“慕课+翻转课堂”教学模式下的《中学数学教学设计》课程建设及实践

叶立军，斯海霞，唐笑敏



“慕课+翻转课堂”教学模式下的《中学数学教学设计》课程建设及实践

叶立军1，斯海霞1，唐笑敏2

（1．杭州师范大学理学院，浙江杭州 310018；2．湖州师范学院理学院，浙江湖州 313000）

为使高师院校数学师范专业的教学适应基础教育数学课程改革的需要，提升师范生教学技能，《中学数学教学设计》实现了线上教育和线下教育相结合的“慕课+翻转课堂”教学模式．课程关注有效学习，落实先学后教，在完善网上课程资源、构建立体化教材的基础上，对教学方法、教学场所、评价模式等方面进行改革．从学生在线互动、课堂反馈、微格教学、教师资格证考试及教学技能竞赛中可知课程实施效果明显．

慕课；翻转课堂；中学数学教学设计；课程建设

1 问题提出

数学教师是实施数学课程改革的主体，是推行数学课程改革的关键．新的数学课程需要新型的数学教师，高师院校承担着培养数学师范生的责任．然而，相较于基础教育数学课程改革的不断推进，高师院校数学师范专业的课程教学相对滞后，其教育理念、教育模式、课程结构、教材及内容方面与中小学相脱节[1~3]，数学师范生学习热情低、教学实践能力不足等问题较为突出．

为解决上述问题，提高数学师范生学习参与度与教学专业能力，以适应时代发展和课程改革需要，高师院校纷纷开展各种课程教学改革．《中学数学教学设计》正是在此背景下从原《数学学科教学论》改革分化而来．《中学数学教学设计》作为高师院校体现数学教师专业特点的重要课程，是直接反映基础教育数学新课程改革要求的重要载体．面对基础教育课程改革的挑战，如何更新课程体系、内容、教学方法以及评价方式，是课程组亟待思考和解决的重要问题[4]．

与此同时，随着信息技术的飞速发展，以视频公开课、精品资源共享课、网络课程等形式的慕课（Massive Open Online Courses，大规模在线开放课程，简称MOOCs）的不断涌现，对高等教育的体制、教师、课堂教学带来了前所未有的冲击，也为教学改革提供了良好的契机．课程组于2012年成功申报《中学数学教学设计》为教师教育国家精品资源共享课程建设项目，构建了适合在校学生及社会学习者进行在线学习和交流的网络学习环境及资源，但要真正提高《中学数学教学设计》课程课堂教学质量，单纯靠网络教学资源还不够，迫切需要探索新的教和学的方式．为此，项目组依托精品资源共享课程项目的数字化学习平台，在《中学数学教学设计》课程中，设计、实施了“慕课+翻转课堂”线上教育和线下教育结合的教学模式[5]，着力培养数学师范生中学数学教学设计能力与教学实践能力，并提高其研究意识与研究能力，以适应基础数学教育课程改革的需要．

2 慕课与翻转课堂

在信息技术迅速发展的背景下，慕课、翻转课堂已成为高校课程、教学、学习方式改革转型的新方向之一[6]．与传统课程相比，慕课作为大规模在线开放课程，具有规模大、打破时空限制、开放程度高、可重复、强调学习体验和互动等基本特点．慕课背景下学生学习自主权在不断加强的同时也对教师的授课水平提出了更高的要求[7~9]．但许多大学在开发慕课课程过程中，出现了教学评价质量不高，中途辍学率较高等问题[10~12]．为弥补慕课在课程实施中存在的不足，同时保留其优点，有研究者开始设计“慕课+翻转课堂”这样线上教育和线下教育相结合的教育模式[5]．其中翻转课堂（Flipped Classroom）指教师创建视频并在网上发布，学生在家或课外通过互联网在线观看教学视频，完成任务清单中的学习任务，回到课堂上师生面对面交流、完成作业的一种教学形式[13~20]．

下面从课程设计、建设、实施、效果及课程改进等方面介绍“慕课+翻转课堂”教学模式下《中学数学教学设计》课程建设及实践情况．

3 课程设计

3.1 课程设计框架

《中学数学教学设计》从原来的高等师范院校数学专业设置的《数学学科教学论》中分化而来，其目的为改进学生学习方式和教学方式，切实改变当前数学师范生教学实践能力不足、缺乏研究意识和研究能力的现状，培养具有“育人为本、实践取向、终身学习”等理念及终身学习能力的高素质的数学教师．课程组于2013年成功申报《中学数学教学设计》为教师教育国家精品资源共享课程建设项目，随后积极建设课程网络资源且编写出版了配套教材，并以此为基础，设计、实施了“慕课+翻转课堂”线上教育和线下教育结合的教学模式．课程设计框架如图1．

