基于SPOC的“水力學”翻轉課堂教學模式探究

蘇 偉，張西平，胡寶月，馬瑞娜，武艷艷

(1.河北農業大學 理工學院，河北 黃驊 061100；2.河北農業大學 城鄉建設學院，河北 保定 071001；3.河北農業大學渤海校區 基礎課部，河北 黃驊 061100；4.河北農業大學 教務處，河北 保定 071001)

基于SPOC的“水力學”翻轉課堂教學模式探究

蘇 偉1，張西平2，胡寶月3，馬瑞娜4，武艷艷4

(1.河北農業大學 理工學院，河北 黃驊 061100；2.河北農業大學 城鄉建設學院，河北 保定 071001；3.河北農業大學渤海校區 基礎課部，河北 黃驊 061100；4.河北農業大學 教務處，河北 保定 071001)

為了提高“水力學”課程的教學效果，探究新型教學模式在提高教學質量方面的作用，河北農業大學“水力學”課程組利用網絡教學平臺，在本科生的“水力學”教學中實施了基于SPOC的翻轉課堂教學模式，探索水力學課程教學改革方法。文章對新型教學模式應用于“水力學”課程教學的成果進行了說明，并通過問卷調查論證分析了新型教學模式在“水力學”課程中的應用效果。結果表明：新型教學模式使學生由被動學習變成主動學習，提高了學生的自學創新能力，同時也將教師由教授型向引導型轉變，使教師的課程設計和思辨能力也得到了很好的提高。

“水力學”課程；翻轉課堂；SPOC；教學模式

DOI號：10.13320/j.cnki.jauhe.2017.0037

隨著信息技術的發展，將信息技術與教學深度融合已成為一種趨勢，《教育信息化十年發展規劃(2011―2020年)》將教育信息化發展放在了非常重要的戰略位置上，這標志著教育信息化時代的到來。2012年“大規模公開線上課程”(Massive Open Online Course，簡稱MOOC)為我們提供了一個全新的在線學習模式，隨后為了彌補MOOC在高校課程教學及考核方面的不足，SPOC(Small Private Online Course，簡稱SPOC)應運而生，SPOC具有規模小、私有性、全面性的特點，便于針對性授課，有利于教師的管理考核，能在線視頻和習題答疑，改變了傳統教學的時限性。

基于SPOC的翻轉課堂教學模式更是依托在線學習系統，融合了在線學習與面對面教學的混合教學新模式，把傳統的“教”為主，變成了“學”為主。薛云等[1]對基于SPOC翻轉課堂教學模式進行了探索研究，王朋嬌等[2]對基于SPOC翻轉課堂教學模式設計進行了深入分析，胡麗芳[3]、呂婷婷[4]、于淑云等[5]紛紛將基于SPOC翻轉課堂教學模式運用到實際的課程教學中，并分享了教學實踐經驗。本人受到已有教學成果及經驗的啟發，并把他們的教學方法運用于“水力學”課程中，但發現不完全適用。“水力學”是一門基礎性強，又很抽象的課程，要求學生對生活中的研究對象有一定的了解，才能高效的領悟教學內容和技術方法。基于這些特點，本人在學習部分已有經驗和方法的同時，將“水力學”課程與SPOC平臺相結合，讓學生課前利用SPOC平臺自主探索、課后進行創新實踐。本文將基于SPOC的翻轉課堂教學模式應用于“水力學”課程的教學中，探究該教學模式在“水力學”課程中的應用效果，并對新方法進行了嘗試。

