翻轉課堂在“計算機輔助電路設計”課程教學中的應用研究與實踐*

黃榮喜 ， 尤文堅

（廣西農業職業技術學院，廣西 南寧 530007）

翻轉課堂也稱“顛倒課堂”，起源于美國，是一種相對于傳統課堂而言的教學形態。筆者認為，在網絡比較完善的今天，翻轉課堂教學非常值得推廣應用。特別是在高職院校中，由于學生的基礎相對薄弱，選擇合適的教學模式，有利于學生的學習，提高學生掌握知識的能力。翻轉課堂教學，主要是把被動學習變成主動學習。國內外的研究現狀，主要集中在翻轉課堂教學模式的應用，但對相關教學內容的分析評價相對比較少。本課題組以“計算機輔助電路設計”為例，對其教學成效分析與評價來進行研究，期望對今后的教學有一定的指導作用[1]。

1 翻轉課堂在“計算機輔助電路設計”課程中的應用

目前，廣西農業職業技術學院開設“計算機輔助電路設計”的班級，包括不同的年級共有12個班次，共435人。在該課程的教學中，涉及的知識面特別多，內容相對比較復雜，如果都在課堂上完成相關教學內容，難度非常大，相關的知識點，學生也難于掌握。基于這些因素，在教學中引進了翻轉課堂教學，改變其教學的模式，提高學生的學習效率，把相關的難點重點內容放到課外，先讓學生進行學習，更好更有趣地掌握相關知識點。

1.1 翻轉課堂教學設計

翻轉課堂的教學是從2018年春季學期開始實施，主要針對17級與18級的應用電子技術與信息工程技術兩個專業進行實驗教學。“計算機輔助電路設計”課程是這兩個專業的核心課程，主要培養學生的電路設計能力和畫圖技能，教學的內容難度大，并且不易掌握。因此，在翻轉課堂的設計中，根據教學大綱、課程內容，以及翻轉課堂所涉及的工作量等方面考慮將比較難的8個單元進行教學實踐，主要為：放置原理圖對象與電氣連接、PCB工程編譯和驗證、PCB設計與制造、自上而下層次電路原理圖設計、PCB元器件布局、PCB布線、PCB元器件與PCB封裝、集成元器件庫的創建。任課教師有4人，作為一個教學的探索，課題組用6個班來進行實驗教學，某位教師上兩個翻轉課堂班與兩個傳統教學班，作為后面的對比分析，另外4個班由其他4位教師分擔教學任務。

1.2 翻轉課堂教學實施

1.2.1 教學視頻學習

根據教學的內容，設計了相應的視頻，供學生在課前觀看學習，讓學生有一個感性的知識認知。教師把相關的內容放到QQ學習群中，學生主要利用班級QQ群來觀看學習，教師在QQ群中與學生互動及時解答學生提出的問題。學生的這種課前學習活動，并不是簡單地看完學習視頻，而是要解決教師提出的一些問題，掌握本次課的教學內容，完成相關的知識學習任務。

1.2.2 課堂回顧探討

在課堂教學的時候，先讓同學們回顧一下在課前視頻學習中遇到的難點問題，或者有什么創新性的問題，拿出來探討。雖然在視頻學習的過程中教師也解答問題，但教師應將課前學生遇到的問題與疑惑再集中講解，并引入一些新的問題，引導學生進一步討論、互動，完成知識的消化，達到更高層次的認知水平。幫助學生由被動學習轉化為主動學習，以更好地提升學生的學習興趣，牢固掌握所學的知識[2]。

1.2.3 教學總結鞏固

教學總結，主要是為了鞏固每次翻轉課堂的教學成果。在課后，教師通過問卷調查的形式，讓學生反饋該次課中存在的問題，有什么需要改進。教師需要根據學生的意見建議進行思考，提高自己的教學效果。

