翻轉課堂教學法在“數學實驗”課程教學中的應用

覃燕梅

摘要：根據傳統“數學實驗”課程教學現狀，分析了在“數學實驗”課程中采用翻轉課堂教學法的必要性，在實踐的基礎上，探索了“數學實驗”課程翻轉課堂教學模式，分析了相應的教學效果，給出了“數學實驗”施行翻轉課堂教學建議。

關鍵詞：翻轉課堂；數學實驗；教學平臺

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）03-0088-02

1.引言

翻轉課堂譯自（Flipped Classroom），是一種混合使用技術和親自動手活動的教學環境。翻轉課堂翻轉了傳統教學模式，學生通過參閱資源、觀看視頻、互動答疑、完成報告等多種方式的課前自主學習來獲取信息，課堂上學生是主體，學生之間相互協作，共同探討，教師適當進行答疑輔導、引導學生分析問題并運用知識解決問題和把握教學效果。

美國Liverpool大學的William Bruce教授于1989年起在本科教學計劃中，給大學二年級的學生增加的一門數學引導性課程——數學實驗室。這門課程將數學、計算機和數學軟件相結合，把課本上的數學計算應用數學軟件在計算機上求解，為大學數學教學開辟了一條新途徑。在我國，隨著社會信息化和科學技術的迅速發展，大量的新興數學方法在科學研究與工程應用等多領域中被成功應用，越來越多的科學工作者和工程技術人員對數學知識以及相應數學應用能力需求大大增加，這對高等學校的數學教學提出了新要求。因此，在上世紀九十年代后期，許多高校紛紛對數學實驗課程及其教學模式進行改革研究，希探索出培養學生綜合運用數學知識去分析和解決實際問題的意識、培養學生的創新精神和實踐能力的教學模式。

本文旨在分析“數學實驗”課程教學現狀，研究“數學實驗”課程教學采用翻轉課堂教學法的必要性，探討翻轉課堂教學模式、通過教學實踐進行反思并給出建議。

2.“數學實驗”課程的教學現狀

（1）學習觀念存在問題

隨著上世紀大學生數學建模競賽的興起，“數學建模”課程和與之密切相關的“數學實驗”課程受到國家教育部和各高等院校的重視。我院作為四川省的一所地方本科師范院校，在人才培養目標上強調應用型人才的培養。從2000年起，我們開始組織學生參加多種數學建模競賽：五一數學建模聯賽、“電工杯”數學建模競賽，全國大學生數學建模競賽，美國數學建模競賽等，并取得了可喜的成績。通過多年教學改革和實踐，教師已經充分認識到“數學實驗”的重要性，并正探索一套適合一般本科院校“數學實驗”課程教學的新模式。

目前，除了參加數學建模競賽的學生能體會到數學軟件與數學實驗課程的重要性以外，大部份學生對實驗課程的認知存在偏差，學習意識淡薄，對實驗能力的培養仍不重視。該部份學生受中學應試教育的影響，習慣于“填鴨式”的被動學習方式，缺乏主動探索知識的意識，不愿意嘗試新的方式和方法。他們認為在實驗課上，只要機械性的跟著操作就行，或者更有甚者認為實驗課可有可無。學生存在的這種學習觀念嚴重影響了教學效果。

（2）教學方法和手段落后

目前“數學實驗”課程已經受到了諸多高等院校的重視，但采用的教學方法和教學手段仍然需進一步改進。部份教師仍然采用“填鴨式”或“保姆式”的教學方法：在課堂教學中，教師先做實驗原理的講解并給出相應的示例，然后學生仿照教師或者教材中的例子做一遍并完成實驗報告。這種傳統方式的課堂教學信息量小，學生處于被動學習狀態，學生主體作用未得到有效發揮。

（3）教學模式統一、缺乏個性

目前很多高等院校雖然已經在進行多種教學模式的探索和實踐，但受傳統教學模式的影響，受觀念、體制和硬件條件等多方面的束縛，改革不夠大膽，教學模式探索力度不夠，現有教學模式仍然過多強調教學內容、教學要求和教學進度統一，多樣化和層次性也不到位，沒有靈活針對學生學習情況制定相應的教學方案，“因材施教”落實的差。因此該教學模式下，教學效果不理想，學生的實踐能力和創新能力未提高，無法完成培養應用型人才的目標。

