潘萬彬，趙偉華（杭州電子科技大學(xué) 數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

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翻轉(zhuǎn)課堂在人機(jī)交互技術(shù)課程中的研究與應(yīng)用

潘萬彬，趙偉華
（杭州電子科技大學(xué) 數(shù)字媒體與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

摘 要：人機(jī)交互技術(shù)是當(dāng)下計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一門重要的核心課程.由于該課程具有涵蓋研究領(lǐng)域廣泛、知識更新增長迅速等特點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式往往很難滿足實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)的要求.本文探索性地將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入到上述課程教學(xué)中，并提出了在新模式下適應(yīng)該課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法.該方法始終將學(xué)生的自學(xué)和實(shí)踐作為主線貫穿整個教學(xué)過程，著力培養(yǎng)學(xué)生對前沿知識的研究性學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力.

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；研究性學(xué)習(xí)；教學(xué)方案設(shè)計(jì)

引言

人機(jī)交互技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分，受到各國廣泛的重視，如美國在21世紀(jì)信息技術(shù)計(jì)劃中將人機(jī)交互列為四大基礎(chǔ)研究內(nèi)容之一［1］；中國將人機(jī)交互列為國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）中支撐信息技術(shù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)之一［2］等.為此，人機(jī)交互技術(shù)課程在當(dāng)前許多重點(diǎn)大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中受到高度的重視，旨在培養(yǎng)在該方向上具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的符合信息技術(shù)發(fā)展需求的高層次的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才.

人機(jī)交互技術(shù)課程是一門綜合性的課程，它與認(rèn)知心理學(xué)、多媒體技術(shù)、操作系統(tǒng)等密切相關(guān)；隨著相關(guān)領(lǐng)域知識的飛速發(fā)展，該課程涵蓋的內(nèi)容和技術(shù)呈爆炸性地增長［3］.由于上述特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常使得學(xué)生不僅無法與時俱進(jìn)的掌握相關(guān)知識，而且缺乏甚至喪失對于人機(jī)交互技術(shù)開展研究創(chuàng)新的熱情.

針對上述問題，該文結(jié)合教師在人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，并通過總結(jié)該課程改革項(xiàng)目中取得的實(shí)踐研究結(jié)論，提出了基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的適用于人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法.

1 人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前人機(jī)交互技術(shù)課程，通常都以教為主并集中于課堂內(nèi)講授相關(guān)領(lǐng)域知識，這種教學(xué)模式主要存在以下幾點(diǎn)不足：

1.1 統(tǒng)一授課，忽略了教學(xué)對象的差異

在我校通常都針對已經(jīng)學(xué)過相關(guān)基礎(chǔ)知識的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的大三學(xué)生開設(shè).前期基礎(chǔ)知識的扎實(shí)程度和選修課程的不同，導(dǎo)致學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)和水平上并一致

1.2 前沿信息集中講授，影響學(xué)習(xí)效率

由于課程內(nèi)容覆蓋面廣，我校對于該課每一個主題通常配置一個領(lǐng)域相關(guān)的老師進(jìn)行講授.由于學(xué)時的局限性，一定時期內(nèi)教學(xué)內(nèi)容偏多，造成學(xué)生的產(chǎn)生認(rèn)知超負(fù)荷，阻礙學(xué)生對知識的自主消化吸收［4］.

1.3 拓展學(xué)習(xí)匱乏，妨礙新知識的消化吸收

大信息量的課程內(nèi)容和緊湊的學(xué)時，以及主觀或客觀的缺乏理論和實(shí)踐相結(jié)合的課外拓展學(xué)習(xí)［5，6］，導(dǎo)致學(xué)生在人機(jī)交互技術(shù)相關(guān)的知識的學(xué)習(xí)上往往流于表面.

綜上所述，現(xiàn)行的人機(jī)交互課程教學(xué)模式，不利于學(xué)生對該課程前沿知識進(jìn)行積極主動的學(xué)習(xí)；不利于學(xué)生對人機(jī)交互技術(shù)的深入掌握和進(jìn)一步創(chuàng)新.本文將翻轉(zhuǎn)課堂模式的理念引入到該課程的教學(xué)過程中來，以期彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)模式的不足.

2 翻轉(zhuǎn)課堂概述

當(dāng)前，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為國內(nèi)外教育工作者研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)問題［7,8］.該教學(xué)模式通過課外知識探索和自學(xué)、課內(nèi)知識討論和內(nèi)化，將教學(xué)的重點(diǎn)從教師“教”轉(zhuǎn)向?qū)W生“學(xué)”，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性.

國內(nèi)很多教育研究工作者根據(jù)不同學(xué)科以及不同課程類型，做出了很多適合相關(guān)學(xué)科或相關(guān)課程的新的教學(xué)模式的研究.如李志河等［9］將課后的反思、有效評價(jià)和成果交流融入到3Ds Max課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中來；劉小晶等［10］提出了具體的實(shí)施方案將翻轉(zhuǎn)課堂模式研究性地應(yīng)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中來等.然而，針對如何提高人機(jī)交互技術(shù)課程教學(xué)效果的教學(xué)模式，目前直接可借鑒的教學(xué)研究成果并不多見.

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法

該文擴(kuò)展了傳統(tǒng)的兩層的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式［11］，提出了如圖1所示的教學(xué)設(shè)方案計(jì)方法.