图1 课程设计框架

3.2 课程理念与目标

《中学数学教学设计》以《教师教育课程标准（试行）》为指导，确定了如下教学理念，即坚持以人为本，以学生发展为本，培养学生质疑精神、批判精神、科学精神，从关注有效教学转变为有效学习，改革教学理念为先学后教，培养学生学习能力．

为了让学生尽快了解数学教育基本规律，掌握中学数学教学设计的方法，提升教学技能，以适应基础数学教育课程改革的需要．课程明确了如下建设目标．

（1）课程内容的建设以《教师教育课程标准（试行）》为指导，教学理念致力于每位数学教师的专业发展；教学以培养具有研究能力的高素质教师为目标；教学内容以体现先进性、创新性、实践性和发展性为基本原则．

（2）课程资源建设体现实践性．在课程资源建设中，坚持资源源自于基础教育实践基地，体现实践性的特点．

（3）通过提供大量的教学案例及中学数学教师的点评，加强高师数学教学与中学数学教学实践的联系，让学生尽快掌握中学数学教学设计的方法和手段，以提高师范生的教学设计能力及问题解决能力，同时提升学生的研究意识和能力．

（4）通过网络平台提供丰富的教学资源，给学生自主学习、自主探究提供机会，以培养学生自主学习、终身学习的能力．

4 课程建设

课程建设是落实课程教学理念与目标的重要前提，它包括课程内容选取、网络教学资源建设、课程教材编写出版，以及教学场所改革．这些课程建设项目的落实为课程教学理念及目标的实施提供了保障．

4.1 建设网上课程资源完善慕课建设

网上课程资源的建设主要完成制作教学视频与明确学习要求这两个部分．课程在线教学视频的录制与《中学数学教学设计》教材编撰同期完成，教学视频主题主要节选自教材内容，并邀请中学一线优秀数学教师一起授课．为保证视频教学效果，课程组聘请校外拍摄团队进行视频录像及后期制作，对内容较少的，采用知识点的形式进行教学，拍摄的录像时间相对较短；对于内容较多，逻辑性较强的知识点，拍摄的课堂教学录像时间较长，后期进行适当剪辑．

网上课程资源中的学习要求主要明确课程的学习目标、重难点、学习任务及评价考核要求．课程组在2014年6月基本完成了精品资源共享课程《中学数学教学设计》网络资源建设，将所拍课堂录像、课件及学习要求上传到爱课程网络平台，为学生自主学习、自主探究提供了丰富的在线课程资源．

4.2 构建立体化教材为翻转课堂提供条件

教材建设是精品资源共享课程建设的一个重要内容，课程组根据《教师教育课程标准（试行）》的要求，紧紧围绕对中学数学教学设计能力有重要影响的知识点，构建教材的框架和授课的内容，并积极开展教材建设．教材内容包含数学教育改革前沿知识，数学课堂教学的基本教学模式与教学方法，数学教学设计理论及分块设计方法等．特别地，根据上述《中学数学教学设计》在线教学视频内容，在教材中相应的章节附上二维码，以此联结课程教材与教学视频资源，读者只需通过手机扫一扫教材中的二维码，便能即刻观看爱课程网上《中学数学教学设计》相应章节的教学视频．

4.3 改革教学场所促进“慕课+翻转课堂”融合

课程组改变以往传统课堂教学为线上与线下相结合的教学．线上教学场所为爱课程网站精品资源共享课《中学数学教学设计》中．在完成上述网络资源与教材建设基础上，课程组于课前仍会不时地选择合适的《中学数学教学设计》相关资源上传至爱课程网，并在网上更新相关作业和思考题，不断完善慕课建设．

翻转课堂对课堂教学的改革主要体现在以下两方面，一是在课堂教学中，以专题讲座、学生展示、师生研讨为主要的教学形式；二是增加教学实践场所，课程组自2003年以来，在中小学建立了多个基础教育实践基地，为开展《中学数学教学设计》课程的实践教学提供了场所．

5 课程实施

课程实施主要为翻转课堂与慕课的融合．在正式授课前，课程组教师会组织学生在新学期开始前的假期（暑假或寒假）提前自学课程在线教学内容．在课程正式开始后，课程组仍会不定期上传学习资源，组织学生继续通过课前网上自学，完成基本作业，开展在线互动讨论，以此实现慕课学习．“慕课+翻转课堂”教学模式如图2．

