基于翻转课堂的个性化教学方法研究

2016-01-27高丽萍霍欢曹春萍

计算机时代 2016年1期

高丽萍　霍欢　曹春萍

摘要：个性化教学是尊重学生个性的教学，需要根据学生的兴趣、爱好、特长、个性、基础等进行因材施教，这是信息化社会和现代教育发展的必然趋势。跨系选修课程的开设须考虑学生在基础、专业、时间等方面差异，如果仍然采用传统教学中以班级授课为主的填鸭式教学方法，则教学效果会较差。本文提出在这类课程的教学中，采用翻转课堂的个性化教学法，开拓思维，鼓励创造，因人而异，促进学生多元化发展。教学实践证明，该方法可以取得较好的效果。

关键词：翻转课堂；个性化教育；课程改革；跨系选修

中图分类号：G40 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）01-79-04

Research on the individualized teaching based on flipped classroom

Gao Liping， Huo Huan， Cao Chunping

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract： Individualized teaching is a teaching method， which respects the personalities of the students. It launches teaching based on the students' interests， hobbies， strengths， personalities， etc. It is an inevitable trend with the development of the information technology and modern education. During the teaching process of the elective and cross-department courses of the students， due to the differences in the basics， specialties， time， etc.， if still adopt the traditional cramming teaching method， the teaching effect will be poor. This paper presents the process of using flipped classroom teaching method during the teaching process of such courses to encourage creativity， broaden mind and promote the diversified development of students. Teaching practice has proved that this method can achieve a better result.

Key words： flipped classroom； individualized teaching； curriculum reform； cross-department course

0 引言

随着信息化技术和知识经济时代的发展，社会竞争日趋激烈。现代企业要想在竞争中立于不败之地，就需要大量的有个性化能力的人才[1]。传统教育主要以课堂授课为主，对学生一视同仁，同样的课程采用相同的教学大纲、教学模式、进度安排和考核形式等。这种一刀切的教育模式，不利于学生按照自己的兴趣爱好自由发展，学校也就不能为企业直接输送他们所急需的人才。

研究生与本科生的不同点在于他们具有一定的独立学习能力，大部分学习内容可以通过自学的方式掌握，不易自学的部分则可以通过小组讨论或者教师讲解的方式来学习。基于这样的考虑，我们提出采用翻转教学法[2-4]来鼓励学生按照自己的需求进行自主学习，将学生的学习过程放到课堂外完成，而充分利用课堂时间把自己不懂或者不明白的问题拿出来与教师沟通交流。改变统一试卷的考核方式，允许学生按照自己的学习方向选择相应的题目来进行解答。在教学中，教师根据学生个人的兴趣、爱好、需要、进度等要求，为学生制定学习计划、任务，并安排相应的教学活动[5-6]。在基于翻转教学的个性化教学中，学生是学习的主体，教师起到辅助、帮助学生的作用。

本文以“算法设计与分析”课程为例，讨论如何在研究生课程的教学过程中采用翻转法教学以满足学生个性化学习的需求。“算法设计与分析”是计算机专业的核心课程，同时也是面向全校学生的选修课程[7]。通常班级里人数众多，且来自各个不同的专业，学生基础差异较大。本文提出的基于翻转课堂的个性化教学方法将教学分为三个阶段：教学前的准备阶段、教学阶段和教学后的整理阶段，这三个阶段衔接方能实现个性化教学的目标。

1 个性化教学

最早的教学是个体教学（即一对一教学），所以能接受教育的只是极少数贵族，后来逐渐演变为班级教学（一对多，即一个教师对一群学生）。班级教学的产生大大加快了人类文明的进程。但是进入到信息化社会我们发现，班级教学虽不象卢梭所说：是学生心灵的屠宰场，可它那一刀切的模式却让越来越多有独立思考能力有创新精神的学生难以忍受，这样的教育也越来越不适应科学技术日新月异的信息化社会。于是出现了个性化教育。

我们理解个性化教育的概念是：教师根据学生的具体情况，有创造的设计教学过程，前提正确认识学生的个体差异，因材施教，使每个学生都在原有的基础上得到发展。这就需要改变传统的教学方式，建立新的教学方式，实现从教学范式向学习范式，从以教师为中心向以学生为中心的教学理念的转变。这个概念落实到课堂教学中就是要实施个性化教育。即以学生的个性化差异为依据，运用个性化的教学方法、策略和技术，使每一个学生都能找到适合自己才能发展的独特领域。

