基于翻轉課堂模式（FCM）的《土木工程材料》課程教學改革

王功勛+屈鋒+聶憶華+祝明橋

摘要：翻轉課堂（Flipped Class Model）作為一種全新教學形式，其突出特點是將傳統課上教學過程與課下學習活動進行轉換，受到國內外的廣泛關注。針對《土木工程材料》課程實踐性、應用性較強的特點，結合現有教學實踐，探索基于翻轉課堂的研討式教學模式，并提出初步實施路徑。通過創建課堂上下學習環境，構建基于問題與任務的自主學習模式，強化課堂研討式教學，以培養學生學習的主動性、積極性和創造性，有效提高學生分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：翻轉課堂;教學模式;土木工程材料;研討式教學

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）42-0259-02

一、引言

2007年，美國的兩位高中化學教師Jonnathan Bergmann和Aaron Sams為幫助缺席的學生補課，將其課程內容錄制成教學視頻并上傳至網絡，供缺席學生學習。這一創新模式使得缺席學生的學習效果大幅提高，基于此，這兩位老師將此教學模式推廣至全班所有學生，學生在家看教學視頻，在學校課堂上完成作業，并重點針對學習中遇到困難的學生進行講解。這種不同于傳統課堂授課的創新教學模式受到了學生的廣泛歡迎，翻轉課堂（Flipped Class Model，簡稱FCM）由此而產生。

傳統教學模式是“課堂傳授知識，課后完成作業”，而翻轉課堂則是將此教學模式徹底顛覆，改成“課前學習知識，課堂探究鞏固”。在FCM教學模式下，學生通過多種方式的自主學習，如課前觀看教學視頻、查閱資料、與老師同學在線交流等方式，預習課程內容;教師則利用大量時間與學生互動，如在線交流、課堂討論與答疑、指導學生完成作業等等。大量的實踐證明，與傳統教學模式相比，尤其是對于實踐性、操作性較強的課程，翻轉課堂教學模式在激發學生的學習興趣、提高考試成績和提升教師工作滿意度等方面都具有顯著的促進作用。

《土木工程材料》課程是土木工程專業的專業基礎課，其教學目標是為土木工程結構設計和施工等專業課程提供土木工程材料方面的基礎理論知識。該課程重點講述水泥、混凝土、鋼材、瀝青等常用的幾類主要工程材料，課程教學包括課堂理論教學與試驗教學兩大環節。以筆者所在的湖南科技大學為例，根據土木工程專業培養方案，《土木工程材料》課程開設于第4學期，總計56學時，其中理論教學44學時，實驗教學12學時。相比于大一所學習的高等數學、大學物理、普通化學等邏輯性強的基礎課程，《土木工程材料》課程則體現出概念較多、邏輯性不強等特點。由于土木工程材料涉及的種類繁多，且相互之間并無緊密聯系。而每一種材料（如鋼材、水泥、瀝青等）又涵蓋了原材料的組成、生產、性能、技術標準、應用、檢驗及儲運等內容，致使課程內容顯得較多且雜。同時，本課程內容中理論公式推導少，而國家規范及技術標準多，使學生感到該課程內容顯得廣、雜、亂，難以記憶，進而影響學習積極性，致使學習效果下降。正是由于該課程理論性、實踐性、綜合性較強，要求課堂講授、試驗操作、自主學習三者密切配合，才能起到相輔相成的作用。針對國內高校《土木工程材料》課程教學中普遍存在的教學內容多、課時少、學生多和實驗儀器少等現象，通過引入翻轉課堂教學模式，加強研討式教學過程，提出土木工程材料FCM設計的關鍵環節，構建土木工程材料FCM，探索行之有效的教學方法，以全面提高教學質量。

二、《土木工程材料》課程FCM設計

在傳統課堂教學模式中，教師在教學環節中占主體地位。但是，翻轉課堂教學模式徹底改變了教師角色，形成了以學生為知識學習的主體、教師主導教學活動的“主體—主導相結合”的教學方式。在翻轉課堂教學模式下，學生課前進行自主學習，教師對整個教學過程進行全程設計和操控，教師的角色和工作重心發生改變，由原來單純課堂授課中的知識單向輸出轉變為教學活動中的引導者和促進者。

