翻轉課堂教學模式在農業機械與應用實驗教學中的應用

唐明祥, 丁雪梅, 張曉君, 溫海嬌, 王聚斌, 都興林

(1. 吉林大學 植物科學學院, 吉林 長春 130062； 2. 吉林大學 動物科學學院, 吉林 長春 130062；3. 吉林大學 教育技術中心, 吉林 長春 130012)

實驗課程改革

翻轉課堂教學模式在農業機械與應用實驗教學中的應用

唐明祥1, 丁雪梅2, 張曉君3, 溫海嬌1, 王聚斌1, 都興林1

(1. 吉林大學 植物科學學院, 吉林 長春 130062； 2. 吉林大學 動物科學學院, 吉林 長春 130062；3. 吉林大學 教育技術中心, 吉林 長春 130012)

在實驗教學中對翻轉課堂教學模式進行了探索和實踐。通過對“農業機械與應用”教學內容、教學模式、考核方式的改革,極大地提高了學生的學習興趣,對于培養學生的自學能力、實際動手能力、語言表達能力和邏輯思維能力起到了積極的促進作用。

翻轉課堂； 農業機械與應用； 實驗教學； 數據分析

“農業機械與應用”是我校植物科學學院農學、資源與環境、生物技術(植物)3個專業開設的專業選修課。由于這些專業的學生都沒有機械方面的基礎知識,他們很難理解各種機械的結構與工作原理,同時,開設課程的實驗學時數少、時間短,師資力量也較為薄弱,以及資金投入不足使得教學設施滿足不了實驗課程的需要,此外,沿襲傳統的教學方法、教學手段等也是造成實驗教學低效的原因之一。近年來,在講授這門實驗課程的基礎上,采用了翻轉課堂的教學模式,對教學內容、教學模式和考核方式進行了全面改革,取得了良好效果。

1 翻轉課堂概述

翻轉課堂是指授課者應用計算機和網絡技術,采用教學視頻等方式將知識傳授的過程放在課外,將知識內化的過程放在課內,使學生之間、師生之間有更多、更深層次的溝通和交流[1]。美國的Jon Bergmann和Aaron Sams最先提出翻轉課堂教學模式[2-3],之后,實驗教學的翻轉課堂教學模式在教學實踐中不斷地被完善[4-7]。學生自定計劃,充分利用零星時間聆聽或觀看學習資源,為上實驗課做好充足的知識儲備。

2 教學內容的調整

農業機械與應用共開設3個實驗,6學時,分別是：內燃機、拖拉機的使用，鏵式犁、圓盤耙的使用與調整，播種機的使用與維護。以往皆是認知性教學內容,即教師講解為主,主要介紹各實驗所涉及的典型機械的結構和工作原理,學生沒有動手操作的時間,實驗效果較差。鑒于此,對實驗內容進行了必要的調整,在第一個實驗中設計了氣門間隙的檢查調整、內燃機的啟動2個綜合性實驗,在第三個實驗中增加了電控指夾式排種器的使用與調整綜合性實驗。這些內容在教師的指導下由學生親手操作,提高了學生上實驗課的興趣,學習由被動轉變為主動,提高了課堂效率。

3 采用翻轉課堂教學模式的實驗教學

由于農業機械與應用教學內容的調整,傳統的教學模式已不再適宜。基于實驗教學內容的調整,在實驗教學中采用了翻轉課堂教學模式,并構建了該課程的翻轉課堂教學模式(見圖1)。

圖1 農業機械與應用實驗教學的翻轉課堂教學模式

翻轉課堂教學模式下,學生課前觀看教學資源、閱讀實驗指導書、預寫實驗報告、接受小測驗、學生之間和師生之間交流以及課堂回答問題、做實驗、師生之間和學生之間交流、完成實驗報告。QQ群則是在實驗教學整個過程中師生之間和學生之間交流的平臺。

