翻轉課堂模式在生物實驗教學中的應用研究

李丹

【摘要】翻轉課堂模式是一種在線教學和課堂教學相結合的混合教學模式，學生在課前依托教學視頻進行知識學習，課內師生互動實現知識內化。這種教學模式對解決生物實驗教學中學生實驗時間不足、動手機會少的問題具有重要的參考價值，以期為翻轉課堂在生物實驗學中的應用提供理論參考。

【關鍵詞】翻轉課堂；實驗教學；生物

【基金項目】本文為教育局2016年廣州市青少年科技教育項目“玻璃溫室種植有機蔬菜”科技實踐活動階段性研究成果。

G633.91

一、引言

翻轉課堂是教師創建教學視頻，學生在家或者課外觀看視頻講解，課堂上師生、生生間面對面的分享、交流學習成果與心得，以是一種在線教學和課堂教學相結合的混合式教學設計（田愛麗，吳志宏，2014；夏建華和宮朋飛，2015）。目前，國外對翻轉課堂的研究主要集中在將翻轉課堂運用于教學實踐，主要針對計算機工程、農業等不同學科開展應用研究，其中也包括翻轉課堂的教學方法、指導教師如何利用網絡視頻的教學策略、探索翻轉課堂與其他教學方法或技術相結合的應用效果以及與傳統教學模式的對比研究等方面，研究發現翻轉課堂這種教學模式可以促進本科教育質量的提高（Brown， 2013）（Maher et al.，2014；Gerald et al.，2008；Jeremy et al.，2012； Gannod， 2007）。國內學者2012年開始關注翻轉課堂這一研究主題，主要針對翻轉課堂概念、翻轉課堂對目前教學現狀的影響、翻轉課堂的實現策略以及教學模式等的研究，開展翻轉課堂實證研究的學科多為一些實踐性和操作性較強的大學教育技術的課程例如教育技術專業英語、網頁課程設計與實踐和非線性視頻編輯 （馬秀麟等，2013；高俊虹，2013；汪效東和張晨婧仔，2013；李海龍等，2013；楊九民等，2013） 并且翻轉課堂實證研究樣本多為大學生（王玥，2014）。而以中學生為研究樣本、針對實驗教學模式的研究還較少。生物實驗是中學生物學科的重要教學內容，存在著課時不足、缺乏師生有效的交流以及很少課前預習等問題，所以實驗教學效果并不理想。翻轉課堂的教學模式給生物實驗教學提供了一個新的思路：如果學生能夠在課前完成實驗相關知識的學習，將減少教師實驗課堂講授時間，從而留給學生更多的時間參與交流討論和獲得教師的指導，以解決學生動手實驗機會少、實驗時間不足和師生間有效交流少等問題。本文將在國內外已有翻轉課堂實踐者的經驗基礎上，針對生物實驗課程的特殊性，研究基于翻轉課堂的生物實驗教學模式，并說明其實施過程。

二、基于翻轉課堂的生物實驗教學模式設計

基于翻轉課堂的實驗教學模式經歷課前學習資源準備、學生自主學習、課堂活動、反饋與評價幾個階段。教師首先根據教學需要，制作生物實驗學習資源包，其中生物資源包中有學習任務單和其他輔助學習資源；學生根據學習資源包中的學習要求和相應學習資源完成一系列學習任務，并與教師和同學進行有效的交流、討論問題等；在實驗課堂上，教師簡要說明課堂活動安排后，學生進行分組實驗，在實驗過程中，教師觀察學生們的實驗情況、糾正學生的操作錯誤、解答學生的疑問、指導學生完成實驗報告、組織學生展示實驗成果等；在課程結束以后，教師及時調查學生的學習情況，檢驗翻轉課堂是否優化了生物實驗教學，并在教師之間展開討論，對教學成果進行經驗總結，不斷調整基于翻轉課堂的生物實驗教學的實施方法。根據翻轉課堂的內涵以及建構主義學習理論、系統化教學設計理論，在 Robert Talbert 教授的翻轉課堂模型基礎上，結合已有的翻轉課堂等工具的實踐及研究成果（張金磊等，2012；），本文構建出更加完善的翻轉課堂生物教學實驗模型，具體如圖1所示。

1.學習資源準備

學習資源就是指教師布置給學生的課前學習資料，學習資料形式有多種。Flipped Learning Network Ning 論壇中的來自美國的Paula認為學習資源包括微視頻、文本資料、音頻和視頻資源等，學生可以根據自己喜好選擇適合的資源學習。在視頻長度上，教師應考慮到學生在課外學習的學習時間和精力有限，教師準備的學習資料不易過多，尤其教學視頻，最好是10min左右長度的微視頻，盡量保證學生自主學習時間與以往的作業時間相當；在內容選擇上（周秀娟和許鋒華，2014），教師應注意不是所有的內容都適用翻轉課堂教學，不是所有教學內容都適合視頻教授，內容不宜過于深奧、理論化，制作視頻時需慎重選擇教學內容，學生課外學習環境比較寬松，為了保證學習的有效性，教師最好選擇生動、有吸引力或任務型強的學習資料。

