在线研究生课程建设及翻转课堂初探

李桂丹，孙雨耕，余晓丹，张 强

（天津大学电气自动化与信息工程学院，天津300072）

0 引言

翻转课堂是将传统教学中课堂上的知识传授和课下的知识内化两个阶段进行翻转。首先学生需要在课下通过观看教师录制的教学视频、阅读教材及其他教学资料完成预习，然后带着问题来上课。课堂上教师则引导学生通过讨论或协作，理解、掌握预习时不懂的知识，以及更深层次的知识拓展和应用［1～4］。

目前，有关翻转课堂的实践探索已经在很多高校本科生教育中展开且形成了一定规模。但在研究生教学中，翻转课堂的实践还较少［5～6］。

翻转课堂的实施离不开在线课程建设，在线课程建设得越好，学生课下的预习效率就越高，翻转课堂教学效果就越好。

2015年4月《教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》出台，标志着在线课程建设成为高校教学改革的一大战略方向［7］。

笔者以我校研究生院e-Learning平台（下文简写为“平台”）为依托，建设了“线性网络分析”在线课程，并以翻转课堂的形式实践了两个周期，取得了较好效果，得到学生的肯定［8］。

1 在线课程建设

平台为教师和学生提供了丰富、自由的建设空间，下面从两方面介绍我校在线课程建设的情况。

1．1 活动形式和资源类型

笔者主要运用了平台中的词汇表、作业、文件、文件夹、互动评价等形式，上传了课程图文资料、电子课件、授课视频和参考文献等素材，并开设了课程评价区和作业提交区。

1．2 模块设置

根据课程特点，将在线课程模块设置为如图1所示。

图1 课程模块及部分页面

课程信息发布及讨论区为教师发布通知及发起讨论的区域。前言部分有授课视频以及课程简介和课程大纲的word文档。预备基础知识给出了前期“电路”课程中学过的、和本课程密切相关的重点和难点。词汇表给出本课程中的一些重要词汇、术语及其定义。预备基础知识和词汇表起到了课程“词典”的作用，方便学生查阅。课程内容为本课程各章节的资源，包含课件提纲、授课视频、例题习题等。课程讨论影音资料为学生结课报告的视频片段。课外拓展区包括与课程相关的参考文献、拓展资料等。上述模块中的所有文件（包括文本、课件、视频等）均可以下载。

课程评价区中，教师分别从课前预习、课堂讲解和讨论、课后作业（包括编程和结课报告）、翻转课堂教学形式以及学生对本课程的建议五个方面进行设置，学生在线提交。

作业提交区用于学生线上提交作业。

1．3 授课视频的录制及导出

每个授课视频的长度从3～19分钟不等，既满足了微视频的要求，也兼顾了知识点的完整性和难易程度。学生既可以利用碎片时间进行学习，也可方便快速地找到所需的知识点进行复习，同时容易形成对课程的整体认知。每个视频文件的命名格式统一，如图2所示，一般由五部分组成。其中ABC中的“*”为章、节、文件序号，用阿拉伯数字表示，没有的省略，以使学生下载后的文件按照课程讲授的先后顺序排列；D为视频主要内容，方便学生查找；E为视频长度，以四位数呈现，前两位为分钟数，后两位为秒数，命名格式的一例为“第2章第8节1_图形的树数（0730）”。

图2 视频文件命名格式

经过调查及体验，笔者认为录屏形式的视频图文清晰，教师讲解声音清楚，能够将学生的注意力全部集中于对知识的学习。采用的录屏软件为BBflashback，该软件简单易用，编辑处理方便，导出的文件形式多样。本课程教师将BBflashback录制的视频文件导出成MP4的格式，因为该格式的文件更小（同样的视频导出的MP4文件大小不到flv文件的1／3），利于存储，节省空间，而且适用的载体更多，手机可直接播放。

