《数字化矿山》翻转课堂教学法设计与思考

陈结　赵恒　刘莉　王亮

摘要：为了提高大学生在学习《数字化矿山》课程时的兴趣和学习效果，结合当下影响广泛的翻转课堂教学法，分析如何将《数字化矿山》课程实施翻转课程设计。本文论述了《数字化矿山》翻转课堂设计思路，该课程以课前任务引导、课间问题讨论及解答为主旨，重点培养学生探索性思维能力，最终提升学生的学习主动性，为培养出优秀的矿业创新型人才奠定基础。

关键词：数字化矿山；翻转课堂；课程设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0215-02

翻转课堂教学法（Flipped Classroom）近几年在国内广泛推广，从基础教育到高等教育，涌现出一批示范性的成功案例。翻转课堂教学法的主旨是基于互联网通讯技术将“课上教学，课后作业”的传统教学过程进行彻底的翻转。首先学生通过观看教学视频资料、信息自查及在线交流等方式进行课前学习；然后，教师把课堂时间主要用于学生讨论与答疑，鼓励学生进行交流与小组互动活动；最后，通过学生互评，老师点评共同作用的评教面上[1-3]。在翻转课堂教学过程中，因课前、课间、课后均强调学生的主动学习能力，有利于学生合作学习能力的发展[4-5]。教师在具体实施翻转课堂过程中，要遵循知识内化基本原理，根据课型、学情分析，选择恰当的教学策略[6]。但也有不少老师表示：自己的课堂翻转不过来。如何了解翻转课堂教学法背后的教学原理，探究成功实施翻转课堂的经验和秘诀，打造专属于自己的翻转课堂是当前多数老师的面临的直接问题。

数字化矿山是采矿工程学科的重要教学内容之一，但在实际教学过程中，由于上机时不足、实验室开放时间有限等教学条件限制，以及受限于教学模式的影响，学生参与软件操作及交流的机会少，导致软件操作教学效果并不理想。翻转课堂的教学模式为数字化矿山课程教学提供了新的模式。翻转课堂教学法通过课前准备，让学生提前学习老师分配的视频学习资料，有利于学生控制学习进度。课前学习布置的教学视频材料对于不同学生建立相应的课程初始认识，并根据自己的时间和学习习惯安排学习进度，当进入课间学习时就能快速和高效地切入到教学讨论过程中[7]。同时通过在视频学习中增加提问与测试，提升学生观看视频的积极性和参与度以及学习效果[8]。学生通过在课前完成课前知识学习，从而减少教师课堂讲授时间，把时间留给学生参与交流讨论和获得教师的指导，以解决学生上机时间少、讨论交流时间不足的问题。

总之，翻转课堂作为一个集成现代化信息技术的交互式教学模式，在实施过程中存在许多不确定的影响因素。通过分析国内外已有翻转课堂实践者的经验基础上，针对数字化矿山课程的特点，设计并实现适合与工科学生的翻转课堂教学模式，最终实现课程的翻转。

一、《数字化矿山》课程实施翻转课堂概述

1.实施翻转课堂课前学习任务设计。研究《数字化矿山》课程的知识体系与架构，尤其注重对知识层次的划分，以及对各部分知识关联性的描述。根据翻转课堂教学法特点，明确《数字化矿山》课程实施翻转过程的学习主题及最终达成目标；《数字化矿山》课程翻转课堂课前学习计划设计包含：学习总体指南、学前资料制作、学前任务设计、学前要点测试、成绩汇总与分析等。

2.翻转课堂资源制作及课上活动组织形式设计与研究。基于学生基础知识掌握程度及个体学习习惯差异可以自行控制教学视频学习进度，确保学生能在上课前完成课前知识的学习，确保课堂讨论的效果。课间活动设计的主旨是积极组织课堂，增强学生互动讨论。课堂内主要目的是设计高质量的学习讨论活动，让每一个学生都有机会在讨论中学习及帮助同学答疑，实现学用结合。

3.《数字化矿山》翻转课程的实施。研究翻转课堂与学生自主学习关系，旨在观察统计学生是如何选择适合自己的学习方式开展自主学习，从而总结出典型的自主学习方法。针对翻转课程教学的诸环节，分析研究教学效果的评价方法与指标，形成有效的翻转教学效果评估及反馈体系，最终真正实现《数字化矿山》课程的有效翻转。

