作物栽培學(xué)“翻轉(zhuǎn)課堂”模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳青春 劉鵬飛 蔣鋒

【摘要】網(wǎng)絡(luò)普及實(shí)現(xiàn)了信息傳播方式革命性的改變。為了改變農(nóng)學(xué)學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，作者以作物栽培學(xué)課程為例，于2015—2017年構(gòu)建了“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動(dòng)教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式。教學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，符合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)課堂模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性，能夠部分解決農(nóng)科學(xué)生理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)不同步的弊端。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；虛擬仿真；微課；作物栽培學(xué)

【基金項(xiàng)目】廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目（基于協(xié)同創(chuàng)新理念的作物學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐）；“課程思政”示范課程建設(shè)項(xiàng)目（作物栽培學(xué)）；校級(jí)本科教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目（作物栽培學(xué)精品課程）；校級(jí)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（微課模式在《作物栽培學(xué)》課程中的應(yīng)用）。

隨著智能機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)的普及，信息獲取的途徑有了重大改變。在快節(jié)奏生活氛圍的影響下，視頻、音頻、圖像等直觀形象的傳播方式受到了熱捧。在日常學(xué)習(xí)中，網(wǎng)絡(luò)課堂逐漸成為首選。本文擬從翻轉(zhuǎn)課堂由來(lái)及應(yīng)用、作物栽培學(xué)課程特點(diǎn)、作物栽培學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)、課程效果及分析等四個(gè)方面進(jìn)行介紹，通過(guò)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示，以期為提高農(nóng)科相關(guān)課程教學(xué)質(zhì)量提供參考。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的由來(lái)及應(yīng)用

為了幫助缺席學(xué)生補(bǔ)課，2007年春天，兩位化學(xué)教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）使用屏幕捕捉軟件錄制PowerPoint演示文稿的播放和講解，并制作視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)。隨著使用者的宣傳，這些在線教學(xué)視頻被更多的學(xué)生接受并廣泛傳播。因?yàn)檎n前觀看了教學(xué)視頻，傳統(tǒng)的課堂講解地位尷尬，針對(duì)這種情況，兩位教師以學(xué)生在家看視頻聽(tīng)講解為基礎(chǔ)，課堂時(shí)間讓學(xué)生完成作業(yè)或做實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)需要提供個(gè)性化輔導(dǎo)和幫助。這一“在家視頻，課堂作業(yè)實(shí)踐”的教學(xué)模式，逐步受到大眾的關(guān)注。兩位化學(xué)教師因此被稱(chēng)為翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)始人。

近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂模式得到了大力推廣和發(fā)展。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的研究始于2012年，小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)教師分別就語(yǔ)文、英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)等課程采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，均取得了良好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)圖一般如圖1。

二、作物栽培學(xué)課程特點(diǎn)

《作物栽培學(xué)》是面向農(nóng)學(xué)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的課程，是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。它綜合運(yùn)用農(nóng)業(yè)、植物學(xué)、生物學(xué)等許多學(xué)科的理論和技術(shù)，研究農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律、產(chǎn)量品質(zhì)形成機(jī)理及其與環(huán)境條件的關(guān)系，探索通過(guò)栽培管理、生長(zhǎng)調(diào)控和優(yōu)化決策等途徑，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全和生態(tài)的理論、方法和技術(shù)。作物栽培學(xué)對(duì)推動(dòng)我國(guó)作物生產(chǎn)具有不可替代的作用，具有極其重要的地位。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解我國(guó)作物生產(chǎn)的現(xiàn)狀、栽培的基本理論和技術(shù)、主要大田作物生長(zhǎng)發(fā)育特性及栽培關(guān)鍵技術(shù)，并能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

其內(nèi)容包括：作物栽培學(xué)的性質(zhì)任務(wù)形勢(shì)、發(fā)展方向；作物生長(zhǎng)發(fā)育、分類(lèi)及區(qū)劃；作物與環(huán)境的關(guān)系；作物產(chǎn)量和品質(zhì)的形成規(guī)律；作物栽培的基本措施及大田作物水稻、玉米、花生、小麥、大豆、馬鈴薯、甘蔗、煙草、油菜、麻類(lèi)作物和甜菜的生產(chǎn)狀況、生物學(xué)特性和關(guān)鍵栽培技術(shù)。

