翻轉課堂在“電磁測量”中的研究與實踐

張勛 林孝工 王成龍

摘? ? 要：在信息化與網絡化下采取以教師為主導、學生為主體，課下網絡平臺學習、課堂師生互動的翻轉教學模式，是對“教”與“學”的顛覆重構。文章從“電磁測量”課程特點及教學現狀著手，探究了翻轉課堂在工科專業課程教學教學中的應用策略，并提出在電磁測量教學中有效實施翻轉課堂的方案。

關鍵詞：翻轉課堂;電磁測量;

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2020）01-0030-03

近年來，翻轉課堂受到了國內外專家學者的推崇，在中學和大學都進行了一些試點和改革，但國內由于傳統教學模式的根深蒂固，從教師和學生思想上、學校配套體制和硬件設施上都很難在短時間內進行大范圍推廣。為將翻轉課堂教學模式在中國落地生根，有些學者對此進行了系統的引介和評述[1-3]，一些一線教師也將其引入到實際課程教學中，如劉小晶將翻轉課堂教學模式應用到“數據結構”課程中，提出了具體實施方案[4]，姚青榮將翻轉課堂在大學物理教學中進行探索和實踐[5]，都取得了不錯的效果。“電磁測量”是電氣工程與自動化專業的一門課程，它對培養學生運用電磁基本理論進行系統設計、提高學生創新、協作等綜合素質方面具有重要的意義。本文以激發學生學習熱情，發展學生的自主學習能力、協作能力和動手能力為理念，提高課程教學質量為目的，結合作者的教學經驗、科研實踐和時代發展的智能化、網絡化技術優勢，對“電磁測量”課程的教學進行大膽改革和探索。

一、“電磁測量”課程的特點

“電磁測量”是研究電學量、磁學量以及可轉化為電學量的各種非電量的測量原理、 方法和所用儀器、儀表的技術科學。“電磁測量”是一門傳統的電氣專業本科生課程，不同高校課程名稱略有不同，主要有電氣測量、電工儀表和電磁測量三種。該課程設置的目的是綜合運用電路理論、電磁理論，引導學生系統地掌握電磁量量測的基本原理和測量方法。通過學習使學生了解常用儀表的工作原理并掌握其正確的使用方法;掌握常見電學量、磁學量的測量原理和測試方法;了解電磁測量誤差的分析方法及其誤差修正方法，掌握數據的分析及處理方法;了解電磁參數的數據采集方法及檢測系統結構;了解電磁干擾的產生原因及基本的抑制方法;掌握數字測量的基本方法，使學生建立良好的電磁測量理論基礎，具備最基本的測試實踐能力。

“電磁測量”課程的精髓可以概括為三個口訣：經典電磁理論要牢記;測量注重“大”和“小”;階段發展注創新。

二、“電磁測量”課程教學現狀分析

目前，“電磁測量”課程教學大多數仍采用填鴨式授課為主的傳統教學模式，“填鴨式教學模式”對于如電磁場、電機學等知識點相對集中、偏理論的課程具有易深入、便總結、利系統化講授的優勢，但對于”電磁測量”課程，其涵蓋了電學、磁學、數據處理、儀器儀表、虛擬儀器、光學測量、數字電路和模擬電路等多個課程，傳統教學模式在實施過程中存在著以下不足。

（一）知識跨度大、內容偏多，學生儲備不足

“電磁測量”課程涉及的知識雜散跨度大、內容偏多，且學時壓縮、授課時間短，新型測量技術如光纖測量技術、虛擬儀器測量技術、網絡化測量技術等相關知識學生儲備不足，講臺上教師45分鐘的時間往往會講解一個知識點的多個層面或多個知識點，認知負荷理論告訴我們，這種方式所體現的專業知識反效應、冗余效應和想象效應難以發揮效用，學生難以跟上授課節奏，隱形逃課顯性增多，進而顯性逃課比例增大。

（二）學生創新、探究、批判、質疑能力受壓制

據調查，“電磁測量”在高校相關專業的課程性質均是專業選修課程，通過與學生交流，同學期課程多、學業和考試壓力大，難以投入太多時間和精力進行預習和復習，對該課程重視程度不夠。筆者課堂教學時發現，學生活力缺失，“隱形逃課”現象嚴重;再者學生認知超負荷，45分鐘填鴨式授課模式壓制了學生的創新、探究、批判和質疑的能力，即使刻意增加課堂的互動性、趣味性和啟發性，教學效果也收效甚微。