二、数字化矿山翻转课堂教学法设计步骤

广泛调研分析《数字化矿山》课程教学过程中教师的教学困惑与教学心得及学生学习过程的难点与期望。在此基础上提出教师引导、学生自主的“翻转课堂”教学方法设计。《数字化矿山》翻转课堂的核心仍然是以学生自主为主旨，教师作为学生学习过程的设计者、引导者、答疑者和学习伙伴。其具体内容设计如下：

1.学习内容分析。教学内容方面，根据专业特色和教学大纲制定整个学期需要完成的教学内容，提炼出教学过程中的教学重点与难点。

2.学习目标分析。

1）知识贡献：掌握数字矿山课程基本概念及重要理论原理。

2）技能贡献：通过数字化矿山软件学习，掌握基本的软件操作技能。

3）素质贡献：通过学习，激发学生对数字化矿山技术的兴趣，从而产生求知的欲望。

3.学习者特征分析。授课对象是大三学生，他们已经学过了部分的基础课和专业课，已经具备了矿山开采的基础知识。在此基础上，学习矿山空间信息，比较容易接受。大三学生的思维方式从固化被动学习、准确复现教学内容，到注重个人见解的主动学习的方向转变。教学中要注意引导学生主动思考，举一反三，提出自己的见解。大学生有较强的独立意识，但又沉默不愿表达自己的想法，同时对自己理解的信息持批评态度。课堂中，给学生充分的话语权，讓学生质疑、由学生回答、教师点评。课后，鼓励学生探索更多的知识。

4.课前任务设计。活动设计中采用同伴教学方法，授课对象是大三学生，他们已经学过了部分的基础课和专业课，已经具备了矿山开采的基础知识。老师在讨论中过多参与会影响学生表达欲望，他们自己相互讨论解惑效果更好，对最终无法解决的问题集中答疑能加强学习效果。通过制作课前学习视屏资料，同时附上简要的问答测试，使学生在课前掌握预备性知识。

5.課上任务设计。让学生进入讨论式教学，学生提交的课前任务作业，课前网上学习答疑。制定两套课内讨论方案，一套为备选方案，确保课堂的学习效果，该过程以老师引导为辅，学生相互答疑为主。为了达到最佳的讨论效果，在学习环境设计上，可以让学生自由选择进行分组，自己分配组员角色，老师充当引导解惑、控制进度角色，尽量形成咖啡吧式讨论环境。

学习效果评价：学生互评，学生分组计分，并由学生阐述某一问题的解题过程计分，老师最后做总评。打分考虑3部分：课前学习任务完成情况；课间讨论参与度和活跃度；课后总结与作业。

6.教学设计反思。分组互评讨论是课堂讨论的核心，学生自己发现问题，然后通过讨论和老师启发，达到自己解决问题，真正掌握课程核心知识点。

三、数字化矿山翻转课堂教学法思考与总结

1.《数字化矿山》学习任务计划设计，重点在帮助学生在课前明确自主学习的内容、目标和方法，教师在提供合适的学习资源，制作涵盖主旨吸引力强的教学视频。优秀的学习任务设计，学生可以根据个人实际情况自行制定学习进度，实现自主学习。

2.课间创设平等放松的课题情境有助于学生达成学习目。通过提供放松的课堂环境，通过对课前知识的回顾，引导学生掌握教学重难点或其他知识点的目的。有限组织课堂讨论活动，主要教学内容学生在课外已有初步了解，那么在课堂内通过学习活动加深对课程内容的理解与掌握，让学生有机会在积极环境中交流并应用其所学知识。

3.课后复习内容设计。学习评测、问题归纳分析和反思，使学生在自主学习之后能够及时对自己的学习效果进行评测，最终达到能自主发现问题与解决问题，互助学习。

参考文献：

[1]Bergmann，J.，&Sams，A. 2012. Flip Your Classroom：Reach Every Student in Every Class Every Day[M]. The Association for Supervision and Curriculum Development.

[2]金陵.用“学习任务单”翻转课堂教学[J].中国信息技术教育，2013，（3）：20.

[3]徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究，远程教育杂志，2013，（5）：107-112

[4]汪琼，王宇.英语学科如何做翻转，英语学习，2015，（10）：10-12.

[5]汪琼，张桐.2014年美国慕课发展回顾，教育信息化，2015，（264）4：35-43.

[6]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计，现代远程教育研究，2014，（2）：55-61.

[7]Butt，A. 2014. Student Views On the Use of a Flipped Classroom Approach：Evidence from Australia[J]. Business Education & Accreditation.6（1），33-43.

[8]Enfield，J. Looking at the Impact of the Flipped Classroom Model of Instruction on Undergraduate Multimedia Students at CSUN[J]. TechTrends. 2013，57（6），14-27.