翻转课堂在“爆破器材性能测试”实验教学中的应用初探

2017-12-28张涵

宿州教育学院学报 2017年6期

关键词：器材实验教学测试

张涵

（安徽理工大学安徽·淮南 232001）

翻转课堂在“爆破器材性能测试”实验教学中的应用初探

张涵

（安徽理工大学安徽·淮南 232001）

教育事业的快速发展，改革创新教育模式是促进教育事业发展的本质动力。在新信息时代的社会背景下，“翻转课堂”作为一种新兴的教育模式受到广大教育者和研究者的关注。在爆破器材实验教学中采用翻转课堂教学的教育模式，改变了传统的老师讲学生听，老师演示学生模仿的学习模式，激发了学生的学习主动性，开启了学生的创新思维，提高了学生发现问题解决问题的能力。

爆破器材;翻转课堂;实验教学;教学模式

一、引言

在国家教育信息化的时代背景下，改革创新教育模式，是促进教育事业改革发展的奠基石。实验教学是基础的教学方法，是利用实验的方法，进行发现和验证知识的一种教学方法。实验教学是现在教育中不可或缺的一部分，在于提高学生的专业操作技能。爆破器材性能测试实验是弹药工程与爆炸技术专业极其重要的专业实验课,具有较强的理论性和实践性。爆破器材性能测试实验是以民用爆破器为研究，测试试验为研究方法，理论分析总结为目的的综合性本科生实验课[1]。由于专业的特殊性，学生毕业后接触的专业材料大多具有爆炸性，因此实验课是培养学生动手能力，安全操作能力的重要途径，具有重要意义。

传统的实验教学方式主要包括:老师讲、学生听、老师演示、学生模仿操作四大部分。在传统的教学模式中教师的上课重点集中在实验理论知识的讲解和实验操作演示，与学生之间的互动及对学习问题的深度交流相对匮乏。“翻转课堂”[2](Flipped Classroom)作为一种新兴的教育模式，起源于美国科罗拉多州落基山林地高中，是一种以现代信息化技术手段为基础，老师预先创建教学视频，学生在课外时间自主学习视频内容，最后在课堂上与老师面对面交流，老师答疑解惑，促使学生完成知识的吸收和掌握的一种创新教学模式。传统的爆破器材性能测试实验教学中学生多是机械的模仿操作，缺乏对实验内容的深度思考，致使学生理论知识和实验操作掌握不牢靠，出现学过就忘的情况。为解决这种教学效果不理想的情况，本文将翻转课堂教学模式引入到爆破器材性能测试实验教学中，使学生成为实验课的中心，让学生有更充足的时间对实验课程内容进行深入反复的思考学习，以期对爆破器材性能测试实验教学改革提供指导。

二、爆破器材性能测试实验翻转课堂教学可行性分析

翻转课堂具有灵活性、可操作性强，技术平台要求低等特点。在电脑广泛应用的信息科技背景下，高校学生基本都有电脑或手机等视频下载和播放设备，且具有完成翻转课堂学习的计算机基本技能，能够顺利下载教学视频，自主的进行观看学习。翻转课堂的视频教学是以视频的形式展现教学内容，相对于传统的教学模式对学生更有吸引力，更能激发学生的学习兴趣。此外，实验教学的教学理念与翻转课堂相接近：其中，实验教学的理念是以学生为中心，激发学生自主思考力，提高学生的动手实践能力进而促进学生对理论知识掌握理解；翻转课堂的核心是以学生自主学习为中心，教师设计和指导为辅助。因此，将翻转课堂教学模式引入到实验教学中能有效的提高改进传统实验教学所存在的问题，具有实际可行性。

三、爆破器材性能测试实验翻转课堂教学模式的设计实施

翻转课堂主要由教师录制视频、学生学习视频、教师答疑解惑三大环节组成，包含：教师、学生、信息技术、教学内容四大要素。根据爆破器材性能测试实验教学的课前、课中、课后三个学习阶段对翻转课堂的教学模型进行设计。

（一）课前阶段设计

课前学习阶段主要是教师根据教学内容制作视频，学生在课外进行自主观看学习视频内容，与老师、同学进行讨论交流并提出学习中所困惑的问题，完成课前任务练习，达到学生对所学内容初步理解掌握的效果。

翻转课堂是以视频为载体传授知识的过程，课堂中的教学内容也是在学生课前学习视频的基础上开展，所以视频录制的质量是翻转课堂教学成败的关键。教学视频质量的好坏主要由视频内容和呈现形式两个方面决定。

其一，视频的内容要做到教学目标明确，教学重难点划分清楚。教学目标不仅是整个教学视频的贯穿者，更是课堂教学的核心指引者。只有具有明确的教学目标，学生才能明确自己要学习和掌握哪些知识。教学重难点划分清楚学生才能在课前课中课后三个阶段的交流、练习中有更强的针对性，清楚的知道哪些是需要反复加强练习的知识点。

