《城市軌道交通概論》反轉課堂教學設計與實踐

方 波 朱菊香 王新宇

無錫學院，江蘇 無錫 214105

反轉課堂是一種源于美國的新型教學形態，一般指基于信息化技術，將傳統課堂中的知識和理論通過視頻、課件等資料形式分享到網絡平臺，讓學生通過網上自學—發現問題—課上討論—課后鞏固的方式完成知識和技能的學習［1-2］。這種教學設計采用反向教學理念，突出了學生的主導地位，非常適宜激發學生學習的興趣和積極性，目前在許多中小學課程中進行了多種改進和實踐［3］，但是在大學課程教學中應用的較少［4］。高等教育教學仍然以傳統的正向課堂教學方法為主，一些新教學理念和方法多是個別課程少數時期的應用與探索。教育部2000年提出“新世紀高等教育教學改革工程”［5］，此后高等學校本科教育掀起了教學改革與實踐的高潮。在這場教改探索中，貼近工程實際的項目式教學法得到了廣泛研究和推廣［6-7］，而對反轉教學的應用研究匱乏。本文以《城市軌道交通概論》課程為依托，結合實踐探索反轉教學理念在概論類課程中的教學改革設計思路。

一、課程特點與人才培養現狀

《城市軌道交通概論》課程是城市軌道交通專業一門必修的專業基礎課，培養目標是讓學生對城市軌道交通系統有一個全面概括性的認識，掌握系統的基本組成和工作原理，了解當前軌道交通的新技術設備以及其配套的運營組織，為后續的專業知識和技能學習夯實專業基礎。

與其他專業基礎課程相比，概論和高論類課程的教學不僅受行業專業特征、學生特征和常規教學方法的影響，同時很大程度上也受課程定位的影響，其課程特點和人才培養現狀如下：

（一）概論類課程內容涉及面廣、知識點多而零碎。本課程包含線網規劃、線路設計、車站、車輛、供電、信號與通信、交通駕駛、運營組織等內容，涉及交通工程、建筑工程、通信工程、電力工程、項目管理等多個學科。每個學科都有其獨立的專業知識體系，整個課程涉及的知識點多而零散，如果沿用傳統的課堂面授教學，那么識記、理解和掌握的過程就變得困難而耗時，教學實效性較差。但是每個學科包含的內容技術性并不很強，不適用項目式教學。

（二）概論課程定位是先期引導，承擔專業知識和文化價值雙重教學任務。概論類課程多在一年級開設，是學生接觸專業知識的伊始，課程內容往往涵蓋社會科學和自然科學兩個層面，如本課程的內容還包含軌道交通建設發展史、國內外經典案例以及最新技術和理論的介紹。行業的文化背景、發展歷程和價值理念的傳承也屬于此類課程的教學任務。

（三）教學以教師為主體，學生學習積極性不強。一方面教學主要依賴教師的專業知識和教學水平，而概論類課程是源于實踐而又高于實踐的概括性較強的交叉學科，而很多教師是學校畢業后就從事教學工作，未有充分的工程實踐經驗，無法綜合掌握各專業的知識。另一方面，概論類課程的目的是吸引學生了解、認識并認可行業，需要學生主動學習，發現并探索自己的專業興趣點，更強調學生的參與度。

二、反轉課堂教學設計思路

反轉課堂教學模式極大地改變了傳統教學模式中教師和學生的定位與角色，改變了以往的教學過程和教學理念，教師根據課程的教學目標和知識結構通過多媒體技術或教學過程的優化，引導學生進行自主探索、互相交流。教師可以針對學生學習過程中遇到的問題和難點進行有效的講解，讓學生展開充分的互動交流，進行自主思考，進而實現知識的吸收內化。本課程并不直接引用反轉課堂的教學方式，而是基于“反轉”理念，結合目前傳統正向教學實踐中暴露的問題進行以學生為主體的課程重設。整個課程設計思路如下：

（一）認知過程反轉化

傳統正向教學，教學架構是一個從理論到實踐，教學內容是從功能到模態的過程，那么反轉教學的思路，就是個逆向過程，即先認識實踐再梳理理論、先認識模態再認知功能。通過讓學生先感知和操作，激發其主動性和積極性，自發地進行學習和探索。

（二）教學資料開放化

反轉課堂始終圍繞學生，教學資料也是開放和共享的。在傳統的教學資料與學生共享的同時，充分利用互聯網平臺和數據庫，教授學生文獻資料檢索能力。如此也一定程度上彌補了教師對交叉學科中其他專業領域知識的不全面。

（三）教師配置雙師化

本課程在教學中選用雙師型教師，兩位授課老師均有超10年的工程項目經歷。雙師型教師不僅有較強的專業實踐能力，同時其專業知識面也更廣，對行業中其他學科的認知和關鍵點的把控也更好。

