翻转课堂教学设计的理论依据及实践分析——以《高等数学》课堂教学为例

沈冬梅 南昌工学院基础教学部 江西南昌 330108

一、引言

高等数学是一门应用性较广的课程,对学生的思维方式影响较大,然而,由于各种原因导致学生学习效果不尽人意,教学质量不高.在互联网的冲击下,翻转课堂教学模式的热潮只增不减,越来越多的研究者和教师们对其产生了浓厚的兴趣,各高校也逐渐采用翻转课堂模式进行教学,其教学效果也有显著提高.但是,并不是所有的翻转课堂教学模式都能如愿的让学生对知识获得更深层次的理解,其关键原因就在于如何设计翻转课堂.

二、翻转课堂教学设计的相关理论

在设计翻转课堂教学模式时,要保持清醒的头脑,要清楚的知道翻转课堂的教学设计涉及哪些原理,这样才能设计出一节优秀的课堂.

根据高等教育研究,翻转课堂主要涉及到三种理论:自主寻回学习原理,信息加工学习理论,自组织学习理论,下面对这三种理论进行简单的介绍.

1.自主寻回学习原理

人们花费很大的精力去学习某个知识时,学习的效果与花费的精力成正比,并且相应记忆也会更持久.当人需要冥思苦想的回忆所掌握的知识和信息时,不是利用短期记忆直接获得知识而是凭借长久记忆重新整理知识,这两者之间是完全不同的.翻转课堂教学模式,通过课前学生的自主学习,可以能有意识的让大脑记住或者忘记一些东西,这往往使学生在学习上得到更多的知识.因为只有这样,人才有主动加固和重新组织大脑中知识的可能和机会,而不是一味的依赖短期记忆,这就是为什么"填鸭"式学习模式在花费了那么多时间,收获了那么多信息之后,却对长期记忆可能没有任何帮助的原因.或许很多人认为"填鸭"式学习模式效率也行,毕竟"填鸭"式学习模式也可以让学生的成绩在短期内有较大的提高,但实际情况并非如此,特别是随着社会经济的迅猛发展,社会更需要举一反三、灵活多变、创造力强的人才,而"填鸭"式学习模式是很难培养出这样的人才的.翻转课堂教学模式可以有效改善这个"填鸭"式学习模式,他通过课前自主学习,对所学知识进行反复的长期的记忆重构,从而获取所学的知识,可以有效的将新知识学的通透,教学效果更好.

2.信息加工学习理论

这个理论认为学习是一个有始有终的过程,这一过程可分为若干阶段,每阶段需进行不同的信息加工,在各个信息加工阶段发生的事件,称为学习事件.学习事件是学生进行内部加工的过程,它形成了学习信息加工理论的基本结构,与之相应教学过程既依据学生的内部加工过程,又影响这一过程,因而,教学阶段与学习阶段是完全对应的.譬如,在导数的概念的教学内容中,学生主要掌握四个知识点,每个知识点又有若干个小知识点需要掌握.以第一个知识点导数的概念为例,学生通过自主寻回学习原理可以回忆起初等数学知识中的切线的斜率这一基本知识,再利用极限的思想体会割线的斜率时得到切线的斜率,再此基础上,教师稍加点拨,学生很容易理解导数的概念.在导数的概念这个知识点上,学生需要将已学的知识进行加工,加上教学阶段教师的引导,新知识就唾手可得了.翻转课堂教学模式在课前先通过查阅资料、微视频学习,充分利用信息加工学习理论,让学生对新知识胸有成竹,其学习效果就不言而喻了.

3.自组织学习理论

翻转课堂教学得以有效的实施的前提是学生可以仅仅依靠计算机网络而不依赖教师的灌输,通过自我教育和互助教育学习任何东西,这个理论假设就是自组织学习理论.在教学设计过程中,要明确学生借助计算机网络和多媒体技术的支持,可以教会自己和同伴任何知识和技能,机器和技术不仅能替代老师的部分作用,而且在某些方面会比老师做得更好,学习的最大乐趣和动力是可以教会其他人学习.这种自组织学习不仅可以让学生获得所需的知识还能培养学生的互帮互助意识和团结合作精神.

三、翻转课堂教学设计实践

1.翻转课堂教学设计流程

课前,教师要充分准备相关的教学资源,比如教学微视频、电子课件,电子教案,参考书籍等让学生充分预习,并总结疑难.课中,课堂学习流程总结为:合作探究 个性化指导 巩固练习 反馈评价.课后,学生均要对所学知识认真进行反思和总结,教师要对教学流程进行总结反思和改进.

