潘萬彬，趙偉華（杭州電子科技大學 數(shù)字媒體與藝術設計學院，浙江 杭州 310018）

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翻轉課堂在人機交互技術課程中的研究與應用

潘萬彬，趙偉華
（杭州電子科技大學 數(shù)字媒體與藝術設計學院，浙江 杭州 310018）

摘 要：人機交互技術是當下計算機學科中的一門重要的核心課程.由于該課程具有涵蓋研究領域廣泛、知識更新增長迅速等特點，傳統(tǒng)教學模式往往很難滿足實現(xiàn)該課程教學目標的要求.本文探索性地將翻轉課堂模式引入到上述課程教學中，并提出了在新模式下適應該課程的教學方案設計方法.該方法始終將學生的自學和實踐作為主線貫穿整個教學過程，著力培養(yǎng)學生對前沿知識的研究性學習能力和創(chuàng)新能力.

關鍵詞：人機交互技術；翻轉課堂；研究性學習；教學方案設計

引言

人機交互技術是信息技術的重要組成部分，受到各國廣泛的重視，如美國在21世紀信息技術計劃中將人機交互列為四大基礎研究內容之一［1］；中國將人機交互列為國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）中支撐信息技術發(fā)展的科學基礎之一［2］等.為此，人機交互技術課程在當前許多重點大學的計算機專業(yè)教育中受到高度的重視，旨在培養(yǎng)在該方向上具有實踐和創(chuàng)新能力的符合信息技術發(fā)展需求的高層次的計算機專業(yè)人才.

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

針對上述問題，該文結合教師在人機交互技術課程教學中的經驗，并通過總結該課程改革項目中取得的實踐研究結論，提出了基于翻轉課堂模式的適用于人機交互技術課程的教學方案設計方法.

1 人機交互技術課程教學現(xiàn)狀分析

當前人機交互技術課程，通常都以教為主并集中于課堂內講授相關領域知識，這種教學模式主要存在以下幾點不足：

1.1 統(tǒng)一授課，忽略了教學對象的差異

在我校通常都針對已經學過相關基礎知識的計算機類專業(yè)的大三學生開設.前期基礎知識的扎實程度和選修課程的不同，導致學生在知識結構和水平上并一致

1.2 前沿信息集中講授，影響學習效率

由于課程內容覆蓋面廣，我校對于該課每一個主題通常配置一個領域相關的老師進行講授.由于學時的局限性，一定時期內教學內容偏多，造成學生的產生認知超負荷，阻礙學生對知識的自主消化吸收［4］.

1.3 拓展學習匱乏，妨礙新知識的消化吸收

大信息量的課程內容和緊湊的學時，以及主觀或客觀的缺乏理論和實踐相結合的課外拓展學習［5，6］，導致學生在人機交互技術相關的知識的學習上往往流于表面.

綜上所述，現(xiàn)行的人機交互課程教學模式，不利于學生對該課程前沿知識進行積極主動的學習；不利于學生對人機交互技術的深入掌握和進一步創(chuàng)新.本文將翻轉課堂模式的理念引入到該課程的教學過程中來，以期彌補現(xiàn)有教學模式的不足.

2 翻轉課堂概述

當前，翻轉課堂已經成為國內外教育工作者研究和實踐的熱點問題［7,8］.該教學模式通過課外知識探索和自學、課內知識討論和內化，將教學的重點從教師“教”轉向學生“學”，充分調動學生的學習主動性.

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

3 基于翻轉課堂模式的人機交互技術課程的教學方案設計方法

該文擴展了傳統(tǒng)的兩層的翻轉課堂教學模式［11］，提出了如圖1所示的教學設方案計方法.

3.1 課前知識預備階段

相關研究表明將科學研究的方法融入到課程教學中來，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索學習能力［12］.在該階段對教師和學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內容；對授課內容設置若干問題等；（2）學生以尋找問題的解決方案主導自學過程；依據(jù)問題組隊討論等.

圖1 基于翻轉課堂的人機交互技術課程的教學方案設計方法示意圖

3.2 課中知識內化

為了進一步啟發(fā)學生獨立思考的能力，讓學生充分吸收課前探索性學習內容，課堂教學以討論班形式為主.其中教師和學生分別扮演了不同的角色：（1）學生參加課堂活動充分并準確地表述所完成的學習內容和取得的成果，并回答其他組同學和教師的提問，積極主動地對其他組同學的匯報的內容展開提問和討論，總結并記錄課堂討論中涉及的學習成果中的不足和改進措施等；（2）教師要求每一位同學在課堂上都要報告各自在團隊成果中肩負的任務和完成的情況，并回答其他組同學和教師的提問等.

3.3 課后知識鞏固和擴展

為促使學生鞏固內化的知識和提高學習積極性，要求學生完善并提交課程報告或作品，并在網絡教學平臺上公開展出.鼓勵并指導學生積極參加高校學科競賽.

3.4 課后評估

學生提交課堂評價表和自我評價，并對課程教學方式或者內容發(fā)表意見和建議.教師認真閱讀每位學生的學習總結，整理他們反饋的改進意見.開展課程組討論，對教學查漏補缺.對每個學生的成績進行評分.在評分過程中需綜合考慮全體同學對其的評價分.

4 基于翻轉課堂模式的教學方案的應用

接下來將以虛擬現(xiàn)實技術中的虛擬漫游平臺設計這一專題為例，詳細表述該教學方案設計方法的具體應用.具體教學方案見表1.

5 結論和展望

通過在傳統(tǒng)翻轉課堂教學模式中融入科學研究的方法，新的教學方案設計方法將教學過程設置為相輔相成的三個部分：課前探索性學習、課堂開展討論和課后知識鞏固拓展.課前探索學習使得學生按照科學研究的方法自學新知識，課堂開展討論使得學生通過激烈的思考和爭論內化自學知識，最后通過課后知識鞏固拓展使得理論和實際進一步結合.該教學方案設計方法，不僅使得學生作為主體參與到教學活動中來，而且培養(yǎng)了學生的合作學習能力、解決問題的能力以及開展人機交互技術研究的熱情和方法.

當然，新模式下的教學方案設計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習資料從而提高學生自學的有效性和效率；（2）如何制定規(guī)則保證在有限的課時內，提高討論的全面性和知識內化的有效性；（3）如何能進一步有效地吸引學生主動參與到知識的拓展過程中來等.以后將從上面幾點開展進一步的研究和實踐，為高校課程的教學模式改革提供更好借鑒.

表1 虛擬漫游平臺設計的教學方案

參考文獻：

〔1〕孟祥旭，李學慶.人機交互技術：原理與應用［M］.北京：清華大學出版社，2004.1-5.

〔2〕孟祥旭，李學慶，楊承磊.人機交互技術基礎教程（第二版）［M］.北京：清華大學出版社，2010.1-8.

〔3〕徐光祐，陶霖密，史元春，張翔.普適計算模式下的人機交互［J］.計算機學報，2007，30（7）：1041-1053.

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

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

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

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

〔8〕鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究 ［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課程中的翻轉課堂教學設計 ［J］.現(xiàn)代教育技術，2014，24（4）：33-39.

〔10〕劉小晶，鐘琦，張劍平.翻轉課堂模式在“數(shù)據(jù)結構”課程教學中的應用研究［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)項目模式在本科課堂教學和課程設計中的探索［J］.現(xiàn)代教育技術，2014，24（8）：114-118.

中圖分類號：G642.4

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）06-0241-03

收稿日期：2016-03-28