翻轉課堂模式下提升學生創新能力的應用與實踐

謝迎娟 陳俊風 林善明 劉艷

【摘 要】深化高等學校創新創業教育改革，是促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措。電子信息類專業由于其專業特點，需要更加注重創新實踐能力的培養。我們將翻轉課堂的教學實踐應用于學生創新教育中，探索提升學生實踐創新能力的新途徑，經過教學實踐，拓展教學深度和寬度，也促進了學生對專業的理解和認識，學生學習興趣更加濃厚，課程學習和創新實踐取得了雙贏。

【關鍵詞】翻轉課堂；創新實踐；教學模式；創新團隊

【基金項目】本文系江蘇高校品牌專業建設工程一期項目（編號：PPZY2015B141）、河海大學第一期“翻轉課堂”立項實踐項目（編號：河海教務（2014）56號）、河海大學第二期“翻轉課堂”立項實踐項目（編號：河海教務（2015）10號）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）14-0035-03

深化高等學校創新創業教育改革，是國家實施創新驅動發展戰略，推進高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措。河海大學（下文簡稱“我校”）一直在致力于推進100%的學生接受創新教育、60%的學生參與創新實踐、2%的學生取得高水平的創新成果的“162工程”開展了一系列課堂教學改革的實踐，探索培養應用型創新人才的創新創業教育體系。

翻轉課堂作為一種新型的教學模式，顛覆了傳統的教學順序，對知識傳授和知識內化的兩個過程顛倒安排：學生在課下學習教學內容，教師在課上答疑解惑，與學生交流討論。這一新型教學模式使課程的教學安排進行了重新規劃，已在我校的部分課程中進行了試點和實踐。

電子信息類專業具有工程性、實踐性較強，技術更新快等特點，其專業基礎課和專業課程不僅要關注理論知識，更要注重實踐能力和創新能力，比較適合采用翻轉課堂的教學模式。本教學團隊在配合實施“162工程”過程中，將翻轉課堂的教學實踐應用于學生創新教育中，探索提升電子信息類學生實踐創新能力的新舉措，通過教學模式設計、完善教學內容、建立師生教學團隊、將課堂教學延伸至創新實踐活動中等途徑切實提升學生的實踐創新能力。

一、基于翻轉課堂的創新教育實踐

1.“三位一體”翻轉課堂教學模式

翻轉課堂模式下，課上課下的教學場景發生轉變，學生在課下學習知識，在課上相互討論。知識的傳遞在課前通過在線學習的形式完成，知識的內化則通過交流互動完成。自學、講授和討論成為教學的三個基本環節。根據翻轉課堂的教學特點和基本環節要素，本教學團隊提出了 “三位一體”雙循環的教學模式方案，如圖1所示，明確翻轉課堂基本環節的參與主體、需要完成的任務以及相互銜接關系，為翻轉課堂的實施奠定理論基礎。

在這種教學模式下，學生是學習的中心，教師在課程中更多的是起到教學的設計、引導和組織作用。通過有效的教學設計激勵和引導學生，解決問題、協作探究，促進學生主動學習，培養學生參與創新實踐的能力。在教學過程中，教師退居幕后，負責掌握教學的大方向，學生在學習的過程中提出問題，鍛煉了學習的獨立性，培養了發現問題的思維能力，為創新學習奠定基礎。

2. 翻轉課堂與創新教育的結合

翻轉課堂雖然有諸多優點，但在教學實踐中，我們也發現翻轉課堂也帶來了一些新的問題。一是學生課外時間占用過多。學生在課外需要閱讀教材文獻、觀看視頻，同時還要完成課后的討論，相比傳統的教學方法，課外花的時間明顯增多。二是學習效果對學生的學習興趣和自覺性的依賴較強。視頻的觀看和課后的研討等環節，需要學生自主完成，完成的質量基本取決于學生的自覺性。一旦學生對課程內容不感興趣，看不到課程學習的內容有什么用，同時還要占用大量時間精力，便會產生抵觸、應付等負面行為，將極大地影響教學效果。

學生課外科技創新活動在全國高校都有非常廣泛的開展，也取得了非常豐富的成果，但都有一個共同的問題，就是基本上都是“課外”的科技創新活動，主體是學生在課外第二課堂參與的創新活動，創新團隊也基本和課堂、課程無關。

為了解決這些問題，我們在教學實踐中嘗試將翻轉課堂與學生創新活動結合起來，如圖2 所示，將課堂教學延伸到課后，延伸到第二課堂，打通課內課外的界限，既保障了教學效果，學生也取得了豐富的創新成果，實現雙贏。

（1）將創新實踐內容引入教學，豐富完善教學內容。首先是對相關課程的教學內容進行分析設計，對課程體系進行梳理，重新審視教學內容和與前后續課程的銜接關系，厘清教學環節中涉及的關鍵要素，按章、節、知識點的三級結構，設計課程的教學體系架構，使學生能夠非常清楚地系統地掌握課程的知識體系。在此基礎上，我們對學生課后學習的內容進行了延伸，由課本內容向課程涉及的新技術，以及理論向實踐應用的延伸。要求學生深入了解課程當前章節所涉及的新技術和新方法，及時跟蹤當前的主流技術，緊密結合學生的就業實際，創新實際，使學生的興趣和投入度得到了進一步的提升。根據不同課程的特點，我們將與課程相關性較大的一些電子電路設計題目、全國大學生電子設計競賽題目、工程實際應用項目以及教師的科研成果分解和引入到課程的大作業和課堂討論中，依據不同的學習階段和學生的學習能力設置不同難度的題目，提高學生基礎能力，擴大學生參與面，激發學生學習興趣。通過這些內容的引入，不僅使學生能夠更好地理解課程精髓，掌握學習內容，同時可以在課內便接觸到課程內容在實際中的應用，接觸到創新競賽的內容，了解和跟蹤新技術發展變化，為進一步參與創新活動打下了良好的基礎。

