青海大学：分层次实施课堂教学

文/张强　张海峰　唐岩　赵常丽

青海大学：分层次实施课堂教学

文/张强张海峰唐岩赵常丽

案例概要：

青海大学水电学院选择了大一成绩较好的学生构成改革试点班，将课堂授课（含理论和实验）时间从每周6学时改为每周3学时，希望同时实现降低课时数和培养创新性这两个目标。

2014年秋季学期，青海大学《电路原理》教学组利用学堂在线平台和青海大学电路原理MOOC资源，在青海大学水电学院大二本科生中实施了以学生为中心的教与学教育模式。改革目标定位于通过实施分层次教学，落实卓越计划拔尖创新人才培养需求，将传统填鸭式教学变为主动式自发学习，激发学生的学习热情，突出学生中心主义，实现以学生为中心的教与学。

学生选择

青海大学《电路原理》教改班成员来自2013级电气工程及其自动化专业的24名大二学生。在2013级电气工程自动化专业152人中，这24人的大一学年学分绩平均排名为29。

青海大学是“211”学校，每年都招收来自全国25个省的优秀学生，同时也招收大量来自青海省本地的相对一般学生。二者的高考平均成绩相差150分左右。

第一次实施以学生为中心的教与学模式时，我们选择成绩比较优秀的学生作为教改对象。学生通过面试和笔试进行选择。面试时主要考虑学生的语言表达能力和对翻转课堂模式的参与愿望，面试中告诉学生以后参加翻转课堂后会占用较多业余时间，并且询问是否喜欢自主学习和参与讨论。考虑到提供的MOOC资源中PPT采用英文书写，在笔试中还包括了对学生英语能力的考查。在本课程的学习中发现，实验动手能力和自学能力与学分绩没有必然的联系，一些动手能力很强的学生其学分绩并不是很高。

教学内容选择

青海大学电路原理传统课堂理论与实验单独设课，分为电路原理64学时和电路原理实验32学时。

教学内容为课程之根本。在电路原理课程的教学内容选择方面，根据清华大学教学组给出的大纲修订建议，以青海大学学生的认知水平为基础，对现有的教学内容章节进行整合与增删。青海大学电路原理课程以学生为中心的教与学模式对64+32学时的内容进行了改革。

为了解决传统教学模式中存在的问题，实现改革目标，针对教学内容，我们主要进行了如下改革实践：

1. 对课堂学时进行了压缩，增加自学和课下学时。课堂讨论和实验的时间为48学时，与传统的96学时相比，课堂占用时间减少了一半。相应的学生的课后自学理论和实验的时间学时增加了48学时。表1为翻转班和平行班课时分配表。

2. 学生以知识点为基本单元进行碎片化学习。学生可以选择在线学习或资源下载。每一段3～8分钟的碎片化资源讲述着一个完整的知识点。这便正式开启了以学生为中心的教与学模式。

3. 在拥有SPOC平台的前提下，课堂授课采取翻转课堂教学方法，重新建构学习流程。通常情况下，学生的学习过程由两个阶段组成：第一阶段是“信息传递”，第二阶段是“吸收内化”。

青海大学以学生为中心的教与学模式对学生的学习过程进行了重构。信息传递由学生在课前利用SPOC平台观看名师讲解的视频进行。平台不仅提供视频，还提供讲间练习、线上作业、复习Flash、讨论区、Wiki等在线资源。学生看完视频后，充分利用讨论区对知识点疑惑问题展开线上讨论，通过讲间练习及时对知识点进行消化，通过线上作业对知识点内容进一步巩固，实现自主吸收内化过程。而在翻转课堂上，教师能够通过SPOC后台数据提前了解学生的学习困难，通过有针对性的互动模式进行动态课堂组织，从而形成老师与学生面对面、学生与学生面对面的互动讨论模式。教师充当主持、引导、协调、总结的角色；学生的角色从过去的被动接受变为如今的主动汲取。同学们在课堂上自主讲解、激烈讨论、各抒己见，在自学与互学的模式中，通过大家思维的碰撞真正达到学习知识的目的。

4. 理论与实验完全融合。实验分层次分难度。我们将实物搭接测试与虚拟、仿真实验相结合，并将基于项目的学习模式引入课堂。学生需要（1）利用掌上移动实验设备NI myDAQ、电路元器件、面包板等实际设备及器件按设计要求或自行设计搭接实际电路；（2）通过软件接入个人电脑实现实际电路测试；（3）将实测电路与仿真结果进行对比分析。整个过程旨在培养学生理论联系实际的综合素质和动手能力，激发学习的潜能和个人创新能力。

表1　翻转班平行班学生课时分配（单位：学时）

表2　学生线下学习路线

课前学习安排

与传统课堂教学中的课前预习不同，以学生为中心的教与学模式中采用的是课前学习。学生的课前学习包括线上自学和线下学习两部分内容。

1.线上自学

根据教师提前一周下发的相应知识点，观看SPOC平台对应视频。看完视频后，充分利用讨论区对知识点疑惑问题展开线上讨论，通过线上讲间练习及时对知识点进行消化，通过线上作业对知识点内容进一步巩固。视频为中文讲解，PPT内容、讲间练习、线上作业均采用英文书写。