2 翻轉課堂在教學中的成效分析

在翻轉課堂教學實踐中，學生的學習方式多樣化，并不再僅僅靠課堂上的聽課來學習，其學習的內容多。只是依靠期末的考試來進行分析教學成效，肯定是不夠的，必須采取相應的評價方式科學地分析，才能體現出學生的學習情況。因此，在成效分析過程中，主要從學生課前學習問答情況、課堂發言表現、每次課后的知識測試、期末測評等方面來分析評價[3]。

2.1 選取樣本

為了更好地研究“計算機輔助電路設計”翻轉課堂的教學成效，課題組通過研究選取了一位上這門課多年的老師所教4個班進行比較分析，兩個班是通過翻轉課堂來進行授課，總人數為70，另外兩個班是傳統的教學模式授課，總人數為70。所選取樣本都是應用電子技術專業的學生，他們所學的前期課程都一樣，學生學習的態度、班級文化建設、學風建設都差不多，在教學中所使用的教材、教學大綱、教學目標與課時、授課計劃均相同，因此所獲取的樣本具有可比較性。

2.2 教學成效分析

2.2.1 成績及評價分析

通過對比分析，采用翻轉課堂授課的班級，所取得的期評成績明顯高于傳統授課的班級，通過考試及平時的測試，采用平均分的方法，翻轉課堂授課的學生達到了92.5，而傳統授課模式平均分為88.6分。翻轉課堂教學的班級86～100分之間所占的人數比較多，而不及格的人數為0。而傳統教學班級76～85分之間的人數較多，而不及格的人數為2。這就反映出了翻轉課堂教學的模式更有利于學生的學習，通過這種模式的教學學生也更容易掌握所學的知識。

此外，通過從教務評教系統抽取的數據比較，翻轉課堂班級的學生，給予評價的分數為94.88分，傳統班級的評價分數為93.23分，從這個分析可以看出，學生更喜歡翻轉課堂的教學，其教學評價明顯高于傳統的課堂教學。

2.2.2 教學知識點分析

為了更好地了解學生的學習掌握知識難易度情況，對一個教學案例“A/D轉換電路PCB板設計”進行了深入的剖析，該案例教學目標是：學會從電路原理圖中導出網絡表，導入元件封裝庫，自行創建缺失的封裝，設計出符合電路規范的PCB板圖，并能進行信號完整性分析。主要知識點如下：1）生成電路網絡表。2）PCB界面環境參數設置以及PCB板物理結構。3）元件封裝的繪制及封裝庫的導入。4）PCB圖中導入網絡表信息以及錯誤的排查，包含同步比較規則的設置、SCH圖和PCB圖的同步更新等。5）元件的布局和布線。6）覆銅和補淚滴。7）電路信號的完整性分析。通過對學生采取不同的教學模式，并對學生進行測試及學生反饋，教學效果如表1所示。

表1 教學知識點分析

2.2.3 問卷調查分析

為了更好地了解翻轉課堂的教學效果，課題組設計了相應的調查問卷。發放了70份問卷調查，收回了70份，有效份數為68份。問卷以判斷題為主。從調查的結果可以看出：翻轉課堂的教學，學生的學習興趣更高，所教授的相關知識更容易掌握[4]。課前通過視頻學習，相關的內容更加生動，能更好地感性認知，對所學的知識容易理解。但在問及所有的知識點都用翻轉課堂來進行教學時，85%的同學覺得課前學習所占用的時間太多，難于接受。

2.2.4 教學過程分析

翻轉課堂教學中，學生是主體，而教師為輔。如何讓學生體現出相應的主體作用，教師的引導就顯得至關重要。比如，在課前進行的視頻學習中，視頻案例的制作、考慮問題的導向、案例設計的思路、問題提出的可行度、學生理解的水平等都考驗老師的教學水平。因此，教師的水平也需要進一步提高，需要多外出參加培訓，提高自己的教學能力，以滿足翻轉課堂教學的要求。

