鄭景明 齊建東2 康峰峰 牛樹奎

(1.北京林業(yè)大學林學院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學信息學院，北京 100083)

翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom)是一種基于信息技術(shù)的新型教學模式，是將信息技術(shù)與課程改革相融合的一次教育革命。在課上，教師先聚焦主要問題，通過與學生的互動交流，開展有針對性的學習。在課下，學生在有無線網(wǎng)絡覆蓋的地方開展學習，完成教師留下的練習作業(yè)。

翻轉(zhuǎn)課堂將知識的傳授轉(zhuǎn)移到課外，讓課堂成為師生面對面進行思想碰撞的場所。翻轉(zhuǎn)課堂核心的理念是教育目的的翻轉(zhuǎn)、教育理念的翻轉(zhuǎn)和教學方式的翻轉(zhuǎn)，其實現(xiàn)途徑為通過“教學微視頻”與新型教學組織方式相結(jié)合，從學習者本身出發(fā)引導學生提高學習的興趣與效率[1]。

目前，多數(shù)大學本科專業(yè)課程都有深厚的教學資源的積累，授課教師都具有豐富的教學經(jīng)驗，同時大學校園基本上都已完成網(wǎng)絡全覆蓋，這些都為翻轉(zhuǎn)課堂在大學專業(yè)課程教學中的實施奠定了基礎。筆者以北京林業(yè)大學“景觀生態(tài)學”課程為例，探索了將翻轉(zhuǎn)課堂引入專業(yè)課程教學的途徑。

一、“景觀生態(tài)學”課程教學存在的問題

北京林業(yè)大學的“景觀生態(tài)學”是針對林學、資源與環(huán)境規(guī)劃、自然保護區(qū)等本科專業(yè)開設的專業(yè)選修課程，具有較強的理論性和實踐性，對于擴展學生的專業(yè)視野、培養(yǎng)學生的專業(yè)思維具有重要作用。“景觀生態(tài)學”不同于其他林業(yè)專業(yè)的基礎課程，它強調(diào)的是從更大的時空尺度上觀察生態(tài)學現(xiàn)象，從不同層次上理解生態(tài)學規(guī)律，并將其運用于實踐。在近幾年的教學實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)“景觀生態(tài)學”課程教學中存在著一些問題。

(一)課程教學內(nèi)容落后于學科的快速發(fā)展

傳統(tǒng)的“景觀生態(tài)學”課程教學內(nèi)容主要包括景觀要素、景觀格局、景觀動態(tài)3部分，然而隨著景觀生態(tài)學的迅速發(fā)展，授課范圍已經(jīng)遠遠超過了這3部分教學內(nèi)容。所以，開設“景觀生態(tài)學”課程的各高校首先應進一步豐富課程教學內(nèi)容和典型案例，針對不同專業(yè)的選課學生，不斷拓寬景觀生態(tài)學原理在各專業(yè)領域的研究和應用范圍。

北京林業(yè)大學根據(jù)景觀生態(tài)學的發(fā)展現(xiàn)狀，對“景觀生態(tài)學”課程教學內(nèi)容進行了精心的編制，形成了突出林學和保護生物學特色的、較為系統(tǒng)的“景觀生態(tài)學”課程的理論教學和實習教學模塊。課程理論教學模塊包括：景觀成分、景觀格局分析、景觀功能及森林景觀保護等；實習教學模塊包括：空間數(shù)據(jù)的采集方法、景觀格局的分析技術(shù)、景觀變化的馬爾科夫模型制作方法及森林與生物保護的景觀設計[2]等。

(二)理論教學與實踐教學缺乏有效銜接

景觀生態(tài)學的研究對象通常是中尺度的土地單元，理論知識比較抽象，如果不能和實際相結(jié)合則必定成為紙上談兵。因此，“景觀生態(tài)學”課程教學既要幫助學生理解抽象的理論知識，又要幫助學生掌握宏觀實踐的方法，所以理論教學應與實踐教學有序銜接。但是由于傳統(tǒng)課堂教學模式存在著局限性，影響了理論教學與實踐教學的有效銜接。

(三)課程教學缺乏專業(yè)針對性

選修“景觀生態(tài)學”課程的學生主要來自林學、資源與環(huán)境、自然保護區(qū)等不同專業(yè)，學生基礎知識差異較大，所以“景觀生態(tài)學”課程教學尤其是實習部分需要做有針對性的調(diào)整，以提升課程教學效果。筆者在近年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，部分基礎薄弱的學生普遍反映課程實驗內(nèi)容相對較難，雖有詳細的電子版指導書，但開展自主學習還是有一定的難度，所以學生在做實驗時花費了很多時間和精力，但還是不能確定實驗結(jié)果的正確與否。

