反转课堂模式与数学教学案例

陆广地

【摘要】反转课堂教学模式近年来受到教育界广泛的注意，主要因为信息技术与网络改变了传统的学与教的方式.其主要教学过程包括明确目标、自主探究、合作学习、评价反馈等.反转课堂是对传统学与教的革新，能调动学习兴趣，提升学习能力，促进有效教学.

【关键词】反转课堂教学模式；数学教学改革；高中数学；教学案例

此文系2014年江苏省高校哲学与社会科学资助课题（2014SJB333）、江苏省教育规划课题（JS2016GX352）、宿迁市教育科学规划课题（SQ2015 GH179）阶段性成果，并受江苏省“333”工程基金资助.

反转课堂，由英语Flipped Class Model or Inverted Classroom 译为“反转课堂教学模式”，简称为“反转（翻转）课堂”.它以信息技术为基础，在网络环境下，教师提供教学微视频、学习课件等资源，学生课前通过下载教师提供的学习资源进行预学习，回到课堂后师生共同完成问题链、小组合作探究和师生交流反馈等过程完成学习任务的一种新型教学模式.

一、理论依据

反转课堂的理论依据有杜威的做中学理论、布罗姆的掌握学习理论、布鲁纳的认知发现理论、奥苏伯尔的认识同化论、建构主义理论、最近发展区理论和混合学习理论.在新媒体时代，简单的命令式要求已无法调动学生积极性，需要顺应时代发展的潮流，以学生喜欢的方式学习，利用网络技术既是学习的手段，也是学习的目的.

（一）杜威的从做中学理论

杜威认为教育不仅仅是让学生记忆百科全书式的知识，也是一种过程和方法，他主张教学应当遵循以下步骤：“真实情境—发现问题—占有资料—提出假设—检验想法.” 杜威把行知统一起来.传统的教学是教师讲学生听，学生获得的知识是教条，没有通过做，也没获得结果，所以这种学是没有意义和价值的.他认为这是“心与身”分离的二元论在教学上所产生的恶果.杜威这个观点分析涉及两个问题：一是知识源于行，知行不能分；二是知识与经验的获得来自主体与客体相互作用的结果，有意识的联系.此理论是对教师中心主义的彻底颠覆，真正把学生的自主探究作为首要.

（二）布罗姆掌握学习理论

美国教育学家本杰明·布罗姆提出掌握学习理论——学习者在被给予充足的时间及适当的时间及条件下，都能掌握学习内容并取得优秀的成绩.此理论以目标教学为核心，以反馈矫正为手段，以掌握学习为目的.反转课堂教学模式掌握学习理论的实现搭建桥梁，作为传递知识的教学视频为学生自主学习提供了最佳教学，在课堂充分的时间中学生可以按自己的节奏学习课堂内容.

（三）布鲁纳的认知发现理论

布鲁纳受皮亚杰观点的影响，他认为，学习的过程实际上是人们利用已有的认知结构，对新的知识经验进行加工改造并形成新的认知结构的过程.在学习中，新的知识经验不是纳入原有的认知结构（同化），就是引起原有的认知结构的改组（顺应），从而产生新的认知结构.这个过程不是被动地产生的，而是一种积极主动的过程.此理论为引导学生自我发展、自我探究的实现做出保证，是中国当前教学改革需要正视的问题.

（四）奥苏伯尔的认识同化论

奥苏贝尔认为学生的学习，如果要有价值的话，应该尽可能地有意义.奥苏贝尔认为，意义学习有两个先决条件：（1）学生表现出一种意义学习的心向，即表现出一种在新学的内容与自己已有的知识之间建立联系的倾向；（2）学习内容对学生具有潜在意义，即能够与学生已有的知识结构联系起来.这里要特别注意的是，这种联系不能是一种牵强附会的或逐字逐句的，而应是实质性的联系.奥苏贝尔认为，当学生把教学内容与自己认知结构联系起来时，意义学习便发生了.因此，要促进新知识的学习，首先要增强学生认知结构中与新知识有关的观念.此理论要求重视学生已有知识，反转课堂即要求学生提前学习，找到知识的价值与问题，然后在课堂进行师生互动、生生交流式学习.

（五）建构主义学习理论

建构主义学习理论认为：学习不能单纯是知识由外部到内部的转移和传递，而是学习者主动建构自己知识经验的过程，即通过新的知识经验双向的作用来丰富和改造自己的知识经验的过程.

反转课堂教学模式以建构主义理论为基础，提出学习的过程是学习者在教师促进指导下，通过学习独立探究或小组协作研讨，自己发现问题、寻求解决问题的认知建构过程，深刻反映以问题为中心、以学生为主体的教材和学习路径，更重要的是还为学生提供恰到好处的学习帮助，为学生的有意义建构助力，极大地促进反转课堂的顺利实施.

（六）最近发展区理论

苏联教育家维果斯基提出此理论，认为个体的独立分析、解决问题的实际水平与潜在水平之间所存在的差距.实际发展水平是指儿童已具有的较为成熟的、独立解决问题的能力；而潜在发展水平则是指导个体在现在能力的基础上，借助一定外在条件的帮助便能完成任务的机能水平.因此，最近发展区是指那些稍微超出现有水平、有成熟潜在机能的区域，即个体能力发展的最后一个区域.