（2）建立師生教學團隊。為了讓不同層次的學生都能得到創新鍛煉，提升興趣，拓寬視野，切身體會專業魅力，有效開展課程的交流研討，將建立師生教學團隊的理念引入到翻轉課堂的教學中，選拔平時表現比較優秀，又具備一定實踐能力的學生作為教師的“小助手”，學生的“小導師”，形成“教師—小導師—學生”三層次的高效師生教學團隊，實現個人能力的互補與優勢共享；教師負責課程的規劃、教學內容的制定，小導師根據自己的能力和特點，協助教師參與對普通學生的管理與指導，形成教師和學生主體之間的橋梁。小導師們取得的創新成果對后續的學生產生了很好的示范作用，小導師自身也得到了很好的鍛煉，對于零基礎的部分學生也能較好完成課程的學習，獲得鍛煉機會；利用了團隊優勢資源，以點帶面，使精英教育的培養模式讓普通學生受益；通過建立師生教學團隊，在指導教師與學生、學生與學生之間建立互助合作讓不同層次的學生都能得到鍛煉，提升興趣，拓寬視野。

（3）創新團隊的組成與實踐。在課程學習討論小組的基礎上，學生根據自己的興趣愛好，自發形成團隊，鍛煉其團隊合作意識，互相取長補短，使學生的學習慢慢進入良性循環狀態，培養了學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。課程的教師直接成為創新團隊的指導教師。這樣就完成了課程學習小組向創新團隊的轉化。在教師的指導下，團隊成員針對某一或某幾個內容進行重點研究和學習實踐，逐漸形成本團隊的研究方向。團隊可以依據自身的研究方向，結合自身的實力情況，參加如申報各級各類項目，校內的各種學科競賽等深化性的學習研究。團隊日常的學習訓練情況，也進入課程的最終成績評定。對于發展潛力好的團隊，還可以進一步進入學院大學生創新創業中心進行培養和訓練。

隨著課程的開設，教師在各年級都指導了不同的創新團隊，高年級的團隊成員中的佼佼者可以成為低年級課程中的“小導師”，高年級團隊指導低年級團隊，形成了教師—高年級團隊—低年級團隊這樣良好的梯隊循環，不僅研究項目可以在不同年級中持續研究，同時為學生的創新活動打下了非常堅實的團隊基礎。

（4）創新活動的深化與提升。通過一段時間的實踐研究，70%左右的團隊的創新活動可以得到進一步的深化和提升。一是通過申報全國、江蘇省及校級大學生創新訓練計劃項目，進一步提升研究層次和水平；二是通過參加“挑戰杯”全國大學生課外科技學術作品競賽、全國大學生電子設計競賽、“飛思卡爾”全國大學生智能汽車競賽等各類學科類競賽項目，進一步鍛煉能力，提升水平；三是通過撰寫論文，申報專利、申報軟件著作權等方式提升學術能力、固化學術成果。近年來，學生在上述幾個方面都取得了豐碩的成果。通過這樣一系列的深化措施，能將課堂學習和實實在在的創新成果緊密結合起來，和學生的專業能力和就業能力結合起來，使課堂與實踐有機結合在一起，學生不僅學習興趣激增，而且辛苦的付出也得到了回報，學生也愿意花更多的時間和精力在課程學習上，反過來對課程教學的效果也是很好的促進。

二、基于翻轉課堂的創新教育實踐應用情況

1. 課堂應用情況

本教學團隊在“電路”“數字邏輯與系統”“Matlab基礎與控制系統”“數電實驗”等課程中采用翻轉課堂的教學模式。在具體實施中，課前設計根據內容劃分知識點、制作小視頻、確定教學方式，課堂教學根據實際內容采用教師講授、學生小導師講授、小組討論、全班研討等靈活的教學方式，課外學生自學、分組研究討論題、完成作業等。要求100%的學生參與到大作業和分組討論中，讓100%的學生參與到創新實踐活動中。通過翻轉課堂的教學實踐，學生的學習興趣、學習效果都有了明顯的提高。

2. 取得的成效

通過這種教學模式，對學生和教師實現了“教學相長”的良性互動和協同：學生研究和學習的成果，擴充到課程的教學內容中，緊密結合實際的項目增強了學生對課程的興趣；團隊教師積極指導參與各類高水平的創新實踐活動，對于本院品牌專業、特色專業建設、“卓越計劃”實施等也起到了有力的支撐作用。過去兩年以來，本團隊課程覆蓋的學生參與創新的熱情增強，創新氛圍濃厚。有3000余人次學生參加了校內創新創業活動，有600人次參加省級及以上的各類學科競賽，共獲得國家級學科類競賽獎項41項，省級143項，學生參與申報發明專利61項，申報國家級、省級大學生創新訓練計劃項目23項。

通過這種教學模式，學生有機會從一年級的專業基礎課就通過課堂學習開始參與創新實踐活動種，形成四年不斷線的良性的發展。將課程教學延伸到了第二課堂，實現了課內課外的融合，讓學生的創新創業教育和實踐真正進入了第一課堂，使教學活動和學生的創新創業教育和實踐有機地結合在一起。

三、結語

翻轉課堂與創新實踐的結合促進了教學的優化，拓展了教學深度和寬度，使教學內容更接近技術前沿和實踐。將這種教學模式貫穿于學生課程，也有助于學生更好地把握專業特點，激發對專業的理解和認識，學生學習興趣更加濃厚，課程學習和創新實踐取得了雙贏。

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（編輯：郝 嬋）