翻转课堂模式下提升学生创新能力的应用与实践

谢迎娟 陈俊风 林善明 刘艳

【摘 要】深化高等学校创新创业教育改革，是促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。电子信息类专业由于其专业特点，需要更加注重创新实践能力的培养。我们将翻转课堂的教学实践应用于学生创新教育中，探索提升学生实践创新能力的新途径，经过教学实践，拓展教学深度和宽度，也促进了学生对专业的理解和认识，学生学习兴趣更加浓厚，课程学习和创新实践取得了双赢。

【关键词】翻转课堂；创新实践；教学模式；创新团队

【基金项目】本文系江苏高校品牌专业建设工程一期项目（编号：PPZY2015B141）、河海大学第一期“翻转课堂”立项实践项目（编号：河海教务（2014）56号）、河海大学第二期“翻转课堂”立项实践项目（编号：河海教务（2015）10号）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）14-0035-03

深化高等学校创新创业教育改革，是国家实施创新驱动发展战略，推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。河海大学（下文简称“我校”）一直在致力于推进100%的学生接受创新教育、60%的学生参与创新实践、2%的学生取得高水平的创新成果的“162工程”开展了一系列课堂教学改革的实践，探索培养应用型创新人才的创新创业教育体系。

翻转课堂作为一种新型的教学模式，颠覆了传统的教学顺序，对知识传授和知识内化的两个过程颠倒安排：学生在课下学习教学内容，教师在课上答疑解惑，与学生交流讨论。这一新型教学模式使课程的教学安排进行了重新规划，已在我校的部分课程中进行了试点和实践。

电子信息类专业具有工程性、实践性较强，技术更新快等特点，其专业基础课和专业课程不仅要关注理论知识，更要注重实践能力和创新能力，比较适合采用翻转课堂的教学模式。本教学团队在配合实施“162工程”过程中，将翻转课堂的教学实践应用于学生创新教育中，探索提升电子信息类学生实践创新能力的新举措，通过教学模式设计、完善教学内容、建立师生教学团队、将课堂教学延伸至创新实践活动中等途径切实提升学生的实践创新能力。

一、基于翻转课堂的创新教育实践

1.“三位一体”翻转课堂教学模式

翻转课堂模式下，课上课下的教学场景发生转变，学生在课下学习知识，在课上相互讨论。知识的传递在课前通过在线学习的形式完成，知识的内化则通过交流互动完成。自学、讲授和讨论成为教学的三个基本环节。根据翻转课堂的教学特点和基本环节要素，本教学团队提出了 “三位一体”双循环的教学模式方案，如图1所示，明确翻转课堂基本环节的参与主体、需要完成的任务以及相互衔接关系，为翻转课堂的实施奠定理论基础。

在这种教学模式下，学生是学习的中心，教师在课程中更多的是起到教学的设计、引导和组织作用。通过有效的教学设计激励和引导学生，解决问题、协作探究，促进学生主动学习，培养学生参与创新实践的能力。在教学过程中，教师退居幕后，负责掌握教学的大方向，学生在学习的过程中提出问题，锻炼了学习的独立性，培养了发现问题的思维能力，为创新学习奠定基础。

2. 翻转课堂与创新教育的结合

翻转课堂虽然有诸多优点，但在教学实践中，我们也发现翻转课堂也带来了一些新的问题。一是学生课外时间占用过多。学生在课外需要阅读教材文献、观看视频，同时还要完成课后的讨论，相比传统的教学方法，课外花的时间明显增多。二是学习效果对学生的学习兴趣和自觉性的依赖较强。视频的观看和课后的研讨等环节，需要学生自主完成，完成的质量基本取决于学生的自觉性。一旦学生对课程内容不感兴趣，看不到课程学习的内容有什么用，同时还要占用大量时间精力，便会产生抵触、应付等负面行为，将极大地影响教学效果。

