应用型高校翻转实验课程教学改革的研究

钱明珠+汪小宝

摘要：近几年，教育部提出关于本科高校向应用型转变的指导意见，其中要加强实验实训实习基地建设。明确指出按照工学结合，知行合一要求根据生产，服务的真实技术和流程构建知识教育体系，这对学生的实验实训实习的指导提出更高的要求。为了适应应用转型发展的需要，笔者主要结合我院虚拟仿真实验中心和自身所带课程的实验教学进行翻转改革，主要围绕改革的动机、目的、手段和具体实现的过程进行研究、探讨，构建相应的操作模板，为进一步推进实验教学改革进行不懈努力。

关键词：翻转实验；虚拟仿真中心；微实验；转型发展

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0151-03

Research on the Teaching Reform of Experimental Courses in Applied Universities

QIAN Ming-zhu， WANG Xiao-bao

（Huanggang Normal University， Huanggang 438000， China）

Abstract： In recent years， the Ministry of education put forward the guiding opinions on the transformation of the undergraduate colleges and universities， which should strengthen the construction of experimental and practical training base. Clearly pointed out that in accordance with the engineering， the unity of knowledge requirements based on production and services to the real technology and process to construct knowledge education system， the guidance of this experimental training on students' practice put forward higher requirements. In order to adapt to the needs of the application of transformation and development， the author mainly combined with the experimental teaching of our school and its curriculum reform， mainly focus on the motivation of reform， the purpose of reform， the reform measures and the specific realization of the process of research， discussion， Construction of the corresponding operation template， in order to further promote the reform of experimental teaching and make unremitting efforts.

Key words： Turning test；virtual simulation center；Micro experiment；Transformation and development

1 实验课程教学改革的动机

随着网络覆盖率不断扩大，尤其是无线网络广泛应用，加之虚拟技术的成熟，研究人员开始认识到虚拟仿真实验教学中心在教育教学领域的巨大应用价值。它除了可以辅助高校的科研工作开展，尤其在实验教学方面具有利用率高、易于维护等诸多优点。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（高教（2012号）精神）。根据《教育信息化十年发展规划（2011-1020年）》（教技20125号）要求，2013年8月教育部印发了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（教高司函（2013）94号），正式启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。我院成功申请省级虚拟仿真实验教学中心，这为笔者实验教学改革奠定坚实的平台基础。为提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力资源强国的目标，不斷深化教育教学改革。近几年，随着美国林地公园高中和可汗学院的成功教学模式——翻转课堂风靡全球，我国也在不断进行探索研究适合我国国情的翻转课堂。为了进一步加快我国的教育教学改革，国家通过各种激励方式鼓励各级各类学校学院进课堂教学改革——翻转课堂。理论教学可以进行翻转，实验课程也可以翻转，笔者借助翻转课堂的思想，进行翻转实验课程的构建来改进实验教学环节。

2 实验课程教学改革的目的

实验教学是整个教学过程中一个十分重要的环节。随着教学改革的不断深入，理论教学与实验教学比重由十年前3：1，逐步提高到现在1：1，甚至达到1：2。学生完成好实验教学环节，对知识的理解非常直接。有这样一个近期的案例：在上一个合班的C语言课程，由于上实验课时间安排原因，有两个班一次实验课没有上，而另一个班上过两次。但理论课程一直都在同步进行，当课堂提问，上过实验课的班级明显比没有上实验课的班级要积极踊跃，而且理解更正确。为了让实验环节更加能够促进理论教学环节，加强学生自我学习能力，改进传统的实验模式，提出新的实验模式——翻转实验。用微实验视频让学生提前了解实验过程（如某个知识点应如何操作能更有效实验）并完成课前实验任务指南，实验课使用课堂实验任务单按要求实验，实验课后完成实验回馈单。翻转实验让学生通过自我实践，发现问题，提炼问题，并进行有针对性实践。实现在实验中深化知识的认识，促进理论知识的理解，并达到触类旁通。

3 实验课程教学改革的手段

现如今随着互联网通信技术不断发展，人们生活节奏随之加快，与此同时人们更愿意享受简单、便捷、有趣、高效的生活方式和学习方式，由此衍生出各种“微”事物，如微博、微信、微电影、微课堂……同时，微型学习资源日渐丰富，笔记本电脑、智能手机、平板电脑等新媒体的出现，尤其是智能手机的出现，它有力地推动着这股“微”潮流的发展，使得各种“微” 事物无孔不入地钻进人们生活的方方面面[1]。在教育领域，学生可自由支配的时间相对越来越少，而碎片时间还是很多，如：课间休息时间、吃饭的时间、晚上休息前的时间等。如果把这些碎片时间利用起来，将会起到事半功倍的效果。针对学生碎片时间而产生的微学习，越来越受到教育界的重视，由此而提出“互联网+”教育。为了更好服务信息技术教育，国家联合各部委启动虚拟仿真实验教学实验中心的建设，中心的建设为优质资源，如微视频、为教案、微课件、微实验等提供存储，使用和管理的平台，更能够提供仿真实验。翻转实验教学，借助我院省级虚拟仿真实验教学中心，搭建虚拟仿真系统，同时构建服务平台，为优质资料发布，信息反馈的完成，师生评价的进行提供支持。

