曹朋飛，鄧自發(fā)，朱新宇

（南通大學生命科學學院，江蘇 南通226019）

生物學教學翻轉課堂的資源及應用評述*

曹朋飛，鄧自發(fā)，朱新宇

（南通大學生命科學學院，江蘇 南通226019）

翻轉課堂作為一種基于信息技術的新型教學模式，近年來在國內外越來越引起關注。本文評述了生物學教學的翻轉課堂資源及應用，文中對支撐生物學科翻轉課堂的教學資源，包括慕課和微課，進行了整理和匯集，以方便翻轉課堂的教學實踐。我們也分析了翻轉課堂目前遇到的問題，并對發(fā)展趨勢進行了預測。本研究有助于生物學科翻轉課堂的深入實踐和探索

翻轉課堂；生物學教學；課程資源

一、翻轉課堂的理論發(fā)展

翻轉課堂（flipped classroom）起源于2007年，美國科羅拉多州（Colorado）的林地公園高中（Woodland Park High School）[1]的兩位化學老師，喬納森·伯爾曼(Jonathan Bergmann)和亞綸·薩姆斯（Aaron Sams），將自己的授課PPT和實時音頻錄制下來放到網上供學生課前觀看學習，課堂上對學習中遇到的問題進行討論、解決。由此，兩位老師開始實踐一種新的教學模式,即翻轉課堂：學生課前完成對教學視頻等學習資源的觀看和學習，師生在課堂上互動交流，協(xié)作探究，解決問題。

隨著現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，翻轉課堂迅速發(fā)展。2011年，美國富蘭克林學院（Franklin College）的羅伯特·泰爾波特（Robert Talbert），總結出的翻轉課堂理論模型[2]，包括課前的學生觀看教學視頻，進行導向性作業(yè)練習；課中的學生完成少量的測驗，通過解決問題來完成知識的內化，最后進行總結反饋[3]。教學形式由傳統(tǒng)課堂講解變?yōu)檎n前學習加課堂探究，學生通過解決問題來內化知識，提高知識應用能力。2012年，喬納森·伯格曼（Jonathan Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams），創(chuàng)立了翻轉學習網絡FLN（Flipped Learning Network），提出翻轉學習的四個關鍵支柱：靈活的學習環(huán)境—教師靈活安排教學，學生自主學習；學習文化的變革—教師中心轉變?yōu)閷W生中心；定制內容—教師明確講授的內容和學生自習內容；專業(yè)的教師—翻轉課堂中需專業(yè)教師掌控課堂。2013年，美國猶他州州立大學的雅各布·畢曉普（Jacob Bishop），總結分析諸多觀點后認為，翻轉課堂是以學生為中心的課堂學習和以教師為中心的課外基于計算機進行個性化教學的總和[4]。

在國內，2011年，重慶市聚奎中學結合校園云技術開始翻轉課堂教學，總結出“課前四步，課中五環(huán)”的翻轉模式[5]?！罢n前四步”包括設計導學案、錄制視頻教學、學生自主學習、制定個別輔導計劃；“課中五環(huán)”包括合作探究、釋疑拓展、練習鞏固、自主糾錯、反思總結。通過這個模式，聚奎中學完成了教師灌輸—學生接受到學生自主學習—發(fā)現(xiàn)問題—教師引導解決問題的轉變。2012年，南京大學張金磊[6]，根據(jù)建構主義學習理論，在羅伯特·泰爾波特（Robert Talbert）的翻轉課堂理論模型基礎上構建了翻轉課堂教學模型（圖1），其中，信息技術和活動學習是兩個有力支撐。信息技術支持和活動學習的開展保證了個性化、協(xié)作式學習環(huán)境的構建與生成。此理論在國內被廣泛接受，成為國內翻轉課堂教學實踐的主要理論基礎。2013年，山東省昌樂一中開始翻轉課堂實踐，并逐步形成了“二段四步十環(huán)節(jié)”翻轉模式?！岸问h(huán)節(jié)”是指，自學質疑階段的目標導學、教材自學、微課助學、合作互學、在線測學，訓練展示階段的疑難突破、訓練展示、合作提升、評價點撥、總結反思；“四步”是指教師課前要進行課時規(guī)劃、微課設計、兩案編制、微課錄制[7]。這種翻轉模式提高了教師對課堂的掌控能力和學生的參與度，學生知識內化的過程更符合青少年認知發(fā)展的規(guī)律。

