張帆

摘 要 針對(duì)機(jī)電一體化課程的教學(xué)需要，提出基于微課的機(jī)電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)框架，給出在該框架下進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則，并設(shè)計(jì)機(jī)電一體化課程的微課化翻轉(zhuǎn)教學(xué)的教學(xué)流程與實(shí)施方式，為機(jī)電一體化課程教學(xué)改革提供一種新的思路。

關(guān)鍵詞 微課；機(jī)電一體化；翻轉(zhuǎn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-489X（2015）24-0004-03

Research on Flipped Classroom Teaching Mode in Mechatronics Course with Micro Class//ZHANG Fan

Abstract Aiming at the needs of mechatronics course， this paper pre-

sents a frame of flipped classroom teaching mode in mechatronics course with micro class. Then the principles of teaching designing are given， and the teaching processing and implementation method of flipped classroom with micro class in mechatronics course is designed. A new way is provided for the mechatronics course reform.

Key words micro class； mechatronics； flipped classroom

1 引言

信息技術(shù)的快速發(fā)展改變著人們獲取知識(shí)的途徑和手段，加快了信息的交流和傳播。這種信息爆炸的現(xiàn)象不僅在改變?nèi)藗兊纳钆c社會(huì)的發(fā)展，也在改變著教育的方法與手段，尤其是對(duì)作為教學(xué)“第一現(xiàn)場(chǎng)”的傳統(tǒng)課堂產(chǎn)生了劇烈的沖擊，課堂教學(xué)的手段、形式和目標(biāo)都在發(fā)生變化。從十幾年前開始普及的電子化教學(xué)，到現(xiàn)在的翻轉(zhuǎn)教學(xué)理念，都是這種沖擊的具體表現(xiàn)。時(shí)代的改變促使教育工作者必須改革傳統(tǒng)課堂以迎接信息時(shí)代的挑戰(zhàn)[1-6]。本文以高等工科專業(yè)教學(xué)中的機(jī)電一體化課程為研究對(duì)象，探討該課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)的設(shè)計(jì)原則和實(shí)施方法，并給出課程的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，為該課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)嘗試提供依據(jù)。

2 基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)體系框架

翻轉(zhuǎn)課堂是起源于美國(guó)科羅拉多州林地公園高中的一種新型教學(xué)理念與模式，它通過在網(wǎng)上發(fā)布錄制好的教學(xué)視頻等教學(xué)資源，讓學(xué)生在家中可以自主學(xué)習(xí)，從而將課堂教學(xué)時(shí)間解放出來，通過課堂作業(yè)、討論和答疑等新型課堂交互教學(xué)形式，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并解決學(xué)生的問題和疑惑。這個(gè)教學(xué)模式受到廣大學(xué)生和學(xué)校的歡迎，被稱為本世紀(jì)影響課堂教學(xué)的重大教學(xué)變革，受到全球教育界的廣泛關(guān)注。

該教學(xué)模式的重點(diǎn)是其將教學(xué)過程從傳統(tǒng)的教師傳授轉(zhuǎn)換為學(xué)生自學(xué)，這樣將教學(xué)過程的推動(dòng)力由教師變?yōu)閷W(xué)生，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。但是由于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同；眾多教學(xué)資源的制作和組織、發(fā)布仍然由習(xí)慣于傳統(tǒng)教學(xué)方法的教師來完成，因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施方法是其進(jìn)一步得到推廣和發(fā)展的關(guān)鍵。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施的關(guān)鍵是充分利用信息技術(shù)手段，構(gòu)建信息化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境；并通過重新規(guī)劃和設(shè)計(jì)課前、課內(nèi)、課后的各種學(xué)習(xí)活動(dòng)過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中，以薩爾曼·可汗等美國(guó)教育專家推出的微課教學(xué)方法取得很好的教學(xué)效果。微課教學(xué)是一種在線提供時(shí)長(zhǎng)5～15分鐘的教學(xué)視頻資源作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法[2-5]。與傳統(tǒng)常規(guī)授課方法不同，微課的視頻內(nèi)容常用以講授單一知識(shí)點(diǎn)或某個(gè)教學(xué)問題，因此視頻時(shí)間很短，一般在學(xué)生知識(shí)接收的生理極限之內(nèi)，更便于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分利用零散時(shí)間學(xué)習(xí)，開展自主學(xué)習(xí)使學(xué)習(xí)效果可以得到最佳化。目前，微課教學(xué)已經(jīng)在基礎(chǔ)教育和一些技能教育實(shí)踐中取得很好的效果，但在高等教育的專業(yè)課程中如何實(shí)施仍處于研究嘗試中。

