翻转课堂教学模式在农业机械与应用实验教学中的应用

唐明祥, 丁雪梅, 张晓君, 温海娇, 王聚斌, 都兴林

(1. 吉林大学 植物科学学院, 吉林 长春 130062； 2. 吉林大学 动物科学学院, 吉林 长春 130062；3. 吉林大学 教育技术中心, 吉林 长春 130012)

实验课程改革

翻转课堂教学模式在农业机械与应用实验教学中的应用

唐明祥1, 丁雪梅2, 张晓君3, 温海娇1, 王聚斌1, 都兴林1

(1. 吉林大学 植物科学学院, 吉林 长春 130062； 2. 吉林大学 动物科学学院, 吉林 长春 130062；3. 吉林大学 教育技术中心, 吉林 长春 130012)

在实验教学中对翻转课堂教学模式进行了探索和实践。通过对“农业机械与应用”教学内容、教学模式、考核方式的改革,极大地提高了学生的学习兴趣,对于培养学生的自学能力、实际动手能力、语言表达能力和逻辑思维能力起到了积极的促进作用。

翻转课堂； 农业机械与应用； 实验教学； 数据分析

“农业机械与应用”是我校植物科学学院农学、资源与环境、生物技术(植物)3个专业开设的专业选修课。由于这些专业的学生都没有机械方面的基础知识,他们很难理解各种机械的结构与工作原理,同时,开设课程的实验学时数少、时间短,师资力量也较为薄弱,以及资金投入不足使得教学设施满足不了实验课程的需要,此外,沿袭传统的教学方法、教学手段等也是造成实验教学低效的原因之一。近年来,在讲授这门实验课程的基础上,采用了翻转课堂的教学模式,对教学内容、教学模式和考核方式进行了全面改革,取得了良好效果。

1 翻转课堂概述

翻转课堂是指授课者应用计算机和网络技术,采用教学视频等方式将知识传授的过程放在课外,将知识内化的过程放在课内,使学生之间、师生之间有更多、更深层次的沟通和交流[1]。美国的Jon Bergmann和Aaron Sams最先提出翻转课堂教学模式[2-3],之后,实验教学的翻转课堂教学模式在教学实践中不断地被完善[4-7]。学生自定计划,充分利用零星时间聆听或观看学习资源,为上实验课做好充足的知识储备。

2 教学内容的调整

农业机械与应用共开设3个实验,6学时,分别是：内燃机、拖拉机的使用，铧式犁、圆盘耙的使用与调整，播种机的使用与维护。以往皆是认知性教学内容,即教师讲解为主,主要介绍各实验所涉及的典型机械的结构和工作原理,学生没有动手操作的时间,实验效果较差。鉴于此,对实验内容进行了必要的调整,在第一个实验中设计了气门间隙的检查调整、内燃机的启动2个综合性实验,在第三个实验中增加了电控指夹式排种器的使用与调整综合性实验。这些内容在教师的指导下由学生亲手操作,提高了学生上实验课的兴趣,学习由被动转变为主动,提高了课堂效率。

3 采用翻转课堂教学模式的实验教学

由于农业机械与应用教学内容的调整,传统的教学模式已不再适宜。基于实验教学内容的调整,在实验教学中采用了翻转课堂教学模式,并构建了该课程的翻转课堂教学模式(见图1)。

图1 农业机械与应用实验教学的翻转课堂教学模式

翻转课堂教学模式下,学生课前观看教学资源、阅读实验指导书、预写实验报告、接受小测验、学生之间和师生之间交流以及课堂回答问题、做实验、师生之间和学生之间交流、完成实验报告。QQ群则是在实验教学整个过程中师生之间和学生之间交流的平台。

翻转课堂教学模式下教师准备的材料主要包括微课、实验指导书、Word、Excel和PPT等文件。微课主要以视频、动画等形式展示机械的结构、工作原理、维护保养等内容,变抽象为生动、直观,有助于学生的理解,从而达到课前预习的效果。这些录像一般控制在10 min左右。由于该课程的实验课时比较少,针对这门课程的实际以及学生是非机械的涉农专业,通过调研、查阅相关材料并结合教师的科研等情况,精心编制了《农业机械与应用实验指导书(非农机类)》,该书涵盖了课程所涉及的全部实验内容,同时又增加了学生应该掌握的内容,是学生学习的重要参考书；而Word和Excel文件则是教师根据学生的实际准备的一些有关实验的辅助内容。教师在制作教学资源时,一定要注重引导设计[8]以及思维的可视化设计[9]。所谓思维的可视化就是用图示技术将学习过程中的思考方法和思考路径体现出来,使其直观明了。实现思维可视化所用的工具主要有概念图、思维导图及流程图等[10]。在这部分内容中设计了一个直观且容易理解的流程图(见图2),对学生预习起到了清晰的引导作用。

教师先于实验课3周之前把实验内容按照时间顺序上传至QQ群,并且提前1周通知,学生根据自己的实际情况自主安排学习进度,加强学生对实验目的、内容等的理解,并标出或记录下预习过程中不懂之处,通过QQ或电话请教或交流,以及学生之间进行交流；教师根据Word文件中的重点、难点、疑点设计出思考题,并对学生进行小测验。比如在气门间隙的检查调整这个内容中设计了几个问题:气门间隙的概念、气门间隙过大过小的危害以及如何找准发动机第一缸的压缩上止点等。

