基于翻轉課堂的個性化教學方法研究

高麗萍　霍歡　曹春萍

摘 要： 個性化教學是尊重學生個性的教學，需要根據學生的興趣、愛好、特長、個性、基礎等進行因材施教，這是信息化社會和現代教育發展的必然趨勢。跨系選修課程的開設須考慮學生在基礎、專業、時間等方面差異，如果仍然采用傳統教學中以班級授課為主的填鴨式教學方法，則教學效果會較差。本文提出在這類課程的教學中，采用翻轉課堂的個性化教學法，開拓思維，鼓勵創造，因人而異，促進學生多元化發展。教學實踐證明，該方法可以取得較好的效果。

關鍵詞： 翻轉課堂； 個性化教育； 課程改革； 跨系選修

中圖分類號：G40 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）01-79-04

Research on the individualized teaching based on flipped classroom

Gao Liping， Huo Huan， Cao Chunping

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract： Individualized teaching is a teaching method， which respects the personalities of the students. It launches teaching based on the students' interests， hobbies， strengths， personalities， etc. It is an inevitable trend with the development of the information technology and modern education. During the teaching process of the elective and cross-department courses of the students， due to the differences in the basics， specialties， time， etc.， if still adopt the traditional cramming teaching method， the teaching effect will be poor. This paper presents the process of using flipped classroom teaching method during the teaching process of such courses to encourage creativity， broaden mind and promote the diversified development of students. Teaching practice has proved that this method can achieve a better result.

Key words： flipped classroom； individualized teaching； curriculum reform； cross-department course

0 引言

隨著信息化技術和知識經濟時代的發展，社會競爭日趨激烈。現代企業要想在競爭中立于不敗之地，就需要大量的有個性化能力的人才[1]。傳統教育主要以課堂授課為主，對學生一視同仁，同樣的課程采用相同的教學大綱、教學模式、進度安排和考核形式等。這種一刀切的教育模式，不利于學生按照自己的興趣愛好自由發展，學校也就不能為企業直接輸送他們所急需的人才。

研究生與本科生的不同點在于他們具有一定的獨立學習能力，大部分學習內容可以通過自學的方式掌握，不易自學的部分則可以通過小組討論或者教師講解的方式來學習。基于這樣的考慮，我們提出采用翻轉教學法[2-4]來鼓勵學生按照自己的需求進行自主學習，將學生的學習過程放到課堂外完成，而充分利用課堂時間把自己不懂或者不明白的問題拿出來與教師溝通交流。改變統一試卷的考核方式，允許學生按照自己的學習方向選擇相應的題目來進行解答。在教學中，教師根據學生個人的興趣、愛好、需要、進度等要求，為學生制定學習計劃、任務，并安排相應的教學活動[5-6]。在基于翻轉教學的個性化教學中，學生是學習的主體，教師起到輔助、幫助學生的作用。

本文以“算法設計與分析”課程為例，討論如何在研究生課程的教學過程中采用翻轉法教學以滿足學生個性化學習的需求。“算法設計與分析”是計算機專業的核心課程，同時也是面向全校學生的選修課程[7]。通常班級里人數眾多，且來自各個不同的專業，學生基礎差異較大。本文提出的基于翻轉課堂的個性化教學方法將教學分為三個階段：教學前的準備階段、教學階段和教學后的整理階段，這三個階段銜接方能實現個性化教學的目標。

1 個性化教學

最早的教學是個體教學（即一對一教學），所以能接受教育的只是極少數貴族，后來逐漸演變為班級教學（一對多，即一個教師對一群學生）。班級教學的產生大大加快了人類文明的進程。但是進入到信息化社會我們發現，班級教學雖不象盧梭所說：是學生心靈的屠宰場，可它那一刀切的模式卻讓越來越多有獨立思考能力有創新精神的學生難以忍受，這樣的教育也越來越不適應科學技術日新月異的信息化社會。于是出現了個性化教育。

我們理解個性化教育的概念是：教師根據學生的具體情況，有創造的設計教學過程，前提正確認識學生的個體差異，因材施教，使每個學生都在原有的基礎上得到發展。這就需要改變傳統的教學方式，建立新的教學方式，實現從教學范式向學習范式，從以教師為中心向以學生為中心的教學理念的轉變。這個概念落實到課堂教學中就是要實施個性化教育。即以學生的個性化差異為依據，運用個性化的教學方法、策略和技術，使每一個學生都能找到適合自己才能發展的獨特領域。