三、作物栽培學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)校現(xiàn)行培養(yǎng)方案，作物栽培學(xué)理論課時(shí)數(shù)相對(duì)較少，實(shí)習(xí)實(shí)踐安排相對(duì)集中，難以覆蓋作物生長(zhǎng)整個(gè)生育期，同時(shí)，理論課程和實(shí)踐課程銜接存在時(shí)間差。傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難將兩者同步有機(jī)結(jié)合，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)課堂理論教學(xué)和田間時(shí)間的完美銜接。鑒于此，筆者將農(nóng)業(yè)信息學(xué)課程中虛擬仿真顯示技術(shù)與作物栽培相結(jié)合，構(gòu)建“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動(dòng)教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式（以作物生長(zhǎng)發(fā)育這部分內(nèi)容為例，通過(guò)計(jì)算機(jī)制作作物不同生長(zhǎng)階段的仿真視頻以及錄制作物不同生長(zhǎng)階段的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)片段，放在網(wǎng)絡(luò)上，便于學(xué)生實(shí)時(shí)瀏覽、對(duì)應(yīng)教材以及課程微視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)）。參考Robert Talbert的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)圖，整體設(shè)計(jì)如下。

（一）課前設(shè)計(jì)模塊

1.教學(xué)視頻的制作。根據(jù)學(xué)校及個(gè)人實(shí)際條件，教學(xué)視頻采用自行錄制和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的開(kāi)放教育資源兩種方式相結(jié)合。首先，在優(yōu)質(zhì)開(kāi)放教育資源中，尋找與教學(xué)內(nèi)容相符的視頻資源作為課程教學(xué)內(nèi)容，可以提高資源的利用率，節(jié)省人力、物力，也使學(xué)生接觸到國(guó)際性?xún)?yōu)秀教師的最新教學(xué)內(nèi)容。其次，結(jié)合廣東及學(xué)校特色，有針對(duì)性地錄制具有地方特色的作物教學(xué)視頻。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性講解，在時(shí)間允許條件下根據(jù)不同班級(jí)學(xué)生的差異性多版本地錄制教學(xué)視頻。此外，鑒于作物栽培學(xué)實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)于作物生長(zhǎng)發(fā)育這部分內(nèi)容，錄制田間各生育階段實(shí)時(shí)視頻片斷，對(duì)于無(wú)法獲取田間實(shí)時(shí)生長(zhǎng)片段的部分，利用虛擬仿真技術(shù)制作作物生長(zhǎng)仿真視頻；對(duì)于作物栽培技術(shù)章節(jié)內(nèi)容，選擇網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)質(zhì)科教視頻作為補(bǔ)充。

根據(jù)微課精神，一般每段課程視頻10分鐘左右，盡量不超過(guò)20分鐘，在課程網(wǎng)站上同步上傳課程課件、拓展視頻及思考作業(yè)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固。

2.課前針對(duì)性練習(xí)。要求在學(xué)生看完教學(xué)錄像之后，對(duì)錄像中的收獲和疑問(wèn)進(jìn)行記錄。同時(shí)，學(xué)生要完成教師布置的針對(duì)性課前練習(xí)，以加強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固并匯總疑難之處。利用“最近發(fā)展區(qū)”理論，幫助學(xué)生利用舊知識(shí)完成向新知識(shí)的過(guò)渡，對(duì)于學(xué)生課前的學(xué)習(xí)，通過(guò)課程中心信息發(fā)布進(jìn)行引導(dǎo)，利用網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)（QQ、微信等）進(jìn)行交流互動(dòng)，進(jìn)而幫助學(xué)生了解彼此之間的收獲與疑問(wèn)，同學(xué)之間能夠進(jìn)行互動(dòng)解答。

（二）課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)模塊

在設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)時(shí)，充分利用情境、協(xié)作、會(huì)話等要素充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，以完成對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的內(nèi)化。

