翻轉課堂教學實踐
——以“工程測量”課程為例

2018-12-18 03:19:14林龍鑌

福建建筑 2018年11期

林龍鑌

(廈門大學嘉庚學院土木工程系福建漳州 363105)

0 引言

信息技術的發展使得信息的類型、體量和傳遞的速度發生了巨大變化，深遠地影響著人類的生活方式。教學活動作為人類重要的社會生活方式之一，亦受到了數字化信息技術的影響和沖擊。近年來，基于信息化技術的教學手段和方式在教學改革中呼風喚雨，微課、翻轉課堂、慕課等教學手段掀起了一股教學改革的浪潮。借助互聯網的技術，新的教學模式和手段的結合成為教學改革的熱點。至翻轉課堂的教學模式提出后，已經在美國的教育實踐中取得了許多成功的案例，同時也成為國內同仁積極探索和嘗試的重點[1]，相關的教學成果的報道較多；但是，該教學模式在工程測量課程的教學改革研究領域中的相關文獻卻很少。

“工程測量”作為一門實踐性強且內容抽象的專業基礎課程，教學一般由理論教學、測量試驗和測量實習3部分組成。調研發現，國內的同仁在教學改革中使用了形式多樣的教學方法，取得了一定的成效，如探討啟發式教學方法、研討型課程教學方法、項目式教學法、虛擬仿真實訓等。但是，在長期的課程教學的實踐中，筆者發現仍然存在一些問題：①智能手機的普及，對傳統課堂的教學產生了較大干擾；②學時的壓縮，對教學任務的完成提出了嚴峻考驗；③教材內容的滯后，使得學生在工程實踐中產生了一定困惑。

本文提出基于微課的翻轉課堂教學模式，并結合信息化技術的教學手段，將其應用于非測繪專業的“工程測量”課程教學改革中，較好地解決了課程教學中存在的問題。研究成果為該課程的教學改革開辟了新的路徑。

1 翻轉課堂的發展歷史

翻轉概念的提出。1996年秋，美國邁阿密大學的莫里·拉吉(Maureen Lage)和格蘭·波蘭特(Glenn Plat)教授首次提出了“翻轉課堂”的思想[2]。課程教學被分為兩個部分：(1)課前教學，教授利用網站提供教學錄像和課件等電子資源，要求學生自主預習；(2)課堂教學，由解答問題、開展經濟學實驗、重溫重難點知識3階段組成。翻轉教學初步成型，教學方法有別于傳統教學。

互聯網技術的發展促進了翻轉課堂在美國的廣泛應用[2]。2000年4月，韋斯利·貝克提出與“翻轉課堂”不謀而合的理念。之后，威斯康星大學、賓州州立大學和加州州立大學也相繼使用了翻轉課堂的教學模式。同期，翻轉課堂在美國中小學的教育領域中得到了更為廣泛的推廣。事實印證，翻轉課堂的教學模式具有廣泛的應用前景和潛在價值。

圖1 基于微課的翻轉課堂教學模式

翻轉課堂引入中國教育領域。《2013年地平線報告(基礎教育版)》認為，在未來的五年內翻轉課堂必有一番作為，在網絡時代的背景下教師必然會改變傳統的教學模式。至今有十多個省市三十多所學校開展了翻轉課堂教學的實踐活動，并形成了適合我國中小學教學的獨特做法[1]。眾多高校也積極地采用翻轉課堂教學模式進行教學改革[3]。翻轉課堂的教學模式在中國正被積極地嘗試。

近年來，翻轉課堂與其它教學方法結合是其發展的新趨勢。學者們將興起的微課、慕課等新方法與翻轉課堂進行了有機地結合[3-5]。張妤將20世紀90年代出現的CDIO(Conceive Design Implement Operate)教育理念與翻轉課堂進行了結合[6]。肖谷清提出微信群與翻轉課堂結合的教學模式[7]。各方法優勢互補、相得益彰，新增了翻轉課堂的活力，提升了教學效果。

結合翻轉課堂的發展歷史及特點，提出了適用于非測繪專業“工程測量”課程的翻轉課堂教學模式，并應用于教學實踐。

2 基于微課的翻轉課堂教學模式設計

翻轉課堂的教學實踐，借助信息技術的支持，融合其它教學方法，順應了現代教育發展的潮流。對于特定的課程教學，翻轉課堂是否較傳統的教學方法具有優勢，還需驗證。

在教學改革實踐中發現翻轉課堂要發揮其優勢，需要謹慎地處理好以下幾個問題：學生是否認同該教學模式、學生的課業負擔是否加重、教師是否愿意承擔課程再設計所增加的額外負擔、教學中的網絡資源及平臺是否支持、課程再設計是否合理等問題。而課程的成功再設計，則是保障翻轉課堂教學效果最重要的決定因素，它涉及了如何幫助學生更好地完成預習工作，學習平臺的建設和課堂活動的設計等環節。

