基于微课的翻转课堂在《港航工程与规划》教学中的应用效果评价*

陶学宗，陈继红

（1.上海海事大学 交通运输学院，上海 201306；2.伦斯勒理工学院 工程学院，纽约 特洛伊 12180）

一、引言

微课即微视频课程的简称，它是以微视频为载体，针对一个知识点或教学环节，按照教学目标要求，经过精心的教学设计开发的一种适合自主学习、支持多种学习方式的数字化学习资源[1]，其核心在于教学资源的优化。微课具有目标明确、内容精炼、针对性强、共享性高、持续时间短、适用范围广等特点，是互联网背景下移动学习的重要途径[2]。

翻转课堂又称颠倒课堂，是依托现代信息技术，在符合课程标准和学科特性的基础上，教师提供学习视频供学生课前自主学习，实现知识的自我建构，而在课堂中进行知识的内化和分享的教学活动程序[3]，其核心在于教学模式由“教-学”向“学-教”的改变。翻转课堂弥补了传统教学模式的不足，充分体现了学生的主体地位，有利于激发学生的学习主动性、提高学生的学习能力、提升师生的专业能力[4]。

微课是一种教学资源，是实施翻转课堂的重要基础，其应用和发展需要翻转课堂提供相应的市场和平台[5]。翻转课堂是一种教学模式，是微课的主要应用领域，其实施和推广需要丰富的微课资源提供支持[6]。微课与翻转课堂两者相辅相成、相互促进。尤其是近年来，微课和翻转课堂的发展已呈现出高度融合的趋势，基于微课的翻转课堂正日益受到教育界和软件开发领域的密切关注，并在各类课程教学改革中得到了越来越广泛的应用，有效地推动了教学质量的提高和教育软件行业的发展。

《港航工程与规划》是上海海事大学交通运输专业的三门核心课程之一，也是上海海事大学2009年度重点课程建设项目、2012年度085精品课程，主要聚焦港口和航道工程及规划相关方面的理论和方法，具有知识面广、信息量大、理解难度高等特点。由于课堂讲授时间有限，单凭课堂教学根本无法保证不同基础（专升本和本科有一定差异）学生获得大致相同的效果。适逢学校于2016年实施“十三五”专业综合改革项目，交通运输专业被列为全校十个改革试点之一，基于微课的翻转课堂是其中一项重要内容。之后，《港航工程与规划》被列入学校2016年度校级在线课程建设项目，制作、上线了微课视频资源，为实施翻转课堂提供了基础。在此背景下，探讨基于微课的翻转课堂在《港航工程与规划》课程教学中的应用，并对其实施效果进行评价，有助于激发学生的学习兴趣和积极性，促进本课程教学质量的提高，并可为本专业综合改革提供支持。

二、基于翻转课堂的微课设计

基于翻转课堂的微课设计，就是按照翻转课堂教学模式的要求，对微课教学资源进行系统化设计，其设计思路如图1所示，主要内容包括前期分析、主体设计和反馈设计三大部分[7]。

图1 微课设计思路

1.前期分析

前期分析的目的是要把握学习者需求特征和教学目标，以便选取合适的教学内容和教学方法。《港航工程与规划》要求学生了解和掌握港口及航道结构构造、适用条件、设计原理方法等相关专业知识，具备从事港航工程规划、设计等工作的专业素质，具有解决港航工程及规划实际问题的能力。该课程的特点是内容繁多、涉及面广，若泛泛而讲，学生很难对整门课程有一个全面、系统的掌握。为此，课程组从课程教学目标要求和内容安排入手，通过课程组研讨、学生访谈、坐班答疑等方式，针对课程具体内容的体量和难度进行分析、探讨，最后确定了30个重点、难点内容。在教学方法上，参考以往教学经验，听取督导教师和学生意见，最终采用讲授为主，学生自我练习和小组讨论相结合的方法。

