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        生物學(xué)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的資源及應(yīng)用評述

        2017-01-03 22:12曹朋飛鄧自發(fā)朱新宇
        中國教育信息化·高教職教 2016年11期
        關(guān)鍵詞:生物學(xué)教學(xué)課程資源翻轉(zhuǎn)課堂

        曹朋飛 鄧自發(fā) 朱新宇

        摘 要:翻轉(zhuǎn)課堂作為一種基于信息技術(shù)的新型教學(xué)模式,近年來在國內(nèi)外越來越引起關(guān)注。本文評述了生物學(xué)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂資源及應(yīng)用,文中對支撐生物學(xué)科翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)資源,包括慕課和微課,進(jìn)行了整理和匯集,以方便翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐。我們也分析了翻轉(zhuǎn)課堂目前遇到的問題,并對發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。本研究有助于生物學(xué)科翻轉(zhuǎn)課堂的深入實踐和探索

        關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;生物學(xué)教學(xué);課程資源

        中圖分類號:G427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-8454(2016)21-0044-04

        一、翻轉(zhuǎn)課堂的理論發(fā)展

        翻轉(zhuǎn)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(xué)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(wǎng)上供學(xué)生課前觀看學(xué)習(xí),課堂上對學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行討論、解決。由此,兩位老師開始實踐一種新的教學(xué)模式, 即翻轉(zhuǎn)課堂:學(xué)生課前完成對教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的觀看和學(xué)習(xí),師生在課堂上互動交流,協(xié)作探究,解決問題。

        隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,翻轉(zhuǎn)課堂迅速發(fā)展。2011年,美國富蘭克林學(xué)院(Franklin College)的羅伯特·泰爾波特(Robert Talbert),總結(jié)出的翻轉(zhuǎn)課堂理論模型[2],包括課前的學(xué)生觀看教學(xué)視頻,進(jìn)行導(dǎo)向性作業(yè)練習(xí);課中的學(xué)生完成少量的測驗,通過解決問題來完成知識的內(nèi)化,最后進(jìn)行總結(jié)反饋[3]。教學(xué)形式由傳統(tǒng)課堂講解變?yōu)檎n前學(xué)習(xí)加課堂探究,學(xué)生通過解決問題來內(nèi)化知識,提高知識應(yīng)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(zhuǎn)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)FLN(Flipped Learning Network),提出翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的四個關(guān)鍵支柱:靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境—教師靈活安排教學(xué),學(xué)生自主學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)文化的變革—教師中心轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生中心;定制內(nèi)容—教師明確講授的內(nèi)容和學(xué)生自習(xí)內(nèi)容;專業(yè)的教師—翻轉(zhuǎn)課堂中需專業(yè)教師掌控課堂。2013年,美國猶他州州立大學(xué)的雅各布·畢曉普(Jacob Bishop),總結(jié)分析諸多觀點后認(rèn)為,翻轉(zhuǎn)課堂是以學(xué)生為中心的課堂學(xué)習(xí)和以教師為中心的課外基于計算機(jī)進(jìn)行個性化教學(xué)的總和[4]。

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

        二、翻轉(zhuǎn)課堂的生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

        翻轉(zhuǎn)課堂作為一種基于信息技術(shù)的新型教學(xué)模式,最終要運(yùn)用到學(xué)科教學(xué)當(dāng)中。國內(nèi)外眾多學(xué)校在生物學(xué)科領(lǐng)域開展了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐(表1)。下面我們就其中的兩個案例進(jìn)行簡要評述。

        1.分子細(xì)胞生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂

        在2007年到2013年期間,耶魯大學(xué)(Yale university)和麻省大學(xué)(University of Massachusetts),用超過5年的時間,在分子細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)方面展開翻轉(zhuǎn)教學(xué)實踐,其中前三年進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué),后兩年運(yùn)用羅伯特·泰爾波特(Robert Talbert)翻轉(zhuǎn)課堂模型的理論模型進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)。實踐發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)課堂相比,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確,自主學(xué)習(xí)能力和展示自我能力提高,并且學(xué)生更喜歡翻轉(zhuǎn)課堂中多樣化的學(xué)習(xí)資料,班級平均分與女生的成績有明顯提高。但在實施翻轉(zhuǎn)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(rèn)為,一段時間后成績下降是由于翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)生的學(xué)習(xí)刺激逐漸消退,學(xué)生自我內(nèi)驅(qū)力降低,例如:課前不預(yù)習(xí)、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(rèn)知水平和思維方式存在性別差異。

        2.生物信息學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂

        2014年,肇慶學(xué)院生命科學(xué)院,在生物信息學(xué)課程中展開翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐。該教學(xué)實踐借鑒了張金磊提出的翻轉(zhuǎn)教學(xué)理論模型。實踐發(fā)現(xiàn),通過學(xué)習(xí)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,學(xué)生在探究能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及學(xué)術(shù)視野等方面均有提高,學(xué)生綜合能力得到發(fā)展;教師角色發(fā)生轉(zhuǎn)變,由學(xué)習(xí)主導(dǎo)者變?yōu)橹笇?dǎo)者,專業(yè)素質(zhì)和掌控課堂能力也得到提高。同時,翻轉(zhuǎn)課堂的實施推動了校園多媒體的建設(shè)。在實施翻轉(zhuǎn)教學(xué)時,實踐者發(fā)現(xiàn),教師的教學(xué)和科研能力,網(wǎng)絡(luò)資源、圖書資料等硬件設(shè)施和相關(guān)教學(xué)軟環(huán)境成為高質(zhì)量翻轉(zhuǎn)教學(xué)的限制因素。

