基于雙元分層教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)踐

劉俊男+左方+時(shí)晴

摘 要：針對工程實(shí)踐類課程在開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中存在的課上與課下協(xié)同問題，分析上機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)的特點(diǎn)，提出雙元分層教學(xué)創(chuàng)新，介紹基于小組分層雙元的翻轉(zhuǎn)課堂模型設(shè)計(jì)方法和過程，說明在Linux系統(tǒng)管理與配置課程上實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂并結(jié)合分組多元分層模式的教學(xué)方法及教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；雙元分層；分組教學(xué)；教學(xué)改革

文章編號：1672-5913（2017）05-0069-05

中圖分類號：G642

1 背 景

Linux系統(tǒng)管理與配置是高校針對信息化時(shí)代開設(shè)的一門工程實(shí)踐類課程，其教學(xué)目的是使學(xué)生掌握Linux系統(tǒng)管理基礎(chǔ)，熟悉Linux服務(wù)器管理技能。目前傳統(tǒng)的講授教學(xué)模式已不能完全適應(yīng)新形勢下Linux系統(tǒng)實(shí)踐課程教學(xué)，特別是大數(shù)據(jù)集群服務(wù)器應(yīng)用所需要的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、相互溝通等能力的培養(yǎng)。如何讓學(xué)生掌握企業(yè)所需的任職能力并在這個(gè)充滿競爭的社會中脫穎而出，是我們課程教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和最關(guān)心的問題。

翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom或 inverted classroom）作為一種新的教學(xué)方式，可以讓學(xué)生更快、更好地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。它興起于美國科羅拉多州落基山的“林地公園”高中，他們把結(jié)合實(shí)時(shí)講解和PPT演示的視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生在家中或課外觀看視頻，把課堂的時(shí)間節(jié)省出來進(jìn)行面對面的討論和作業(yè)，強(qiáng)化學(xué)生對知識的消化吸收[1]。隨著慕課與微視頻的廣泛應(yīng)用，翻轉(zhuǎn)課堂更加適用于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件編程的實(shí)踐教學(xué)。邁阿密大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和系統(tǒng)分析系的3位教師在他們所教授的軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程中將“教師上課教授，學(xué)生課下作業(yè)”的教學(xué)方式進(jìn)行反轉(zhuǎn)，通過65段幾分鐘到十幾分鐘的教學(xué)視頻、帶聲過濾的PPT演示文稿、各種軟件工程工具的截屏等素材變?yōu)橐龑?dǎo)者，學(xué)生也從接收者變?yōu)檠芯空遊2]。課堂上學(xué)生可以組成團(tuán)隊(duì)通過相互協(xié)作、討論共同解決問題，而教師可以在課堂上直接提供指導(dǎo)、回答問題或觀察學(xué)生的決策過程[3]。翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，帶來了課堂時(shí)間的增加，教師與學(xué)生有大量的時(shí)間進(jìn)行增強(qiáng)性的課堂活動，如討論、實(shí)驗(yàn)、互動和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)[4]。

翻轉(zhuǎn)課堂廣泛采用的研討式、項(xiàng)目驅(qū)動式的教學(xué)模式與軟件開發(fā)類課程的強(qiáng)實(shí)踐性要求極為吻合，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式有利于提高軟件開發(fā)類課程的教學(xué)效果。如何根據(jù)Linux系統(tǒng)管理與配置教學(xué)特點(diǎn)，開展深入的實(shí)踐教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生課上、課下的學(xué)習(xí)積極性，需要我們針對現(xiàn)有教學(xué)模式做進(jìn)一步改革。

2 基于小組分層雙元的翻轉(zhuǎn)課堂模型設(shè)計(jì)

