翻轉課堂對話參與式育人模式在高校信息工程類實踐教學中的應用研究

王強，高婷婷，田崇瑞，姜斌，吳瓊

摘 要：翻轉課堂改變了傳統教學中的師生角色，學生在學習過程中不再是被動接受知識，而是根據自身情況主動學習。本文針對傳統單片機類課程教學中存在的問題，結合翻轉課堂、科技競賽、藍墨云班課、五星教學法、對話參與教學法各自優勢，對課前、課中和課后教學設計以及期末考核方式等環節進行了教學改革，并提出了一種適合于工科類課程的22432創新教學模式。實踐表明，教學模式改革激發了學生學習興趣和實踐動手能力，表現在學生能夠發揮潛能，不但掌握單片機核心技術，而且能夠設計簡易的科技作品，從而為后續課程的學習和就業奠定了良好基礎。

關鍵詞：翻轉課堂;單片機;教學改革;發揮潛能

一、引言

眾所周知，翻轉課堂以學生為中心，學生是主角，教師充當著“導演”的角色。通過翻轉課堂，教師不再是填鴨式教學，而是轉變為以問題為導向的引導，學生們能夠更好地發揮潛能，更深地掌握所學的知識。單片機課程一直以來是電子技術、自動化控制、通信等電類專業的骨干課程，具有很強的實用性和實踐性。從近年學生就業情況來看，信息技術類用人單位大都要求學生掌握單片機技術，因此單片機技術掌握好的學生受到社會各個用人單位的青睞。單片機的翻轉課堂的教學改革，能夠促進學生自主學習能力的提高，提升學習效率，為將來走上社會從事單片機相關的的設計、組裝、調試、售后、維護技術服務等工作打下堅實的基礎。研究翻轉課堂對話參與式教學模式關系到信息工程類學生的實踐能力、分析問題和解決問題的能力能否符合用人單位的標準，也關系到國家科學技術水平的提高。

二、單片機教學中存在的問題

1.教師以講授法教學為主，學生更多的是被動學習，上課聽不懂、跟不上、玩手機等現象存在。學生掌握知識是通過知識灌輸來實現的，不是學生積極主動接受的。授課過程學生的語言表達能力、知識運用能力、創新能力、團隊協作能力的培養體現的較為片面。

2.教師平時沒有深入實驗室，比如指導學生進行科技創新，開發作品、項目，導致自身實踐能力有限，上課時主要以理論為主，對學生實踐寬度、高度的指導和解答不夠。

3.教師上課偏重于知識體系的完整性，忽略了人的認知規律，多是以單片機的結構功能為主線，讓初學者難以理解，沒有充分聯系工程實踐。軟硬件結合不夠完善，使初學者感到內容龐雜，枯燥無味，無法形成單片機應用系統的完整概念，很容易喪失學習信心。

4.學生課后實踐環節較少，遺忘率高，作業相互抄襲，先理論后實驗的教學方式，實踐教學基本上是驗證性的幾次課內實驗，難以形成單片機應用系統的開發與設計的能力，因而不能達到項目經驗豐富的水平，更達不到培養學生綜合實踐能力的要求。

5.考核方式大多采用期末一卷式的形式，大多數學生考試基本是機械的背誦，過后就忘。忽視平時對知識的積累和能力的訓練，此種考核與評價方式，體現不出實踐教學的重要性，不能較全面地考查學生的實踐與應用能力。

通過上述現狀分析，現行教學模式嚴重影響了教學效果和教學質量，不能更好地體現教與學過程中學生的學習主體作用和教師的教學主導地位。翻轉課堂教學理念自 2011 年引入中國后，獲得了眾多教育者和一線教師實踐者的重視，它給傳統的教學模式提出新的轉機，也給高等教育的課堂教學模式變革帶來全新的視野。課題組在幾年來翻轉課堂教學實踐中摸索經驗，提出的翻轉課堂對話參與式教學模式主要目的是努力解決高校信息工程類課程在傳統教學過程中存在的問題和弊端。

三、翻轉課堂對話參與式教學模式的提出

（一）形成“以學生為中心”的教學模式

積極構建“五星教學法”，將聚焦問題、激活舊知、示證新知、應用新知、融會貫通五個過程與課程體系有機的結合，采用翻轉課堂對話參與式教學方式，以學生為主題，根據課程內容和學生特點，對教學方法進行綜合設計。改進現有的教學方法，充分挖掘現代科技手段開展多種形式教學，完善藍墨云班課等多媒體輔助教學系統，充分依托新型的Mooc+Spoc的教學手段為教學服務。充分發揮創新實驗室的作用，努力為學生自主學習搭建舞臺，鼓勵學生在實驗室進行創新活動，在教授學生理論知識的同時注重專業實踐能力的培養。

