劉　蕊　夏既勝　楊克誠(chéng)

(云南大學(xué)　地理信息科學(xué)系，云南　昆明　650091)

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基于微課的翻轉(zhuǎn)教學(xué)在專業(yè)課程中的實(shí)踐與思考*

劉蕊夏既勝楊克誠(chéng)

(云南大學(xué)地理信息科學(xué)系，云南昆明650091)

文章結(jié)合了微課和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)地理信息系統(tǒng)專業(yè)的“空間分析原理與方法”課程特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了基于微課的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，并從視頻制作、課前學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等多個(gè)方面展開(kāi)了研究與教學(xué)實(shí)踐，最后通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查與學(xué)生訪談的方式對(duì)微課制作及翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施進(jìn)行效果評(píng)價(jià)及意見(jiàn)反饋。研究表明，基于微課的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式在提高了教學(xué)效果的同時(shí)，也有利于激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。

微課；翻轉(zhuǎn)式教學(xué)；地理信息系統(tǒng)；專業(yè)課程

微課是為支持翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等多種新型學(xué)習(xí)方式，以短小精悍的微型流媒體教學(xué)視頻為主要載體，針對(duì)某個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而精心設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種情景化、趣味性、可視化的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源包[1]。這一概念最早是在2008年秋由美國(guó)新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級(jí)教學(xué)設(shè)計(jì)師、學(xué)院在線服務(wù)經(jīng)理戴維·彭羅斯(David Penrose)所提出，并將其運(yùn)用到閱讀、種族管理、獸醫(yī)學(xué)等開(kāi)放在線課程中，同年秋季學(xué)期，由于采用了微課程的教學(xué)方法，該學(xué)院職業(yè)安全這門課程的選課學(xué)生人數(shù)激增至449人[2]1-13。

在國(guó)內(nèi)，2011年佛山市教育局開(kāi)展首屆全市中小學(xué)優(yōu)秀微型教學(xué)視頻課例征集活動(dòng)，參賽的作品同步發(fā)布在網(wǎng)上供廣大師生家長(zhǎng)隨時(shí)點(diǎn)播、交流和評(píng)論，活動(dòng)的效果出乎意料，廣大教師對(duì)這種“內(nèi)容短小、教學(xué)價(jià)值大、針對(duì)性強(qiáng)、數(shù)量眾多、使用靈活”微型課例好評(píng)如潮。此后，佛山市連續(xù)組織了三屆微課作品大賽，并在全國(guó)率先展開(kāi)了基于微課的教學(xué)改革研究[3]。緊隨其后，關(guān)中客對(duì)微課程的起源及其在國(guó)內(nèi)發(fā)展的適宜性做出了客觀的闡述[4]，2012年，張靜然對(duì)微課的國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究做了系統(tǒng)性的梳理[5]，董興法等對(duì)基于微視頻資源的電子類微項(xiàng)目翻轉(zhuǎn)教育進(jìn)行了研究，探索了一種校企合作的新模式[6]。2014年教育部全國(guó)高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心舉辦了首屆全國(guó)高校微課教學(xué)比賽，超過(guò)1 600所高校、12 000多人參與其中[7]，至此，微課教學(xué)正式進(jìn)入了大學(xué)教育的視野。

豐富的微課資源進(jìn)一步促進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，即通過(guò)課外觀看學(xué)習(xí)微課視頻達(dá)到知識(shí)傳授的目的，而通過(guò)課堂上與教師的討論交流實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)模式的革新。

目前各個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的微課資源以公共基礎(chǔ)課程為主，如計(jì)算機(jī)、外語(yǔ)、數(shù)學(xué)等[8]，而有針對(duì)性的專業(yè)課程資源非常有限，究其原因，除了考慮到受眾的廣泛度之外，也存在著并不是所有的專業(yè)課程都適合開(kāi)展微課教學(xué)的問(wèn)題，2011年關(guān)中客在闡述了國(guó)內(nèi)外“微課程”概念的來(lái)源的基礎(chǔ)上就曾批判性地指出：“微課程并不能適用所有的課程，微課在課程或教學(xué)內(nèi)容方面的適應(yīng)性需要通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)”[2]1-13。因此，本文將以地理信息系統(tǒng)專業(yè)的核心課程“空間分析原理與方法”為例，從視頻制作、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)效果評(píng)價(jià)等多個(gè)方面對(duì)基于微課的翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)應(yīng)用于本專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行深入的研究總結(jié)，并對(duì)其適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為更多針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行微課翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的實(shí)踐提供有益的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

