聚焦能力培養(yǎng)的工科院校翻轉(zhuǎn)課堂教學探索

王廣政 徐代忠

[摘 要]工科院校教學由知識傳授型向能力培養(yǎng)型模式的轉(zhuǎn)變，是我國工程建設崗位對新型工程技術(shù)人才素質(zhì)的現(xiàn)實需求。在理清工科院校能力培養(yǎng)目標和翻轉(zhuǎn)課堂教學優(yōu)勢的基礎上，通過教學內(nèi)容、教學模式、教學環(huán)節(jié)等針對性設計，在工科院校專業(yè)課程中進行了基于能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐，并通過教學反思揭示了其本質(zhì)規(guī)律，滿足了工科院校課程教學能力培養(yǎng)的核心訴求，為工程崗位實踐應用與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)起到了積極的借鑒作用。

[關鍵詞]工科院校；SPOC平臺；翻轉(zhuǎn)課堂

[中圖分類號] G642.421 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）07-0093-03

隨著我國工程建設崗位對新型工程技術(shù)人才能力素質(zhì)需求的不斷提高，工科院校專業(yè)教學理念也逐漸由知識傳授型向能力培養(yǎng)型轉(zhuǎn)變。這使得傳統(tǒng)的知識傳授型教學模式已難適應新型工程崗位對人才科學思維、工程運用與實踐創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)需求，所以必須要更新理念，開展以工程崗位能力培養(yǎng)為目標的教學設計和教學實踐。翻轉(zhuǎn)課堂教學通過任務驅(qū)動、自主學習、課堂討論、問題探究、實踐運用等環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)知識的逐級內(nèi)化吸收和工程運用、實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。SPOC、MOOC等在線教學平臺的逐漸普及，為以實踐運用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的新型翻轉(zhuǎn)課堂式教學提供了平臺，并在我國工科院校專業(yè)課程教學中得到廣泛的應用[1]。

一、圍繞崗位能力素質(zhì)，理清翻轉(zhuǎn)課堂教學改革緣由

傳統(tǒng)的“知識灌輸型”教學模式，是對工科專業(yè)課程知識體系的認知過程，其局限于“坐中教、坐中學”的知識灌輸。這種教學模式不能針對工科課程特點體現(xiàn)工程從現(xiàn)象到本質(zhì)、從外向內(nèi)的認知過程，與學生對工程學科的認知規(guī)律不相適應，不能較好地錘煉學生的工程實踐運用能力和創(chuàng)新思維能力。同時，這種被動的“知識灌輸”式的教學模式，不能激發(fā)學生主動探究工程技術(shù)的興趣和潛質(zhì)，學生實踐運用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也就會成為一紙空談。因此，必須聚焦未來工程建設崗位對新型工程技術(shù)人才的需求，以實踐運用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為根本目標，深入開展教法學法改革。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在能力培養(yǎng)方面具有強大的優(yōu)勢。翻轉(zhuǎn)課堂（The Flipped Class-room）是將傳統(tǒng)的“教師課堂講授知識+課后學生完成作業(yè)”的教學模式進行翻轉(zhuǎn)，形成由學生自主學習新知識，課上通過提問、討論、實踐等互動活動實現(xiàn)知識內(nèi)化吸收的教學模式。教師的功能由單純的知識講授變?yōu)檩o導、協(xié)作和對學生進行個性化指導。這種教學模式從根本上改變了傳統(tǒng)課堂教學的流程，并通過任務驅(qū)動、自主學習、問題探究、實踐運用等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了學生對知識的逐級內(nèi)化吸收[2]。

SPOC教學平臺的構(gòu)建為翻轉(zhuǎn)課堂教學提供了便利。翻轉(zhuǎn)課堂教學成效如何，取決于學生自主學習環(huán)節(jié)的效果。這就需要給學生提供完善而高效的網(wǎng)絡資源平臺作為支撐，供學生進行針對性學習。SPOC（Small Private Online Course）在線教學平臺就是一種適用于高校課程教學的小規(guī)模在線學習的典型網(wǎng)絡教學平臺。通過SPOC平臺，教師可以構(gòu)建各類課程的網(wǎng)絡在線資源，包括體現(xiàn)教學內(nèi)容和知識點的視頻、動畫、課件、教案、微課等信息化教學資源，使學生實現(xiàn)自主性、差異化學習和評估。作為師生交流的公共平臺，SPOC教學平臺還可以實現(xiàn)在線互動、答疑交流、在線實訓和拓展提高[3]；并將學生網(wǎng)上學習、交流、在線測試等過程性表現(xiàn)以成績的形式自動記錄和統(tǒng)計，實現(xiàn)課程的過程性考核。SPOC在線教學平臺已成為激發(fā)學生學習興趣、提高教學效果的標尺和催化劑，它使學生樂于學、樂于思、樂于考。

