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“模拟电子技术基础”翻转课堂教学实践

更新时间:2016-07-05

0 引言

“模拟电子技术基础”课程是电子信息、自动化和电气类等专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课,具有自身的体系和很强的实践性[1]。课程的教学目标不仅是要求学生掌握相关知识,更重要的是提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。由于本课程知识点较多,而在目前高校普遍压缩学时的大背景下,采用传统的“以教师为中心”的课堂传授教学模式,完成知识的传授都略显紧张,更不要说提高学生的综合能力了,而且“以教师为中心”传统的教学模式也无法适应学生的发展要求[2]。为此,我们需要转变观念,将教与学的重心真正转移到“以学生为中心”的教育上来,而翻转课堂结合在线课程的教学模式,可以较好地贯彻“以学生为中心”的教学理念,很好地解决课程教学中现存的问题。

另一方面,教育信息化也促使“以教师为中心”的知识灌输型教学模式向以培养和提高学生自主学习、团队学习、创造性学习能力为中心的个性化教学、导学模式转变[3]。在线开放课程(MOOC和SPOC)正是教育信息化典型的代表,它使翻转课堂教学在当下变得切实可行。

1 对翻转课堂教学的认识

1.1 什么是翻转课堂

简单地说,翻转课堂教学方式就是将传统课堂内做的事(学习新知识)放到课外(课前)做,而将传统课堂外做的事(知识的内化)放到课内做。翻转课堂是一种形象的说法而非一个科学的概念。翻转课堂是对传统课堂教学结构与流程的彻底颠覆,由此引发了教师角色、教学模式、学生学习方式等一系列变革[4]

翻转课堂有三个基本特征:第一,翻转课堂的目的在于满足学生的个性化学习能力及方式;第二,翻转课堂的本质在于变革传统的课堂教学方式;第三,翻转课堂在现代信息技术的支持下变得具体可行[4]。在翻转课堂教学方式中,学生根据自己的能力,通过教师提供的在线课程等丰富的学习资源,选择适合自己的方式在课堂之外进行个性化的知识学习,完成教师安排的学习任务。在课堂上,采用讨论式教学方式,教师给出引导性问题,组织学生分组研讨,深化对课程知识的理解,随时为他们提供个别化指导,共同解决遇到的难题。广义的翻转课堂是指通过调整课堂内外的教学关系,将学习的决定权从教师转移给学生[4]

习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会报告中指出:“要建立现代金融体系”;“健全金融监管体系,守住不发生系统性金融风险的底线”。 “校园贷”作为现代金融体系中不可忽视的一部分,在现实中却是一把双刃剑。进入校园后,一方面为在校大学生提供了便利的同时,另一方面也不断爆出各种负面新闻。根据媒体报道,因各种原因落入“校园贷”圈套的被骗学生已不在少数。及时发现高职院校“校园贷”中存在的问题,增强高职院校学生相关的法律观念和意识,抵制不良“校园贷”,防患于未然,对于高等职业人才的培养具有很强的现实性和迫切性。

1.2 翻转课堂的优势

传统课堂教学方式完全忽略了不同学生的差异,学生以同样的进度接受同样的信息。事实上,当教师传授相同的知识内容时,不同的学生会有不同的反映,有些学生觉得太容易而显得很无聊,有些则听不懂教师在讲什么。传统课堂教学的逻辑是教师教得好,学生必然学得好。可事实上教师确实教得很好,但未必学生都能与教师的进度同步,学得有好有差。它的最大弊端在于不能满足学生的个性化学习需要[4]

另外,教学场地最好是几人围坐式桌椅的教室。

不仅如此,翻转课堂是践行“以学生为中心”教育改革的一种有效方法。反思我们自己的知识和专长是如何得来的?一定不是“教”出来的,而是“学”出来的。学生的知识、智力、能力和经验的发展,其根本都是大脑的发展,而有效的学习才是构建学生大脑知识网络的关键因素[2]。翻转课堂教学方式不仅为学生的有效学习创建了客观环境,而且还为学生学习的高阶思维活动提供了舞台。

下面从布鲁姆认知领域教育目标分类的角度,看看传统课堂与翻转课堂的优劣[2]。由图1看出,传统课堂教学主要完成的是记忆和理解等低层次教育目标,发展的是学生低阶思维,而高层教育目标的实现难度更大,反而要在课外完成,得到教师的帮助机会少,不利于学生高阶思维的训练。反观翻转课堂教学,难度较低的记忆和理解等低层次目标放在课外实现,而课内主要完成难度高的高层次教学目标,更容易获得教师和同学的帮助,有利于学生的高阶思维训练。另外,由于有现代信息技术支持下的在线开放课程的支撑,原本难度不高的低层次教育目标的达成也变得相对容易了。