4 翻转实验的设计与实现

传统的实验模式是老师布置基本实验任务，学生课堂上机实践，课后完成实验报告。与传统的实验教学模式不同，在“翻转实验式教学模式”下，学生课前掌握实验原理和操作流程学习，而上机课堂完成拓展练习，把课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的实验教学效果。翻转实验内容的开发是一个十分繁杂的系统工程。一般包括实验选题设计、微视频拍摄、后期完善、平台发布、课堂实施、评价反馈等环节。

4.1 翻转实验的课前教学设计

学生课前掌握实验原理和操作流程是利用微实验视频辅助完成学习，视频应用在教学上并不是新鲜事，但为什么没有引起教育教学的极大关注，而翻转课堂却引起全球教育界的关注，主要是教学视频短小精悍，教学信息清晰明确，重构学习流程等。

（1）选题设计。翻转实验的选题要精简，要点明确，或直接针对关键实验原理、或重点操作步骤，或难理解知识点，或课后拓展延伸，亦可以是经验展示、或方法传授，但避免与课堂理论教学内容冗余。

（2）时间设计。微实验的时间一般5～10分钟之间， 这正好符合碎片时间的特征，也符合人对信息集中关注的时间要求。

（3）资源设计。微实验选取的教学内容一般要求指向明确、主题突出、相对完整。它以实验教学视频片段为主线安排教学设计、多媒体教学素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈及学科专家的点评等相关教学支持资源，构成一个主题鲜明、结构紧凑、类型多样的“主题单元资源包”，营造一个真实的“微教学资源环境”[2]。

（4）语言设计。翻转实验教学中，有一个课前环节，要求学生自主学习，这时没有没老师管理，要让学生对老师提供的资源敢兴趣，除了内容本身外，老师在视频录制中语言的组织和语音、语调的控制显得尤为重要，达到“说文解字”的效果。

4.2 微实验课教学的设计模板

微实验教学主要建立在完成理论教学的基础上，进行更深入直接的操作教学。这样改革主要有两个面原因：（1）针对当前高校理论教学时间有限，老师上课更注重理论知识的讲授，而轻实践操作；（2）针对实践教学时间和理论教学不同步，先理论，后实践，而且中间相隔数周时间，即便老师上课有操作，学生课后不跟进操作，等到上机实践的时候，学生几乎把学的技能都还给老师。为了让学生能更好地完成实验环节，从而构建微实验教学：通过微视频快速再现原理技能，重点加强操作演示，批注关键操作点、易疏忽点、易错点或难点等完成无课前准备，课中有老师在场的情况下重点进行知识拓展训练，完成课上练习。为了更好通用实验教学，建构了微实验教学设计模板（如表1 所示）来引导翻转实验课程开发者使用稳定的结构框架，对思路、内容、资源等进行有效的设计。

课上实验执行单主要提供给有教师在课堂上指导学生进行实验时学生完成实验后填写的资料。在课上执行单中老师要提供实验素材，学生以小组为单位，按照实验目标以及课前学习情况提炼信息，借助仿真系统，配合老师现场指导，完成基础实验和拓展实验任务，然后以小组为单位进行课堂展示或个人展示，增强学生的成就感。结合个人的实验教学操作归纳课上实验执行单模板：

对于教师来说没有反馈的教学是盲目。老师上课通过提问，出题给学生解答，都是想从学生那里获取反馈，从而了解自己传授的知识是不是成功地让学生获取。而现在高校更多的还是沿用传统教学，上课的反馈机制（提问）还在使用，但效果极其微弱。究其原因：（1）老师为了教学进度，尽可能缩短提问时间；（2）学生不重视反馈环节，对老师的提问，要么直接照書念，要么不回答，要么说“不知道”。在翻转实验教学中，把反馈环节留在课后完成，节约上课时间，学生也可以根据自己的情况总结学习问题，借助网络平台反馈给老师。老师获取学生的反馈，及时批注后，再反馈给学生。与此同时，老师借助云服务来分析学生存在重点问题或难点问题，从而指导后续实验的组织和安排，达到更适合学生学习的目的。

4.3 改革预期达到的效果

经过一个学期改革的实践，学生动手率由原来的50%提高到95%以上，并由原来仅仅只是为了完成任务而实验的思想，转变成主动与老师或同学探讨解决问题的意识。实验教学改革是一个周期较长、不断探索改进的过程，需要在理论研究的基础上进行不断实践并总结，找到更适合现代教学的新路子，新方法，尤其是对学生激励措施方面进行更有效的研究，为培养更适应现代环境的学生不断地探索。并不断向提高学生动手能力，加强学生自己学习知识的能力，探求知识的能力，查阅资料和运用资料的能力，并增强团队效应，促进人与人之间的沟通，协调能力，为培养更有实际应用能力的高素质人才的方向努力。

参考文献：

[1] 张琛.微课程的设计与制作.中国职业技术教育[J].2013（35）.

[2] 黄建军，郭绍青.论微课程的设计与开发.现代教育技术[J].2013（5）.

[3] 中国微课[OL].