莫 愁 黃知超

（桂林電子科技大學(xué) 機械電子基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心 廣西桂林 541004）

本校本科生《電工與電子技術(shù)》課程是機械、電子類系列課程的基礎(chǔ)，內(nèi)容廣泛，理論性、綜合性、實用性強。傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)效果比較差，尤其是學(xué)生實際應(yīng)用能力不足。多年以來，其他研究者也認為這門課程存在類似負面問題，并研究了改進辦法[1-2]。本文將太極理論融入翻轉(zhuǎn)式教學(xué)方法，面向布魯姆教學(xué)目標，實施教學(xué)改革。

圖1 太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型

一、太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型

傳統(tǒng)課堂教學(xué)順序是學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師課堂授課、學(xué)生課后作業(yè)和復(fù)習(xí)。設(shè)計的太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型[3]（圖1）較之有較大改變。在時間上把傳統(tǒng)課堂課中知識學(xué)習(xí)內(nèi)容改變?yōu)閷W(xué)生在課前通過視頻、教材等資料完成，課堂上師生以討論、測試等形式實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)形式中課后復(fù)習(xí)鞏固知識，課后學(xué)生再總結(jié)提升并學(xué)習(xí)下一次課內(nèi)容，如此循環(huán)直至課程結(jié)束，如太極環(huán)旋轉(zhuǎn)不止。在組織形式上，以學(xué)生的能力達成為中心，教師教學(xué)方案圍繞其設(shè)計。在教與學(xué)的相互作用上，是相互促進、相互制約的關(guān)系，合理的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計可以促進學(xué)生更好地獲得知識和技能，學(xué)生在課堂上展現(xiàn)的知識和技能需求促進教師擴展和深入研究相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)并提高教學(xué)水平，包括根據(jù)學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出來的知識短板和技能不足調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。其中的教與學(xué)相互作用如同太極的陰陽兩極相生相克。

布魯姆教育認知理論把人類的認知級別分為初級、中級和高級，各級的認知需求分別是記憶和理解、應(yīng)用和分析、評價和創(chuàng)造[4]。對《電工與電子技術(shù)》課程中的每部分內(nèi)容，均設(shè)定達到不同的認知目標。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂模型的布魯姆教育目標達成方案

（一）教學(xué)任務(wù)設(shè)計

根據(jù)學(xué)生的理論和技能層次、教學(xué)大綱和選用教材，選定課程內(nèi)容和設(shè)定考核方式，根據(jù)內(nèi)容板塊、章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)資源，確定每一次課的教學(xué)目標、重點難點、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)任務(wù)等，制成學(xué)習(xí)任務(wù)卡。表1示例了基爾霍夫定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)卡，每次課均按照這個模式制作。

表1 課前學(xué)習(xí)任務(wù)卡

（二）記憶和理解層次達成

需要記憶理解的內(nèi)容包括課程的概念、定理和公式等，此階段在課堂前完成。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過閱讀教材、文獻和教師發(fā)布在學(xué)習(xí)QQ群或微信群的課件、練習(xí)題等，也可以使用一些公共資源，比如課程平臺（MOOC、漓江學(xué)堂等）等完成此階段的要求。

記憶的內(nèi)容主要包括三類：概念性知識和事實性知識；程序性知識，即處理具體事物方式方法的知識；元認知知識，即學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的普通原理和抽象概念知識。引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生從這幾個方向記憶知識。比如“電路”這個知識點，概念性知識—知道電路怎么定義；事實性知識—知道電路是分析電現(xiàn)象的基礎(chǔ)甚至必須工具；程序性知識--電路的繪制過程；元認知知識——要確定采用什么樣的記憶方式和理解方式來記憶和理解這個知識點。理解是記憶的高一層認知，一般可借助轉(zhuǎn)化、解釋和推斷三種形式來完成[5]。例如，對于“電路”這個知識點，轉(zhuǎn)化——可以用符合自己表達習(xí)慣的語言表達為：電流從一個站點出發(fā)沿著一定路線到達某個目標站點；解釋—哪些元器件可以代表電路的三要素；推斷——基于電路的基本要素判斷一幅圖是否為電路圖。

（三）應(yīng)用和分析層次達成

此任務(wù)在課堂上完成。根據(jù)本課程基礎(chǔ)理論比較多且系統(tǒng)而又接近工程應(yīng)用的特點，可以通過課堂測試、討論等方式對某個或某些知識點實現(xiàn)應(yīng)用，并用其對實際問題進行分析。如果后者，教師給出幾個性質(zhì)相近、內(nèi)容相似、難易程度相當?shù)墓こ虇栴}，學(xué)生分成幾個小組，組內(nèi)成員用“頭腦風(fēng)暴”等方式對問題進行深度研討，協(xié)作完成。某個小組可以與其它小組或教師進行交流研討。學(xué)生可以帶電腦、儀器等到教室，盡可能在課堂上解決問題，如果有些問題需要長時間驗證，或者需要做出實物，可以在課后繼續(xù)完成。

（四）評價和創(chuàng)造層次達成

此認知最高層次是課程階段目標或最終目標，視知識塊的內(nèi)容和在本課程的作用，對于某些知識可以設(shè)定學(xué)生只需具備評價能力而不是創(chuàng)造能力。評價一般指評判對象對標準規(guī)范的符合性，實現(xiàn)這個目的的案例之一是給出一個三相交流電機直接啟動控制電路圖，讓學(xué)生評價是否滿足此功能要求，有無優(yōu)化的可能。實現(xiàn)創(chuàng)造目標的培養(yǎng)多在系列有關(guān)聯(lián)的知識和技能完成后施行，使學(xué)生綜合運用這些知識和技能，獲得新的成果。一個案例是繪制用PLC實現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)控制的電路圖，完成這些任務(wù)需要掌握電機的結(jié)構(gòu)、工作原理、LPC控制方法、電路圖繪制規(guī)范等知識和技能。在某個知識板塊完成后，教師給出若干題目，學(xué)生在課前分組完成。然后課堂上分組匯報，教師和學(xué)生就其方法、結(jié)果質(zhì)詢和點評。

三、總結(jié)

按照以上設(shè)計的模式在一個實驗班實施教學(xué)，作為對比，另一個班用傳統(tǒng)模式教學(xué)，2個班均以調(diào)查問卷和試卷考試方式評估教學(xué)效果。調(diào)查問卷參考文獻[6]設(shè)計，對應(yīng)6個認知目標設(shè)置6個問題，課程開始前后均對2個班分別調(diào)查，統(tǒng)計得分。同樣用文獻[6]的數(shù)理統(tǒng)計方法評估調(diào)查分數(shù)的信度和效度。結(jié)果顯示，教改班結(jié)課后總得分比學(xué)習(xí)這門課前提高76%，而非教改班則只提高45%；單獨統(tǒng)計高級認知層次的問卷得分，這2個值分別是86%和32%。而卷面成績，教改班的平均成績比非教改班高出18%。這些結(jié)果顯示，設(shè)計的方案教學(xué)效果較好，尤其對高級認知目標更有效。