一、基于SPOC的翻轉課堂教學模式的構建

(一)“水力學”課程的特點分析

對于水利水電專業的學生來說，“水力學”是一門非常重要的專業基礎課，該課程主要分為兩部分，一至四章為基礎理論，五至九章為工程應用，對學生畢業后從事水利相關工作和繼續深造有著重要的作用。學生在接觸該課程之前，沒有專業知識背景，缺少感性認知。按傳統授課方法，教師傳授知識與學生理解知識不同步，就會出現知識點積壓，再加上課時的限制，授課內容有限，效果也不好。如果學生能夠利用課下時間把最基本的知識自己學會，將以前沒有接觸過的專業建筑物通過網絡、課外書等自己先有一定的了解，課上老師只需答疑解惑，重點分析，教學效率將會大大提高。現下的學生自學能力差，自控能力不強，對其自學效果很難監測。鑒于此，考慮將基于SPOC翻轉課堂的教學模式運用在“水力學”的教學過程中，網上實時監測學生自學狀態，研究教學效果，為后續的專業課程教學積累經驗。

(二)“水力學”翻轉課堂教學模型的構建和實踐

“水力學”基于SPOC翻轉課堂的教學模式構建的教學模型(圖1)稱為“一二三三”教學模型，其中包括：一個平臺(網絡平臺)、二個空間(教室內+教室外)、三個控制階段(課前準備+課中討論+課后實踐)、三個學習水平(認知+消化+應用)。

圖1 基于SPOC翻轉課堂“水力學”課程的

“一二三三”教學模型

1.課前準備階段。本課程授課對象為2014級水利水電專業的學生。學生以河北農業大學網絡教學平臺為基礎，以已有的愛課程大型公共MOOC平臺為輔助，進行相關的知識點認知，進行自主學習，學習場所主要是宿舍、圖書館和自習室。

教師在本階段，作為設計師，主要是設計好“學生按著怎樣的思路去認知？”，先將教學內容進行分解，并把知識點按星級分類(☆☆☆：重點掌握，☆☆：掌握，☆：了解)，讓學生對知識點級別一目了然，翻轉課堂布置任務主要以知識點中的基礎知識為主，讓學生在網絡學習中完成布置任務，掌握水力學中的基礎知識。以水力學第16講[6]為例進行課堂知識點討論設計，任務布置見表1。

表1 “水力學”第16講任務布置

具體步驟：首先，登陸網絡平臺，查看任務。根據表1中知識點星級，學生判斷重點和非重點，對內容進行區分。其次，按著任務布置，進入平臺資料、視頻等模塊進行學習，輔助于網絡、教材、參考書等進行答案求解，然后把查詢的結果在網絡教學平臺中做出回答，老師能夠及時從學生的討論數和訪問數統計數據中得到學生自學程度的第一手資料，具體流程如圖2所示。

圖2 課前準備階段流程圖

在該階段教師作為設計者，教師把課程相關的視頻資料，教材參考書，以及一些相關的水利設計規范標準放在平臺的資料庫里，以便學生查閱，在通知欄里告知學生完成任務的時間以及最低標準要求，學生在收到通知后，及時參與學習，完成學習任務，教師可以實時關注學生的課下學習動態，對于一些共性問題，還可以錄制3～5分鐘小視頻上傳統一講解。

2.課中總結階段。經過課前準備階段的學習，每位學生都完成了自學任務，并達到了基本的要求，在此基礎上，學生們進入課堂，開始了與老師的面對面課中總結階段，在這個階段老師對本講的內容進行知識點梳理，對重點內容進行強化，讓學生們把課本的知識變成自己的知識，也就是“消化”的過程，教師作為“助消化細菌”在“消化掉”這個環節起到助推的作用，也擔負著設計好“讓學生如何在理解的基礎上掌握知識？”的責任。

學生在自學過程中，完成了“吃進去”的第一步，過程中有很多疑惑需要老師在課堂上進行解答，對該講的重要知識點進行細化，使學生們完成第二步“消化掉”，使知識達到內化，提高學習質量。

具體步驟：首先，對布置的任務進行點評，并給出任務成績，并要求課前學習成績占全部平時成績的50%，已達到促進學習的效果，然后對作業回答過程中出現的問題進行糾正(45min)；其次，引入管道設計實例，在實例講解過程中，強化重點掌握和需要掌握的知識點(第2、4、5、7知識點)，對該部分知識的應用范圍進行擴展，以增加學習的目的性(45 min)，本階段的流程如圖3所示。

