翻轉課堂在光纖通信課程教學中的應用研究

文/廣東郵電職業技術學院 蔣燕 李兵

一、前言

翻轉課堂是一種打破傳統課堂教學方式的新的教學理念，通過對教學程序的設計和控制，以學生為學習的主體，同時注重教師對教學活動的主導和組織，形成“以學為中心，兼顧效率與質量”的教學形態，從而達到更好的教學效果[1][2][3]。美國教育咨詢調查公司問卷調查顯示：對于翻轉課堂的使用，67%的教師認為學生考試成績得到提高，80%的教師認為學生學習態度得到了改善，是一種行之有效的教學方法[3]。

圖2 翻轉課堂教學程序設計

光纖通信課程是通信技術類專業課程，理論性和實踐性均較強，目前課程教學主要采用傳統的“老師講授，學生聽講”為主的教學方法，學生覺得理論知識晦澀難懂，實踐操作因理論不足難以做到知其然并知其所以然，很容易喪失學習積極性，導致教學效果不理想，因此，如何改變教學現狀是課程教學的一個重要任務。

本文研究翻轉課堂在光纖通信課程教學中的應用，構建了光纖通信課程基于翻轉課堂的教學程序和教學效果測試方法，并通過實驗驗證其教學成效。

二、光纖通信課程基于翻轉課堂的教學設計

(一)研究目的

通過對翻轉課堂教學程序進行設計和控制，從學生的知識掌握度、學習參與度和教學滿意度三個維度比較、分析翻轉課堂教學方法與傳統教學方法的教學成效[5]，從而尋找一種更有效的教學方法，提高學生學習的主動性，以有效完成本門課程的知識傳授和能力培養。

(二)研究參與者

研究參與者為本校通信技術專業A班和B班學生，每班學生人數為37，其中，A班為實驗組，采用翻轉課堂教學，B班為控制組，采用傳統教學方法教學。所有參與學生在本研究之前已經完成相同的前序課程和與本課程相同的前序知識點學習，前測表明兩個班學生學習能力和起點水平相近，學習參與度和教學滿意度相當。

實驗組學生以小組為單位進行學習，分6個小組，每個小組6-7人，分組按照學生自愿和教師調配相結合的方式，保證各小組的優、中、差合理搭配，學生學習能力、學習態度和學習成績達到基本平衡。

(三)教學設計與控制

1.總體設計

根據光纖通信課程理論性和實踐性均較強的特點，本研究選取了教材3個理論和實踐聯系非常緊密的知識點，采用理論學習+操作實踐的方式完成，總體教學流程設計如圖1所示。

圖1 總體教學流程設計

翻轉課堂教學程序設計如圖2所示。整體上以“課前預習，課中學習，課后鞏固拓展”的思路展開，利用慕課資源，采用翻轉課堂和小組合作學習等方法，以任務驅動教學，引導學生在思考和探究中“學會”，并在“學會”的過程中培養“會學”的能力。

實驗組采用的翻轉課堂教學設計和控制組采用的傳統教學方法對比如表1所示。

表1 實驗組和控制組教學設計對比

表2 翻轉課堂課中階段教學設計

表3 測評指標設計及收集方法

2.翻轉課堂教學過程設計

翻轉課堂教學過程包括課前、課中和課后三個階段。在整個教學過程中，學生是學習的主體，教師通過發布任務、解答問題等方式引導學生學習，學生在教師的引導下完成學習任務。

(1)課前階段教學設計

課前階段教學設計以學生自主學習為主，根據確定好的學習內容、學習目標、學習重點和難點，學生通過網絡提供的課件、相關知識點的視頻完成課前自主學習，并在學習后完成預習小測實現對學習情況自檢。教師通過教學平臺參與討論和答疑，獲取數據修訂課中階段教學設計。

(2)課中階段教學設計

根據學生的認知規律，課中階段教學分為理論學習和實踐操作兩個部分，學生在掌握一定的理論知識基礎上進行實踐操作，在實踐操作過程中加深對理論知識的理解，達到“學”與“用”相互促進和加深的目的。具體的教學過程設計如表2所示。

(3)課后階段教學設計

課后階段教學設計的主要目的是實現對所學知識的復習和總結，達到內化知識的目的，并根據個體學習情況進行一定的拓展。主要包括：通過作業和實踐報告促進學生完成知識梳理和總結；通過教學平臺的課后小測進行學習效果檢測；通過信息化工具進行交流和討論。在以上獲取的數據分析的基礎上，輔助學生根據自身情況完成一定的知識和能力拓展。

3.數據指標設計與收集方法

教學效果的對比從學生的知識掌握程度、學習參與度和教學滿意度三個方面衡量。具體的測評指標和數據來源如表3所示。

表3中，知識掌握度中的前測數據用以衡量參與翻轉課堂教學的實驗組成員和采用傳統教學的控制組成員的總體學習情況，大體相當的程度上才可能通過研究獲得相對客觀的實驗結果，后測數據則體現兩種不同的教學方法下的成果差異性[9-10]。問卷調查分別從學習態度、學習內容、學習環境與活動及教師行為表現等多個維度進行調查，其中，設置開放式題目用于獲取學生的真實想法，透過學生視角，了解他們對課程的需求和改進建議。

