林龍鑌

(廈門大學嘉庚學院土木工程系 福建漳州 363105)

0 引言

信息技術(shù)的發(fā)展使得信息的類型、體量和傳遞的速度發(fā)生了巨大變化，深遠地影響著人類的生活方式。教學活動作為人類重要的社會生活方式之一，亦受到了數(shù)字化信息技術(shù)的影響和沖擊。近年來，基于信息化技術(shù)的教學手段和方式在教學改革中呼風喚雨，微課、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等教學手段掀起了一股教學改革的浪潮。借助互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，新的教學模式和手段的結(jié)合成為教學改革的熱點。至翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式提出后，已經(jīng)在美國的教育實踐中取得了許多成功的案例，同時也成為國內(nèi)同仁積極探索和嘗試的重點[1]，相關(guān)的教學成果的報道較多；但是，該教學模式在工程測量課程的教學改革研究領(lǐng)域中的相關(guān)文獻卻很少。

“工程測量”作為一門實踐性強且內(nèi)容抽象的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教學一般由理論教學、測量試驗和測量實習3部分組成。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的同仁在教學改革中使用了形式多樣的教學方法，取得了一定的成效，如探討啟發(fā)式教學方法、研討型課程教學方法、項目式教學法、虛擬仿真實訓等。但是，在長期的課程教學的實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)仍然存在一些問題：①智能手機的普及，對傳統(tǒng)課堂的教學產(chǎn)生了較大干擾；②學時的壓縮，對教學任務(wù)的完成提出了嚴峻考驗；③教材內(nèi)容的滯后，使得學生在工程實踐中產(chǎn)生了一定困惑。

本文提出基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并結(jié)合信息化技術(shù)的教學手段，將其應用于非測繪專業(yè)的“工程測量”課程教學改革中，較好地解決了課程教學中存在的問題。研究成果為該課程的教學改革開辟了新的路徑。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展歷史

翻轉(zhuǎn)概念的提出。1996年秋，美國邁阿密大學的莫里·拉吉(Maureen Lage)和格蘭·波蘭特(Glenn Plat)教授首次提出了“翻轉(zhuǎn)課堂”的思想[2]。課程教學被分為兩個部分：(1)課前教學，教授利用網(wǎng)站提供教學錄像和課件等電子資源，要求學生自主預習；(2)課堂教學，由解答問題、開展經(jīng)濟學實驗、重溫重難點知識3階段組成。翻轉(zhuǎn)教學初步成型，教學方法有別于傳統(tǒng)教學。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展促進了翻轉(zhuǎn)課堂在美國的廣泛應用[2]。2000年4月，韋斯利·貝克提出與“翻轉(zhuǎn)課堂”不謀而合的理念。之后，威斯康星大學、賓州州立大學和加州州立大學也相繼使用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式。同期，翻轉(zhuǎn)課堂在美國中小學的教育領(lǐng)域中得到了更為廣泛的推廣。事實印證，翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式具有廣泛的應用前景和潛在價值。

圖1 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式

翻轉(zhuǎn)課堂引入中國教育領(lǐng)域?！?013年地平線報告(基礎(chǔ)教育版)》認為，在未來的五年內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂必有一番作為，在網(wǎng)絡(luò)時代的背景下教師必然會改變傳統(tǒng)的教學模式。至今有十多個省市三十多所學校開展了翻轉(zhuǎn)課堂教學的實踐活動，并形成了適合我國中小學教學的獨特做法[1]。眾多高校也積極地采用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行教學改革[3]。翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式在中國正被積極地嘗試。

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂與其它教學方法結(jié)合是其發(fā)展的新趨勢。學者們將興起的微課、慕課等新方法與翻轉(zhuǎn)課堂進行了有機地結(jié)合[3-5]。張妤將20世紀90年代出現(xiàn)的CDIO(Conceive Design Implement Operate)教育理念與翻轉(zhuǎn)課堂進行了結(jié)合[6]。肖谷清提出微信群與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合的教學模式[7]。各方法優(yōu)勢互補、相得益彰，新增了翻轉(zhuǎn)課堂的活力，提升了教學效果。

結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展歷史及特點，提出了適用于非測繪專業(yè)“工程測量”課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并應用于教學實踐。

2 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂的教學實踐，借助信息技術(shù)的支持，融合其它教學方法，順應了現(xiàn)代教育發(fā)展的潮流。對于特定的課程教學，翻轉(zhuǎn)課堂是否較傳統(tǒng)的教學方法具有優(yōu)勢，還需驗證。

在教學改革實踐中發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂要發(fā)揮其優(yōu)勢，需要謹慎地處理好以下幾個問題：學生是否認同該教學模式、學生的課業(yè)負擔是否加重、教師是否愿意承擔課程再設(shè)計所增加的額外負擔、教學中的網(wǎng)絡(luò)資源及平臺是否支持、課程再設(shè)計是否合理等問題。而課程的成功再設(shè)計，則是保障翻轉(zhuǎn)課堂教學效果最重要的決定因素，它涉及了如何幫助學生更好地完成預習工作，學習平臺的建設(shè)和課堂活動的設(shè)計等環(huán)節(jié)。