教学的视频内容不仅要包括教学内容，还应包括教师留给学生的问题及练习内容。每个视频内容最后老师根据知识重点给学生设置几个问题和练习，学生在视频内容学习结束后，要及时提交老师所留下的问题和练习以及和同学讨论后所不能解决的问题。这样的教学模式不仅可以提高学生解决问题的能力，还可以培养学生边学习边思考的好习惯，同时又可以初步检测学生的课前学习效果。

其二，教学视频的呈现形式直接决定了学生的初始学习效果，好的呈现形式不仅能调动学生的自主学习的积极性，更能提高学生自主学习的效率。随着教育信息化的发展 “微课程”[3]逐渐进入大众的视野。微课程是借助视频为载体，以某个教学环节或知识点为中心的教学视频。微课程具有“目标明确，主体清晰，短小精悍”等特点，很适合作为翻转课堂的教学视频引入到翻转课堂中。一个微课程的时间一般是5～8分钟，由于学习时间短，有效的增强了学生的学习注意力，避免了因视觉、听觉疲劳而降低学习效率。翻转课堂的视频可由多个微课程组成，这种教学方式有效的将传统的信息量大，内容多的满堂灌教学转化为多个信息量小，主题明确的“小课堂”教学，有效的增强了学生的学习主动性，提高了学习效果。例如水下爆炸能量测试实验，其中包含气泡能、冲击波能、冲击波超压多个参数的计算，传统的教学模式中，教师只能在简短的课堂时间内讲述这些参数的计算方法和实验操作过程，很多学生只会生硬的模仿和死记硬背参数的计算方法，并不能完全理解计算的理论依据及意义，大大降低了学习效果，而翻转课堂的微课程教学模式可以把每一个重要的实验操作步骤和实验参数计算的依据和意义都制成一个个单独的微课程，学生可根据自己实际情况选择重点反复观看，仔细思考，促使学生更加深入全面的了解所学知识，提高学习效果。

（二）课堂教学阶段设计

课堂教学阶段主要包括：分组讨论、答疑解惑、实验操作和总结概括四个部分。由于课堂教学是建立在学生课前自主学习的基础上，所以课堂的教学中心应侧重在答疑解惑和指导实验操作上。具体实施步骤如下:

首先，分组讨论。教师将学生课前学习所反馈的问题按照难易的程度进行整理归纳，并将这些问题展示给全班同学，让全班同学进行分组交流，每组约6～7人。通过课堂上的讨论交流，产生思想上的碰撞，启发思维灵感，激发了学生的主体学习积极性。

其次，答疑解惑。主要是对分组讨论后仍然存在的问题，进行答疑解惑，并结合突出教学内容的重难点的练习题进行重难点梳理。在答疑解惑和重难点梳理的过程中，带领学生重新温习所学内容，加强巩固了学生对知识的掌握和理解。

再次，实验操作。在爆破器材实验中实验操作是至关重要的一部分，其中包含很多安全注意事项。虽然在课前教学视频中对每个实验步骤都有强调，但实验教学不能停留在纸上谈兵，学生只有亲自动手操作练习，才能对每个实验步骤及注意事项留下更加深刻的影响，所以教师在课堂上监督指导学生的实验操作过程是实验教学不可或缺的部分。

最后，总结概括。学生经过分组讨论、答疑解惑、实验操作环节后，对所学知识的掌握情况得到提升，但课前视频教学模式是化整为零，各个击破的教学模式，所以学生所学知识点事零散的，这就需要老师概括所学知识的框架，把所学的各个知识点串联起来，促使学生系统化的掌握和记忆所学知识。

（三）课后教学阶段设计

温习和总结是提升的基础，所以课后教学包含：学生的温习和教师的总结改进两方面。学生的温习主要是通过反复观看，思考课前教学视频而达到复习知识的目的。具体的复习过程，学生要结合自身对知识的实际掌握情况而定。教师的总结改进，主要是老师根据学生的实验报告来了解掌握每个学生对知识的学习情况，并根据学生整体所反应的情况调整教学侧重点和教学方式，进而提高教学质量。

四、翻转课堂教学反馈

为进一步验证翻转课堂教学模式能否提高爆破器材实验教学的教学成效，本文对同一年级，同一教课老师，同一成绩水平的两个专业班级进行了对比实验教学。两个班级分别是弹药4班和5班，人数分别为35和36人。经过学生民主调查后决定对弹药4采取翻转教学课堂的教学模式，弹药5班依旧采用传统的教学模式，两个班级依旧由同一代课老师教学。经过一学期的对比教学后，对比两个班级的平时成绩和最终期末成绩发现弹药4班的成绩优于弹药5班，如表1和表2所示。

表1 平时成绩

表2 期末考试成绩

结合表1和表2可知，弹药4班整体的平时成绩和期末成绩均优于弹药5班，由此表明：翻转课堂教学模式提高了爆破器材实验教学的教学成效和学生学习效果。其中，表1中弹药4班的平时成绩80分以上优等学生的比例明显高于弹药5班，说明翻转教学模式调动了学生平时实验学习的主动性，提高了平时学习的成效。表2中弹药4和5班80～90分所占比例分别为 40%，19.4%；90～100分所占比例分别为 17.1%，5.6%，表明学生在翻转课堂教育模式下知识的掌握牢靠程度、学习深度、复习效果较好。