翻轉課堂教學設計的理論依據及實踐分析
——以《高等數學》課堂教學為例

沈冬梅 南昌工學院基礎教學部 江西南昌 330108

一、引言

高等數學是一門應用性較廣的課程,對學生的思維方式影響較大,然而,由于各種原因導致學生學習效果不盡人意,教學質量不高.在互聯網的沖擊下,翻轉課堂教學模式的熱潮只增不減,越來越多的研究者和教師們對其產生了濃厚的興趣,各高校也逐漸采用翻轉課堂模式進行教學,其教學效果也有顯著提高.但是,并不是所有的翻轉課堂教學模式都能如愿的讓學生對知識獲得更深層次的理解,其關鍵原因就在于如何設計翻轉課堂.

二、翻轉課堂教學設計的相關理論

在設計翻轉課堂教學模式時,要保持清醒的頭腦,要清楚的知道翻轉課堂的教學設計涉及哪些原理,這樣才能設計出一節優秀的課堂.

根據高等教育研究,翻轉課堂主要涉及到三種理論:自主尋回學習原理,信息加工學習理論,自組織學習理論,下面對這三種理論進行簡單的介紹.

1.自主尋回學習原理

人們花費很大的精力去學習某個知識時,學習的效果與花費的精力成正比,并且相應記憶也會更持久.當人需要冥思苦想的回憶所掌握的知識和信息時,不是利用短期記憶直接獲得知識而是憑借長久記憶重新整理知識,這兩者之間是完全不同的.翻轉課堂教學模式,通過課前學生的自主學習,可以能有意識的讓大腦記住或者忘記一些東西,這往往使學生在學習上得到更多的知識.因為只有這樣,人才有主動加固和重新組織大腦中知識的可能和機會,而不是一味的依賴短期記憶,這就是為什么"填鴨"式學習模式在花費了那么多時間,收獲了那么多信息之后,卻對長期記憶可能沒有任何幫助的原因.或許很多人認為"填鴨"式學習模式效率也行,畢竟"填鴨"式學習模式也可以讓學生的成績在短期內有較大的提高,但實際情況并非如此,特別是隨著社會經濟的迅猛發展,社會更需要舉一反三、靈活多變、創造力強的人才,而"填鴨"式學習模式是很難培養出這樣的人才的.翻轉課堂教學模式可以有效改善這個"填鴨"式學習模式,他通過課前自主學習,對所學知識進行反復的長期的記憶重構,從而獲取所學的知識,可以有效的將新知識學的通透,教學效果更好.

2.信息加工學習理論

這個理論認為學習是一個有始有終的過程,這一過程可分為若干階段,每階段需進行不同的信息加工,在各個信息加工階段發生的事件,稱為學習事件.學習事件是學生進行內部加工的過程,它形成了學習信息加工理論的基本結構,與之相應教學過程既依據學生的內部加工過程,又影響這一過程,因而,教學階段與學習階段是完全對應的.譬如,在導數的概念的教學內容中,學生主要掌握四個知識點,每個知識點又有若干個小知識點需要掌握.以第一個知識點導數的概念為例,學生通過自主尋回學習原理可以回憶起初等數學知識中的切線的斜率這一基本知識,再利用極限的思想體會割線的斜率時得到切線的斜率,再此基礎上,教師稍加點撥,學生很容易理解導數的概念.在導數的概念這個知識點上,學生需要將已學的知識進行加工,加上教學階段教師的引導,新知識就唾手可得了.翻轉課堂教學模式在課前先通過查閱資料、微視頻學習,充分利用信息加工學習理論,讓學生對新知識胸有成竹,其學習效果就不言而喻了.

3.自組織學習理論

翻轉課堂教學得以有效的實施的前提是學生可以僅僅依靠計算機網絡而不依賴教師的灌輸,通過自我教育和互助教育學習任何東西,這個理論假設就是自組織學習理論.在教學設計過程中,要明確學生借助計算機網絡和多媒體技術的支持,可以教會自己和同伴任何知識和技能,機器和技術不僅能替代老師的部分作用,而且在某些方面會比老師做得更好,學習的最大樂趣和動力是可以教會其他人學習.這種自組織學習不僅可以讓學生獲得所需的知識還能培養學生的互幫互助意識和團結合作精神.

三、翻轉課堂教學設計實踐

1.翻轉課堂教學設計流程

課前,教師要充分準備相關的教學資源,比如教學微視頻、電子課件,電子教案,參考書籍等讓學生充分預習,并總結疑難.課中,課堂學習流程總結為:合作探究 個性化指導 鞏固練習 反饋評價.課后,學生均要對所學知識認真進行反思和總結,教師要對教學流程進行總結反思和改進.