2.主体设计

《港航工程与规划》微课主体设计包括微视频设计、学习评价设计和学习过程设计等内容。其中，微视频设计是主体设计的核心内容，它是根据教学目标，坚持“以学生为中心、情境化、程序化、系统性、可行性”等原则，将30个知识点进行再分解，并按情境设置、课程导入、内容讲解、案例分析、知识总结等逻辑流程对微视频教学方案、教学内容和教学课件进行系统性设计。然后以此为脚本，由专业资深教师进行讲解，由相关专业技术人员在录影棚录制并进行后期制作和优化。

学习评价设计是根据实施翻转课堂的教学要求，给每个微视频配以针对性的在线测评练习，以检验学生学习效果。测评练习一般为与每个细分知识点相对应的小问题，在测评时会根据学生需要给出提示和答案解析，以培养学生分析问题和解决问题的能力。测评结束后，学生可根据测评情况选择重复学习或进入下一个知识点。作业和思考题是检验学生学习效果的另一种手段，也是课堂上分享的重点，在实践中根据需要可将其设置为独立完成或合作完成。对于合作完成的内容，小组成员之间可以相互讨论。

学习活动环节是实施翻转课堂、促进知识内化的一个重要阶段。在该阶段，学生可通过课程组建立的微信平台和学校提供的网络教学综合平台等方式，提出在微视频学习过程中遇到的问题；可以对学习评价中的思考题提出自己的看法，共享学习心得，或者与小组成员讨论小组作业。此外，为提高学习活动的有效性，本课程还设置了在线辅导功能，学生可在规定时间内随时请求教师给予辅导，教师可根据所提问题的提问频率和重要性，选择面向全体学生的集体辅导或者面向个别学生的个性化辅导，便于学生学习活动的顺利进行。

3.反馈设计

《港航工程与规划》微课反馈系统是师生及时反馈和处理信息的重要支撑。从学生角度而言，学生应积极、主动地将学习困难、意见建议等通过在线评论、在线调查或微信群、网络教学综合平台等渠道及时反馈。同时，统计系统也能够客观地记录学生学习进度、学习效果等反馈信息。从教师角度而言，课程组教师务必及时根据反馈信息对微课资源进行调整，对微视频未涉及但学生极为关注的问题在课堂上进行补缺，并对教学方法进行持续性改进，确保本课程翻转课堂的有效实施和教学效果的不断提高。

三、基于微课的翻转课堂教学实践

1.教学安排

按照上海海事大学“十三五”专业综合改革要求，课程组在2016年春季设计了微课建设方案，于2016年冬季联合超星公司制作了微课视频。鉴于学校当时尚未出台翻转课堂管理办法，根据现行常规教学管理制度，不可能实施大规模的翻转课堂，因此仅选取港口规划调查、港口气象条件分析、港口海象条件分析等3个知识点分别在3个教学班进行实验。为便于评价教学效果，已经修读过本门课程的学生不列入评价范围。本课程翻转课堂实验的具体教学安排如表1所示。

表1 基于微课的《港航工程与规划》翻转课堂实验安排

2.实施流程

基于微课的翻转课堂教学模式将教学过程分为课前知识传递、课中知识内化、课后知识巩固三个阶段[8]。按照这种模式，本课程翻转课堂实验的实施流程如图2所示，具体说明如下：

（1）课前主要实现知识传递。在这一阶段，教师在实施翻转课堂前一次课公布学习任务，同时将翻转课堂相关资源在相关微信公众平台共享，并在规定时间内提供在线答疑服务；学生在实施翻转课堂前一周内完成学习，学习过程中可以通过微信平台和学校网络教学综合平台进行提问和讨论，完成学习任务后进行自我测评、学习成果和问题总结。

（2）课中主要实现知识内化。在这一阶段，学生在课堂上交流学习成果，讨论学习过程中遇到的问题，针对教师布置的典型任务进行课堂练习；教师根据学生学习反馈情况进行集中点评，对大部分学生关注的重点问题进行集中答疑，对少部分学生提出的特殊问题进行个性化辅导，最后针对课堂交流、讨论和练习情况进行课堂总结，并为下一个阶段布置作业。