二、聚焦能力培養(yǎng)目標，優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂教學設計

遵循工科認知規(guī)律，優(yōu)化教學內(nèi)容設計。教學內(nèi)容的優(yōu)化改革是教學改革的龍頭，也是實現(xiàn)能力培養(yǎng)目標的重要手段。工科類課程的教學改革，應緊貼工程實際需求和學生對實際工程的認知規(guī)律，進行針對性優(yōu)化整合，從現(xiàn)象到本質(zhì)、由表及里地進行教學內(nèi)容設計。內(nèi)容具體到課程教學的每一個知識模塊、每堂課甚至每個知識點，從整體至局部、從大到小的優(yōu)化整合教學內(nèi)容。在我校開設的軍用道路翻轉(zhuǎn)課堂教學內(nèi)容設計中，針對軍用道路常識教學模塊，按道路常識介紹、軍用道路認知、道路發(fā)展演變、社會地位等序列安排教學內(nèi)容，實現(xiàn)學生對道路常識從現(xiàn)象到本質(zhì)再到深化的學習過程；針對道路線形勘測設計知識模塊，通過典型道路事故案例、道路安全影響因素、線形設計控制指標、線形設計方法、工程實例等序列安排教學內(nèi)容，實現(xiàn)學生對道路線形模塊從現(xiàn)象到本質(zhì)、從理論至實踐的認知過程；針對道路路基路面知識模塊，則以實際道路施工、維護的工程案例入手，安排路基穩(wěn)定性分析、道路防護和排水、路面設計等教學內(nèi)容，并將路基路面工程試驗納入內(nèi)容體系，與教學內(nèi)容融為一體，使抽象的內(nèi)容具體化、復雜的理論簡單化。這種優(yōu)化設計，符合學生對道路工程的認知規(guī)律，在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，也有利于實現(xiàn)學生工程應用能力、科學思維和實踐創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。

實踐創(chuàng)新需求牽引，優(yōu)化教學模式設計。對于高校工科專業(yè)課程來說，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的基本思路是：以實際工程實踐運用和創(chuàng)新能力需求為牽引，依托構(gòu)建的課程SOPC平臺和在線資源，引導學生自主構(gòu)建知識體系；在在線學習的基礎上，針對重難點問題開展課堂討論探究、工程應用和創(chuàng)新實踐。通過這種“知識體系自主建、重點難點課上究”的翻轉(zhuǎn)式教學過程，既實現(xiàn)了學生知識多次內(nèi)化吸收，又培養(yǎng)了學生的綜合運用能力、科學思維和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了以學生為中心的能力培養(yǎng)目標。

線上線下深度融合，優(yōu)化教學環(huán)節(jié)設計。基于SPOC在線教學平臺的工科專業(yè)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學，一般包括兩大環(huán)節(jié)，一是課堂教學準備。教師在學情和課程分析的基礎上，結(jié)合學生認知規(guī)律，在線發(fā)布相關工程建設需求或任務的教學公告，并針對任務需求進行在線教學資源的組織，供學生學習使用。二是課堂教學實施，包括課前在線學習、課上討論探究、課后反思提高等過程。課前在線自學是指學生根據(jù)任務需求構(gòu)建學習計劃，利用教師提供的在線資源主動在線自學，并利用SPOC進行在線互動提問和答疑。課上討論探究是指教師聚焦在線學習的問題，組織課堂交流探究與實踐，實現(xiàn)學生知識的內(nèi)化吸收，解決學生的疑難問題和教學的重難點問題。課后反思提高是課后的知識鞏固、核心問題的回味反思與升華、工程應用的拓展等過程，以實現(xiàn)知識的再次內(nèi)化吸收，達到提高能力的目的。

三、緊貼工程崗位需求，深化翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐

高校翻轉(zhuǎn)課堂教學改革，應緊貼工程崗位需求，針對工科專業(yè)課程特點，牢牢把握翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的共性規(guī)律和核心問題，依托構(gòu)建的SPOC在線教學平臺，開展以學為主體的“課前在線學習、課上討論探究、課后反思提高”立體化教學實踐，以滿足工程需求的人才能力培養(yǎng)目標。