在反转课堂中，课前学习的基本概念和针对性练习的知识层次在学生的实际发展水平之内，学习者只需要通过正常的学习努力就可以完成知识的理解和掌握，而课堂学习活动的问题有一定的难度，超过了学生的实际认识水平，学习者一般需要通过同伴的协助、老师的指导或相关资料的支持才能顺利完成，这一部分学习属于潜在发展水平.在学习基础知识的基础上，再通过学习活动内容进行强化和提升，有利于学习者对知识的理解、掌握和消化.

（七）混合学习理论

该理论主要指多种学习方式的结合.反转课堂教学实质上是网络学习与面授相结合的学习方式，因此也是传统教学模式与网络在线学习模式的混合教学模式.通过混合式教学将现代信息技术创建的自主学习、协作学习与传统的班级授课制课堂相融合，展现给学生学习过程中的主体性与教师指导课堂教学活动的主导性作用，充分发挥各种学习方式的优势，因而使学习者获得最优的学习效果.

二、反转课堂教学模式在数学教学中的应用案例

“算法与程序框图”现在进入高中数学课本，但是由于知识比较抽象、设计思想跨越性强、对学生的逻辑思维与判断能力要求较高，造成学生在学习过程中普遍感到难以理解，跟不上老师的教学节奏，尤其是对条件式的设置、循环次数的控制、计算的起点不易把握.这样的情况特别常见.长期以来，解决这个问题的办法不易找到，其实可以借鉴最近国内外比较流行的反转课堂教学模式，彻底改变算法与框图部分的教学现状.

（一）明确学习目标——制作相关教学视频

1.明确学习目标

学习目标是进行反转课堂教学的基础，教师需要确定学习目标的类型和内容，并明确学生在不同阶段所要达成的目标，这里要特别注意的是三维目标的完整理解和全面实施.

课下自主学习阶段的学习目标是学生能够运用一些信息接收终端——手机、平板电脑等设备进行相关知识的学习，在网络互动中建立算法概念体系，提高学生对信息技术环境下新教学模式的认识，在课下自主探究过程中体验数学学习的乐趣.

课上的学习目标是通过学习与探究，小组协作交流，让学生对算法概念有更深刻的了解与认识，并能够自主学习和探究算法的特征、性质、框图类型以及分类设计的方法.

2.制作相关教学视频

课前，教师通过手机、相机、摄像机拍摄与教学内容相关的微视频，包括以一些简单问题的解决思路引进算法的定义，并进一步提出有关算法的分类和设计要求，做到主题突出、内容简要精炼，时间大约10分钟左右.

提前1～2天，教师将相关课的学习视频发布到校园网的教学平台，学生通过手机或者平板电脑提前观看、自主探究.

（二）学生观看教学视频，自主探究学习

在教师的指导下，学生再次观看教学视频，了解并掌握算法相关知识的内容.在观看学生视频过程中，学生根据自身的知识掌握情况，合理安排学习进度，也可以暂停、回放，做好记录完成课前相关练习.

通过自主学习后，学生对算法及其框图的概念及性质有一定的了解后，教师通过相应的练习检测学习效果.

（三）消化课堂内容知识，协作交流学习成果

教师根据算法与框图的相关知识和学生观看视频、课下练习的实情，总结出具有探究意义的问题，学生从自身的学习情况和兴趣，继续问题探究.例如：（1）了解并以熟练运用定义性质进行相关计算；（2）掌握算法的本质，在框图的应用研究中巩固其求解方法，并分析这种方法的应用范围和条件，以及它们之间的联系和区别.根据老师给出的问题，学生以学习小组为单位展开探讨，小组的人数一般控制在6个以内，明确一个学习组织者——组长，小组成员可以通过网络搜索、多媒体电子邮件交流等方式扩充自己的知识内容，针对循环体结构中的累加变量、累乘变量、计数变量的差异与不同类型，小组内成员用辩论、对话、讨论等形式，提高他们之间沟通交流、协作互助的能力.

因此，在反转课堂教学模式中可以开展高质量的有效学习，完成知识消化的过程，协作交流学习的设计也对增强学生的学习效果有帮助.

（四）评价反馈

教师通过学生作业的完成情况、自主学习与小组协作学习过程的表现与学生的学习成果进行综合性的评价.反转课堂模式中的评价由学者（或专家型资深教师）、教师、同伴及自己共同完成，不但重视评价学习结果，还通过建立学习过程性档案对学生整合学习进程进行评价，真正做到定量与定性评价、形成性和总结性评价的有机结合，在评价过程中，教师根据综合评价情况获取有效的教学反馈信息，了解学生各项活动的实施情况，为今后展开类似活动给予有效的指导.

三、对反转课堂教学模式作用的几点反思

（一）反转课堂是对传统教学有益的“反转”

教育本身是多元、多样化的，正是教学俗语所说的教学有法、教无定法.教学方法和模式数不胜数，并且各有千秋.作为一种新型的教学模式，反转课堂有助于培养学生自主学习和思考的能力，在一定程度上能弥补传统教学的不足，但是不可否认，这也存在一些缺陷，比如将此模式运用于高中教学时，由于课程难度较高，一部分学生还是较难掌握；另外，部分学生没有接触过这种模式，没有养成课前预习、自主学习的习惯，这样就会对教学效果大打折扣，反而不如传统的课堂教学循序渐进的效果.

（二）反转课堂能提高学生的信息素养

传统的课堂最受批评的是缺少师生与生生的交流，而反转课堂缺能解决这个问题，促进师生合作交流，从多角度、全方位地理解知识.学生在使用媒体时需要一些操作能力，有些不熟练之处，就需要他们广泛深入地学习，从而对他们的信息素养是促进的过程和学习的机会.