《數字化礦山》翻轉課堂教學法設計與思考

陳結　趙恒　劉莉　王亮

摘要：為了提高大學生在學習《數字化礦山》課程時的興趣和學習效果，結合當下影響廣泛的翻轉課堂教學法，分析如何將《數字化礦山》課程實施翻轉課程設計。本文論述了《數字化礦山》翻轉課堂設計思路，該課程以課前任務引導、課間問題討論及解答為主旨，重點培養學生探索性思維能力，最終提升學生的學習主動性，為培養出優秀的礦業創新型人才奠定基礎。

關鍵詞：數字化礦山；翻轉課堂；課程設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0215-02

翻轉課堂教學法（Flipped Classroom）近幾年在國內廣泛推廣，從基礎教育到高等教育，涌現出一批示范性的成功案例。翻轉課堂教學法的主旨是基于互聯網通訊技術將“課上教學，課后作業”的傳統教學過程進行徹底的翻轉。首先學生通過觀看教學視頻資料、信息自查及在線交流等方式進行課前學習；然后，教師把課堂時間主要用于學生討論與答疑，鼓勵學生進行交流與小組互動活動；最后，通過學生互評，老師點評共同作用的評教面上[1-3]。在翻轉課堂教學過程中，因課前、課間、課后均強調學生的主動學習能力，有利于學生合作學習能力的發展[4-5]。教師在具體實施翻轉課堂過程中，要遵循知識內化基本原理，根據課型、學情分析，選擇恰當的教學策略[6]。但也有不少老師表示：自己的課堂翻轉不過來。如何了解翻轉課堂教學法背后的教學原理，探究成功實施翻轉課堂的經驗和秘訣，打造專屬于自己的翻轉課堂是當前多數老師的面臨的直接問題。

數字化礦山是采礦工程學科的重要教學內容之一，但在實際教學過程中，由于上機時不足、實驗室開放時間有限等教學條件限制，以及受限于教學模式的影響，學生參與軟件操作及交流的機會少，導致軟件操作教學效果并不理想。翻轉課堂的教學模式為數字化礦山課程教學提供了新的模式。翻轉課堂教學法通過課前準備，讓學生提前學習老師分配的視頻學習資料，有利于學生控制學習進度。課前學習布置的教學視頻材料對于不同學生建立相應的課程初始認識，并根據自己的時間和學習習慣安排學習進度，當進入課間學習時就能快速和高效地切入到教學討論過程中[7]。同時通過在視頻學習中增加提問與測試，提升學生觀看視頻的積極性和參與度以及學習效果[8]。學生通過在課前完成課前知識學習，從而減少教師課堂講授時間，把時間留給學生參與交流討論和獲得教師的指導，以解決學生上機時間少、討論交流時間不足的問題。

總之，翻轉課堂作為一個集成現代化信息技術的交互式教學模式，在實施過程中存在許多不確定的影響因素。通過分析國內外已有翻轉課堂實踐者的經驗基礎上，針對數字化礦山課程的特點，設計并實現適合與工科學生的翻轉課堂教學模式，最終實現課程的翻轉。

一、《數字化礦山》課程實施翻轉課堂概述

1.實施翻轉課堂課前學習任務設計。研究《數字化礦山》課程的知識體系與架構，尤其注重對知識層次的劃分，以及對各部分知識關聯性的描述。根據翻轉課堂教學法特點，明確《數字化礦山》課程實施翻轉過程的學習主題及最終達成目標；《數字化礦山》課程翻轉課堂課前學習計劃設計包含：學習總體指南、學前資料制作、學前任務設計、學前要點測試、成績匯總與分析等。

2.翻轉課堂資源制作及課上活動組織形式設計與研究。基于學生基礎知識掌握程度及個體學習習慣差異可以自行控制教學視頻學習進度，確保學生能在上課前完成課前知識的學習，確保課堂討論的效果。課間活動設計的主旨是積極組織課堂，增強學生互動討論。課堂內主要目的是設計高質量的學習討論活動，讓每一個學生都有機會在討論中學習及幫助同學答疑，實現學用結合。

3.《數字化礦山》翻轉課程的實施。研究翻轉課堂與學生自主學習關系，旨在觀察統計學生是如何選擇適合自己的學習方式開展自主學習，從而總結出典型的自主學習方法。針對翻轉課程教學的諸環節，分析研究教學效果的評價方法與指標，形成有效的翻轉教學效果評估及反饋體系，最終真正實現《數字化礦山》課程的有效翻轉。

