翻转课堂的教学设计

朱桂萍

(清华大学 电机工程与应用电子技术系， 北京 100084)

翻转课堂的教学设计

朱桂萍

(清华大学 电机工程与应用电子技术系， 北京 100084)

随着更多优秀MOOC资源的涌现，越来越多的大学课堂开始采用翻转课堂教学模式。笔者结合自身的教学实践，从教学环境、教学方法和教学内容三个方面对翻转课堂教学中应该遵循的一些原则进行了讨论，并介绍了笔者在实施翻转课堂教学中采用的一些方法以供参考。

翻转课堂；教学设计；教学环境；教学方法

0 引言

随着国内外MOOC资源的日益丰富，越来越多的高校开始采用翻转课堂这一教学模式。所谓“翻转课堂”，是指学生在进教室上课之前，根据个人情况，通过观看教师指定的视频或其他教学课件进行预习，而在课堂上教师则可以将时间用于提高整体教学效果，或提供学生所需的个性化教学[1]。最初，翻转课堂作为一种教学策略出现的时候，课堂教学很大程度上是以教师为中心的。随着翻转课堂的实施，越来越多的教师发现通过精心设计课堂教学内容，改进课堂教学流程，可以在课堂时间内实现以学生为中心的教与学，从而实现课堂学习效益的最大化。这就是所谓的“翻转学习”[1]。

翻转学习是翻转课堂的延伸和发展，教师走下讲台，从内容讲授者变成学习促进者，而学生则从被动接受者变成主动参与者，传统课堂内师生之间的知识单向流动变成翻转课堂上的信息双向互动。可以说，卓有成效的面对面的讨论是翻转学习的核心价值。(为避免混淆，本文所提的翻转课堂就是指以学生为中心的翻转学习模式)。

为了取得较好的教学效果，翻转课堂需要进行专门的教学设计，本文将从教学环境设计、教学方法设计和教学内容设计三个方面，结合笔者自身的教学实践进行介绍和分析，希望能够对国内高校从事翻转课堂教学的教师提供一点参考。

1 教学环境设计

为保障和促进翻转课堂的顺利实施，对翻转课堂的教学环境有一些特殊的要求，如表1所示。

表1 翻转课堂的教学环境要求

笔者自身的教学实践表明，一个良好的便于实施翻转学习的课堂环境布局非常重要。传统的排排坐的教室环境并不适合进行翻转学习。图1是笔者实际进行翻转课堂教学所用的教室照片，教室中共有4张圆桌，每张圆桌可以坐6名学生，他们构成一组。这种布局为学生提供了一个有利于讨论的环境。讨论时，教师可以很方便地在各个小组间走动，以便及时、准确掌握各组的讨论进展情况，从而很好地把握课堂教学的进度和方向。

为了使每个学生在翻转课堂里都能得到个性化学习的机会，根据笔者以及所在学校多位从事翻转课堂教学的同行的实践经验，翻转课堂人数一般不宜超过30人。

图1 翻转课堂教室布局

从图1中还可以看出，在每张圆桌上为每个学生都配备了电源插座，学生可以把电脑带进教室，有需要的话，可以通过无线投影设备很方便地展示课下预习中遇到的问题或课下研究性学习成果。教室的多面墙壁上都安装有黑板，对于教师的提问，多名学生可以同时进行演算回答，然后教师可以对多个答案进行对比讲解，大大提高了课堂讨论效率，改善了讨论效果。

2 教学方法设计

在翻转课堂里，无论是学生人数还是教室环境都与传统课堂有很大的差别，尤为重要的是学生在进入课堂之前，已对这节课所要讲解的核心内容进行了自主学习，因此教师有必要对课堂上的教学方法进行专门设计，以避免宝贵的课堂时间陷入重复讲解或无所事事或一盘散沙的境地。

根据笔者自身的教学实践，在设计翻转课堂的教学方法时有如下几个原则；

(1)突出以学生为中心——传统课堂里，毫无疑问是以教师为中心，教师按照自己事先编好的教案，在课堂时间内演一幕独角戏，把知识传授给学生。这其中可能也会有一点师生互动，但总的来说，讲授内容和时间分配都由教师支配，教师会按照备课时的计划完成课堂教学。这有点类似于计算机编程中的“过程驱动”机制。而在翻转课堂里，由于学生事先已经完成了主要内容的学习，教师已经没必要再在课堂上简单重复，而是将课堂时间交给学生，由学生自由提出其在课前学习中遇到的问题或产生的疑惑，然后大家进行讨论。理想的状态是学生之间能够互相问答，当然对于比较共性的、学生无法解答的问题，教师应予以引导和解答。因此内容的讲解顺序、时间分配甚至每节课的讲解重点都不是由教师事先设定好的，而是根据课堂上学生的反应动态调整，类似编程技术中的“事件驱动”。这是一种完全以学生为中心的学习模式。显然，课堂上教师讲解相对少了，但对教师的要求却更高了，既要快速、准确理解学生提出的各种问题，并组织起有效的讨论，尽快给出正确解答，又要兼顾教学内容的全面性和教学进度要求，适当控制讨论的深度和广度，从而保证翻转课堂教学的可持续推进。可以看出，教师在翻转课堂舞台上，充当导演角色的要求大大提高了。

