趙麗　田會(huì)峰　張寶芳

摘 要：隨著教育信息化的迅速發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為一種新的教學(xué)模式。文章在分析電子控制綜合系統(tǒng)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了采用新型的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式進(jìn)行探討。該模式變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、提高學(xué)生興趣及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)踐證明，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，學(xué)生能夠完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；電子控制綜合實(shí)訓(xùn)；積極性；團(tuán)隊(duì)協(xié)作

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2018）08-0044-02

翻轉(zhuǎn)課堂的提法源于美國(guó)科羅拉多州林地公園的兩名化學(xué)老師納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯，他們提出翻轉(zhuǎn)課堂的初衷是為了幫助遲到或者是耽誤課程的學(xué)生補(bǔ)課[1]。隨著兩位教師的開(kāi)創(chuàng)性教學(xué)實(shí)踐，使得這種方法成為一種新的教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時(shí)間，學(xué)生能夠更專(zhuān)注于主動(dòng)的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，共同研究解決本地化或全球化的挑戰(zhàn)以及其他現(xiàn)實(shí)世界面臨的問(wèn)題，從而獲得更深層次的理解。薩爾曼可汗也是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐的領(lǐng)軍人物。他創(chuàng)建的可汗學(xué)院就是以翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式著稱(chēng)?，F(xiàn)如今，翻轉(zhuǎn)課堂已演變成為一種在整個(gè)北美甚至全世界廣為流傳的新型教學(xué)模式[2]。

一、“電子控制綜合實(shí)訓(xùn)”課程的特點(diǎn)及問(wèn)題

（一）特點(diǎn)

根據(jù)教學(xué)大綱，“電子控制綜合實(shí)訓(xùn)”是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系與內(nèi)容的教學(xué)改革產(chǎn)物，目的是利用已經(jīng)學(xué)習(xí)的模擬電路、數(shù)字電路及單片機(jī)等知識(shí)完成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。這是最能開(kāi)拓學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力的課程。

課程內(nèi)容包括單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)的獲取及處理、傳感器及檢測(cè)電路、電源設(shè)計(jì)等，涉及到模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)、信號(hào)與系統(tǒng)、檢測(cè)等多門(mén)課程。知識(shí)點(diǎn)比較零碎，而且工程應(yīng)用性較強(qiáng)，跟理論課程相差比較大。

（二）問(wèn)題

綜合實(shí)訓(xùn)類(lèi)課程屬于新興課程，不同于簡(jiǎn)單的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，它是多門(mén)課程的有機(jī)結(jié)合。而在傳統(tǒng)模式下，實(shí)訓(xùn)類(lèi)課程僅限于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成教師提供的課題，并沒(méi)有讓學(xué)生參與到課題的選取，也沒(méi)有開(kāi)放對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選取，學(xué)生只能每年固定完成幾個(gè)課題，導(dǎo)致學(xué)生積極性不高。從往年的學(xué)生的完成情況看，學(xué)生只是完成基本功能，并沒(méi)有創(chuàng)造性地提出新的功能或者想法。在實(shí)訓(xùn)中，教師的功能還在于講授、演示，知識(shí)點(diǎn)永遠(yuǎn)都是固定重復(fù)的，沒(méi)有了解學(xué)生想要掌握什么樣的知識(shí)，并沒(méi)有真正地融入實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題也沒(méi)有真正地指導(dǎo)解決。

二、翻轉(zhuǎn)課堂在實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究方案

（一）可行性分析

“電子控制綜合實(shí)訓(xùn)”是一門(mén)技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的綜合實(shí)踐類(lèi)課程，課程的性質(zhì)決定了理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，而傳統(tǒng)模式下產(chǎn)生的問(wèn)題，不利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂的不足，它把理論教學(xué)內(nèi)容與具體的應(yīng)用相融合，強(qiáng)調(diào)基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作，這些特點(diǎn)適合以實(shí)踐操作為核心的實(shí)驗(yàn)課程中使用[3]。

（二）整體方案設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂是一種將傳統(tǒng)課堂中知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化進(jìn)行顛倒的混合學(xué)習(xí)模式。在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)視頻或者其他材料完成對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)，而且教學(xué)視頻或者其他材料可以反復(fù)學(xué)習(xí)；課堂上，教師與學(xué)生一起解決課前學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，從而保證學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的順利實(shí)現(xiàn)。

在這種模式下，分為課上和課下兩種教學(xué)模式。在課下環(huán)境中，教師根據(jù)實(shí)訓(xùn)的大綱及總體的設(shè)計(jì)方案將學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)為不同模塊的子任務(wù)并制作開(kāi)發(fā)相應(yīng)的視頻資料和課件等。也可以將網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)秀的設(shè)計(jì)資源帶到課堂中。由學(xué)生根據(jù)自己的方案及需求結(jié)合學(xué)習(xí)資源自行學(xué)習(xí)知識(shí)，解決問(wèn)題，完成系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)。課上主要是針對(duì)學(xué)生在解決方案的過(guò)程中遇到的問(wèn)題集中解決，并對(duì)其掌握的知識(shí)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確保設(shè)計(jì)順利完成。

