基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的工程索道數(shù)字化教材教學(xué)效果分析

沈嶸楓 許浩

摘要從翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念以及工程索道課程的特點(diǎn)出發(fā)，提出以森林工程實(shí)驗(yàn)班為實(shí)踐對(duì)象，進(jìn)行工程索道課程數(shù)字化教材教學(xué)試點(diǎn)。運(yùn)用結(jié)構(gòu)模型軟件AMOS，調(diào)查數(shù)字化教材教學(xué)情況下學(xué)生學(xué)習(xí)情況。通過(guò)一系列的問(wèn)卷調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生的成績(jī)有較明顯的提高，但是數(shù)字化教學(xué)過(guò)程也存在一些問(wèn)題，仍需不斷完善。

關(guān)鍵詞數(shù)字化；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模型

中圖分類號(hào)G2376；G423.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）26-0252-03

Teaching Effect Analysis of Engineering Ropeway Digitized Teaching Material Based on the Idea of Flipping Classroom

SHEN Rongfeng，XU Hao（School of Transportation and Civil Engineering，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002）

AbstractFrom the concept of overturning classroom teaching and the characteristics of engineering ropeway course，the teaching program of digital teaching material for engineering ropeway is carried out by taking the forest engineering experimental class as the object of practice.Using AMOS structure model software，students' learning situation under the condition of digital teaching materials was investigated.Through a series of questionnaires and analysis，it was found that digitization has greatly stimulated students' interest in learning，and improved the students' autonomous learning ability，so that students' achievement can be significantly improved.However，there are still some problems in the process of digital teaching，which need to be improved constantly.

Key wordsDigitizing；Flipping classroom；Teaching model

信息技術(shù)的日益普及和快速發(fā)展強(qiáng)烈沖擊著教育模式和體制。信息化使教育發(fā)生革命性的改變，推進(jìn)教育不斷創(chuàng)新發(fā)展，一種顛倒傳統(tǒng)課堂課上、課下環(huán)節(jié)，將知識(shí)傳遞置于課前、知識(shí)內(nèi)化置于課上的教學(xué)形式——翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)運(yùn)而生。19世紀(jì)早期美國(guó)西點(diǎn)軍校的西爾韋納斯·塞耶（Sylvanus Thayer）將軍提出翻轉(zhuǎn)課堂基本理念及思想[1]，創(chuàng)造了一種新的教學(xué)模式：教師先發(fā)給學(xué)生新課程的學(xué)習(xí)資料，供其在課前預(yù)習(xí)，然后在課堂上通過(guò)師生交流來(lái)解決預(yù)習(xí)產(chǎn)生的困惑，通過(guò)建立學(xué)習(xí)小組開(kāi)展討論，既鍛煉了學(xué)生的發(fā)散思維和批判性思維，又提高了學(xué)生的交流合作和解決問(wèn)顆的能力[2]。翻轉(zhuǎn)課堂基于“以學(xué)生為中心”的教育理念，結(jié)合靈活的教與學(xué)的方式，注重學(xué)生個(gè)性化的全面發(fā)展[3]。我國(guó)目前還很欠缺翻轉(zhuǎn)課堂方面的教學(xué)模式研究，也十分缺乏適合其模式的教材，

大多數(shù)模式在學(xué)科適用范圍、可行性等方面還存在一定的局限性。探尋一種適用于更廣的學(xué)科和教學(xué)范圍的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，豐富其網(wǎng)絡(luò)教材與數(shù)字化教材，為一線教師的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐提供模式支持，是目前翻轉(zhuǎn)課堂研究中亟待解決的問(wèn)題。目前沒(méi)有適合工程索道課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的數(shù)字化教材。因此筆者針對(duì)適合工程索道翻轉(zhuǎn)課堂下的數(shù)字化教材，對(duì)森林工程專業(yè)本科教學(xué)的影響及效果做簡(jiǎn)單分析。

1翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

1.1教學(xué)自由性在傳統(tǒng)教學(xué)觀念和模式下，課堂教學(xué)往往局限于特定的時(shí)間、地點(diǎn)、空間，由于課程時(shí)間較長(zhǎng)（45 min），很難保證學(xué)生能夠一直保持注意力高度集中狀態(tài)，學(xué)生稍微分散注意力，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)便忽略過(guò)去了[4-5]；在傳統(tǒng)課堂教學(xué)過(guò)程中，教師的精力有限，往往只關(guān)注學(xué)習(xí)成績(jī)好、聰明的少部分學(xué)生，其他大部分學(xué)生則常常被忽略[6-7]；另外有些學(xué)生可能比較忙，如參加比賽、忙學(xué)生會(huì)的事、聽(tīng)學(xué)術(shù)報(bào)告、參加社團(tuán)等，導(dǎo)致無(wú)法按時(shí)聆聽(tīng)教師的課程[8]。但在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，學(xué)生在課前可以通過(guò)視頻來(lái)預(yù)習(xí)課程，課堂上沒(méi)有聽(tīng)懂的內(nèi)容也可以通過(guò)課后的回訪來(lái)學(xué)習(xí)，這樣也會(huì)減輕教師的教學(xué)壓力，有時(shí)間去關(guān)心學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生[9-10]，使課堂突破了傳統(tǒng)時(shí)空局限，學(xué)生將根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況安排出最合理的學(xué)習(xí)時(shí)間，還能幫助學(xué)習(xí)困難和繁忙的學(xué)生。

1.2交流多元化在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，常常以教師為中心，教師在講臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽(tīng)，缺乏交流互動(dòng)，即使偶有交流也比較單一[11-12]。在翻轉(zhuǎn)課堂下，構(gòu)建教師、學(xué)生、教材和教學(xué)多媒體四要素交互結(jié)構(gòu)，提倡交流多遠(yuǎn)化，教師有時(shí)間與學(xué)生交流互動(dòng)，能更好地了解學(xué)生，在學(xué)習(xí)和生活上對(duì)學(xué)生給予幫助[13]；學(xué)生之間組成小組的形式，一個(gè)問(wèn)題需要小組一起討論得出結(jié)果，重在增加學(xué)生之間的交流，增進(jìn)學(xué)生之間的情感，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)[14-15]。

2基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的工程索道數(shù)字化建設(shè)策略

2.1數(shù)字化教材建設(shè)原則為了使數(shù)字化教材能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效果和效率，教師應(yīng)有目的性和有意識(shí)性地制訂教材方案，其編制原則如下[16]。①實(shí)用性原則：系統(tǒng)的建設(shè)充分貼近森林工程教學(xué)實(shí)際，同時(shí)利用現(xiàn)有的比較成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)研究成果，結(jié)合工程索道課程的特殊要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)，確保實(shí)用可行。②標(biāo)準(zhǔn)化原則：采用教育信息化標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒發(fā)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制數(shù)字化教材，體現(xiàn)教育信息化進(jìn)程，科學(xué)、規(guī)范化地設(shè)置業(yè)務(wù)。③易操作性原則：數(shù)字化教材采用人性化操作設(shè)計(jì)，界面直觀、簡(jiǎn)潔，菜單層次清晰，功能項(xiàng)（功能按鈕）定義明確，功能按鈕具有指向式說(shuō)明，操作簡(jiǎn)單。

2.2數(shù)字化教材編制策略數(shù)字化教材建設(shè)最核心的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化組合，通過(guò)圖片、音像、動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)等多種媒體最佳地向?qū)W習(xí)者表達(dá)課程內(nèi)容[17]。①視頻制作策略：在傳統(tǒng)的視頻教學(xué)中，教學(xué)視頻常常時(shí)間太長(zhǎng)，在學(xué)習(xí)過(guò)程很容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)疲勞和分神的現(xiàn)象，因此視頻制作以短小精悍、言簡(jiǎn)意賅的特點(diǎn)進(jìn)行，每個(gè)視頻制作時(shí)間控制在10 min內(nèi)為宜。在這個(gè)快節(jié)奏生活中，人們希望在短時(shí)間內(nèi)獲得最好的效果，人們可以利用零碎的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分利用時(shí)間。②課程安排策略：課前理論預(yù)習(xí)、課中智能指導(dǎo)、課后自動(dòng)批改、資源信息化、數(shù)字化管理、師生交流互動(dòng)。