2.开展翻转课堂教学实践

以《导数的概念》这一节教学内容为例,对翻转课堂进行教学设计,具体如下:

学科 高等数学 教学内容 导数的概念该内容总学时 2学时 翻转课时 第一课时一、学习内容分析本节教学内容是高等数学课程必须学习的一个知识点,是该课程中三大核心内容(极限、导数、积分)之一.导数的思想最初是由法国数学家费马为研究极值问题而引入的,但与导数概念直接相关的是以下两个问题:一直运动规律求速度和已知曲线求它的切线.这是由英国数学家牛顿和德国数学家莱布尼兹分别在研究力学和几何学过程中建立起来的.由于这是新章节的第一节知识,需要学生做好预习准备,先对问题的提出有初步的了解.要求学生预习切线的斜率问题和瞬时速度问题.

二、学习目标分析1.理解导数的概念;2.基本初等函数导数;3.导数的几何意义;4.可导与连续的关系.三、学习者特征分析1.学生懂得简单的信息知识;2.具有初步的对具体的信息获取、处理、加工、表达、评价等的能力;3.具有初步小组讨论交流能力和合作意识;4.学生自己的手机,学校无线网络全覆盖,可以观看视频、查阅文件;5.学生比较熟悉基本求导公式和计算.四、课前任务设计要求学生通过学习导数的概念的引入的微视频和查阅PPT课件进行预习.主要包括:1.切线斜率问题;2.如何利用切线的斜率定义导数,导数和极限的联系;3.导函数的概念;4.导数的几何意义;5.可导和连续的关系.五、课中任务设计1.按照课前任务要求,分小组给出如何利用切线的斜率定义导数的答案(15分钟);2.分组讨论并引导学生根据极限的定义、定理学习导数的相关定义、定理(20分钟);3.引导学生由某一点可导推广到区间可导(10分钟).六、教学设计反思我的课堂设计主要是把课前准备与课上任务结合起来,考查学生的自主学习能力,检验学生的学习成果.通过提问、分组讨论环节进一步加强学生对知识点的理解和应用能力,同时,通过自主学习和分组讨论,培养了学生利用互联网获取有效信息的能力和表达能力,也向学生传达了如何有效的利用互联网学习.

四、翻转课堂教学设计实践分析

为不断有效地提高翻转课堂在高等数学课堂中的教学效果,聆听学生的心声,看到不足,对2016级学生进行问卷调查,调查共发放调查问卷60张,实际收回问卷60张,有效问卷占总数的100%,调查结果分析如下:

教学方式:与传统课堂教学相比,48人认为翻转课堂有利于知识掌握的更加长久,42人认为翻转课堂能够学到更多东西,48人认为翻转课堂能够更有针对性地解决问题.与传统课堂教学相比,22%人翻转课堂学习效率非常高,能够在理解的基础上及时完成老师的任务,60%人翻转课堂学习效率较高,能够按时完成任务.这些数据反映一堂好的教学设计有利于学生学到更多知识,掌握知识更加长久,学习效果更加突出.

教学时间:一节课45分钟,有8%的学生一直高度关注老师的一举一动和讲课内容,课堂上能认真听课并作笔记,80%的学生多数时候很认真,偶尔会跑神,还有12%的学生经常会做一些与课堂无关的事情,选择在课堂上聊天、睡觉和听音乐.如果使用零碎的时间进行学习,10%学生认为学习过程控制在5分钟以内,22%认为控制在5-10分钟学生的,48%认为控制在10-20分钟,20%认为控制在20分钟以上,如果将课程内容分解成小知识点,分别做成微课程,82%学生愿意.这一现象应引起授课老师的重视,从这些数据可以看出学生注意力集中时间在20分钟左右,要想保持学生注意力高度集中,在设计翻转课堂时,授课教师在注意把控好知识点教学时间的同时,还应该力图转变授课方式,提高课堂的趣味性,增强学生自主学习能力.

调查反映出基于翻转课堂的《高等数学》课程教学效果是值得肯定的.学生对于翻转课堂教学模式表现了较高的热情和兴趣,期望在学习中获得更多的知识,也乐于参与教学模式的不断改进,并且提出了切合实际的意见.翻转课堂教学设计应坚持以下几个原则:整体性原则:在教学过程中,要注重教学组织和教学内容、教学方式与学习方式等方面和谐完整的形态;主体性原则:坚持以学生为主体;发展性原则:学生的全面发展为核心;过程性原则:淡化结论、注重知识发生发展过程的教学.这些都十分有利于老师教学方式和学生学习方式的改善,切实有效地提高学生的学习效率,最终促进学院的教学改革,提高《高等数学》课程整体的教学质量.

五、结束

翻转课堂教学模式的产生和发展顺应了网络时代的教育潮流,是网络时代优化的产物.在高等数学教学改革迫在眉睫的时刻推行翻转课堂教学模式,对教学效果有显著的促进作用.利用自主寻回学习原理,信息加工学习理论,自组织学习理论设计翻转课堂,充分掌握学生学习特点,使得学生学习效果事半功倍.