翻轉課堂聯合PBL教學法在《電機學》課程中的應用

肖冬亞，徐 政，李明達，鐘月曦

（長春工程學院，吉林長春130012）

《電機學》課程是電氣工程及其自動化專業一門非常重要的核心專業基礎課，在電氣工程及其自動化專業中起承上啟下的作用，該課程涉及電路、磁路、物理、數學等學科知識，理論性強且較為抽象，與工程實際聯系密切。學生普遍反映課程太過抽象，難學難懂，因此該門課程對教師的授課和學生的學習都帶來了很大的挑戰。當前《電機學》課程多采用以教師為中心的傳統的教學模式，便于師生情感交流，教師可以完全監督與調控，但也存在很多不利，如大學課堂多是大班教學，很難調動學生的積極性；電機技術發展迅速與專業教改下學時不增反減之間存在矛盾，教師只能壓縮學時，導致基礎不好的學生掉隊；學生學習興趣不高，被動接受知識使得學生思維固化，很難構建創新意識。

一、翻轉課堂聯合PBL教學法

隨著我國創新型國家建設發展戰略的實施，高等教育不斷進行改革，教育模式也逐漸轉變為以學生為中心的參與式教學。參與式教學起源于英國的一套社會學理論，其核心思想是以學生為主體，圍繞學習目標，應用靈活多樣、直觀形象的教學手段，充分發揮學生的自主作用，鼓勵學生積極參與教學過程，加強教師與學生、學生與學生之間的信息交流和反饋。

由此可見，參與式教學很好的呼應了以學生為中心的教學要求。目前最有影響力的參與式教學的具象化教學模式即為“翻轉課堂”。翻轉課堂是建立在構建主義學習理論基礎上的一種新型教學模式，徹底改變了傳統的以教師為主的教學模式，轉變為課前學生自學探究相關知識，課堂上在教師引導下討論分析將知識內化，課后鞏固及評價的新型教學方法。翻轉課堂強調以學生為中心，使學生從接受知識者變成主動學習者，而讓教師從知識的傳授者變成組織者、啟發者以及協助者。

但該教學法需要教師提前準備很多學習資料，供學生課前學習，課上仍采用傳統的知識傳授法，因每個學生的自學能力不同，會導致學習好的學生因學過一遍而失去積極性，而課下不主動學習的學生上課更容易溜號，降低整體教學效果。

PBL 是指以問題為導向，以學生為中心，提出問題、組織討論、總結經驗。PBL 起源于美國的麥克馬斯特大學的醫學專業，目前已經在多個學科教學領域中得到了很好的應用，其教學理念認為“問題是學習的起點，也是選擇知識的依據”，因此教學過程中應“先問題，后內容”，該教學法要求教師能夠很好的創設問題情境，同時能夠調動學生的積極性。

但該教學法也存在一定不足，學生本身缺乏對新課程內容的把握和了解，加之課前要花費大量時間對內容進行準備，一些學生的自律能力較差，導致在課上參與能力存在差異，因此在課堂上單純開展PBL 教學可能會耗時較長，影響PBL 教學法的效果。

翻轉課堂與PBL 教學法作為較新的教學模式，各有各的優勢，但兩者的單獨實施都存在一定的不足。越來越多的研究表明：翻轉課堂與PBL 相融合的教學方法順應人才培養和教育發展的要求。為適應新時代培養創新創業型人才的要求，結合我校電氣工程及其自動化專業課程設置，針對傳統教學效果不理想的現狀，將翻轉課堂聯合PBL 教學模式引入到《電機學》課程教學中，充分發揮兩種教學新方法的優勢，彌補各自存在的不足，該教學法以學生為中心，以問題為導向，采取課堂互動，答疑解惑，調動學生的積極性與主動性，鍛煉學生的創新思維能力，促進學生的自主發展和自我提高。

二、翻轉課堂聯合PBL的教學模式設計

翻轉課堂聯合PBL 教學法設計的基本目標是提高學生的建構認知，總體設計分為課前、課中和課后三大模塊。課前教師根據教學目標創設問題情境，學生根據教師布置的教學任務，帶著問題進行學習；課中為學生與教師交流、解惑、內化階段；課后學生鞏固、自學、發現學習中的問題，教師進行教學反思。通過教師與學生之間不斷發現問題、認識問題、解決問題的過程，提高教學效果。

（一）課前問題引導式自學。課前主要是學生依據教師提出的問題和教學目標進行自學，比如中國大學MOOC、智慧樹平臺等教學視頻，以及教師自制的教學視頻或資料等?；赑BL 的翻轉課堂可以讓學生以問題為導向進行自主學習，可以避免課前盲目學習，對學生來說更有針對性，也更節省時間。該教學模式能否成功進行，與課前準備是否得當密切相關，本階段教師和學生都需認真完成自身職責。