進(jìn)行機(jī)電一體化課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)，首先要構(gòu)建課程實(shí)施的教學(xué)體系框架，如圖1所示。與傳統(tǒng)教學(xué)方式不同，基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)中教師的大部分教學(xué)活動(dòng)需要在課堂之外進(jìn)行，教師進(jìn)行知識(shí)傳授的方式也要從面對(duì)面直接傳授的課堂教學(xué)模式，改為借助微課等多媒體工具簡(jiǎn)介傳授。首先，在課堂教學(xué)之前增加教學(xué)資源的制作與發(fā)布環(huán)節(jié)；并且在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的微課教學(xué)資料與傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)課件不同，需要更符合學(xué)生自主學(xué)習(xí)使用，便于學(xué)生認(rèn)知和掌握課程的知識(shí)要點(diǎn)；在傳統(tǒng)教學(xué)中占主導(dǎo)地位的課堂教學(xué)將被削弱，教師在課堂教學(xué)中主要起到引導(dǎo)、答疑和評(píng)估的作用，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

3 基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)原則

由于基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)的新特點(diǎn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下的設(shè)計(jì)原則。

微課內(nèi)容短小化 在基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)上要遵循人們認(rèn)知和學(xué)習(xí)的一般規(guī)律。研究表明，人們的知識(shí)獲取的持續(xù)時(shí)間一般在6～7分鐘，超出這個(gè)時(shí)長(zhǎng)，大腦接受信息的專注度和效率會(huì)迅速下降。因此，在知識(shí)點(diǎn)分解和微課視頻制作時(shí)一定要注意時(shí)長(zhǎng)的控制。

微課內(nèi)容表達(dá)方式的多元化 微課視頻的制作手段簡(jiǎn)單方便、豐富多樣，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要構(gòu)架適合的教學(xué)場(chǎng)景，從而使教學(xué)更加直觀易懂、生動(dòng)形象，以學(xué)生喜聞樂見的形式提高學(xué)習(xí)自覺性、積極性和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

教學(xué)資源內(nèi)容更適合自主學(xué)習(xí) 在基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體自主把握學(xué)習(xí)進(jìn)程。因此在教學(xué)資源制作時(shí)，必須要保證其內(nèi)容的完整性和連貫性，使不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生都可以通過這些教學(xué)資源順利掌握課程知識(shí)要點(diǎn)。可以考慮組織課程組，由多個(gè)教師合作來完成教學(xué)資源的制作，使教學(xué)資源的教學(xué)風(fēng)格更符合學(xué)生學(xué)習(xí)的習(xí)慣。同時(shí)在教學(xué)資源中需增加學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)內(nèi)容，便于指導(dǎo)學(xué)生順利高效地按時(shí)完成自主學(xué)習(xí)。增加學(xué)習(xí)效果的考核評(píng)估內(nèi)容，幫助學(xué)生自我檢查學(xué)習(xí)成果，方便教師在課堂教學(xué)中進(jìn)行引導(dǎo)。endprint

教師翻轉(zhuǎn)教學(xué)效果評(píng)估與改進(jìn)中的主導(dǎo)地位 在翻轉(zhuǎn)教學(xué)中，教師的課堂教學(xué)過程被弱化，但不等于教師在教學(xué)過程中的作用被弱化，教師在教學(xué)過程中影響教學(xué)的手段需要隨之改變。教師通過教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和教學(xué)過程指導(dǎo)內(nèi)容的描述來引導(dǎo)教學(xué)，雖然手段間接化了，但責(zé)任更重了。同時(shí)，教師還應(yīng)注意在教學(xué)過程中通過相關(guān)的檢查和評(píng)估手段不斷了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果，加以及時(shí)的指導(dǎo)；并在課程結(jié)束時(shí)對(duì)教學(xué)進(jìn)行總結(jié)，以便在下一節(jié)授課式改進(jìn)教學(xué)形式和手段，增強(qiáng)教學(xué)效果。