本课程以e-Learning平台和校园网为依托，学生在校内下载不计流量费用，解决了很多在线课程流量耗费而产生的费用问题。

2 翻转课堂实践

本课程每周一次课4学时，共32学时，已按照翻转课堂形式实施了两个周期。实施过程中教师总结的经验如下。

2．1 传统教学必不可少

第一次课教师需按传统方式正常授课，给学生一个适应教师讲课风格的机会，拉近教师和学生的距离。笔者认为这一次的传统授课必不可少，否则学生容易有“被抛弃”的感觉，造成负面效应，甚至会有部分学生从心理上抵制这门课程。首次录屏形式的授课视频也放到平台上，供学生课下复习使用，这样学生很容易适应看视频学习的方式，为后面的翻转课堂作铺垫。

后面的课时中，教师仍需要采用传统教学的形式串讲主要内容，为学生理清脉络，并着重讲授重点和难点，而不是将课堂完全翻转、交给学生。

2．2 告知学生翻转课堂的目的

第一次课除了讲课和布置该节课的作业之外，教师需要向学生说明实施翻转课堂的目的，主要包括以下几点。

（1）提高学生的自学能力：大满贯的教学方式无益于学生自学能力的培养。

（2）提高学生的表达能力：翻转课堂能够给学生提供更多的锻炼机会。

（3）培养深度学习的能力：要想深入领会“线性网络分析”课程，最好的办法就是能亲自讲授这门课。因此，让学生成为“施教者”，可以促使其对这门课程的知识有更深刻、系统的理解。

（4）灵活支配时间：翻转课堂教学能弥补少数研究生因故不能出勤的缺憾。另外，学生还可以根据自己的掌握情况调整学习进度，高效利用时间。

（5）培养团队合作精神：课程中的结课报告以小组的形式完成，能够培养学生的团队合作精神。

对学生说明上述目的之后，学生会很容易接受翻转课堂的教学形式，且感到新奇和期待。

2．3 明确自学任务和要求

在学生认可了翻转课堂的教学形式之后，教师需要每周布置自学任务，说明如何观看授课视频和例题，要求学生明白基本知识点，例题达到可以讲解的程度，记录好难点，以便在课堂上要求教师讲授或者和同学讨论这些难点。

2．4 教师课堂讲解和学生角色转换

课堂上，为了督促学生课前完成自学任务和了解学生掌握的程度，教师先组织小测验，题目为学生自学过的知识点，不宜过难。

下一步，根据小测验的结果以及结合教师的经验，教师在串讲该次课程知识点的基础上，重点讲授或者和学生讨论学生没学懂的知识点、重点和难点。

之后由学生上讲台讲解教师给的例题，实现学生向“施教者”的转换。为了鼓励学生的积极性，可以给参加讲解学生的平时成绩加分。学生讲解后，教师组织学生点评和讨论。在此基础上，教师可以将例题扩展并组织对新例题的讨论。

2．5 结课报告

学生课下观看视频和例题只是培养学生自主学习能力的一部分，因为其只是将课上的统一时间地点的听课变成了课下自觉安排的听课。为了弥补其不足，还需教师设计结课报告环节，包括Matlab程序讲解和课题报告两项内容，以此加强培养学生的自主学习能力、科研能力、表达能力和团队合作精神，拓展学生的知识面。

结课报告环节实施时，教师组织学生分成学习小组，每组3-5人，每组合作解决一个问题并形成结题报告。本学期参与该环节学习的人数为37人，分成9个小组。结课汇报安排在最后一次或两次课上（根据学生人数、组数而定）。

1）程序讲解

本项内容目的之一就是使学生通过所学的理论知识，利用计算机辅助分析电路，因此，项目要求学生编写Matlab程序求解例题和习题并提交至平台。因这些程序为学生独立编写，难免有瑕疵甚至错误的可能性。本项内容要求在组内经过充分讨论，得出一个最好的解决方案，最后在课题报告中陈述，重点讲解思路和亮点。