緊貼崗位需求，做好課前準備。未來高校工科專業(yè)的人才培養(yǎng)，要緊貼工程崗位需求來培養(yǎng)學生的能力素質(zhì)，而做好課前準備是達成這一目標的前提和基礎。一是要做好實際工程案例或工程任務編寫、收集和發(fā)布工作。實際工程案例或工程任務要具有針對性和典型性，對學生具有感染力、震撼力和說服力。如在橋梁專業(yè)課程教學中，發(fā)布“長江中下游的瞭望哨——南京長江大橋”、“魁北克大橋的垮塌”等工程案例和任務，以作為學生進行知識構(gòu)建的激發(fā)器。二是要做好導學計劃的制訂與推送。導學計劃要翔實、具體，有針對性，能夠?qū)W生的思維引導到知識點認識和知識體系構(gòu)建的路子上來。三是要及時推送教學資源。教學資源是學生在線學習的重要載體，也是翻轉(zhuǎn)課堂教學成功與否的關鍵要素。教學資源要既要全面又要精煉，要具有針對性和趣味性。如制作的經(jīng)典的微課視頻、動畫等，既要牢牢抓住學生的心理和興趣，又要防止出現(xiàn)“雜、亂、繁”現(xiàn)象而影響學生的在線學習效率。

依托在線平臺，開展在線自主學習。學生依托實際工程案例以工程建設任務為牽引，利用在線資源進行在線自學和自測，自主完成知識體系的構(gòu)建，實現(xiàn)個性化、差異化學習；同時聚焦學習問題，準備課堂討論，以奠定課堂交流學習的基礎。在教學中，可以通過針有對性的課件和微課、逼真的動畫、清晰的視頻、功能強大的模擬軟件等教學資源來提高學生的興趣；可以通過SPOC平臺實現(xiàn)全過程學習評價，以激發(fā)學生的學習動力。值得強調(diào)的是，在線學習是基于問題的學生探究式自主學習，需要學生在課前課后花大量的時間完成在線學習、分析思考與自主構(gòu)建知識體系，教學管理者應在學生學習時間的安排上予以支持[4]。

圍繞能力培養(yǎng)，開展課堂討論探究。針對不同的教學內(nèi)容特點，應緊緊圍繞能力培養(yǎng)，采用問題驅(qū)動式、啟發(fā)式、案例研討式、情景式、實訓式等教學方法，實施課堂面授探究學習。教師應根據(jù)自主學習情況，在課堂面授階段結(jié)合工程案例或?qū)嶋H工程任務，通過小組交流等形式匯總和聚焦問題，并針對重難點問題開展小組討論、互動和協(xié)作、課堂實訓等學習。比如，在道路專業(yè)課程教學中，對道路基本理論教學部分，可以結(jié)合課前發(fā)布的工程案例，采用現(xiàn)地情景式教學法，邊參觀邊學習，讓學生利用所學對道路進行現(xiàn)場認知，解決學生在自學中存在的問題。同時通過匯報或質(zhì)疑，引導學生面對面的交流討論，教師掌控導向與進度，讓學生圍繞教學的重難點自主完成提出問題、分析問題、解決問題等環(huán)節(jié)的學習，著力提高其問題探索能力；對道路選線勘測、設計等專業(yè)技能教學部分，可以采用任務驅(qū)動式教學法，結(jié)合工程任務，通過構(gòu)建的電子沙盤、教學模型、模擬訓練系統(tǒng)、教學軟件等課堂信息化教學手段，組織學生深入探究道路設計涉及的控制要素、技術(shù)指標和方法步驟，引導學生討論交流存在的問題，有效解決課堂教學的重難點問題，并通過課堂練習、測試、競賽、實驗等形式，著力提高學生的科學思維與創(chuàng)新實踐能力。

瞄準創(chuàng)新工程實踐，開展課后拓展提高。課后，學生一是通過課后針對性練習、教學反思等形式進行知識鞏固，檢驗學習效果；二是結(jié)合教師課后發(fā)布的與工科專業(yè)課程相關的知識前沿動態(tài)、典型工程案例、熱點工程問題等，進行在線交流討論，教師在線答疑，從而實現(xiàn)知識和能力的拓展提高。

