《工程岩土学》课程“互联网+翻转课堂”教学模式新尝试

赵巧静 杨彦利

摘  要：高等教育内涵的变化导致教学方法的改变，本次针对教学中遇到的一些问题及工程单位的实际需要，改进教学模式，探索翻转课堂教学模式的优越性，对2016级和2017级勘查技术与工程专业的学生分别采用翻转课堂和传统教学模式进行授课，通过对考试成绩和学生评估问卷数据统计整理发现翻转课堂教学模式不仅提高了学生的主动性、积极性、综合能力及平均学习成绩，而且还培养了学生严谨的工作作风，求真务实的科学精神，为以后的工作学习打下良好基础。

关键词：高等教育;翻转课堂;工程岩土学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）06-0111-03

Abstract： Changes in the conceptualization of higher education have led to a change of teaching methods. According to the advantage of the flipped classroom， the undergraduate Rock and Soil Engineering course at engineering university was taught in two formats. The course was taught in a "traditional" format in 2017 but， in a flipped format in 2016. The research examines whether the flipped format improved the exam performance. Data was gathered through analysis of course grades and student evaluation questionnaires. The results showed that the flipped format led to a slight improvement in the average exam and developed the students' preciseness work style， the scientific attitude and made a good foundation for future work and study.

Keywords： higher education， flipped classroom; Rock and Soil Engineering

一、概述

21世纪的教育是信息化和网络化的教育，随着“互联网+”技术的突飞猛进，为高等教育带来了大量的新工具，同时也给我们的传统课堂带来了严峻的挑战。信息通信技术除了教师上课经常用到的PPT外，还有诸如社交网站、虚拟的学习环境以及大量的公开在线课程，如慕课、微课等。课程的讲授形式也变得更加多样化：面对面、在线、远程操作等。中国教育发展战略学会常务副会长张双鼓指出，信息技术对教育具有革命性影响，必须予以高度重视，信息技术在教育领域的应用正在引起教与学方式的革命性变革。基于以上理论，同时考虑到目前《工程岩土学》课程中遇到的一些问题，如课上部分学生的积极性不高，创新意识不够，动手能力差等，于是产生源于教师责任心的一种反思：学生学完这门课能学到什么？是否能运用工程岩土学的知识来解决实际工程中遇到的问题？是否有足够的动手能力？是否有团队合作意识？是否能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效的沟通和交流等，带着以上问题及思索，感到课改迫在眉睫。

通过对多种教学方法的比较，本课程引入翻转课堂的形式，并研究针对本课程翻转课堂是否提高了学生的学习成绩，是否激发了学生的学习兴趣及创新能力。

二、翻转课堂

所谓翻转课堂，不同的学者有不同的界定，Ojalvo and Doyne（2011）对翻转课堂进行描述，认为翻转课堂是颠倒了教学结构，即教学内容在课外完成，课上进行讨论，完成知识的内化[1]。这种课堂形式的特点是学生分成小组，在课下观看视频，并提出问题，这种新的教学方法理论上是建构主义和行为主义的结合[2]。关于翻转课堂的实质，概括起来就是，翻转课堂是以学生为中心的教育思想和布卢姆的掌握学习理论在教学实践中的具体运用。

翻转课堂的起源可追溯到2007年美国科罗拉多州林地公园高中的两位教师乔纳森·伯尔曼（Jon Bergman）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）[3，4]。2011年，随着“可汗学院”的出现，翻转课堂为众多教师所熟知，并引起国内外教育界的广泛关注。国外研究主要集中于中小学的教育实践、学习资源开发和实施步骤等。比较成功的案例有艾尔蒙湖Lake Elmo小学、克林顿戴尔（Clintondale）高中、河畔联合（Riverside Unified）学区等[5]。

2011年翻转课堂被引入我国，最先在基础教育阶段得到实践，重庆聚奎中学借鉴美国克罗拉多州洛基山林地公园学校，首先运用翻转课堂， 结合课程实际，采用翻转课堂的形式进行教学并取得良好效果，除此之外还有广州市第五中学、深圳市南山实验中学等。近两年国内也有很多学者进行翻转课堂的研究，如郭佳、赵呈领、汪晓东、董黎明、焦宝聪、曾明星等均取得良好效果。目前，國内关于翻转课堂的教学研究与实践越来越多，但大多集中在中小学，在高校开展翻转课堂的实践研究相对较少。事实上，与中小学生相比，大学生具有更强的自学能力和自控能力，更适合运用翻转课堂开展教学。故本课题以“互联网+翻转课堂”的模式对《工程岩土学》课程开展实验和研究。

