魯穎煒 劉君武 仲洪海 陳鵬起 程繼貴 呂珺

摘? 要：在硬質(zhì)合金這一典型工科專業(yè)課的講授中進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)課堂”和傳統(tǒng)教學(xué)模式的對(duì)比授課。結(jié)果表明：新型教學(xué)模式能夠?yàn)閺V大學(xué)生接受，且對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)的提高有所助益。但與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，新型教學(xué)模式更適合在小班環(huán)境中實(shí)施。本次教學(xué)模式對(duì)比研究為后續(xù)工科專業(yè)課的教學(xué)改革提供了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：“翻轉(zhuǎn)課堂”模式;傳統(tǒng)教學(xué)模式;對(duì)比研究;工科專業(yè)課

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）17-0080-04

Abstract： A comparative study between "Flipped Classroom" and traditional teaching modes have been carried out during the teaching of Cemented Carbide， and the results indicate that most of the students are ready to accept the advanced teaching mode， which could improve the students' academic records. However， comparing with the traditional teaching mode， the advanced mode is more suitable to be put into practice in a small scaled class. Such comparative study could pave a way for the subsequent teaching reform of the engineering courses.

Keywords： "Flipped Classroom" mode; traditional teaching mode; comparative study; engineering courses

自“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式在美國中小學(xué)實(shí)施以來，已有許多大學(xué)進(jìn)行了相關(guān)嘗試。到目前為止，我國已有許多高校的教師在通識(shí)課程中開始實(shí)行這一新型教學(xué)模式。而對(duì)于專業(yè)課，特別是工科專業(yè)課，該教學(xué)模式的實(shí)施仍處于起始階段[1]。有學(xué)者就此對(duì)廣大工科學(xué)生展開了問卷調(diào)查，打算明確工科學(xué)生對(duì)“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式內(nèi)容和形式的看法，調(diào)查結(jié)果表明，在工科專業(yè)課中實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式具有更高的可行性，這樣既保證了學(xué)生的可接受程度，又可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[1]。因此，鑒于以上調(diào)查結(jié)果，有必要在實(shí)際的工科專業(yè)課教學(xué)中同步采用兩種教學(xué)模式，對(duì)其效果進(jìn)行直觀對(duì)比，確認(rèn)“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式在工科專業(yè)課程教學(xué)中的促進(jìn)作用，從而對(duì)后期工科專業(yè)課程的教學(xué)活動(dòng)提供指導(dǎo)。

硬質(zhì)合金是一種由難熔金屬化合物和粘結(jié)金屬組成的材料，具有高硬度、高耐磨性的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、礦產(chǎn)挖掘、鉆探等領(lǐng)域。而硬質(zhì)合金課程則是介紹這一材料的組成、生產(chǎn)工藝、組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其性能關(guān)系等內(nèi)容的一門工科專業(yè)課程。因其介紹的是一類具有特定應(yīng)用領(lǐng)域的專門材料，所以硬質(zhì)合金課程通常被設(shè)置成一門用于開拓學(xué)生眼界的專業(yè)選修課。與大學(xué)中的通識(shí)教育課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課所具有的“普適性”不同，該課程具有大多數(shù)工科專業(yè)課程的共性，即知識(shí)點(diǎn)更繁雜，且與生活經(jīng)驗(yàn)相去甚遠(yuǎn)，因此更容易造成學(xué)生的理解和記憶困難，也因此相關(guān)知識(shí)更難以被學(xué)生吸納和應(yīng)用。在以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，因?yàn)槿鄙賻熒g的互動(dòng)，全程主要依賴教師的單向輸出，從而更易于放大該困難，影響學(xué)生的單向輸入，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳。而新型的、以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式則因?yàn)樾枰扇《鄻拥慕虒W(xué)方法使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主角，因而更有利于吸引學(xué)生的注意力，從而有可能通過師生間的互動(dòng)，打破教師單向輸出、學(xué)生單向輸入的單一途徑，使學(xué)生能夠通過多種渠道獲得知識(shí)，進(jìn)而有望優(yōu)化教學(xué)效果[2-3]。本次對(duì)比教學(xué)實(shí)踐就以硬質(zhì)合金課程為載體進(jìn)行。

