翻轉式教學在計算機控制技術課程的應用研究

陳嬋媛

摘要：翻轉式教學將學習的自主權交給學生，學生在教學過程中不再被動地接受知識，這是信息時代出現的一種較新穎的教學模式，但由于改革的難度，角色轉變的困難，信息技術水平等限制，各高校仍普遍采用傳統教育模式。今年疫情期間，為響應教育部“停課不停教，停課不停學”的號召，以在線學習為主要形式的翻轉式教學模式有機會在多地獲得推廣。下文將基于疫情期間翻轉式教學模式在計算機控制技術課程中的應用經驗，總結并研究未來后疫情時代翻轉式教學模式的推廣及應用。

關鍵詞：翻轉式教學;在線學習;計算機控制技術

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）17-0102-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Application and Research of Flipped Teaching Mode in Computer Control Technology Course

CHEN Chan-yuan

（Guangzhou Institute of Science and Technology， Guangzhou 510640， China）

Abstract： Flipped teaching transfers the autonomy of learning to students， and students no longer passively accept knowledge in the teaching process， this is a relatively new teaching mode in the information age. However， due to the difficulty of reform， the difficulty of role transformation and the limitations of information technology， colleges and universities still generally adopt the traditional education mode. During the epidemic this year， in response to the call of the Ministry of Education to “suspend classes without stopping teaching， and without stopping classes”， the flipped teaching model with online learning as the main form has the opportunity to be promoted in many places. Based on the application experience of flipped teaching mode in computer control technology course during the epidemic period， the promotion and application of flipped teaching mode in the future post epidemic era were summarized and studied.

Key words： flipped teaching; online learning; computer control technology

1 引言

近年來，隨著網絡技術的發展和教育理念的革新，涌現出多種新型教育模式，如翻轉教學、混合式教學等，這些教育理念的共通之處便是他們均基于在線教學方法。在線教學使學習更加靈活、自主、個性。但由于傳統教學模式已經深入人心，新型教育模式在教師角色、課程模式和管理模式上與傳統教育模式有較大差異，教育改革的難度不容小覷，因此目前國內各高校仍主要采用傳統的教育模式。2020年初，新型冠狀肺炎病毒席卷全球，考慮到疫情的影響，教育部發布了《教育部關于2020年春季學期延期開學的通知》[1]，為響應此要求，本著“停課不停教、停課不停學”理念，各高校相繼開展線上教育。這一舉措給高校教師帶來挑戰的同時，也推進了基于線上教學的新型教學模式的發展。

本文將基于疫情期間計算機控制技術課程的翻轉式教學經驗，分析翻轉式課堂相較于傳統課堂的優劣勢，研究如何在后疫情時期將翻轉式課堂與傳統課堂有機融合，達到教學的高效性、創新性、新穎性。

2 計算機控制技術課程特點及教學現狀

《計算機控制技術》是機械電子工程專業的學科拓展課，以《自動控制原理》為先修課程，從基本概念入手，引導學生掌握計算機控制系統的理論知識，掌握PID控制、模糊控制以及神經網絡控制等算法，并了解計算機控制系統中發展的新技術[2]，是一門理論性與實踐性并重的課程。《計算機控制技術》需要實現模型的建立，離散信號的處理，并根據被控對象特點選擇設計最優控制技術，學習過程中涉及較復雜的數學知識以及《自動控制原理》的基礎知識，具有概念晦澀、原理抽象、知識繁雜的特點。