综上所述，翻转课堂体现了“以学生为中心”的教育理念，体现了“有支持的、开放的”建构主义教学设计思想，体现了“教学内容微课程化、结构化”的课程设计思想，体现了“课程学习单引导式”的设计思想[6]。该模式的好处是可以重复进行学习，教师的任务是把学生组织起来，让学生合作探究，老师答疑，及时进行课堂检测， 反思提高，给学生必要的个别指导，很好的做到了因人而异。教学形式的改变可以激发不同能力和兴趣学生的个性化学习需求，少讲多学，及时掌握学习情况，培优补差;缺点是教师制作微视频花费时间过长，需要教师准备大量素材，课堂难以控制和管理。

三、课改内容

本课程翻转课堂实施过程主要借鉴美国富兰克林学院Robert Talbert 教授所总结的结构模型。该模型主要分为课前和课中两个阶段，课前让学生观看教学视频并针对性的进行课前联系，课中进行快速少量测评完成知识内化并进行总结，此种模式已应用于很多理科类课程，并取得良好效果。如何使翻转课堂更具有本土化，以学生为中心的翻转课堂教学模式该如何有效地构建？下面从课堂授课及实验教学两方面进行有效论证。

（一）课堂授课

《工程岩土学》这门课具有很强的理论性及实践性[7]，单单靠书本上的知识是不够的，为了与工程实践更好结合，笔者结合多年教学实践，制定教学内容以理论为中心，附加工程实例、岩土规范、最新科研成果，同时配备习题库以及以交流互动为主的QQ群，目的是引导学生掌握较全面的知识。而课堂是学生学习的主战场，是学生个性充分发挥的场所，是学生与学生之间，学生与教师之间互动的场所，如何使其作用发挥到极致，是我们每位教师都需要认真思考的问题。

首先，对2016級小班制学生（22人/班）进行分组，针对不同的组别布置不同的学习任务，并下发视频以便学生课下提前观看并讨论，对于无法解决的问题及时提交给老师解决;课上选派代表分享本组的收获及存在的疑惑，由其他组或教师给予点评或补充， 除此之外，课堂中省下来的时间被赋予新的用途，利用它来开展吸引学生的课堂活动或用来鼓励学生拓展其高阶思维方式，满足学生的自我效能感，这种转变可以吸引大部分学生的注意力，激发学习兴趣，使个别课堂上的观光者变为参与者。

（二）实验授课

实验是《工程岩土学》教学中的一个重要的实践环节，可以提升学生动手能力，为了更好地满足工程单位的需要，培养复合型应用人才。实验集中开设，实验前由学生进行视频学习，使其熟知实验目的、实验原理、仪器设备、实验方法、步骤等。除此之外，学生还需要自己提前制备土样，即熟知实验的每一个过程。实验课中对学生实际操作中遇到的问题进行重点讲解，真正做到了一对一辅导。传统实验教学中，实验结束后，实验室不再单独开放，学生在报告编制过程中对问题数据往往无法再次验证，影响实验质量。针对以上问题，实验采用开放式教学，学生可以针对实验课中有疑问的数据， 利用课余时间可以再次到实验室验证。既培养了学生的动手能力，又培养了学生严谨的作风，求真务实的科学精神。通过对学生的实验报告对比分析，发现采用翻转课堂模式教学的2016级学生的实验报告编制质量、实验数据准确度及实验成绩明显要好于2017级学生。

四、成效

1. 通过本次翻转课堂模式尝试，一方面，极大提高了学生的主动性、积极性，表现在以原定分组的基础上又呈现出了一批积极主动到讲台分享与课程相关的最新案例及看法的同学;

2. 学生平均成绩及课堂注意力得到了明显提高。采用翻转课堂授课的2016级学生考试成绩在80-100分之间的百分率要明显高于采用传统授课的2017级学生，平均成绩分别为85.20分和82.30分。同时，也反映出在同等出勤率条件下，学生课堂注意力及课堂效率得到了提高;

3. 翻转课堂教学模式得到了学生的广泛认可，通过对学生的问卷调查发现，86%的学生赞同用这种授课模式，仅有14%学生不赞同或非常不赞同。

参考文献：

[1]Ojalvo， H.E.， & Doyne， S.（2011）.Five ways to flip your classroom with the New York Times. Retrieved from http：//learning.blogs.nytimes.com/2011/12/08/five-ways-to-flip-your-classroom-with-the-new-york-times/ http：//learning.blogs.nytimes.com/2011/12/08/five-ways-to-flip-your-classroom-with-the-new-york-times/？_php=true&_type=blogs&_r=1.

[2]Bishop， J.L.， & Verleger， M.（2013）.The flipped classroom： A survey of the research. Paper presented at the 120th ASEE Annual Conference & Exposition， June 23-25，Atlanta， GA.

[3]陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014，24（2）：49-54.

[4]乔纳森·伯格曼，亚伦·萨姆斯.翻转课堂与混合式教学[M].北京：中国青年出版社，2018.

[5]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.

[6]董黎明，焦宝聪.基于翻转课堂理念的教学应用模型研究[J].电化教育研究，2014（7）：108-120.

[7]唐大雄，刘佑荣，张文殊.工程岩土学[M].北京：地质出版社，2005.