翻轉課堂下高校專業概論課程的線上教學探索

岳丹 揣雅惠 宦克為

摘? 要：高校專業概論課程屬于學科啟蒙課程，在大學教學體系中占有極為重要的地位，對學生的培養起著至關重要的作用。現代光電子成像技術概論作為光電專業最有特色的專業概論課程之一，對于瞄準、告警、測繪以及航天遙感、高速攝影和弱光探測等具有重要的實用意義。文章以現代光電子成像技術概論課為例，探討在翻轉課堂環境下高校專業概論課程的線上教學模式，為高校專業概論課程教學提供一種更加高效實用、充滿趣味的教學方法及模式，以增強概論課的實際教學效果。

關鍵詞：翻轉課堂;高校專業概論課;線上教學

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）09-0103-04

Abstract： As an enlightenment course， the major introduction courses in college occupy an extremely important position in the teaching system and play a key role in the cultivation of students. Introduction to Modern Optoelectronic Imaging Technology is one of the most distinctive introduction courses for optoelectronics majors. It has important practical significance for sighting， warning， surveying and mapping， aerospace remote sensing， high-speed photography， and low-light detection， etc. Taking the course Introduction to Modern Optoelectronic Imaging Technology as an example， we discuss a different online teaching mode for the major introduction course in college in a flipped classroom environment， and provide a more efficient， practical and interesting teaching method for the introduction course of majors to enhance the actual teaching effectiveness.

Keywords： flipped classroom; introduction course of majors in college; online teaching

一、線上教學對傳統課堂教學的沖擊

傳統的課堂教學受到空間的局限性，教師所教以及學生所學都是有限的。傳統課堂的教學模式更多是以老師、書本以及課堂為中心，教師按照固定模式根據教材進行教學，教學內容、方法及步驟都是事先安排好的，教師向學生傳播知識更多是一種單向廣播模式，學生的學習狀態多是一種被動的灌輸式學習。這種傳統教學方式的缺點是顯而易見的，學生作為整個教學過程中的認知主體，在教學活動中卻始終處于被動接受知識的地位，同時這種單向廣播式的教學方式會導致學生學習的主動性被忽視甚至被壓抑。這種傳統課堂教學方式已經滿足不了培養現代化高素質復合型人才的需求。

隨著互聯網技術及人工智能技術的興起與發展，這些先進技術不斷沖擊并改變人類的生活方式。在教育教學領域，人類獲取知識的渠道和方式也受到了科技的挑戰：知識傳遞的方式顛覆了傳統的教學和學習方式，多向互動模式取代了傳統的單向廣播模式。這種知識傳遞方式的改變必然導致大學教師的身份、角色進行轉型：傳統教學模式下教師是知識的傳授者，現在教師成為學生學習活動的設計者和組織者，大學中的師生關系已經形成一種新型的所謂學習伙伴的關系。同時，慕課的出現打破了傳統課堂的時空局限性，通過把課程大規模搬到網上，實現與學習者知識共享，使得上課不只局限在大學課堂上進行，這對教育資源的壟斷性也提出了挑戰。同時，慕課打破了現有教育模式固有的封閉性，更加注重以學生為課堂主體，注重以學生學習主動性為根本，提高學生學習興趣，同時注重學生對教學效果的評價。

因此，要面對科技帶來的這一系列挑戰，大學教育教學改革是勢在必行的，在進行教學模式多樣化探索的同時，還要鼓舞教師積極參與線上教學，努力提高線上教學質量，尤其是要引導教師將線上教學與傳統線下教學結合起來，以迎接科技飛速發展對教育行業帶來的巨大沖擊。

二、高校專業概論課程采用線上教學的優勢

高校專業概論課程作為一門學科啟蒙課程，其目的在于加強學生的專業認識、提高學生的專業興趣及完善學生的學習規劃。因此，在教學設計上要求教學內容要全面、新穎、形象，教學方式要生動，以培養學生興趣為主線，以培養學生能力為核心，要多些特色、多些實踐、多些思考、多些討論。

互聯網高校教育模式的蓬勃發展，為廣大師生提供了諸多高質量的教學資源。目前，線上教學的主流方式有慕課、微課和移動學習等，其中慕課由于其免費、自由的特性受到廣泛青睞。2011年至今，斯坦福、哈佛、劍橋等全球各大知名高校陸續開出自己的“慕課”，并建立了各種慕課聯盟。我國高等院校作為在線教育發展的中堅力量，積極參與在線開放課程的建設，其中不乏以北大、清華為首的眾多名牌大學，所建設的344門課程成功入選了國家級精品在線開放課程，占整個精品在線開放課程的70%，其中更有院士、長江學者等專家教授領銜授課的課程入選。