一、研究對(duì)象和研究方法

硬質(zhì)合金課程總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，其授課時(shí)間一般設(shè)置為8周，每周4學(xué)時(shí)。本次對(duì)比教學(xué)實(shí)踐由兩位教師具體實(shí)施，他們將分別采用新型（前4周）和傳統(tǒng)（后4周）兩種教學(xué)模式。同時(shí)，本次課程面向無機(jī)非金屬材料工程（無機(jī)非，WJF）和金屬材料工程（金材，JC）兩個(gè)專業(yè)開設(shè)。因此，本次對(duì)比教學(xué)實(shí)踐依據(jù)兩個(gè)專業(yè)設(shè)立了兩個(gè)教學(xué)班作為研究對(duì)象，其中無機(jī)非專業(yè)班人數(shù)較少，為41人，屬于典型的小班教學(xué);而金材專業(yè)班人數(shù)較多，為74人，屬于大班教學(xué)。本次教學(xué)實(shí)踐的研究方式如圖1所示，對(duì)于無機(jī)非和金材這兩個(gè)教學(xué)班，均在前4周由其中一位教師試驗(yàn)新型教學(xué)模式，而在后4周由另一位教師回歸執(zhí)行傳統(tǒng)教學(xué)模式。由圖1可知，本次對(duì)比研究實(shí)際是從兩個(gè)維度進(jìn)行比較的，即除了進(jìn)行新型與傳統(tǒng)兩種教學(xué)模式的對(duì)比之外，同時(shí)也進(jìn)行了小班授課與大班授課教學(xué)效果的對(duì)比。因?yàn)閮晌唤處熢诖舜螌?duì)比教學(xué)實(shí)踐中全程參與，即同時(shí)負(fù)責(zé)兩個(gè)教學(xué)班的教學(xué)，教學(xué)方式具有一致性，所以上述對(duì)比具有較強(qiáng)的可比性，能夠說明教學(xué)模式與教學(xué)規(guī)模對(duì)教學(xué)效果的影響規(guī)律，從而對(duì)今后的教學(xué)實(shí)踐具有重要的借鑒意義。

二、研究過程

（一）“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)施

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式實(shí)施的關(guān)鍵在于將教師與學(xué)生的角色對(duì)調(diào)，教學(xué)過程中一改教師“一言堂”的特點(diǎn)，變成由學(xué)生主導(dǎo)、教師輔助來進(jìn)行教學(xué)的模式[4-5]。在本次對(duì)比教學(xué)實(shí)踐中，由兩名教師中的一名在前四周的教學(xué)活動(dòng)中，同時(shí)在一大一小兩個(gè)教學(xué)班實(shí)施新型的“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)模式。即在上課前，先向所有學(xué)生公布近期的學(xué)習(xí)任務(wù)和部分參考資料，讓學(xué)生以小組為單位制作PPT，并在課堂上向其他同學(xué)講授，隨后再由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。通過這種方式，一方面可以考查主講學(xué)生收集信息、組織材料、PPT制作以及口頭表達(dá)等能力;另一方面則通過聽講同學(xué)的提問、回答來考查聽講同學(xué)的參與度。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，每位同學(xué)都有成為主講的機(jī)會(huì)，從而能夠全方位地考查每位學(xué)生。除此之外，為了培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)化思維和歸納總結(jié)能力，教師還會(huì)給各組同學(xué)布置思維導(dǎo)圖作業(yè)。比如以“粉體松裝密度和振實(shí)密度的測(cè)試方法”為題，要求學(xué)生在查閱與粉體密度測(cè)試相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將兩種粉體密度測(cè)試方法的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)，并盡量以一目了然的圖像形式向教師和其他同學(xué)展示。與之相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，則包括了思維導(dǎo)圖的內(nèi)在邏輯性、外在美觀度，以及內(nèi)容的完整度幾個(gè)方面。通過思維導(dǎo)圖的訓(xùn)練，同學(xué)們不但能收獲知識(shí)，還提高了審美。另外，在本次教學(xué)實(shí)踐中，為活躍課堂氣氛，并引導(dǎo)學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行集體思考，教師還組織了一次以“單向壓制與雙向壓制的對(duì)比”為題的“辯論教學(xué)”。在“辯論”實(shí)踐中，首先由同學(xué)們?cè)谡n下根據(jù)自己的持方，有針對(duì)性地進(jìn)行資料收集，并整理成稿;在課上，兩組同學(xué)則在臺(tái)上“唇槍舌劍”，在列出本方壓制工藝優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，全力攻擊對(duì)方工藝的缺點(diǎn)。在雙方“辯友”陳詞完畢后，也允許其他觀戰(zhàn)的同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充發(fā)言，最后再由教師進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)。整個(gè)過程輕松、愉快，讓學(xué)生們?cè)谟H身辯論以及觀戰(zhàn)過程中掌握兩種壓制方法的優(yōu)、缺點(diǎn)及其適用場(chǎng)合，同時(shí)也鍛煉了同學(xué)們搜集信息、整理信息和輸出信息的能力。

為了適應(yīng)“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式的開展，在本次教學(xué)實(shí)踐中也相應(yīng)地對(duì)教學(xué)考核做了改進(jìn)。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，在“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式中更注重學(xué)生平時(shí)參與課堂的表現(xiàn)（如回答問題、進(jìn)行PPT演講、參與辯論等）和課堂作業(yè)的質(zhì)量。這些因素均以一定的比例計(jì)入最終成績(jī)的核算之中。