2.課前自主學習

課前自主學習是翻轉課堂的關鍵環節，自主學習的成功與否關系到課堂活動能否能夠順利進行。翻轉課堂模式本身的性質決定了其自主學習具有學生根據自身需要和視頻內容產生主動學習的自發性；學生對視頻學習的內容、時間、地點、進度等有著充分選擇權的自由性（周秀娟和許鋒華，2014）。由于生物實驗課程的教學內容不僅包括概念、原理等基本知識，還包括生物實驗操作知識。學生們通過課前視頻學習實驗的原理、流程和注意事項。教師應實時掌握學生的課前學習活動，及時解答學生遇到的問題，避免教師和學生之間的交互發生“斷層”現象。

3.課堂活動

通過課前學習教學資源，學生帶著問題進課堂，教師有針對性地對學生講解，實現個性化指導。在實驗過程中，教師扮演指導者、協助者的角色，觀察學生們的實驗情況、糾正學生的操作錯誤、解答學生的疑問、指導學生完成實驗報告、組織學生實驗成果展示等。基于翻轉課堂的生物實驗教學模式將更多的時間和精力留給學生進行探索性實驗，體現了學生課堂上的主體地位。

4.反饋與評價

基于翻轉課堂的生物實驗教學模式是一種新的教學模式，傳統的以“實驗結果 + 實驗報告”的評價方式不夠客觀，也不適應基于翻轉課堂的實驗教學模式，為此，設計了“過程 + 結果”的實驗評價方法。過程評價內容包括通QQ群或網絡課堂進行問題交流的次數、在實驗室進行評測時的表現、實驗室參與討論的活躍度、匯報時所體現的對實驗的熟練程度等，結果評價內容包括實驗創新性、實驗報告規范、回答問題正確性。此外，用視頻分析法在學習者未知情況下用對其操作過程錄屏，并對錄屏中的操作錯誤類型及次數進行分析。通過反饋和評價，教師們可以掌握到學生能否適應這種教學模式，從中發現問題并不斷調整和修正教學策略，從而提升翻轉課堂在生物實驗教學中的應用效果。盡管有很多成功案例說明了翻轉課堂的優勢，但是不同課型的課具有不同的特點，不同的知識類型用翻轉課堂是否都合適？以上問題還需要在實踐中不斷地總結和探索。

參考文獻

[1]Brown A F. A phenomenological study of undergraduate instructors using the inverted or flipped classroom model[D].Pepperdine University， 2013.

[2]Gannod G C.Work in progress-using podcasting in an inverted classroom[C]Frontiers In Education Conference-Global Engineering： Knowledge without Borders， Opportunities without Passports， 2007.FIE 07.37th Annual.IEEE， 2007：S3J-1-S3J-2.

[3]Gerald C， Cannod， Janet E. Burge， Michael T. Helmick. Using the Inverted Classroom to teach Software Engineering [A].2008 ACM/IEEE 30th International Conference on Software Engineering， 2008：777-786.

[4]Jeremy F. Strayer. How learning in an inverted classroom influences cooperation， innovation and task orientation [J].Learning Environ Res， 2012， 15（2）：171-193.

[5]Maher M L， Lipford H， Singh V. Flipped Classroom Strategies Using Online Videos [EB/OL].

[6]Heather Mooneys Flipped Ed Page [EB/OL]. [2013-05-13].Https：//sites.google.com/a/rsdeaf.org/moomath/home.

[7]高俊虹.翻轉課堂降低遠程學習者英語寫作焦慮的應用研究[J].海外英語，2013，（12）： 93-108.

[8]夏建華， 宮朋飛. 基于翻轉課堂的科學探究典型案例研究[J].化學教學， 2015， 2，36-39.

[9]楊九民， 邵明杰， 黃磊. 基于微視頻資源的翻轉課堂在實驗教學中的應用研究—以“現代教育技術”實驗課程為例[J].現代教育技術， 2013， （10） ： 36-40.

[10]馬秀麟， 趙國慶， 鄔彤.大學信息技術公共課翻轉課堂教學的實證研究[J].遠程教育雜志， 2013， （1） ： 79-85.

[11]田愛麗，吳志宏.翻轉課堂的特征及其有效實施[J].中國教育學刊，2014， 08， 29-33.

[12]汪曉東， 張晨婧仔.“翻轉課堂”在大學教學中的應用研究—以教育技術學專業英語課程為例[J].現代教育技術， 2013， （8） ： 11-16.

[13]王玥.翻轉課堂實證研究的總結與評價[J]. 鄭州師范教育， 2014， 3， 3（2）：15-19.

[14]張其亮， 陳永生.翻轉課堂在操作系統實驗教學中的應用研究[J].實驗技術與管理，2014，12，12（31）：174-176.

[15]周秀娟，許鋒華.翻轉課堂模式中學生自主學習探究[J].現代中小學教育，2014，11：18-22.