由于是各组精心设计的方案，故每组的讲解都值得大家认真聆听、学习。

2）课题报告

科技发展日新月异，课本上的内容势必滞后其发展。因此教师给学生一个完全开放的空间，让学生挖掘与课程相关的，课程中涉及不深或没有涉及的知识，以课题报告的形式展示。学生需要以科技论文的形式提交WORD文档，制作PPT并在结课报告中讲解。

每个小组的题目不一定完全由学生自己选择，有的可以由教师指定。比如本学期的9个小组中，教师指定了两个题目，并在同意接受教师指定题目的小组中分别抽出2个小组做这2个题目，目的之一是让学生有竞争意识，之二是每个小组的研究角度很有可能不同，可以优势互补，这两点已经通过实际情况得以证明。例如，选择教师给定题目“灵敏度分析”的两个小组，一组重点研究了灵敏度分析的定义、分类、求解方法以及在各领域的一般性应用；而另一个小组在简单介绍灵敏度定义之后，结合自己的课题方向重点讨论了灵敏度分析在电力系统可靠性和稳定性两个方面的应用。其他5个小组题目自选，选择的题目和课程的相关度作为课题报告的评价标准之一。学生的自选题目包括连通支配集、最大流、最小生成树、信号流图的程序化等，这些题目既能与课程紧密相关，又与其课题方向密切结合，达到了学以致用的效果。

课题报告的文档要求以组为单位提交至平台中的作业提交区。课题报告要求每个组员都要讲解，并且为了调动学生的积极性，由学生评选出5名最佳选手（MVP）。课题报告的评分中，教师给分占20%，其他组打分占80%。组内成员的分数不再区分，此项成绩相同。

3 成绩评定

教学形式的多样性，决定了成绩评定的综合性。课程的总成绩由四部分组成，包括自学评定（含课堂讲解）、平时作业（含编程）、结课报告和笔试，各部分比例分别为10%、10%、20%和60%。

4 学生评价

平台中教师设置了课程评价区，目前教师为课程评价精心设计了23个问题，既有选择题又有主观评价题。目的在于了解学生对于课前预习、课堂教学、课后作业、结课报告、课程内容等多方面的评价，为课程的改进和提高提供参考。课程评价为学生自愿提交，从提交的32份评价结果可以看出，在线课程和翻转课堂得到了大多数学生的认可，例如81%的学生认为课前学习阶段的学习难度适中，分别有100%、100%和97%的学生选择翻转课堂更有利于自学能力、分析问题和解决问题能力、沟通能力三个方面的提高，84%的学生认为翻转课堂的效果比传统课堂好，100%的学生选择在课堂中教师讲解和互动解决了他们在课前遇到的困惑。主观评价题目的回复中也得到了多数学生的肯定，比如有学生写道：“特别好，继续坚持”；“个人很喜欢这种模式，特别是有视频有例题了以后，不懂的随时可以看视频并能够很好的应用。老师的视频确实比教科书易懂了很多。”

但其中也不乏反对意见，比如19%学生选择不喜欢翻转课堂的教学形式，有3%的学生选择翻转课堂学习效率低，9%的学生选择课题报告是增加学生负担。在学生从小就接受传统形式教学的情况下，新接触翻转课堂教学，笔者认为出现这些不适应的现象、反对的声音很正常，当然也看到了今后努力的方向。

结合学生的评价，笔者总结今后需改进之处主要有以下几点：①授课视频的讲解还需要更加细致；②课堂讲解和讨论可以更加深入；③课题报告既要让学生积极参与，又要减轻负担。

5 结语

本文介绍了在我校研究生院e-learning平台上建设研究生课程“线性网络分析”的建设情况，以及借助在线课程实施翻转课堂教学的教学形式。虽然总体是翻转课堂教学，但同时强调了传统教学环节的重要性。该课程的教学得到了学生的普遍肯定，为其他研究生课程以及本科生课程的教学改革积累了经验，给出了启示。