孫杰

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科，本文針對四門遙感學(xué)科課程提出一種新的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，包括如何結(jié)構(gòu)化課外準(zhǔn)備工作、如何創(chuàng)建在線視頻、如何使用課內(nèi)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生技能發(fā)展和消除學(xué)生的疑惑以及如何組織團(tuán)隊(duì)在課堂活動(dòng)。通過學(xué)生反饋?zhàn)C明了這種新的教學(xué)模式的有效性。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；遙感；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）48-0141-02

一、背景

針對遙感學(xué)科教育，本文提出了一種新的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法有兩個(gè)主要部分：課外知識(shí)傳遞（通常是在線）和課內(nèi)自主學(xué)習(xí)。這兩個(gè)部分面臨四個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：如何組織學(xué)生課前準(zhǔn)備工作；如何課前傳遞知識(shí)；如何組織課內(nèi)活動(dòng)，將學(xué)生疑惑進(jìn)行歸納，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵技能；如何利用社會(huì)學(xué)習(xí)和同伴教學(xué)構(gòu)建學(xué)生間的互動(dòng)。針對以上四個(gè)挑戰(zhàn)，本文提出了不同的應(yīng)對方法。

最早，翻轉(zhuǎn)課堂被用于經(jīng)濟(jì)學(xué)課堂，之后慢慢普及至數(shù)學(xué)、生物、經(jīng)濟(jì)管理、工業(yè)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生在完成課前準(zhǔn)備工作后再參與課堂內(nèi)的自主活動(dòng)，課前準(zhǔn)備工作材料通常包括音頻或者視頻講座，還有PPT、在線教程和電子書等。課內(nèi)自主活動(dòng)是翻轉(zhuǎn)課堂的重要環(huán)節(jié)，譬如解決疑惑、編寫代碼、設(shè)計(jì)任務(wù)或者討論，這營造了一個(gè)學(xué)生間互相協(xié)作的學(xué)習(xí)氛圍。眾多研究表明，學(xué)生間的交流活動(dòng)可以促進(jìn)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的信心，使枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)有趣。此外，課堂測驗(yàn)也作為一種有效的手段被應(yīng)用于課內(nèi)教學(xué)中。制作翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)材料是一個(gè)挑戰(zhàn)性的工作，部分教育者將授課內(nèi)容錄制為在線視頻，時(shí)長在15～30分鐘以內(nèi)比較合適。

本文提出一種面向遙感專業(yè)課程的翻轉(zhuǎn)課堂模式，針對課前準(zhǔn)備任務(wù)、在線知識(shí)傳遞、課內(nèi)自主活動(dòng)設(shè)計(jì)、構(gòu)建小組任務(wù)等對不同的教學(xué)方法進(jìn)行比較。初步討論結(jié)果顯示大部分學(xué)生能夠受益于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

二、遙感翻轉(zhuǎn)課程介紹

本文針對四門課程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)，這四門課程是遙感專業(yè)的傳統(tǒng)課程，見表1。

三、方法流程

課前知識(shí)傳播和課內(nèi)活動(dòng)的設(shè)計(jì)有很多種方法，本文提出一種時(shí)間流的學(xué)習(xí)方式，并對學(xué)生的課前預(yù)習(xí)提出要求。

（一）時(shí)間流

每周時(shí)間安排為：學(xué)生首先參與在線教育，然后參加課內(nèi)小組活動(dòng)，最后進(jìn)行每周的編程實(shí)踐。在所有的翻轉(zhuǎn)課程中，學(xué)生都要參加諸如角色扮演、設(shè)計(jì)和批判、問題討論、實(shí)際問題解決等活動(dòng)。含有編程內(nèi)容的課程一般安排在實(shí)際問題解決前以便學(xué)生加深理解。

（二）課前準(zhǔn)備工作

傳統(tǒng)課前預(yù)習(xí)中通常會(huì)布置一些閱讀任務(wù)，因?yàn)檫@些內(nèi)容在課堂授課中會(huì)重復(fù)提及，所以學(xué)生可能不會(huì)去真正完成這些任務(wù)；然而在翻轉(zhuǎn)課堂中教師不會(huì)再重復(fù)授課，所以學(xué)生必須在課前做足準(zhǔn)備工作。表1中列出了四門課程所需的準(zhǔn)備工作。

（三）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在進(jìn)行深入討論前先讓學(xué)生實(shí)踐練習(xí)，這將使課堂活動(dòng)討論中的概念變得具體化，更有實(shí)際意義。提供詳細(xì)的課程安排對新生很有幫助，可以跟蹤更多的課程。起初學(xué)生對于課堂討論前進(jìn)行的專業(yè)訓(xùn)練和活動(dòng)表示擔(dān)心，按照本文提出的教學(xué)流程實(shí)施后，大家普遍消除了顧慮。

四、視頻教學(xué)

本文提出三種視頻指導(dǎo)的方法并對實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

（一）自制視頻

第一種方法是制作自己的視頻，這種方法最耗時(shí)間。微波遙感課程的在線課程比較少，所以只能自己錄制相關(guān)教學(xué)視頻。之前已經(jīng)提及，在線視頻要求時(shí)間較短，重點(diǎn)突出，所以教師需要把講義轉(zhuǎn)換成簡潔有效的視頻。