在翻轉課堂教學中，對學生自覺學習的能力培養，也非常重要，否則在課堂教學中就會大打折扣，體現不出其教學的優勢。特別是高職院校的學生，其大多數學生的知識比較薄弱，自覺學習能力比較弱。因此，班級文化、制度建設也是比較關鍵的，要努力培訓出學生的自覺能力，為今后的學習打下良好的基礎。

3 教學評價與思考

3.1 教學評價

翻轉課堂的教學已實施了兩個學期，其取得了一定的效果，在教學的初期，相應的上課教師也外出進行了培訓。目前，該課程相關的上課教師也具備了一定的翻轉課堂教學經驗與能力。在對“翻轉課堂在‘計算機輔助電路設計’教學中的成效分析”中，得出如下的教學評價。

1）對學生來說，充分調動了他們學習的積極性。對學習該門課程充滿了熱情與興趣，對所學習的知識易于學習理解，提高了學生聽課的效率，在課堂中上課的注意力也非常集中。對該門課程的學習充滿了自信心，增強了學習的欲望與新知識的探索。

2）對教師來說，教師的上課效果也得到了很大的提升，減輕了教師課堂上課的難度，更有利于教師探索新的知識，提高自身的教學能力，也加強了教師間的團隊協作[5]。雖然在視頻制作、案例設計及課前的討論中花費了較多的時間，但在對學生課后的輔導中，明顯減少了很多的時間。

3）學校教學資源得以完善，翻轉課堂的教學，勢必需要制作大量的教學案例及視頻，這些教學資源大大地豐富了學校的教學資源，可以作為在線教學資源建設，供學生在課后，以及以后來進行學習。

4）對于翻轉課堂的研究還有一定的局限與不足，雖然課題組對不同年級的12個相關的班級進行“計算機輔助電路設計”教學研究，但針對6個班級進行翻轉課堂試點，相對來說試點班級比較少，對研究準確度有一定影響。而且在教學的過程中，并不是所有的知識點都采用翻轉課堂教學，對研究結果存在一定影響，在今后的研究中希望進一步完善論證。

3.2 教學思考

翻轉課堂的教學，雖然取得了一定的成效，但從這幾個班的教學過程中，也存在以下一些問題：首先，通過問卷調查了解到89%的學生認為，課外的學習任務比較多，占用了很多的時間，有些學生根本也沒有認真進行課外學習。其次，雖然有視頻及案例，學生在自主學習上，還不夠適應，學習理解不夠到位，而且有偷懶的想法。針對相關的問題，本課題組也做了相應的思考。

1）要從本校的實際出發，考慮到學生知識的層次，不能對學生進行滿灌。要挑選具有代表性的案例給學生進行學習，控制好學習的總量，逐步培養學生的學習自覺性，幫助其養成良好的學習習慣。

2）發揮學生的能動性。對于高職生來，他們的基礎相對比較薄弱，翻轉課堂教學，一定要精心設計，必須將教材中難于理解的內容，感性地體現出來。只有這樣才能充分引起學生的興趣，激發其學習欲望，更好掌握所學的知識，達到相應的教學效果。

3）考核制度的改革。對于翻轉課堂的教學，不能通過一次考試就決定其期評成績，必須結合相關的課堂測試、平時的問題探討、課堂的表現情況等多方面進行衡量考核。這既可以提高學生學習的積極性，也是一種更合理更科學的評價方式，對教學取得相應效果有一定的積極作用[6]。

4 結束語

綜上所述，翻轉課堂教學，雖然取得了一定的成效，但還有很長的路要走。翻轉課堂這一新的教學模式，更考驗老師的教學水平，以及與學生溝通交流、解決問題的能力，不再是老師在課堂上講完課就完事，而是要面對學生更多問題的回答與探討。對學生的要求也更高，必須有一定的自學能力以及學習的自覺性。總之，作為一名教師，只有不斷探索新的教學模式，才能取得更好的成績。