2. 线下互学

线下学习流程参见表2所示。课前学生根据教师提前一周下发的课上讨论知识点进行MOOC视频学习、教材阅读、资料查阅，团队讨论。课后，学生通过完成与知识点相对应的习题，进一步巩固学习知识点。依据清华大学的成功经验，我们还要求学生在课后画知识脉络图，将碎片化的知识用自己理解的方式重新整合。这样可以达到即见树木，又见森林的目的。

课上讨论安排

课堂上，教师进行动态课堂组织，包括知识点讨论，习题讨论，实验演示及讨论三大环节。从理念层面，可以总结为以下几点经验。

1. 引入情感教育模式

多表扬、多鼓励，在激发同学们学习兴趣、提高其学习能力同时，提高他们语言表达能力。

2. 引入团队合作与竞争模式

翻转班24人，6人一组，分成4个团队，最初由同学们自由组合形成。每一个团队围成一圈就坐，形成面对面讨论的氛围。每个人的成长都与团队成长密切相关。课前每个学生就知识点问题线上学习过，并在团队中讨论过。课上对仍不清楚问题，团队中成员轮流发表意见，不同团队的同学可以给出不同答案。由此可进入PK模式。

在课堂上，教师需要习惯不说或少说，更多说的机会让给学生，让同学间的思维碰撞来得更猛烈。讲台让给学生，黑板成为学生的天地。教师充当主持、引导、协调、总结的角色组织高效的翻转课堂。

3. 习题对电路学习者而言至关重要

此次改革中，教师根据授课学生的实际水平，分易、中、难三个层次设计习题，所占比例分别为40％，40％和20％。

基本要求（易题）大多摘自青海大学电路原理试题库，中等难度题摘自普通高校考研真题和实际电路分析，挑战环节（难题）摘自清华大学或一流高校历年考研真题和工程实例分析。学生只要将课堂讨论易题掌握，便可以轻松通过本校期末考核，而打算考研的同学则要将中等程度甚至难题掌握，满足不同层次学生的不同需求。

4. 实验环节是电路教学的重要组成部分

青海大学电路原理分电路原理理论和电路原理实验两门课程。本次改革将实验与理论相结合，对学生的工程素质提出更高的要求。

整个过程旨在培养学生理论联系实际的综合素质和动手能力，激发学习的潜能和个人创新能力，提高工程设计报告分析和写作能力。

为突出每个学生的特质，突出个性化、创新性设计要求，大部分实验教师不给出具体电路，只提出实验任务、仿真要求和实物需要达到的效果及测试要求。教师只对少部分实验给出实验原理并给予一定的辅导。实验任务由两人一组的团队完成，课上教师对实验结果进行检查，并对学生实际中遇到的问题展开讨论。最后一定要对学生的不同想法，不同实验方法给出评价，并给出明确的解决办法。并给出明确的解决办法。

图 1　青海大学翻转班学生7种能力提升调查结果汇总

课后学习安排

课后学习主要包括两部分内容：

1. SPOC网站的每周作业或部分书面作业。

2. 基于已经完成课堂讨论的内容的综合型和设计型实验。

为了不给学生过多的负担，只有部分实验需要提交完整的实验报告，其余实验只需给出简单的仿真和myDAQ测试曲线和数据和简要的分析即可。

成果

到目前为止，青海大学电路原理教学组已经在2014年秋季学期完整地实施了一轮基于SPOC的电路原理翻转课堂，取得了良好的效果。

1.课堂气氛活跃度远高于平行班，充分体现学生中心主义

教师和学生从最初的拘谨到现在的高度活跃，从起初的个别参与到如今的全部参与，学生开始大胆提出自己的想法和问题，课堂频繁出现争论的场面。

2.翻转班学习成绩明显高于相同基础对照组

为进行教学效果评价，与行政班同卷进行了期中、期末考试。对照组同学从化工学院自动化专业两个行政班抽取。自动化学生没有参加翻转课堂。从历年的考试成绩看，自动化学生整体水平高于电气学生。本学期实施基于SPOC翻转课堂的教师之一，同期即为自动化两个班进行传统模式授课。因此随机抽取两个自动化专业行政班大一学分绩前12名构成与改革班具有相同基础的对照组，进行同卷成绩对比是有意义的。将翻转班期中、期末卷面最高成绩、最低成绩、平均成绩与行政班同等水平学生进行比较得出结论。从数据可以看出翻转班平均分分别高出对照组14分和11分；最高分分别高出8分和4分，最低分分别高出23分和13分。这证明了此种模式能够提高课程的完成率和优秀率。

此外，学生的探索能力明显提高。大部分学生认为：这样的课堂可以全方位多角度锻炼他们的能力。

除学生接受此种课堂之外，学生的各项能力是否能够通过该课堂得到锻炼和提高？一次匿名调查问卷调查于实施11次“翻转课堂”之后开展，旨在与学生进入“翻转课堂”之前相比。

调查统计的结果的中位数如图1所示。可以看出：各项能力提升的中位数分别提高了8、5、6、6、6、8、7、7分。由此可得出结论：大部分学生认为：这样的课堂可以全方位多角度锻炼他们的能力。

此外需要指出，有两名学生除了认为讨论对理解知识点的能力有所提高之外，其余各方面同之前相比没有提高，说明这样的课堂模式对他来说效果不佳。我们在一学期的授课过程中坚持不轻易放弃每一个学生，但如果这种模式给学生带来太大的压力使其不堪重负，需要制定相应的退出机制。

（作者单位为青海大学）