（4）考核與評價方式落后

目前，大部份高等院校的“數學實驗”課程采用的考核和評價方式是以完成實驗報告為主要形式，實驗報告冊幾乎是全班統一題目，統一要求。這種“一刀切”的考核和評價方式，不僅未考慮學生個體差異，不能充分考核學生的知識結構和能力結構，且給了很多學生抄襲機會，不能考核到具體教學效果，因此需要重新制定考核和評價方案。

3.“數學實驗”課程實行翻轉教學的必要性

翻轉課堂的理念在美國乃至世界各地被越來越多的中小學和大學接受并逐步發展成為教育教學改革的新浪潮。翻轉課堂教學是在教學領域的新嘗試和新挑戰，具有以下優點：

（1） 強調課前自主學習，培養學生的學習能力。學生課前通過觀看視頻和其它學習資料獲取大量相關信息，學生的自主學習能力得到了培養和提高。

（2） 強調以學生為中心，因材施教。根據不同教學內容，不同學生學習水平，教師制定多種學生學習方式：完成項目、提出問題、調研報告、小組協作、討論、案例講解和一對一輔導等。通過多種形式的交流與討論，容易從一個創新點引發出其它的思考，讓學生開闊眼界，能充分調動學生的學習興趣，學生從被動接受“灌溉”，變成主動進行知識探索。

（3） 教師易掌握學生的個體差異，進行個性化輔導。教師通過學生在翻轉學習平臺的學習進展、觀看視頻的次數、提問等信息掌握學生學習情況，設計教學策略，開展針對性的輔導。

（4） 翻轉課堂通過對學生的學習檔案建立，注重對學生學習過程的評價，真正做到了定量評價與定性評價、形成性評價和總結性評價、自我評價與他人評價、小組評價與個人評價相結合。

因此，翻轉課堂教學法正好能彌補目前“數學實驗”課程教學存在的諸多問題。

4.“數學實驗”課程翻轉教學探索與效果

我校上學期進行了翻轉課堂教學方法的探索，并進行教學效果的比較。同一學期，同一專業，同一年級的兩個不同班，一個班采用翻轉教學法，一個班采用傳統教學方法，比較發現教學效果存在以下幾點不同：

（1）學生通過課前自主學習和思考，對知識掌握的更廣泛、更深刻，提高了學生自學能力。

（2）采用翻轉課堂教學方法后的學生學習積極性和自信心明顯增強。

（3）學生利用軟件編寫程序的熟練程度明顯增強，學生實踐能力增強。

（4）學生通過報告、小組討論、完成項目等學習交流后，能夠吸收其他同學的編程思想和技巧，并能靈活應用于自己的程序編寫中，提高了學生編程能力和水平，學生提出問題、分析問題、解決問題的能力得到了提高。

5.“數學實驗”課程翻轉教學反思和建議

翻轉課堂教學在我校“數學實驗”課程教學過程中取得了一定成效，但仍然存在不足：個別學生不接受新的教學方法，積極性不高；小組形式的報告或項目過程中，個別學生存在偷懶現象，且考核方式還有待完善；我校課程安排很多，學生課余時間較少，翻轉課堂教學需要的學生課前自主學習時間受到擠壓；目前“數學實驗”課程教學團隊還沒有形成，翻轉課堂教學靠個別教師單獨完成非常困難。

（1）觀念的改變

學校要高度重視，制定相應制度鼓勵教師積極參與教學改革。

教師要充分認識到翻轉課堂教學模式下，教師主體地位的改變，要適應角色轉變，教師更多的責任是引導學生學習，教師在教學設計和教學全過程要明確翻轉課堂教學目標是提高學生的自主學習能力、實踐能力和應用能力。

學生要意識到學習不僅是完成課本知識的吸收，要以提高自主學習能力為前提，培養和提高應用能力和實踐能力，才能適應社會需求。

（2）教學資源平臺的建設

翻轉課堂需學生花大量時間在課前自主學習，這要求教師提供完整和系統的課前學習資源，且這些學習資源，包括參考教材的選定、視頻的制定等必須符合本校學生實際情況，才能使得翻轉課堂教學更具有針對性。因此，建議組織課程資源開發團隊，搭建適合本校學生的教學資源平臺。

（作者單位：內江師范學院數學與信息科學學院）

資助課題：四川省教育部數學與應用數學專業綜合改革試點項目（No，ZG0464）， 內江師范學院本科教學工程建設項目

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