2.1 小組分層雙元學(xué)習(xí)模式

小組分層是根據(jù)班級中學(xué)生的認(rèn)知程度、知識基礎(chǔ)、 學(xué)習(xí)興趣等將學(xué)生劃分為多個(gè)小組開展教學(xué)的方法。這種教學(xué)方法立足于課程實(shí)踐項(xiàng)目案例，根據(jù)學(xué)生的興趣與特點(diǎn)，讓他們承擔(dān)軟件項(xiàng)目案例開發(fā)中不同的學(xué)習(xí)實(shí)踐任務(wù)，使他們依據(jù)自己的特長充分挖掘潛力，對應(yīng)自己的學(xué)習(xí)情況制定不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，最終達(dá)到更好地提高學(xué)習(xí)效果的目的。

雙元模式是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改進(jìn)的關(guān)鍵，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的課上與課下兩個(gè)階段，分別采用兩種不同的教學(xué)主導(dǎo)元素，充分利用學(xué)習(xí)資源（網(wǎng)絡(luò)空間+微視頻），合理安排雙元（學(xué)生助教+教師）教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。如圖1所示，學(xué)生助教成為整個(gè)教學(xué)模式的核心與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，課上不再“以教師為主”，而是 “以學(xué)生為主”，由“教中學(xué)”變?yōu)椤皩W(xué)中教”，提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

在翻轉(zhuǎn)課堂的小組雙元分層模式中，學(xué)生成為焦點(diǎn)，整體的教學(xué)計(jì)劃按照學(xué)生的項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)度靈活進(jìn)行。教師負(fù)責(zé)整體的教學(xué)目標(biāo)并在課上安排布置，學(xué)生助教協(xié)調(diào)小組成員在組長約定的時(shí)間內(nèi)完成課下學(xué)習(xí)任務(wù)，并將課下學(xué)習(xí)與實(shí)踐產(chǎn)生的問題通過網(wǎng)絡(luò)與教師交流，教師匯總學(xué)生的薄弱知識點(diǎn)并通過課堂統(tǒng)一解答，從而幫助學(xué)生掌握知識點(diǎn)與技能。

2.2 小組分層雙元學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

早在2011年，杰姬·格斯丁構(gòu)建了一個(gè)環(huán)形的翻轉(zhuǎn)課堂4階段模型，包括體驗(yàn)參與（experiential engagement）、概念探索（concept 3xploration）、意義建構(gòu)（meaning making）和展示應(yīng)用（demonstration& application）。隨后，美國富蘭克林學(xué)院學(xué)者羅伯特·陶伯特在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出了翻轉(zhuǎn)課堂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)概括為課前和課中兩個(gè)階段：課前，學(xué)生學(xué)習(xí)課程視頻，然后完成有導(dǎo)向性的作業(yè)練習(xí)；課中，學(xué)生首先完成少量的測驗(yàn)，然后通過解決問題來完成知識的內(nèi)化，最后進(jìn)行總結(jié)和反饋[5]。我們在借鑒眾多學(xué)者構(gòu)建的學(xué)習(xí)模型基礎(chǔ)上，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)課程積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將小組分層的雙元學(xué)習(xí)歸結(jié)為3個(gè)階段和3個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體如圖2所示。

3個(gè)階段如下：

（1）課前階段。在此階段中，教師的主要工作為安排教學(xué)計(jì)劃、規(guī)劃教學(xué)任務(wù)、準(zhǔn)備教學(xué)素材并上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。此外，由于教師不熟悉學(xué)生的基本情況和聯(lián)系方式，所以需要聯(lián)系教務(wù)處選出學(xué)生助教。學(xué)生助教的主要職責(zé)是提前與教師溝通、了解開課內(nèi)容和要求，并及時(shí)向?qū)W生傳達(dá)需要學(xué)習(xí)、掌握的知識內(nèi)容、授課計(jì)劃、教學(xué)形式。學(xué)生可以與助教聯(lián)系，提前了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間查看教學(xué)任務(wù)、大綱等信息，通過咨詢平臺與教師進(jìn)行溝通。

