在典型的翻轉(zhuǎn)課堂中，以前的教師講解以視頻或動畫形式由學(xué)生在課外時間自學(xué)，上課時間則主要是進行實驗、小組討論和答疑。近幾年，翻轉(zhuǎn)課堂受到各國教育界的廣泛關(guān)注?！胺D(zhuǎn)課堂”最先是在美國中小學(xué)實行，隨后美國大學(xué)也逐漸嘗試翻轉(zhuǎn)課堂改革，如邁阿密大學(xué)的Gerald C.等人將其用在軟件和程序設(shè)計課程上，波多黎各大學(xué)亞圭斯校區(qū)（UPRM）的Christopher P.等人將其應(yīng)用于靜力學(xué)課程上。之后我國的高校也有人嘗試實行翻轉(zhuǎn)課堂。

翻轉(zhuǎn)課堂簡介

翻轉(zhuǎn)課堂的最大優(yōu)勢是學(xué)習(xí)時間的最大化。傳統(tǒng)教學(xué)模式使得教師教授課程的時間限制在課內(nèi)，而翻轉(zhuǎn)課堂可以有效的利用學(xué)生的課外時間；同時不同于單純的網(wǎng)上授課，翻轉(zhuǎn)課堂的課內(nèi)時間能夠保證學(xué)生的疑問得到充分解答。此外，課內(nèi)的時間可以充分進行實踐，這對于實踐性較強的課程尤為重要。

表1對傳統(tǒng)課堂、翻轉(zhuǎn)課堂進行了比較。

翻轉(zhuǎn)課堂在激光加工課程中的優(yōu)勢

激光加工課程屬于理論知識難度不大但內(nèi)容龐雜，不同加工類型之間聯(lián)系較弱且重于實驗的課程。這門課程不局限于課本，也不是從單一的角度看問題，它需要綜合其他材料學(xué)、光學(xué)、激光物理學(xué)等學(xué)科的知識。學(xué)生往往也來自不同的專業(yè)，基礎(chǔ)知識掌握程度相差較大。因此傳統(tǒng)教學(xué)方式中，基礎(chǔ)知識的涉及程度常常使教師陷入困境，少涉及有部分學(xué)生聽不懂，多涉及又沒有充足的時間，且會造成課程主題不夠突出的問題。于此同時激光加工課程所涉及到的內(nèi)容往往非常實用，因此它對實踐的要求很高。傳統(tǒng)教學(xué)方式難以保證在有限的實驗時間內(nèi)獲得較好的教學(xué)效果。

而翻轉(zhuǎn)課堂可以由教師在課前提供知識大綱，供學(xué)生們針對性的選擇學(xué)習(xí)。學(xué)生不會在自己已經(jīng)了解的問題上浪費時間，增加了學(xué)習(xí)效率。課堂時間可以用來突出重點，答疑解惑，從而具有更好地教學(xué)效果。

教學(xué)模型設(shè)計

由于激光器的更新?lián)Q代和人們對具體加工手段的創(chuàng)新，激光加工課程不僅需要基礎(chǔ)的理論，還需要最新最熱門的研究進展。對于此，將整個學(xué)期分為上下兩部分，學(xué)期的上部分翻轉(zhuǎn)課堂主要是對基礎(chǔ)理論和知識的學(xué)習(xí)，下部分是對當下的熱點問題、方法進行收集整理和討論。

上部分翻轉(zhuǎn)課堂的模式分為兩個部分：

一是課前模塊，按照區(qū)塊錄制授課視頻、并制作PPT幻燈片。發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。首先要明確教學(xué)目標，制定教學(xué)大綱，確定知識點。教師需要根據(jù)自己對知識點的理解和對企業(yè)生產(chǎn)過程的了解將已有的教學(xué)素材進行再加工，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當?shù)剡x定教學(xué)項目并根據(jù)教學(xué)項目收集資料，還要在教學(xué)項目實施前根據(jù)項目內(nèi)容選擇合適的教學(xué)場景。

結(jié)合課堂翻轉(zhuǎn)，課前PPT的制作可以將教學(xué)內(nèi)容所涉及的所有知識點都詳盡地包含在PPT中，而不必過多考慮知識點的重復(fù)頻率及輕重緩急，但課堂中實踐需要適當介紹實驗設(shè)備。視頻中可以只講解重點內(nèi)容，對于了解性質(zhì)的知識點可以不在視頻中講解，這可以使重點更突出，并節(jié)省學(xué)生的學(xué)習(xí)時間。

二是課中模塊，包括對學(xué)生課前工作理解的測試，和隨后的實驗或播放實驗視頻。讓學(xué)生對各種加工類型有直觀的了解。最后對疑惑和延伸性問題進行討論和解答。學(xué)生在課前通過觀看教學(xué)課件已經(jīng)大體理解了教學(xué)項目中涉及的知識點，并且記錄下了自學(xué)過程中遇到的疑惑。課堂教學(xué)階段的主要任務(wù)是讓學(xué)生運用課前所學(xué)知識親自參與項目實踐，通過感受工作實際過程來獲得直觀的印象，同時與老師同學(xué)共同討論來解決疑難問題實現(xiàn)知識內(nèi)化，課堂上的時間需要盡可能的分配給學(xué)生進行實踐訓(xùn)練。

學(xué)期的下部分將學(xué)生分組對應(yīng)每種激光加工類型，讓他們收集整理最新的激光加工進展。在之后的課堂上以課堂報告講解幻燈片PPT的形式相互討論。分組時需要照顧到學(xué)生的專業(yè)，將同一專業(yè)的學(xué)生分到不同的小組，這可以讓每個小組有更多視角。教師還可以幫助各組學(xué)生選擇課題，以確保課題難度適中，對于熱門課題，如3D打印等，可能會有多組學(xué)生選擇，需要對每組的具體方向進行劃分。教師還需要把握收集整理和討論的方向，學(xué)生不應(yīng)該只做到了解“是什么”，還應(yīng)該得到清晰的實驗設(shè)計思路，并進一步探討如何改進實驗已達到預(yù)想目標。這可以激發(fā)他們對激光加工的興趣，并了解最新最熱的發(fā)展方向，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力。

期末進行筆試考核，并結(jié)合學(xué)期內(nèi)課堂作業(yè)和小組報告的質(zhì)量進行綜合評價。

具體教學(xué)模型的概括可以見表2.

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式反饋結(jié)果

在學(xué)期末進行了匿名問卷調(diào)查，相比于原始的教學(xué)方式，幾乎所有學(xué)生都認為他們更喜歡翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式。

絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)期上部分每課時花費10～15分鐘的額外的學(xué)習(xí)時間。大部分學(xué)生花費在收集整理PPT的時間為10～12小時。超過90%的學(xué)生都認為所花的額外時間很值得。

在論文選題和實踐過程中得到了以下華南師范大學(xué)教學(xué)項目的支持和幫助：光電信息人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)；光電類大學(xué)生立體實踐教學(xué)團隊；華南師范大學(xué)—盛雄激光公司實踐教學(xué)基地；華南師范大學(xué)第二批校級聯(lián)合培養(yǎng)研究生基地（大族激光科技股份有限公司）。在此表示感謝。