基于翻轉課堂的高校理工科概論類課程教學模式實證研究*

包耘

（河海大學水利水電學院，江蘇南京210000）

基于翻轉課堂的高校理工科概論類課程教學模式實證研究*

包耘

（河海大學水利水電學院，江蘇南京210000）

翻轉課堂可以通過教師的精心投入，改變目前學生普遍的學習效率低下、學習積極性不高、自主學習能力較弱的現狀，這種全新的教學模式，無論教師還是學生都是一種脫胎換骨式的變革。通過《水利工程概論》小班課及大班課兩輪翻轉教學的實證研究，探索高校概論類課程開展翻轉課堂的可操作性、普及性，以及翻轉課堂對學生自主學習、知識拓展、查閱資料、制作PPT及演講等綜合素質提高的可行性，并提出翻轉課堂的特征以及成功實施翻轉課堂的四大保證。

翻轉課堂；特征；教學設計；水利工程概論；綜合素質

一、翻轉課堂的概念及特征

學習過程可分為知識傳授和知識內化（吸收和消化）兩個階段［1］。傳統教學模式是講授為主，學生通過課后作業自主進行知識內化。而翻轉課堂（Flipped Classroom）卻將兩者的順序顛倒，書本知識的學習在課堂外完成，課堂上通過討論或測試進行知識的內化，由于內化過程中出現的疑難問題能在教師的指導下迅速的解決，提高了學習效率。

翻轉課堂的實質在于“翻轉”，有四大特征［2］：一是教學次序的翻轉，即先學后教；二是教師與學生角色的翻轉，即課堂的主體不再是教師，而是學生，教師則成為引導者，答疑解惑者；三是學生學習態度、學習行為的翻轉。翻轉課堂倡導自學-討論-答疑解惑而成為主動學習、探究性學習，培養了自主控制的能力；四是學習評價的翻轉。翻轉課堂由于有了較多的學習過程的細節設計，可以構成較為客觀公平的過程性評價［3］，克服了傳統教學模式無法提供過程性評價所需的各種評價因子的缺陷。從這四個特征可以看出，翻轉課堂對傳統的教學模式的確是一種顛覆性的變革。

二、《水利工程概論》翻轉課堂試點的目的及前期準備

（一）水利工程概論課程的現狀

高校理工科的概論類課程，大多涉及面廣，課時少內容多，教師無法深入的講解知識點背后的理論，如《水利工程概論》課程，其涵蓋了水利工程細分領域中不同的工程應用和水工建筑物，跨度大，分量重，知識點繁雜，學生對內容的掌握和理解有相當的難度。

（二）翻轉課堂試點的目的

綜上所述，概論類課程由于其沒有大段的公式推導和復雜理論論述，也由于涉及面廣，和工程實際相關聯，較為適合學生自主學習，協作討論，再進一步引導精講，結合課前課中練習，將簡單的內容放在課外，課內集中解決知識點的串聯和深度廣度研討，這種流程會取得較好的效果。在河海大學教務處的支持下，于2015年對水文13級《水利工程概論》課程進行翻轉課堂試點。

試點目的主要有三：一是通過一學期的實踐，探索翻轉課堂教學模式的可操作性，其課程設計的合理性，為今后翻轉課堂教學積累經驗。二是通過自學環節，培養學生自覺學習，養成良好的預習和過程管理的習慣。同時通過小型課堂研討，形成團隊精神，培養資料收集、分析和歸納的能力。三是提高自己線上線下協同教學能力，更快的適應教學方式的變革性發展。

（三）前期準備

翻轉課堂的“翻轉”，不是簡單的講課-討論的形式，要強調“學生為中心”的教學理念，讓學生真正變成學習的主人，激發學生潛能，必須要有足夠的能夠讓學生在課前有效學習的完整資源，包括課程內容，知識點拓展，大量測試題。這在從前，對教師來說幾乎是難以完成，或者是任務相當繁重復雜的工作量，但在信息時代，一切變得簡單了。

本人利用學校的第三方平臺，建設了《水利工程概論》在線課程，每部分均包含三個模塊：重點難點，講課PPT和自我測試題（多種題型）。在每節難點中，一改慣常的名詞和概念羅列方式為提出問題的方式，讓學生直接根據難點關注課程內容，尋找解決問題的答案。而每節自我測試題，又大部針對重點和難點部分提出的問題。設計重點難點及相對應的測試題是學生在線上提高學習效率、達到學習目的和掌握學習內容的重要環節。

三、《水利工程概論》翻轉課堂教學設計

（一）試點對象及教學設計的特色

翻轉試點分兩輪，第一輪選取年級績點排名前30名同學，其他同學（102名）組成大班進行第二輪試點。小班課分為10組，每周一次，4節連上；大班課分為20組，每周兩次，每次2學時。兩個班均安排了準備課。這樣的安排，是基于以下考慮：一是翻轉課堂，對師生都是一種全新的嘗試，小班課人少，進度和質量可控，教師負擔不重，也可取得一些經驗；二是現有的資料大都針對小班課，但目前中國高校理工專業大班課居多，采用大班開展翻轉課堂試點，也是適應中國特點。