（2）課上階段。這個(gè)階段需要組員、組長與助教、教師共同參與。學(xué)生首先進(jìn)行分組分層，然后按照教學(xué)安排案例實(shí)踐探究方式進(jìn)行小組討論，小組內(nèi)部進(jìn)行具體分工。這樣，教師與學(xué)生可以按照教學(xué)案例有計(jì)劃地進(jìn)行教學(xué)活動，學(xué)生也可以充分利用課上的學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。

（3）課下階段。在此階段中，學(xué)生的時(shí)間是自由的，受自己支配，可以跳躍式學(xué)習(xí)，也可以反復(fù)學(xué)習(xí)。學(xué)生通過觀看教學(xué)視頻與小組成員討論項(xiàng)目進(jìn)程，教師和組長通過引導(dǎo)和答疑，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而強(qiáng)化知識點(diǎn)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。endprint

3個(gè)節(jié)點(diǎn)為：

（1）課前預(yù)習(xí)。所謂“溫故而知新”，學(xué)生結(jié)合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間上的學(xué)習(xí)視頻與復(fù)習(xí)題進(jìn)行上節(jié)課的復(fù)習(xí)工作，回顧知識點(diǎn)，同時(shí)提前預(yù)習(xí)下一章節(jié)的內(nèi)容，根據(jù)所提出的問題把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間可以充分地體現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂中課下學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性，提高學(xué)生在課下的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也體現(xiàn)了大學(xué)中學(xué)習(xí)的個(gè)性化，還可以通過學(xué)習(xí)空間上的學(xué)習(xí)與答題情況來改進(jìn)和優(yōu)化之后的教學(xué)進(jìn)程。

（2）課堂學(xué)習(xí)。課上的分層分組學(xué)習(xí)主要以探究式研討為主，每次上課教師都會布置一個(gè)新的學(xué)習(xí)主題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)問題。同時(shí)，為了避免課堂上出現(xiàn)教師主導(dǎo)的小組學(xué)習(xí)參與積極性低、小組內(nèi)部協(xié)作與溝通意識差等問題，引入小組雙元分層模式，以學(xué)生組長為第二學(xué)習(xí)主導(dǎo)元素，組長配合教師負(fù)責(zé)小組成員的學(xué)習(xí)程度和進(jìn)度。組長整體進(jìn)行項(xiàng)目劃分，根據(jù)小組成員的不同學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分層并明確分工，如代碼、文檔、UI界面。每個(gè)分小組都有自己的任務(wù)，代碼組主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)，UI組負(fù)責(zé)美工設(shè)計(jì)，文檔組負(fù)責(zé)整體項(xiàng)目進(jìn)度與流程。

（3）課下復(fù)習(xí)。在課下，組長靈活安排小組的學(xué)習(xí)時(shí)間，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的討論室，學(xué)生可以在宿舍和老師或組長進(jìn)行問題討論，以求及時(shí)解決問題并提高學(xué)習(xí)效率。此外，通過教師定期留下的對應(yīng)階段測試題檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果，在掌握所有基礎(chǔ)知識后，可以繼續(xù)通過擴(kuò)充知識學(xué)習(xí)視頻與練習(xí)，進(jìn)行相關(guān)知識的深入學(xué)習(xí)與實(shí)踐。在學(xué)習(xí)中遇到的問題可以先在小組內(nèi)或小組間解決，如無法解決可以通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間上的留言板對疑難問題進(jìn)行描述，由教師來留言解答或在之后的課上進(jìn)行統(tǒng)一解答。

通過3個(gè)階段的3個(gè)節(jié)點(diǎn)，學(xué)生在課下學(xué)習(xí)教師準(zhǔn)備的在線視頻資源并進(jìn)行在線測試，合理運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)案例和素材源碼等資源進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，最后通過網(wǎng)絡(luò)答疑室進(jìn)行互動討論。教師合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，將總體的任務(wù)分配到每節(jié)課，根據(jù)學(xué)生的在線總體學(xué)習(xí)情況反饋，由助教和小組共同完成每次課上的任務(wù)。針對學(xué)生在開始階段的實(shí)際操作能力有些薄弱的問題，可根據(jù)整體教學(xué)安排，分階段、持續(xù)地實(shí)施教學(xué)計(jì)劃，最終完成課堂上的知識拓展與項(xiàng)目案例的小組協(xié)作式深入學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)、提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和分析、解決問題的能力[6]。