線上教育通過把課程教學與信息化平臺相融合，利用線上豐富的教學信息資源，能夠把枯燥、抽象的理論以生動活潑、時尚現代的形式展現出來，非常適合高校專業概論課程的教學需求，能極大增強課程趣味性，提高課程教學吸引力，更好地引導學生加深加強對學科專業的認知以及盡早明確個人發展規劃。因此，對高校專業概論課程開展線上教學是有顯著優勢的。

三、現代光電子成像技術概論線上教學

（一）現代光電子成像技術概論課程介紹

享有“中國光學英才搖籃”美譽的長春理工大學，是一所以光電技術為特色，光、機、電、算、材相結合為優勢，工、理、文、經、管、法、藝多學科協調發展的吉林省省屬重點大學。理學院電子科學與技術專業自2001年以來一直為省級重點學科，2008年認定為國防特色學科，2018年認定為吉林省特色高水平一流學科現代光電子成像技術概論作為電子科學與技術專業最有特色的專業概論課程之一，內容涉及X線及短波輻射成像、紫外線成像、可見光成像、微光成像、紅外成像、微波成像、遙感成像、高速攝影攝像、光子計數成像和醫療成像等現代光電子成像器件和系統技術。這一高新技術，對于瞄準、告警、測繪以及航天遙感、高速攝影、弱光探測等，具有重要實用意義，掌握現代光電子成像技術也成為了從事相關領域科研、教學、生產和應用人員的基本要求。同時該課程知識更新速度快、學習媒介方式多，教授方式與多媒體技術關系密切，因此非常適合開展線上教學設計的改革與創新。

2020年突發的疫情，導致傳統線下教學無法正常開展，我院多門專業課程緊急開展線上教學，實踐驗證了線上教學的可行性。但通過對我校理學院相關專業課程的“線上教學”模式現狀進行調研、走訪，發現目前線上教學情況，大多以視頻、PPT的方式傳播，這種在線課程仍然以教師講授為主，對學生而言，這種模式仍然是傳統教學模式的翻版，只不過信息傳輸的媒介變成了互聯網。同時目前高等教育的主體對象已經是2000年以后出生的孩子，生在互聯網時代的他們其學習手段及學習方法越來越多元化，在學習過程中更加追求學習互動及自身個性化學習。顯然這種披著“互聯網”外衣的“填鴨式”傳統教學不能滿足當代培養復合型個性化人才的需求。

（二）翻轉課堂模式在現代光電子成像技術概論課程線上教學中的應用與實踐

為進行高校專業概論課程“線上教學”模式的改革，滿足當前受教育主體的個性化學習及互動需求，我們以2019級電子科學與技術專業創新班作為試點，選擇現代光電子成像技術概論共32學時的課程內容作為線上教學模式改革的素材，進行翻轉課堂環境下線上教學模式的實踐與探索。所謂“翻轉課堂”模式，也稱為“顛倒課堂”，通過重新調整課堂內外的時間，將學習的主動權從教師轉移給學生，教師不再占用課堂的時間來講授信息，而將課堂變成教師與學生之間及學生與學生之間互動的場所，規避披著“互聯網”外衣的“填鴨式”傳統教學，最終形成一種更加生動形象、能充分激發學生興趣、培養學生專業素養的高校專業概論課程線上教學模式與體系。

教學過程中必不可少的3要素為教師、學生及課堂，教師是主導，學生是主體，課堂是教師為學生提供的一個交流合作的平臺及空間。而作為線上教學，課堂是利用教學軟件搭建的。目前，清華在線教育辦公室研發了一項用于教學的新技術，稱為“雨課堂”，它通過慕課平臺及“學堂在線”可以輔助教師實現混合式教學，利用微信服務號，可完成課上掃碼簽到、實時答題、答疑彈幕、數據分析等功能。通過雨課堂這一智慧教學軟件，教師能夠將帶有慕課視頻、課前小測試及語音等課前預習課件發送到學生手機端，學生可以利用手機開展課前預習，在課中學生還能進行實時在線答題及與老師進行彈幕互動等。雨課堂科學地覆蓋了課前、課中、課后的每一個教學環節，能幫助教師完成對教學全周期的數據采集工作，從課前預習、課堂互動、課后作業等各個層面，量化分析學生的學習情況，實現精準教學，滿足學生個性化學習需求。因此，在本次教學實踐中主要利用雨課堂開展線上教學空中課堂的搭建。而要在線上教學模式中融入翻轉課堂，實現以學生為主體教學模式，就要讓學生積極參與課堂、參與討論。騰訊會議是騰訊云旗下的一款音視頻會議產品，于2019年12月底上線，具有300人在線會議、全平臺一鍵接入、音視頻智能降噪、背景虛化和鎖定會議等功能，能提供實時共享屏幕、支持在線文檔協作，非常適用于大規模線上討論的需求。因此，在此次高校專業概論課程線上教學的實踐中，我們主要利用雨課堂構建課堂主體，同時結合騰訊會議實現翻轉課堂教學模式，保證教師與學生之間、學生與學生之間的實時互動。具體的“線上教學+翻轉課堂”的教學模式及實施過程如圖1所示，主要分為課前環節、課中環節及課后環節。