在翻转课堂的学习活动中,学生是当然的主体,教师在学生学习活动中所发挥的作用在于指导与帮助学生,使其学习更加有效。在教学活动中,主体仍然是学生,教师的地位与作用同传统教学中教师的地位与作用相比发生了巨大的变化,教师是资源的提供者、教学的设计者、学习活动的指导者、教学过程的管理者,其角色呈现出多元的特点,对教师专业水平的要求更高了[4]

图1 布鲁姆认知领域教育目标分类的六个层次与两种教学的关系

1.3 教师的角色和任务

教学的目的、任务不在“教”,而在 “学”。“以学生为中心”最根本的是要实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变,从“传授模式”向“学习模式”转变[5]。教师的教学活动始终以学生的学习为本,不能“为教而教”或“教教材”,而是要为学生学习活动的有效而开展必要的教。教是条件,学是本体,教师之“教”存在的逻辑在于有利于学生之“学”,学习活动是一切教育包括教学活动的真正逻辑起点[4]。翻转课堂教学恰恰是关注学生学习的一种教学方式,它的本质是回归教育活动的逻辑起点,所以它是典型的“以学生为中心”的教学模式。

②信息过于密集:考察杨凌农业示范区时,讲解员在“超级菜园”展馆介绍道:“本馆采用立柱栽培、架式栽培、袋栽、盆栽、槽栽等方式,展示了生菜、黄瓜、西瓜、甜瓜、彩椒、番茄等14个瓜果品种的高产高效栽培模式。”由于瞬间记忆能力不足,笔者注重抓取主要信息,概括输出为Different methods such as bag cultivation and pot cultivation are used here.Lettuce,cucumber and other 14 vegetables are planted effectively.

1998年,翟桂芝从供销社下岗后,自己开始做生意,卖蔬菜、种子、农药和农膜。翟大姐做生意一向都是诚信经营,进货都进最好的,卖最好的,这样老百姓用着效果好,久而久之大家都很信任她。很多街坊邻居都跟她说:“翟大姐,我们就信你卖的东西,既然你都卖了种子、农药、农膜,你也卖卖化肥吧,省得我们还得去别处买。”

从传统课堂到翻转课堂,教师关注的焦点要从如何讲清楚知识点转变为如何设计学习活动、营造学习环境、引导学生学习、检查学习效果、辅导并解答学生疑问。教师在选择教育资料、激活知识、促进思考方面发挥主导作用[5]

2 翻转课堂教学实施方式

对学生学习行为和学习情况调查结果如表1所示。从表中看出,第一轮三分之二以上的学生能按照要求认真完成课前任务中的“学习内容”,第二轮则有近90%的学生做到了,这是顺利实施翻转课堂教学的前提和保证。但是第一轮只有五分之一的学生自学完后会核对课前任务中的“学习目标”和“引导性问题”,来反思自学的效果,第二轮能这样做的学生人数增加到了37%。这反映出学生的配合并不是很理想。从表中也看出,翻转课堂教学方式需要学生投入更多的时间,大约每周要比传统教学方式多花2~3小时左右。从对学习资源类型的利用情况看,看MOOC和看书所花时间相当,说明在线课程资源为翻转课堂教学提供了有力的支撑,而且看MOOC和看书已成为学生最主要的自学方式。但是有个值得注意的现象,就是学生很少通过观看资源共享课中的视频来学习。究其原因,与MOOC中视频相比,资源共享课中的视频基本上是教师课堂上课的实况录像,学生普遍反映:“内容和节奏不适合长时间观看”,“拖沓,容易分散注意力”;而MOOC中的视频是经过精心设计制作的,内容安排更紧凑,观看效率更高。另外,学生平均3周左右才能适应翻转课堂教学,其中第一轮有28%的学生始终不能适应,说明这种颠覆传统的新型教学方式对学生来说也是一种挑战。由表2可看出,学生通过自学和课堂互助能掌握三分之二以上的课程内容,剩下的需要在教师的帮助下才能学懂。

2.1 课外学习要求

课外学习需要完成三项任务:①每周课前必须在“课前任务”指导下,通过观看视频、阅读教材或其他资料完成自学;②有小组任务时,还需要有小组讨论;③完成作业。教师必须重视对学生课前学习的指导,切实担负起导学责任,引导学生进行有效的学习。为此,需要给出明确具体的学习任务。例如,在模拟电子技术基础课程每周的学习任务中包含学习目标、学习内容、重点、学习过程中思考的引导性问题、小组任务(不是每周都有)和作业等。

