基于翻轉課堂的大學自修課程教學研究與實踐

逄德明,胡 罡,馬行空,付紹靜

（國防科學技術大學 計算機學院，湖南 長沙 410073）

0 引 言

大學自修課程是指學生在教師的指導下,通過自學課程內容并完成相應考核的一種教學模式。自修課以學生為學習主體,強調對學生自學能力的培養,是當前信息化時代背景下教學改革過程中的一種有益嘗試。大學自修學分制已成為當前很多高校的一種教學管理制度[1]。當前網絡學習資源不斷豐富,MOOC等平臺匯集了世界各地名校名師的教學視頻等資源,為學生自修課程提供了客觀條件。另外,計算機等學科領域的知識呈現爆炸式增長,這給傳統課堂的集中教育模式帶來了挑戰。如何在海量信息資源中鍛煉學生“會學”“會用”知行合一的能力,快、準、精地獲取知識,已成為新時期人才能力培養的重要因素之一[2]。

自修課程并非完全新的教學模式,在國內外高校教育中有著廣泛應用。國外眾多高校如麻省理工學院等推出了基于網絡教學的自修課程[3]。美國的大學水平考試CLEP(The College Level Examination Program)是全美影響最大的以自修考試獲得大學課程學分的國家考試項目。近年來,每年約有1 300所普通高等學校參與這項考試?？忌后w主要由普通高校(社區學院)在校生、公司職員及其他一些利用業余時間學習的學生組成。

我國高校很早就對自修課程的教學模式進行了嘗試。在20世紀初,北京大學校長蔡元培先生參考德國大學教育,引入了自修課與研討課教學。近些年來,國內一些大學也相繼開設了自修課程,國防科技大學目前設置了44門本科自修課程,且是必修課程,約占全部本科課程的4.6%。

自修課程與傳統課堂教學相比具有以下優點:首先,自修課程有利于培養學生的自學能力。自修課本身即是通過發揮學生的自主能動性來完成課程學習,學生在獨立完成教材閱讀、資料查找和學習的過程中進行知識建構和內化。其次,自修課程有利于實現跨學科培養。在自修課程的學習過程中,學生可以對自己欠缺的部分有針對性地補習,對已掌握的部分可以跳躍學習。學生通過自修并完成考試,獲得相應課程的學分,相比于“雙學位”等現有的跨學科培養方式,可以減少跨學科學習成本,學生也可以根據自己的時間和精力選擇課程量,使得跨學科培養更靈活。最后,自修課程有利于提高學習自由度,包括學習時間的自由度和學習內容、學習手段的自由度。

1 現階段自修課的教學方法及不足

傳統自修課程的教學方法中,學生在教師的適當指導下自主學習課程內容,課程結束后參加考核獲取相應學分,在這個過程中教師作為學習效果的評估者。老師在課堂中講的少,出現的時間也短。例如,在國防科技大學,每門自修課一般在學期一開始安排2個學時的課堂教學,用來講解課程的意義、課程基本理念和設計思路,并提出自修內容和要求,布置作業,然后在4學時之外讓學生通過查找資料自學,在學期末安排2個課時進行答疑和考核。

通過筆者對所在學校參與自修課程的教師和學生的調研發現,現階段的自修課程教學效果并不理想,對學生自主學習能力的提高有限,主要原因與存在的困難如下:

(1)課程體系設置的原因。現階段自修課程仍處于探索階段,各高校對其重視不足,目前自修課程在大學課程體系中主要作為一種補充課程的形式實施,使得自修類課程開課數量少,學生選擇空間小。已開設的自修課程往往是非核心類、選修類課程,一般是那些容易學習和理解的人文與社會科學課程。高校缺少針對自修課程體系的科學規劃和設計,只有將更多專業課程納入自修課程體系,才能使學生在大學4年里有系統地完成自修學習。在課程大綱中,還需要設計適用于自修模式的教學內容,充分考慮自修的特點,要與傳統課程有一定差異性,將自修課程的目標與要求規范化,便于對學生進行標準化考核。

(2)教學組織的原因。從本校調研情況看,部分自修課的學生學習積極性不高。一個原因是教學內容的難度不合適,另一個原因是課程設計不夠完善合理。如何在學習自由度和教師的干預程度之間找到平衡,是教學組織面臨的重要難題。自修課程的屬性決定了學生的學習積極性主要靠自覺,但仍然需要通過教學組織進行學習激勵與約束。

(3)教師方面的原因。自修課程雖然以學生為主體,但對教師的要求并沒有因此而降低,工作量也沒有減少,相反,教師需要在課前自修材料準備、課中組織研討答疑、課后自修效果評估等方面付出更多精力,但針對自修課程的授課教師激勵機制存在明顯不足。自修課以學生自學為主,因此在教學大綱中設置的學時較少。例如在國防科技大學,自修課時一般為4課時,但在整個自修課程學習過程中,教師工作量遠不止4課時,但這部分工作并未計入教學工作量,導致教師對自修課程的重視程度不夠。