（三）任課教師相關科研經驗不足

為了不拘泥于教材陳舊知識，“電磁測量”教學大綱增加了虛擬儀器、光學測量、網絡化測量等相關知識點和工程案例，這使得任課教師須具有相關的知識儲備和科研經驗，否則，難以領悟現代電磁測量的內涵和精髓，而這需要相關科研項目的支撐或自籌經費進行測量系統的搭建、調試，但任課教師從精力及經費上難以支撐，使得教師自身相關經驗不足，教學效果大打折扣。

三、翻轉課堂在工科專業課程中的應用

翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Class-room”，是指打破以教師為主導的教學模式，將學習的決定權從教師轉移給學生，將學習時間分為課下和課堂。在這種教學模式下，課堂內的寶貴時間，學生能夠更加主動、探究、批判和質疑，從而對所學知識獲得更深層次的理解[6-7]。為此，結合工科課程注重實踐性和動手能力的特點，并充分發揮互聯網的優勢，將翻轉課堂與工科專業課程緊密結合研究如下。

（一）充分發揮手機微信平臺作用

目前高校學生普遍學業重，壓力大，無法集中精力系統地進行課下學習，為此可以充分利用手機微信平臺短、平、快的特點，由任課教師發布相關課程的小視頻、小動畫，使得學生在移動的校園內，隨時隨地進行學習。

（二）教師課下課上雙線精心準備

翻轉課堂目的在于激發學生學習的主動性，充分展現以教師為主導、學生為主體的教學模式[8]，為此對任課教師提出了更高的專業素養，需要對課下和課上內容精心準備，課下內容高度凝練，并具有趣味性、誘導性和新穎性;課上教學易于快速內化，并注重啟發性、互動性和探究性。

（三）注重實驗環節及協作學習

工科專業課開設的目的不僅要培養學生工程師的專業知識和動手能力，還要培養學生具有工程師的素養，包括自學能力、協調能力、表達能力和組織能力。為此，工科專業課程實驗要體現自主性、設計性和協作性，打破傳統實驗按照指導書搭建、實驗結果相同的僵化模式，采取學校經費支持、教師指導、學生協作的模式開展。既能夠鍛煉學生的專業知識運用，又能夠提高學生的領導力、執行力和溝通力。

（四）加強累加式考核

工科課程培養學生不僅需要有理性思維和感性思維，還要有協作學習的能力，而僅依據一張試卷很難充分反映學生的綜合素質，造成考試高分，畢業平庸的現象比比皆是。而大多數院校實行的個性化保研制度普遍受到導師與用人單位好評的例子也說明，動手能力和協作能力強的學生不僅學校歡迎、社會也歡迎。因此，工科課程的考核要逐漸向累加式考核方式過渡[9]，即逐步完善以考卷成績、課下學習、課程論文、調研報告、動手能力、協作能力、設計能力、實驗結果等的綜合評價體系，讓學生踏上社會后真正能夠成為行業的佼佼者、領導者和開拓者。

四、翻轉課堂在“電磁測量”課程的研究與實踐

依托多年的教學經驗和相關科研經歷，根據翻轉課堂內涵以及建構主義學習理論和創造性教學設計理念[10]，同時結合選課學生潛質和課程特點，提出了圖1所示的“電磁測量”課程實施方案。實施方案中明確了翻轉課堂教學組織過程中的階段以及每個階段的實施過程、實施方法以及各個過程中學生和教師的角色屬性。下面按照翻轉課堂教學組織流程詳述如下。

（一）課程資源開發

為保證學生課下學習的快捷性、方便性和高效性，須利用信息化網絡化技術（如微信公眾平臺、專用學習網站平臺）優勢構建完整的學習支持體系，主要包括教學微視頻和網絡互動平臺的開發。

（二）學生課前學習

考慮學生學業重、壓力大，為擺脫傳統依賴一本教材、枯燥乏味授課的模式，每次課上教學活動之前，教師將精心準備好的教學微視頻、PPT或相關文字材料發布，以方便學生課下自主學習，同時，教師提供學習導讀，強調重點和難點內容，并介紹相關電磁測量的最新技術及發展動態，以激發學生的興趣和探索性，并鼓勵學生提出或記錄無法解決的疑問，以便課中進行互動釋疑。