結合教學實際，提出了基于微課的翻轉課堂教學模式，如圖1所示。課堂再設計除符合翻轉課堂的一般特征，即教學分為課前預習、課堂翻轉兩部分外，還具備以下基本特征：使用了網絡平臺；采用了微課手段；以章節編排知識點，即保持知識結構的整體性，又滿足碎片化學習的需求；智能手機成為課程教學的利器；預習干預提高了預習效果。

教學中，學生和教師的任務分工明確。學生的主要任務是完成課前預習[8]，在整個課程教學中起主體作用。教師的作用是輔助學生完成課前預習工作，課堂中引導學生參與探討，在教學中起客體的作用。教師提供課程資源，采取預習干預保障預習效果，設計翻轉課堂的教學內容，組織翻轉課堂的實施，課后及時評價教學目標的完成情況，進一步完善教學模式。

3 基于微課的翻轉課堂的實踐

明確課程教學的目標和翻轉課堂的首要工作后，著手實施教學活動。工程測量課程教學的目標是提升學生的綜合實踐技能，滿足工程施工中的各類測量作業的技能需求。督促學生高質量地完成預習工作是翻轉課堂有效實施的基本前提。

(1)軟件平臺的選擇

教學中，選用“超星學習通”為軟件平臺，有效地支持了翻轉課堂的實施。該軟件是一款基于神經系統原理打造的知識傳播與管理分享的平臺，易于操作，特別適用于翻轉課堂、混合式教學、普通傳統課堂。為滿足學生和教師在教學活動中的不同任務需求，軟件分為教師端和學生端。教師端，以課程門戶為對象，課程班級為管理單元，功能結構如圖2所示。在學生端，學生加入某課程班級，即可利用智能手機隨時隨地自主學習。

圖2 超星學習通教師端功能結構圖

(2)課程資源編制

該部分內容十分重要，將影響學生預習的主動性及預習效果。在課程資源的編寫中，應用了文字、圖像和視頻等多種媒體信息，以多圖表少文字，輔于微視頻的原則進行編寫。內容以知識點為基本單元，以章節為紐帶，便于學生學習和建立完整的知識結構體系，最終應用于工程實踐中。對章節的知識進行了碎片化處理，轉為若干個相關的單元知識點。各知識點有明確的學習目標，內容少，且集中于探討和思考一個問題。結合知識點的難易程度，分別選用不同的媒體信息進行介紹。在知識點后，留有對應的測試題(客觀題)或思考題，便于學生自我檢測預習效果和確定思考方向。

以第二章 “水準測量的儀器與工具”為例，簡述課程資源的編制方法。內容組織如下：6個知識點，如水準儀功能、操作步驟、左手大拇指原則等；4個任務，觀看如水準儀的介紹、儀器操作等視頻；5道思考題，如視準軸水平的判斷依據？微傾式水準儀和自動安平水準儀的區別？2個學習目標，認識水準儀，微傾式和自動安平水準儀的區別，掌握水準儀的基本操作。內容編輯僅用了317個漢字，共采用了8幅圖，4個微課視頻，較好地遵循了多圖表少文字、輔于視頻的原則，有助于學生利用智能手機自主預習。

(3)預習干預

因為預習難免增加學生的負擔，所以習慣于傳統課堂教學的學生，在心理上抵觸預習工作，加之自身惰性的影響，難于自覺地完成預習工作。依靠師生間充分溝通，使其理解和支持翻轉課堂教學是緩解抵觸心理的一個措施，但是效果有限。教學實踐中發現，預習工作的落實還需一定的外部干預，教師對學生進行預習干預是較為有效的措施之一。主要干預措施有：強制要求學生完成課程資源中微視頻的觀看、知識點后的測試題和思考題；在“課程門戶”-“統計”-“督導督學”模塊中，教師可查詢未完成任務，或答題分值低于設置分值的學生名單，并針對性地督促其學習；提供線上和線下多種途徑，及時解決學生的問題，有效開展預習工作，如面對面答疑、微信互動、在軟件平臺發起話題討論等。