為提高自修課程教學質量,結合翻轉課堂的教學方法開展自修課程教學,在發揮自修課優點的同時,有助于解決上述難題。

2 翻轉課堂介紹

翻轉課堂是將傳統課堂中的知識講授放到課外由學生自學,課堂上則以教師和學生的互動為主[4],通過“課前觀看視頻學習知識、課上知識內化”的方式實現對傳統課堂教學的革新,實施過程包括課前自學、課中內化、課后升華3個階段。相比于傳統課程教學,翻轉課堂具有以下特點[5]:① 翻轉師生角色:翻轉課堂中學生是學習的主體,教師是教學活動的組織者和引導者。②翻轉教學活動:傳統教學教師先對課程內容進行講解,學生在課堂和課后消化吸收;翻轉課堂采用先學后教的方式,學生帶著問題去學習,可以提升學習主動性。③ 翻轉教學內容:傳統教學過程采用由點到線的過程串聯學習內容,學生缺少對課程內容的整體認識,對各個知識點的定位與作用認識不清,影響學習效果;翻轉課堂中學生通過課前學習能夠及早獲悉課程體系的全局視圖,可以使教與學更有針對性。

3 結合翻轉課堂，構建任務驅動的自修課程

與翻轉課堂相比,自修課進一步突出學生的自主學習能力培養。教師將學習資料發放給學生,學習過程與知識內化主要在課下進行。在這個過程中,結合翻轉課堂的教學實施過程進行任務驅動的自修課程設計。圖1所示為任務驅動的自修課程實施方案。為達到更好的教學效果,需要針對不同學生設計適合的個性化教學計劃,開展任務驅動的高效自學,組織及時的學習情況反饋與研討,設計合理有效的學習效果評估。傳統課程學習時間集中,周期短,要求教師在短時間內完成大量教學任務,因此只能采用線性教學模式。與此不同,自修課的教與學可以設計成一個閉環迭代優化的過程。自修課的課程周期可以設置較長,甚至跨越兩個或更多學期。教師根據學生的學習計劃執行情況、學習目標達成情況對學生的自修過程不斷完善。

圖1 任務驅動的自修課程實施方案

課程設計主要包括以下幾個模塊:

(1)個性化的教學設計。教師根據教學目標制訂教學計劃,布置學生在各個階段的學習內容及需要完成的任務,包括各個知識點需要解決的問題、掌握的程度以及檢驗的方法。傳統課堂上教學過程是統一進行的,所有學生按照相同的教學計劃展開學習。但這種統一的教學計劃對于不同基礎、不同專業和興趣的學生可能并不完全適合。自修課程的學習過程以學生為主體,因此教師可以按照各個學生的時間安排和需要進行調整,制定適合的個性化教學計劃。在學習過程中,教師也可以根據各人學習進度及時調整教學計劃。

在網絡故障診斷與維護課程中,學生來自網絡工程專業與信息安全專業,因此在制訂教學計劃時,為網工專業的學生設計了偏向網絡協議故障的學習,而為信安專業的學生設計偏向安全事件引起的故障維護。通過為不同專業背景和興趣的學生設計不同的教學計劃,有助于提高學習效果。

在制定具體的學習任務時,教師需要將課程內容中各個知識點重新梳理,幫助學生更清晰地掌握課程的知識點及其內部關系。在此基礎上對內容和知識點重構,劃分成具有可操作性的若干學習任務。結合“三要素法”細化教學目標[6],使學生自學過程中能夠抓住重點,提高效率。

(2)以任務驅動實現高效自學。自修課作為一種探索式的教學模式,本身仍然存在很多難題需要解決,其中最重要的一點是如何提高學生的自學質量,確保教學計劃的順利實施,完成既定的教學目標。為此,通過任務驅動的方式督促學生的自修過程有助于充分調動其積極性,提高學習效率。教師根據教學計劃定期發布學習任務,根據學習內容與學生的實際掌握情況設定各個任務的學習周期。學習任務以過關的形式布置,并在網絡教學平臺或微信群發布所有學生任務完成情況的進展圖,在學生間形成競爭性學習氛圍。

在自修過程中,教師需要引導學生利用多種學習資源,通過教材、參考書、網絡等資源進行自學,也可以在其他專業或其他院校學習。讓學生掌握各種查詢手段和方法,快速查閱和篩選自己所要的資料,提高學生的查閱速度、增強領悟能力。為提高學習枯燥內容的興趣和求知欲,可以引導學生運用所學知識解決實際問題。

對于理工科難度較大的課程,學生獨立學習往往遇到的問題較多,對于一些重要的知識點也難以理解透徹。通過建立學習小組,在組內開展學生間互助與討論能夠有效提高學習效果,同時能夠培養學生的團隊交流合作能力。

