翻转课堂在“计算机辅助电路设计”课程教学中的应用研究与实践*

黄荣喜 ， 尤文坚

（广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007）

翻转课堂也称“颠倒课堂”，起源于美国，是一种相对于传统课堂而言的教学形态。笔者认为，在网络比较完善的今天，翻转课堂教学非常值得推广应用。特别是在高职院校中，由于学生的基础相对薄弱，选择合适的教学模式，有利于学生的学习，提高学生掌握知识的能力。翻转课堂教学，主要是把被动学习变成主动学习。国内外的研究现状，主要集中在翻转课堂教学模式的应用，但对相关教学内容的分析评价相对比较少。本课题组以“计算机辅助电路设计”为例，对其教学成效分析与评价来进行研究，期望对今后的教学有一定的指导作用[1]。

1 翻转课堂在“计算机辅助电路设计”课程中的应用

目前，广西农业职业技术学院开设“计算机辅助电路设计”的班级，包括不同的年级共有12个班次，共435人。在该课程的教学中，涉及的知识面特别多，内容相对比较复杂，如果都在课堂上完成相关教学内容，难度非常大，相关的知识点，学生也难于掌握。基于这些因素，在教学中引进了翻转课堂教学，改变其教学的模式，提高学生的学习效率，把相关的难点重点内容放到课外，先让学生进行学习，更好更有趣地掌握相关知识点。

1.1 翻转课堂教学设计

翻转课堂的教学是从2018年春季学期开始实施，主要针对17级与18级的应用电子技术与信息工程技术两个专业进行实验教学。“计算机辅助电路设计”课程是这两个专业的核心课程，主要培养学生的电路设计能力和画图技能，教学的内容难度大，并且不易掌握。因此，在翻转课堂的设计中，根据教学大纲、课程内容，以及翻转课堂所涉及的工作量等方面考虑将比较难的8个单元进行教学实践，主要为：放置原理图对象与电气连接、PCB工程编译和验证、PCB设计与制造、自上而下层次电路原理图设计、PCB元器件布局、PCB布线、PCB元器件与PCB封装、集成元器件库的创建。任课教师有4人，作为一个教学的探索，课题组用6个班来进行实验教学，某位教师上两个翻转课堂班与两个传统教学班，作为后面的对比分析，另外4个班由其他4位教师分担教学任务。

1.2 翻转课堂教学实施

1.2.1 教学视频学习

根据教学的内容，设计了相应的视频，供学生在课前观看学习，让学生有一个感性的知识认知。教师把相关的内容放到QQ学习群中，学生主要利用班级QQ群来观看学习，教师在QQ群中与学生互动及时解答学生提出的问题。学生的这种课前学习活动，并不是简单地看完学习视频，而是要解决教师提出的一些问题，掌握本次课的教学内容，完成相关的知识学习任务。

1.2.2 课堂回顾探讨

在课堂教学的时候，先让同学们回顾一下在课前视频学习中遇到的难点问题，或者有什么创新性的问题，拿出来探讨。虽然在视频学习的过程中教师也解答问题，但教师应将课前学生遇到的问题与疑惑再集中讲解，并引入一些新的问题，引导学生进一步讨论、互动，完成知识的消化，达到更高层次的认知水平。帮助学生由被动学习转化为主动学习，以更好地提升学生的学习兴趣，牢固掌握所学的知识[2]。

1.2.3 教学总结巩固

教学总结，主要是为了巩固每次翻转课堂的教学成果。在课后，教师通过问卷调查的形式，让学生反馈该次课中存在的问题，有什么需要改进。教师需要根据学生的意见建议进行思考，提高自己的教学效果。

2 翻转课堂在教学中的成效分析

在翻转课堂教学实践中，学生的学习方式多样化，并不再仅仅靠课堂上的听课来学习，其学习的内容多。只是依靠期末的考试来进行分析教学成效，肯定是不够的，必须采取相应的评价方式科学地分析，才能体现出学生的学习情况。因此，在成效分析过程中，主要从学生课前学习问答情况、课堂发言表现、每次课后的知识测试、期末测评等方面来分析评价[3]。

2.1 选取样本

为了更好地研究“计算机辅助电路设计”翻转课堂的教学成效，课题组通过研究选取了一位上这门课多年的老师所教4个班进行比较分析，两个班是通过翻转课堂来进行授课，总人数为70，另外两个班是传统的教学模式授课，总人数为70。所选取样本都是应用电子技术专业的学生，他们所学的前期课程都一样，学生学习的态度、班级文化建设、学风建设都差不多，在教学中所使用的教材、教学大纲、教学目标与课时、授课计划均相同，因此所获取的样本具有可比较性。

2.2 教学成效分析

2.2.1 成绩及评价分析

通过对比分析，采用翻转课堂授课的班级，所取得的期评成绩明显高于传统授课的班级，通过考试及平时的测试，采用平均分的方法，翻转课堂授课的学生达到了92.5，而传统授课模式平均分为88.6分。翻转课堂教学的班级86～100分之间所占的人数比较多，而不及格的人数为0。而传统教学班级76～85分之间的人数较多，而不及格的人数为2。这就反映出了翻转课堂教学的模式更有利于学生的学习，通过这种模式的教学学生也更容易掌握所学的知识。

此外，通过从教务评教系统抽取的数据比较，翻转课堂班级的学生，给予评价的分数为94.88分，传统班级的评价分数为93.23分，从这个分析可以看出，学生更喜欢翻转课堂的教学，其教学评价明显高于传统的课堂教学。