在課堂教學過程中，由于本課程原理較復雜，理論講解較枯燥，知識點密集，導致學生學習過程中出現理解困難，知識掌握不扎實，學習熱情下降等現象。在傳統課堂模式下，存在以下缺陷：（1）清晰的講解和有限的學時之間的矛盾，計算機控制技術這類理論性較強的學科，要將知識點講解透徹，勢必將耗費較多課堂時間，而學時有限，且計算機控制技術知識點繁多，在有限的學時實現有效的講解，給教師和學生均帶來較大考驗;（2）研究表明，學生能夠集中注意力的時間大概為10～18分鐘，而傳統課堂一般為45分鐘，這就導致學生的注意力無法在整堂課時刻集中，而對于知識點如此密集的課程，學生將錯過一些知識點，影響教學效果;（3）傳統課堂屬于瞬時教學，無法回顧。在復雜枯燥的理論講解中，課堂氣氛相對沉悶壓抑，學生處于被動接受狀態，只是一味接受經過教師反復“咀嚼”過的知識點，缺乏自我思考，思維并不活躍，往往會存在課上似懂非懂，課后遺忘迅速的現象，而一旦遺忘，又無法重新回顧教師課堂講解的過程;（4）由于計算機控制技術需要很多先修課程的知識支撐，學生的學習速度和理解能力受自身知識水平、個性和學習特點限制而各異，在傳統教學模式下，即使教師充分分析每一類學生的學習特點，也很難做到面面俱到，個體和群體的矛盾仍舊存在;（5）傳統教學模式的填鴨式教育方式無法讓學生感受到學習的快樂，學生大部分學習過程與創造力無關，個性和好奇心也在被消磨。以上在傳統教學模式下計算機控制技術課程的不足，困擾著眾多高校教師，新的教學模式亟待探索。

3 基于線上課程的翻轉式教學在計算機控制技術課程中的應用

3.1 翻轉式教學特點

翻轉式是在新時代背景下誕生的新興教育模式，它的發展很大程度上依賴于網絡通訊技術的發展，可較好地解決傳統教學模式的不足。

（1）翻轉式課堂[3]亦可譯為顛倒課堂，它重新調整了學生和教師的角色。在這種課堂模式下，學生占據學習的主導權，學習時間及進度的安排也更靈活、自主。教師也不再是課堂的絕對權威，將成為學生學習過程的引路人，為學生提供優質全面的學習資料，并創造學生間、學生與教師間討論、質疑、協作的條件。

（2）翻轉式教學模式可實現“教”與“學”的統一，學習的進度只由學生知識掌握的精熟程度決定。在傳統教學模式中，由于班級中每個學生的學習能力和學習特點參差不齊，教師對于教學速度及難度的把控較困難，無法顧及所有學生。在翻轉式教學模式中，學生根據自己的學習情況自主安排進度，教師負責將教學視頻制作精良，教學資料準備充足。學習進度完全根據學生學習情況自主安排，真正實現“教”與“學”的統一。

（3）翻轉式教學模式下，學生可無限次回看、隨時暫停教學視頻，自行把握學習節奏。而傳統課堂的瞬時教育，學生一旦沒跟上教師節奏，將丟失重要知識點的講解;一旦遺忘，課后也無法回顧教師講解過程。

3.2 翻轉式教學在計算機控制技術課程中的應用

基于“停課不停教、停課不停學”的號召，各高校全面開啟全新線上教學模式，此次疫情也成了高校融合線上教學的催化劑，使得高校教師及學生有機會體驗新型教學模式，直觀感受其與傳統教育模式的差別，在此基礎上，也有機會進行拓展分析和思考。