1.收集與整理教學資源。實施翻轉課堂后的教師首先需要明確直接講授內容以及學生課前自行學習內容，其次要思考如何制定合理有效的翻轉教學模式，以利于學生積極高效地理解知識及相關內容。基于此，教師需精心準備教學資源以供學生課前學習。教學資源形式多樣化，主要以問題、習題、工程案例分析以及微視頻為主。考慮到學生課外學習時間及精力，教師準備的學習資料不宜過多。對于教學視頻，內容宜控制在十分鐘以內。在課外學習過程中，學生的學習環境較教學課堂要自由、寬松，不再受教師約束，易出現學生學習注意力不集中及學習低等問題。為避免此問題，教師準備的教學資源宜選取更為生動、更有吸引力或者任務型較強的學習資料。

2.創建網教平臺。翻轉課堂教學模式中重要的環節是學生課前自主學習，其學習方式及學習資料的獲取來源主要在于網絡教學平臺。通過網教平臺建設，豐富教學內容，提高自主學習方式的靈活度，其主要內容包括：（1）課程內容的分解及處理。根據教學計劃要求，合理制定課程目標，并將課程目標分解為若干個知識點目標。根據課程目標制定課程教學大綱，界定知識體系涵蓋范圍，將課程知識體系分解為若干個模塊，根據知識點目標將各模塊分解為若干個知識點，即將課程內容進行碎片化處理。（2）根據知識點目標的要求制作微視頻、PPT與訓練習題，設計微項目、微案例與問題情景，并設置多個研討問題。教師自制的微視頻，一般以某一個知識點為核心內容，力求讓學生在有效時間內全面掌握視頻所授知識點。（3）確定課堂研討任務與范圍，設計課堂研討流程與評價標準。根據知識點目標，確定課堂研討內容;針對學生人數，合理劃分群組，制定課堂探討流程;根據在線任務完成情況以及課堂討論情況，制定合理的評定標準。（4）通過網絡平臺在線指導、答疑并快速統計學生學習情況。依托網教平臺，實現在線指導與答疑;根據學生在線完成學習任務情況及學習進度，統計分析學生自主學習情況。

3.課前自主學習。在翻轉課堂教學模式中，教師根據教學內容及教學需要，創建靈活多樣的學習空間，組建各種群組學習、自主學習、調研、實踐和測驗評估等教學環節。根據教師的教學任務及個人學習能力，學生可以自主選擇學習方式及時間。此外，教師應根據學生的實際學習效果合理安排教學進度，并及時全面對學生進行考核。依托網教平臺，學生課前自主觀看教學視頻，自定進度、節奏、速度與方式，自主學習新知識，并獨立完成習題訓練與測驗。針對教師布置的研討微項目或案例分析、搜集研究資料，自主分析、探索問題，做好課堂研討的準備。整理并通過網絡發布問題，進行生生、師生在線交流，分享資源、觀點、見解，拓展知識領域，發現新問題，將不懂的知識甄別出來，幫助學生進行知識的內化。endprint

4.課堂教學與討論。學生通過課前學習，完成教師布置的教學任務。針對學生學習過程中產生的疑問，教師組織學生進行課堂討論、答疑與輔導。針對學習任務完成情況，對學生進行有效測評，并合理安排后續教學任務。在課堂討論與答疑環節，教師應起積極主導作用，引導學生自行解決問題。針對學生不能解決的問題，教師通過課堂講解，逐一分析問題產生的原因，進行有針對性的講解并將問題妥善處理。

5.教學反饋與評價。現有研究已表明，與傳統授課模式相比，翻轉課堂具有鮮明的優勢。由于翻轉課堂是一種全新的教學模式，因而反饋與評價在翻轉課堂的實施過程中顯得尤為重要。根據學生完成學習任務的具體情況，結合學生課前自主學習與課堂討論的表現，將學生學習任務完成情況與原始教學目標進行對比，從而建立有效合理的考核評價體系。通過有效的教學反饋和評價，任課教師可以適時掌握學生學習情況，不斷調整學方式，進而促進翻轉課堂的教學效果。同時，同一課程的任課教師可以進行互評，通過經驗交流，以提升翻轉課堂模式的教學效果。

三、結語

傳統教學環節存在重老師而忽視學生在教學過程中的主體地位，重知識性而忽視學生綜合素質的培養。傳統教學缺乏對教學過程和學生綜合能力發展過程的形成性評價，且評價標準機械、單一，過于強調共性，忽略了師生的個體差異與個性發展。針對《土木工程材料》課程特點，提出基于問題和任務的翻轉課堂教學模式，依托網教平臺建設，實施翻轉課堂教學模式。通過以問題與任務為學習目標的教學方式，針對“課下自主學習”和“課上討論交流”兩個環節，并輔以多種方式的學習交流，實現以“教師主導，學生主體”的教學內涵，調動和激發學生的學習積極性，進而實現課程教學效果的提升。

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