因材施教、個性化學習是教育所追求的最高目標，但在傳統教學的班集體授課制中，要實現這一點是很困難的。信息技術和通訊技術的發展，以及計算機網絡在教育中的普及應用，更好地促進了翻轉教學方法的發展。網絡所具有的分布式特點可以使學生在物理位置上分散的地點進行自主學習。網絡資源的非線性特征，也可以方便學生記錄自己的學習過程，挑選自己感興趣的章節。

2 翻轉法教學

翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，課堂內的寶貴時間用于讓學生專注于基于項目的學習和探討，師生共同研究和面對本地化或全球化的挑戰以及其他現實世界面臨的問題，從而獲得更深層次的理解。教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課后自主學習，他們可以看視頻講座、播客、閱讀電子書，還能在網絡上與別的同學討論，能在任何時候去查閱需要的資料。教師也能有更多的時間與每個人交流。在課后，學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要，促成他們的個性化學習，其目標是讓學生獲得更真實的學習效果。

翻轉課堂模式是大教育運動的一部分，它與混合式學習、探究性學習、其他教學方法和工具在含義上有所重疊，都是為了讓學習更加靈活、主動，讓學生的參與度更高。互聯網時代，學生通過互聯網學習豐富的在線課程，不必到學校接受教師講授。互聯網尤其是移動互聯網催生了“翻轉課堂式”教學模式。“翻轉課堂式”是對基于印刷術的傳統課堂教學結構與教學流程的徹底顛覆，由此將引發教師角色、課程模式、管理模式等一系列變革。

3 基于翻轉課堂的個性化學習方法

“算法設計與分析”是計算機科學與技術專業的專業課[7]。無論是計算科學還是計算實踐，算法都在其中扮演著重要角色。該課程的教學目的是講授在計算機應用中常常遇到的實際問題的解法，講授設計和分析各種算法的基本原理、方法和技術，培養學生對算法復雜性正確分析的能力。為了對學生進行個性化培養，本文引入翻轉課堂，建立以學生為主，以教師為輔的新教學體系。將教學過程分為三個階段：教學前的準備階段、教學階段和教學完成之后的整理階段。

3.1 教學前的準備階段

教學前的準備階段改變了傳統教學中以紙張為主的備課模式，教師不僅需要熟悉所要教授的課程的主題內容，還要具備音視頻處理、課件制作、網站架構及網頁設計的能力。在授課之前，教師首先錄制教學視頻，之后以主體為單位將視頻進行編輯、裁剪、組合，必要時重新進行配音。這里強調以主體為單位對視頻進行管理是因為現有的檢索工具不能提供對視頻內容的檢索，這種一主體一視頻的方式方便學生按照主體關鍵字對視頻進行搜索。視頻資料整理完成之后，教師需要進行相應的課件制作（主要以PPT的形式）、動畫制作（主要是Flash的形式）及相應的素材整理（教學大綱、課程計劃、練習素材等）。為了方便同學或師生之間能夠就某些問題展開討論，教師需要搭建一個課程論壇。在論壇中，學生可以隨時提問或者回答有疑問的問題。論壇作為一個獨立的模塊可以為多門課程所復用，故作為一個獨立的模塊被搭建。最后，教師進行網頁設計，將課程網站中所需要的頁面以主體為單位，整合所有的視頻、音頻、課件、素材等資料，進行搭建。經過這一階段之后，學生開課之前的準備工作就已準備就緒。教學前的準備階段分為五個過程。如圖1所示。

[錄制教學

視頻][視頻剪輯編輯][課件制作，素材整理][課程論壇搭建][課程網站搭建]

圖1 教學前的準備階段

3.2 教學階段

翻轉教學法以學生自學為主，鼓勵學生課前學習，培養學生自主學習的能力。學生可以根據自己的學習習慣調整自己的學習進度，網站提供非線性學習的功能支持，學生可以對已經學習過的主題進行標注，并可以對有疑問的地方做備忘備注。討論以兩種方式展開：課堂討論及論壇討論。方便學生課堂和課外都能進行知識點探討。教師組在課堂上分小組對學生進行答疑。教學階段分為四個過程，如圖2所示。

3.3 教學后的整理階段

教學階段之后，教師要根據學生的疑點問題進行分析總結，并添加答疑模塊到課程網站中。每堂課結束之后，教師通過課程網站安排相應的課后練習，課后練習題包括理論題和上機操作題。開通相應的FTP服務器以離線接收學生作業。整理階段分為四個過程，如圖3所示。

[課前預習、自

主學習][課堂分小組討論][論壇在線討論][教師課堂答疑]

