基于翻转课堂的“LTDE”教学设计与实施——以“通信原理实验”为例

崔艳玲，潘矜矜，文文凯

（桂林航天工业学院电子信息与自动化学院 广西 桂林 541004）

“通信原理”作为通信工程专业的专业基础课，从理论上建立完整的通信系统架构，涉及通信过程及底层基本原理和系统性能方面的知识内容。“通信原理实验”是与该理论课程相配套的独立实验课，承担着从独立功能到整体系统的过渡，是转化知识为工程应用和实际生产的衔接平台。但是，现有的实验授课模式使实验教学资源难以做到充分有效地利用，学生对实验室设备的使用仅仅限于课堂时间，课后没有时间去使用也不愿意去使用，学生学习的积极主动性不够，很多高校一直在提的“开放实验室”无法做到真正开放。同时，由于实验课时有限，且学生在实验课之前无法对理论及实验过程进行较好的预习，导致实验准备不充分、低级问题不断，结果让实验老师的指导负担加重，学生对实验设备操作不熟悉也容易导致实验硬件设备损坏，实验效果大打折扣；此外，学校现有的实验设备只能提供极为有限的二次开发环境，很多同学在实验课程学完后对所做过的实验内容仍然一知半解，没有时间进行举一反三的思考，更不能独立自主创新设计。

传统课堂的授课以教师为主导，在有限的课堂时间内实现知识的传授，学生被动接受，特别在实验课的课堂上，学生能够自己完全理解并独立思考和操作的比例非常少，教学效果不尽理想。近年来，随着互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，“翻转课堂”即一种以学生自主学习为主导的具有教育改革意义的教学模式逐渐变得可行和现实。一般来说，“翻转课堂”是由教师在课前根据教学内容制作特定的视频资料，学生提前观看学习后，再回到课堂上与教师进行面对面交流和深入讨论，完成知识的内化和吸收的教学过程。知识的传授通过信息技术的辅助在课后完成，知识内化则在课堂中经教师的帮助与同学的协助而完成。

本文提出基于翻转课堂的“学―教―做―评”(LTDE,即Learning-Teaching-Doing-Evaluating) 四位一体的教学方案，创新传统授课理念，将传统课堂和翻转课堂有效融合，改变原有“教师先教学生后学”为“学生先学教师后教”的教学形式。以“通信原理实验”课程为例进行翻转课堂教学设计，考虑到课程对方案的适用性，实践课程的翻转教学能让学生对上课操作的内容了解得更为清晰具体。特别是预习资料里的视频制作内容可观看性和可操作性相比理论课程更加形象直观，学生更容易理解，因此教学效果更为突出。学生能够根据课前老师提供的可选择、可重复的学习内容进行自主学习，课堂上能够更好地理解实验内容并熟悉实验设备的操作，课后能够进行实验结果分析和自我反思，从而实现高效率学习。

1 教学内容设计与组织实施

翻转课堂教学模式应以学生为中心，使学生在教师和小组互动创设的学习环境中充分发挥主动性。该教学模式应促进信息技术与课堂教学的深度融合，改变传统的以教师为中心的教学观念。以本校通信工程专业的“通信原理实验”课程教学为例，每次实验授课2 学时即90 分钟。教师课前梳理知识点，联系学生所学的理论知识设计实验过程，制作PPT、录制相关视频并向学生推送资料及测试题，引导学生进行线上学习；课中教师适当讲解实验相关内容并组织学生分组讨论，学生自主完成实验任务，对课堂内容进行熟悉、消化吸收；课后学生总结自己所学、所做实验内容并进行反思，教师也通过及时查看课前布置的测试题解答情况，了解学生反馈的问题，有针对性地讲解和解答。“学―教―做―评”四位一体的实验课堂教学开展按照如下几方面依次展开，各环节互联关系如图1 所示。

图1 教学实施结构图

学生“学”（Learning）——课前预习：学生通过教师提前制作好的学习资料，如实验内容简介、实验操作视频或实验预习训练题等先进行学习，对每次上课的内容有大致的了解，并对实验操作的过程提前熟悉。一般教师制作的预习视频以8―10 分钟为宜，视频对学生在实验过程中容易出错或忽略的问题应进行重点介绍或说明。以通信原理实验课程所用的实验设备为例，通信原理综合实验箱模块上的各信号输入点和信号输出点容易混淆，教师在制作视频的时候可以加以强调。