图2 “慕课+翻转课堂”教学模式图

翻转课堂一方面体现在实际课堂中，课程组教师通过专题讲座、师生研讨、组织学生微格教学自我展示等形式开展教学．另一方面，课程组将《中学数学教学设计》中部分实践性强的课程内容放到中学，学生观摩现场教学后听取中学数学教师的点评，从而有利于加强高师理论教学与中学数学教学实践的联系，让学生尽快掌握中学数学教学设计的方法和手段．上述两方面的翻转课堂课时数即为课程规定的课时数，学生课前慕课学习的时间并不包含在内．

此外，课程组在课程实施中通过丰富教学方法，采用多元化方式进行教学评价，以提高《中学数学教学设计》教学的实效性．并通过鼓励学生参加与教学设计相关的课题研究，培养学生研究能力．具体课程实施、评价如下．

5.1 丰富教学方法

（1）采用讨论、探究式的教学方法．

在课堂教学中，教师将学生分成若干小组，并组织学生以小组为单位针对当前数学教学某一有争论或热点问题展开探究式讨论，同时也组织小组学生进行集体备课，为微格教学做准备．

（2）利用视频案例开展教学．

课程组自2003年以来，在中小学建立了多个基础教育实践基地，收集了大量的优秀教师课堂教学案例，为在教学中开展视频案例教学提供了有利条件．教师选取具有代表性的教学设计与教学视频案例，在课堂中组织学生通过小组合作讨论、学生自我展示等方法讨论教学设计与教学实施，以不断提高学生的参与度，激发学生的学习兴趣．

5.2 开展课题研究

课程组组织学生参与中学数学特级教师优秀教学设计案例库的建设，带领学生开展课题研究活动，提高师范生研究能力．在课题研究中，由学科导师和课程专业导师共同研究公布选题，吸引学生加入研究团队开展研究，较高质量地完成了学年论文与毕业论文．

5.3 改革习题和作业模式

习题、作业对提高教学质量有着十分重要的意义，课外作业是课堂教学的延伸，课程组将从原来简单的识记型的作业改革为调查、研究型作业，并结合模拟上课以提高作业效果．改革后的课程作业如下所例．

例1 写一篇小论文，试论述三角形在中学数学中的地位．

该作业需要学生在查阅文献资料、并仔细阅读、理解教材的基础上才能完成．

例2 不同的教师将教材引入课堂的方式有3个阶段：接受、改编、消化，请谈谈你的看法，并谈谈如何有效应用这3种引入方式．

例3 分组研讨法：体现集体备课，学生分工、合作、协调能力：

（1）九年级：二次函数；

（2）八年级：梯形；

（3）统计：抽样．

作业要求呈现：（1）备课的过程；（2）说明二次函数/梯形/抽样的教学地位、背景、学情、教材分析、教学方法的选择、教学流程的设计、教学效果的预测、存在的问题及其解决策略；（3）撰写说课稿；（4）说课；（5）模拟上课；（6）课后讨论；（7）如何改进．

5.4 改革评价模式

课程组结合学生在线上、线下的学习情况对学生进行综合评价．线上学习评价包括学生在网络平台的笔记、提问、评论及上传的作业；线下学习评价包括学生平时课堂表现、自我展示、小组合作研讨情况．其中自我展示主要指微格教学展示，课程组教师通过建立微格教学的教学评价体系与方案，对师范生开展教学技能分项训练，以期取得良好的教学效果．

6 课程实施效果

自2014年“慕课+翻转课堂”教学模式下《中学数学教学设计》课程实施以来，随着网络资源的不断完善，课程实施效果越来越显著，下面将从慕课课程使用情况、翻转课堂实施现状及师范生教学技能竞赛这几个方面介绍课程实施的效果．

6.1 慕课课程培养学生自主学习及终身学习的能力

课程组通过不断完善慕课建设，在网络平台为学生提供了丰富的教学资源，给学生课后自主学习、自主探究提供了机会．一方面，学生可根据教师课前通过网络平台布置的相关作业和思考题，自行完成作业并通过网络平台上传，其作业在平台上可公开阅览；另一方面，学生在观看教学视频的同时，可以在线做笔记、评论并提问，也能在网络平台对课程进行评价．课程组教师有针对性地对提问、评价及时在网上作出回复，其他学生也能参与这些提问的互动，从而实现课后在线教学的师生、生生互动．此外，该课程的所有作业都课程组教师也经常会在课程网络平台更新课程相关资源．从课程在网络平台上线以来，师生在线上互动频繁，截至目前学为止，课程网络平台的访问量为48 541，资源基数达224，师生评论数超过2 000，学生提问、教师答疑数近200，学生笔记数超过5 677．