3案例分析

3.1翻轉(zhuǎn)課堂變量選擇和調(diào)查設(shè)計(jì)該研究主要探討在翻轉(zhuǎn)課堂理念下工程索道數(shù)字化教材對(duì)森林工程教學(xué)效果影響的分析，教學(xué)效果又受數(shù)字化教材編制水平的影響（即數(shù)字化教材優(yōu)良），由編制的標(biāo)準(zhǔn)性、實(shí)用性、操作難度等評(píng)定；教學(xué)效果主要由學(xué)習(xí)成績(jī)、自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)興趣3個(gè)因素組成，為了避免參與調(diào)查者出現(xiàn)中立，研究將分成非常不滿意到非常滿意6個(gè)等級(jí)。

研究通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查形式收集數(shù)據(jù)，向森林工程全體學(xué)生發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)查，對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷數(shù)字化教材教學(xué)對(duì)教學(xué)效果潛在的影響。問(wèn)卷調(diào)查信息的收集以初級(jí)信息為主，以問(wèn)卷調(diào)查回收樣本獲得。 問(wèn)卷設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)性封閉問(wèn)卷調(diào)查法，問(wèn)卷內(nèi)容則依照前述的變量操作性定義編制而成，共分為 3個(gè)部分，分別是學(xué)習(xí)成績(jī)提高情況、自主學(xué)習(xí)提高情況、學(xué)習(xí)興趣提高情況。

3.2信息收集研究以福建農(nóng)林大學(xué)森林工程專業(yè)學(xué)生為對(duì)象，在2015—2016年，第二學(xué)期期末考試結(jié)束后，通過(guò)群郵件的方式將問(wèn)卷發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生填寫工程索道數(shù)字化教材教學(xué)效果的調(diào)查問(wèn)卷。本次調(diào)查回收有效問(wèn)卷101份，回收率為95.1%，問(wèn)卷調(diào)查情況首先利用Excel錄入電腦中，然后使用結(jié)構(gòu)方程軟件AMOS進(jìn)行分析[18]。對(duì)量表的測(cè)量模型進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析，描述各觀測(cè)變量對(duì)潛在變量的影響程度，以此檢驗(yàn)測(cè)量工具問(wèn)卷調(diào)查的構(gòu)建效度，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂理念下的數(shù)字化教材教學(xué)模式編制水平與學(xué)習(xí)效果的因果結(jié)構(gòu)方程初始模型圖（圖1）進(jìn)行路徑分析，測(cè)量模型和結(jié)構(gòu)模型中各變量之間的關(guān)系，考察數(shù)字化編制水平對(duì)學(xué)習(xí)效果的預(yù)測(cè)力。

3.3調(diào)查結(jié)果和分析將收集的數(shù)據(jù)通過(guò)Excel進(jìn)行整理和預(yù)分析，導(dǎo)入到AMOS軟件進(jìn)行運(yùn)算，并輸出結(jié)果指標(biāo)反饋，利用AMOS 提供的模型修正指標(biāo)對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，使模型的可識(shí)別性提高[19]。經(jīng)修正后模型運(yùn)算出的標(biāo)準(zhǔn)化路徑如圖2所示。

其中e代表干擾量，而圖中潛變量之間的數(shù)字代表兩變量之間的系數(shù)，測(cè)量變量之間的數(shù)字代表測(cè)量的誤差，因?yàn)橹饕芯繑?shù)字化教材制作的優(yōu)良與教學(xué)效果之間的因素影響關(guān)系，將主要以潛變量之間的路徑關(guān)系來(lái)分析說(shuō)明。

3.4模型分析通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)模型的分析，修正后模型擬合效果指標(biāo)均已達(dá)到了要求，具體數(shù)據(jù)如表1所示。根據(jù)表1中數(shù)據(jù)顯示，修正后的結(jié)構(gòu)方程模型與實(shí)際數(shù)據(jù)可以擬合，配度良好。