根據(jù)這些反饋，筆者在課程實驗完成后的下一次課堂上預留出一定時間，對每一次的課程實驗中出現(xiàn)的共性問題進行分析和討論，通過面對面的師生交流，加強了學生對學習內(nèi)容的深度理解，使學生獲得較大的成就感，從而提高了學生對課程學習的積極性。但是由于課程總學時的限制(總計32學時)，加之選修學生人數(shù)較多(通常70～100人)，要想對每個學生進行有針對性的指導是很難做到的。經(jīng)過不斷地思考和總結(jié)，筆者認為，不能完全依賴課堂教學活動而忽視對課下學習的組織，應調(diào)整課程教學的組織方式，加強線上、線下學習的組織聯(lián)系，彌補由于學時少而對學生缺少個性化指導的不足。因此，筆者嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂的教學理念引入“景觀生態(tài)學”課程教學，以解決課程教學中存在的問題，提高“景觀生態(tài)學”課程的教學質(zhì)量。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的“景觀生態(tài)學”課程教學的設計

翻轉(zhuǎn)課堂的核心設計是教師借助于網(wǎng)絡信息技術(shù)，精心組織課程教學，根據(jù)教學內(nèi)容分主題制作簡明易懂的小視頻，在授課之前通過網(wǎng)絡平臺發(fā)布，讓學生進行自學，從而將節(jié)省出來的課堂時間用于解決學生不易理解的教學內(nèi)容。翻轉(zhuǎn)課堂使教師的作用從主導課程學習轉(zhuǎn)換為組織、引導學生自主學習；學生則可以充分利用自己的碎片化時間，靈活地安排學習計劃，并通過網(wǎng)絡平臺及時與教師進行交流，解決自學中出現(xiàn)的問題。翻轉(zhuǎn)課堂使學生實現(xiàn)了從傳統(tǒng)課堂上被動學習到課下主動學習、個性化學習的轉(zhuǎn)變。翻轉(zhuǎn)課堂實施的關鍵不在于課程教學中如何運用先進的信息技術(shù)，而在于通過教學形式的設計與創(chuàng)新，完成教學理念的轉(zhuǎn)變和課程學習效果的提升。

(一)課程教學內(nèi)容的設計

翻轉(zhuǎn)課堂是依托網(wǎng)絡教學平臺實施的，網(wǎng)絡教學平臺既有利于吸收慕課等網(wǎng)絡課程的開放性優(yōu)點，也有利用微視頻等新型教學資源的便利性?；诖?，筆者將“景觀生態(tài)學”課程教學內(nèi)容設計為3個部分，即基礎理論講授、課程實驗和綜合實習，3部分的教學目標各有不同?；诜D(zhuǎn)課堂的“景觀生態(tài)學”課程教學設計見圖1。

圖1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的“景觀生態(tài)學”課程教學設計方案

由圖1可以看出，這3部分教學設計并非是截然分開的，而是按照課程大綱逐步展開，并能借助網(wǎng)絡教學平臺很方便地實現(xiàn)。在基礎理論講授部分，因為涉及到等級、尺度、格局、功能等相對抽象的教學內(nèi)容，因而以教師課堂講授和學生借助網(wǎng)絡教學平臺提供的微視頻等學習資料進行自學并自我測試學習效果。在課程實驗部分，因為涉及到景觀生態(tài)學的一些核心概念和基本分析方法，所以采用課下以學生小組的形式完成學習和作業(yè)，同時借助網(wǎng)絡教學平臺進行小組討論和小測試以增強其學習效果。在綜合實習部分，因為涉及到對典型案例和實際數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，所以授課地點應選擇在大型電子計算機房，學生上機開展實際操作，教師面對面指導，學生最終獨立完成實習報告。由于上機時間有限，學生還可以借助網(wǎng)絡教學平臺在課下繼續(xù)開展小組學習和討論。這樣的教學設計，為學生靈活安排學習時間和學習方式提供了可行性。

(二)課程教學組織方式的設計

翻轉(zhuǎn)課堂使教師的角色由傳統(tǒng)的課堂講授者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n內(nèi)、外教學的組織者。教師不但要精心組織教學內(nèi)容，還要組織學生在線上和線下開展小組學習和討論，更重要的是還要引導學生學會利用多種學習資源，制定個性化的學習計劃，并對其在各階段的學習效果及時給予客觀的評價和鼓勵。翻轉(zhuǎn)課堂使教師的地位和權(quán)威性與傳統(tǒng)課堂教學中的主導性相比好像是下降了，但實際上這只是教師角色的翻轉(zhuǎn)，教師“隱身”于課程教學的組織中，并以此種形式促使學生開展自主性學習和個性化學習，從而使教師和學生之間形成了新型的師生關系[3]。

在課程教學中，教師首先通過網(wǎng)絡教學平臺發(fā)布學習資料，包括不同數(shù)量的學習主題，每個主題配置了相應的課件、小視頻、實驗指導書及相關學習材料，并隨著課程教學的進展，按期開放相應的主題。選修本課程的學生通過學號可以登錄并下載相關資料，開展自主學習。其次，網(wǎng)絡教學平臺設置有問題討論區(qū)，在這里教師組織學生針對自學中遇到的難點開展討論。尤其對于課程實驗，學生雖然通過小視頻基本了解了復雜的技術(shù)操作環(huán)節(jié)，但對于其背后所蘊含的專業(yè)原理及其與實驗中其他部分之間的關系仍存在疑惑，這時教師應鼓勵學生通過文字、截屏圖等方式隨時提問，教師匯總其中共性問題給予詳細解釋，并將這部分解答內(nèi)容歸入知識庫，其他人也可以瀏覽；對于個性化的問題，教師則適時予以解答。對于理論性比較強的課程內(nèi)容，教師則在隨后的課堂教學中予以詳細講解。最后，教師在每個學習主題下設置1～3個與學習主題相關的課程實驗，鼓勵學生按自己的興趣選擇其中一個進行研究，并按時提交實驗報告，教師對報告進行簡要評價和打分，實驗報告也是評價學生課程總成績的重要參考。這樣的課程教學組織方式，體現(xiàn)了學生的主體作用，實現(xiàn)了教學方式的翻轉(zhuǎn)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在“景觀生態(tài)學”課程教學中的實踐效果