2.2.2 教学知识点分析

为了更好地了解学生的学习掌握知识难易度情况，对一个教学案例“A/D转换电路PCB板设计”进行了深入的剖析，该案例教学目标是：学会从电路原理图中导出网络表，导入元件封装库，自行创建缺失的封装，设计出符合电路规范的PCB板图，并能进行信号完整性分析。主要知识点如下：1）生成电路网络表。2）PCB界面环境参数设置以及PCB板物理结构。3）元件封装的绘制及封装库的导入。4）PCB图中导入网络表信息以及错误的排查，包含同步比较规则的设置、SCH图和PCB图的同步更新等。5）元件的布局和布线。6）覆铜和补泪滴。7）电路信号的完整性分析。通过对学生采取不同的教学模式，并对学生进行测试及学生反馈，教学效果如表1所示。

表1 教学知识点分析

2.2.3 问卷调查分析

为了更好地了解翻转课堂的教学效果，课题组设计了相应的调查问卷。发放了70份问卷调查，收回了70份，有效份数为68份。问卷以判断题为主。从调查的结果可以看出：翻转课堂的教学，学生的学习兴趣更高，所教授的相关知识更容易掌握[4]。课前通过视频学习，相关的内容更加生动，能更好地感性认知，对所学的知识容易理解。但在问及所有的知识点都用翻转课堂来进行教学时，85%的同学觉得课前学习所占用的时间太多，难于接受。

2.2.4 教学过程分析

翻转课堂教学中，学生是主体，而教师为辅。如何让学生体现出相应的主体作用，教师的引导就显得至关重要。比如，在课前进行的视频学习中，视频案例的制作、考虑问题的导向、案例设计的思路、问题提出的可行度、学生理解的水平等都考验老师的教学水平。因此，教师的水平也需要进一步提高，需要多外出参加培训，提高自己的教学能力，以满足翻转课堂教学的要求。

在翻转课堂教学中，对学生自觉学习的能力培养，也非常重要，否则在课堂教学中就会大打折扣，体现不出其教学的优势。特别是高职院校的学生，其大多数学生的知识比较薄弱，自觉学习能力比较弱。因此，班级文化、制度建设也是比较关键的，要努力培训出学生的自觉能力，为今后的学习打下良好的基础。

3 教学评价与思考

3.1 教学评价

翻转课堂的教学已实施了两个学期，其取得了一定的效果，在教学的初期，相应的上课教师也外出进行了培训。目前，该课程相关的上课教师也具备了一定的翻转课堂教学经验与能力。在对“翻转课堂在‘计算机辅助电路设计’教学中的成效分析”中，得出如下的教学评价。

1）对学生来说，充分调动了他们学习的积极性。对学习该门课程充满了热情与兴趣，对所学习的知识易于学习理解，提高了学生听课的效率，在课堂中上课的注意力也非常集中。对该门课程的学习充满了自信心，增强了学习的欲望与新知识的探索。

2）对教师来说，教师的上课效果也得到了很大的提升，减轻了教师课堂上课的难度，更有利于教师探索新的知识，提高自身的教学能力，也加强了教师间的团队协作[5]。虽然在视频制作、案例设计及课前的讨论中花费了较多的时间，但在对学生课后的辅导中，明显减少了很多的时间。

3）学校教学资源得以完善，翻转课堂的教学，势必需要制作大量的教学案例及视频，这些教学资源大大地丰富了学校的教学资源，可以作为在线教学资源建设，供学生在课后，以及以后来进行学习。

4）对于翻转课堂的研究还有一定的局限与不足，虽然课题组对不同年级的12个相关的班级进行“计算机辅助电路设计”教学研究，但针对6个班级进行翻转课堂试点，相对来说试点班级比较少，对研究准确度有一定影响。而且在教学的过程中，并不是所有的知识点都采用翻转课堂教学，对研究结果存在一定影响，在今后的研究中希望进一步完善论证。

3.2 教学思考

翻转课堂的教学，虽然取得了一定的成效，但从这几个班的教学过程中，也存在以下一些问题：首先，通过问卷调查了解到89%的学生认为，课外的学习任务比较多，占用了很多的时间，有些学生根本也没有认真进行课外学习。其次，虽然有视频及案例，学生在自主学习上，还不够适应，学习理解不够到位，而且有偷懒的想法。针对相关的问题，本课题组也做了相应的思考。

1）要从本校的实际出发，考虑到学生知识的层次，不能对学生进行满灌。要挑选具有代表性的案例给学生进行学习，控制好学习的总量，逐步培养学生的学习自觉性，帮助其养成良好的学习习惯。

2）发挥学生的能动性。对于高职生来，他们的基础相对比较薄弱，翻转课堂教学，一定要精心设计，必须将教材中难于理解的内容，感性地体现出来。只有这样才能充分引起学生的兴趣，激发其学习欲望，更好掌握所学的知识，达到相应的教学效果。

3）考核制度的改革。对于翻转课堂的教学，不能通过一次考试就决定其期评成绩，必须结合相关的课堂测试、平时的问题探讨、课堂的表现情况等多方面进行衡量考核。这既可以提高学生学习的积极性，也是一种更合理更科学的评价方式，对教学取得相应效果有一定的积极作用[6]。

4 结束语

综上所述，翻转课堂教学，虽然取得了一定的成效，但还有很长的路要走。翻转课堂这一新的教学模式，更考验老师的教学水平，以及与学生沟通交流、解决问题的能力，不再是老师在课堂上讲完课就完事，而是要面对学生更多问题的回答与探讨。对学生的要求也更高，必须有一定的自学能力以及学习的自觉性。总之，作为一名教师，只有不断探索新的教学模式，才能取得更好的成绩。