（二）搜集編排視頻

搜集并編排已有的在線視頻是一種很好的方法。在計(jì)算機(jī)高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)C++課程中，我們針對每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)剪輯了很多在線視頻，這些視頻來源于優(yōu)酷、youtube等網(wǎng)站，這些視頻時(shí)長5～35分鐘不等。一些額外的資源可以推薦學(xué)生自己課下去學(xué)習(xí)。學(xué)生需要對觀看的視頻進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)生的評(píng)價(jià)能夠讓教師了解到他們對視頻的理解程度，是否感興趣。視頻評(píng)價(jià)通常要求學(xué)生每周提交一次。

（三）封裝MOOC

在遙感圖像處理課程中，在某學(xué)者的許可下對其的教學(xué)視頻進(jìn)行封裝，學(xué)生可以在校園網(wǎng)內(nèi)直接訪問，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了知識(shí)點(diǎn)的補(bǔ)充。

五、課內(nèi)活動(dòng)

組織課內(nèi)活動(dòng)，傳授概念和技能是翻轉(zhuǎn)課堂的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。如何找到一種刺激學(xué)生主動(dòng)性的方式是這個(gè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了兩種課內(nèi)活動(dòng)：小組實(shí)踐和靈活測試。

（一）結(jié)伴練習(xí)

和其他程序類課程相似，C++課程每周會(huì)有一次實(shí)習(xí)。學(xué)生通常會(huì)布置一些編輯或拓展類的程序，熟練之后則自己獨(dú)立構(gòu)建整個(gè)程序。我們試用了很多方法將學(xué)生進(jìn)行配對分組，每周隨機(jī)的或者按照性別更換搭檔，頻繁更換搭檔的目的是幫助學(xué)生間增進(jìn)交流了解，并且能夠分配不同的工作扮演不同的角色。結(jié)對練習(xí)目前看來比較成功，能夠促進(jìn)學(xué)生和不同搭檔協(xié)作共同完成任務(wù)。

（二）小組實(shí)踐活動(dòng)

這些活動(dòng)通常涉及學(xué)生練習(xí)設(shè)計(jì)和評(píng)估技能。例如，在C++課中，一兩個(gè)組員被要求扮演用戶，其他組員對其進(jìn)行采訪。在遙感圖像處理課中，學(xué)生使用不同的技術(shù)來創(chuàng)建不同級(jí)別的原型。在C++課中，學(xué)生經(jīng)常通過編寫偽代碼或者其他練習(xí)來實(shí)踐。在所有的課程中，我們強(qiáng)調(diào)協(xié)作和評(píng)價(jià)，這些活動(dòng)通常在學(xué)生完成他們的作業(yè)后布置，在沒有教師監(jiān)督下可以檢驗(yàn)學(xué)生對于知識(shí)的掌握程度。

（三）靈活的測試

在翻轉(zhuǎn)課堂，教師通常利用測試來刺激學(xué)生做好課前準(zhǔn)備工作。測試通常包括一些和視頻內(nèi)容相關(guān)的選擇題。和問題實(shí)踐相比，測試能夠進(jìn)一步加深概念知識(shí)。

六、學(xué)生反饋

學(xué)期末學(xué)生需要對課程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，通常學(xué)生會(huì)對教師進(jìn)行評(píng)定，教師卻不知道學(xué)生究竟學(xué)到了多少。翻轉(zhuǎn)課堂需要對學(xué)生對知識(shí)的掌握程度進(jìn)行調(diào)研，于是學(xué)期末針對這幾門課一共對60名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研。調(diào)研項(xiàng)目7項(xiàng)，每項(xiàng)滿分10分，調(diào)研結(jié)果見表2。大多數(shù)學(xué)生喜歡翻轉(zhuǎn)課堂，打分在8分以上。大多數(shù)項(xiàng)目收到贊成票，呈現(xiàn)出一致性。得分最高的是向其他人講解和在線視頻。大部分評(píng)論是積極的，并鼓勵(lì)學(xué)生親自參與。此外，學(xué)生表示需要用更多的實(shí)驗(yàn)室時(shí)間來完成作業(yè)，一部分人不希望在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行測試。大部分學(xué)生給予了建設(shè)性的反饋，一小部分學(xué)生希望增加課堂內(nèi)的講課量。雖然一開始對于減少課堂內(nèi)的授課量表示擔(dān)心，但是到學(xué)期末，大部分學(xué)生的觀點(diǎn)都發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

七、結(jié)論

本文提出了一種新的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式：時(shí)間流結(jié)構(gòu)、多種視頻資源和多種課內(nèi)活動(dòng)方法。課前通過視頻資源進(jìn)行知識(shí)傳遞，課堂上進(jìn)行結(jié)伴學(xué)習(xí)活動(dòng)，課內(nèi)測試幫助消除疑惑。實(shí)驗(yàn)證明，大部分學(xué)生對這種模式表示認(rèn)可。未來的研究方向：探索該方法對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，包括比較不同教學(xué)模式下學(xué)生的成績，通過后續(xù)課程的分析結(jié)果幫助我們探明這種方法對學(xué)生今后學(xué)術(shù)發(fā)展的作用。

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