基于微課的翻轉課堂模式在Matlab教學中的研究

桑海風等

【摘要】通過對微課和翻轉課堂概念和特點的研究，將微課的翻轉課堂模式引入到《Matlab 程序設計與應用》教學中，給出了Matlab教學中微課翻轉課堂模式的具體實施流程以及實施方案.

【關鍵詞】微課； 翻轉課堂； Matlab

一、微課

1.微課的起源與定義

“微課程”（Microlecture）這個概念，最早是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師戴維·彭羅斯（David Penrose）于2008年秋首先提出的，并成功地在翻轉課堂教學過程中使用.目前國內比較權威的“微課”定義是胡鐵生的最新定義3.0版： 微課又名“微課程”，是“微型視頻網絡課程”的簡稱，它是以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點（如重點、難點、疑點、考點等）或教學環節（如學習活動、主題、實驗、任務等）而設計開發的一種情景化、支持多種學習方式的在線視頻課程資源.

2.微課的主要特點

（1）教學時間“微”.

（2）教學內容“微”.

（3）教學資源容量“微”.

二、翻轉課堂

翻轉課堂（Flipped Classroom）這個概念，最早是由美國科羅拉多州林地公園高中的化學老師喬納森·伯爾曼（Jonathan Bergmann ）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）于2007年春首先提出的.當年他們開始使用視頻軟件錄制PowerPoint演示文稿并附上講解聲音，并將錄制的視頻上傳到網絡，以此為不能按時上課的學生補課.不久他們進行了更具開創性的嘗試——逐漸以學生在家看視頻、聽講解為基礎，在課堂上，老師主要進行問題輔導，或者對做實驗過程中有困難的學生提供幫助.這就是翻轉課堂模式的初步形式.所謂翻轉課堂，是指在課外的時間，通過在線教學視頻、聽播客、閱讀功能增強的電子書等讓學生自學完成課堂知識；而在課內時間，教師基本不講授知識，而是解決學生在課外學習的疑惑，采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習.翻轉課堂采用全新的教學理念和方式，真正體現了學生學習的主體性及教師的主導性，徹底改變了傳統課堂的教學模式[4].在翻轉課堂上，學生從被動的接收轉變為主動的學習，充分發揮了學生的主觀能動性；而教師從講授者轉變為引導者、組織者和幫助者，有利于教師進行個性化教學和學生的個性化發展.

三、基于微課的翻轉課堂模式在Matlab教學中的實施

1. 實施流程

基于微課的翻轉課堂模式在Matlab教學中的實施流程如圖1所示

2.具體實施方案

（1）制作微課視頻及練習

《Matlab程序設計》分為系統環境、數據及其運算、矩陣分析與處理、程序設計、繪圖、數值計算與符號計算七個部分.根據執行性和操作性強特點，再將這七個部分分解成具體的微課單元.如將數值計算分解成數據處理、多項式計算、微積分計算、線性方程組數值解計算、非線性方程數值解計算與常微分方程數值解計算共計六個微課單元.

首先對具體微課單元進行自主學習設計單，主要包括學習指南、學習任務、問題設計、習題設計、學習反思等.其次對具體微課單元進行微課制作，時長控制在15分鐘以內，防止學生產生厭倦情緒.最后對具體微課單元編制難度適當的練習，激發學生學習興趣.

（2）學生課外學習

《Matlab程序設計》微課學習平臺設計圖如下：

在第一次課外學習前，先對班級進行分組，每組選出一名組長，主要任務是及時向教師反饋本組課外學習情況.結合本校實際情況，可分成8組，每組大概5人.具體操作體現在每次微課學習過程中，教師首先布置自主學習設計單，學生自由選擇時間、地點、方式進行課外學習.其次學生在觀看微課時，及時記錄下疑惑不解的知識點，以便在課堂學習中與同學、老師交流.

（3）學生課堂學習

根據《Matlab程序設計》課程的特點，課堂學習基本在實驗室完成.首先教師對學生課外學習中的疑點進行針對性答疑，對練習中遇到的實際問題進行現場解決.其次根據微單元的知識目標，組織同學獨立或小組合作完成課堂活動.以數值計算單元學習為例，在前期階段的課堂活動主要完成書上內容上機練習的課堂活動；到了后期階段，鑒于對數值計算單元目標已基本掌握，可適當安排一些較復雜且較實用的數值計算問題進行課堂交流活動，如利用牛頓下山法求解非線性方程的數值解問題.最后通過集中展示等方式，向同學展示優秀作品.

四、結語

綜上所述，基于微課的翻轉課堂模式，從以教為主向以學為主轉變，以課堂教學為主向課內外結合轉變.實踐證明，在實踐性強的高校課程中實施翻轉課堂是可行的.具體在Matlab教學中引入基于微課的翻轉課堂模式，具有讓學生自主掌控學習，增強學生學習中的互動和提高學生動手實踐能力等優點.但翻轉課堂教學模式畢竟是一種全新教學理念，只有在實踐中不斷的積累經驗，才能找到適合Matlab教學的翻轉課堂教學模式.