本次試點的教學設計，與常規的翻轉課堂有以下幾點不同：一是更強調了小組在翻轉課堂中的作用，小組是學習中的基本單元，PPT制作和PBL探討都是以小組開展的，小組長向教師反饋小組成員的學習進度、學習困惑等。二是全面引入“研究性教學“的理念［4］，進行探究性學習。要求以小組為單位，根據每次課的知識和能力點分割成若干主題，小組內分工查閱、分析資料，制作出較高質量的PPT，每位同學（小班課兩次，大班課一次）上臺演示并答辯。三是在網絡課程自主學習中，按章節設計了大量的測試題；四是采用了全程對號入座的課堂管理，使用座卡，按小組落座，這樣在課堂討論時，可及時記錄學生的發言情況，學生的發言質量和數量作為過程性評價的因子之一。

（二）《水利工程概論》翻轉課堂教學流程設計

1.試點班教學流程

試點班人數少績點高，自學能力和自控能力強，故要求較高，每周課程學習環節如下：（1）布置網絡課程學習內容；（2）抽簽確定各小組探究性課題；（3）在規定時間內，自主開展網絡課程學習，學習方式為闖關模式［5］，只有全部完成某節自我測試題（“前測”），才能進入下一節；（4）討論課上，教師總結自學及網絡課程學習情況，根據學生自主學習時提出的共性問題進行深度講解；（5）課堂測試（“后測”），這是檢驗學生自主學習質量的重要環節，測試題覆蓋本次課的知識點、能力點和基本概念，也包括網絡課程學生提出的問題及學習資料中出現的一些拓展性知識；（6）學生按小組順序進行PPT演講及答辯，教師適時引導、解釋和補充。

2.教師和學生在翻轉課堂中的角色分配

《水利工程概論》翻轉課堂試點中，將教師和學生的角色分配進行了各自的定位，分為“線上”-“線下”-“課堂”三個環節。對學生來說，“線上”學習和討論是翻轉課堂的基石，通過自主學習，完成基本知識的學習和掌握；“線下”查找資料，制作PPT，完成探究性課題的拓展學習；一周一次的“課堂”討論是翻轉課堂的精髓，通過PPT演示讓同學們檢驗小組成員探究性課題完成的質量，通過針對課程及PPT的內容進行探討，加深對知識的理解，并疏通不同章節之間的有機關聯，達到知識內涵與自身思維習慣的融合，最終轉換成自己頭腦中的知識儲備。

對教師來說，“線上”要在適當時機答疑解惑，當學生的潛能激發出來后，很多問題，其他學生會尋找答案，教師不一定要“及時”回復，最后的鼓勵和贊許是不可缺少的，此外教師需定期檢查學生的進度，及時和落后同學交流，這是翻轉課堂實施者容易忽視的問題；“線下”要準備課堂討論所需的各種資料，包括過程性評價的記錄表，編寫課堂測試題，確定參考答案，閱卷，填寫階段情況統計表，在該階段，工作量之重是查閱大量資料應對學生的提問（對于概論課，學生的問題往往是發散性的）；相對“線上”“線下”的工作，“課堂”討論，對有經驗的具有課堂駕馭力的教師來說，應該是較為輕松的一件事，氣場、風度、談吐以及淵博的知識都可以為自己加分。

3.大班課翻轉課堂試點

與試點小班相比，大班課人數多，想同樣精細化教學不太現實。“線上”-“線下”-“課堂”三環節結合大班的特點做了些修改和補充：一是考慮到課堂討論提問人數限制問題，將很大一部分探究性課題搬到了“線上”，在網絡課程平臺“PBL”欄目上分小組設立，以小組成員為主，鼓勵全班同學加入討論，教師適時點評補充，以此彌補課堂討論時間不足的遺憾；二是大班學生水平參差不齊，在課前學習中暴露出比小班更多的問題，為保證教學質量，在“課堂”環節花費較多時間，結合課堂測試題做精講；三是因學生人數多，不可能如小班課有獨立座位，因而課堂測試題分為單雙號（按小組順序），盡可能避免抄襲及收卷時的混亂；四是在管理監督學生自主學習時將小組長設QQ群進行管理，課程相關通知及小組成員學習情況通過小組長進行溝通和傳遞，在完成教學任務的同時減少管理工作量。