一、課程特點(diǎn)分析

“空間分析原理與方法”的授課對(duì)象是地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生，在一、二年級(jí)開(kāi)設(shè)的地理信息系統(tǒng)原理、地圖學(xué)、遙感導(dǎo)論及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)作為地理信息系統(tǒng)的核心功能——空間分析，有了初步的理解，本門課程開(kāi)設(shè)的目的旨在進(jìn)一步完整地闡述空間分析功能的理論基礎(chǔ)及算法分析，為之后的地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)等進(jìn)階課程奠定基礎(chǔ)。

(一) 課程內(nèi)容多、難度大

“空間分析原理與方法”課程涉及了較多的公式推導(dǎo)和算法演算，如投影方程變換、最短路徑計(jì)算、最大流算法步驟演示等，課程內(nèi)容量大并且有一定的難度，傳統(tǒng)的授課模式下很難做到課時(shí)控制和內(nèi)容深度講解的有效結(jié)合，如果能把算法和公式的推導(dǎo)放在課外讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在課堂上只針對(duì)不懂的地方進(jìn)行指導(dǎo)和討論，將大大提高課時(shí)的利用率，并達(dá)到本課程理論學(xué)習(xí)深度的要求。

(二) 理論性和實(shí)踐性要求較高

本門課程的內(nèi)容體系中也涉及了較多的實(shí)際案例操作內(nèi)容，針對(duì)一些較難理解的概念和方法，教師也會(huì)在課堂中進(jìn)行實(shí)踐操作演示，但由于時(shí)間限制和學(xué)生接受能力的參差不齊，往往收效甚微，如果能把該部分內(nèi)容放在微課中讓學(xué)生在課余進(jìn)行反復(fù)的觀看和模擬操作，能使本課程的實(shí)踐教學(xué)部分得到較大的改善。

二、微課視頻制作

(一)微課視頻特點(diǎn)

微課視頻時(shí)間通常在5～10分鐘，從心理學(xué)角度來(lái)看，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度非常符合學(xué)生的視頻駐留規(guī)律和學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知特點(diǎn)，可以讓學(xué)生在短暫時(shí)間內(nèi)高效完成學(xué)習(xí)任務(wù)而不分散注意力。同時(shí)，作為課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，微課視頻須達(dá)到課題切入迅速、講授線索清晰、總結(jié)收尾快捷的特點(diǎn)。綜上，本課程選取了以下課程內(nèi)容來(lái)制作微課視頻(見(jiàn)表1)。

表1　“空間分析原理與方法”課程微課視頻內(nèi)容表

(二) 視頻制作技術(shù)

在視頻制作技術(shù)方面，主要采用了PPT結(jié)合手寫(xiě)板的方式進(jìn)行視頻錄制，其中通過(guò)手寫(xiě)板技術(shù)對(duì)最佳路徑求解和網(wǎng)絡(luò)最大流等算法進(jìn)行步驟分解演算，以方便學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。其次，動(dòng)畫(huà)技術(shù)的運(yùn)用使得原本抽象難懂的地圖投影理論知識(shí)得到了生動(dòng)的詮釋，得到學(xué)生的一致好評(píng)。

三、翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

按照不同學(xué)者對(duì)翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)的定義，歸納起來(lái)即：在信息化環(huán)境中，課程教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課前完成對(duì)教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的觀看和學(xué)習(xí)，師生在課堂上一起完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動(dòng)交流等活動(dòng)的一種新型教學(xué)模式[9]。因此，翻轉(zhuǎn)式課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅僅只是“課堂內(nèi)”的教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)從視頻制作階段就納入教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容中。本次課程的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)設(shè)計(jì)主要包含以下幾部分的內(nèi)容：

(一)微課視頻內(nèi)容的選取

此次選取的課程內(nèi)容除了滿足微課視頻短小精悍、知識(shí)結(jié)構(gòu)完整等特點(diǎn)外，還具有以下特征：

(1)抽象難懂的概念或方法。如地圖投影的內(nèi)容，在此次的微課視頻中用了一個(gè)“剝橘子皮并展平”的動(dòng)畫(huà)生動(dòng)地詮釋了高斯投影的過(guò)程，同時(shí)也較好地引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)高斯投影方法所存在缺陷的思考。(2)復(fù)雜的算法演算過(guò)程。在傳統(tǒng)的課堂授課模式下，學(xué)生或?qū)λ惴ㄑ菟氵^(guò)程難以完全掌握，或在課后復(fù)習(xí)的過(guò)程中對(duì)算法中的某些步驟不能理解，這種不可復(fù)制地一次性講解方式使學(xué)生對(duì)復(fù)雜算法的理解造成了一定程度的障礙，利用微課視頻也可很好地解決這一問(wèn)題。(3)實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容。例如對(duì)空間疊加分析知識(shí)的講解，通過(guò)實(shí)際的軟件操作演示既能避免平鋪直敘地講解，同時(shí)較好的視覺(jué)效果也能讓學(xué)生充分理解空間疊加的意義。