四、反思翻轉(zhuǎn)課堂本質(zhì)規(guī)律，催化課堂教學成效

一是符合了工科院校專業(yè)課程特點和學生認知規(guī)律。翻轉(zhuǎn)課堂教學是在針對工程類課程特點構(gòu)建資源的基礎上，以實際工程建設需求為牽引引導學生自我構(gòu)建知識體系的，其符合工科院校專業(yè)課程的特點。學生課前在線自主自學，課上交流討論、應用分析、實踐創(chuàng)新以及全方位過程性評價，這符合學生對知識從現(xiàn)象到本質(zhì)、從外向內(nèi)的認知規(guī)律。這種過程能有效引導學生熱愛專業(yè)學習、學會解決工程需求，讓學生在學習過程中掌握核心知識，培養(yǎng)學生的工程意識和科學思維能力，讓學生不斷修正學習方法，實現(xiàn)知識能力素質(zhì)的全面發(fā)展。

二是滿足了工程類專業(yè)人才崗位能力培養(yǎng)的目的。在工科專業(yè)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學中，針對實際工程案例或工程建設需求，借助大量在線資源，圍繞工程實際自主構(gòu)建知識體系，既能較好地避免傳統(tǒng)課堂“一刀切、齊步走”的情形，讓學生可以根據(jù)自身學習習慣、學習能力和興趣自定步調(diào)開展個性化學習，又能有效激發(fā)學生專業(yè)課程學習的感情，培養(yǎng)學生的工程意識。通過翻轉(zhuǎn)課堂面授教學和在線教學的優(yōu)勢互補，學生的主體地位得到突出，在線學習和課堂討論探究積極、主動，這不僅有利于培養(yǎng)學生的知識技能、探究思維與創(chuàng)新能力，對學生實際工程意識、健康情感與價值觀的培養(yǎng)也具有重要的促進作用。

三是有利于學生工程應用和實踐創(chuàng)新能力的形成。基于能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，是針對工程現(xiàn)實需求而開展的“學為主體、教為主導“的自主式學習，學生利用翔實、有針對性的在線資源進行自主構(gòu)建知識體系；而教師則將較多的時間用于了解學生在線學習的情況，與學生在線交流與答疑解惑，課堂面對面的互動討論，以及對整個教學環(huán)節(jié)的調(diào)控和對客觀學習的評價。這對于深化師生關系、強化學生的協(xié)作意識有一定的積極作用。這將有效解決在線自學效果不理想、課堂交流不深入、流于形式的弊端，大幅度提高學生學習的深度和課程成績。據(jù)我校開展翻轉(zhuǎn)課堂教學的部分課程資料統(tǒng)計，學生對工程問題的在線提問、論壇交流數(shù)量、問題的深度廣度劇增，學生的各項能力和課程成績較以往講授式教學模式也有較大幅度的提升[5]，完成實際工程設計項目的數(shù)量和質(zhì)量效率較以往大大提高。

近幾年的教學實踐表明，在工科院校專業(yè)課程教學中開展基于能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，符合學生對工科課程的認知規(guī)律，能促進課程知識的內(nèi)化吸收，能針對課程學習過程中的重難點問題強化工程應用與實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理念。當然，這種基于能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的成功開展，離不開聚焦能力培養(yǎng)的教學設計，離不開緊貼工程需求的實踐與創(chuàng)新，也離不開靈活、深入的翻轉(zhuǎn)課堂成效反思。同時，工科院校基于能力培養(yǎng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學，需要參與教學的各方全方位共同努力，緊緊圍繞能力培養(yǎng)這一根本目標，從頂層設計上合理設置課程，從時間上合理安排學生學習時間，從條件建設上全方位進行課程建設，從教學設計上精心策劃教學過程，并全方位地組織實施，這樣才能有效克服各種制約因素[6]，充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的強大優(yōu)勢。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳子超，蔣家傅. 高校翻轉(zhuǎn)課堂教學模式探索與實踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（12）：112-117.

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

[3] 白鳳翔，郭曉英，林蕓，等. SPOC教學模式在高校課程教學中的應用[J]. 云南大學學報（自然科學版），2014（S2）：146-149.

[4] 陳倩，李嬌嬌，湯才梅.翻轉(zhuǎn)課堂在教學中遇到的問題及解決策略研究[J].軟件導報，2015（1）：176-179.

[5] 高磊，江克斌，邵飛，等. 基于SPOC 平臺的鋼結(jié)構(gòu)課程教學改革[J].高等教育研究學報，2016（1）：101-105.

[6] 謝飛，寧苗，馬玉婷，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學法在高職院校實施的問題及對策[J].金華職業(yè)技術(shù)學院學報，2014（6）：17-19.

[責任編輯：陳 明]