表4 組統計量

表5 獨立樣本檢驗

表6 成本樣本統計量

表7 成對樣本檢驗

三、實驗結果

基于收集的數據，本實驗采用獨立樣本T-test的方法進行研究分析，檢驗翻轉課堂教學與傳統教學之間的教學效果差異[11-12]。T-test是用于兩個樣本(或樣本與群體)平均值差異程度的檢驗方法，通過比較不同數據的均值，用T分布理論來推斷差異發生的概率，從而判斷兩組數據之間是否存在顯著差異。具體的實驗結果如下文所示。

(一)知識掌握度

知識掌握度的T-test測試結果如表4和表5所示。

表4中，T代表采用翻轉課堂教學的實驗組，C代表采用傳統教學的控制組。從表4可以看出，實驗組測試分數均值為71.58，控制組測試分數均值為66.22，實驗組明顯高于控制組，說明采用翻轉課堂后，學生的知識掌握程度是有所提升的。但表5的獨立樣本分數差異顯著性水平測試顯示，在兩種不同的方差假設情況下，顯著性水平Sig.(雙側)值均大于0.05，這說明實驗組和控制組的知識掌握度的差距變化并不顯著。盡管如此，在表4中，實驗組的分數標準差為17.938，明顯低于控制組對應的標準差值24.983，這是一個明顯的改變，說明采用翻轉課堂教學的控制組的分數兩極分化的現象得到了極大的改變。結合具體的分數分析，發現高分段的學生改變不大，但是低分段的學生無論是從數量上還是分數上都有很大的提高，這說明，翻轉課堂極大地促進了低分段學生的學習和進步。

(二)學習參與度和教學滿意度

學習參與度和教學滿意度的T-test結果如表6和表7所示。

表6和表7中，CyD-T和CyD-C分別代表實驗組和控制組的學習參與度，MyD-T和MyD-C分別代表實驗組和的控制組教學滿意度。表6中，從均值數值來看，實驗組學習參與度為8.34，教學滿意度為13.13，控制組對應的數值分別為7.82和10.66，實驗組的學習參與度和教學滿意度均高于控制組，這表明，采用翻轉課堂教學后，學生對學習的參與度和教學的滿意度均有所提升。

表6中，無論是實驗組還是控制組，其學習參與度和教學滿意度的標準差均控制在較小的范圍，且實驗組均值數值比對應的控制組均值更小。這表明，所有學生對學習參與度和教學滿意度的評價差異性比較集中，沒有出現大量的兩極分化的情況，且實驗組兩極分化的現象更小。

表7中的Sig.(雙側)值代表了實驗組和控制組對學習參與度和教學滿意度差異性的顯著性水平測試情況，表中顯示兩個值均小于0.05，這說明實驗組與控制組的學習參與度和教學滿意度變化對比非常顯著，尤其是學習參與度，從課堂錄像和上課的實際情況來看，課堂上學生大體都能參與到學習中去，基本沒有再出現玩手機和睡覺的現象，相較于傳統的教學，這是一個非常大的改善。

(三)開放式問答

開放式問答的結果分析表明，學生的關注點主要集中在三個方面：小組合作學習和知識點闡述、時間把控和內容建議上。總體來講，學生很認可小組合作學習和知識點闡述，認為能促進學習的積極性并且能鍛煉口才和提高溝通能力，但在時間把控上還需要改進，因為課堂上學生的講述會比教師講課的時間更長，所以有可能影響課程進度。另外，學生講解可能表述不是很清楚，尤其是理論性太強的內容，還可能出現理解錯誤，學生擔心出現錯誤進入誤區就不容易扭轉思路。

四、總結

從實驗情況可以看出，采用翻轉課堂教學后，學生對教學的滿意度大幅提升，學習參與度有了極大改觀，結果是學生的知識掌握度大大提高，且學生分數兩極分化的現象明顯減少。因此，翻轉課堂對光纖通信課程教學來說，在激發學習興趣、培養自主學習能力方面相較于傳統的教學具有明顯的優勢，從而對教學和學習效果產生了較好的影響。

翻轉課堂對傳統教學幾乎是一種顛覆性的改變，對教學提出了全新的要求，在教學設計、教學組織與實施方面提出了更高的要求。對于光纖通信這門課程，概念原理類的知識很多，學期課時有限，如何進一步深化課程設計細節，做好時間與效率的平衡，解決好翻轉課堂與傳統教學方式在不同章節內容中的應用結合，促進學生自我管理、自我控制和自學能力的提高，充分展現教學改革對傳統技術課程的成效和價值，這是筆者下一步研究的重點。