在課前環節中，我們針對單個知識點均制作了大致15分鐘到20分鐘慕課視頻，并利用雨課堂軟件提前發布，學生通過手機端開展課前預習;同時，在發布的課件中設置知識點闖關環節，學生在觀看完一個慕課視頻后，必須完成知識點小測試，才能進行下一個慕課視頻的學習。例如，以像管的成像原理知識點制作了慕課視頻，其中利用動畫、字幕等剖析像管的結構及各部分工作原理，提供了更為生動的教學內容。

在課中環節，按照一節課45分鐘進行安排，利用雨課堂結合騰訊會議展開線上教學。課中以學生為主角，教師檢測課前學習成果為主，以完成知識的內化過程，教學環節包括：

課題簡述：教師利用5分鐘時間帶領學生回顧發布的預習課件中的相關內容，在此基礎上引出提出本次課題的討論課題。

小組討論：教師將全班學生分成幾個小組，每組指定一位組長，以小組為單位開展思考題的討論，時間控制在10分鐘，重點理解課題內容與基本知識點。

班級討論：由教師組織全班進行討論，時間控制在20分鐘。在討論過程中教師要對課堂整體進行把控，對學生分析問題的思路進行總結，在學生討論發散太遠時進行收斂，掌控整個討論過程的走向。

評價與總結：在課堂結束的最后10分鐘，教師要對知識點進行梳理與課題總結，對解決問題的方案進行概括。

例如在像管的成像原理這個知識點時，首先利用雨課堂軟件給出簡要的課堂前言，講述像管的各部分組成結構，播放像管的實物視頻及剖面結構動畫，明確該次課堂的教學主題，提出討論題：像管各部分組成結構及工作原理。在引出主題的基礎上，利用騰訊會議軟件首先展開小組討論，理解本次課題內容與基本知識點，然后開展全班討論，學生若認真進行了課前慕課學習，都能準確給出像管的主要部分及每個部分的工作原理。討論結束后，由教師對知識點進行總結與梳理，完成知識點的內化。同時利用雨課堂給出課后練習及測試以幫助學生完成知識的鞏固及內化。比如，請學生根據像管的成像原理，設計出性能更好的微光夜視系統。學生們積極動腦，在像管基本的成像原理基礎上設計出了各種各樣新奇的微光夜視系統。

（三）線上教學的教學效果評價

首先從課堂氣氛來看，在利用雨課堂結合騰訊會議組織的線上課堂上，學生回答問題十分踴躍，小組討論時氣氛非常熱烈，專題報告也十分精彩;同時，學生的課堂參與度大幅度提升，從課前的預習環節到課中的各個討論及互動環節，再到課后測試及拓展訓練環節，學生均能積極參與;通過課前、課中及課后各個環節，提高了學生的自主學習和實際分析解決問題的能力，充分激發了學生的學習興趣，讓學生成為了課堂真正的主人。同時，我們制定了調查問卷，從評價學生在課程前后對本專業概論課程的相關知識、態度、能力及期望的變化，來開展學生對“線上教學+翻轉課堂”的教學滿意度評價。從最終的調研結果來看，“線上教學+翻轉課堂”的教學模式改革取得了比較顯著的效果，學生對這種新穎的線上教學方式充滿興趣，通過動畫、影視等多媒體資源，教學內容更形象生動，學生能很快地理解專業知識，教師能較快地將學生引進學科大門，加強學生對專業學科的認知，幫助學生盡快明確未來的發展方向。

四、開展翻轉課堂下線上教學模式需注意的幾個問題

線上教學的諸多優勢非常適合高校專業概論課程的教學需求，而翻轉課堂模式又能滿足當前受教育主體的個性化學習及互動需求。但要獲得較好的教學效果，在實施案例教學過程中，還需要注意以下幾個問題。