(二)課前學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的目標(biāo)，課前的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，對(duì)于這一無(wú)監(jiān)督、無(wú)指導(dǎo)的學(xué)習(xí)過(guò)程，如何促使學(xué)生自覺(jué)地、有效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)對(duì)后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展起著決定性的作用。目前，學(xué)習(xí)任務(wù)單的布置與完成是解決這一問(wèn)題的有效途徑，在任務(wù)單中需明確本次學(xué)習(xí)的目的，并完整地展示知識(shí)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)，還應(yīng)包含學(xué)生問(wèn)題反饋的內(nèi)容，最后以作業(yè)形式提交。

(三)問(wèn)題收集與分析

針對(duì)任務(wù)單內(nèi)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的整理與分析，以便于在課堂上開(kāi)展進(jìn)一步的答疑和討論活動(dòng)。同時(shí)，收集對(duì)微課視頻中的內(nèi)容、表達(dá)方式、時(shí)間分配等各個(gè)方面提出的意見(jiàn)和建議，有利于提高微課制作的水平。

(四)課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

這部分是實(shí)現(xiàn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)“內(nèi)化”的重要階段，由知識(shí)點(diǎn)回顧—答疑—討論三個(gè)部分組成。其中，知識(shí)點(diǎn)回顧和答疑由教師主導(dǎo)完成，大約占到課時(shí)的50%左右，討論部分主要由學(xué)生完成，教師可針對(duì)討論內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間平等多向互動(dòng)。

(五)教學(xué)效果反饋

本研究選取地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科三年級(jí)一個(gè)班級(jí)共39人進(jìn)行“空間分析原理與方法”的翻轉(zhuǎn)教學(xué)試驗(yàn)，通過(guò)一個(gè)學(xué)期的授課，在傳統(tǒng)課堂和翻轉(zhuǎn)課堂兩種模式交叉使用的情況下，以問(wèn)卷調(diào)查及學(xué)生訪談的形式，并輔以內(nèi)容分析法分別對(duì)37份有效問(wèn)卷樣本及38份訪談?dòng)涗涍M(jìn)行反饋意見(jiàn)的提煉。

調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì)主要是為了從技術(shù)、效果和內(nèi)容等多個(gè)方面評(píng)價(jià)本次課程所制作的10個(gè)微課視頻，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見(jiàn)。此外，通過(guò)學(xué)生訪談，從翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施、與傳統(tǒng)課堂的區(qū)別、接受程度、改進(jìn)的意見(jiàn)和建議等多個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查。

結(jié)果表明：在視頻內(nèi)容方面，66.6%的學(xué)生認(rèn)為視頻內(nèi)容適中，講解清晰；25.6%的學(xué)生認(rèn)為視頻內(nèi)容偏少；7.8%的學(xué)生認(rèn)為視頻內(nèi)容偏多，難以完全接受。在視頻講述形式方面，89.7%的學(xué)生認(rèn)為形式新穎，內(nèi)容形象生動(dòng)，能很好地幫助理解所講知識(shí)；7.7%的學(xué)生認(rèn)為不太習(xí)慣沒(méi)有教師形象出現(xiàn)的教學(xué)視頻，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)有一定的困難；0.7%的學(xué)生認(rèn)為一般，對(duì)知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)沒(méi)有太大影響。圖1是學(xué)生對(duì)本門課程制作的10個(gè)微課視頻的滿意度調(diào)查，從時(shí)間、內(nèi)容、制作技術(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分為5分，圖中列出的均為獲得5分的視頻投票情況。在課堂學(xué)習(xí)方面，23.1%的學(xué)生喜歡這種自由討論的學(xué)習(xí)方式，46.2%的學(xué)生能夠接受這種教師引導(dǎo)和自由討論的學(xué)習(xí)方式，30.7%的學(xué)生表示不太習(xí)慣自由討論的方式，更希望由教師對(duì)課前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)式的教學(xué)。在知識(shí)的掌握方面，71.8%的學(xué)生認(rèn)為這種翻轉(zhuǎn)式的教學(xué)增加了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，不再擔(dān)心公式推導(dǎo)過(guò)快或者暫時(shí)沒(méi)有聽(tīng)懂的問(wèn)題，可通過(guò)觀看視頻和課堂提問(wèn)來(lái)解決；17.9%的學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握有所幫助，但主要還是依靠教師在課堂上的歸納總結(jié)才能完全掌握；10.3%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)知識(shí)的掌握程度和傳統(tǒng)模式的授課方式區(qū)別不大。

圖1　微課視頻內(nèi)容學(xué)生喜愛(ài)程度投票結(jié)果

四、經(jīng)驗(yàn)與總結(jié)