6.2 翻转课堂实施效果明显

由于学生在课前已在线进行了预习，因此，在教学前期，教师选取优秀中学数学教学设计、课堂教学录像的案例等素材，数学教育学科前沿知识、热点问题，以专题讲座、师生集体研讨的形式开展教学．学生在课堂教学互动中表现十分积极．在教学后期，教师组织学生分别以个人和小组合作的形式多次就某一课题进行教学设计，随后组织学生微格教学．课程组教师全程在微格监控室观察学生教学情况，对学生的教学设计与微格教学进行针对性指导．

此外，课程组教师借助在基础教育实验基地组织教研活动的机会，带领学生进入中学，听取优秀教师现场讲授典型的中学数学课．课后授课教师与课程组教师带领学生结合教学设计共同研课，切实加强了学生对中学教学设计理论与教学实践的联系，提高学生教学设计能力与教学技能．

通过一系列的教学改革，取得较为显著的教学效果．例如，杭州师范大学数学师范生在参加教师资格证笔试、面试中通过率较高，在2016年3月举行的全国数学教师资格证笔试中，学生虽然没有学完《中学数学教学设计》（该课程安排在三年级春季），但学生在寒假中举行了网络学习，《学科专业知识与教学能力》通过率超过90%，通过率在同类院校中名列前茅．

6.3 学生参加数学教学技能竞赛表现出色

杭州师范大学数学师范生参加省、全国师范生教学技能竞赛也取得了很好的成绩，其中，2015年参赛学生是2014年6月《中学数学教学设计》网络资源上线以来第一批参与“慕课+翻转课堂”教学模式教学的学生．与前两年相比，2015年不论在获奖人数还是在名次上都有所突破，如，首次获得浙江省高等学校师范生教学技能竞赛数学组一等奖；首次获得教育部举办的东芝杯中国师范大学理科师范生教学技能创新大赛数学组二等奖．

研究发现，参赛学生在教学设计、对教材中数学内容本质理解及课堂教学等方面都表现出色，这与《中学数学教学设计》新教学模式的学习及课程组教师的指导密不可分．

7 思考与建议

《中学数学教学设计》在精品资源共享课程背景下进行“慕课+翻转课堂”的教学模式改革，不但为数学师范生创建了在线学习和交流的网络学习环境，同时更为学生提供了中学数学教学技能演练的场所．这对促进数学师范生教学能力的提升，培养一批具有先进教学理念、扎实教学技能的优秀教师后备力量起到了十分重要的作用．

但，课程改革仍在继续，如何不断更新、构建合适的网络学习资源，以激发学生学习兴趣，提高学生线上、线下参与度等问题，仍是课程组值得关注的课题．此外，改革课堂教学内容、创建与实施，以教师专业化为导向的教师职前培养、入职教育和职后培训为一体，以自主、开放、综合为特色的数学教师教育课程体系也是该课程建设今后努力的方向．

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[责任编校：周学智]

Application Research on Combining Flipped Classroom and MOOC Model in the Course of Mathematics Teaching Design in Middle School

YE Li-jun1, SI Hai-xia1, TANG Xiao-min2

(1. College of Science, Hangzhou Normal University, Zhejiang Hangzhou 310018, China;2. College of Science, Huzhou Normal College, Zhejiang Huzhou 313000, China)

Combining flipped classroom and MOOC model in the course of mathematics teaching design in middle school provide an opportunity for strengthening the mathematics teaching in normal university and middle school, promoting pre-service teacher’s teaching skill, and implementing the teaching idea of learning first then teaching, shifting from focus on effective teaching to effective learning. Based on perfecting online course resources and constructing three-dimensional teaching material, we reformed the teaching methods, teaching places, evaluation pattern, and so on. The implementation of course improved the classroom teaching quality and pre-service teacher ' mathematics teaching skills indeed.

MOOC; flipped classroom; mathematics teaching design in middle school; course construction

G420

A

1004–9894（2016）06–0076–04

2016–08–10

教师教育国家精品资源共享课程建设项目——中学数学教学设计（ZX13007001003）；浙江省高等教育教学改革项目——地方高师院校中学数学卓越教师培养核心课程建设及教学改革实践研究（JG20160151）

叶立军（1969—），男，浙江建德人，教授，博士，硕士生导师，主要从事数学教育研究.