（一）教師要注重提高自身綜合能力及把握好自身

定位

教師要注重提高慕課視頻制作水平，完善針對單個知識點的慕課。在課中的評價與總結環節中，教師的總結要有明確的導向性，要明確告知學生理論知識的掌握及實踐能力的訓練應達到什么樣的水平，要著重注意提高哪方面的能力，在此基礎上提出課后思考題，為后續課程內容的學習做好一定準備。同時，教師要注重提高自身的業務水平及管理能力等，完善和提高對課上各個環節的設計和掌控能力。翻轉課堂環境下，最難的是教師身份的轉變。教師要把握好自己的定位，不再是一味地講解知識而是設計課堂、組織課堂，要將學習的主動權轉移給學生，注重提高學生學習的主體性和主動性。

（二）注重學習過程中的考核評價，消除可能出現的“邊緣人”學生

在教學過程中，要注重建立評價學生掌握知識程度和應用知識能力的多元考核辦法，提高考核評價環節的客觀性、可靠性及全面性。比如，本教學實踐中采用的考核機制：課前預習時長（10%）+課前闖關小測試（10%）+課堂報告（10%）+課堂線上測試（10%）+課后作業（10%）+期末考試（50%）。考核涵蓋了課前、課中及課后的多個方面，使考核評價更加趨于公平及合理。同時，作為過程性評價重要依據的各種測試和活動，還會起到激勵學習的作用，督促學生主動學習。同時，有助于教師盡早發現“邊緣人”學生，針對“邊緣人”學生盡快調整教學設計方案，盡量讓所有學生全部參與進來，真正讓學生成為課堂的主人。

（三）教學效果評價不僅僅來自學生

教學效果評價要全面，不僅要注重收集學生對教學效果的評價，教師還要注重評估課堂的實際教學效果。學生對教學效果的評價可以從是否聽懂知識點、從課堂中學到了什么知識、小組討論及全班討論參與度如何等方面加以總結。授課教師對于教學效果的評估可以從課程組織過程是否順利、課堂時間安排是否合理、課程教學目標是否達成等方面展開。通過課后填寫反饋意見表及時開展教學效果評價，充分結合教師和學生的雙向反饋意見，及時調整教學模式，更有利于教學模式的改革與創新。

五、結束語

科技領域產生的重大突破正在深刻影響著人類生產生活的方式，在備受矚目的教育領域里，網絡教育也得到了迅猛地飛速發展。隨著網絡教育資源的不斷豐富與領域的逐漸擴大，其對中國傳統的課堂教學也產生了較大的沖擊和深遠的影響。要面對科技帶來的這一系列挑戰，大學教育教學必須進行改革。高校專業概論課程屬于學科啟蒙課程，在大學教學體系中占有極為重要的地位，對學生的培養起著至關重要的作用。線上教學擁有豐富的網絡資源，能夠將抽象、枯燥的理論以生動活潑、時尚現代的形式展現出來，非常適合高校專業概論課程的教學。但目前的線上教學，仍以視頻、PPT的方式傳播，這種模式的本質仍然是傳統教學模式，只不過將信息傳輸的媒介換成了互聯網。本文在翻轉課堂環境下討論高校專業概論課程的線上教學模式，以現代光電子成像技術概論課程為例，開展全新的線上教學模式探索與研究。在線上教學過程中引入了翻轉課堂教學模式，通過課前、課中、課后三個環節分別進行教學模式的改革與實踐，充分激發學生的主動學習能力，提高了學生的學習積極性，教學效果顯著，有效地規避了披著“互聯網”外衣的“填鴨式”傳統教學，最終形成了一種生動形象、充分激發學生興趣、培養學生專業素養的高校專業概論課程線上教學模式。

參考文獻：

[1]何橋，陳晶晶.高校繼續教育發展趨勢與機制創新[J].黑龍江高教研究，2011（7）：31-33.

[2]林莉君.全球首個中文版“慕課”平臺開放在線課程——“慕課”來襲能否撬動我國高等教育變革[N].科技日報，2013-10-15.

[3]李慧珺，王現英.翻轉課堂在物理化學教學中的策略研究[J].教育教學論壇，2019（27）：2.

[4]王娟，張晶蕊.智慧型課程教學模式構建研究[J].中國教育技術裝備，2019（5）：39-41.

[5]趙麗萍，梁小英.運用翻轉課堂理念對線上線下混合式教學探索研究[J].智庫時代，2018（37）：259-260.