(2)强调合作——传统课堂里，受时间和空间的限制，学生在课堂时间内的合作机会非常少(实验课除外)。而在翻转课堂里，完全有条件让学生进行合作，包括问题讨论、黑板演算等，都可以让学生合作完成。通过合作可以有效缓解学生在课堂上的心理压力，使他们更加轻松、积极地参与到课堂讨论中来。大多数中国学生性格比较内敛，不愿或不擅长在很多人面前发言，如果没有合作，极有可能会出现一人提出问题无人回答的局面，就无法组织起有效的课堂讨论。合作可以有效改善这一局面，例如：对于某一个学生提出的问题，可以让学生先在小组内讨论，然后每组派一位代表发表意见。这种方式同时锻炼了学生自主分析问题、解决问题的能力。合作还可以培养学生的团队意识和互助精神，这在分工日益精细的今天是非常重要的一项基本素养。学生之间的合作还可以为教师减轻部分辅导压力，而且在某些问题上可能还会给教师带来新的视角和解决问题的方法，实现教学相长。

(3)给予充分的讨论时间，鼓励创新——由于翻转课堂预习这一重要环节存在，因此课堂上可以有相对比较充裕的时间让学生进行深入讨论。在这一过程中，教师要充分鼓励学生积极发表自己的看法，引导讨论向所期望的方向发展。对于学生可能提出的一些脑洞大开的想法，即便自己不熟悉或不认可，也不要轻易否定，而是要鼓励学生继续深入研究，实现可能的创新。

基于以上原则，教师在课堂上可采用的教学方法有很多，如基于问题的学习方法PBL(Problem Based Learning)、基于项目的学习方法PBL(Project Based Learning)、基于产出的教育方法OBE(Outcome Based Education)、提问式教学、讨论式教学、提供多样的有效的视觉支持(PPT、图片、视频、实物等)。事实上，没有一种方法是适用于所有翻转课堂教学的，教师要根据教学内容和教学目标采用合适的方法，在翻转课堂内组织起有效讨论，在学生间建立起有效合作，在师生间形成有效沟通，从而成功地实现翻转学习。

在笔者承担的“电路原理”课程的翻转课堂教学过程中，课程内容的讲授主要以讨论知识点的方式进行，在讨论过程中对一些重点和难点内容教师会辅以仿真或/和实验展示，并给出适量相关习题，学生可以先小组内讨论再到黑板上进行演示。可能出现的多种解题思路以及出现的错误可以帮助学生更好地理解并运用相关的基本概念。大部分内容还有配套的实验要求，课堂时间可以讨论实验方案设计思路、实验中可能遇到的问题及各种可能的解决方法，学生在实验过程中则更多地采用了基于项目的学习方法，教师只给出实验目的，学生要根据所学内容自行设计实验方案、选择实验器件、搭建实验电路来完成实验[2]。

恰当使用多种教学方法，给予充分的讨论时间有效激发了学生的学习兴趣，保护了其学习热情，达到了较好的教学效果。

3 教学内容设计

教学环境设计和教学方法设计的目的都是为了让学生更好地掌握教学内容，教师明确在翻转课堂教学中期望学生掌握哪些内容是进行教学内容设计的前提。由于大部分核心内容学生在进入课堂前已经自主学习过了，因此课堂时间完全可以对这些核心内容加以拓展，或者是深度或者是广度，翻转课堂里的学生客观上有条件学习比传统课堂内更多更深的内容。

按照布鲁姆的认知领域目标分类法，在认知领域的教育目标可以分成六个层次[3]：

(1) 知识(识记)：是指认识并记忆，这是最低层次的认知水平；

(2) 理解(领会)：学生不仅要记住，还要理解他们所学的知识；

(3) 应用(运用)：学生能够初步地、直接地运用所学的新知识，这就需要更高水平的理解；

(4) 分析(分解)：学生在分析知识时，能够将其分解成各个组成要素，从而对整体和各个部分都能正确理解；

(5) 综合(创造)：在分析的基础上，能够将已学的知识结合在一起创造出新知识，或者创造性地解决问题；

(6) 评价(评估)：评价是认知领域的最高层次，这个层次的要求不是凭借直观的感受或观察的现象做出评判，而是理性的深刻的对事物本质的价值做出有说服力的判断。

传统课堂教学通常可以帮助学生实现前三个层次的认知目标，即较为简单、直接地应用所学知识，而“翻转学习”则完全有可能帮助学生在课堂时间内实现到第五层次的认知目标，即利用所学知识创造性地解决问题。要想实现这一点，如果仍然囿于与传统课堂一样的教学内容，显然是远远不够的，教师必须有选择地为学生提供一些补充材料，提出一些更高的认知要求，并帮助学生实现这些目标。而这正是翻转课堂教学模式下教师价值的最佳体现，学生在这种教学模式下所受到的指导和帮助是传统课堂和单纯的在线学习都无法实现的。教师不必担心大量优秀MOOC资源的传播会让自己失去“饭碗”，反而可以借此机会提升自己的专业素养，实践一些新的教学方法和技巧，从而提高自身价值。