翻轉課堂教學模式下教師準備的材料主要包括微課、實驗指導書、Word、Excel和PPT等文件。微課主要以視頻、動畫等形式展示機械的結構、工作原理、維護保養等內容,變抽象為生動、直觀,有助于學生的理解,從而達到課前預習的效果。這些錄像一般控制在10 min左右。由于該課程的實驗課時比較少,針對這門課程的實際以及學生是非機械的涉農專業,通過調研、查閱相關材料并結合教師的科研等情況,精心編制了《農業機械與應用實驗指導書(非農機類)》,該書涵蓋了課程所涉及的全部實驗內容,同時又增加了學生應該掌握的內容,是學生學習的重要參考書；而Word和Excel文件則是教師根據學生的實際準備的一些有關實驗的輔助內容。教師在制作教學資源時,一定要注重引導設計[8]以及思維的可視化設計[9]。所謂思維的可視化就是用圖示技術將學習過程中的思考方法和思考路徑體現出來,使其直觀明了。實現思維可視化所用的工具主要有概念圖、思維導圖及流程圖等[10]。在這部分內容中設計了一個直觀且容易理解的流程圖(見圖2),對學生預習起到了清晰的引導作用。

教師先于實驗課3周之前把實驗內容按照時間順序上傳至QQ群,并且提前1周通知,學生根據自己的實際情況自主安排學習進度,加強學生對實驗目的、內容等的理解,并標出或記錄下預習過程中不懂之處,通過QQ或電話請教或交流,以及學生之間進行交流；教師根據Word文件中的重點、難點、疑點設計出思考題,并對學生進行小測驗。比如在氣門間隙的檢查調整這個內容中設計了幾個問題:氣門間隙的概念、氣門間隙過大過小的危害以及如何找準發動機第一缸的壓縮上止點等。

上課過程中,必須對學生進行必要的提問,這樣可以掌握學生對實驗的了解程度。在實驗過程中,對學生在實際操作過程中遇到的問題進行各種提問和指點，比如在學生進行氣門間隙的檢查調整中找到第一缸壓縮上止點后,如何推斷每一缸的進、排氣門處于什么狀態,從而判斷該檢查調整哪些氣門,教師可以進行點撥,即根據發動機的工作順序以及配氣相位的關系來進行逐一推斷,這樣學生就比較容易理解了。

圖2 氣門間隙的檢查調整的流程圖

總之,通過對學生進行理論知識的點撥,讓他們理清各知識點的關聯性,不斷思考更深層次的問題。緊接著還要進一步總結與提升,目的是讓學生不僅要知其然更要知其所以然,并且還能夠使學生舉一反三、觸類旁通、學思通達。由此達到使學生上課不再盲目,學會在完成實驗任務的過程中建構知識,真正讓學生懂得只有認真、反復實驗操作才能達到熟能生巧,更好地掌握各知識點。

4 考核方式的改革

考核方式對實驗教學非常重要,也是提高學生上課積極性的關鍵。以往的考核方式是出勤率占30%、課后實驗報告占70%；改革后的考核方式是出勤率占20%、課前實驗報告占20%、回答問題占20%、課后實驗報告占20%、在QQ群中交流或在課堂師生之間交流以及學生之間交流占20%。

5 教學效果評價

對農學2012級51名學生和2013級52名學生分別采用傳統教學模式和翻轉課堂教學模式。實驗教學效果評價包括客觀評價和主觀評價,前者根據實驗報告成績,后者根據問卷調查結果,利用SPSS19.0進行數據分析,結果見表1。

正態性檢驗結果顯示2012級實驗報告成績P=0.737>0.05,2013級學生實驗報告成績P=0.635>0.05,即均服從正態分布,可以采用獨立樣本t檢驗。方差齊性檢驗結果顯示,P=0.022<0.05,故方差不齊。獨立樣本t檢驗結果顯示,P=0.029<0.05,即2013級學生實驗報告成績(91.7±4.1 分)高于2012級(89.4±6.2 分)。χ2檢驗結果顯示,2013級學生的實驗報告成績優秀率≥90分,對提高學習興趣的滿意度、對提高自學能力的滿意度以及對教學方法、教學方式的滿意度均高于2012級(P<0.05)。