我們將網絡故障診斷與維護課程的教學內容組織成多個學習任務,包括局域網故障、路由器故障、網絡性能維護等,不同類型的故障要求學生通過多種方法進行診斷排除。學生間以小組的方式展開合作,通過查找網上資料、閱讀教師下發的實驗指導等資料,對不同任務能夠按照計劃順利完成。

(3)高質量師生研討。課堂研討的目的是了解學生的任務進展情況,并對問題較多的知識點進行重點講解和答疑,研討內容包括學生的任務進展匯報以及師生間互動交流。課堂研討占自修課程的時間較少,因此需要科學設計、合理安排研討計劃才能達到目標。

課堂研討時間可以安排在每個學習任務結束后進行。由于不同學生的學習計劃和任務完成情況不同,課堂研討可以按照分組的方式進行,即每次一個小組的成員與教師參加研討。以小組為單位進行師生研討的另一個優點是可以實現小班教學的效果,每個小組成員都可以得到相應指導。

在小組討論中,首先由學生匯報任務成果及遇到的困難,接下來由教師點評并答疑。師生、生生的研討、探究,使學生達到對問題的深層次的認識和理解,從而使知識內化,建構屬于自己的知識體系。教師引導學生進行問題的梳理和總結、方案的整合和評比、疑問的歸納和解答、創新的分析和驗證。研討過程中教師可以對知識點進行挖掘和擴散,引導學生從不同角度考慮問題,對知識點在不同場景下如何應用進行發散。鼓勵學生進行獨立思考和創新,幫助其構建課程的整體框架。落實知識建構過程使其對知識具有自己的理解和認知,從而形成個體的知識意識。

(4)建立適應自修課程的評價機制。課后評測是翻轉課堂的最后環節,該階段的目的是強化學生對課上知識的理解,使教師對學生的學習成效、是否達到教學目標等情況進行綜合判斷。自修課程同樣離不開及時客觀的學習情況評價。因此需要合理的考核模式和充分的教學評價。傳統課堂中單向線性的教學方式中,對學生的學習效果評價只能在課程結束后以集中的方式進行,因此評價機制無法對學習過程起到指導和改進的作用。在以任務驅動的自修課程學習過程中,可以通過階段性評測來引導和評價學生的學習過程與學習效果,因此需要設置與自修課相適應的評價機制。

學習過程是以各個任務為單位進行的,因此在每個任務的學習過程中和完成后教師進行評價,使學生了解自己的學習程度。評價可以采用多種方式進行。例如在小組研討過程中教師可以觀察各個組員的發言或回答問題情況,還可以采用學生上臺報告,再進行互評,實現自修自評。不同課程可以選擇與其適應的考核方式。在網絡故障診斷的課程中,除上述方式外,我們還采用了分組對抗的方式來檢驗學生對所學知識的活學活用能力。采用分組實驗的方式,兩個學生一組,相互在對方的網絡中設置故障點,之后各自利用所學知識進行網絡故障的診斷與修復。通過這種對抗的方式,既可以檢驗學生對知識的理解和運用能力,還可以增強學習興趣和積極性,提高了自修課的學習效果。

4 結 語

通過完善大學自修課程設計,可以有效推進以學生為學習主體的高校教學改革,提高學生的自主學習能力,為學生終身學習奠定基礎,實現研究型、創新型學習的目標。通過上述自修課程模式在網絡故障診斷與維護課程中的實踐及反饋結果表明,結合翻轉課堂的教學模式進行任務驅動的自修課程設計,對于學生的學習積極性與學習效率具有很好的提升作用。對于網絡故障診斷與維護這類理論與實踐并重的課程教學能夠有效提高教學效果。

[1]內蒙古大學關于學分制的暫行規定[EB/OL]. [2018-02-12]. http://service.ndzsw.cn: 8080/showl.asp?id=181, 2010.10.28/2012.03.20．

[2]史寧中, 柳海民. 素質教育的根本目的與實施路徑[J]. 教育研究, 2007(8): 10-14.

[3]鄧康橋, 高小涵, 范洪梅. 中美網絡公開課運營模式比較研究: 基于麻省理工學院網絡公開課與網易公開課的案例分析[J]. 世界教育信息, 2013(10): 25- 30．

[4]張德成. 高校翻轉課堂教學與課程設置的重構研究[J]. 現代教育技術, 2014, 24(12): 107-111.

[5]馬行空, 付紹靜, 趙文濤, 等. 翻轉課堂教學在網絡安全程序設計課程中的應用[J]. 計算機教育, 2016 (5): 68-71.

[6]Kennedy D, Hyland A, Ryan N. Writing and using learning outcomes: A practical guide[EB/OL]. [2017-01-16]. http://www.tcd.ie/teaching-learning/academic-development/assets/pdf/Kennedy_Writing_and_Using_Learning_Outcomes.pdf.