基于翻转课堂的“高频电子线路”分布式教学模式探索与实践

2017-07-07秦丹阳

黑龙江教育·高校研究与评估 2017年7期

秦丹阳

摘要：现代通信技术的迅速发展离不开信息学科教学建设的不断完善。文章以电子工程类学科的“高频电子线路”理论课程部分内容为重点改革目标，以翻转课堂作为改革手段，从教师学生角色互换、课前教学资源完善、课上教学手段创新和课后评价方法调整等方面进行深入研究和分析，较大限度地发挥了翻转课堂的优势，通过分布式教学来实现真正意义上的分层分类施教和异步教学培养，构建了完整的理论教学体系，从而为提高电子信息类人才培养质量与学科整体教学科研水平做出一定的贡献。

关键词：翻转课堂；分布式教学；高频电子线路

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）07-0008-02

高等教育是现代文化思想与技术传播的重要途径，承担着提高民族素质以及国家科技实力的神圣使命。课堂教学是教育的关键和核心，其方法与效果直接影响人才培养的质量[1-2]。电脑、多媒体以及互联网技术的不断发展，使得信息化进程快速推进。当网络与交互覆盖到全球每一个角落时，教学方法、教学手段、教学目标、教学模式、教学过程、教学角色等都发生了翻天覆地的变化。《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》明确指出：“教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心。”[3]不断创新的高等教育形态是民族进步的重要保证，也是国家发展的不竭动力。高等院校创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养。随着国际竞争的不断加剧以及高等教育从量变到质变的转化，教学效果与效率的提升成为高等教育教学改革的重要目标。“信息化”和“主动性”成为改革的重要切入点。前者立足于教学手段，涉及技术更迭的快速性、知识传播的及时性以及教学对象的泛在性；后者立足于教学对象，涉及学生态度的主动性、教学组织的合理性以及教学材料的多样性。

一、高频电子线路传统教学法分析

无论是我国的信息与通信类学科、欧美的Electronic Engineering（电子工程），还是韩国、日本的信息情报类学科，“高频电子线路”都属于学生在本科阶段需要学习的一门重要的专业基础课。由于对理论性、工程性和实践性要求较高，课程内容又涵盖许多抽象知识和复杂电路，因此，“学生难学、教师难教”使其成为学生心目中的专业课“四大天书”之一。为此，国内外许多高校不断尝试采用新的教育教学模式，并推出相关的课程教学改革，饱受低效率诟病的板书教学被大量多媒体、网络教学以及实践教学所取代。然而，分析不难发现，这类改革基本局限于形式改革而非实质改革。因为不论何种方式，几乎毫不例外地采用了“起于概念定义—引入原理方法—逐渐计算推导—得到公式结论”的传统范式。综上所述，“高频电子线路”传统教学方法主要存在以下问题。

（一）课程难度本身降低学习信心与兴趣

电子信息类专业课程本身具有一定难度，特别是学习“高频电子线路”理论知识时，需要具备“电路分析”、“模电”、“数电”等课程基础，概念多、公式多、电路多、分析方法多等都导致学生对专业缺乏学习兴趣，甚至出现畏难情绪，最后学生的学习动力不足、自信明显下降。

（二）学时量有限易造成学习瓶颈

专业课教学学时有限使得集中授课效率表面看上去有所提高，但实则不然，学生保持高专注度的时间一般不会太长。“课堂片段化”处理在一定程度上提高了课堂效率并延长了饱和时间，但本质上信息量扩容效果却不尽如人意。这种学时固定受限而吸收曲线不断下降的矛盾使得真正的课堂效率非升反降。

（三）授课同卷考核难以实现知识点全面捕捉

在专业课学习过程中，知识点往往需要置于应用实例中与实际相结合才能更直接地获取。因此，应用类问题设置的本身虽然具有更实际的意义，但任何知识点的缺失或衔接问题都可能导致考核失败。考核目的并非限于狭义的分数，而在于知识传授的本身。不同程度的学生在理解力和接受力方面存在差异，传统“同科同授”和“同授同时”无法满足分层教学需要。

二、基于翻转课堂的“高频电子线路”分布式

教学模式的实践探索

2011年Salman Khan在TED（Technology Entertainment Design）年会上介绍了Khan Academy（可汗学院）的数学教学视频授课经验后，翻转课堂（Flipped Classroom）这种新型的课堂模式便进入教育学家的视线[4]。随着麻省理工学院课件开放、耶鲁公开课、可汗微课等大量优秀教学资源的涌现，翻转课堂不断出现在各大高校的各种课堂中。截至2016年年底，全球已有9个国家的65个城市系统化开展了翻转课堂的探索和教学改革。我国高等教育领域，翻转课堂实践多出现于文史、哲学以及语言类学科中，理工科相对较少，这与学科特点有关。翻转课堂的形式不是教育的关键，如何利用这种形式提高教学效果和效率才是需要关注的内容。为此，本研究立足于黑龙江大学“积极创设信息化学习环境，努力推进学习方式和教育模式创新”的基本方针，以电子工程类学科的“高频电子线路”理论课程部分内容为重点改革目标，以翻转课堂作为改革手段，从教师学生角色互换、课前教学资源完善、课上教学手段创新和课后评价方法调整等方面进行深入研究，较大限度地发挥了翻转课堂教学方法的优势，打破同課同考的传统格局，通过分布式教学方法来实现真正意义上的分层分类施教和异步教学培养，从学习机制、教学模式、教学内容以及考评方法等四个方面入手，构建了完整的理论教学体系。所构建的教学体系采用网状结构，包括内容导向和课程导向两个正交维度，内容导向主要包括以下几个方面。

