线性代数课程中的翻转课堂研究

2015-05-30马青华戴红李艳涛

数学学习与研究 2015年21期

关键词：线性代数教学设计翻转课堂

马青华戴红李艳涛

【摘要】翻转课堂是以课外学生自主学习，课堂上解决问题，讨论探究的互助式的教学模式.梳理了翻转课堂的起源与发展状况，给出了翻转课堂的教学模型，设计了线性代数课程翻转课堂教学模式，并应用于教学实践，得出教学效果分析.

【关键词】翻转课堂;线性代数;教学模式;教学设计

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A

【基金项目】北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目（IDHT 201304089）;北京联合大学通识教育必修课程教育教学研究与改革项目“线性代数课程翻转课堂教学研究”（京联教〔2014〕18号）.

一、引言

《线性代数》是高等学校的一门重要的数学基础课.随着现代信息技术的发展，网络学堂在教学中的广泛应用.将翻转课堂的理念融入到线性代数课程教学中，能够有效改善学生学习数学的被动状态，提高课程的课堂教学效果，学生从被动学习走向了主动思考，课堂学习从讲授转向了讨论与互动.本文结合网络学堂的教学功能，针对线性代数课程的教学目标、形式、方法、内容、评价进行优化设计，研究翻转课堂的教学模式与设计，从教学方法和模式上尝试全新的能引发学生互动、共同学习.

二、翻转课堂

翻转课堂是教师创建视频，学生在家中或课外观看视频中教师的讲解，回到课堂上师生面对面交流和完成作业的这样一种教学模式.翻转课堂包括三个方面的内容：一、以学习音像资料代替教师课堂上面对面的授课;二是学生与教师在课堂上对于关键的学习内容进行讨论、答疑、探究等自主学习和辅导;三是“翻转”指的是传统课堂讲授内容根据教师提供的视频资料在课外完成学习.这与传统教学模式遵循着由问题或案例导入新课→启发式讲授→小结课堂练习→课外作业的教学过程正好相反.课前通过观看教学视频音频等资料完成知识的传授，在课堂上通过小组讨论、作业、提问答疑等教学形式，完成知识的内化[1].

图1 翻转课堂的教学结构模型

三、线性代数翻转课堂教学模型

对于线性代数课程来说，教学知识点明确，教学内容的核心思想可以通过讲授一个基本概念、一个计算公式、一道典型例题解释清楚.线性代数的这种便于总结和归纳的课程特点更有利于翻转课堂的实施.

我们要建立线性代数翻转课堂教学模型，分为以下三个步骤：第一，将课程的知识结构细化，分成若干个微知识点，对每个知识点进行教学设计，制作ppt课件，录制教学视频，扩展阅读等;第二，建立和完善网络学堂，课程基本资料、课程简介、课程进度、章节练习、章节课件、微知识点视频、小测验、教学交流、留言板、社区互动等;第三，利用网络信息技术，将课堂、网络学堂和学生的学习有效的结合，相互配合，做好课堂上的互动和知识的内化，并及时反馈交流教学效果，提高课堂教与学的效率.

1.微知识包重构课堂教学设计

斯坦福大学的教学实验研究表明，网上看教学视频也是很枯燥乏味的活动，因此大约每隔15分钟左右，在线视频会弹出一个小测验检验学生的学习效果，另外实验还增加了学生之间的提问、交流等共同学习的模式，收到很好的教学效果.实践表明教学视频的时间长度、互动性、视觉效果等对学生自主学习效果有着重要影响.因此，教师在制作教学视频时需要重视主题要点、设计10分钟以内的微课程或微知识点，切忌平淡冗长.基于以上分析，我们将线性代数课堂教学转化为若干个以知识点为核心的微知识包，每个知识点的教学视频长度尽量控制在10分钟以内，重构课堂教学设计，实现网络课程与传统课堂教学相结合.根据学生的学习情况，在传统课堂教学中加入翻转教与学的方式，微课程不一定要在课外看，能够及时解决教学难点的微课程也可在课堂中观看.我们对于线性代数课程的教学大纲与教学内容进行深入研究，得到课程的微知识包结构.课程围绕着行列式、矩阵、线性方程组这三大知识块，展开分析和讨论，对于不同专业、不同学校或学生的理解力等教学要求，可以灵活的添加或删减学习内容的微知识包.

2.翻转课堂教学模型设计

翻转课堂的教学内容在课外传递给了学生，课堂内让学生有机会在具体环境中应用其所学内容.这种教学模式包含了多种教育理念.如以人为本、创造性、主体性、个性化、开放性理念等.翻转课堂教学模型的优势在于：课堂和老师的角色则发生了变化.老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识.当教师成为指导者而非内容的传递者时，就有机会观察到学生之间的互动，相互协作、学习和借鉴;教师教学的成就感有很大的提升.

具体实践方法：

（1）课堂.由教师事先将课程内容放入网络学堂，学生于课前上网收看预习，学生进入课堂后教师直接提问与讨论.在教室中，引导学生进行课本重点的深度讨论、援引课本以外更多实例进行分析、从事操作性或合作性学习活动、甚至直接进行作业的讨论与实作.采取学生分组坐在一排或者是前后桌，对于一段教学内容（微课形式，一个概念或者是一两个性质、一个计算方法等）让学生相互讨论、互相讲解、做练习、提出问题、解决问题.

（2）测验.学习完成一个单元时，学生分组的形式做练习（小测、例题等），相互研讨分工完成.

（3）目标与过程结合.强化教学过程的细节管理，注重以平时的笔记、小报告、章节总结、网络学堂的课外学习等来提高学生的积极性.对于平时作业，强调学生学的情况，可以用补交作业、修改作业、修改试卷、补充笔记等方式鼓励学生，提高学生的学习兴趣和学习的动力.

教学实践表明：这样讨论式的学习和互助式的学习能有效地控制课堂纪律，教师很明显的能感觉学生的课堂效果有了明显提高.利用翻转课堂的教学模型，以优化教学形式和方法、目标、内容和评价为手段，应用网络教学平台对课外教学与课堂教学进行有效支撑，达到优化教学的目的.

四、结语

翻转课堂是学生在课外先通过视频、课件等自学知识点，到了课堂上，学生用学到的知识解决问题、做实际操作的任务和练习，学生遇到困惑时教师进行指导答疑.这样，课堂教师的主要任务不是讲授，而是充分针对不同学生进行区别化指导和项目式学习.

线性代数课程应用翻转课堂教学模式，收到了很好的教学效果.从教学内容的优化，微知识包的设计，网络学堂的辅助教学，教学模式优化等方面探究了翻转课堂的实施.

【参考文献】

[1]张金磊.“翻转课堂”教学模式的关键因素探析[J].中国远程教育，2013（10）：59-64.

[2]刘震，曹泽熙“翻转课堂”教学模式在思想政治理论课上的实践与思考[J].现代教育技术，2013（8）：17-20.

[3]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.

[4]黄琰，蒋玲，黄磊.翻转课堂在“现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育，2014（4）：110-115.

[5]郭绍青，杨滨.高校微课“趋同进化”教学设计促进翻转课堂教学策略研究[J].中国电化教育，2014（4）：98-103.