（四）學習任務小組化

考慮到本行業對團隊意識要求較高，引入小組化教學設計方法，將班級同學劃分學習小組，鼓勵小組內部任務劃分，組員間合作交流討論。在學習知識的同時，融入素質教育內容。

（五）課程考核多樣化

概論類課程重點是讓學生了解行業的歷史和發展，熟悉當前專業技術和理論，對專業產生學習的欲望，考核并不需要注重個別知識的掌握，而是學生的自主學習、積極討論、勇于解惑和歸納總結等表現。

三、反轉教學模式開發

概論類課程教學對象都是剛踏入大學校園的學生，處在學生到專業技術人員的轉變中，教學模式開發時應注重“主動性”構建［8］：培養學生主動學習和思考的能力；提高其發現問題并自主解決的能力；引導其發現目標、制定計劃、主動承擔自我發展的責任。因此，在教學實施中，從學生認知的角度出發，采用“反轉”理念進行主動式的教學模式開發。

（一）反轉式認知過程

傳統正向的認知過程，往往假設學習者是從零開始，慢慢把各個模塊的知識一點點地填充到學生的認知體系中。反轉式認知強調對一個既有事物的理解、分析和表達，這個過程不是從零開始，而是從一個具體而明確的對象開始，讓學生先對客觀存在的事物進行自主的觀察與學習，自發研究并分解知識架構，然后重構優化，最終建立自己的知識架構體系，如圖1所示。

從認知過程可看出，這種認知方式是以學生為主體，充分調動了學生自主學習的主動性。知識架構的建立過程不再是填塞式的，而是由學生自己觀察、分解、分析、探索、解惑和總結形成的獨立的知識架構體系。這個過程中老師主要是在前期系統知識學習的過程中及時交流和引導，后面各專題知識學習的分析探索中主動詢問，及時答疑解惑，發現認知偏差時及時引導糾偏，每個專題學習后進行評價和總結。尤其是答疑和糾偏過程，讓學生自己的認知架構更加完善，這種方式也有利于強化學生的記憶。

（二）反轉式教學模式

采用小組活動的教學方法，學習過程中充分發揮團隊力量，提高學習的效率和趣味性。教學模式也是從個人和小組兩方面出發（圖2）。課前小組通過討論明確成員的任務和要求，并組織開展對周邊軌道交通的調研；個人獨立進行專題知識學習并完成自己的小組任務；小組經過多次討論交流匯總成果。課中先進行討論和答疑，教師引導學生主動提出問題，交流想法和見解；而后開展小組專題匯報和質詢，鍛煉學生的展示和表達能力，通過聽取他人匯報、提出問題、交流討論，提高個人的學習效率，借鑒小組成果表達和展示能力。課后根據課堂上的匯報結果，總結和完善成果材料，并獨立完成個人的課后作業。

圖2 反轉式教學模式

四、教學反思與總結提升

通過實施反轉課堂教學模式，改變了以往教師為中心的教學模式，賦予學生更多的自主性，基于實際學習效果的課堂答疑和討論明確了學生的學習目的，尤其學生間互相答疑的機制留給了學生更多的創造性空間，課堂教學效果大大提高；此外，學生考核機制也從以往的單一考核知識水平轉變為考核學生的日常學習過程，考慮學生的課堂互動情況，如回答其他學生提問、參與課堂討論等，能夠更真實地反映學生對課程的掌握情況。

根據教學實踐發現，反轉教學方式優化了傳統正向面授課程的單調，克服了概論類課程教師的專業局限性，激發了學生主動學習的熱情，在培養學生創造性思維和批判性思維方面有突出表現。但是由于教學對象、教學過程和教學內容的復雜和多變，任何一種教學模式都需要不斷的改進與提升。

一是應與學生學習能力提升過程相適應。大一學生對新教學方法很感興趣，但是已經習慣并熟知傳統正向面授課程模式，對反轉課堂模式有一定的適應過程。因此，教學之初應增加一個過渡階段，使用較少的反轉形式，如某個知識點的課堂上自學與答疑，讓學生了解和掌握自學自答的技巧。再不斷提升反轉比例，讓學生學會通過網絡和數據庫進行知識的獲取、加工。最后開展小組系統學習專題知識的活動，讓學生學會溝通交流和評價反饋。

二是結合不同的知識模塊特點進一步深化細化。由于本課程每個知識模塊都有巨大的擴展空間，需要教師提前細化專題知識界限和深度，防止學生過度聚焦一個點，出現管中窺豹的問題。同時，大一學生的學習計劃能力不高，教師也需要根據模塊特點細化反轉學習計劃，防止出現過度拖延問題。