(一)完善了課程網(wǎng)絡教學平臺

課程組根據(jù)“景觀生態(tài)學”課程教學的實際需求建設了課程網(wǎng)絡教學平臺，并將其作為協(xié)助完成教學方式翻轉(zhuǎn)的重要工具。課程網(wǎng)絡教學平臺主要包括3部分功能：一是為學生提供學習資料，二是開展課程討論，三是進行教學評價，這3種功能都依托于大學的虛擬主機得以實現(xiàn)。教師作為課程網(wǎng)絡教學平臺的管理者，按教學進程逐步開放學習主題，學生可以提前自學教師課堂講授的理論內(nèi)容，自學完每個主題的內(nèi)容后，可以通過回答網(wǎng)上的小問題對自己的學習效果進行評價。不斷完善的課程網(wǎng)絡教學平臺為翻轉(zhuǎn)課堂在“景觀生態(tài)學”課程教學中的實施提供了保障。

(二)構(gòu)建了科學的課程教學模式

在傳統(tǒng)的課程教學中，主要是通過教師的課堂講授、學生被動接受的方式開展教學的，雖然教師也在課堂上組織討論，但往往因為學時的限制難以達到理想效果。為了真正實現(xiàn)教育理念的翻轉(zhuǎn)，課程組的教師不斷探索，針對學生的總體水平及差異化特征，構(gòu)建了不同層次的學習主題，并制作了相應的教學小視頻、自學測試題、課程實驗、綜合實驗等學習資料。

目前，北京林業(yè)大學的“景觀生態(tài)學”課程教學團隊經(jīng)過多年的教學實踐積累，形成了一系列的學習主題，為實現(xiàn)該課程教學方式的翻轉(zhuǎn)打下了堅實的基礎。例如，在學習主題設置方面，課程組參考了國內(nèi)外相關課程的內(nèi)容，設計了10余個課程小實驗，每個小實驗有一套相對獨立的理論說明、操作方法、實習數(shù)據(jù)和指導書等，供學生進行選擇性學習。再比如景觀格局分析的主題，既有借助excel進行隨機景觀模擬和格局定量化指標計算的小實驗，也包括最后在公共電子計算機房借助專業(yè)軟件GIS和Fragstats開展的實際景觀數(shù)據(jù)格局分析的大實驗。在小視頻制作方面，課程組采用Camtasia Studio、ev等屏幕錄制軟件，針對不同的主題制作時長不超過10分鐘的學習小視頻，用于學生預習課程理論知識，了解小實驗中關鍵的操作環(huán)節(jié)。同時，教師也鼓勵學生將自己學習中遇到的難點制作成小視頻，教師會選擇其中制作優(yōu)良的小視頻上傳到網(wǎng)絡教學平臺，方便其他學生參考借鑒，最后在課堂上教師將對這些難點進行有針對性的講解。通過這些教學組織方式，學生對相關學習主題的理論和技術(shù)都有了較為系統(tǒng)的掌握，提升了學生的自學能力和信心。

(三)實現(xiàn)了從傳統(tǒng)教學到翻轉(zhuǎn)式教學的轉(zhuǎn)變

“景觀生態(tài)學”課程教學結(jié)束后，筆者對學生進行了問卷調(diào)查，結(jié)果表明，大多數(shù)學生認為改革后的課程教學內(nèi)容和組織方式增強了他們對課程學習的興趣，提高了自學能力。部分學生表示，通過選修該課程使自己找到了未來發(fā)展的方向；還有一些學生將“景觀生態(tài)學”課程的重要實驗內(nèi)容作為一個成果保存起來，用作繼續(xù)攻讀研究生及出國的申請材料。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式符合當今信息時代教育方式的變革要求。各高校應當吸取翻轉(zhuǎn)課堂和慕課等精華，探索出不同專業(yè)課程的最佳教學模式。北京林業(yè)大學正在逐步開展基于慕課平臺的涉林課程教學模式的改革探索，并計劃建立涉林課程教學戰(zhàn)略聯(lián)盟，邀請全國農(nóng)林高校、林業(yè)科研院所參與聯(lián)盟，逐步實現(xiàn)相關教育資源的共享，以進一步提升林業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

資助項目：北京林業(yè)大學2018年教學改革項目——基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的“景觀生態(tài)學”課程實習教學方法改革，項目編號BJFU2018JG001。