（二）對話參與式教學的核心

按照首都師范大學張老師對“對話參與式教學”的深入理解。他提出，課堂上師生雙方應有一種真誠傾聽的意識，處處體現著民主、平等和尊重。創設尊重、自由、無壓力的課堂氛圍，搭建主動積極介入和參與的交流平臺，弘揚追根溯源的“思”之精神，鼓勵學生大膽言說，保持開放寬容的心態，培養學生創新能力，做到真誠傾聽，鍛煉學生的思維方式，鼓勵和引導學生多角度思維。

（三）建立以檢驗能力為核心的考核體系

在期末考試和平時學習中形成以“是否掌握和運用技術能力”為標準的考核體系。如期末作品答辯任務留下來后，同組人員可以選擇同一題目，便于學習。不同分數段以及同一分數段實現的功能可以調整，保證基礎的類似，但是還要充滿個性化的發揮，如考前或考中提出發揮性的問題。平時分數改革如下：自學創新分+出勤及表現分。自學分包括;自學筆記、作業任務、課上及課下提出創新想法、有獨到見解，思維等老師講解基礎外的行為;出勤及表現分包括：出勤，上課參與程度等。在某方面表現特別突出的學生根據情況可頂替其它方面分，如：自己課下設計作品等。一般課前都會留任務，完成上課所講的任務及拓展任務，還有預習任務。可以事先指定學生做準備，充當老師的角色，課上讓學生準備講關鍵的內容和思路，邊講大家邊討論，其他同學提問加分，形成“以學生為中心”的反轉課堂參與對話式教學等。答辯考核主要考核學生的程序設計能力和創新能力。根據人才培養目標，優化實踐教學內容，減少驗證型實驗的學時，增加設計型和綜合型實驗的學時。實驗內容的設置要與本門學科的發展相適應，注重內容和知識更新，注重學生的實驗教學效果的考核和管理。課程設計是重要的實踐環節之一，課程設計應該從課程設計的題目選擇、組織形式、教學方法、測試和調試、報告的書寫、考核的方式方法可以采取作品答辯形式，可以從學期初開始留課程設計任務，將任務貫穿到一學期進行學習，到期末集中考核和答辯。

（四）翻轉課堂對話參與式教學方法以簡單、高效為主，以單片機上課為例，過程如表1。

（五）教學模式的總結

我們提出的翻轉課堂對話參與式育人模式可以總結為：教師應該非常熱愛、認真地上這門課，將創新實驗室獲獎成果貫穿到到課堂中，將創新實驗室培養模式普及到受益面更廣的全專業學生，在教學模式上大膽改革，灌輸學生帶著目標、天天學、線上線下學的思想，探索并實施了一套行之有效的翻轉課堂對話參與式教學模式，總結為22432模式：2：瞄準2個相關崗位目標;2：假期前學生自行購買開發板，進行任務的布置與指導;4：課下以小組形式聽視頻、記筆記、編程序、討論分享;3：指上課分ABC檔木桶效應式進行考核，解答，任務驅動講解;2：期末考試必須設計出實物作品，進行ppt答辯。學生學完該門課程可以培養自學能力，創新能力，設計出自己的作品，制作出吸引人的簡歷，較容易找到專業對口的研發工作，該模式可以為高校所有信息工程類實踐性較強的課程借鑒。

四、結束語

翻轉課堂通過問題探究、協作學習、問題解決和成果展現等方式培養學生的自學能力。課題組成員指導學生進行科技創新多年，獲得了黑龍江省挑戰杯金獎1項，銀獎3項，銅獎5項為代表的科技競賽獲獎40余項，發現一種現象：學生如果通過單片機技術的培養，在大學期間能夠多參加科技競賽，設計出兩個以上作品，很容易找到專業對口的研發工作。這就使得課題組成員積極參與教學改革，將創新實驗室培養模式擴展到單片機等信息工程類課程，使學生廣泛的受益。單片機的學習遺忘率高，只有經常學，反復學，理論與實踐結合，方能取得好的效果，所以需要教師灌輸學生一種把單片機課程當成一門伴隨自己一生的技能來學習的態度。這樣才能培養具有較強的工程實踐能力和創新意識的應用型人才。事實表明，通過對本課程的教學模式改革，提高了學生的自主學習能力，單片機設計與開發能力，增加了學生的學習積極性，提升了參加學科競賽的成績，進而提高了就業質量。