結(jié)合教學實際，提出了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，如圖1所示。課堂再設(shè)計除符合翻轉(zhuǎn)課堂的一般特征，即教學分為課前預習、課堂翻轉(zhuǎn)兩部分外，還具備以下基本特征：使用了網(wǎng)絡(luò)平臺；采用了微課手段；以章節(jié)編排知識點，即保持知識結(jié)構(gòu)的整體性，又滿足碎片化學習的需求；智能手機成為課程教學的利器；預習干預提高了預習效果。

教學中，學生和教師的任務(wù)分工明確。學生的主要任務(wù)是完成課前預習[8]，在整個課程教學中起主體作用。教師的作用是輔助學生完成課前預習工作，課堂中引導學生參與探討，在教學中起客體的作用。教師提供課程資源，采取預習干預保障預習效果，設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂的教學內(nèi)容，組織翻轉(zhuǎn)課堂的實施，課后及時評價教學目標的完成情況，進一步完善教學模式。

3 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂的實踐

明確課程教學的目標和翻轉(zhuǎn)課堂的首要工作后，著手實施教學活動。工程測量課程教學的目標是提升學生的綜合實踐技能，滿足工程施工中的各類測量作業(yè)的技能需求。督促學生高質(zhì)量地完成預習工作是翻轉(zhuǎn)課堂有效實施的基本前提。

(1)軟件平臺的選擇

教學中，選用“超星學習通”為軟件平臺，有效地支持了翻轉(zhuǎn)課堂的實施。該軟件是一款基于神經(jīng)系統(tǒng)原理打造的知識傳播與管理分享的平臺，易于操作，特別適用于翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學、普通傳統(tǒng)課堂。為滿足學生和教師在教學活動中的不同任務(wù)需求，軟件分為教師端和學生端。教師端，以課程門戶為對象，課程班級為管理單元，功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。在學生端，學生加入某課程班級，即可利用智能手機隨時隨地自主學習。

圖2 超星學習通教師端功能結(jié)構(gòu)圖

(2)課程資源編制

該部分內(nèi)容十分重要，將影響學生預習的主動性及預習效果。在課程資源的編寫中，應用了文字、圖像和視頻等多種媒體信息，以多圖表少文字，輔于微視頻的原則進行編寫。內(nèi)容以知識點為基本單元，以章節(jié)為紐帶，便于學生學習和建立完整的知識結(jié)構(gòu)體系，最終應用于工程實踐中。對章節(jié)的知識進行了碎片化處理，轉(zhuǎn)為若干個相關(guān)的單元知識點。各知識點有明確的學習目標，內(nèi)容少，且集中于探討和思考一個問題。結(jié)合知識點的難易程度，分別選用不同的媒體信息進行介紹。在知識點后，留有對應的測試題(客觀題)或思考題，便于學生自我檢測預習效果和確定思考方向。

以第二章 “水準測量的儀器與工具”為例，簡述課程資源的編制方法。內(nèi)容組織如下：6個知識點，如水準儀功能、操作步驟、左手大拇指原則等；4個任務(wù)，觀看如水準儀的介紹、儀器操作等視頻；5道思考題，如視準軸水平的判斷依據(jù)？微傾式水準儀和自動安平水準儀的區(qū)別？2個學習目標，認識水準儀，微傾式和自動安平水準儀的區(qū)別，掌握水準儀的基本操作。內(nèi)容編輯僅用了317個漢字，共采用了8幅圖，4個微課視頻，較好地遵循了多圖表少文字、輔于視頻的原則，有助于學生利用智能手機自主預習。

(3)預習干預

因為預習難免增加學生的負擔，所以習慣于傳統(tǒng)課堂教學的學生，在心理上抵觸預習工作，加之自身惰性的影響，難于自覺地完成預習工作。依靠師生間充分溝通，使其理解和支持翻轉(zhuǎn)課堂教學是緩解抵觸心理的一個措施，但是效果有限。教學實踐中發(fā)現(xiàn)，預習工作的落實還需一定的外部干預，教師對學生進行預習干預是較為有效的措施之一。主要干預措施有：強制要求學生完成課程資源中微視頻的觀看、知識點后的測試題和思考題；在“課程門戶”-“統(tǒng)計”-“督導督學”模塊中，教師可查詢未完成任務(wù)，或答題分值低于設(shè)置分值的學生名單，并針對性地督促其學習；提供線上和線下多種途徑，及時解決學生的問題，有效開展預習工作，如面對面答疑、微信互動、在軟件平臺發(fā)起話題討論等。