因材施教、个性化学习是教育所追求的最高目标，但在传统教学的班集体授课制中，要实现这一点是很困难的。信息技术和通讯技术的发展，以及计算机网络在教育中的普及应用，更好地促进了翻转教学方法的发展。网络所具有的分布式特点可以使学生在物理位置上分散的地点进行自主学习。网络资源的非线性特征，也可以方便学生记录自己的学习过程，挑选自己感兴趣的章节。

2 翻转法教学

翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，课堂内的宝贵时间用于让学生专注于基于项目的学习和探讨，师生共同研究和面对本地化或全球化的挑战以及其他现实世界面临的问题，从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后自主学习，他们可以看视频讲座、播客、阅读电子书，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的资料。教师也能有更多的时间与每个人交流。在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要，促成他们的个性化学习，其目标是让学生获得更真实的学习效果。

翻转课堂模式是大教育运动的一部分，它与混合式学习、探究性学习、其他教学方法和工具在含义上有所重叠，都是为了让学习更加灵活、主动，让学生的参与度更高。互联网时代，学生通过互联网学习丰富的在线课程，不必到学校接受教师讲授。互联网尤其是移动互联网催生了“翻转课堂式”教学模式。“翻转课堂式”是对基于印刷术的传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆，由此将引发教师角色、课程模式、管理模式等一系列变革。

3 基于翻转课堂的个性化学习方法

“算法设计与分析”是计算机科学与技术专业的专业课[7]。无论是计算科学还是计算实践，算法都在其中扮演着重要角色。该课程的教学目的是讲授在计算机应用中常常遇到的实际问题的解法，讲授设计和分析各种算法的基本原理、方法和技术，培养学生对算法复杂性正确分析的能力。为了对学生进行个性化培养，本文引入翻转课堂，建立以学生为主，以教师为辅的新教学体系。将教学过程分为三个阶段：教学前的准备阶段、教学阶段和教学完成之后的整理阶段。

3.1 教学前的准备阶段

教学前的准备阶段改变了传统教学中以纸张为主的备课模式，教师不仅需要熟悉所要教授的课程的主题内容，还要具备音视频处理、课件制作、网站架构及网页设计的能力。在授课之前，教师首先录制教学视频，之后以主体为单位将视频进行编辑、裁剪、组合，必要时重新进行配音。这里强调以主体为单位对视频进行管理是因为现有的检索工具不能提供对视频内容的检索，这种一主体一视频的方式方便学生按照主体关键字对视频进行搜索。视频资料整理完成之后，教师需要进行相应的课件制作（主要以PPT的形式）、动画制作（主要是Flash的形式）及相应的素材整理（教学大纲、课程计划、练习素材等）。为了方便同学或师生之间能够就某些问题展开讨论，教师需要搭建一个课程论坛。在论坛中，学生可以随时提问或者回答有疑问的问题。论坛作为一个独立的模块可以为多门课程所复用，故作为一个独立的模块被搭建。最后，教师进行网页设计，将课程网站中所需要的页面以主体为单位，整合所有的视频、音频、课件、素材等资料，进行搭建。经过这一阶段之后，学生开课之前的准备工作就已准备就绪。教学前的准备阶段分为五个过程。如图1所示。

[录制教学

视频][视频剪辑编辑][课件制作，素材整理][课程论坛搭建][课程网站搭建]

图1 教学前的准备阶段

3.2 教学阶段

翻转教学法以学生自学为主，鼓励学生课前学习，培养学生自主学习的能力。学生可以根据自己的学习习惯调整自己的学习进度，网站提供非线性学习的功能支持，学生可以对已经学习过的主题进行标注，并可以对有疑问的地方做备忘备注。讨论以两种方式展开：课堂讨论及论坛讨论。方便学生课堂和课外都能进行知识点探讨。教师组在课堂上分小组对学生进行答疑。教学阶段分为四个过程，如图2所示。

3.3 教学后的整理阶段

教学阶段之后，教师要根据学生的疑点问题进行分析总结，并添加答疑模块到课程网站中。每堂课结束之后，教师通过课程网站安排相应的课后练习，课后练习题包括理论题和上机操作题。开通相应的FTP服务器以离线接收学生作业。整理阶段分为四个过程，如图3所示。