圖2 教學階段

[疑點問題

總結][課程網站添

加疑點模塊] [理論題練習＼&][上機實踐練習＼&]

圖3 教學后的整理階段

3.4 課程網站設計

課程網站建設是翻轉課堂的核心和關鍵部分。為了支持前面我們所設計的三個教學階段，本文所建設的網站主要包含九個模塊：課程簡介、教學大綱、電子教案、課后練習、教師隊伍、主體視頻、經典動畫、疑點討論和課程交互。如圖4所示。

課程簡介部分描述了課程的教學目標和教學內容；教學大綱部分描述了課程的學時、學分、授課對象、先修課程、主要內容、基本要求、參考書目及學時分配等；電子教案給出了教師整理的所有電子材料，包括電子課件、素材資料等；課后練習給出了每一個主體所對應的理論題題目、答案及上機作業；教師隊伍描述了課題組所有成員的辦公地點、答疑時間及聯系方式等；主體視頻則是按主體分類的教師授課視頻；經典動畫是教師用FLASH做的對諸如二分查找等經典算法的動畫演示；疑點討論則是教師根據學生的課堂提問所整理出來的常見疑點及問題的描述；課程互動模塊所提供的論壇模塊方便同學及老師之間進行協作和交流。同時，課程互動模塊中的問卷調查也方便老師以向學生發問卷的形式對授課效果進行了解和總結。

3.5 考核方法

由于采用個性化教學方法，每個學生所關注的知識點和興趣點可能互不相同。因此，如果采用傳統的基于統一試卷的測試方法則有失公平。本文根據知識點的性質將主體分為兩種：必學部分和選學部分。其中必學部分包含課程中所涉及到的核心算法，例如迭代算法、分治算法等；而選學部分則包含課程中所涉及到的高級算法，例如進化算法、圖算法、動態表算法等。其中前者占課程內容的60%，后者占40%。我們對考試做了兩方面的改革。

⑴ 學生成績由平時成績、期末成績兩部分組成。其中前者占50%，后者占50%。學生的平時成績由以下三個因素決定：課堂表現占20%，作業占40%，實驗成績占40%。

⑵ 期末考試我們采用固定命題+自主選題混合方式。其中60%的題目來自必修部分的知識點，這部分采用固定命題方式；另外40%的題目來自選修部分的知識點，這部分則采用學生自主選題的模式。

4 實驗結果

本文從學生評教得分、學生成績平均分及最高分三個方面對教學效果進行測評。圖5是2014年未課程改革之前及2015年課程改革之后的對比圖。從圖5可以看出，基于翻轉課堂的個性化教學方法能明顯提高學生成績，同時，學生對新的教學方法的滿意度也較高。

5 總結

在研究生教學階段，教師教學的重點已不是傳授知識，而是讓學生學會自主學習，即培養學生的學習能力。翻轉課堂的興起可為學生提供一個“自主學習”的學習環境，能夠支持學生的個性化發展。以個性化的教學理念指導教學，能幫助學生全面提高學習能力、提升學習成績，幫助學生獲得更好的教育資源，使他們在學業、應試、競賽及綜合素質等方面增加競爭力。近一年的教學實踐也很好的證明了這一點。

進一步的研究工作包括將基于翻轉課堂的個性化學習方法推廣應用到更多的課程，如數據庫原理及應用、計算機網絡等。

參考文獻（References）：

[1] 陳蕾，張怡婷，許建.基于創新能力培養的算法設計與分析課

程教學改革[J].計算機教育，2010.20：27-29

[2] 曾明星，周清平，蔡國民，王曉波，顏一鳴，黃云，楊燕萍.軟件開

發類課程翻轉課堂教學模式研究[J].實驗室研究與探索，2014.33（2）：203-209

[3] 曾明星，周清平，王曉波，蔡國民，董堅峰.軟件工程專業“翻轉

課堂”云計算教學平臺探討[J].現代教育技術，2013.23（8）：26-31

[4] 呂光.翻轉課堂教學模式在《居住空間設計》課程教學中的應

用研究[J].藝術科技，2014.4：10-13

[5] 王曉風.課堂體育教學促進學生的個性化發展[J]. 文體用品

與科技，2015.10：134-135

[6] 劉立，陽小華，汪琳霞，劉芳菊，李悛.啟發式翻轉課堂教學模

式研究[J].實驗技術與管理，2015：32（5）：31-34

[7] 呂國英，任瑞征，錢宇華.算法設計與分析（第2版）[M].清華大

學出版社，2009.