3.2.1 翻轉式教學的應用形式

為給全國大學生提供疫情期間較好的教育資源，2020年初教育部組織22個在線課程平臺開放了1291門國家精品在線課程。基于如此豐富的優質教育資源，各高校采取的遠程教學有多種形式：（1）由于線上教學平臺的課程不是為應對疫情臨時倉促制作上線的，是近些年來教育部精心組織、精心培育、精心遴選的好老師的好課，具有質量保證，因此任課教師可篩選并采用線上教學平臺的優秀課程作為學生線上學習的主要資料，而不必為應對疫情匆忙制作線上課程，達到較好的教學質量的同時減輕教師壓力;（2）任課教師亦可自行采用騰訊會議、QQ會議等軟件進行直播授課，并且在直播之前可以要求學生根據資料預習，這種教學模式的優點是：不同高校學生特點相差較大，任課教師對于本校學生的特質更了解，課堂內容及教學深度的把握會更精準，更適應本校學生;直播授課，教師可在上課過程中與學生進行互動，隨時提問，掌控學生的學習狀態;在教師的監督下，學習效率也較高;（3）糅合如上兩種教學模形式，教師根據課程特點，遴選優質教學資源;學生根據教師精心挑選的線上課程進行學習，并進行相應的測試;教師收集學生的測試情況以及學生的反饋，錄制視頻或直播進行答疑、重難點剖析、課后題分析、總結知識點，形成一個較好的課堂反饋及學習閉環。學生亦可自行掌握學習進度，反復觀看視頻，大幅度發揮學生的主觀能動性。第三種教學模式即屬于基于線上教學的翻轉式教學模式，同時具備第一種和第二種教學模式的優點。

3.2.2 計算機控制技術的翻轉式教學模式

疫情期間計算機控制技術教學采取上面提到的第三種教學模式，其翻轉式教學過程主要由以下幾部分組成：（1）根據教育部公布的開放在線學習平臺信息，對各平臺的相關優秀課程進行遴選，最終選擇發布于MOOC平臺，由北京交通大學測控技術與儀器專業的王爽心教授、齊紅元副教授、陳廣華高工講授的“計算機控制技術”課程，此門線上課程屬于北京交通大學的校級精品和優質課程，授課目標、課程大綱也均與我校“計算機控制技術”課程的相關要求相符;（2）根據教學計劃及課表，擬定計算機控制技術學習計劃安排表，并組建教學輔導QQ群，按照課表在規定的上課時間發布學習內容及計劃，做好每堂課考勤，保證學生每周的學習時間，做到有限制的自由;（3）課后，要求學生完成對應課時相應知識點的測試題，并提出質疑和疑惑;（4）根據學生作業及提問情況，教師收集并總結重難點，針對以上內容錄制解答視頻或直播分析解答并討論。

根據翻轉式教育模式在計算機控制技術課程的應用經驗，可做如下總結和反思：（1）教學資料準備仍有待進一步完善，由于疫情的暴發較突然，大部分高校教師的線上教學經驗不足，前期也未有足夠時間進行線上資料的準備，因此提供給學生的資料不夠全面充足，為實現更好的學習效果，可給學生提供更多的應用實例，相關論文等資料作為拓展學習;（2）學生自覺性是對遠程學習的一個較大考驗，由于教師無法面對面觀察學生學習狀態，整個學習過程較大程度上依賴于學生的自我控制和自我約束能力，大部分教師通過軟件簽到打卡方式進行考勤監督，但仍存在較大漏洞，因此需通過尋找更有效的方式監督學生學習情況，或者培養學生的自我約束能力來解決這一問題;（3）由于所有的教學過程均在線上完成，雖然針對學生的疑問，專門錄制視頻進行答疑，但相較于線下教學其溝通和反饋仍不夠及時;（4）這一教學模式下，學生和教師的角色均發生了較大的轉變[4]，對于學生來說，不僅可以充分發揮學生的自主性，還可以開發出學生頭腦中的創造性和潛力;對于教師，傳統教學模式中，教師占據絕對主導權，用知識點充斥課堂的每一分鐘，這不僅給教師帶來較大的教學壓力，還會導致學生失去參與感，影響教學效果，在翻轉式教學模式中，教師可以根據學生的反饋和意見，錄制相應知識點的講解視頻，或者在直播中與學生進行討論。教師的教學更有針對性，可以更加了解學生的學習狀況和特點，重新審視自身的教學活動和方式，促進教學水平的提升。