（三）課中師生互動

課中師生互動的目標是通過活躍的課堂氣氛來保證以教師為主導、學生為主體的翻轉課堂模式的教學效果，以促進知識內化的最大化。為此，整個課中活動分為兩種形式，其一，針對課程的基礎知識部分進行互動講解，可以課前先期安排部分學生進行知識點的查閱、準備，課中由學生講解、教師點評、學生互動，也可以教師精心準備，通過提問、啟發的方式激發課堂的活躍度和參與性;其二，針對課下學習中的爭議、不解的問題進行互動釋疑，讓學生也充分參與進來，各抒己見、百家爭鳴，教師做到把控課堂教學進程并不斷提高自己的學識水平。

（四）實驗設計協作

針對“電磁測量”課程的案例性教學內容實施，是對學生知識遷移能力、思維能力的訓練。實施方法是教師指導、學生協作探究。首先教師根據課程教學大綱和自身的科研經歷設計一些跟實際緊密相連的實驗設計題目;其次學生根據自己的理解和興趣進行選題，教師進行針對性指導;第三，根據所選題目對學生進行分組，各組再進行分工，并指定一位組織者;第四，注重組內和組間的協作探究;第五，課堂成果匯報，匯報人將設計方案和結果詳細講解，同組其他學生補充，教師和其他組員質疑問訊。

此過程中師生充分利用網絡學習平臺進行協作探究，教師跟蹤指導，及時發現問題、及時糾正。同時，學校提供一定的經費支持，以保證網絡平臺的開發維護，測量系統硬件軟件的搭建。

（五）成績累加考核

為了更加客觀地評價學生的綜合素質，實行重能力、求創新的累加式考核方式，掘棄教師考前畫重點、學生突擊復習的考核方式。采取弱化考卷成績，重視課下學習效果、課程論文撰寫水平、調研報告深化程度、課程實踐課題完成情形、組內組間協作能力、講述質詢活躍面貌等的綜合累加式考核模式，充分鍛煉學生的自主學習能力、創新能力、求知能力和動手能力。

（六）評測反思總結

通過翻轉課堂教學模式實施過程中取得的成效和存在的問題進行客觀的評測、反思和總結，得出實施方案在執行過程中面臨的挑戰、困難和不足之處，以便在以后的教學實踐中不斷完善和改進。

五、結論

依托信息化網絡化支持下的翻轉課堂教學模式，是對傳統教學模式的顛覆式創新。文中提到的實施方案在電磁測量教學實踐過程中得到了學生的好評，大大減少了學生顯性和隱形逃課的比例，課堂氣氛活躍，鍛煉了學生的動手能力，提高了學生的學習興趣。但在實踐過程中也遇到了一些問題，如學生課業繁重，教師科研教學任務繁忙，一定程度影響了該課程新教學模式的執行效果。為此，在以后的教學實踐過程，經過不斷的改進和完善，通過多視角、多模式、多渠道對實施方案進行綜合分析和評價，為翻轉課堂教學模式的改革探索反射一絲光亮，折射一抹色彩。

參考文獻：

[1]劉艷麗.翻轉課堂：應如何實現有效翻轉[J].中國高等教育，?2015，（19）.

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[3]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程 教育雜志，2012，（4）.

[4][10]劉小晶，鐘琦，張劍平.翻轉課堂模式在“數據結構”課程教學中的應用研究[J].中國電化教育，2014，（8）.

[5]姚青榮，楊鵬程，李華兵.翻轉課堂在工科大學物理教學模式中的探索與實踐[J].海峽科技與產業，2016，（7）.

[6]Majed Khodr，Lee Waller.Analysis of Engineering Students?Responses to Flipped Classroom Methodology in the UnitedArab Emirates[J].Asian Social Science，2016，（2）.

[7]Lara R.DeRuisseau.The flipped classroom allows for moreclass time devoted to critical thinking[J].Adv Physiol Educ.2016，（40）.

[8]丁淑芳.基于翻轉課堂的高校工科課程教學改革探索?——以“分離技術”課程為例[J].煤炭高等教育，2015，（6）.

[9]蘇小紅，趙玲玲，王甜甜，等.以機試為主、分階段多重累加式的C程序設計課程考核體系[J].計算機教育，2014，（3）.