模型結(jié)果表明：①在數(shù)字化教材教學(xué)效果結(jié)構(gòu)模型圖中，觀測(cè)變量“操作難度”的系數(shù)較大（0.66），說(shuō)明數(shù)字化教材的優(yōu)良很大部分取決于數(shù)字化教材的操作難易程度，要求學(xué)生對(duì)新教材具有極高的操作能力，因此設(shè)計(jì)出操作簡(jiǎn)單、易于學(xué)習(xí)的數(shù)字化教材將會(huì)極大地增加數(shù)字化教材使用人群的數(shù)量；數(shù)字化教材編制的標(biāo)準(zhǔn)性和實(shí)用性也直接影響著數(shù)字化教材的教學(xué)效果，效力值分別是為0.51和0.56，從中可以看出教材的標(biāo)準(zhǔn)性對(duì)數(shù)字化教材的優(yōu)良起到至關(guān)重要的作用。數(shù)字化教材每提高一倍，教材的優(yōu)良性便會(huì)增加0.56倍，這是相當(dāng)客觀的數(shù)據(jù)，作為數(shù)字化教材的開(kāi)發(fā)者，教師根據(jù)課前任務(wù)的反饋情況掌握學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，據(jù)此有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和課程安排，設(shè)計(jì)出最具實(shí)用性的數(shù)字化教材。就標(biāo)準(zhǔn)性而言，對(duì)數(shù)字化教材優(yōu)良性的影響效果略微有些不理想，從側(cè)面反映出目前我國(guó)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字化教材建設(shè)方案，也沒(méi)有成熟的建設(shè)體系，因此有必要像國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字教材學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者有規(guī)范、有條理地學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。②從結(jié)構(gòu)方程模型分析可以觀測(cè)變量中學(xué)習(xí)成績(jī)、自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)興趣的路徑系數(shù)分別為0.88、0.93、0.91，均在0.71以上，數(shù)據(jù)非常理想，各觀測(cè)變量很好地反映了潛在變量，尤其是觀測(cè)變量“自主學(xué)習(xí)”這項(xiàng)，說(shuō)明在數(shù)字化教材教學(xué)中，學(xué)生可以充分利用零碎時(shí)間，自由安排學(xué)習(xí)，增加了學(xué)習(xí)樂(lè)趣，提高了學(xué)習(xí)積極性，使更多學(xué)生自主參與到學(xué)習(xí)和教學(xué)互動(dòng)中。③在“教材優(yōu)良”與“教學(xué)效果”兩個(gè)潛在變量路徑之間系數(shù)為0.73，數(shù)字化教材建設(shè)優(yōu)良程度能影響教學(xué)效果0.73的差異，達(dá)到預(yù)測(cè)水平，這說(shuō)明數(shù)字化教材在森林工程本科教學(xué)中是可行的，在數(shù)字化教材建設(shè)中應(yīng)提高教材編制水平，進(jìn)而提高數(shù)字化教學(xué)效果。

4總結(jié)

該研究表明翻轉(zhuǎn)課堂理念下的工程索道數(shù)字化教材建設(shè)適合現(xiàn)代化教學(xué)，但數(shù)字化教材建設(shè)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題。作為數(shù)字化教材的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者，教師應(yīng)當(dāng)清楚地認(rèn)識(shí)到數(shù)字化教材編制過(guò)程中對(duì)數(shù)字化教材教學(xué)成果影響比較大的因素，數(shù)字化教材對(duì)教學(xué)成果影響比較大的部分。總體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)努力：①為降低數(shù)字化教材的操作難度，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生反饋的情況，查找相關(guān)資料，制作出一套采用人性化操作設(shè)計(jì)，界面直觀、簡(jiǎn)潔，菜單層次清晰，功能項(xiàng)（功能按鈕）定義明確，功能按鈕具有指向式說(shuō)明，操作簡(jiǎn)單的數(shù)字化教材。②利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及多媒體對(duì)課程記性優(yōu)化組合，通過(guò)圖片、音像、動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)等制作出微視頻來(lái)向?qū)W習(xí)者表達(dá)課程內(nèi)容，刺激學(xué)習(xí)者各種感官來(lái)提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。③采用教育信息化標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制訂出科學(xué)、規(guī)范的數(shù)字化教材，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。數(shù)字化教材建設(shè)應(yīng)該將教學(xué)內(nèi)容和多媒體網(wǎng)絡(luò)很好地結(jié)合起來(lái)，適當(dāng)及時(shí)選擇網(wǎng)絡(luò)素材并利用到數(shù)字化教材中；教師對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中反饋的信息做到及時(shí)回應(yīng)并記錄下來(lái)，對(duì)教材進(jìn)行修改完善， 確保正確性和及時(shí)性，制訂出一套適用于森林工程專業(yè)工程索道的數(shù)字化教材。

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