“模擬電路”課程翻轉課堂教學模式探索與實踐

現代社會信息技術的飛速發展以及各種智能移動終端的不斷更新， 在教育界引起了軒然大波。“微課”、“微視頻”、“慕課”、“翻轉課堂”、“藍墨云班課”等概念迅速涌入人們的視野，各種混合式教學模式正逐漸成為信息時代學生學習知識的重要途徑。
曾祥志在當代教育理論與實踐中的“基于MOOC的高校教學模式分析”中提到：目前，混合式教學主要有四種類別，循環模式、流動模式、自我調節模式和翻轉課堂模式。其中翻轉課堂（Flipped Classroom）模式是目前混合式教學的主流形式。近幾年，不少文獻對翻轉課堂的起源、定義、特征、教學實驗現狀以及傳統課堂與翻轉課堂中的教學要素的比較等問題都作了較為詳細的介紹。
目前，國內各大、中、小學紛紛引進這個新的混合式教學模式，結合各自學校的情況，開展了本土化的翻轉課堂的教學實踐。在信息化快速發展的大趨勢下，從2008 年開始， 河北北方學院引進Blackboard 學習平臺開展網上教學，在混合式教學模式方面積累了豐富的實踐經驗。本文結合本校學生的現狀， 利用現有Blackboard平臺（以下簡稱Bb 平臺）版本9.0，構建了一種適合本校師生的翻轉課堂教學模型，并以“模擬電路”課程為例，進行了教學實踐。
一、“模擬電路”課程教學現狀
“模擬電路”課程是電子信息科學與技術、電子信息工程、電氣工程及其自動化的一門專業基礎課程，發展迅速，應用廣泛，實踐性強，在構建學生電子技術基礎理論、基本技能和創新能力方面起著重要作用。該課程概念抽象、理論重點繁雜、單元電路繁多、涉及面較廣，學生普遍難以理解。如果教學模式選取不當，教學設計做不好，學生極易因理論性強、難度大而逐漸失去學習興趣。
傳統的“模擬電路”教學中，往往采用以教師為中心的教學方式， 為“面對面+板書+多媒體+固定時間與地點”，只關注教師的“教”，忽略了學生的“學”，難以發揮學生的主體作用；課堂上只關注知識的講解，忽視了培養學生分析問題、解決問題和動手實踐能力的目標，不能充分發掘學生的創新潛能； 教師和學生之間缺乏互動；不能很好地因材施教，忽視了學生的個性差異。
二、基于Bb 平臺的翻轉課堂教學模型設計
翻轉課堂教學模式起源于美國的一所高中，創始人是和亞倫·薩姆斯和喬納森·伯格曼，是新媒體應用在教學領域中的一種教學模式。
所謂翻轉課堂，就是學生在課前利用教師分發的音頻、視頻，以及電子教材等數字材料自主學習課程，在課堂上參與同伴和教師的互動活動，包括釋疑、解惑、探究等。在翻轉課堂教學中，以學生為主體，以自學為主，學習過程變為先學后教，改變了傳統課堂的教學結構。傳統課堂中，經驗融入、概念學習、意義建構幾乎都在課上進行，由于時間短、任務重，有時候只能點到為止。相比而言，翻轉課堂重在培養學生的高階能力，并將知識的探討運用置于師生面對面的課堂環境中，從而使課上時間的價值得到了充分發揮。
要想構建翻轉課堂教學模式， 必須具備的主要資源：（1） 具有一定知識和信息技術素養的專業化教師，可以針對課程制定教學目標，提煉知識點，提供課程相應的微視頻、教學課件以及其它類型的多媒體教學資源；（2） 具有網絡教學平臺，網絡教學平臺是學生學習的載體，老師提前精心策劃好課程內容，學生通過平臺可以獲取課前課后教學資源，進行學習交流[7]。此外，還要有靈活的教學環境。
本文以“模擬電路”課程為例，以Bb 平臺為實踐平臺， 構建出一個適合本校學生學習的翻轉課堂教學模型，如圖1 所示。
三、翻轉課堂教學模式的具體實施
以《模擬電路》為例，授課對象為本校2013 級電子信息工程專業本科1-4 班，1、2 班為翻轉課堂混合式學習課程實驗班，基于Bb 平臺開展線上、線下翻轉式混合式教學，3、4 班為對照班，實行傳統教學模式。
1.精心準備教學資源
本著一致性、清晰性、藝術性的原則，經過項目組成員一番討論和精心設計之后，課程的主菜單即網絡課程結構圖如圖2 所示。
課程頁面簡潔、內容豐富，導向清楚，學生進入網絡課程之后能夠很快地切入學習，不盲目，老師能夠有條理和有目的地組織和管理教學內容。對于在線學習模塊，根據不同特點的知識點采用不同的教學方法，比如，對于模擬電路中的微觀粒子運動等抽象內容，如PN 結的形成、BJT、FET 內部載流子的運動等， 可以采用生動形象的Flash 動畫?；蛘哌\用三維、基于MultiSim 的虛擬仿真、實際操作等多媒體技術，使抽象或難以理解的知識點用微視頻的方式形象的呈現出來，視頻一般短小精悍，還可配以文字說明、背景音樂等，使學生心情愉悅， 更能加深學生對學習內容的理解，激發學生求知的興趣。
2.翻轉課堂整體化教學設計
怎樣組織教學是一個很重要的內容，在線學習菜單的設計其實也是為翻轉課堂的實施做準備的，根據國內外翻轉課堂的教學實踐，設計出了適合自己學生的教學流程。課前學習：把需要學生課前學習的內容都放在一個學習模塊里，提前一周發布。主要內容有本節課學習目標、10 分鐘左右的小視頻、小測驗和PPT 等。課后進行提交作業，做測試，交流互動等。每一次翻轉課前都需要老師做好教學設計，包括學習內容分析（包括學習重點、學習難點）、學習目標分析（從記憶、理解、應用、分析、評價、創新六個維度進行分析）、學習者特征分析、課前任務設計、課上任務設計（包括課前預熱、討論交流、真題訓練、作業展示、小結等）、教學設計反思。總之，重點是精心設計好學習任務單， 準備好發展高級思維能力的學習資源，設計好主體為學生的課堂學習形式，準備好指導學有困惑的學生。
3.教學效果分析
學生的平時表現一部分可以參考Bb 平臺的課程報告功能， 它完整地體現了學生在內容區的所有活動記錄，訪問頻次，這些皆是過程性評價的重要參考。利用Bb 平臺控制面板中的課程統計功能可以生成每位同學的“使用情況總結”、“內容區訪問”、“小組訪問”和“論壇訪問”四種報告。兩個實驗班小組訪問統計餅狀圖如圖3 所示，可以看出，小組合作學習是一種富有創意的教

