“航天電子設計”SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的教學實踐與思考

張志洲，丁丁

摘 要：針對當前航天電子設計課程教學存在的問題，分析SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的具體內(nèi)涵，指出引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)越性，根據(jù)航天電子設計SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實施效果，剖析SPOC翻轉(zhuǎn)課堂出現(xiàn)的新問題，進而提出提高SPOC航天電子設計課程翻轉(zhuǎn)課堂的有效措施。借鑒SPOC翻轉(zhuǎn)課堂，能夠?qū)崿F(xiàn)航天電子設計課程教學流程的重構(gòu)與創(chuàng)新，賦予學生完整、深度和有效地學習體驗，全面提升學生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：航天電子設計；小規(guī)模限制性在線課程；翻轉(zhuǎn)課堂；教學實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）21-0073-03

Abstract： The author collected the problems existing in the course teaching of aerospace electronic design to analyze the specific connotation of SPOC （Small Private Online Courses） flipped classroom and pointed out its superiority. According to the implementation results of SPOC flipped classroom in the course of aerospace electronic design， this paper analyzes the new problems in SPOC flipped classroom， and then puts forward some effective measures to improve the SPOC flipped classroom of aerospace electronic design course. Thus， teaching process of the course of aerospace electronic design can be reconstructed and innovated by referring to SPOC flipped classroom， which will provide comprehensive， deep and effective learning experience for the students and thus improve the students' innovative capability.

Keywords： aerospace electronic design； small-sized exclusive online courses； flipped classroom； teaching practice

2012年，我校面向空間工程等專業(yè)開設航天電子設計課程，目的是使學生掌握航天電子設計的基本知識和技能。為保證學生在較短的學時內(nèi)更好地掌握課程的基本技能，近年來積極探索國內(nèi)外先進的教學理念和教學手段。由于該課程實踐性要求高，并且實行小班教學（人數(shù)在20人左右），同時具備學校教學網(wǎng)的有力支持，考慮引入基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并進行了有益的探索。

一、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實質(zhì)與特點

SPOC是Small Private Online Course的簡稱，即小規(guī)模限制性在線課程。其實質(zhì)是將豐富的網(wǎng)絡資源與課堂面對面教學融合到一起。而翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom）的特點是課余時間學生利用網(wǎng)絡資源自學，課堂上老師已引導學生思考和討論的方式完成課堂教學。兩者的有機結(jié)合，形成一種新型的課堂教學形式，從而對傳統(tǒng)課堂教學模式提出新的挑戰(zhàn)。

具體而言，SPOC的特點是班級人數(shù)少，一般維持在10-30人，人數(shù)相對固定，學生層次非常接近。這樣有利于把握學生的整體學習效果，掌控學習進度，集中發(fā)現(xiàn)問題，從而有目的地開展教學內(nèi)容探討。因此，SPOC教學模式非常適合當前小班制的集體教學。而翻轉(zhuǎn)課堂是使教師不再是以往課堂上單純的單向知識傳授，而是引入更多的思考和討論，由以往單純的“授業(yè)”提升到“解惑”層次，同時學生由課前的知識點學習上升到課上各知識點的融會貫通和真正掌握，這對課堂的學習效果有明顯的提升。

SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)在關(guān)系包括以下三個方面。首先，在先學后教的翻轉(zhuǎn)課堂模式下，SPOC是學生學習的主要渠道，學生可以充分借助小型在線教學資源來學習與課堂教學有關(guān)的內(nèi)容，從而掌握課堂教學的陳述型知識，能夠?qū)φn堂教學內(nèi)容的邏輯關(guān)系有基本認識。其次，有助于使用翻轉(zhuǎn)課堂教學的教師了解學生掌握知識的基本程度，便于教師更好的把握翻轉(zhuǎn)課堂教學的關(guān)鍵點和學生的層次水平，使翻轉(zhuǎn)課堂更加有的放矢地開展教學活動。第三，SPOC極大地節(jié)約了教師的時間，教師可以將更多的精力放在給學生提供更優(yōu)質(zhì)的活動設計上，同時有助于全面提高課堂教學活動的效率。這些對那些小班型專題性強的課程教學改革有很好的啟示。

二、引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)越性

航天電子設計課程的目標是使學生熟悉一般航天器電子系統(tǒng)的基本組成，初步具備開展航天電子設計能力，具有未來從事航天電子設計的專業(yè)基礎知識和能力。課程特點是安排有專題實驗模塊，通過有針對性的實驗讓學生了解航天電子設計的相關(guān)知識點。具體內(nèi)容安排上，注重知識的前后銜接，硬件到軟件的前后支撐，讓學生既能了解航天電子系統(tǒng)的整體特點，也能把握分系統(tǒng)的具體問題，從而增強對整個航天電子系統(tǒng)的認識。