3 教學(xué)改革的實(shí)施與效果

3.1 教學(xué)改革的實(shí)施重點(diǎn)

1）教學(xué)視頻與資源制作。

為了更有效地開展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)，需突出教學(xué)微視頻短小精悍的特點(diǎn)，且每一個(gè)視頻要針對不同的特定問題[6]。首先，明確學(xué)生必須掌握的知識點(diǎn)以及視頻最終需要表現(xiàn)的內(nèi)容、重要性和教學(xué)目標(biāo)；其次，收集和創(chuàng)建視頻，應(yīng)考慮不同學(xué)生和班級的差異，這是個(gè)性化教學(xué)的要求；最后，視頻的長度控制在學(xué)生注意力比較集中的時(shí)間范圍內(nèi)，符合學(xué)生身心發(fā)展特征，特別是通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的視頻，應(yīng)具有暫停、回放等多種功能，可以由學(xué)生自由控制，有利于他們的自主學(xué)習(xí)，同時(shí)應(yīng)配套對應(yīng)的練習(xí)題和拓展訓(xùn)練。

2）助教選擇與效果監(jiān)控。

在翻轉(zhuǎn)課堂的小組雙元分層教學(xué)中，學(xué)生助教的選擇對教師來說是一個(gè)考驗(yàn)。因?yàn)殡S著學(xué)生對課程的不斷深入了解，助教要進(jìn)行不同階段的教學(xué)視頻和教學(xué)安排，還要根據(jù)不同學(xué)生的接受程度及時(shí)與教師溝通，同時(shí)在課下對學(xué)生的自學(xué)效果進(jìn)行監(jiān)控，以便教師針對不同學(xué)生的情況安排下一步的學(xué)習(xí)計(jì)劃。因此，需要選取有責(zé)任心且有組織、溝通能力的同學(xué)擔(dān)任助教，以幫助教師進(jìn)行教學(xué)活動的開展。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，助教可以從班干部中選取，他們的溝通、協(xié)商與解決問題能力一般比較好。我們在教學(xué)中使用了河南大學(xué)的Blackboard網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，通過其中的在線答疑模塊與測試模塊進(jìn)行階段性測試，及時(shí)掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，實(shí)現(xiàn)效果監(jiān)控。

3）任務(wù)劃分與交流討論。

由于翻轉(zhuǎn)課堂的小組雙元分層教學(xué)是一種新的教學(xué)方式，而學(xué)生之前接受的都是被動的講授式教學(xué)，這導(dǎo)致在上課初期有部分學(xué)生無法適應(yīng)并融入學(xué)習(xí)，所以要盡快幫助學(xué)生適應(yīng)新的教學(xué)方式。在學(xué)期開始的第一次課，需要詳細(xì)地給學(xué)生闡述清楚翻轉(zhuǎn)課堂的小組雙元分層教學(xué)的教學(xué)目的與開展方式，然后對學(xué)生進(jìn)行小組劃分，選擇出助教與組長并進(jìn)行各自的任務(wù)劃分，讓助教與組長協(xié)助學(xué)生了解并逐步接受新的教學(xué)方法，這樣才能提高學(xué)生在課上的學(xué)習(xí)效率，保證教學(xué)效果。

對于學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題，主要采用小組間討論的方式來解決。由于每個(gè)學(xué)生的基礎(chǔ)知識、能力、思維都不同，實(shí)踐過程中遇到的問題也就不一樣。我們會定期組織一次小組交流，小組中的成員在課上相互交流、溝通經(jīng)驗(yàn)，各小組在課下進(jìn)行問題交流，以求來解決組內(nèi)無法解決的操作問題。