圖3 課中總結階段流程圖

在這一階段，對基礎知識不做過多講解，強調重點知識。對于擴展創新部分，對學生要有區分，對于有余力的學生可以增加創新知識擴展環節，因人而異，因材施教，拋棄以往的“填鴨式”教學，提高教學效率。

3.課后實踐階段。教師如何設計好“如何把所學知識運用到實踐中去？”是這一階段的關鍵，也是知識升華的重要一步。

學生在老師的指導下形成了創新興趣小組，進行自選設計題目，提高學生的整體協作能力。例如：進行管道的過流能力計算，根據設計流量進行管道布置和管材選擇等。除了設計作業之外，學生還進行水利創新實踐，利用已學的水力學知識，對現有與水力學有關的工程設施和機械器具進行改進創新，好的設計可以參加每兩年一次的水利創新大賽，獲得了“以賽促學、以賽促練、以賽促創”的良好效果。學生在該環節參與的流程如圖4所示。

圖4 課后實踐階段流程圖

在該階段，教師利用網絡平臺跟興趣小組進行無空間限制的討論交流，興趣小組團結協作并在教師的輔助下完成知識真正意義上的升華。

除了以上的大實踐環節，還有習題實踐環節，這對于學生的課后實踐階段必不可少，為了能夠很好運用所學知識解決問題，針對所學知識點在網絡平臺設置習題供學生解答，習題來源于水力學試題庫，分為難、中、易3個層次，比例分別占到10%、20%和70%，分值為3分、2分和1分，采用網上答題的模式進行評價，計入平時成績，占平時成績的50%。

二、“水力學”課程實踐教學效果

基于SPOC的翻轉課堂教學模式運用于“水力學”課程的教學過程中，評估其教學效果主要從兩個方面：一方面是學生的認可度，結果主要從平常的交流探討和問卷調查分析；另一方面就是學生的期末成績和創新成果。針對“水力學”翻轉課堂實驗班70人進行了問卷調查，收回70份，調查統計結果如下表2。

表2 “水力學”翻轉課堂實驗班調查問卷統計結果

續表

觀點觀點認可度統計3.課前可以不用做準備工作。選項贊同基本贊同不贊同人數0664比例0.00%8.57%91.43%4.能感覺到明顯的競爭壓力。選項贊同基本贊同不贊同人數58120比例82.86%17.14%0.00%5.討論時間偏多,有點浪費時間。選項贊同基本贊同不贊同人數1861比例1.43%11.43%87.14%6.同學之間交流,提高了思辨創新能力。選項贊同基本贊同不贊同人數38284比例54.29%40.00%5.71%

通過對70人問卷調查的分析，我們對學生的學習態度和學習狀況有了初步了解。100%的學生把自己當成了課堂主角，能夠自主、積極的學習；91.43%的學生在翻轉課堂上能夠集中精神學習，上課效果非常好。而在傳統課堂上是很難達到這個標準的，同時學生們認為上課前不好好準備，上課時壓力非常大，有可能跟不上大家的思路。學生們有了競爭的壓力，學習的欲望。12.86%的學生認為討論問題是在浪費時間，87.14%的學生不贊同這種觀點，這說明絕大多數同學認可討論問題的方式，可以通過討論暴露認知的誤區，及時發現學習中的不足。學生通過交流，不再一味地問老師問題，而是通過質疑，自主探究學習，發表自己的觀點，提高了創新能力。

在與學生們課下交談的過程中，了解到學生課前喜歡使用視頻學習，60%左右的學生能夠學會大部分知識，只有少部分知識需要老師在平臺上或課堂上講解。大家對平臺上的考試模塊和資料模塊關注度最高，分析可以得出結論，SPOC平臺的學習資料完整度和合理的評價方式是實施翻轉課堂的關鍵。綜合來說，大部分學生能夠接受翻轉課堂模式，認為該模式提高了學習效率。