（三）課下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

課下教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)分為教師端和學(xué)生端兩部分。教師端主要是根據(jù)電子控制綜合實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目把整個(gè)系統(tǒng)分為若干個(gè)模塊，制作相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料。這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂具有重要意義。首先，教師要掌握學(xué)生的基本知識(shí)掌握情況，包括理論與實(shí)踐；相應(yīng)的資料不僅要包含子模塊的設(shè)計(jì)，還要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，這是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。其次，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)資料解決實(shí)際問(wèn)題，完成各個(gè)子模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)而構(gòu)成整個(gè)的設(shè)計(jì)。所以，教師的學(xué)習(xí)資料要合理，符合學(xué)生的需求。學(xué)生端根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行明確分工，在這里跟企業(yè)模式相結(jié)合，一般分為項(xiàng)目經(jīng)理、軟件工程師、硬件工程師，實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制。在項(xiàng)目經(jīng)理的帶領(lǐng)下，通過(guò)對(duì)基本資料的學(xué)習(xí)以及組員之間的相互交流，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完成，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程。

（四）課上教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

課上教師主要完成答疑解惑、布置后續(xù)任務(wù)、檢測(cè)教學(xué)實(shí)施情況。教師通過(guò)小組課下教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，在課堂對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行交流，針對(duì)學(xué)生不能解決的問(wèn)題通過(guò)分析原因，進(jìn)行有針對(duì)性的處理。在此期間，通過(guò)學(xué)生匯報(bào)系統(tǒng)的完成情況，以及組內(nèi)分工的不同、工作量的多少進(jìn)行綜合考評(píng)。學(xué)生在課上主要是相互討論問(wèn)題，確定解決方案并匯報(bào)工作進(jìn)展。通過(guò)課上的深入互動(dòng)，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。通過(guò)課上的問(wèn)題，也能反饋出教學(xué)資料的不足，促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)資料，提高自身對(duì)教學(xué)情況的掌握。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具體實(shí)現(xiàn)

翻轉(zhuǎn)課堂在電子綜合實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用大致分為四個(gè)階段。

（一）課題準(zhǔn)備階段

根據(jù)教學(xué)大綱制定詳細(xì)的教學(xué)任務(wù)，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，以獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)為單位，整個(gè)知識(shí)體系按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架分為幾個(gè)子模塊。

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊：電子系統(tǒng)的構(gòu)成、構(gòu)建、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；信號(hào)采集處理模塊：信號(hào)獲取、調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、傳輸；系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)：系統(tǒng)可靠性、抗干擾設(shè)計(jì)；常用傳感器模塊：紅外模塊、溫濕度模塊、GSM模塊、煙霧模塊、GPS模塊；系統(tǒng)調(diào)試模塊：系統(tǒng)調(diào)試流程。

通過(guò)課題組成員與教師溝通以及前期的知識(shí)儲(chǔ)備，確定相應(yīng)的選題，示例如下：基于pcduino的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能無(wú)線(xiàn)溫控風(fēng)扇、基于微信公眾平臺(tái)與Arduino的智能溫室系統(tǒng)、空中鼠標(biāo)、智能垃圾桶、基于OpenCV和pcDunio的人臉識(shí)別系統(tǒng)、ICU遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、家居設(shè)備智能集控等。

（二）建立課程教學(xué)資源

教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)制作PPT、教學(xué)視頻、微課等多種形式的教學(xué)資源。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多樣性，在教學(xué)資源中并不能包含所有的知識(shí)點(diǎn)，需要教師收集相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源，并將資源發(fā)布于在線(xiàn)教學(xué)平臺(tái)上。

（三）方案實(shí)施

實(shí)訓(xùn)歷時(shí)4周，每周用兩天的時(shí)間進(jìn)行師生交流并檢查實(shí)訓(xùn)進(jìn)度，對(duì)教學(xué)模式及教學(xué)資源提供反饋。根據(jù)反饋結(jié)果，在系統(tǒng)的功能性、可擴(kuò)展性、可操作性等方面進(jìn)行總結(jié)，確定進(jìn)一步修正方案。

（四）總結(jié)及考核

考核作為實(shí)訓(xùn)重要的一部分，具體包括最后的成果展示、小組答辯、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、課上課下的交流活躍度等。

四、實(shí)施效果

實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式后，整個(gè)實(shí)訓(xùn)期間學(xué)生的態(tài)度都很積極，從設(shè)計(jì)方案到不停地修正方案一直到方案的實(shí)現(xiàn)，每組都達(dá)到了預(yù)期的效果。但是經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，雖然每組都獨(dú)立地完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效果上還是存在明顯的差距。在小組分配中，組員的個(gè)人學(xué)習(xí)能力及適用能力對(duì)設(shè)計(jì)有很大的影響。除此之外，課題的難易度也要從整體上宏觀把握?；诜D(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式的實(shí)施還需要進(jìn)一步調(diào)整。

本文在分析“電子控制綜合實(shí)訓(xùn)”課程的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，并運(yùn)用于課程教學(xué)中。實(shí)踐證明這種模式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、發(fā)掘?qū)W生的潛力，適合“電子控制綜合實(shí)訓(xùn)”課程。當(dāng)然，在實(shí)施的過(guò)程中會(huì)遇到一些問(wèn)題，因此需要我們不斷地進(jìn)行修正。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭文良，和學(xué)新.翻轉(zhuǎn)：背景、理念與特征.教育理論與實(shí)踐

[J].2015，（11）.

[2]陳怡，趙呈領(lǐng).基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

[J].現(xiàn)代教育技術(shù).2014，（2）.

[3]李海龍，鄧敏杰，梁存良.基于任務(wù)的翻轉(zhuǎn) 課堂教學(xué)模式

設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)2013，（9）.