[课前预习、自

主学习][课堂分小组讨论][论坛在线讨论][教师课堂答疑]

图2 教学阶段

[疑点问题

总结][课程网站添

加疑点模块] [理论题练习＼&][上机实践练习＼&]

图3 教学后的整理阶段

3.4 课程网站设计

课程网站建设是翻转课堂的核心和关键部分。为了支持前面我们所设计的三个教学阶段，本文所建设的网站主要包含九个模块：课程简介、教学大纲、电子教案、课后练习、教师队伍、主体视频、经典动画、疑点讨论和课程交互。如图4所示。

课程简介部分描述了课程的教学目标和教学内容；教学大纲部分描述了课程的学时、学分、授课对象、先修课程、主要内容、基本要求、参考书目及学时分配等；电子教案给出了教师整理的所有电子材料，包括电子课件、素材资料等；课后练习给出了每一个主体所对应的理论题题目、答案及上机作业；教师队伍描述了课题组所有成员的办公地点、答疑时间及联系方式等；主体视频则是按主体分类的教师授课视频；经典动画是教师用FLASH做的对诸如二分查找等经典算法的动画演示；疑点讨论则是教师根据学生的课堂提问所整理出来的常见疑点及问题的描述；课程互动模块所提供的论坛模块方便同学及老师之间进行协作和交流。同时，课程互动模块中的问卷调查也方便老师以向学生发问卷的形式对授课效果进行了解和总结。

3.5 考核方法

由于采用个性化教学方法，每个学生所关注的知识点和兴趣点可能互不相同。因此，如果采用传统的基于统一试卷的测试方法则有失公平。本文根据知识点的性质将主体分为两种：必学部分和选学部分。其中必学部分包含课程中所涉及到的核心算法，例如迭代算法、分治算法等；而选学部分则包含课程中所涉及到的高级算法，例如进化算法、图算法、动态表算法等。其中前者占课程内容的60%，后者占40%。我们对考试做了两方面的改革。

⑴ 学生成绩由平时成绩、期末成绩两部分组成。其中前者占50%，后者占50%。学生的平时成绩由以下三个因素决定：课堂表现占20%，作业占40%，实验成绩占40%。

⑵ 期末考试我们采用固定命题+自主选题混合方式。其中60%的题目来自必修部分的知识点，这部分采用固定命题方式；另外40%的题目来自选修部分的知识点，这部分则采用学生自主选题的模式。

4 实验结果

本文从学生评教得分、学生成绩平均分及最高分三个方面对教学效果进行测评。图5是2014年未课程改革之前及2015年课程改革之后的对比图。从图5可以看出，基于翻转课堂的个性化教学方法能明显提高学生成绩，同时，学生对新的教学方法的满意度也较高。

5 总结

在研究生教学阶段，教师教学的重点已不是传授知识，而是让学生学会自主学习，即培养学生的学习能力。翻转课堂的兴起可为学生提供一个“自主学习”的学习环境，能够支持学生的个性化发展。以个性化的教学理念指导教学，能帮助学生全面提高学习能力、提升学习成绩，帮助学生获得更好的教育资源，使他们在学业、应试、竞赛及综合素质等方面增加竞争力。近一年的教学实践也很好的证明了这一点。

进一步的研究工作包括将基于翻转课堂的个性化学习方法推广应用到更多的课程，如数据库原理及应用、计算机网络等。

参考文献（References）：

[1] 陈蕾，张怡婷，许建.基于创新能力培养的算法设计与分析课

程教学改革[J].计算机教育，2010.20：27-29

[2] 曾明星，周清平，蔡国民，王晓波，颜一鸣，黄云，杨燕萍.软件开

发类课程翻转课堂教学模式研究[J].实验室研究与探索，2014.33（2）：203-209

[3] 曾明星，周清平，王晓波，蔡国民，董坚峰.软件工程专业“翻转

课堂”云计算教学平台探讨[J].现代教育技术，2013.23（8）：26-31

[4] 吕光.翻转课堂教学模式在《居住空间设计》课程教学中的应

用研究[J].艺术科技，2014.4：10-13

[5] 王晓风.课堂体育教学促进学生的个性化发展[J]. 文体用品

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