基于翻轉課堂的《概率論與數理統計》教學改革的探究

陳建蘭+宮改云+覃森+楊建芳

（杭州電子科技大學理學院，浙江 杭州 310018）

摘要：翻轉課堂是信息化環境下的一種新型的教學模式。它顛覆了傳統教學過程，順應教學改革要求，契合高等教育理念，已成為了眾多教育工作者研究的熱點。本文基于翻轉課堂的特點分析，探討了翻轉課堂在概率論與數理統計教學中的教學過程，并將其應用于教學實踐。實踐結果表明該方法提高了教學效果與教學質量，具有較好的應用前景。

關鍵詞：翻轉課堂；教學改革；概率論與數理統計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0117-02

翻轉課堂是在信息化環境中，教師確定學習目標，下達學習任務，提供教學微視頻、課件及練習等豐富的學習資源，學生利用課外時間完成對學習資源的自學，而在課堂上師生則面對面進行答疑解惑、協作探究和互動交流等活動的一種教學模式。該模式顛倒了知識傳授與知識內化兩個過程，通過對課堂內外學習時間的重組，讓學生變成了教學過程中的主體，改變了傳統教學中的師生角色，實現了學生的自學能力、協作能力和創新能力的快速提升。它與傳統“教師課堂上課，學生課外做作業”的教學模式完全顛倒了過來，故稱翻轉課堂[1-4]。本文以《概率論與數理統計》為例，探討翻轉課堂在《概率論與數理統計》課程中的教學改革，以提高教學效果與教學質量的目的，具有一定的研究價值。

一、翻轉課堂的特點

翻轉課堂，源于2007年美國，以信息技術和互聯網發展為基礎，一經面世就受到大家的熱捧，究其原因，主要是翻轉課堂具有如下特點[1-4]。

（一）學生對學習的掌控性較強

翻轉課堂教學模式下，學生有相對充裕的課余時間，根據老師提供的課程視頻和學習資料，結合自己的情況來安排和控制學習進程，以達到對所學知識的掌握。如學習過程中對視頻的觀看，容易掌握的地方可以快速通過，難以掌握的地方則可以反復觀看或停下來靜心思考。因此該教學模式使學生在寬松的氛圍下掌控自己的學習進度，而不再是傳統模式下有限課堂時間內緊促的學習進程。

（二）師生角色的變化

翻轉課堂教學模式下，學生課前、課中還是課后都積極主動的參與教學，不再只是被動地接受老師的灌輸，成為教學過程的主體。老師丟棄傳統教學模式下“課堂主宰者”的身份，積極參與到學生的學習活動中，仔細聽學生的觀點，并為學生答疑、解惑，成為學生學習過程中的指導者、解惑者。

（三）師生、生生互動性強

傳統課堂上，教師講解占據了大部分時間，師生互動時間較少。而在翻轉課堂模式下，學生不僅可以通過事先建立的班級討論群向老師或同學提出問題，也可以在課堂上向老師提出問題，而老師除了對學生提及的問題作答外，還可以通過事先準備的討論題來開展小組內討論或小組間討論，并參與其中。這樣的教學模式不僅激發了學生的認知沖突，讓他們進入積極思維的狀態，以加深對所學知識的理解，也大大促進了師生、生生之間的交流，讓學生和老師彼此從中受益。

二、基于翻轉課堂的概率論與數理統計的教學設計

翻轉課堂的教學模式課前注重學生自主學習、課內注重問題解惑與討論、課后則注重知識的鞏固分析，因此，《概率論與數理統計》翻轉課堂的教學設計也由這三個方面所涉及的五個環節組成，即課前教師對相關內容的視頻制作、課前學習任務單制訂，課內問題與討論題準備、課堂活動組織、課后網上作業的選取。

（一）課前視頻的制作

根據《概率論與數理統計》的教學要求，首先設計本課程的教學計劃，設計相關知識點。視頻要求短小精悍。大多數的視頻都在10分鐘左右，比較長的視頻也不能超過15分鐘。這樣的視頻的長度控制在學生注意力能比較集中的時間范圍內，符合學生的身心發展特征。如第一章的概率論基礎，分設了14個知識點，含隨機事件、概率、古典概型、條件概型、全概率公式、貝葉斯公式、獨立性及小結、綜合題等，平均10.5分鐘。