教學中，課程資源同時對6個課程班級開放，其中2個為翻轉課堂教學試點班級，實施了預習干預，其他班級為傳統教學，鼓勵課前預習。數據顯示，課程結束試點班級的訪問量平均為2200人次，每人平均訪問量約88次，而傳統教學班級的平均訪問量僅為135人次，以加入課程班級的總人數計算平均每人訪問不及3次。

(4)翻轉課堂實施

依據翻轉課堂與傳統課堂的本質區別，筆者將翻轉課堂劃分為以下幾個部分：針對預習中反饋問題的情況，進行集中講解和個性化的指導；簡要地將該章節的主要知識點進行串講，幫助學生進一步鞏固知識；對預習工作中預留的思考題進行探討；引導學生思考和探討工程應用場景中的測量問題。各部分在課堂中的時間占比，探討問題的深入度則需結合學生的預習情況，該節知識點的難易等情況進行綜合確定。

課前評價學生的預習情況，調整翻轉課堂的教學計劃和內容。借助軟件平臺的大數據分析功能，教師可獲得有關學生課前預習的基本信息，如班級學情統計、訪問量等情況，個體的在線學習時長、答題信息、感興趣的教學內容及形式等。結合大數據分析的結果和學生反饋的問題，對學生預習的情況進行綜合評價。根據評價結果，適當調整教學進度、教學內容、教學形式，達到提升教學效果的目的。

翻轉課堂的實施是知識內化的重要過程，此環節可確認學生的認可度及翻轉課堂的教學效果。學生是翻轉課堂的中心，他們在此分享預習的成果，碰撞思想的火花，發現自身的價值，獲得學習的滿足感。教師作為引導者，引導學生在課堂有效地溝通交流、充分地表達學習的心得和收獲，積極思考工程應用的需求，從而達到課程教學的目標。

以第二章“水準測量”為例，簡述翻轉課堂的實施。課堂的教學開展，除集中講解預習中的知識難點，知識點的串講回顧外，更大的時間占比是探討工程應用問題。如工程中哪些場景需要水準測量、如何實施、如水準測量精度不夠或出現粗差，對工程的影響等問題。通過探討，內化知識，提升實踐技能。教學形式的差異，決定了在傳統教學中，學生更注重知識點的當下學習，而翻轉課堂教學中，學生更注重知識點在工程中的應用。

(5)獲得的經驗及存在的不足

①翻轉課堂教學中的成功經驗。智能手機成為促進碎片化學習的利器，而不是影響學習的絆腳石；教師利用平臺的大數據分析功能，可及時掌握學生的學習情況，合理制定翻轉課堂的教學內容；預習干預的措施，及時地解決學生預習中的困惑，促使學生按要求及時完成預習工作；多種媒體信息的綜合應用，加之智能手機的強大功能，有效地提高了學生的學習效率；在資源庫的編制及翻轉課堂的組織中，注重引導學生對應用場景的思考，利于鞏固和內化知識，提升了學生解決工程問題的實踐技能；以上方法及措施，多維度地保障了翻轉課堂的教學效果。

②教學改革實踐中的不足。個別知識點難度大且較抽象，學生自主學習困難大、預習效果差，影響了翻轉課堂的教學效果，是否適用翻轉課堂的教學模式，須考慮內容的特點；習慣于傳統教學模式的學生，思維惰性強，對預習工作存在抵觸心理，此類問題需教師慎重對待和妥善處理，強制推行翻轉教學，效果恐適得其反；如何踐行翻轉課堂“因材施教”的教育理念，讓學生在學習中獲得滿足感和收益，還需不斷探索；教師在翻轉課堂教學中的額外付出需尋求學校的認可和支持，它是推進翻轉課堂教學改革的動力源泉。

4 結語

針對非測繪專業工程測量課程在教學中存在的問題，提出了基于微課的翻轉課堂教學模式，它融合了互聯網技術、多媒體信息技術、微課方式和應用軟件平臺等技術與手段，豐富了課程教學方法，為課程的教學改革開辟了新路徑，并取得了一定的研究成果。

(1)設計了基于微課的翻轉課堂的教學模式，總結了翻轉課堂的實施步驟、工作要點、注意事項，實踐中取得的成果和不足。

(2)提供豐富的課程資源幫助學生預習，干預學生的預習工作保證預習效果，根據內容難易程度和預習情況制定翻轉課堂實施方案，是提高教學效果的有效措施。