基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)實(shí)踐仍應(yīng)遵循教育和學(xué)習(xí)的一般規(guī)律 基于微課教學(xué)的翻轉(zhuǎn)教學(xué)的教學(xué)實(shí)踐涉及教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施兩個(gè)方面，其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的建設(shè)和課堂教學(xué)過程的實(shí)施是其教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在這些教學(xué)活動(dòng)中仍和傳統(tǒng)教學(xué)一樣，需要按照人們認(rèn)知和學(xué)習(xí)的一般規(guī)律來進(jìn)行。必須充分考慮學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力和內(nèi)容教授方式的匹配，在教學(xué)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)加以改進(jìn)。

4 基于微課的機(jī)電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化課程是機(jī)電專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，前導(dǎo)課程涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、電工學(xué)、檢測(cè)技術(shù)、微機(jī)原理、控制工程基礎(chǔ)等多門專業(yè)課程，對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)要求高、專業(yè)知識(shí)面要求寬，學(xué)生需全面理解課程知識(shí)點(diǎn)，并能夠靈活應(yīng)用，才能較好地達(dá)到課程學(xué)習(xí)要求。

傳統(tǒng)教學(xué)以教師理論講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和設(shè)計(jì)分析方法，學(xué)生按要求在課后通過部分作業(yè)練習(xí)理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。但由于涉及知識(shí)面較多，常常出現(xiàn)教師在黑板、PPT上講授、演示，學(xué)生卻聽得云里霧里。雖然機(jī)電一體化課程教學(xué)改革提出“在做中學(xué)、在學(xué)中做”的要求，在目前課時(shí)量不斷被壓縮而授課內(nèi)容不斷推陳出新并日益增加的情況下，用傳統(tǒng)的教法明顯已難以保證教學(xué)質(zhì)量的提升。通過基于微課的機(jī)電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，可以將教學(xué)工作的重點(diǎn)從教師的講授轉(zhuǎn)換為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；把教師從不斷重復(fù)的教學(xué)過程中解放出來，通過不斷研究教學(xué)的形式與過程，改進(jìn)教學(xué)方式和手段，增強(qiáng)教學(xué)效果。下面介紹基于微課的機(jī)電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式中課程的教學(xué)流程及實(shí)施過程設(shè)計(jì)。

課程教學(xué)內(nèi)容的分解與學(xué)習(xí)進(jìn)度規(guī)劃 教師在課程教學(xué)資源制作之前，首先，要根據(jù)教學(xué)大綱確定課程教學(xué)所涉及的全部知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)字控制器、接口技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)等知識(shí)內(nèi)容，因此，教學(xué)內(nèi)容分解就需要在此基礎(chǔ)上細(xì)化知識(shí)點(diǎn)，并注意與其相關(guān)前導(dǎo)課程的教學(xué)內(nèi)容銜接。其次，制定各知識(shí)點(diǎn)教學(xué)微課表達(dá)手段和制作方案，比如：新型機(jī)械結(jié)構(gòu)的介紹用三維動(dòng)畫，能夠更好地展示其工作原理與性能；電路分析則需要將工作原理動(dòng)畫與性能公式推導(dǎo)相結(jié)合，更容易讓學(xué)生理解和掌握其設(shè)計(jì)計(jì)算的本質(zhì)。最后，擬定學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度指導(dǎo)書，引導(dǎo)學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃；確定學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的評(píng)估點(diǎn)，安排檢測(cè)評(píng)估的方式與時(shí)間。

教學(xué)資源的制作與發(fā)布 根據(jù)課程設(shè)計(jì)得到的全部知識(shí)點(diǎn)，組織任課教師搜集教學(xué)的多媒體資源，進(jìn)行整理和完善。目前網(wǎng)絡(luò)上的專業(yè)教學(xué)資源非常豐富，充分利用這些資源可以提高教師的工作效率、降低教學(xué)成本；但這些教學(xué)資源往往是針對(duì)不同學(xué)校的不同課程，因此需要根據(jù)自己的課程教學(xué)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮屯晟撇拍苁褂?。同時(shí)要想增強(qiáng)教學(xué)效果，適應(yīng)微課教學(xué)的需要，還需要根據(jù)學(xué)生知識(shí)接受的習(xí)慣和愛好，自行制作相關(guān)微課視頻內(nèi)容。