上课过程中,必须对学生进行必要的提问,这样可以掌握学生对实验的了解程度。在实验过程中,对学生在实际操作过程中遇到的问题进行各种提问和指点，比如在学生进行气门间隙的检查调整中找到第一缸压缩上止点后,如何推断每一缸的进、排气门处于什么状态,从而判断该检查调整哪些气门,教师可以进行点拨,即根据发动机的工作顺序以及配气相位的关系来进行逐一推断,这样学生就比较容易理解了。

图2 气门间隙的检查调整的流程图

总之,通过对学生进行理论知识的点拨,让他们理清各知识点的关联性,不断思考更深层次的问题。紧接着还要进一步总结与提升,目的是让学生不仅要知其然更要知其所以然,并且还能够使学生举一反三、触类旁通、学思通达。由此达到使学生上课不再盲目,学会在完成实验任务的过程中建构知识,真正让学生懂得只有认真、反复实验操作才能达到熟能生巧,更好地掌握各知识点。

4 考核方式的改革

考核方式对实验教学非常重要,也是提高学生上课积极性的关键。以往的考核方式是出勤率占30%、课后实验报告占70%；改革后的考核方式是出勤率占20%、课前实验报告占20%、回答问题占20%、课后实验报告占20%、在QQ群中交流或在课堂师生之间交流以及学生之间交流占20%。

5 教学效果评价

对农学2012级51名学生和2013级52名学生分别采用传统教学模式和翻转课堂教学模式。实验教学效果评价包括客观评价和主观评价,前者根据实验报告成绩,后者根据问卷调查结果,利用SPSS19.0进行数据分析,结果见表1。

正态性检验结果显示2012级实验报告成绩P=0.737>0.05,2013级学生实验报告成绩P=0.635>0.05,即均服从正态分布,可以采用独立样本t检验。方差齐性检验结果显示,P=0.022<0.05,故方差不齐。独立样本t检验结果显示,P=0.029<0.05,即2013级学生实验报告成绩(91.7±4.1 分)高于2012级(89.4±6.2 分)。χ2检验结果显示,2013级学生的实验报告成绩优秀率≥90分,对提高学习兴趣的满意度、对提高自学能力的满意度以及对教学方法、教学方式的满意度均高于2012级(P<0.05)。

表1 农业机械与应用实验教学效果评价

注：表中实验报告成绩为平均值±标准差。

6 结语

通过采用翻转课堂教学模式,对农业机械与应用教学内容、教学模式、考核方式进行改革,极大地提高了学生的学习兴趣,培养了学生的自学能力、实际动手能力、语言表达能力和逻辑思维能力,提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在今后的实验教学中,要密切与实践和科研结合,不断更新教学内容、教学方法和教学手段,将汽车拖拉机学和农业机械学等相关学科知识充分融入到本课程的实验教学中。

References)

[1] 王珅,高慎阳,于金玲,等.翻转课堂教学模式在畜牧微生物学实验教学中的建立与应用[J].黑龙江畜牧兽医,2014(16):137-138.

[2] 张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育, 2012(3):9-10.

[3] 何朝阳,欧玉芳,曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究, 2014(2):148-151, 161.

[4] 陈怡,赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术,2014,24 (2):49-54.

[5] 丁雪梅,张晓君,王鹏,等.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用研究[J].实验室研究与探索,2015,34(6):207-212.

[6] 宋金璠,郭新峰,石明吉,等.翻转课堂在大学物理实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2015,32 (3):33-39.

[7] 梁中,陈波,于泠,等.基于手机微信的信息安全翻转实验课堂教学实践[J].实验技术与管理,2016,33 (10):156-160.

[8] 张晓君,李东哲,陈雷.微课程视频制作中的注意引导设计[J].现代教育技术,2013,23(8):105-107.

[9] 刘红霞,赵蔚,陈雷.基于“微课”本体特征的教学行为涉及与实践反思[J].现代教育技术,2014,24(2):14-19.

[10] 崔应霞,李龙澍.汇编程序流程图生成算法研究与实现[J].计算机工程与设计, 2009(9):2279-2282.

Application of flipped classroom teaching mode in experimental teaching of Agricultural Machinery and Application course

Tang Mingxiang1, Ding Xuemei2, Zhang Xiaojun3, Wen Haijiao1, Wang Jubin1, Du Xinglin1

(1. College of Plant Science, Jilin University, Changchun 130062, China; 2. College of Animal Science, Jilin University, Changchun 130062, China; 3. Educational Technology Center, Jilin University, Changchun 130012, China)

In the experimental teaching, the application of the flipped classroom teaching mode is explored and practiced. Through the reform on the teaching content, the teaching mode and the assessment methods for Agricultural Machinery and Application course, the students’ learning interest is greatly raised, which plays a positive role in cultivating students’ self-learning ability, practical ability, language expression ability and logical thinking ability.

flipped classroom; agriculture machinery and application; experimental teaching; data analysis

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.047

2017-03-30 修改日期：2017-04-05

吉林省高教学会高教科研课题2017年度立项课题“翻转课堂教学模式在涉农专业机械课程实验教学中的应用研究”(JGJX2017D5)；吉林省高教学会高教科研课题2017年度立项课题“引入翻转课堂的高校实验课程混合式教学模式的探索与实践”(JGJX2017D6)

唐明祥(1968—),男,四川宜宾,硕士,高级实验师,研究方向为农业机械学E-mail：279222513@qq.com

都兴林(1965—),男,吉林长春,博士,教授,博士研究生导师,研究方向为水稻超高产理论与技术/生物教法学.E-mail：duxl@jlu.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)08-0188-04