（二）課前學習任務單的制定

為了更好地促進學生掌握相關內容，在課前給學生制定了學習任務單，以輔助學習。學習任務單包含需觀看的視頻、相關資料閱讀和課前要完成的作業。此外，通常還在學習任務單中設定了一些思考題，以達到內化知識的目的。

（三）課內問題與討論題的準備

雖然學生事先觀看了視頻，進行了自主學習，但由于課程的關系或學習基礎等原因，學生可能或多或少會存在問題，這些問題可統稱為“課內問題”。如問題：事件互不相容與事件獨立性的區別？“課內問題”包括學生看視頻后或當堂提出的問題。而討論題是用于拓展教學的廣度和深度，以學生自主完成視頻的學習為基礎，達到加深對知識點的理解與應用的目的。例如，在第三章二維連續型隨機變量的函數的分布的學習中，讓學生討論在給定二維連續型隨機變量的和函數概率密度函數的條件下，如何求函數的分布函數及概率密度函數等。

（四）課后網上作業或測試題的布置

學生通過課前的自主學習與課內的討論互動，對所學內容盡管已基本上掌握，但還需一些相關的作業或測試題讓他們加以練習，以達到鞏固知識、檢驗學習效果的目的。

三、教學評價

翻轉課堂是一種全新的教學模式，因此，對學生學習效果的評定也應是多元的，比如除閉卷考試外，可就學生的知識掌握程度、自學能力、協作能力等方面進行評定，平時表現所占的比例多一些。以下就我校2015—2016學年第一學期《概率論與數理統計》課程翻轉課堂試點班與普通班的學習對翻轉課堂的課程改革的效果進行了分析與思考。

（一）學生成績

因學校教務處課程的安排，2015—2016學年第一學期《概率論與數理統計》課程有3個班作為翻轉課堂教學的試點班，因此我們選取了同一學院相近的專業的普通班作為比較：卓越學院的試點班（經管實驗班）的期中、期末卷面成績的平均分比普通班（理科實驗班）至少高5分，通信學院試點班（信息工程）比普通班（通信工程）高3分、管理學院試點班（信息管理）同樣比普通班（工商管理）高3分；及格率也是高于普通班。

對于試點班的學生的總評成績采用平時成績（含觀看視頻、作業、討論等）占40%，期中成績占15%，期末成績占45%的考核方式，在此考核方式下，及格率大大地提高了。如2014—2015學年第一學期《概率論與數理統計》課程卓越學院經管實驗班的及格率為93.5%，而2015—2016學年第一學期翻轉課堂班的及格率為100%；其他學院及格率也有相應提高。這些數據說明通過翻轉課堂的教學，學生學會自主思考，激發學生的學習主動性，提高了學生對知識的掌握能力。

（二）學生評價

通過網絡教學平臺來反饋學生對翻轉課堂這種教學模式的教學評價及學習體會。大多數同學認為這種教學模式總體效果是良好，一定程度上提高了自主學習能力。另外，就學生的自學能力和協作能力等方面進行了調研，調研結果表明約90%的學生都認為通過該課程的學習，他們的自學能力和團隊協作能力都有了較大的提高。

經過一學期的翻轉課堂的試點，取得到了一定的成績，但仍存在著一些問題有待進一步改進與完善，如某些視頻的質量、時間長度等仍需進一步提高，等等。

參考文獻：

[1]劉應芬.基于翻轉課堂的教學設計探析[J].軟件導刊—教育技術，2015，（10）：6-7.

[2]武盟，尹亮亮，劉曉霞.基于教學翻轉模式的概率論與數理統計教學改革探索[J].科學大眾·科學教育，2015，（11）：148-149.

[3]言雅娟.淺議翻轉課堂教學模式[J].現代經濟信息，2015，（13）：344-345.

[4]張畔楓，黃曉麗.翻轉課堂教學資源的組織與設計[J].河北聯合大學學報，2014，16（01）：129-130.