以往的授課過程中，強調(diào)了知識的傳播，而忽略了知識是否被真正吸收，主要表現(xiàn)在：

1. 以往的課堂授課模式雖然能較好地發(fā)揮教師在教學中的主導和監(jiān)控作用，授課節(jié)奏較快，課堂上師生互動交流很少，較難激發(fā)學生的學習興趣和學習主動性。

2. 課程培養(yǎng)方案修改后，課時短，知識點多，這對授課方法提出了很大的挑戰(zhàn)。

3. 學生完全依賴課堂教學，被動式的接受知識要點，整體學習效果打了很大折扣。

4. 老師單純以考代評，不能真實評價學生的實踐動手能力，也就不能真正這門課程中每名學生的綜合素質(zhì)。

根據(jù)以上幾點，在航天電子設計課程中引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。與以往的教學模式相比，不同之處主要在于課下認識知識點，而課上是真正領(lǐng)悟知識點。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：

1. 實現(xiàn)小班制翻轉(zhuǎn)課堂教學，老師引導，學生主導，互動增強，極大激發(fā)了學生的學習積極性。

2. 實施專題教學，知識點突出，針對性強，知識點容易索引，章節(jié)高度有序，保證學生不僅對單個知識點有很深的認識，也對整個知識體系有了清晰的理解與把握。

3. 課前發(fā)布網(wǎng)絡資源，開展網(wǎng)絡預習，課上提問探討，做到真正掌握知識點的提前熟悉和了解。

4. 網(wǎng)上互評，課上點評，真實評價學生的學習效果和實驗動手能力，做到公正公開。

三、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實施效果

“航天電子設計”內(nèi)容豐富，主要包括系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計兩個方面。在理論傳授的同時，偏向?qū)嵺`方面，注重學生的實驗動手能力的培養(yǎng)。通過幾年的課程建設，我們已經(jīng)積累了比較豐富的教學課件、電子教案、視頻動畫、習題集等，這為我們開展SPOC翻轉(zhuǎn)課堂積累了較好的基礎。

考慮到課程特點，我們嘗試選取部分專題模塊進行SPOC課堂翻轉(zhuǎn)。具體做法是：

1. 授課前老師提前告知課堂教學任務，適當布置兩三個思考題。學生利用課余時間，帶著問題隨時學習。

2. 課堂上組織學生完成某項具體任務，發(fā)現(xiàn)學生中存在的普遍問題，針對性地開展討論，并力爭在課堂上解決。這個過程要求老師敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，做好充分準備，既能快速了解學生各種答案出現(xiàn)的原因，也能提出解決辦法，令學生心服口服。

實施SPOC翻轉(zhuǎn)課堂后，學生的平均成績有了明顯提高，出現(xiàn)了較多的高分學生。學生解題的思路也更加寬泛。課堂上，氣氛也更為活躍，大家思維敏捷，發(fā)言積極，討論熱烈，借此發(fā)現(xiàn)許多學生的能力和素質(zhì)都是很好的。大學期間不能忽視對這些能力的關(guān)注和開發(fā)。通過與學生的交流，發(fā)現(xiàn)實施SPOC翻轉(zhuǎn)課堂收，有一些很好的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在：

1. 學生學習興趣濃厚，主觀能動性增強。學生可以自由選擇時間，隨時隨地地學習，實現(xiàn)時間的碎片化管理，提高學習的積極性。

2. 自學能力和思辨能力得到加強。學生在課下學習時，可以根據(jù)遇到的問題慢慢思考，由充足的時間思考，并把遇到的問題帶到課堂，有目的地學習。據(jù)了解，大部分學生能課下完全自主完成任務，少部分通過與同學交流完成。在互相提問及回答中，能夠增強學生的思辨能力。

四、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂存在的新問題

但是，通過與學生交流，也有少部分學生還不適應翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。部分學生們認為：