圖1　張金磊反轉課堂理論模型[6]

二、翻轉課堂的生物學領域應用

翻轉課堂作為一種基于信息技術的新型教學模式，最終要運用到學科教學當中。國內外眾多學校在生物學科領域開展了翻轉課堂教學實踐（表1）。下面我們就其中的兩個案例進行簡要評述。

表1　部分生物學科反轉課堂實踐案例

1.分子細胞生物學翻轉課堂

在2007年到2013年期間，耶魯大學（Yaleuniversity）和麻省大學（University of Massachusetts），用超過5年的時間，在分子細胞生物學教學方面展開翻轉教學實踐，其中前三年進行傳統(tǒng)教學，后兩年運用羅伯特·泰爾波特（Robert Talbert）翻轉課堂模型的理論模型進行翻轉教學。實踐發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)課堂相比，學生學習目標更加明確，自主學習能力和展示自我能力提高，并且學生更喜歡翻轉課堂中多樣化的學習資料，班級平均分與女生的成績有明顯提高。但在實施翻轉課堂后的幾次考試中，最后一次的成績略有下降，同時發(fā)現(xiàn)，男女生成績存在差異。分析認為，一段時間后成績下降是由于翻轉課堂對學生的學習刺激逐漸消退，學生自我內驅力降低，例如：課前不預習、課上不參與等，造成考試成績下降，男女生成績存在差異是因為男女生的認知水平和思維方式存在性別差異。

2.生物信息學翻轉課堂

2014年，肇慶學院生命科學院，在生物信息學課程中展開翻轉課堂教學實踐。該教學實踐借鑒了張金磊提出的翻轉教學理論模型。實踐發(fā)現(xiàn)，通過學習優(yōu)質的教學資源，學生在探究能力、團隊協(xié)作能力以及學術視野等方面均有提高，學生綜合能力得到發(fā)展；教師角色發(fā)生轉變，由學習主導者變?yōu)橹笇д?，專業(yè)素質和掌控課堂能力也得到提高。同時，翻轉課堂的實施推動了校園多媒體的建設。在實施翻轉教學時，實踐者發(fā)現(xiàn)，教師的教學和科研能力，網絡資源、圖書資料等硬件設施和相關教學軟環(huán)境成為高質量翻轉教學的限制因素。

上述實踐表明，翻轉課堂在學科教學中有諸多益處，但仍存在一定問題和限制因素。首先，實施翻轉課堂時，學生有“接受”的心理過程，此過程受到教育環(huán)境、教育者及教學觀念的制約[13]。其次，新課堂模式不能對學生形成持續(xù)性的學習刺激。因此，設計翻轉課堂時要考慮四個方面問題[14]：①尊重學生的心理與認知發(fā)展規(guī)律；②在課堂內外建立有效的聯(lián)系；③教師指導學生時定義和結構要清晰；④制定合理有效的評價機制。

三、翻轉課堂的課程資源

隨著翻轉課堂的發(fā)展，微課和慕課等課程資源地位越來越高。微課是以闡釋某一知識點為目標，以短小精悍的視頻為表現(xiàn)形式，整合了教學素材、在線測驗、教學反饋、以及交流互動等多種要素的教學手段[15]。近年來，美國薩爾曼·可汗（Salman Khan）創(chuàng)辦的可汗學院（Khan Academy）以及TED（Technology Entertainment Design）設立的在線課程（http://ed.ted.com/）廣受關注和歡迎。國內的國家教育部教育管理信息中心創(chuàng)辦的 “中國微課網”資源平臺，全國高校微課教學比賽網[16]，以及微課網,為我國大中學校的生物學課程提供了大量的“微課”資源（表2）。

