言堂”的教學方法，學生被動接受知識，學習積極性不高，缺乏學習的主動性。材料學科是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識為教學重點的學科，必須改進教學方法，采取多樣化教學手段提高教學質(zhì)量。基于“翻轉(zhuǎn)課堂”，材料學科的課堂教學模式做出以下改變。

上課前，教師將課程主線、課程大綱、課程目標及基本教學信息視頻、文獻等放在公共網(wǎng)絡平臺上。教學準備主要包括每個單元教學目標的提出、教學重點的概括、教學任務的布置及教學課件、視頻的制作；特別可以將材料實際應用的照片、材料加工制作過程的視頻等圖片影視資料、教師的科研成果、與課程內(nèi)容相關(guān)的最新文獻向?qū)W生進行適當展示，激發(fā)學生學習相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的興趣。學生需要在線完成小練習，還需完成老師布置的教學活動或任務，可涉及文獻搜索、小組討論等，這些練習與活動的準備工作都通過網(wǎng)絡平臺互動交流完成。

課堂上，由于課前自主學習，傳授知識的部分可適度減少，教師可以設計一些開放式問題與學生探討，使學生通過思想碰撞，自覺地把創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課堂教學之中。教學中心由教師為中心的學習轉(zhuǎn)變?yōu)榛趩栴}學習、基于案例學習、研究型學習等多種形式，提高學生學習和思考問題的參與性和主動性。

課堂后，教師圍繞課程內(nèi)容的前沿課題，讓學生撰寫研究報告。這樣一方面可以使學有余力的學生接觸到材料領域最新的研究進展，培養(yǎng)他們對科研的興趣，另一方面可以讓學生看到自身知識結(jié)構(gòu)的不足，在學習中自覺完善自己。同時，鍛煉學生查閱文獻和英文閱讀的能力，為將來進行專業(yè)科學研究奠定基礎。學生可以通過網(wǎng)絡平臺與教師和同學進行交流、探討，進入實驗室觀摩學習，完成對所學知識的內(nèi)化與實際應用[2]。

四、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)教學方式和教學模式，真正建立起以“學生為中心”的個性化教學模式。學生通過觀看視頻與課件學習知識，使學生擁有更大學習自主性，學生根據(jù)自身實際情況自由選擇學習時間和地點，調(diào)整學習進度與節(jié)奏，獲得個性化學習體驗，對于重點、難點，可以隨時倒回去再次觀看，對于已經(jīng)掌握的內(nèi)容可以快進跳過。學生在學習中遇到難題時，還可及時通過網(wǎng)絡向教師或同學發(fā)出反饋，尋求幫助。此外，教學視頻便于學生在一段時間的學習之后復習和鞏固。這種教學方式使學生在課外接受更多學科前沿性的信息，課堂上通過討論與練習梳理知識點，內(nèi)化成系統(tǒng)思維。

通過翻轉(zhuǎn)課堂模式學習，學習者的自主學習能力得到提升。翻轉(zhuǎn)課堂將對基礎知識的學習交給學習者負責，由學習者自行安排學習進度、獨立內(nèi)化與構(gòu)建知識、自主完成教師布置的任務，培養(yǎng)和提升學習者的自主學習能力具有重要的促進作用。

參考文獻：

[1]陳怡，趙呈領.基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學設計及應用研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014.2：49-54.

[2]王素敏，張立新.大學英語學習者對翻轉(zhuǎn)課堂接受度的調(diào)查研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014.3[24]：71-78.