（二）傳統(tǒng)教學(xué)模式的實(shí)施

為了對(duì)課程效果進(jìn)行對(duì)比，課程的后半段由另一位教師同時(shí)對(duì)無機(jī)非和金材兩個(gè)教學(xué)班進(jìn)行傳統(tǒng)模式的教學(xué)，即以教師宣講PPT為主，師生互動(dòng)為輔的教學(xué)模式。相應(yīng)的考核方式也主要以課后紙質(zhì)作業(yè)和考試為主。

三、教學(xué)效果對(duì)比

本次課程實(shí)踐的前半段和后半段分別采用兩種不同的教學(xué)模式，本文將從學(xué)生的主觀感受（課堂氛圍）和客觀成績(jī)兩個(gè)方面對(duì)不同模式的教學(xué)效果進(jìn)行對(duì)比。

（一）課堂氛圍對(duì)比

從課堂氛圍能夠感受到，相較于后半段的傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生在前半段“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式中對(duì)課程學(xué)習(xí)的參與度更強(qiáng)、課堂上表現(xiàn)的活躍度更高，這與“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式的特點(diǎn)完全吻合，即讓學(xué)生主導(dǎo)課堂，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。整個(gè)課程教學(xué)實(shí)踐結(jié)束后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，主要調(diào)查“翻轉(zhuǎn)課堂”模式對(duì)工科專業(yè)課學(xué)習(xí)是否具有促進(jìn)作用。參與課程的學(xué)生總數(shù)為115人，發(fā)出問卷115份，收回有效問卷99份，回收率達(dá)86%，因此調(diào)查結(jié)果基本能體現(xiàn)學(xué)生們的真實(shí)感受。圖2即為本次調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從上至下分別顯示了受測(cè)學(xué)生對(duì)課堂互動(dòng)程度、課堂氣氛活躍度以及課程滿意度的投票結(jié)果。從結(jié)果中可以看出，雖然有少部分學(xué)生感覺一般，課程投入度較低，但大部分學(xué)生對(duì)課堂互動(dòng)程度和課堂氣氛持正面觀點(diǎn)，自我感覺能夠從新型教學(xué)模式中受益，對(duì)新型教學(xué)模式感到比較滿意或非常滿意?？紤]到學(xué)生自身的多樣性，可以認(rèn)為調(diào)查結(jié)果正面證實(shí)了“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式的加入，使學(xué)生對(duì)課程的整體主觀感受具有較大的提升作用，從而對(duì)提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性奠定了心理基礎(chǔ)。

（二）學(xué)生成績(jī)對(duì)比

除了學(xué)生的主觀感受外，本次教學(xué)模式的對(duì)比實(shí)踐研究還對(duì)無機(jī)非和金材兩個(gè)教學(xué)班的期中成績(jī)和最終成績(jī)進(jìn)行了客觀對(duì)比，結(jié)果如圖3所示。需要注意的是，期中考試和期末考試的考查范圍不同：期中考試考查的只是前半段實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”新型教學(xué)模式時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，而期末考試雖然也覆蓋了部分前半段的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但其主要考察的是后半段實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)模式時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。從圖3中可以看出，期中考試的成績(jī)分布與期末考試的成績(jī)分布有所不同：在期中考試成績(jī)分布圖中，無機(jī)非專業(yè)班的成績(jī)呈明顯的正態(tài)分布，且分布范圍較窄;而金材專業(yè)班的成績(jī)則分布范圍較寬，且不存在明顯的“頂點(diǎn)”;而在期末考試成績(jī)分布圖中，依然是無機(jī)非專業(yè)班的成績(jī)更符合正態(tài)分布，但分布范圍明顯變寬;而金材專業(yè)班的成績(jī)分布與期中時(shí)的分布相比，更符合正態(tài)分布了，但其分布范圍依然比較寬。從這兩次的成績(jī)對(duì)比可以看出以下幾點(diǎn)：第一，雖然學(xué)生們主觀上普遍表示愿意接受新型的教學(xué)模式，認(rèn)為“翻轉(zhuǎn)課堂”模式具有較好的教學(xué)效果，但客觀上還不能完全掌握適應(yīng)該新型模式的學(xué)習(xí)技巧和學(xué)習(xí)方法，從而造成期中考試相比期末考試合格率偏低。第二，“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式可能更有利于具有主動(dòng)性思維學(xué)生的發(fā)展，從而能夠出現(xiàn)成績(jī)超過90分的所謂“尖子生”;而對(duì)于大多數(shù)“普通”學(xué)生而言，因?yàn)樗麄円廊桓m應(yīng)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，從而能在期末考試時(shí)取得更好的“中等”成績(jī)，但卻不利于“尖子生”的涌現(xiàn)。第三，從圖3中還能看出，“翻轉(zhuǎn)課堂”新型教學(xué)模式對(duì)小班授課的影響更大：首先，無機(jī)非專業(yè)同學(xué)期中考試的成績(jī)分布比期末考試的成績(jī)分布更窄，這說明在小班教學(xué)時(shí)，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式來說，具有更高的成績(jī)辨識(shí)度;而金材專業(yè)同學(xué)期中考試的成績(jī)分布比期末考試的成績(jī)分布相對(duì)更寬，則說明在大班教學(xué)時(shí)，“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)并不明顯。其次，從期中考試成績(jī)圖中可以看出，無機(jī)非專業(yè)班的合格率比金材專業(yè)班高10%，這表明在“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式下，學(xué)生處于小班環(huán)境中更容易達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn);而在期末考試成績(jī)圖中，這一指標(biāo)僅為3%，這表明在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生處于大班和小班環(huán)境中的教學(xué)效果基本相當(dāng)，即在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，更容易擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模。此外，從圖3中還可以看出，學(xué)生身處大班環(huán)境時(shí)（金材專業(yè)班），無論是在接受“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，還是接受傳統(tǒng)教學(xué)模式時(shí)，他們的成績(jī)分布都比較寬（在新型模式下更寬），但區(qū)別在于，在“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下，學(xué)生成績(jī)的不合格率和優(yōu)秀率均高于他們?cè)诮邮軅鹘y(tǒng)教學(xué)模式時(shí)的數(shù)據(jù)，這進(jìn)一步說明雖然傳統(tǒng)教學(xué)模式利于提高學(xué)生的合格率，但“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型模式更利于提高學(xué)生的優(yōu)秀率。即“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教育模式對(duì)于鼓勵(lì)先進(jìn)具有更積極的作用，更利于優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出，但同時(shí)也使相對(duì)不適應(yīng)新型教學(xué)模式的學(xué)生更容易“掉隊(duì)”。