將制作好的機(jī)電一體化全部知識(shí)點(diǎn)微課視頻、部分知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的多媒體資源、學(xué)習(xí)進(jìn)度指導(dǎo)書和機(jī)電一體化課程練習(xí)題、自測(cè)試題等教學(xué)資料上傳至學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，通過該平臺(tái)的管理功能控制教學(xué)資料的發(fā)布與訪問權(quán)限，進(jìn)行教學(xué)進(jìn)度的管理。學(xué)生可以通過臺(tái)式電腦、筆記本電腦、手機(jī)等多種終端自主觀看微課視頻和其他多媒體教學(xué)資源，并完成學(xué)生工作頁(yè)上相關(guān)引導(dǎo)問題及學(xué)習(xí)筆記，同時(shí)學(xué)生也可以在該平臺(tái)上討論問題，分享學(xué)習(xí)體會(huì)。

課堂教學(xué) 基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)的課堂教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，重點(diǎn)不再是教師對(duì)知識(shí)的講授，而是用來完成對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)、答疑、討論和檢測(cè)。因此，課堂教學(xué)活動(dòng)的形式將變得更加多樣化。教師在課堂教學(xué)時(shí)需要定期對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行引導(dǎo)，并通過課堂或網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時(shí)指出并糾正學(xué)生自主學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題。也可以將從網(wǎng)絡(luò)交流中收集到的學(xué)生反饋問題進(jìn)行集中性解答，并組織學(xué)生針對(duì)這些問題進(jìn)行討論，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和靈活應(yīng)用。或者在課前布置課堂討論的典型案例，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行準(zhǔn)備。在課堂上組織學(xué)生進(jìn)行交流討論，鍛煉學(xué)生活用知識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力；在學(xué)生交流討論過程中，教師在一旁協(xié)助并適時(shí)引導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)課程知識(shí)的應(yīng)用。

基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)的課堂教學(xué)的學(xué)時(shí)安排也應(yīng)有所變化，應(yīng)給學(xué)生留有足夠的時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，因此可以將部分課時(shí)削減，以自習(xí)課的形式交由學(xué)生自主安排；同時(shí)注意在課程初期應(yīng)適當(dāng)安排課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，既保證學(xué)生有足夠的時(shí)間自主學(xué)習(xí)，掌握足夠的課程知識(shí)點(diǎn)，又不會(huì)因?yàn)閷W(xué)習(xí)內(nèi)容的不適應(yīng)影響學(xué)習(xí)的效率和效果。在機(jī)電一體化課程教學(xué)過程中，根據(jù)課程的知識(shí)領(lǐng)域設(shè)置里程碑式的課程節(jié)點(diǎn)，通過課堂檢測(cè)和講評(píng)進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)進(jìn)度和效果的檢查，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)度的把握。

課外的交流與測(cè)試 由于基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，因此要保證學(xué)生在設(shè)定的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)，不能像傳統(tǒng)教學(xué)那樣通過課堂教學(xué)進(jìn)度的把握來保證教學(xué)進(jìn)度的完成。雖然課堂教學(xué)節(jié)點(diǎn)的測(cè)試檢查可以督促學(xué)生按時(shí)完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，但是課外的引導(dǎo)、討論、交流與檢測(cè)分析仍然非常重要。因此，網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)是課外教學(xué)跟蹤和教學(xué)研究改進(jìn)的基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上學(xué)生可以針對(duì)自學(xué)過程中遇到的困難和課堂上沒有解決的問題向教師進(jìn)行詢問，這樣能夠及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的疑惑，并有利于教師歸納教學(xué)中的普遍問題，從而為課堂教學(xué)和教學(xué)改進(jìn)提供對(duì)象。教師根據(jù)學(xué)生線上表現(xiàn)和測(cè)試結(jié)果，及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容的安排，挖掘教學(xué)過程中的共性問題，從而不斷改進(jìn)教學(xué)手段與方法，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。

5 總結(jié)

通過基于微課的機(jī)電一體化課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)方法的研究，發(fā)現(xiàn)以微課來貫穿整門課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)，改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師講授為核心的教學(xué)活動(dòng)組織形式，變?yōu)橐詫W(xué)生自主學(xué)習(xí)為核心。采用移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備充分利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，并將教師從繁重、重復(fù)的課堂教學(xué)中解放出來，更多地關(guān)注課程教學(xué)的方法與教學(xué)的效果。這樣必將推動(dòng)機(jī)電一體化課程改革的進(jìn)展，提高機(jī)電一體化課程的學(xué)習(xí)深度和效率，對(duì)于新環(huán)境下的大學(xué)專業(yè)課程教學(xué)具有實(shí)踐指導(dǎo)意義?！?/p>

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