作為教師，要認真準備課前學習資料，包括教學大綱、PPT課件、教學視頻等，可以自行制作，也可以運用網絡上的精品教學資源，然后以相關知識鏈接或推薦網絡學習平臺的形式向學生發布學習任務、創設若干問題情境、學習內容、學習方案等。

作為學生，要高度重視自主學習環節，帶著教師創設的問題與任務獨立進行知識的學習和探索，通過網絡學習平臺下載PPT、閱讀課程教材、觀看教學視頻，并對學習中遇到的問題進行獨立思考并查閱相關文獻，在深入學習的基礎上，提出個人尚存的疑問，以備教師在課上進行答疑。

（二）課中互動式教學。由于有了課前自主預習的前期鋪墊，課上學生可以更專注于所遇到的各種問題，輔以引導式教學，師生可共同研究解決實際問題的方案。本階段主要分為三個環節：

1.小組匯報：圍繞“換向器在直流發電機和直流電動機中分別起什么作用？”的問題來組織學生以小組為單位進行匯報，匯報完畢一個問題后，在教師的引導下由換向器的作用引到創設的另一問題情境——直流電機工作原理，如果學生能非常清楚地講出“換向器在直流發電機和直流電動機中分別起什么作用”，那么直流電機的工作原理便迎刃而解。教師創設的不同問題情境要具有一定的關聯性，由淺入深，層層遞進，讓學生每解決一個問題都有成就感，激發學生的興趣、戰勝欲與求知欲。

2.討論環節：匯報完后，組間可以相互提問質疑，加深理解。教師引導學生思考和集體討論，是翻轉課堂的核心環節，對于本節課的核心問題，教師應帶領大家展開積極討論，要注重啟發、誘導、互動、鼓勵踴躍發言，在課堂上進行成果匯報、交流體驗、分享心得體會進而共同學習知識、解決問題。

3.答疑解惑：教師提前對預習期間學生提出的問題進行整理與歸納，從中選擇重點、難點問題在課堂上進行統一講解及答疑，集中對疑難問題進行深入解析；并對課中學生的問題進行講解，根據學生的表現給予評價及指導意見。

（三）課后整改反饋。對于學生而言，可根據個人興趣點、疑難問題等，對課上內容進行復習并進一步深入學習，也可以通過再提問等方式向教師請教以及反饋教學效果；對于教師而言需要對本節課的教學效果及學生反饋進行總結，并有針對性地對存在的問題及不足加以改進，不斷完善翻轉課堂的授課內容，提高教學質量。

三、實施過程中遇到的問題及改進措施

（一）學生課前不按教師布置的教學任務進行學習，影響翻轉課堂的效果。針對此現象，采取了如下改進措施：第一，注重轉變學生的觀念，使其從傳統的被動接受知識轉變為新的學習模式，要從理念上接受參與式教學，只有在思想認識上提高了，才能夠避免盲目實施；第二，強調課程的重要性，《電機學》課程是電氣工程及其自動化專業的一門非常重要的核心專業基礎課，是國家電網考試必考課程，并且是后續專業課程的基礎，讓學生從心底重視起來，提高學習的主動性；第三，每周設置學習任務提醒，在學習通設置任務點，將完成學生的名單發到群中，形成良好的“翻轉課堂”學習習慣。

（二）學生的個體化差異較大，對不同的學生而言學習效果出現兩極分化。參與式教學對學生的綜合素質提出了更高要求，對于學生的個體差異性現象，主要采取的是在實施參與式教學時因人而異，充分尊重學生的個體化差別，對不同學生在策略上略有調整，從而使各種能力層面的學生都能從中獲益。

（三）課堂“沉默現象”常在。在以小組形式進行討論時，有的同學經常保持沉默，積極討論發言的總是每組當中固定的同學。針對此現象，采取小組成員輪流進行學習成果匯報與討論，比如這次課一組當中選2 名同學參與，而下次課必須由小組里的其他同學匯報，依次輪流進行，保證每名同學都有鍛煉的機會。

新的教學模式對于教師和學生而言都相對比較陌生，因此要注意循序漸進，切忌好高騖遠和急功近利，要穩扎穩打、摸索經驗，取得長足而穩定的進步；對于新的教學模式，學生需要適應過程，因而在教學過程中教師切忌急躁與無端批評，要多給予表揚及肯定，多給予正面的鼓勵，從而提高學生的積極性和主動性；另外，參與式教學要適度，切忌走向另一個極端，不要完全以學生為中心而忽略了教師的作用。