從學生期末成績的分布來看(圖5)，70名學生成績都在60分以上，80分以上的同學占到了68.9%，可以看出，基于SPOC的翻轉課堂教學模式在“水力學”課程中運用的比較成功。

圖5 期末考試成績分布柱狀圖

三、基于SPOC的翻轉課堂教學模式的思考

(一)教師要與時俱進

在“水力學”課程中運用新的教學模式，是對教師的挑戰，也是使教師不斷進步的動力。教師在翻轉教學的過程中應該想學生所想，考慮到學生的基礎、興趣和愛好，甚至要了解這些九零后平時都愛說哪些“潮詞”，愛玩什么游戲，這些都有可能成為教學的切入點。有針對性的選擇教學策略和技巧，安排適用于學生的習題和考核。教師是課堂的主導者，要讓內心燃起一把火，讓學生們感到溫暖和激情。要思考如何有效的組織學生，如何將理論和實踐相結合，這就需要一個教師團隊進行長時間的總結和實踐。教師應該適應這種教學模式，在此過程中教學相長，與時俱進。

(二)轉變學生思想是關鍵

學生是基于SPOC的翻轉課堂教學模式的主體，“授業”的任務基本都是學生課下自學完成的，這就需要學生有足夠的自我把控能力。學生之前已經適應了“填鴨式”的教學模式，由被動接受知識到主動吸取知識這需要很大的思想轉變，更困難的是行動付出，雖然困難，但必須轉變，這是傳統教學模式改革的大方向，這也是學生適應社會的重要一步。除了知識的學習，還要有能力的提高，如自學能力，與老師同學的溝通能力。學生需要轉變思想，意識到學習不僅是個人行為，而且是團隊行為。學生與老師之間、學生與學生之間需要交流，需要溝通，只有這樣才能產生思維碰撞，才能發現理解知識的最佳途徑。只有在不斷地交流和溝通中，才能創造出靈感，增強學習的動力和興趣。

四、結語

基于SPOC的翻轉課堂教學模式引入“水力學”課程教學中，是針對“水力學”的特殊性，充分運用SPOC平臺和翻轉課堂的優勢進行教學。在新教學模式的運用過程中展現出了非常好的教學效果，學生能夠在限定的條件下進行自學，培養了學生的自學能力，突出了學生的主體地位。同時促使教師必須與時俱進，做好充分的準備，對課程進行優化設計。在教學過程中，引入情感教育，注重轉變學生的思想，注重學生學習的后評價，運用學習平臺進行學生學習情況的及時監測。通過SPOC學習平臺，師生之間形成的良好反饋機制，能使教師最大限度的做到因材施教，有利于培養出更多復合型水利創新人才。

[1] 薛云,鄭麗.基于SPOC翻轉課堂教學模式的探索與反思[J].中國電化教育，2016(5)：132-137.

[2] 胡麗芳，張曉亮.“SPOC+ 翻轉課堂”教學模式在高職計算機專業教學中的應用[J].福建電腦,2016(2):81-82.

[3] 呂婷婷，王娜．基于SPOC+數字化教學資源平臺的翻轉課堂教學模式研究——以大學英語為例[J].中國電化教育.2016(352):85-90．

[4] 王朋嬌，段婷婷，蔡宇南,等.基于SPOC的翻轉課堂教學設計模式在開放大學中的應用研究[J].中國電化教育.2015(347):79-86．

[5] 于淑云,劉建強.基于SPOC 的翻轉課堂教學模式在大學物理教學中的應用[J].物理與工程，2016(S1)：141-146.

[6] 呂宏興，裴國霞，楊玲霞.水力學[M].北京:中國農業出版社，2002．

(編輯：楊建肖)

2016-12-23

2015年河北省高等教育教學改革研究與實踐項目(編號：2015GJJG040)；2016年河北農業大學基于“翻轉課堂”教學模式的SPOC課程建設項目(編號：2016sp01)。

蘇 偉(1985-)，男，河北保定人，碩士，講師，主要從事水利專業的教學工作。

G642.3

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1008-6927(2017)02-0050-05