2.2 课内教学

每周课堂教学完成知识的内化和拓展,一般流程为:①课前自学任务检查。可以通过点名提问、测验、查学习笔记等多种方式进行;②问题讨论。教师给出问题,小组讨论后给出问题答案,不同意见随时争论,最后教师解析和点评;③组内讨论解惑。同学相互解答自学中的疑惑,教师巡视辅导,好问题可以提交全班交流讨论;④作业问题讨论、做练习、自习或教师小结;⑤若有小组任务,则小组汇报、质疑、点评;⑥自评和互评(不是每周都有)。其中第1步非常重要,如果没有有效的监督,学生可能就不做课前学习,那么课堂教学对他来说就毫无意义了。在课堂教学中,可以根据实际情况增减流程步骤,调控每一步所用时间。

由于学生课外学习需要投入的时间多于传统教学的时间,所以需要将课内学时分一部分给学生自学或做作业,以减轻学生的时间压力。我们在教学实践中划出约五分之一左右的时间给学生自己支配,但教师仍然到场,进行个别辅导答疑。

在翻转课堂教学中,学生可以根据自己水平和喜好,不受时间地点的限制,在课外完成个性化的学习。在课堂上,学生之间及他们与教师之间的互动交流变得简单容易,学生不仅掌握了知识,而且形成了自主学习的态度与方法,更重要的是在课堂中还学会了以交流与合作的方式解决问题,提高了学习能力。

2.3 学习成绩评定

与传统教学相比,翻转课堂需要加大过程性评价的权重,表现性评价成为重要的评价方式。本课程第一轮的综合成绩构成方式为:课程综合成绩 = 平时成绩50% + 终结性考试50%。平时成绩包括:作业、课前任务检查、测验、组内表现评价、组间表现评价五项。第二轮的综合成绩构成略有调整,改为:平时成绩60%,终结性考试40%。平时成绩包括:作业、课前任务检查、测验、课堂讨论表现、MOOC/SPOC成绩五项。

3 实践结果

借助我校“模拟电子技术基础”MOOC于2016年2月在“中国大学MOOC”上线的有利条件,2016年和2017年春季学期,我们选择了自动化学院的实验班进行了两轮翻转课堂教学试点。两轮学生人数分别为25人和27人。在课程结束后进行了“‘模拟电子技术基础’翻转课堂教学调查问卷”活动,答卷采用无记名方式。

3.1 学习行为和学习情况

翻转课堂教学分为课外和课内两个教学环节。课外主要是指上课前学生自主进行的学习活动。课内是指课堂上开展的教学活动,采用以讨论为主的教学模式。

1 学习情况

学习情况第一轮第二轮能认真完成每一次课前任务要求中需要观看(或阅读)的“学习内容”的人数占比68%88.9%在学完每一章后都会核对课前任务要求中的“目标”和“问题”的人数占比20%37%每周学新知识点的耗时(全班平均)5.3小时5.2小时比传统教学方式每周多花(全班平均)约2小时约3小时自学时花在不同资源类型上的时间占比(全班平均)看MOOC41%48.1%看书47.6%45.2%看资源共享课6%1.5%看其他资源5.4%5.2%适应翻转课堂教学用了多长时间(全班平均)3周,不包括7名学生始终不适应(占28%)3.6周,没有学生始终不适应

2 学习知识的效果(全班平均)

项目第一轮第二轮我每次课前自学能学懂的比例63%71.3%我能独立正确完成作业的比例72.6%77%组内讨论能解决我所有疑惑的百分比60.4%65.9%我能解决其他同学疑惑的比例46.8%49%我需要老师解释才能弄懂的知识大约占30%29.6%

3.2 对学生能力的影响

学生对知识掌握程度以及学习能力提高的自我评判调查结果如表3所示。可以看出,有超过三分之二的学生感到,帮助其他同学的过程,加深了自己对知识的理解,使自己对知识的掌握得更牢固了。大多数学生觉得自学能力、表达能力和协作能力都增强了。

根据上述药剂投加固化方案,模拟现场施工配合比,对固化钻井废弃泥浆进行路用指标检测和浸出液指标检测,检测结果分别见表10、11,检测结果显示各项检测结果均满足指标要求。

3 知识掌握牢固程度和能力提高的效果

评价条目肯定答复占比第一轮第二轮我在帮助其他同学的过程中加深了自己的理解或使自己学到的知识变得更牢固了68%85.2%我自主学习的能力明显提高了64%100%我的表达能力得到了锻炼52%63%我的合作互助能力增强了76%88.9%