圖1 基于Bb 平臺的翻轉課堂新型混合式教學設計

圖2 “模擬電路”網絡課程結構圖

圖3 小組訪問統計餅狀圖
學方法，有助于激發學生的思考，培養學生的批判性思維、問題解決等高級思維能力，還能幫助學生掌握人際交往的方法和技巧。
另外，將自建立課程以來到第一期課程結束，訪問課程的日期直方圖如圖4 所示，建課初期學生積極性比較高，隨后有一段回落主要是因為與傳統教學模式差距太大，學生的不適應造成的，期中以后保持的不錯，期末學生使用網絡課堂進行復習，訪問量隨之倍增。
為了對比課程效果， 采取對照實驗的方式進行，實驗班與對照班人數相當，但實驗班學生基礎要普遍低于對照班。將實驗班、對照班的學生期末成績劃為五個分數段，統計各分數段人數，其成績分布統計如圖5 所示，其橫坐標為分數段，縱坐標為相應人數?？梢钥闯觯?0-89/90-100 分數段，實驗班學生人數明顯多于對照班；而對照班學生明顯集中在70-79 分數段； 在60-69、0-59分數段學生人數相差無幾，說明該模式適合自學能力比較強的學生學習。
課程結束后，采用問卷網對學生進行了“模擬電路”翻轉課堂混合式學習結課問卷調查， 有59 名同學參與了調查，結果數據自動統計。內容涉及元認知策略、學習模式、學習動機、學習習慣、Bb 平臺等。從調查情況看，學生參與課程的積極性還是很高的， 拓展了學習空間，增強了學習主動性、師生互動性，有效促進了學習效果。
最后，學生們提出了很多自己對本課程在哪些方面需要改善的建議，主要集中在：教師需要更加合理地安排網上學習內容，希望平臺有手機客戶端，以方便學生自主學習； 小組討論板可以查看自己的訪問記錄和次數，加強監管防水貼，逾期作業的處理更人性一些，調動學生積極性等。

圖4 自建課以來訪問日期直方圖  圖5 實驗對比成績統計曲線圖
四、結論
針對傳統“模擬電路”課堂教學的不足之處，本研究基于Bb 平臺，對翻轉課堂教學進行了實證分析，研究結果如下：
1.學生的學習成績與Bb 平臺資源的瀏覽頻率顯著相關。在整體使用過程中還存在一些問題，例如，平臺的使用目前更多地是資源承載、發布作業測驗，協作交流，這表明學生對于資源的關注更多傾向于教師明確要求的提交作業以及考核相關方面。對于基于Bb 平臺的Wiki、Blog 等可以有效促進學生合作學習的功能尚未有效發揮。
2.教師的在線備課行為，特別是翻轉課堂整體化教學設計，對學生參與翻轉課堂的行為有著顯著的正向作用。同時，教師進行的學習協助和教學指導的行為對師生之間的互動行為也有著重要的影響。
3.采用基于Bb 平臺的翻轉課堂教學模式，教學內容的編排、教學過程的設計、教學方法的運用、教學資源的配置、教學效果的評價等方面需要本課程教學團隊的集體智慧，需要各盡其能，分工合作，完成相應的教學任務，有效解決了教師單兵作戰、重復勞動的問題，促進教學效率和教學質量的提高。
總的來說， 將基于Bb 平臺的翻轉課堂教學模式應用于“模擬電路”課程教學，充實了翻轉課堂教學資源，交互性強，學生學習監管有效，完善健全了考核評價方法，真正落實了理實一體，無限延伸了有限的課堂教學空間。在教學實踐中對學習效果采用對比實驗法和問卷調查法進行分析，實踐證明，翻轉課堂教學模式不僅能夠大幅度調動學生的積極性、主動性，提高學生學習成績，增強學習興趣，還能滿足“互聯網+”時代下對人才的需求。