四、結(jié)束語

通過此次硬質(zhì)合金課程的教學(xué)實(shí)踐對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們普遍對(duì)“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式抱有積極的態(tài)度，對(duì)本次實(shí)行的教學(xué)實(shí)踐也具有較高的滿意度。但是，這一新型教學(xué)模式因?yàn)樾枰扇「鄻拥慕虒W(xué)表現(xiàn)形式，從而真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生成為課堂上的主人，則無論從組織角度，還是具體實(shí)施角度都更適合在小班教學(xué)（45人以內(nèi)）中實(shí)施。比如，雖然PPT展示也能夠在大班教學(xué)中進(jìn)行，但更容易造成同質(zhì)化嚴(yán)重的問題;更重要的是，類似課堂辯論這種更新穎的教學(xué)實(shí)踐形式就很難在大班教學(xué)中開展。此外，從本次對(duì)比教學(xué)實(shí)踐的最終效果（考試成績(jī)）來看，師生雙方均需要為最大可能發(fā)揮新型教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)做出進(jìn)一步的努力——一方面，學(xué)生首先應(yīng)意識(shí)到教學(xué)方式的革新勢(shì)在必行，大家應(yīng)具有更積極、開放的心態(tài)去接受包括“翻轉(zhuǎn)課堂”在內(nèi)的各項(xiàng)新型教學(xué)模式，比如以MOOC（大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程）或SPOC（小規(guī)模在線課程）為平臺(tái)的全線上教學(xué)模式以及線上、線下混合式教學(xué)模式等。其次，學(xué)生不僅應(yīng)在思想上重視教學(xué)模式的改變，也需要在行動(dòng)上切實(shí)積極起來，更合理、充分地利用課外學(xué)習(xí)時(shí)間，確保將教師事先布置的教學(xué)任務(wù)保質(zhì)保量地完成，真正使自己“忙”起來，從而能使課堂真正“翻轉(zhuǎn)”起來;另一方面，從教師的角度來說，教師也應(yīng)做好角色轉(zhuǎn)變的思想準(zhǔn)備和技能儲(chǔ)備，不但需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全方位梳理，而且需要對(duì)教學(xué)考核方式進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。前者要求教師能夠?qū)⒖梢杂蓪W(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容提取出來，并在課堂上對(duì)學(xué)生主導(dǎo)的教學(xué)過程進(jìn)行把控;后者則要求教師對(duì)學(xué)生在各個(gè)環(huán)節(jié)（課前預(yù)習(xí)、課上表現(xiàn)、課后作業(yè)等）的表現(xiàn)進(jìn)行更科學(xué)的分級(jí)評(píng)測(cè)，在評(píng)分上做到公平、公正、公開?？傊?，在做好更充分準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上做好更全面的教學(xué)指導(dǎo)工作，從而使“翻轉(zhuǎn)”過來的課堂能夠按照既定計(jì)劃有序完成。

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