（一）建立主动式学习机制

本研究成果应用于高频电子线路课程，更关注学生的中心性和教师的主导性。在整个教学过程中，将引导和启发置于更高的位置，改变教师的“独角戏”，强化学生主体意识。翻转形式得以保证的重要手段就是启发性问题的设置，引导学生完成课前环节的学习。课后，需要指导学生自行对问题进行总结和回顾，帮助学生从被动教学的接受者转变为主动教学的参与者。

（二）构建分布式教学范式

传统教学模式，不论采用何种多媒体手段，都属于集中同步式教学，将所有授课对象作为整体，但考虑个体间理解力的差异以及对知识点消化时间所需的不同，所构建的分布式教学“化集中为分布”、“化整课为模块”、“化按量为按需”。此外，建立了个性化的学习环境，实现了一定程度上的差异化教学，并结合视频和多媒体手段，利用相关软件制作了更为直观的教学视频。

（三）模块化课程教学内容

在教学内容模块化分割中，将课程的部分内容以数字化方式呈现，并链接其他外部开放资源，教学内容多以简短视频和测验等形式将授课内容小单元化，以知识点作为教学结构主体，以便帮助学生理解吸收。在模块化处理方面，兼顾知识点分割与课前环节微视频处理，设计接丙类高功放、LC振荡器、调幅发射与接收系统、调频发射与接收系统以及变频器等5个大类，每个大类中设置3—4个知识点子模块，以帮助学生在课外翻转环节预习和复习。

（四）立体化教学考评方式

基于翻转课堂的分布式教学体系在教学过程上做了巨大的变革，为此，考核方式也随之从平面化向立体化转变，立体化的考评方式不仅仅对学生的知识掌握情况进行诊断，还需要给出学习的指导意见和反馈。立体化考评机制将从预习效果、课上互动、课后反馈等多维立体化层面进行评价，以实现矫正和激励的作用。

“高频电子线路”翻转课堂将知识的传授过程和内化过程翻转，分布式异步型教学改革的顺利进行还得益于网状结构的课程导向维度，主要包括课前、课中和课后的“三段式”学习模块，连接三个学习模块的重要纽带是环境创设和活动学习，具体包括以下几个方面。

1.课前学习设计模块。首先涉及教学材料的准备，包括微视频、falsh以及仿真图形和实际电路，针对不同教学内容的难易程度和学生理解的差异性制作了初级、中级和高级3个版本的材料；其次，确定任务书，学生需要通过学校内网平台领取，并完成相应的课前练习和课上所需的问题列表。

2.课中学习设计模块。基于翻转课堂的“高频电子线路”分布式教学机制的典型特点在于最大化开展课前学习，并不断按需延长学习时间提高学校效率，而关键点在于更好地通过课堂活动设计最大化知识传递。首先，确定问题，从分布式教学改革的内容中区分不同难度选择相应问题，指导学习分析探索；其次，协作学习，针对学生感兴趣的问题总结3—4个讨论题，学生每6—8人分组进行讨论，相互评价。每组讨论结果形成电子版上传。在协作学习环节过程中，教师需随机入组，给予指正与解答。

3.课后反馈设计模块。反馈部分包括评价，但不等同于评价，需要由教师、组员和本人共同完成。实践过程中更加强调原始数据记录、体会表、互评表以及学习日志等全面的总结，形式上也进行一定的突破，包括课前课中、网络测试以及主观考核等更加立体化和全面化的考核機制。

三、分布式教学实施效果分析

本课题主体实施于黑龙江大学电子工程学院通信与信息系统学科通信工程、电子信息工程与电子信息与技术等专业，通过部分内容模块化翻转以及分布式教学改革，取得良好实践效果，主要体现在以下几个方面。

1.使学生能够按需控制学习进度，在寝室、自习室或者图书馆自行学习，从而更加轻松高效低压的吸收并掌握知识，在一定程度上实现定制学习。结合手持终端与泛在网络接入从而有效提高了学习效率。

2.分析对比各视频材料观看频度可以更好地掌握

难点所在，从而全面提升课上环节的师生间互动和成员间互动，使得在课上社交探索与成果交流过程中的针对性更强，并在一定程度上提升了学生的主体意识。

3.促进了学生优越性心理向自信心的转化。通过分布式教学体系，学生按需对进度掌控并在一定程度上开始学会独立发现问题、解决问题，并通过社交探索和协作学习建立优越性心理，从而促进主动学习的良性循环。

4.立体化考评体系从多维度对学生进行评价，结果更客观并具有更大的指导意义。通过改变终端型全试卷化评价方式，采用分布式多阶段多维考评使得学生从多次多项课前练习中获得预备知识，有的放矢的课中协作学习再次加深印象，多次多项课后测试不断巩固完善知识内化。

参考文献：

[1]S.Denchev，I.Pavlova，P.Miriyana.The Reform of

Higher Education through Alternative University

Teaching Models[J].Creative Education，2016，（2）.