通過(guò)對(duì)上述調(diào)查結(jié)果的分析可以看出，大部分學(xué)生對(duì)基于微課的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)形式是能夠完全接受并對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握有明顯的幫助，當(dāng)然，也有部分學(xué)生(30%左右)由于各種各樣的原因不能很好地接受這種新的教學(xué)模式，這其中除了個(gè)體的因素之外，整個(gè)翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的開(kāi)展過(guò)程中仍然存在一些需要改進(jìn)的地方，同時(shí)也汲取了很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：

(一)課前微課學(xué)習(xí)的數(shù)量

每個(gè)10分鐘以內(nèi)的微課視頻平均包含1～2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可按照每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的難度和復(fù)雜度來(lái)安排課前微課學(xué)習(xí)的數(shù)量，通常是2～3個(gè)微課視頻作為一次學(xué)習(xí)的任務(wù)，一是為了保證課堂討論內(nèi)容的充實(shí)性，二是為了保證整門課程的教學(xué)進(jìn)度。

(二)翻轉(zhuǎn)課堂的開(kāi)展

對(duì)于習(xí)慣了傳統(tǒng)教學(xué)模式的師生來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)式課堂所帶來(lái)的改變是巨大的。那些平時(shí)“被動(dòng)”接受知識(shí)的學(xué)生突然需要轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)學(xué)習(xí)的“主動(dòng)”發(fā)起者，無(wú)論從思維方式還是行為表現(xiàn)上都是對(duì)學(xué)生的巨大挑戰(zhàn)，因此，一開(kāi)始的翻轉(zhuǎn)課堂討論很可能會(huì)遇到根本無(wú)法開(kāi)展的情況，即使如本門課程在開(kāi)展了五六次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后，仍然有30%左右的學(xué)生表示難以適應(yīng)此種教學(xué)方式。另一方面，對(duì)于大多數(shù)教師來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)也是一種全新的嘗試，從之前完全包攬的知識(shí)傳授者變?yōu)閽伌u引玉的輔助引導(dǎo)者，這種轉(zhuǎn)變需要不斷的探索和實(shí)踐才能真正實(shí)現(xiàn)課堂“翻轉(zhuǎn)”的目的[10]。

因此，本門課程在課堂上的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)采用一種循序漸進(jìn)的方式來(lái)開(kāi)展，從一開(kāi)始的“歸納—提問(wèn)—總結(jié)”到后來(lái)的“歸納—提問(wèn)—討論—總結(jié)”，逐步增加學(xué)生的課堂討論時(shí)間，讓教師和學(xué)生都有一個(gè)適應(yīng)和調(diào)整的過(guò)程。

(三)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

這里所說(shuō)的教學(xué)效果除了傳統(tǒng)的考試成績(jī)外，還應(yīng)包括學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自我觀點(diǎn)的表達(dá)能力以及由本門課程所延伸出去的知識(shí)的拓展能力等，而這些指標(biāo)往往因?yàn)闊o(wú)法進(jìn)行量化的考查而被忽略，但所有這些因素的綜合才能真正實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的目的，而不僅僅是為了片面地提高考試成績(jī)。

在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)信息化高速發(fā)展的時(shí)代，微課作為一種豐富的學(xué)習(xí)資源，如何將其整合到具體學(xué)科的常規(guī)課堂教學(xué)，借此提高課堂教學(xué)效率，將是未來(lái)微課研究的主要方向，而在此基礎(chǔ)上開(kāi)展的課堂翻轉(zhuǎn)式教學(xué)可在提高常規(guī)教學(xué)效果的同時(shí)，拓展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自我表達(dá)等多方面的能力，兩者的結(jié)合勢(shì)將成為高校教學(xué)的重要改革方向。

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(責(zé)任編輯李世萍)

Thinking and Practice on the Specialized Coursesof the Flipped Teaching Mode Based on the Micro-lecture

LIURui，XIAJi-sheng，YANGKe-cheng

(School of Resource Environment and Earth Science ，Yunnan University，Kunming ，650091，China)

This paper directly designs the micro-lecture and flipped class teaching pattern by combining their respective advantages based on the analysis of the courses' characteristics of "spatial analysis theory and methodology" from the geographic information system.Moreover，we also do some research and teaching practice from the video producing，tasks design in the pre-class learning and flipped class teaching，etc.Lastly，the paper evaluates and reflects the effect of the micro-lecture operation and the practice of the flipped class teaching through the massive paper investigation and interview survey.It founds that the micro-lecture based on the flipped class teaching can greatly improve the teaching effects and is good to motivate and cultivate the students' learning ability by themselves.Keywords：micro-lecture；flipped class teaching；geographic information system；specialized courses

2015-12-09

2013年云南大學(xué)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“ 慕課時(shí)代沖擊下的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2013BY2).

劉蕊(1981-)女，云南昆明人，講師，博士，主要從事地理信息系統(tǒng)和環(huán)境污染方向的教學(xué)與研究.

G642

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