由表1~3还发现,第二轮教学情况明显好于第一轮,主要原因是教师经验的积累和教学方法的改进,使翻转课堂教学获得了更好的效果。

3.3 卷面成绩对比

在问卷中设有“对翻转课堂教学模式的感受、意见和建议”一栏,这里摘抄部分学生发表的感言:“效果比传统教学要好,对知识的掌握和理解较深,就是有点花时间。”,“需要跟得很紧,有落下课就很难受,所以相对来说没有较好的挽回措施。”,“挺好的,有利于我们独立思考问题,更加灵活多变地学习未知的知识,让我们的自学能力加强。希望能够将翻转课堂一直办下去!”,“一开始感觉比较艰难,学完一个学期后觉得也很好……”,“现在已经完全适应这种模式,并且有了依赖感,也通过MOOC学其他课程,感觉这是非常好的手段……”,“学习更加深入,学到的东西印象很深,但学习容易陷于一种舍本逐末的状态,需要老师指导。”,“挺喜欢的,上课爱走神,这种模式更适合我”,“翻转课堂有利有弊,利在能提升我们的个人能力,并促使我们自己去主动学习,主动发现问题、解决问题,对我们的长远发展很有帮助。翻转课堂所学到的东西印象深刻;弊在时间问题,着眼于眼前,翻转课堂占用了较多时间,本学期课程多,有些占用了其他课程的时间。”。可以说大部分学生对翻转课堂持肯定态度,同时也反映需要一段适应时间。

(a)第一轮

(b)第二轮 图2 卷面成绩分布情况对比

3.4 学生感言

两轮课程结束后,在统考流水阅卷情况下,都与传统授课方式但同为实验班的考试卷面成绩对比如图2所示。可以看出,翻转课堂教学班级高分数段的学生人数比例明显高于传统教学班级的比例。另外,两轮卷面总平均分也比传统课堂班级分别高出了5.4分和5.5分。说明翻转课堂不仅使学生在能力方面得到了提高,而且学生对知识的掌握程度也明显提高了。

步骤3 完成上述两个步骤后,得到了S(7,n)中边的f-值.根据第1步中的定义,很容易找到映射F,因此得到了S(7,n)的边优美标号.方便起见,引入如下记号:

综合以上实践结果看出,“模拟电子技术基础”翻转课堂教学达到了预期效果,确实让学生得到了比传统课堂更多的收获。

综上所述,对当前的电气工程及其自动化控制而言,PLC技术是一项先进的技术。为进一步提高技术创新水平,需要技术人员不断总结,并提出实践应用策略,以确保电气工程自动化控制技术不断发展,同时加强安全控制策略研究,更好的促进工程的可持续发展。

在这种供电方式下,信号源支持交流输入,通过小容量UPS为信号源供电。 在市电停电情况下,UPS所带蓄电池为信号源供电。如图2所示。

4 结语

通过一轮翻转课堂教学实践,有一些经验体会愿与大家分享。要做好翻转课堂教学,应注意以下几点:①学生是否配合是成败的关键,学生不做,一切都是徒劳。要做学生的思想工作,端正成才观;②要关注学生自学习惯的养成,课前任务完成情况的监督检查环节必不可少;③讨论课要注重培养学生发散性思维和质疑习惯(批判性思维);④小组任务要有利于学生分析问题、解决问题能力的提高;⑤讨论课一定要掌控好时间和节奏。

翻转课堂教学对教师能力和水平有更高的要求。教师对课程教学大纲要有深刻的理解,对课程的教学目标(知识点要求和能力要求)要非常明确,并能将教学目标贯穿于整个教学过程中,所以教师也要不断学习,提高水平。

翻转课堂教学尚有一些难点需要研究和解决。目前30人以内的小班教学才能有效“翻转”,在大班如何实行翻转课堂教学还没有好办法。这是推广的一个难题。时间代价过高是学生对翻转课堂教学最集中的意见,如何平衡学生的学习收获和时间消耗也是需要我们进一步思考和解决的问题。另外,现有的教师教学评价指标体系无法对翻转课堂教学质量做出科学合理的评价。要想不断推进翻转课堂教学,使之成为正常体制内的一种常规教学方式,就必须改进现有的评教指标和方法。

老砍头四周各多了一件小“玩具”:一头白虎、一只螃蟹、一只喜鹊、一个红裙少女。射出飞针的,是老砍头身后的喜鹊。

展望未来,翻转课堂可以进一步与在线开放课程深度融合。例如,平时成绩的一部分可以由SPOC上的测验成绩计算,充分利用在线讨论区进行答疑解惑,还可以在线进行一些有针对性的问题讨论。小组任务汇报也可以引入学生打分机制,提高学生参与度等等。

参考文献:

[1] 教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会. 电子电气基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2] 赵炬明. 论新三中心:概念与历史--美国SC本科教学改革研究之一[J]. 武汉:高等工程教育研究, 2016(3).

[3] 桑新民,谢阳斌.在学习的变革中提高大学教学质量和办学水平--高等教育信息化的攻坚战[J].武汉:高等工程教育研究,2012(5).

[4] 王鉴. 论翻转课堂的本质[J]. 北京:高等教育研究, 2016(8).

[5] 刘献君. 论“以学生为中心”[J]. 北京:高等教育研究, 2012(8).

张林,邓天平,彭立
《电气电子教学学报》2018年第02期文献

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