基于微課的翻轉課堂在水力學課程的應用初探★

梁 超 　 廖 熠* 　 黃 華 　 司馬衛平

(四川理工學院土木工程學院，四川 自貢　643000)

“教育信息化的發展要以教育理念創新為先導，以優質教育資源和信息化學習環境建設為基礎，以學習方式和教育模式創新為核心”[1]。翻轉課堂是對傳統課堂教學結構、流程和師生角色的翻轉。通過調整課堂內外時間，調整課前、課中、課后任務達到改變傳統課堂的教學方式[2]。2000年J.Wesley Baker首次提出“翻轉課堂”一詞，2007年Jonathan Bergmann和Aaron Sams[3]利用翻轉課堂為缺課學生補課取得顯著的效果，2011年可汗學院掀起在線教學新潮流，翻轉課堂被越來越多人所熟知。Maureen Lage[4]在“經濟學入門”課程中采用“翻轉教學”并對成績進行分析。Gregory S.Mason[5]將翻轉課堂應用于控制系統課程取得了較好的教學效果。Miaoshan Ni[6]將基于電子書包的翻轉課堂應用于初中數學復習課發現不僅改變了學生的學習興趣同時提升了獨立學習和協作解決問題的能力。張其亮[7]設計一種新型的翻轉課堂教學模式并運用于“嵌入式系統軟件設計”課程教學。李志河[8]以3D Max制作飛機為例，應用翻轉課堂教學設計解決了課程中存在的問題，提升了學生自主和協作學習的能力。

微課是以某個單獨知識點為教學內容，通過10 min左右簡短的視頻形式記錄教學過程以完成一定教學任務的一種教學資源[9]。最早見于LeRoy A McGrew教授所提出的60 s課堂，以及英國T.P.Kee教授提出的1 min演講[10]。其短小精悍的特點符合學習注意力變化規律，能夠在學習者注意力最集中的時間完成學習。胡鐵生[10]指出微課作為新興的教學資源，是在新技術和新媒體迅速發展以及用戶對多樣化學習方式的迫切需求大背景下產生的，符合教育發展的規律。孫鶴立[12]提出基于微課的網絡開放式教學模式，并探討其在工科本科課堂教學中的應用。蔣詠華[13]對高校微課建設中存在的問題進行探討。周丙鋒[14]提出高校微課包括科學性、藝術性、情感性、特質性和技術性五個要素，并提出高校微課教學效果量化評價的指標。盡管對于微課的研究越來越多，但將微課作為教學資源與翻轉課堂教學模式結合應用到工程類專業理論課程教學中的研究相對較少，因此對高校微課資源建設與翻轉課堂教學模式相結合的研究就顯得尤為重要。

1　水力學課程教學中存在的問題

水力學作為高校工程類專業一門重要的專業基礎課程，其特點有：1)理論性強，知識點多，要求學生具備較好的高等數學和大學物理理論基礎。2)實踐性強，水力學是一門以實踐應用為目的的學科。隨著科學技術的發展學科知識不斷更新，而有限的課內學時很難讓學生接觸到學科的前沿熱點知識，造成知識脫節。因此，傳統水力學課程教學存在問題有：1)教學內容陳舊，新技術、新工藝沒有在課堂教學中體現，限制了學生對知識的廣泛攝取。2)課堂教學效果差，一成不變的灌輸式教學使得學生學習興趣低，師生之間缺乏課前任務布置，課中有效交流以及課后答疑解惑的完整學習過程，達不到學習效果的提升。3)考核機制不完善，采用課程結束后一考定成績的方式，無法激發學生學習過程的積極性，也不能動態跟蹤學生學習狀況。

2　基于微課的翻轉課堂教學設計

2.1　翻轉課堂中的微課教學資源

翻轉課堂中的微課教學資源如圖1所示。應充分根據課程特點，授課對象特點選取重難點、相關領域知識前沿錄制微視頻以供學生課前學習，此外，完整的微課教學資源還包括以下幾個要素：1)完善的學習資源：包括相關的課件資料可供隨時查閱；提供豐富的工程案例培養實踐能力；高質量的網絡學習資源，拓寬學生知識領域。2)綜合測評體系：包括課前的基礎任務和課后的提升任務。即學生在課前自主完成微視頻學習并根據任務單完成基礎任務練習，再通過課中師生共同完成的一系列課堂活動實現知識內化，課下學生需根據老師發布的拓展任務完成課程考核和相應的提升任務，實現知識的鞏固和提升。3)有效的反饋機制：通過答疑交流以及學習數據的統計分析對學習效果進行掌握，及時調整課堂教學計劃和內容。

2.2　基于微課的翻轉課堂教學模式實施過程

基于微課的翻轉課堂教學模式實施過程如圖2所示。其實施過程主要分為三個部分：課前知識傳遞、課中知識內化和課后知識提升。課前選定微課主題，設計制作微課上傳至教學平臺，發布學習任務，學生登錄教學平臺自主學習，完成任務并將結果及疑問提交，教師對學生提交的疑問選擇在線或課上解答，通過平臺收集數據分析得出學生的學習情況進而及時調整課堂教學計劃。針對課前學習完成情況，課內教師可靈活選取答疑解惑、協作討論、個別輔導、小組匯報等多種形式組織課堂教學活動，充分調動學生課堂參與積極性，在參與、互動、交流的過程中實現知識內化。課后發布提升任務，同時制定相應的考核機制對單元知識和課程知識進行考核，并通過考核情況反映教學實施效果，以便及時對教學過程中的問題進行把握，對教學設計進行調整和完善。

3　基于微課的翻轉課堂教學模式實踐應用

為了檢驗本文所設計的基于微課的翻轉課堂教學模式實踐應用效果，選取給排水科學與工程專業平行班中其中一個班級進行實驗教學。通過問卷調查、期末考核、學習過程數據分析等方式對教學效果進行評價。

重點就學生對該教學模式的學習感受和認可度進行調查分析。結果顯示45.3%的學生能夠較好的適應，包括較好的安排時間自主學習微視頻，完成課前在線任務。22.6%的學生基本能夠自覺完成課前學習。59.2%的學生認為課堂討論以及分組匯報等方式增強了課堂參與性，提高了學習積極性和主動性。61.4%的學生認為這種模式新穎有趣，能夠有效的提高學習效果，17.5%的學生認為不能較好的完成任務，效果一般。

將課程結束后的期末考核結果與實施傳統教學班級進行對照，結果如表1所示。實施翻轉課堂教學模式班級考核結果較傳統教學模式班級有了明顯提升。

表1　期末考核得分率比較　%

表1數據顯示，基于微課的翻轉課堂教學模式在水力學課程教學中的實施效果總體較好。有助于拓展教學內容，提高學生自主學習性，改善師生之間的交流互動，活躍課堂氛圍，有效的改善教學質量。

4　結語

通過借助新興的微視頻教學資源所設計的翻轉課堂教學模式在水力學課程的實踐應用結果表明該種將在線和傳統課堂相結合，學生自主、教師把控的教學模式適用于當前大學課堂教學，研究表明基于微課的翻轉課堂教學模式在課程教學中對提升教學效果和改變學生學習主動性上存在明顯的優勢。對于翻轉教學中課前微課設計，微視頻的制作，課堂教學活動中的把控，考核和反饋機制還有待進一步的研究。