表1 農業機械與應用實驗教學效果評價

注：表中實驗報告成績為平均值±標準差。

6 結語

通過采用翻轉課堂教學模式,對農業機械與應用教學內容、教學模式、考核方式進行改革,極大地提高了學生的學習興趣,培養了學生的自學能力、實際動手能力、語言表達能力和邏輯思維能力,提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。在今后的實驗教學中,要密切與實踐和科研結合,不斷更新教學內容、教學方法和教學手段,將汽車拖拉機學和農業機械學等相關學科知識充分融入到本課程的實驗教學中。

References)

[1] 王珅,高慎陽,于金玲,等.翻轉課堂教學模式在畜牧微生物學實驗教學中的建立與應用[J].黑龍江畜牧獸醫,2014(16):137-138.

[2] 張躍國,張渝江.透視“翻轉課堂”[J].中小學信息技術教育, 2012(3):9-10.

[3] 何朝陽,歐玉芳,曹祁.美國大學翻轉課堂教學模式的啟示[J].高等工程教育研究, 2014(2):148-151, 161.

[4] 陳怡,趙呈領.基于翻轉課堂模式的教學設計及應用研究[J].現代教育技術,2014,24 (2):49-54.

[5] 丁雪梅,張曉君,王鵬,等.翻轉課堂教學模式在大學實驗教學中的應用研究[J].實驗室研究與探索,2015,34(6):207-212.

[6] 宋金璠,郭新峰,石明吉,等.翻轉課堂在大學物理實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理,2015,32 (3):33-39.

[7] 梁中,陳波,于泠,等.基于手機微信的信息安全翻轉實驗課堂教學實踐[J].實驗技術與管理,2016,33 (10):156-160.

[8] 張曉君,李東哲,陳雷.微課程視頻制作中的注意引導設計[J].現代教育技術,2013,23(8):105-107.

[9] 劉紅霞,趙蔚,陳雷.基于“微課”本體特征的教學行為涉及與實踐反思[J].現代教育技術,2014,24(2):14-19.

[10] 崔應霞,李龍澍.匯編程序流程圖生成算法研究與實現[J].計算機工程與設計, 2009(9):2279-2282.

Application of flipped classroom teaching mode in experimental teaching of Agricultural Machinery and Application course

Tang Mingxiang1, Ding Xuemei2, Zhang Xiaojun3, Wen Haijiao1, Wang Jubin1, Du Xinglin1

(1. College of Plant Science, Jilin University, Changchun 130062, China; 2. College of Animal Science, Jilin University, Changchun 130062, China; 3. Educational Technology Center, Jilin University, Changchun 130012, China)

In the experimental teaching, the application of the flipped classroom teaching mode is explored and practiced. Through the reform on the teaching content, the teaching mode and the assessment methods for Agricultural Machinery and Application course, the students’ learning interest is greatly raised, which plays a positive role in cultivating students’ self-learning ability, practical ability, language expression ability and logical thinking ability.

flipped classroom; agriculture machinery and application; experimental teaching; data analysis

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.047

2017-03-30 修改日期：2017-04-05

吉林省高教學會高教科研課題2017年度立項課題“翻轉課堂教學模式在涉農專業機械課程實驗教學中的應用研究”(JGJX2017D5)；吉林省高教學會高教科研課題2017年度立項課題“引入翻轉課堂的高校實驗課程混合式教學模式的探索與實踐”(JGJX2017D6)

唐明祥(1968—),男,四川宜賓,碩士,高級實驗師,研究方向為農業機械學E-mail：279222513@qq.com

都興林(1965—),男,吉林長春,博士,教授,博士研究生導師,研究方向為水稻超高產理論與技術/生物教法學.E-mail：duxl@jlu.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)08-0188-04