教师“教”（Teaching）——课堂讲授：按照一次课90 分钟授课时间计算，教师的课堂讲授以20 分钟左右为宜，并以实验电路的原理结构为重点讲解内容，不涉及实验的具体连线和详细操作步骤。教师对实验课堂的授课应该根据每次课的具体内容分门别类，有整合、有归纳、有重点地讲解。通信原理实验箱的几大主要模块功能如图2（p126）所示，同一模块实现的功能具有一定的关联性，由此引申出各个不同类型的实验。教师“教”和学生“做”是实验过程的两条主线，教师需要系统学习理论和实验知识，提出能够激发学生探究欲望的问题，也需要“瞻前顾后”兼顾学生的能力和水平进行综合评判。学生需要与教师互动，也需要和同学之间交流，在不断反馈的“实验——研讨——实验”中去消化和内化所学的知识。

图2 通信原理实验箱主要模块功能

小组“做”（Doing）——学生操作：每次实验课学生自行操作的时间以1 小时左右为宜，根据老师布置的实验项目内容，练习课前的视频预习资料，独立操作，自主完成实验，学生可以根据自己的意愿，分小组完成也可以独立完成实验内容。教学过程中，教师可以鼓励学生组队完成实验，对实验的结果进行分析探讨，反复验证，培养学生的团队意识和沟通协作能力。

综合“评”（Evaluating）——考核评价：实验课程的完成质量应结合实验课堂的多方面情况进行综合评估，每次实验课结束时，教师应利用5―10 分钟时间对实验的内容做总结归纳，特别要针对实验操作时普遍出现的问题进行补充说明。对实验完成情况的评价应该贯穿上述“学―教―做”的各个环节，从实验步骤、实验内容、实验结果分析与实验总结等几方面综合考核报告的完成情况并进行评价。

2 方案实施的效果与持续改进

基于翻转课堂的“学―教―做―评”四位一体实践教学方案考虑了特定课程的特点和现有教学情况存在的问题进行课堂教学全过程的设计。在教学设计中着重增加原授课方式中所欠缺的以问题为中心、师生互动和同侪互动的内容。教学改革的目的是增加学生的学习投入度、锻炼其自主学习能力和对知识的深度加工能力。通过对本校通信工程专业2018 级和2019 级的“通信原理实验”授课情况进行学情分析，对实施翻转课堂的班级和未实施翻转课堂的班级进行学习效果对比，统计数据如表1 所示，可以看出，在进行课改的班级课堂上教师讲授和学生操作等环节都体现出较好的学习效果。特别是在独立完成实验的学生比例上明显高于未课改的班级，由平均50%左右提升至80%，由此表明，大部分学生在预习这块就有很大收获，教师明显缩减了课堂讲授时间，学生操作和思考讨论的时间明显增加，学生有更多的时间去解决课堂上发现的问题，学生的自主学习和自我管理能力得到锻炼和培养，学生有较好的课后获得感与满足感，更能激发其对所学课程的工程应用能力和创新设计能力。

表1 2018 级和2019 级的通信工程专业“通信原理实验”课程学情分析对比表

本方案不但对本校的通信实践类课程教学具有指导意义，而且对其他专业也有借鉴意义。实践教学体系的建设，不光需要理论上的探讨，更多地还需要在实践中探索和总结经验。对“通信原理实验”课程的实施效果还要通过学生的具体反馈体现，为获取正确的客观的学习信息，本校通信工程专业课程组教师设计了学生实施翻转课“LTDE”模式教学学习后心理要素的分析表，如表2 所示。鉴于不同年级、不同专业的学习情况，各同学在知识、能力和素质提升等方面表现略有不同。但总体来看，大部分同学在知识理解、实验操作和课程的认同等方面（*号标注）有较大的提高，和传统课堂授课方式相比体现出较为明显的优势。

表2 获取学生课后信息的客观评价指标设计

不同学校、不同专业在办学条件、师资力量、学生来源、地方特色等方面都有其自身的特点。新工科背景下应用型本科院校办学目标是为社会经济、生产、建设、管理等培养高等技术应用型人才，实践教学要面向岗位、传递技术、培养素质，所以对技术应用领域的岗位与技术的深入了解、及时跟踪、准确把握、科学综合是构建实践教学体系的前提条件。课前预习资料和学习平台的建设需要投入相应的人力、物力、财力，并且不断在实践中总结经验。这一切都需要人员、时间、资金等方面的进一步投入。及时跟踪和传递相关技术应用领域的技术状况，将是一条必要的和有效的途径。

3 结论

如何利用互联网信息和通讯技术，为学生提供更灵活、更高效的课程和学习机会是当今高校面临的重大挑战之一。本文旨在通过基于翻转课堂的“通信原理实验”课程教学改革，积极探索创新型教学模式“LTDE”的合理应用和实施，将在线学习、翻转课堂及混合式学习等有机融合起来的多元化教学方法，实现“教”“学”相长、双向互赢的教学目标，使学生获取更为高效的学习成果，真正成为学习的主人，并为高校课堂教学改革和人才培养实践创新提供帮助和依据。