面向布鲁姆教育目标的《电工与电子技术》太极环式翻转课堂设计

莫 愁 黄知超

（桂林电子科技大学 机械电子基础实验教学中心 广西桂林 541004）

本校本科生《电工与电子技术》课程是机械、电子类系列课程的基础，内容广泛，理论性、综合性、实用性强。传统教学模式教学效果比较差，尤其是学生实际应用能力不足。多年以来，其他研究者也认为这门课程存在类似负面问题，并研究了改进办法[1-2]。本文将太极理论融入翻转式教学方法，面向布鲁姆教学目标，实施教学改革。

图1 太极环式翻转课堂模型

一、太极环式翻转课堂模型

传统课堂教学顺序是学生课前预习、教师课堂授课、学生课后作业和复习。设计的太极环式翻转课堂模型[3]（图1）较之有较大改变。在时间上把传统课堂课中知识学习内容改变为学生在课前通过视频、教材等资料完成，课堂上师生以讨论、测试等形式实现传统教学形式中课后复习巩固知识，课后学生再总结提升并学习下一次课内容，如此循环直至课程结束，如太极环旋转不止。在组织形式上，以学生的能力达成为中心，教师教学方案围绕其设计。在教与学的相互作用上，是相互促进、相互制约的关系，合理的翻转课堂设计可以促进学生更好地获得知识和技能，学生在课堂上展现的知识和技能需求促进教师扩展和深入研究相关领域技术并提高教学水平，包括根据学生在课堂上表现出来的知识短板和技能不足调整教学内容。其中的教与学相互作用如同太极的阴阳两极相生相克。

布鲁姆教育认知理论把人类的认知级别分为初级、中级和高级，各级的认知需求分别是记忆和理解、应用和分析、评价和创造[4]。对《电工与电子技术》课程中的每部分内容，均设定达到不同的认知目标。

二、基于翻转课堂模型的布鲁姆教育目标达成方案

（一）教学任务设计

根据学生的理论和技能层次、教学大纲和选用教材，选定课程内容和设定考核方式，根据内容板块、章节内容和教学资源，确定每一次课的教学目标、重点难点、学习方法和学习任务等，制成学习任务卡。表1示例了基尔霍夫定律内容的学习卡，每次课均按照这个模式制作。

表1 课前学习任务卡

（二）记忆和理解层次达成

需要记忆理解的内容包括课程的概念、定理和公式等，此阶段在课堂前完成。学生在教师的引导下，通过阅读教材、文献和教师发布在学习QQ群或微信群的课件、练习题等，也可以使用一些公共资源，比如课程平台（MOOC、漓江学堂等）等完成此阶段的要求。

记忆的内容主要包括三类：概念性知识和事实性知识；程序性知识，即处理具体事物方式方法的知识；元认知知识，即学习领域中的普通原理和抽象概念知识。引导和训练学生从这几个方向记忆知识。比如“电路”这个知识点，概念性知识—知道电路怎么定义；事实性知识—知道电路是分析电现象的基础甚至必须工具；程序性知识--电路的绘制过程；元认知知识——要确定采用什么样的记忆方式和理解方式来记忆和理解这个知识点。理解是记忆的高一层认知，一般可借助转化、解释和推断三种形式来完成[5]。例如，对于“电路”这个知识点，转化——可以用符合自己表达习惯的语言表达为：电流从一个站点出发沿着一定路线到达某个目标站点；解释—哪些元器件可以代表电路的三要素；推断——基于电路的基本要素判断一幅图是否为电路图。

（三）应用和分析层次达成

此任务在课堂上完成。根据本课程基础理论比较多且系统而又接近工程应用的特点，可以通过课堂测试、讨论等方式对某个或某些知识点实现应用，并用其对实际问题进行分析。如果后者，教师给出几个性质相近、内容相似、难易程度相当的工程问题，学生分成几个小组，组内成员用“头脑风暴”等方式对问题进行深度研讨，协作完成。某个小组可以与其它小组或教师进行交流研讨。学生可以带电脑、仪器等到教室，尽可能在课堂上解决问题，如果有些问题需要长时间验证，或者需要做出实物，可以在课后继续完成。

（四）评价和创造层次达成

此认知最高层次是课程阶段目标或最终目标，视知识块的内容和在本课程的作用，对于某些知识可以设定学生只需具备评价能力而不是创造能力。评价一般指评判对象对标准规范的符合性，实现这个目的的案例之一是给出一个三相交流电机直接启动控制电路图，让学生评价是否满足此功能要求，有无优化的可能。实现创造目标的培养多在系列有关联的知识和技能完成后施行，使学生综合运用这些知识和技能，获得新的成果。一个案例是绘制用PLC实现电机反转控制的电路图，完成这些任务需要掌握电机的结构、工作原理、LPC控制方法、电路图绘制规范等知识和技能。在某个知识板块完成后，教师给出若干题目，学生在课前分组完成。然后课堂上分组汇报，教师和学生就其方法、结果质询和点评。

三、总结

按照以上设计的模式在一个实验班实施教学，作为对比，另一个班用传统模式教学，2个班均以调查问卷和试卷考试方式评估教学效果。调查问卷参考文献[6]设计，对应6个认知目标设置6个问题，课程开始前后均对2个班分别调查，统计得分。同样用文献[6]的数理统计方法评估调查分数的信度和效度。结果显示，教改班结课后总得分比学习这门课前提高76%，而非教改班则只提高45%；单独统计高级认知层次的问卷得分，这2个值分别是86%和32%。而卷面成绩，教改班的平均成绩比非教改班高出18%。这些结果显示，设计的方案教学效果较好，尤其对高级认知目标更有效。