四、成果與反思

（一）成果

《水利工程概論》兩輪翻轉課堂的實施，效果明顯，這個效果體現在兩個方面：一是主觀性指標，另一是客觀性指標。主觀性指標通過網絡和課堂提問，PPT制作，課堂答辯，網絡課程學習等四個維度進行衡量，并制定相關的對應分數。“提問”主要考察學生的學與思的交融，學的如何？思考的深度和廣如何？是否有足夠的資料背景？“PPT制作”考察學生的資料查閱、歸納、提煉和運用的能力，體現PPT技術水平。“課堂答辯”體現學生的思辨、應對和口才能力，反映學生對知識的掌握和運用程度。“網絡課程學習”是翻轉課堂能否成功的關鍵因素，除了學習質量可以通過前測、后測以及前述三個因素體現外，學習的進度控制也表現出學生的自主學習和自我控制能力，利用碎片化時間學習的能力，是對習慣傳統教學方式而養成的惰性的挑戰。客觀評價主要通過前測和后測的成績，疑難點問答的次數等確定。

通過兩輪翻轉課堂試點，基本完成試點目的，熟悉了翻轉課堂這一全新教學模式的流程，激發了學生的潛能，教師可以從課堂上解放出來，更多精力放在課程設計（包括討論的小課題）、線上答疑解惑，與學生一對一的交流，以及課程管理上，這樣，最終的成績評定更加客觀真實公平。由于需要應對發散性的提問和課堂討論課的不確定性，需花費大量時間做準備，因此翻轉課堂也極大的促進了教師水平的提高。表1為不同教學模式成果定性對比。

（二）反思

表1

對試點班學生課程結束后提交的學習報告分析，100％認為翻轉課堂提升了自主學習和查閱資料、PPT制作、演講等綜合能力，課程內容的掌握已不是靠記憶；72％認為學習的自我管理能力欠缺；65％認為壓力很大，其中25％后期適應性明顯提高；82％認為每周一次課課時偏少，拖堂嚴重；在對翻轉課堂的普及上，12％認為可行，20％認為不可行，其余認為視課程而定。本次翻轉課堂試點，從教學效果看是顯著的，但由于翻轉課堂還屬于探索階段，環節多任務重，對學生的壓力顯而易見，尤其是大班，教學周的前半周“線上”“線下”學習效果明顯好于后半周，原因是有個周末，可以更多時間放在自主學習上，而后半周，時間緊促，加上有其他課程，投入不夠也是情有可原。回顧兩輪試點，最大的問題可能是如何協調學習任務和學習投入的矛盾，如何在學習有效的前提下減輕學生的負擔，讓學生真正快樂的學習。此外，由于時間關系，沒有創建完整的講課視頻，學生從PPT上學習困難較多，雖課件也做了適合自學方式的修改和補充，這是本輪試點的最大遺憾。

五、總結與展望

翻轉課堂的教學模式已被越來越多的探索者證明是有效的，尤其是在信息化浪潮中，慕課、微課、翻轉課堂三者相融合，海量的開放的網絡資源，成熟的功能強大的第三方網絡課程平臺，使得翻轉課堂變得更加高效可行。翻轉課堂要想成功而不是流于形式，需要四大保證：一是網絡課程資源的保證；二是具有較高水平和能力的負責任的教師的保證；三是課程設計的保證；四是學生素質的保證。

習近平主席在2015年5月23日致“國際教育信息化大會”賀信中提到推動教育變革和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會。可以說，翻轉課堂正當時，只要領導重視，教師愿意投入，謹慎試點，摸索經驗和規律，逐步普及，今后的教育會更高效，更人性化。

［1］袁振國.當代教育學［M］.北京：教育科學出版社，1998.

［2］吳維寧.過程性評價的理念與方法［J］.當代教育科學，2005（16）：38-41.

［3］包耘.翻轉課堂的特征、現狀和實施翻轉教學的保證機制［J］.時代教育，2016（21）.

［4］何云峰.大學“研究性教學”的發展路向及模式建構［J］.中國大學教學，2009（10）：81-83.

［5］曾麗婷，王敏，郭穩濤，等.闖關式翻轉課堂教學模式構建與實施［J］.中國教育信息化，2015（12）：24-27.

s:As a completely new teaching mode，"Flipped Classroom"can give a change to such a widely current situation，which includes learning inefficiencies，lacking studying initiative and shorting of self-regulated learning abilities with the help of teacher's attention and devotion.This teaching method，no matter to teacher or students，can bring about thoroughly changes.Though empirical research on flipped teaching of mini-scale class and big-scale class of Introduction to Hydraulic Engineering，operability and popularity can be explored for developing inverted classroom on the courses of Introduction in universities.It also probes into the possibility of overall quality improvement，including students'abilities for independent study，knowledge enlargement，information access and public speech，and puts forward to the features of inverted class and four major assurances which make the inverted class successful.

flipped classroom；features；teaching design；introduction to hydraulic engineering；overall quality

G642

A

2096-000X（2016）19-0098-03

江蘇省高校品牌專業建設基金（A類，序號PPZY2015A043）

包耘（1964，02-），男，漢族，江蘇江陰，研究生（碩士），講師，研究方向為水電站（泵站）結構及高等教育技術學研究。