4）項(xiàng)目協(xié)作與考核。

隨著課程教學(xué)的進(jìn)展，特別是課程中期開始開展項(xiàng)目案例實(shí)踐，依據(jù)每個(gè)任務(wù)組不同的進(jìn)度與難度，開展小組協(xié)作式教學(xué)[7]。如編程實(shí)踐類課程，可以選取小組中學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)負(fù)責(zé)具體的代碼實(shí)現(xiàn)，其他同學(xué)進(jìn)行文檔與UI界面輔助工作。到課程后期，隨著項(xiàng)目實(shí)踐知識體系的擴(kuò)大，學(xué)習(xí)進(jìn)度可以變慢，以便開展對項(xiàng)目總結(jié)與實(shí)踐過程中出現(xiàn)問題的交流。在整個(gè)項(xiàng)目協(xié)作過程中，助教與組長輔助教師進(jìn)行過程性考核。

5）評價(jià)考核機(jī)制。

鑒于過去以上機(jī)或期末卷面成績?yōu)橹鞯膽?yīng)試教育評價(jià)機(jī)制不能有效地評測學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力、溝通能力的弊端，我們采用3級評測方法，具體為期末綜合考核（40%）、平時(shí)成績（40%，包括課堂作業(yè)、課堂案例、階段性測試、小組作業(yè)）、課堂參與（20%，包括課堂討論、教學(xué)實(shí)踐活動、考勤）3部分。

3.2 教學(xué)改革的評價(jià)效果

為了調(diào)研此次教學(xué)改革的評價(jià)效果，我們對實(shí)驗(yàn)班的同學(xué)進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果見表1。

調(diào)查結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生在課前預(yù)習(xí)花費(fèi)的時(shí)間在1小時(shí)之內(nèi)，有超過93%的學(xué)生對這種教學(xué)模式的效果表示認(rèn)可，且大多數(shù)學(xué)生能夠快速地適應(yīng)這種教學(xué)模式。

通過一學(xué)期的實(shí)踐，學(xué)生的出勤率基本上達(dá)到全勤，學(xué)習(xí)主動性明顯提高，最終考核的綜合成績?nèi)吭诩案褚陨希渲?4.5%的學(xué)生的成績集中在70～90分之間，成績段分布具體見表2。endprint

以上數(shù)據(jù)顯示，基于翻轉(zhuǎn)課堂的小組雙元分層的教學(xué)模式能夠提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，學(xué)生在課下通過視頻主動學(xué)習(xí)課程知識點(diǎn)，在助教和組長的協(xié)助下積極參與課下討論，團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力顯著提升，教師能把更多精力放在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與探究式引導(dǎo)學(xué)習(xí)討論中，達(dá)到了預(yù)期的效果。

4 總 結(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合分組多元分層的教學(xué)模式，通過sakai網(wǎng)絡(luò)空間輔助教學(xué)系統(tǒng)和傳智播客的“博學(xué)谷”網(wǎng)絡(luò)平臺，利用學(xué)生小組形成的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，靈活調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，通過在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)并提出問題、自我研究、小組討論、師生互動、問題講解等步驟最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生主導(dǎo)的自主學(xué)習(xí)模式。調(diào)查問卷的結(jié)果顯示，實(shí)行了翻轉(zhuǎn)課堂之后，學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，學(xué)習(xí)認(rèn)真且積極討論老師布置的問題，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，還在一定程度上解決了學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱與操作能力差的問題；助教和組長分工明確，幫助學(xué)生解決問題，幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度；教師也能夠利用課堂討論和答疑解決理論教學(xué)中的各種問題，提高教學(xué)效果。實(shí)踐證明，此教學(xué)模式特別適用于軟件開發(fā)類與上機(jī)實(shí)踐性課程的教學(xué)。

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（見習(xí)編輯：張 勛）endprint