1.確定問(wèn)題。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生觀看教學(xué)視頻、課前練習(xí)中給出的反饋，總結(jié)出一些有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。讓學(xué)生根據(jù)理解與興趣選擇相應(yīng)的探究題目。在此過(guò)程中，針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生的選擇題目。選題后，根據(jù)所選問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組（同一問(wèn)題者組成一個(gè)小組，小組規(guī)模控制在5—6人）。然后，根據(jù)問(wèn)題的難易、類(lèi)型進(jìn)行小組內(nèi)部的協(xié)作分工設(shè)計(jì)。當(dāng)問(wèn)題涉及面較廣并可以劃分成若干子問(wèn)題時(shí)，小組成員可以按照“拼圖”學(xué)習(xí)法進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，每個(gè)小組成員負(fù)責(zé)一個(gè)子問(wèn)題的探索，最后聚合在一起進(jìn)行協(xié)作式整體探究；當(dāng)問(wèn)題涉及面較小、不容易進(jìn)行劃分時(shí)，每個(gè)小組成員可以先對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立研究，最后再進(jìn)行協(xié)作探究。在翻轉(zhuǎn)課堂個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師主要發(fā)揮領(lǐng)路人的作用，幫助學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃和使用學(xué)習(xí)工具。

2.獨(dú)立探索。獨(dú)立學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)者應(yīng)該具備的重要素質(zhì)之一。從個(gè)體的發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，學(xué)生的學(xué)習(xí)是從依賴(lài)走向獨(dú)立的過(guò)程。在翻轉(zhuǎn)課堂的活動(dòng)設(shè)計(jì)中，注重和培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。從開(kāi)始時(shí)選擇性指導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的獨(dú)立探究學(xué)習(xí)方面，把尊重學(xué)生的獨(dú)立性貫穿于整個(gè)課堂設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生在獨(dú)立學(xué)習(xí)中構(gòu)建自己的知識(shí)體系。

3.協(xié)作學(xué)習(xí)。在翻轉(zhuǎn)課堂中加強(qiáng)協(xié)作交互學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)。以小組為基本模塊單元（一般5—6人），通過(guò)小組內(nèi)成員協(xié)作，集思廣益，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成學(xué)習(xí)以及實(shí)踐任務(wù)。在翻轉(zhuǎn)課堂的交互性活動(dòng)中，隨時(shí)捕捉學(xué)生動(dòng)態(tài)并及時(shí)加以指導(dǎo)，適時(shí)做出決策，選擇合適的交互策略（頭腦風(fēng)暴、小組討論、淺談令牌、拼圖學(xué)習(xí)、工作表等），保證小組活動(dòng)的有效開(kāi)展。

4.成果交流。在開(kāi)學(xué)初為學(xué)生提供作物種子，讓學(xué)生自行種植，觀察記錄。經(jīng)過(guò)獨(dú)立實(shí)踐、協(xié)作學(xué)習(xí)之后，完成個(gè)人或小組的成果集錦。在課堂上讓學(xué)生將自己的種植作物成果進(jìn)行匯報(bào)展示，交流體驗(yàn)，分享種植管理的成功和喜悅。在成果交流中，除了本班師生，根據(jù)需要，邀請(qǐng)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)互動(dòng)。

除在課堂直接進(jìn)行匯報(bào)之外，還可以翻轉(zhuǎn)匯報(bào)過(guò)程，學(xué)生在課余將自己的種植過(guò)程以及匯報(bào)過(guò)程進(jìn)行錄像，上傳至課程平臺(tái)；老師和同學(xué)在觀看完匯報(bào)視頻后，在課堂上進(jìn)行討論、評(píng)價(jià)。

5.反饋評(píng)價(jià)。通過(guò)建立學(xué)生的學(xué)習(xí)檔案，注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程以及學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)，此外，盡量做到定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)、對(duì)個(gè)人的評(píng)價(jià)和對(duì)小組的評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)和他人評(píng)價(jià)之間的良好結(jié)合。評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要涉及問(wèn)題的選擇、獨(dú)立學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)、在小組學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)、學(xué)習(xí)計(jì)劃安排、時(shí)間安排、結(jié)果表達(dá)和成果展示等方面。