表2　生物學科微課資源統(tǒng)計

幕課全稱 “大規(guī)模開放在線課程”（Massive Open Online Course），是基于資源發(fā)布、學習管理系統(tǒng)并且將學習管理系統(tǒng)與更多網絡資源綜合起來的新課程模式。這種課程模式通過在授課視頻中加入提問、在線測驗和專題討論的方式加強互動，并鼓勵學習者利用個性化學習工具如QQ、微信等進行學習[17]。目前世界上廣泛使用的的慕課平臺有Coursera、Udacity、edX三大平臺。Coursera是由斯坦福大學教授吳恩達（Andrew Ng）和達芙妮·科勒（Daphne Koller）創(chuàng)建的免費在線課程網站，目前提供涵蓋人文、醫(yī)學、生物學、社會科學、數(shù)學、商業(yè)、計算機科學等24個學科329門免費課程。Udacity是一個斯坦福大學教授創(chuàng)辦的商業(yè)化課程網站，該網站主要提供計算機類課程，但是若想獲得課程證書學習者必須參加考試中心組織的期末考試并支付費用。edX是一個由美國麻省理工學院和哈佛大學合作的非營利性項目，支持哈佛大學和麻省理工學院的教授向全球共享其教學資源，在線內容同時也被用于豐富校內課程[18]。2013年，北京大學和清華大學宣布加入edX[19]，隨后，復旦大學和上海交通大學宣布加盟Coursera[20]。在國內，“MOOC中國”是常用的慕課平臺。這幾大平臺中已經開設了大量生物學科慕課（表3），為生物學科翻轉課堂實踐提供了有力支撐。

表3　生物學科慕課資源統(tǒng)計

四、面臨的問題和發(fā)展趨勢

1.面臨的問題

翻轉課堂具有提高教學效率、激發(fā)學習興趣、培養(yǎng)學生團隊合作交流能力等優(yōu)點，但在具體的實施過程中也面臨諸多問題。第一，教師如何加強自身信息技術素養(yǎng)。翻轉課堂的第一步就是要求教師制作優(yōu)質的教學視頻，這對教師的多媒體制作技術要求較高，并且會耗費教師大量的時間[21]。第二，教師角色如何轉變。相較于傳統(tǒng)教學，翻轉課堂教學活動展開要結合教師啟發(fā)、引導、監(jiān)控與學生主動性、積極性和創(chuàng)造性兩方面內容[22]，這對教師綜合素質有了更高的要求。第三，國內學生由于傳統(tǒng)課堂的制約導致不善于提問和主動性不強，這會使得翻轉課堂效果降低。第四，實施生物學翻轉課堂時，是否能充分利用各種教育資源，如科技館、植物園、動物園以及企業(yè)等[23]。第五，經濟發(fā)達地區(qū)可以滿足各種多媒體教學手段，經濟基礎較差地區(qū)或山區(qū)的學校，既沒有多媒體也沒有網絡。在這種背景下，如何有效的整合教育資源，促進教育公平[24]，是一個亟待解決的重大問題。

2.發(fā)展趨勢

翻轉課堂改變了傳統(tǒng)的課堂結構中 “以知識為中心”或“以教師為中心”的現(xiàn)狀，以學生為中心展開教學活動。不斷完善的計算機及網絡技術為翻轉課堂的實施提供了技術支撐，但翻轉課堂并不能完全替代傳統(tǒng)課堂，而是與其他課堂形式結合，為學生提供更多元化、更適合學生的學習模式。小班制班級更適合翻轉課堂的實施，更有利于實施個性化教學。對于生物學科而言，可以結合網絡技術以及越來越發(fā)達的網絡終端制作專題APP或專題網頁來進行教學活動，例如，生物數(shù)據(jù)分析科教網（http://www.bio-programmer.com/）。翻轉課堂模式在我國實施的時間較短，但從中國知網 (CNKI)收錄的有關翻轉課堂期刊文獻統(tǒng)計顯示，2013年，與翻轉課堂為主題的期刊文獻只有122篇，但到2016年3月，相關期刊文獻總計達到3358篇，說明翻轉課堂模式在我國的關注度越來越高。隨著社會經濟以及科學技術的不斷發(fā)展，加之各學校的深入實踐，相信一定能探索出適合中國教育背景的翻轉課堂模式，為中國的教育改革提供借鑒。

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（編輯：王曉明）

G427

A

1673-8454（2016）21-0044-04

江蘇省自然科學基金面上項目（編號：BK20151269）；南通大學課程資源建設項目（GX14004,WK15007,JP15010）。