（3）课后主要实现知识巩固。学生进行课后复习，完成教师布置的作业，并反馈学习全过程中遇到的问题；教师在确定时间内提供答疑服务，批改学生作业，进行教学反思，对翻转课堂进行优化改进。

图2 基于微课的翻转课堂实施流程

四、翻转课堂实施效果的量化评价

1.评价对象和指标

根据本课程实施翻转课堂的教学安排，每个教学班选一个知识点进行翻转课堂实践。对某一知识点而言，实施翻转课堂实验的教学班为实验组，未实施翻转课堂实验的教学班为对照组。由于教学班3受专业实习影响，翻转课堂未能按计划顺利开展。其次，教学班3和教学班1、2的任课教师不同，学生层次不同，因此和教学班1、2进行比较的意义不大。鉴于此，本研究最终选取教学班1、2进行评价（表2）。

本课程实施翻转课堂教学模式是在现行教学管理制度体系下进行的探索性实践，故其考核方式上仍以期末闭卷考试为主，试卷由课程组教师统一命题，考试内容完全相同。因此，在评价时选取期末考试试卷中相应知识点的学生得分作为量化评价指标。

表2 《港航工程与规划》翻转课堂实验

2.评价方法

本研究主要目的是评价实施翻转课堂的效果，教学班1和教学班2的授课对象均为14级交通运输专业本科生，任课教师和考试内容完全相同。为确保评价的有效性，本研究首先对两个教学班未实施翻转课堂的知识点得分进行差异性分析，然后再分别对知识点1和2实施翻转课堂的效果差异性分析，所用方法为单因素方差分析法，具体分析过程利用SPSS软件完成[9]。当F≥Fa(s-1,n-s)时，说明在显著性水平下有显著差异。

3.评价结果

表3给出了未实施翻转课堂情况下两个教学班的对比情况。结果显示，在未实施翻转课堂教学模式的情况下，两个教学班的成绩在95%的置信水平上并无显著差异。这一结果说明，两个教学班在传统课堂教学模式下的教学效果相当，在此情况下再对两个教学班实施翻转课堂教学模式的效果进行比较具有实际意义。

表3 未实施翻转课堂情况下两个教学班的成绩对比

表4 实施翻转课堂情况下两个教学班的成绩对比

表4给出了传统课堂教学和实施翻转课堂两种教学模式下的成绩对比情况。结果显示，在95%置信水平上，实验1和2中实验组的成绩与相应对照组的成绩均存在显著差异，且实验组平均得分普遍高于对照组得分，说明实施翻转课堂的效果好于传统课堂讲授模式。

上述分析表明，基于微课的翻转课堂在《港航工程与规划》课程教学中的实验是成功的，也初步验证了翻转课堂在提高本门课程教学质量方面具有一定的促进作用。然而，需要特别指出的是，本研究仅是一个探索性实验，实施过程中仍存在部分学生参与积极性不高，有效反馈信息不多等问题，可用于翻转课堂的微课资源较为有限。此外，限于客观条件限制，本研究对实施效果的评价尚不够全面。

五、结束语

本研究阐述了微课与翻转课堂之间的关系，设计、制作了基于翻转课堂教学模式要求的 《港航工程与规划》微课资源，构建了基于微课的翻转课堂实施流程，并利用单因素方差分析法对翻转课堂的实验效果进行了评价，初步验证了基于微课的翻转课堂教学模式在提高《港航工程与规划》课程教学质量方面的有效性。

未来，针对《港航工程与规划》翻转课堂实验过程中遇到的问题，学校应加强翻转课堂教学理念的宣传，任课教师应充分调动学生积极性，鼓励他们踊跃参与到翻转课堂中。此外，课程组需进一步开发微课视频资源，并借助超星公司提供的网络平台，提高翻转课堂实施过程的方便性和有效性，以及实施效果评价的全面性和科学性，以期促进学生自主学习能力的培养和课程教学质量的提高。