3.1 課前知識預(yù)備階段

相關(guān)研究表明將科學(xué)研究的方法融入到課程教學(xué)中來，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索學(xué)習(xí)能力［12］.在該階段對教師和學(xué)生分別提出了不同的要求：（1）教師通過微課集中簡要地展示課程相關(guān)內(nèi)容；對授課內(nèi)容設(shè)置若干問題等；（2）學(xué)生以尋找問題的解決方案主導(dǎo)自學(xué)過程；依據(jù)問題組隊(duì)討論等.

圖1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的人機(jī)交互技術(shù)課程的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法示意圖

3.2 課中知識內(nèi)化

為了進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，讓學(xué)生充分吸收課前探索性學(xué)習(xí)內(nèi)容，課堂教學(xué)以討論班形式為主.其中教師和學(xué)生分別扮演了不同的角色：（1）學(xué)生參加課堂活動充分并準(zhǔn)確地表述所完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容和取得的成果，并回答其他組同學(xué)和教師的提問，積極主動地對其他組同學(xué)的匯報(bào)的內(nèi)容展開提問和討論，總結(jié)并記錄課堂討論中涉及的學(xué)習(xí)成果中的不足和改進(jìn)措施等；（2）教師要求每一位同學(xué)在課堂上都要報(bào)告各自在團(tuán)隊(duì)成果中肩負(fù)的任務(wù)和完成的情況，并回答其他組同學(xué)和教師的提問等.

3.3 課后知識鞏固和擴(kuò)展

為促使學(xué)生鞏固內(nèi)化的知識和提高學(xué)習(xí)積極性，要求學(xué)生完善并提交課程報(bào)告或作品，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上公開展出.鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生積極參加高校學(xué)科競賽.

3.4 課后評估

學(xué)生提交課堂評價(jià)表和自我評價(jià)，并對課程教學(xué)方式或者內(nèi)容發(fā)表意見和建議.教師認(rèn)真閱讀每位學(xué)生的學(xué)習(xí)總結(jié)，整理他們反饋的改進(jìn)意見.開展課程組討論，對教學(xué)查漏補(bǔ)缺.對每個學(xué)生的成績進(jìn)行評分.在評分過程中需綜合考慮全體同學(xué)對其的評價(jià)分.

4 基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)方案的應(yīng)用

接下來將以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的虛擬漫游平臺設(shè)計(jì)這一專題為例，詳細(xì)表述該教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法的具體應(yīng)用.具體教學(xué)方案見表1.

5 結(jié)論和展望

通過在傳統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中融入科學(xué)研究的方法，新的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法將教學(xué)過程設(shè)置為相輔相成的三個部分：課前探索性學(xué)習(xí)、課堂開展討論和課后知識鞏固拓展.課前探索學(xué)習(xí)使得學(xué)生按照科學(xué)研究的方法自學(xué)新知識，課堂開展討論使得學(xué)生通過激烈的思考和爭論內(nèi)化自學(xué)知識，最后通過課后知識鞏固拓展使得理論和實(shí)際進(jìn)一步結(jié)合.該教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法，不僅使得學(xué)生作為主體參與到教學(xué)活動中來，而且培養(yǎng)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力以及開展人機(jī)交互技術(shù)研究的熱情和方法.

當(dāng)然，新模式下的教學(xué)方案設(shè)計(jì)方法還存在一些不足，具體包括：（1）如何量化教師在課前提供的學(xué)習(xí)資料從而提高學(xué)生自學(xué)的有效性和效率；（2）如何制定規(guī)則保證在有限的課時內(nèi)，提高討論的全面性和知識內(nèi)化的有效性；（3）如何能進(jìn)一步有效地吸引學(xué)生主動參與到知識的拓展過程中來等.以后將從上面幾點(diǎn)開展進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，為高校課程的教學(xué)模式改革提供更好借鑒.

表1 虛擬漫游平臺設(shè)計(jì)的教學(xué)方案

參考文獻(xiàn)：

〔1〕孟祥旭，李學(xué)慶.人機(jī)交互技術(shù)：原理與應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2004.1-5.

〔2〕孟祥旭，李學(xué)慶，楊承磊.人機(jī)交互技術(shù)基礎(chǔ)教程（第二版）［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.1-8.

〔3〕徐光祐，陶霖密，史元春，張翔.普適計(jì)算模式下的人機(jī)交互［J］.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2007，30（7）：1041-1053.

〔4〕劉小晶，張劍平.教學(xué)視頻微型化改造與應(yīng)用的新探索［J］.中國電化教育，2013（3）：101-105.

〔5〕林光彬.論以學(xué)為中心的大學(xué)教育［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2013（12）：27-29.

〔6〕吳志鋐.十多年課改之路：從探究課堂到翻轉(zhuǎn)課堂［J］，上海教育研究，2014（8）：5-6.

〔7〕張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2012，30（4）：46-51.

〔8〕鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計(jì)研究 ［J］.開放教育研究，2013，19（1）：58-64.

〔9〕李志河，劉志華.高職院校3D Max課程中的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì) ［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，24（4）：33-39.

〔10〕劉小晶，鐘琦，張劍平.翻轉(zhuǎn)課堂模式在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.中國電化教育，2014（8）：105-110.

〔11〕Robert Talbert.Inverting the linear algebra classroom ［EB/OL］.https：//prezi.com/dz0rbk py6tam/inverting-the- linear-algebra-classroom/.

〔12〕甘早斌，魯宏偉，趙貽竹.科創(chuàng)項(xiàng)目模式在本科課堂教學(xué)和課程設(shè)計(jì)中的探索［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，24（8）：114-118.

中圖分類號：G642.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）06-0241-03

收稿日期：2016-03-28