学生课外科技创新活动在全国高校都有非常广泛的开展，也取得了非常丰富的成果，但都有一个共同的问题，就是基本上都是“课外”的科技创新活动，主体是学生在课外第二课堂参与的创新活动，创新团队也基本和课堂、课程无关。

为了解决这些问题，我们在教学实践中尝试将翻转课堂与学生创新活动结合起来，如图2 所示，将课堂教学延伸到课后，延伸到第二课堂，打通课内课外的界限，既保障了教学效果，学生也取得了丰富的创新成果，实现双赢。

（1）将创新实践内容引入教学，丰富完善教学内容。首先是对相关课程的教学内容进行分析设计，对课程体系进行梳理，重新审视教学内容和与前后续课程的衔接关系，厘清教学环节中涉及的关键要素，按章、节、知识点的三级结构，设计课程的教学体系架构，使学生能够非常清楚地系统地掌握课程的知识体系。在此基础上，我们对学生课后学习的内容进行了延伸，由课本内容向课程涉及的新技术，以及理论向实践应用的延伸。要求学生深入了解课程当前章节所涉及的新技术和新方法，及时跟踪当前的主流技术，紧密结合学生的就业实际，创新实际，使学生的兴趣和投入度得到了进一步的提升。根据不同课程的特点，我们将与课程相关性较大的一些电子电路设计题目、全国大学生电子设计竞赛题目、工程实际应用项目以及教师的科研成果分解和引入到课程的大作业和课堂讨论中，依据不同的学习阶段和学生的学习能力设置不同难度的题目，提高学生基础能力，扩大学生参与面，激发学生学习兴趣。通过这些内容的引入，不仅使学生能够更好地理解课程精髓，掌握学习内容，同时可以在课内便接触到课程内容在实际中的应用，接触到创新竞赛的内容，了解和跟踪新技术发展变化，为进一步参与创新活动打下了良好的基础。

（2）建立师生教学团队。为了让不同层次的学生都能得到创新锻炼，提升兴趣，拓宽视野，切身体会专业魅力，有效开展课程的交流研讨，将建立师生教学团队的理念引入到翻转课堂的教学中，选拔平时表现比较优秀，又具备一定实践能力的学生作为教师的“小助手”，学生的“小导师”，形成“教师—小导师—学生”三层次的高效师生教学团队，实现个人能力的互补与优势共享；教师负责课程的规划、教学内容的制定，小导师根据自己的能力和特点，协助教师参与对普通学生的管理与指导，形成教师和学生主体之间的桥梁。小导师们取得的创新成果对后续的学生产生了很好的示范作用，小导师自身也得到了很好的锻炼，对于零基础的部分学生也能较好完成课程的学习，获得锻炼机会；利用了团队优势资源，以点带面，使精英教育的培养模式让普通学生受益；通过建立师生教学团队，在指导教师与学生、学生与学生之间建立互助合作让不同层次的学生都能得到锻炼，提升兴趣，拓宽视野。

（3）创新团队的组成与实践。在课程学习讨论小组的基础上，学生根据自己的兴趣爱好，自发形成团队，锻炼其团队合作意识，互相取长补短，使学生的学习慢慢进入良性循环状态，培养了学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。课程的教师直接成为创新团队的指导教师。这样就完成了课程学习小组向创新团队的转化。在教师的指导下，团队成员针对某一或某几个内容进行重点研究和学习实践，逐渐形成本团队的研究方向。团队可以依据自身的研究方向，结合自身的实力情况，参加如申报各级各类项目，校内的各种学科竞赛等深化性的学习研究。团队日常的学习训练情况，也进入课程的最终成绩评定。对于发展潜力好的团队，还可以进一步进入学院大学生创新创业中心进行培养和训练。

随着课程的开设，教师在各年级都指导了不同的创新团队，高年级的团队成员中的佼佼者可以成为低年级课程中的“小导师”，高年级团队指导低年级团队，形成了教师—高年级团队—低年级团队这样良好的梯队循环，不仅研究项目可以在不同年级中持续研究，同时为学生的创新活动打下了非常坚实的团队基础。