4 翻轉式教學未來實施方案

本學期計算機控制技術課程所采取的基于線上課程的翻轉式教學模式，在疫情期間發揮了很大的作用，也有機會將停留在理論層面的翻轉式教學模式應用到實踐中，對于后疫情時期具有較重要的啟發和借鑒意義。

線下的傳統課堂教學模式較單一，教師和學生的角色固化，學生的參與度很低，而翻轉式課堂教學模式形式較多樣，教師和學生的角色較靈活，教師傳授知識的同時，充分調動學生的積極性，屬于啟發式教育。翻轉式教育模式給學生帶來新鮮感和參與感，能在一定程度上激發學生的學習熱情。傳統教學模式也有其突出優勢：1）教師和學生均已熟悉此種教學模式，教師在教學過程中駕輕就熟，能很好地完成教學內容;2）面對面教學，教師在授課過程中可以時刻掌握學生學習狀態，隨時調整教學進度和方法;3）面對面教學，對學生起到監督作用，對學生自制力要求相對較低;4）可對學生的疑問做出即時回答。因此，在后疫情時期仍將以線下教育為主，但翻轉式教育模式也有其用武之地。

基于疫情期間翻轉式教育在計算機控制技術課程中的應用經驗，綜合線下教學，翻轉式教學可有以下具體實施流程：1）線上資料準備：翻轉式教育給學生充足的自主學習空間，為給學生提供更良好的線上學習資源，教師需花費較多時間制作視頻、動畫等作為知識傳播工具，配置相關拓展資料和習題。線上教學以信息技術為載體，將知識點清晰地呈現給學生，學生在課前即可深入了解相關學時教學內容，實現有效預習;2）收集學生反饋：學生通過線上資料學習，完成相應習題，實現自我檢測，也給教師提供參考信息，掌握學生學習情況，另外，學生也可提出疑問，教師總結分析以上反饋內容，有針對性地準備線下課堂;3）線下教學：不同于疫情期間的教學模式，后疫情時期，線下教學仍將是高校教學主體，教師可按照課前收集的學生知識掌握情況展開教學。由于學生課前已做預習，對教學內容已有鋪墊，知識點的教學過程并不會占用整堂課的時間，翻轉課堂的關鍵點就是有效支配課堂上多出來的時間。余下時間教師可做更多知識點的延伸及應用，使教學更有深度;亦可設置討論環節，發散學生思維，培養學生主動學習、積極思考的習慣，將教學質量提升一個臺階;4）課后：經過這一閉環式學習，學生已經較好地掌握知識點，此時的課后作業可以更具開放性，創造性和應用性，激發學生開放性思維。

由于工科的大部分學科均具有理論性強，概念晦澀、原理抽象、知識繁雜等特點，僅僅依靠線上課程及資料，學生會存在較多疑惑，無法自行融會貫通，因此線下教學仍承擔著較重要的角色;此外，線下教學雖然可以實現教師與學生的面對面教學和溝通，由于知識晦澀，學生無法一次性理解所有的知識點，此時線上資料又成為較好的輔助工具，學生可以隨時回看調取相應知識點的教學解析視頻。此形式的翻轉課堂，實現了線下教學與線上教學的有機融合，既可發揮教師的引導作用亦可培養學生獨立思考的能力。

5 總結

翻轉式教育屬于網絡時代出現的新型教育模式，其充分利用互聯網的便利性，給師生帶來全新的教學體驗，即使學生自身條件、受教育水平、個性等各異，也可很好地適應此種教育模式，解決了傳統教學模式中群體與個體的矛盾。[5]根據本學期翻轉課堂在計算機控制技術學科中的應用經驗，翻轉課堂也有其不足，因此在未來的應用當中，基于線上教育的翻轉課堂還需與線下的傳統教學模式融合，以期達到互補作用，既能發揮學生的主觀能動性，培養學生獨立思考問題的能力，又能在教師指引下，按照要求完成課程要求，并實現廣度和深度上的延伸。

參考文獻：

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【通聯編輯：王力】