教學中，課程資源同時對6個課程班級開放，其中2個為翻轉(zhuǎn)課堂教學試點班級，實施了預習干預，其他班級為傳統(tǒng)教學，鼓勵課前預習。數(shù)據(jù)顯示，課程結(jié)束試點班級的訪問量平均為2200人次，每人平均訪問量約88次，而傳統(tǒng)教學班級的平均訪問量僅為135人次，以加入課程班級的總?cè)藬?shù)計算平均每人訪問不及3次。

(4)翻轉(zhuǎn)課堂實施

依據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的本質(zhì)區(qū)別，筆者將翻轉(zhuǎn)課堂劃分為以下幾個部分：針對預習中反饋問題的情況，進行集中講解和個性化的指導；簡要地將該章節(jié)的主要知識點進行串講，幫助學生進一步鞏固知識；對預習工作中預留的思考題進行探討；引導學生思考和探討工程應用場景中的測量問題。各部分在課堂中的時間占比，探討問題的深入度則需結(jié)合學生的預習情況，該節(jié)知識點的難易等情況進行綜合確定。

課前評價學生的預習情況，調(diào)整翻轉(zhuǎn)課堂的教學計劃和內(nèi)容。借助軟件平臺的大數(shù)據(jù)分析功能，教師可獲得有關(guān)學生課前預習的基本信息，如班級學情統(tǒng)計、訪問量等情況，個體的在線學習時長、答題信息、感興趣的教學內(nèi)容及形式等。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和學生反饋的問題，對學生預習的情況進行綜合評價。根據(jù)評價結(jié)果，適當調(diào)整教學進度、教學內(nèi)容、教學形式，達到提升教學效果的目的。

翻轉(zhuǎn)課堂的實施是知識內(nèi)化的重要過程，此環(huán)節(jié)可確認學生的認可度及翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果。學生是翻轉(zhuǎn)課堂的中心，他們在此分享預習的成果，碰撞思想的火花，發(fā)現(xiàn)自身的價值，獲得學習的滿足感。教師作為引導者，引導學生在課堂有效地溝通交流、充分地表達學習的心得和收獲，積極思考工程應用的需求，從而達到課程教學的目標。

以第二章“水準測量”為例，簡述翻轉(zhuǎn)課堂的實施。課堂的教學開展，除集中講解預習中的知識難點，知識點的串講回顧外，更大的時間占比是探討工程應用問題。如工程中哪些場景需要水準測量、如何實施、如水準測量精度不夠或出現(xiàn)粗差，對工程的影響等問題。通過探討，內(nèi)化知識，提升實踐技能。教學形式的差異，決定了在傳統(tǒng)教學中，學生更注重知識點的當下學習，而翻轉(zhuǎn)課堂教學中，學生更注重知識點在工程中的應用。

(5)獲得的經(jīng)驗及存在的不足

①翻轉(zhuǎn)課堂教學中的成功經(jīng)驗。智能手機成為促進碎片化學習的利器，而不是影響學習的絆腳石；教師利用平臺的大數(shù)據(jù)分析功能，可及時掌握學生的學習情況，合理制定翻轉(zhuǎn)課堂的教學內(nèi)容；預習干預的措施，及時地解決學生預習中的困惑，促使學生按要求及時完成預習工作；多種媒體信息的綜合應用，加之智能手機的強大功能，有效地提高了學生的學習效率；在資源庫的編制及翻轉(zhuǎn)課堂的組織中，注重引導學生對應用場景的思考，利于鞏固和內(nèi)化知識，提升了學生解決工程問題的實踐技能；以上方法及措施，多維度地保障了翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果。

②教學改革實踐中的不足。個別知識點難度大且較抽象，學生自主學習困難大、預習效果差，影響了翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果，是否適用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，須考慮內(nèi)容的特點；習慣于傳統(tǒng)教學模式的學生，思維惰性強，對預習工作存在抵觸心理，此類問題需教師慎重對待和妥善處理，強制推行翻轉(zhuǎn)教學，效果恐適得其反；如何踐行翻轉(zhuǎn)課堂“因材施教”的教育理念，讓學生在學習中獲得滿足感和收益，還需不斷探索；教師在翻轉(zhuǎn)課堂教學中的額外付出需尋求學校的認可和支持，它是推進翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的動力源泉。

4 結(jié)語

針對非測繪專業(yè)工程測量課程在教學中存在的問題，提出了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，它融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體信息技術(shù)、微課方式和應用軟件平臺等技術(shù)與手段，豐富了課程教學方法，為課程的教學改革開辟了新路徑，并取得了一定的研究成果。

(1)設(shè)計了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂的實施步驟、工作要點、注意事項，實踐中取得的成果和不足。

(2)提供豐富的課程資源幫助學生預習，干預學生的預習工作保證預習效果，根據(jù)內(nèi)容難易程度和預習情況制定翻轉(zhuǎn)課堂實施方案，是提高教學效果的有效措施。

(3)知識點、思考題和翻轉(zhuǎn)課堂中探討題目的設(shè)計，緊扣工程應用需求，有利于幫助學生內(nèi)化知識，提升實踐應用技能，達到課程教學的目的。