1. 平時自我把控的時間少，翻轉(zhuǎn)課堂使得課余時間比較繁重。特別是大三大四時專業(yè)課很多，能自我安排的時間很少。

2. 網(wǎng)絡環(huán)境不是很便捷，不能隨時隨地利用碎片化時間進行學習。并且耽誤了很多寶貴的學習時間。

3. 自律性差，覺得老師提問到自己的概率很小，不積極看視頻和資料，由于沒有具體問題的牽引，課堂上“翻轉(zhuǎn)”不起來。

4. 雖然采用了先學后教的模式，但是只有少部分學生能在教師的引導下才提出自己的主觀意見和想法，特別擔心部分學生掉隊跟不上整體節(jié)奏。

5. 互動活動往往是課堂上開展的多，課下或是網(wǎng)絡學習線上互動教學開展較少。或者學生對課堂有著獨特的想法，但是仍不愿意主動進行表達。

6. 課前學習不到位時，不能有效的提出問題，也跟不上其他同學的節(jié)奏，老師前面的工作鋪墊就形同虛設，降低了翻轉(zhuǎn)教學的效果。

7. 教師提供的部分視頻質(zhì)量不高，把握不了知識點，專注點和深度不夠，吸引不了學生的學習興趣，或者不能解決學生的疑惑。

根據(jù)以上現(xiàn)象，不難看出，“翻轉(zhuǎn)課堂”以“學生本位”和“學習主體”為主要的教育理念，具有先學后教的特點，但也存在一定的局限性。具體包括：

1. 課程經(jīng)過翻轉(zhuǎn)后，教師講的時間少了，以往老師那些生動和豐富的語言等信息，學生就不能很好地領(lǐng)會和回味。

2. 不可否認，翻轉(zhuǎn)課堂這種形式，對學生的要求比以往更具體和更高，一方面要求課前學習知識點，一方面還要求課上能融會貫通，這將不可避免地導致學生出現(xiàn)不同的接受結(jié)果。一些學生可能領(lǐng)悟很多，收獲很大，也會有一部分學生難免跟不上節(jié)奏，挫折感很強。

3. 如前所屬，如果教師提供的教學視頻質(zhì)量不是很適合的情況下，學生的課前學習將打折扣，進而課堂翻轉(zhuǎn)將達不到預期的效果。

4. 翻轉(zhuǎn)課程對學生課前學習的依賴程度很高，因此課前學習效果的好壞就成為課程翻轉(zhuǎn)效果的關(guān)鍵。學生利用網(wǎng)絡在課前學習時，開小差去看網(wǎng)頁，聊天或者打游戲等，這樣課堂上的壓力就變得很大。

五、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的有效措施

結(jié)合幾次課堂反轉(zhuǎn)的切身體會，作者認為SPOC翻轉(zhuǎn)課堂對培養(yǎng)學生學習綜合能力、提高課堂教學質(zhì)量的效果是明顯，但進一步實施時應當特別重視以下幾個關(guān)鍵問題：

1. 學校軟硬件設施應當更加便利。不難發(fā)現(xiàn)，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂離不開網(wǎng)絡終端的硬件支持，它們直接影響教學效果。建議學校架設快速網(wǎng)絡通道，開辟專門的高速網(wǎng)絡學習空間，滿足學生的學習需求。

2. 督促學生改變學習方法。學生要能夠事先發(fā)現(xiàn)問題，積極主動的在課堂教學活動中提出自己的問題，有效表述自己的想法。學生要能夠創(chuàng)新性的應用SPOC教學資源，能夠采用舉一反三的態(tài)度，積極延伸和拓展自己的專業(yè)知識。要盡早樹立終身學習的理念，隨時隨地有效的開展學習。

3. 教師需要具備更強的綜合素質(zhì)。SPOC翻轉(zhuǎn)課堂中，老師雖然講得少，但是需要老師進行充分的備課，同時具備良好的師生互動能力，并能根據(jù)研討深度有效地掌控課堂，這些能力都不是短時間可以具備的，需要長期有意識地培養(yǎng)。圍繞學生的實際情況，設計新穎、合理、科學的教學環(huán)節(jié)，吸引學生有效的參與到各項活動中。既要掌握學生的基本思維規(guī)律，又要掌握學生的興趣點，在科學分析、判斷學生的基礎上，有效解決出現(xiàn)的各種問題。

4. 加強微課的交流。微課在國內(nèi)外很多高校得到有效開展，很多公司也建立了網(wǎng)站投身到網(wǎng)絡課程建設，特別是微課的策劃與制作方面，形式多樣。這些高校和公司應加強互動與交流，開展有效的合作，促進教學理念和教學手段的提升。教育部已經(jīng)組織了很多的微課培訓班，大家應當走出去，多多學習，積極交流，申報課題，嘗試探索，這對SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的推廣是有積極意義的。

六、結(jié)束語

“航天電子設計”SPOC 翻轉(zhuǎn)課堂將優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡資源與傳統(tǒng)課堂面對面教學的優(yōu)勢有機融合，具有小規(guī)模、私有定制、線上MOOC、線下課堂上接受導師輔導的特點。教學實踐表明，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學模式可以有效提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的自主學習能力。因此，要推廣這一教學模式，需要進一步完善學校網(wǎng)絡環(huán)境，改善視頻質(zhì)量，提高教師教學能力等。SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學模式對后續(xù)提高“航天電子設計”課程的教學效果將有積極的意義。

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