（4）创新活动的深化与提升。通过一段时间的实践研究，70%左右的团队的创新活动可以得到进一步的深化和提升。一是通过申报全国、江苏省及校级大学生创新训练计划项目，进一步提升研究层次和水平；二是通过参加“挑战杯”全国大学生课外科技学术作品竞赛、全国大学生电子设计竞赛、“飞思卡尔”全国大学生智能汽车竞赛等各类学科类竞赛项目，进一步锻炼能力，提升水平；三是通过撰写论文，申报专利、申报软件著作权等方式提升学术能力、固化学术成果。近年来，学生在上述几个方面都取得了丰硕的成果。通过这样一系列的深化措施，能将课堂学习和实实在在的创新成果紧密结合起来，和学生的专业能力和就业能力结合起来，使课堂与实践有机结合在一起，学生不仅学习兴趣激增，而且辛苦的付出也得到了回报，学生也愿意花更多的时间和精力在课程学习上，反过来对课程教学的效果也是很好的促进。

二、基于翻转课堂的创新教育实践应用情况

1. 课堂应用情况

本教学团队在“电路”“数字逻辑与系统”“Matlab基础与控制系统”“数电实验”等课程中采用翻转课堂的教学模式。在具体实施中，课前设计根据内容划分知识点、制作小视频、确定教学方式，课堂教学根据实际内容采用教师讲授、学生小导师讲授、小组讨论、全班研讨等灵活的教学方式，课外学生自学、分组研究讨论题、完成作业等。要求100%的学生参与到大作业和分组讨论中，让100%的学生参与到创新实践活动中。通过翻转课堂的教学实践，学生的学习兴趣、学习效果都有了明显的提高。

2. 取得的成效

通过这种教学模式，对学生和教师实现了“教学相长”的良性互动和协同：学生研究和学习的成果，扩充到课程的教学内容中，紧密结合实际的项目增强了学生对课程的兴趣；团队教师积极指导参与各类高水平的创新实践活动，对于本院品牌专业、特色专业建设、“卓越计划”实施等也起到了有力的支撑作用。过去两年以来，本团队课程覆盖的学生参与创新的热情增强，创新氛围浓厚。有3000余人次学生参加了校内创新创业活动，有600人次参加省级及以上的各类学科竞赛，共获得国家级学科类竞赛奖项41项，省级143项，学生参与申报发明专利61项，申报国家级、省级大学生创新训练计划项目23项。

通过这种教学模式，学生有机会从一年级的专业基础课就通过课堂学习开始参与创新实践活动种，形成四年不断线的良性的发展。将课程教学延伸到了第二课堂，实现了课内课外的融合，让学生的创新创业教育和实践真正进入了第一课堂，使教学活动和学生的创新创业教育和实践有机地结合在一起。

三、结语

翻转课堂与创新实践的结合促进了教学的优化，拓展了教学深度和宽度，使教学内容更接近技术前沿和实践。将这种教学模式贯穿于学生课程，也有助于学生更好地把握专业特点，激发对专业的理解和认识，学生学习兴趣更加浓厚，课程学习和创新实践取得了双赢。

参考文献：

[1] 教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）[Z].北京：高等教育出版社，2010.

[2] 董兴法，肖金球，欣裕，刘志文，李真.网络资源引导电子信息类课程翻转课堂研究[J].电气电子教学学报，2015，37（2）：8-10.

[3] 关维国，曹洪奎，马永红，王亚君.应用型电子信息类专业创新教育模式的研究[J].教育现代化，2015，（5）：46-48.

[4] 姚澄，朱昌平，高远，殷明.利用团队模式提高电子工程实践课程教学质量的探索与实践[J].教育现代化（实验技术与管理）2015，32（7）：26-29.

（编辑：郝 婵）