四、課程效果及分析

實(shí)際課程學(xué)習(xí)表明，“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動(dòng)教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)。在觀看視頻階段，學(xué)生可以利用多種裝備登錄課程平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，完全可以按照自己的節(jié)奏和步調(diào)掌握學(xué)習(xí)。此外，學(xué)生在課前的視頻學(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)所學(xué)知識(shí)有了一個(gè)全面的了解，課堂上對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化和整體化處理后，學(xué)生有機(jī)會(huì)進(jìn)行協(xié)作探究，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。作物栽培學(xué)課程實(shí)際效果表明，在新的教學(xué)模式帶動(dòng)下，學(xué)生表現(xiàn)整體較好，考研率和從事本專(zhuān)業(yè)工作比例大幅增加。“微視頻+網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真+課堂互動(dòng)教學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂模式在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)以及投身本專(zhuān)業(yè)的決心（表1）。

五、展望

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的誕生，應(yīng)該說(shuō)既是教育教學(xué)改革創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果，也是信息技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的結(jié)果，它代表了教育改革的方向和趨勢(shì)。喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯開(kāi)創(chuàng)的翻轉(zhuǎn)課堂被認(rèn)為“可能是自歐洲文藝復(fù)興以來(lái)的教室授課模式之后的重大變革”。隨著家庭、城市帶寬的擴(kuò)增，互聯(lián)網(wǎng)的普及化，智能手機(jī)、平板電腦等載體的大眾化，信息資訊網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)成為課堂學(xué)習(xí)外的必然補(bǔ)充，因此可以說(shuō)，翻轉(zhuǎn)課堂的誕生是偶然的，也是必然的。

不同的學(xué)科、不同的課程，教學(xué)方法和手段差異較大。在實(shí)際的教學(xué)改革中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)科以及課程特點(diǎn)，因科制宜；根據(jù)學(xué)校自身硬件以及學(xué)生基本條件，因校制宜。翻轉(zhuǎn)不等于取消課堂教學(xué)，根據(jù)課程實(shí)際特點(diǎn)，有針對(duì)性地開(kāi)展部分或者全部翻轉(zhuǎn)。在現(xiàn)行培養(yǎng)機(jī)制條件下，所有課程全部翻轉(zhuǎn)尚不現(xiàn)實(shí)，我們可以結(jié)合實(shí)際情況，量身打造適合自己課程的翻轉(zhuǎn)模式。相信隨著國(guó)家教育改革的推進(jìn)，翻轉(zhuǎn)課堂模式將會(huì)受到更多青睞。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012，30（04）：46-51.

[2]王卓，宮建美，張磊，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在兒科護(hù)理學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].護(hù)理研究，2018（03）：477-479.

[3]李姝.“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在小學(xué)品德與社會(huì)中的應(yīng)用研究[J].考試周刊，2018（20）：20.

[4]陳本東.翻轉(zhuǎn)課堂在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2018（20）：73.

[5]王潤(rùn)清.成人高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究——基于上海開(kāi)放大學(xué)黃浦分校的案例分析[J].成人教育，2018（02）：19-25.

[6]鞏紅冬，李彪，王玉林.基于混合式教學(xué)的植物學(xué)課程翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建[J].中央民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2018（01）：70-72，77.

[7]鄧巧玲，孫瓊.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的研究[J].考試周刊，2018（17）：61，63.

[8]王季秋.翻轉(zhuǎn)課堂在高職英語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)施策略[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，64（01）：109-112，117.

[9]金石梅，趙國(guó)宏，李永珍，等.翻轉(zhuǎn)課堂下《信息技術(shù)與課程整合》課程資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].教育教學(xué)論壇，2018，346（04）：230-232.

[10]余鵬.基于翻轉(zhuǎn)課堂藥物分析學(xué)教學(xué)模式探索與思考[J].信息記錄材料，2018，19（03）：242-246.

[11]楊俊玲.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的再應(yīng)用——以《計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)》為例[J].教育教學(xué)論壇，2018，345（03）：137-138.

[12]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom[J/OL].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-classroom

[13]曹衛(wèi)星作物栽培學(xué)總論（第二版）[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[14]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢(shì)[J].電化教育研究，2011（10）：61-65.

[15]王文靜.維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論對(duì)我國(guó)教學(xué)改革的啟示[J].心理學(xué)探新，2000（02）：17-20.

[16]Death Knell for the Lecture： Technology as a Passport to Personalized Education[OL]http：//www.nytimes.com/2011/12/06/science/daphne-koller-technology-as-a-passport-to-personalized-education.html？pagewanted=all&_r=1&， 2011-12-06.