        上述實踐表明,翻轉(zhuǎn)課堂在學(xué)科教學(xué)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(zhuǎn)課堂時,學(xué)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(xué)觀念的制約[13]。其次,新課堂模式不能對學(xué)生形成持續(xù)性的學(xué)習(xí)刺激。因此,設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂時要考慮四個方面問題[14]:①尊重學(xué)生的心理與認(rèn)知發(fā)展規(guī)律;②在課堂內(nèi)外建立有效的聯(lián)系;③教師指導(dǎo)學(xué)生時定義和結(jié)構(gòu)要清晰;④制定合理有效的評價機(jī)制。

        三、翻轉(zhuǎn)課堂的課程資源

        隨著翻轉(zhuǎn)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(biāo),以短小精悍的視頻為表現(xiàn)形式,整合了教學(xué)素材、在線測驗、教學(xué)反饋、以及交流互動等多種要素的教學(xué)手段[15]。近年來,美國薩爾曼·可汗(Salman Khan)創(chuàng)辦的可汗學(xué)院(Khan Academy)以及TED(Technology Entertainment Design)設(shè)立的在線課程(http://ed.ted.com/)廣受關(guān)注和歡迎。國內(nèi)的國家教育部教育管理信息中心創(chuàng)辦的“中國微課網(wǎng)”資源平臺, 全國高校微課教學(xué)比賽網(wǎng)[16],以及微課網(wǎng),為我國大中學(xué)校的生物學(xué)課程提供了大量的“微課”資源(表2)。

        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(xué)習(xí)管理系統(tǒng)并且將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)互動,并鼓勵學(xué)習(xí)者利用個性化學(xué)習(xí)工具如QQ、微信等進(jìn)行學(xué)習(xí)[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(xué)教授吳恩達(dá)(Andrew Ng)和達(dá)芙妮·科勒(Daphne Koller)創(chuàng)建的免費(fèi)在線課程網(wǎng)站,目前提供涵蓋人文、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、社會科學(xué)、數(shù)學(xué)、商業(yè)、計算機(jī)科學(xué)等24個學(xué)科329門免費(fèi)課程。Udacity是一個斯坦福大學(xué)教授創(chuàng)辦的商業(yè)化課程網(wǎng)站,該網(wǎng)站主要提供計算機(jī)類課程,但是若想獲得課程證書學(xué)習(xí)者必須參加考試中心組織的期末考試并支付費(fèi)用。edX是一個由美國麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)合作的非營利性項目,支持哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的教授向全球共享其教學(xué)資源,在線內(nèi)容同時也被用于豐富校內(nèi)課程[18]。2013年,北京大學(xué)和清華大學(xué)宣布加入edX[19],隨后,復(fù)旦大學(xué)和上海交通大學(xué)宣布加盟Coursera[20]。在國內(nèi),“MOOC中國”是常用的慕課平臺。這幾大平臺中已經(jīng)開設(shè)了大量生物學(xué)科慕課(表3),為生物學(xué)科翻轉(zhuǎn)課堂實踐提供了有力支撐。

        四、面臨的問題和發(fā)展趨勢

        1.面臨的問題

        翻轉(zhuǎn)課堂具有提高教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)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(qiáng)自身信息技術(shù)素養(yǎng)。翻轉(zhuǎn)課堂的第一步就是要求教師制作優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻,這對教師的多媒體制作技術(shù)要求較高,并且會耗費(fèi)教師大量的時間[21]。第二,教師角色如何轉(zhuǎn)變。相較于傳統(tǒng)教學(xué),翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動展開要結(jié)合教師啟發(fā)、引導(dǎo)、監(jiān)控與學(xué)生主動性、積極性和創(chuàng)造性兩方面內(nèi)容[22],這對教師綜合素質(zhì)有了更高的要求。第三,國內(nèi)學(xué)生由于傳統(tǒng)課堂的制約導(dǎo)致不善于提問和主動性不強(qiáng),這會使得翻轉(zhuǎn)課堂效果降低。第四,實施生物學(xué)翻轉(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可以滿足各種多媒體教學(xué)手段,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差地區(qū)或山區(qū)的學(xué)校,既沒有多媒體也沒有網(wǎng)絡(luò)。在這種背景下,如何有效的整合教育資源,促進(jìn)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(zhuǎn)課堂改變了傳統(tǒng)的課堂結(jié)構(gòu)中“以知識為中心”或“以教師為中心”的現(xiàn)狀,以學(xué)生為中心展開教學(xué)活動。不斷完善的計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為翻轉(zhuǎn)課堂的實施提供了技術(shù)支撐,但翻轉(zhuǎn)課堂并不能完全替代傳統(tǒng)課堂,而是與其他課堂形式結(jié)合,為學(xué)生提供更多元化、更適合學(xué)生的學(xué)習(xí)模式。小班制班級更適合翻轉(zhuǎn)課堂的實施,更有利于實施個性化教學(xué)。對于生物學(xué)科而言,可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及越來越發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)終端制作專題APP或?qū)n}網(wǎng)頁來進(jìn)行教學(xué)活動,例如,生物數(shù)據(jù)分析科教網(wǎng)(http://www.bio-programmer.com/)。翻轉(zhuǎn)課堂模式在我國實施的時間較短,但從中國知網(wǎng) (CNKI) 收錄的有關(guān)翻轉(zhuǎn)課堂期刊文獻(xiàn)統(tǒng)計顯示,2013年,與翻轉(zhuǎn)課堂為主題的期刊文獻(xiàn)只有122篇,但到2016年3月,相關(guān)期刊文獻(xiàn)總計達(dá)到3358篇,說明翻轉(zhuǎn)課堂模式在我國的關(guān)注度越來越高。隨著社會經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,加之各學(xué)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(zhuǎn)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)

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