二、數字化礦山翻轉課堂教學法設計步驟

廣泛調研分析《數字化礦山》課程教學過程中教師的教學困惑與教學心得及學生學習過程的難點與期望。在此基礎上提出教師引導、學生自主的“翻轉課堂”教學方法設計。《數字化礦山》翻轉課堂的核心仍然是以學生自主為主旨，教師作為學生學習過程的設計者、引導者、答疑者和學習伙伴。其具體內容設計如下：

1.學習內容分析。教學內容方面，根據專業特色和教學大綱制定整個學期需要完成的教學內容，提煉出教學過程中的教學重點與難點。

2.學習目標分析。

1）知識貢獻：掌握數字礦山課程基本概念及重要理論原理。

2）技能貢獻：通過數字化礦山軟件學習，掌握基本的軟件操作技能。

3）素質貢獻：通過學習，激發學生對數字化礦山技術的興趣，從而產生求知的欲望。

3.學習者特征分析。授課對象是大三學生，他們已經學過了部分的基礎課和專業課，已經具備了礦山開采的基礎知識。在此基礎上，學習礦山空間信息，比較容易接受。大三學生的思維方式從固化被動學習、準確復現教學內容，到注重個人見解的主動學習的方向轉變。教學中要注意引導學生主動思考，舉一反三，提出自己的見解。大學生有較強的獨立意識，但又沉默不愿表達自己的想法，同時對自己理解的信息持批評態度。課堂中，給學生充分的話語權，讓學生質疑、由學生回答、教師點評。課后，鼓勵學生探索更多的知識。

4.課前任務設計。活動設計中采用同伴教學方法，授課對象是大三學生，他們已經學過了部分的基礎課和專業課，已經具備了礦山開采的基礎知識。老師在討論中過多參與會影響學生表達欲望，他們自己相互討論解惑效果更好，對最終無法解決的問題集中答疑能加強學習效果。通過制作課前學習視屏資料，同時附上簡要的問答測試，使學生在課前掌握預備性知識。

5.課上任務設計。讓學生進入討論式教學，學生提交的課前任務作業，課前網上學習答疑。制定兩套課內討論方案，一套為備選方案，確保課堂的學習效果，該過程以老師引導為輔，學生相互答疑為主。為了達到最佳的討論效果，在學習環境設計上，可以讓學生自由選擇進行分組，自己分配組員角色，老師充當引導解惑、控制進度角色，盡量形成咖啡吧式討論環境。

學習效果評價：學生互評，學生分組計分，并由學生闡述某一問題的解題過程計分，老師最后做總評。打分考慮3部分：課前學習任務完成情況；課間討論參與度和活躍度；課后總結與作業。

6.教學設計反思。分組互評討論是課堂討論的核心，學生自己發現問題，然后通過討論和老師啟發，達到自己解決問題，真正掌握課程核心知識點。

三、數字化礦山翻轉課堂教學法思考與總結

1.《數字化礦山》學習任務計劃設計，重點在幫助學生在課前明確自主學習的內容、目標和方法，教師在提供合適的學習資源，制作涵蓋主旨吸引力強的教學視頻。優秀的學習任務設計，學生可以根據個人實際情況自行制定學習進度，實現自主學習。

2.課間創設平等放松的課題情境有助于學生達成學習目。通過提供放松的課堂環境，通過對課前知識的回顧，引導學生掌握教學重難點或其他知識點的目的。有限組織課堂討論活動，主要教學內容學生在課外已有初步了解，那么在課堂內通過學習活動加深對課程內容的理解與掌握，讓學生有機會在積極環境中交流并應用其所學知識。

3.課后復習內容設計。學習評測、問題歸納分析和反思，使學生在自主學習之后能夠及時對自己的學習效果進行評測，最終達到能自主發現問題與解決問題，互助學習。

參考文獻：

[1]Bergmann，J.，&Sams，A. 2012. Flip Your Classroom：Reach Every Student in Every Class Every Day[M]. The Association for Supervision and Curriculum Development.

[2]金陵.用“學習任務單”翻轉課堂教學[J].中國信息技術教育，2013，（3）：20.

[3]徐妲，鐘紹春，馬相春.基于翻轉課堂的化學實驗教學模式及支撐系統研究，遠程教育雜志，2013，（5）：107-112

[4]汪瓊，王宇.英語學科如何做翻轉，英語學習，2015，（10）：10-12.

[5]汪瓊，張桐.2014年美國慕課發展回顧，教育信息化，2015，（264）4：35-43.

[6]趙興龍.翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計，現代遠程教育研究，2014，（2）：55-61.

[7]Butt，A. 2014. Student Views On the Use of a Flipped Classroom Approach：Evidence from Australia[J]. Business Education & Accreditation.6（1），33-43.

[8]Enfield，J. Looking at the Impact of the Flipped Classroom Model of Instruction on Undergraduate Multimedia Students at CSUN[J]. TechTrends. 2013，57（6），14-27.