在笔者从事翻转课堂教学三年多的时间里，先后帮助青海大学、南京大学、贵州理工大学、扬州大学等多所院校进行了翻转课堂教学改革。虽然大家提供给学生的课外学习资源主要都是我校电路教学组录制的“电路原理”MOOC课程[4]，但在课堂教学时间内，各位教师根据本校学生的具体情况对课堂教学内容进行了精心设计，满足了不同层次学生的学习需求，充分调动了学生的学习热情，取得了很好的教学效果[5]。

4 课程总体设计

翻转课堂的独特之处在于它为教师提供了可实践、可实现的方法，带领学生更深入、更广泛地学习[1]。为了保证采用翻转课堂教学模式取得较好的教学效果，在课程总体设计上还要注意以下几点：

(1)适用对象。客观说并不是所有的学生都适合翻转课堂这种教学模式，参与这种教学模式的学生至少应具备两点特质：一要有一定的自主学习的能力，以保证顺利完成课下学习任务；二要有主动表达的欲望，这样课堂上才能进行有效的深入的讨论。

(2)适用课程。因为翻转课堂体现的是课下课上角色的翻转，因此一般的能够体现理论与应用相结合的工程类课程(包括物理类公共基础课、专业基础课和专业课等)都比较适合开展翻转课堂教学模式，比较基础的理论知识可以安排在学生课下学习，而较难的理论内容及其工程应用则可以在课堂上加以讨论。但这并不意味着其他类型的课程(如数学类公共基础课、综合实践类课程)就不能进行翻转课堂教学，只要教师根据学生的知识基础、理解和接受能力对课程内容进行适当的分割、调整和扩充，也都可以进行有效的翻转课堂教学。

(3)适用数量。由于翻转课堂教学要占用学生大量的课外时间，因此在我们的实施过程中，一般建议学生每一学期最多选一门采用翻转课堂教学模式的课程，以免影响最终各门课程的学习。教师在进行翻转课堂的课程设计时，也要注意好内容设置和方法引导，尤其是课程开始的三四个星期，要对学生的课下学习给予充分关注和有效指导，明确要求其掌握的主要知识点，提供充分有效的自学材料(最好有视频、音频等讲解内容)，教会其发现问题、提出问题的方法；课堂上采用必要的措施(如成绩构成中有“课堂表现”这一项、抢答发小奖品等)鼓励学生互相提问、互相回答，逐步培育起良好的课堂氛围。

5 结语

翻转课堂为教师的教学工作注入了新活力。翻转课堂是包括MOOC在内的各种优质在线教育资源在大学校园落地生根的一种重要的教学模式，教师充分利用这些资源为自己的课堂服务，使自己从单纯的知识讲授中解放出来，去进行更深层次的教学研究。通过对翻转课堂进行专门的教学设计，创造适合以学生为中心的教学环境，采用多种适当的教学方法，鼓励学生在课下认真预习，在课堂上充分讨论、合作研究，可以帮助学生对教学内容的认知达到更高的层次。

[1] 乔纳森·伯格曼，亚伦·萨姆斯，翻转教学. 如何更好地实践翻转课堂与慕课教学，北京：中国青年出版社，2015年6月

[2] 朱桂萍，于歆杰，陆文娟. “电路原理”课程深度改革的实践探索. 南京：电气电子教学学报，2013，35(5)：6-10

[3] 凯·M·普赖斯，卡娜·L·纳尔逊著，李文岩等译，有效教学设计. 帮助每个学生都获得成功(第四版)，北京：中国人民大学出版社，2016年4月

[4] http://www.xuetangx.com/courses/course-v1:TsinghuaX+20220214X+sp/about

[5] 于歆杰.以学生为中心的教与学--利用MOOC资源实施翻转课堂的实践，北京：高等教育出版社，2015年8月

Teaching Design of Flipped Classroom

ZHU Gui-ping

(ElectricalEngineeringDepartment,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

Now more and more flipped classroom appeared in universities with the increase of excellent MOOC courses. Based on the author's teaching experience, this paper discussed some principles which should be followed in teaching design of flipped classroom including teaching environment, teaching methods and teaching content. Some methods applied in the author's flipped classroom are also presented for reference in the paper.

flipped classroom; teaching design; teaching environment; teaching method

2016-09-08;

2017-02-07

朱桂萍(1973-)，女，博士，副教授，主要从事电路原理教学、电能质量控制和电动汽车研究等工作，E-mail：gpzhu@tsinghua.edu.cn

G426

A

1008-0686(2017)04-0008-04