高校工科實驗教學中翻轉課堂教學模式的應用探究

摘要：隨著教學理念的不斷發展和更新，翻轉課堂的教學模式在國內教學領域中得到日益廣泛的應用。本文主要闡述了將翻轉課堂運用在高校的工科課程實驗中，并且針對“一階測試系統”的課程實驗進行了翻轉課堂的設計和效果探究。

研究結果表明，將翻轉課堂教學模式應用在高校工科實驗教學將對學生的自主學習能力、實際操作能力帶來顯著的提升。

關鍵詞：翻轉課堂；高校工科實驗教學；課程實驗

一、問題的提出

近年來，我國各類高校紛紛加大對實驗室的建設投入以改善學習實踐教學條件，積極探索并不斷開展實踐教學改革，這不僅有效促進了在校大學生工程實踐能力和創新創業能力的提升，而且還為實現國家創新創業人才的培養目標奠定了堅實基礎[1]。大多數的工科專業理論課程都會配備一定學時的課程實驗，實驗教學的設置一方面鞏固了學生的理論學習知識點，另一方面是將枯燥的書本和動手操作結合起來，提高了學生的實踐能力。但是，傳統的課程實驗教學模式普遍采用實驗前學生自主預習、實驗時教師進行簡明的原理闡述和實驗操作、實驗后學生完成實驗報告。教學方式單一，課程實驗課時有限，實驗過程中教師講解耗時、學生效率偏低，這些不僅僅容易使學生對實驗產生挫敗感，并且往往很難真正地將實踐與理論知識進行融會貫通。因此，探究如何解決這一現象就顯得尤為重要。

二、翻轉課堂的內涵

翻轉課堂是與傳統教學過程有較大差異，是將傳統的教學結構和教學理念顛倒過來實現對傳統課堂的變革。翻轉課堂教學模式起源于國外一些中小學教師的嘗試，并隨著世界教育改革不斷深化、信息技術與課程的深度整合，逐漸成為教育改革的新思潮，亦成為國內教育信息化的熱點[2]。

翻轉課堂的教學模式是，學生在家完成知識的學習，而課堂變成了老師與學生之間以及學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識的運用等等，從而達到更好的教學效果。在高等教育的工科實踐教學中，如果將翻轉課堂的教學理念運用到課程實驗的教學中去，將是一個解決上述不良現象的不錯方案。

三、結合《一階測試系統》的實驗分析如何進行翻轉課堂

本文結合了高校機制專業《機械工程測試》課程中的《一階測試系統》的課程實驗，進行了如下的翻轉課堂的設計。

1.根據教學大綱研讀教材，設計課程實驗任務

在《機械工程測試》的理論課程中，當涉及到測試裝置的基本特性知識點的時候，為了加強學生對測試裝置動態特性的了解，會以最為簡單的一階測試系統實驗舉例作為說明。結合教學大綱的學習要求對實驗作出實驗任務單：學會使用示波器，通過實際操作了解一階系統的特性，通過數據處理畫頻譜圖。一階系統的特性和頻譜圖的繪制方法在理論課中講解過，但是示波器、實驗儀器的操作以及數據處理的方法由于受條件限制無法在課堂講解，一般會選擇在實驗室做實驗時進行現場講解。由于操作復雜，一方面講解的時間耗時較多，大大影響了后續的學生操作時間；另一方面，學生不容易記憶，對后續的實驗帶來不便。通過“翻轉課堂”的微視頻，實驗前可以讓學生提前在課下觀看示波器的使用、了解實驗儀器的操作方法。

2.制作微視頻和任務單

微視頻任務單對學習微視頻起引導作用，學生在觀看微視頻前需要清楚任務單內容。任務單內容應該包括：①提出學習微視頻達到的目標；②列出看視頻的任務，以任務驅動，問題導向；③提出觀看視頻時的困惑點。

微視頻的制作在實驗室進行，由于涉及到示波器的使用、一階測試系統的操作、實驗數據的處理三方面的內容，故分開錄制了三個小視頻，使得每個小視頻的錄制時間在10分鐘左右， 避免時間過長影響學生注意力。錄制的微視頻應對整個實驗過程有著指導性作用，要避免直接給出全部實驗操作，以至于學生直接照本宣科地進行模仿性實驗，應該保留一定的自主性給學生。

制作好的微視頻可以通過網絡共享給學生，要求學生在實驗前根據任務單要求在課下觀看完微視頻。

3.進行實驗室現場實驗的設計

在得到學生學完微視頻的反饋基礎上，進行實驗室現場實驗的設計，其內容應包括以下幾個方面：①考查學生對于微視頻中的關鍵點是否吸收：例如在實驗過程中可以進行示波器的基本操作的巡查，或者要求學生在進行自主性實驗前必須先完成微視頻中的示例性實驗，并且詢問實驗原理等等。②合理設計自主性實驗：學生在實驗室必然是以實際動手操作為首要任務，所以合理得設計自主性實驗非常關鍵。學長在觀看完微視頻以后，應該有足夠的能力去獨立完成這些自主性實驗。③協作性展示：實驗過程應以學生分小組協同完成去展開，便于合作探究與討論。

四、實施結果與總結

《一階測試系統》的課程實驗通過翻轉課堂教學模式的改革，使得學生的積極性和自主學習能力得到了明顯的提高，動手能力加強，實驗效率得到了明顯的提升。經過此次改革嘗試，雖然將翻轉課堂的教學模式運用在課程實驗上取得了一定的顯著效果，但是仍然存在一些需要改進的地方：一方面在于視頻的制作，如何制作一個吸引學生并且短小精悍的學前視頻還有待進一步研究和改善；另一方面在于學生的學習自主性，在此次的微視頻反饋環節可以看出仍然有部分同學沒有認真觀看視頻，甚至存在一小部分同學沒有觀看微視頻的現象，如何進一步提升學生觀看微視頻的有效性同樣也有待研究和改善。

翻轉課堂的主要目的就是，學生在通過實驗前自主學習的基礎上，充分利用實驗室時間進行高效的實驗操作，促使學生將實際操作與課本融會貫通實現知識的內化。為了達到知識內化效益的最大化，翻轉課堂教學模式必須涵蓋“學、測、研”三個環節[3]：在學的環節，學生通過觀看微視頻自主完成實驗知識內容的學習；在測的環節，教師需要進行實驗巡查和要求學生完成實驗報告，以測促學；在研的環節，通過師生互動、生生互助開展協作學習、相互交流，以達成問題解決，促進知識的內化和吸收。隨著翻轉課堂教學模式的日益提倡，相信在不久的將來這種創新型教學模式將會逐步走進高校，成為未來課堂的一種發展趨勢。

參考文獻：

[1]郭志達，華菊翠.面向創新創業能力培養的地方高校實踐教學改革研究[J] 高等農業教育，2015（11）：56-60.

[2]董黎明，焦寶聰.基于翻轉課堂理念的教學應用模型研究[J].電化教育研究，2014（17）：108-113.

[3]齊心.翻轉課堂在高校實驗教學中的應用研究[A].學科探索，2017（31）：61-62.

作者簡介：陳向詩瑤（1990- ），女，湖北武漢人，碩士，武漢工程大學郵電與信息工程學院教師。