2.開展翻轉課堂教學實踐

以《導數的概念》這一節教學內容為例,對翻轉課堂進行教學設計,具體如下:

學科 高等數學 教學內容 導數的概念該內容總學時 2學時 翻轉課時 第一課時一、學習內容分析本節教學內容是高等數學課程必須學習的一個知識點,是該課程中三大核心內容(極限、導數、積分)之一.導數的思想最初是由法國數學家費馬為研究極值問題而引入的,但與導數概念直接相關的是以下兩個問題:一直運動規律求速度和已知曲線求它的切線.這是由英國數學家牛頓和德國數學家萊布尼茲分別在研究力學和幾何學過程中建立起來的.由于這是新章節的第一節知識,需要學生做好預習準備,先對問題的提出有初步的了解.要求學生預習切線的斜率問題和瞬時速度問題.

二、學習目標分析1.理解導數的概念;2.基本初等函數導數;3.導數的幾何意義;4.可導與連續的關系.三、學習者特征分析1.學生懂得簡單的信息知識;2.具有初步的對具體的信息獲取、處理、加工、表達、評價等的能力;3.具有初步小組討論交流能力和合作意識;4.學生自己的手機,學校無線網絡全覆蓋,可以觀看視頻、查閱文件;5.學生比較熟悉基本求導公式和計算.四、課前任務設計要求學生通過學習導數的概念的引入的微視頻和查閱PPT課件進行預習.主要包括:1.切線斜率問題;2.如何利用切線的斜率定義導數,導數和極限的聯系;3.導函數的概念;4.導數的幾何意義;5.可導和連續的關系.五、課中任務設計1.按照課前任務要求,分小組給出如何利用切線的斜率定義導數的答案(15分鐘);2.分組討論并引導學生根據極限的定義、定理學習導數的相關定義、定理(20分鐘);3.引導學生由某一點可導推廣到區間可導(10分鐘).六、教學設計反思我的課堂設計主要是把課前準備與課上任務結合起來,考查學生的自主學習能力,檢驗學生的學習成果.通過提問、分組討論環節進一步加強學生對知識點的理解和應用能力,同時,通過自主學習和分組討論,培養了學生利用互聯網獲取有效信息的能力和表達能力,也向學生傳達了如何有效的利用互聯網學習.

四、翻轉課堂教學設計實踐分析

為不斷有效地提高翻轉課堂在高等數學課堂中的教學效果,聆聽學生的心聲,看到不足,對2016級學生進行問卷調查,調查共發放調查問卷60張,實際收回問卷60張,有效問卷占總數的100%,調查結果分析如下:

教學方式:與傳統課堂教學相比,48人認為翻轉課堂有利于知識掌握的更加長久,42人認為翻轉課堂能夠學到更多東西,48人認為翻轉課堂能夠更有針對性地解決問題.與傳統課堂教學相比,22%人翻轉課堂學習效率非常高,能夠在理解的基礎上及時完成老師的任務,60%人翻轉課堂學習效率較高,能夠按時完成任務.這些數據反映一堂好的教學設計有利于學生學到更多知識,掌握知識更加長久,學習效果更加突出.

教學時間:一節課45分鐘,有8%的學生一直高度關注老師的一舉一動和講課內容,課堂上能認真聽課并作筆記,80%的學生多數時候很認真,偶爾會跑神,還有12%的學生經常會做一些與課堂無關的事情,選擇在課堂上聊天、睡覺和聽音樂.如果使用零碎的時間進行學習,10%學生認為學習過程控制在5分鐘以內,22%認為控制在5-10分鐘學生的,48%認為控制在10-20分鐘,20%認為控制在20分鐘以上,如果將課程內容分解成小知識點,分別做成微課程,82%學生愿意.這一現象應引起授課老師的重視,從這些數據可以看出學生注意力集中時間在20分鐘左右,要想保持學生注意力高度集中,在設計翻轉課堂時,授課教師在注意把控好知識點教學時間的同時,還應該力圖轉變授課方式,提高課堂的趣味性,增強學生自主學習能力.

調查反映出基于翻轉課堂的《高等數學》課程教學效果是值得肯定的.學生對于翻轉課堂教學模式表現了較高的熱情和興趣,期望在學習中獲得更多的知識,也樂于參與教學模式的不斷改進,并且提出了切合實際的意見.翻轉課堂教學設計應堅持以下幾個原則:整體性原則:在教學過程中,要注重教學組織和教學內容、教學方式與學習方式等方面和諧完整的形態;主體性原則:堅持以學生為主體;發展性原則:學生的全面發展為核心;過程性原則:淡化結論、注重知識發生發展過程的教學.這些都十分有利于老師教學方式和學生學習方式的改善,切實有效地提高學生的學習效率,最終促進學院的教學改革,提高《高等數學》課程整體的教學質量.

五、結束

翻轉課堂教學模式的產生和發展順應了網絡時代的教育潮流,是網絡時代優化的產物.在高等數學教學改革迫在眉睫的時刻推行翻轉課堂教學模式,對教學效果有顯著的促進作用.利用自主尋回學習原理,信息加工學習理論,自組織學習理論設計翻轉課堂,充分掌握學生學習特點,使得學生學習效果事半功倍.