四、實施效果

（一）學生參與度。近年來，以美國為代表的西方國家開始將“學生參與度”（Student Engagement）的概念引入到高等教育質量評價中，并設計相應的調查指標對學生在校期間的表現進行評價。本文將學生的課堂行為互動頻次作為評價指標，課堂行為互動頻次主要包括回答問題的次數、完成測驗總人數、搶答次數、問問題次數。結果顯示電氣18級的學生參與度明顯高于同等條件下電氣17 級的學生參與度。

（二）學生學習效果評價。根據教學大綱課程目標對學生學習效果的分目標進行了統計，實施翻轉課堂聯合PBL 教學法的電氣18 級某班和實施傳統教學法的電氣17 級某班對比，結果顯示，實施翻轉課堂聯合PBL 教學法的班級分目標以及總目標均高于傳統教學法。

五、翻轉課堂聯合PBL教學法的優點

有利于更好地掌握知識：翻轉課堂營造了適合學習者本人學習習慣和知識體系的學習環境，使其可以主導學習過程，從而利于對知識理解的深度和對知識運用的靈活度，便于更好地掌握知識。

利于提高學習效率：通過課前自學，學員可以掌握學習側重點，將更多精力分配給自己相對薄弱的環節，使學習更有針對性。另外，對于學習過程中的難點和疑點，可以在課堂上進行重點學習和提問，這就使學習的重點更符合自身特點，明顯提高了學習效率。

有助于培養自主學習能力：翻轉課堂要求學生首先在課前進行知識的自行學習，通過對特定問題知識點的查詢、學習及內化，有利于提高自學能力及培養終身學習的習慣，這也正好切合了知識不斷更新、需要不斷學習的新時代要求。

提高學習積極性、主動性：相對于傳統的演示加講解的教學方法，翻轉課堂教學法增強了學生的主體地位，且課前預習后學生對知識有了一定的掌握，也更有自信在課堂上多發言，因而可以更有利于提高學生的學習積極性和主動性。

提高語言表達能力和歸納總結能力：翻轉課堂要求學生課前自學后，在課上討論時將所學知識有條理地表達出來，這將有助于提高語言表達能力，而且通過將知識內化與總結，也提高了學生的歸納總結能力。

提高思考能力、解決問題能力：帶著教師布置的任務進行課前自學，是一種帶著問題學習與思考的過程，有助于提高學生的思考能力，而且通過課堂階段的進一步學習與討論，學生會針對之前存疑的問題進行重點研究與解決，這也提高了其實際解決問題的能力。

提高溝通交流、團隊合作能力：翻轉課堂增加了學生的課堂參與度，在課堂上對于某些問題的團隊討論還可以使學生的團隊合作能力以及溝通能力得到增強。

有利于學習專業前沿知識：翻轉課堂要求學生課前自學，自學中學生將利用網絡進行相關信息的檢索，而在此過程中，學生有機會接觸到不同數據庫的最新文章，進而有利于其了解國內外本專業前沿知識及發展前景。

學習時空更靈活：隨著網絡信息技術的發展，目前從互聯網獲取知識已十分便捷，對于學生來說，翻轉課堂的課前學習可以在時間與空間上更為靈活自主，做到“隨時隨地”學習，使學生的學習更加自由和自主。

構建和諧師生關系：通過翻轉課堂，使學生在教學活動中的地位提高，不再是被動的聽講者，而是主動參與者，這就使師生建立了平等、合作、和諧的關系，有利于師生共同努力提高教學質量。

提高教師教學水平：翻轉課堂不同于傳統教學，新型的模式對教師也提出了新要求和新挑戰。在翻轉課堂中，教師的被需求感增強，通過網絡平臺的溝通以及在課堂上有針對性地引導討論、授業解惑，有利于教師隊伍的建設和發展。

六、結語

翻轉課堂聯合PBL 教學模式，在《電機學》課程中的應用可以凸顯其優勢，相比于傳統教學，學生的參與度以及學生的學習效果都有了顯著提高。據學生反映，其自身學習的主動性、學習效率、溝通能力、表達能力、團隊合作能力等都有了明顯改善。翻轉課堂聯合PBL 教學模式中有針對性地以問題為導向完成翻轉課堂的課前任務，以教師作為輔助者引導學生對知識的吸收內化的課中活動，以及以鞏固與反思為目的的課后任務，大大提高了學生的自主學習能力及探索交流合作能力，其優勢在教育改革中漸漸凸顯。