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聚焦能力培养的工科院校翻转课堂教学
［摘 要］工科院校教学由知识传授型向能力培养型模式的转变,是我国工程建设岗位对新型工程技术人才素质的现实需求.在理清工科院校能力培养目标和翻转课堂教学优势的基础上,通过教学内容、教学模式、教学环节等针对性设计,在工科院校专业课程中进行了基于能力培养的翻转课堂教学实践,并通过教学反思揭示了其本质规律,满足了工科院校课程教学能力培养的核心诉求,为工程岗位实践应用与创新型人才培养起到了积极的借鉴作用.
［关键词］工科院校；SPOC 平台；翻转课堂
随着我国工程建设岗位对新型工程技术人才能力素质需求的不断提高,工科院校专业教学理念也逐渐由知识传授型向能力培养型转变.这使得传统的知识传授型教学模式已难适应新型工程岗位对人才科学思维、工程运用与实践创新等能力的培养需求,所以必须要更新理念,开展以工程岗位能力培养为目标的教学设计和教学实践.翻转课堂教学通过任务驱动、自主学习、课堂讨论、问题探究、实践运用等环节,可以实现知识的逐级内化吸收和工程运用、实践创新能力的培养.SPOC、MOOC等在线教学平台的逐渐普及,为以实践运用和创新能力培养为目标的新型翻转课堂式教学提供了平台,并在我国工科院校专业课程教学中得到广泛的应用［1］.
一、围绕岗位能力素质,理清翻转课堂教学改革缘由
传统的“知识灌输型”教学模式,是对工科专业课程知识体系的认知过程,其局限于“坐中教、坐中学”的知识灌输.这种教学模式不能针对工科课程特点体现工程从现象到本质、从外向内的认知过程,与学生对工程学科的认知规律不相适应,不能较好地锤炼学生的工程实践运用能力和创新思维能力.同时,这种被动的“知识灌输”式的教学模式,不能激发学生主动探究工程技术的兴趣和潜质,学生实践运用和创新能力的培养也就会成为一纸空谈.因此,必须聚焦未来工程建设岗位对新型工程技术人才的需求,以实践运用和创新能力培养为根本目标,深入开展教法学法改革.
翻转课堂教学模式在能力培养方面具有强大的优势.翻转课堂（The Flipped Class-room）是将传统的“教师课堂讲授知识+课后学生完成作业”的教学模式进行翻转,形成由学生自主学习新知识,课上通过提问、讨论、实践等互动活动实现知识内化吸收的教学模式.教师的功能由单纯的知识讲授变为辅导、协作和对学生进行个性化指导.这种教学模式从根本上改变了传统课堂教学的流程,并通过任务驱动、自主学习、问题探究、实践运用等环节,实现了学生对知识的逐级内化吸收［2］.
SPOC 教学平台的构建为翻转课堂教学提供了便利.翻转课堂教学成效如何,取决于学生自主学习环节的效果.这就需要给学生提供完善而高效的网络资源平台作为支撑,供学生进行针对性学习.SPOC（SmallPrivate Online Course）在线教学平台就是一种适用于高校课程教学的小规模在线学习的典型网络教学平台.通过SPOC平台,教师可以构建各类课程的网络在线资源,包括体现教学内容和知识点的视频、动画、课件、教案、微课等信息化教学资源,使学生实现自主性、差异化学习和评估.作为师生交流的公共平台,SPOC教学平台还可以实现在线互动、答疑交流、在线实训和拓展提高［3］；并将学生网上学习、交流、在线测试等过程性表现以成绩的形式自动记录和统计,实现课程的过程性考核.SPOC在线教学平台已成为激发学生学习兴趣、提高教学效果的标尺和催化剂,它使学生乐于学、乐于思、乐于考.
二、聚焦能力培养目标,优化翻转课堂教学设计
遵循工科认知规律,优化教学内容设计.教学内容的优化改革是教学改革的龙头,也是实现能力培养目标的重要手段.工科类课程的教学改革,应紧贴工程实际需求和学生对实际工程的认知规律,进行针对性优化整合,从现象到本质、由表及里地进行教学内容设计.内容具体到课程教学的每一个知识模块、每堂课甚至每个知识点,从整体至局部、从大到小的优化整合教学内容.在我校开设的军用道路翻转课堂教学内容设计中,针对军用道路常识教学模块,按道路常识介绍、军用道路认知、道路发展演变、社会地位等序列安排教学内容,实现学生对道路常识从现象到本质再到深化的学习过程；针对道路线形勘测设计知识模块,通过典型道路事故案例、道路安全影响因素、线形设计控制指标、线形设计方法、工程实例等序列安排教学内容,实现学生对道路线形模块从现象到本质、从理论至实践的认知过程；针对道路路基路面知识模块,则以实际道路施工、维护的工程案例入手,安排路基稳定性分析、道路防护和排水、路面设计等教学内容,并将路基路面工程试验纳入内容体系,与教学内容融为一体,使抽象的内容具体化、复杂的理论简单化.这种优化设计,符合学生对道路工程的认知规律,在翻转课堂教学中,也有利于实现学生工程应用能力、科学思维和实践创新等能力的培养.
实践创新需求牵引,优化教学模式设计.对于高校工科专业课程来说,翻转课堂教学模式的基本思路是：以实际工程实践运用和创新能力需求为牵引,依托构建的课程SOPC平台和在线资源,引导学生自主构建知识体系；在在线学习的基础上,针对重难点问题开展课堂讨论探究、工程应用和创新实践.通过这种“知识体系自主建、重点难点课上究”的翻转式教学过程,既实现了学生知识多次内化吸收,又培养了学生的综合运用能力、科学思维和创新能力,实现了以学生为中心的能力培养目标.
线上线下深度融合,优化教学环节设计.基于SPOC在线教学平台的工科专业课程翻转课堂教学,一般包括两大环节,一是课堂教学准备.教师在学情和课程分析的基础上,结合学生认知规律,在线发布相关工程建设需求或任务的教学公告,并针对任务需求进行在线教学资源的组织,供学生学习使用.二是课堂教学实施,包括课前在线学习、课上讨论探究、课后反思提高等过程.课前在线自学是指学生根据任务需求构建学习计划,利用教师提供的在线资源主动在线自学,并利用SPOC进行在线互动提问和答疑.课上讨论探究是指教师聚焦在线学习的问题,组织课堂交流探究与实践,实现学生知识的内化吸收,解决学生的疑难问题和教学的重难点问题.课后反思提高是课后的知识巩固、核心问题的回味反思与升华、工程应用的拓展等过程,以实现知识的再次内化吸收,达到提高能力的目的.
三、紧贴工程岗位需求,深化翻转课堂教学实践高校翻转课堂教学改革,应紧贴工程岗位需求,针对工科专业课程特点,牢牢把握翻转课堂教学模式的共性规律和核心问题,依托构建的SPOC在线教学平台,开展以学为主体的“课前在线学习、课上讨论探究、课后反思提高”立体化教学实践,以满足工程需求的人才能力培养目标.
紧贴岗位需求,做好课前准备.未来高校工科专业的人才培养,要紧贴工程岗位需求来培养学生的能力素质,而做好课前准备是达成这一目标的前提和基础.一是要做好实际工程案例或工程任务编写、收集和发布工作.实际工程案例或工程任务要具有针对性和典型性,对学生具有感染力、震撼力和说服力.如在桥梁专业课程教学中,发布“长江中下游的瞭望哨——南京长江大桥”、“魁北克大桥的垮塌”等工程案例和任务,以作为学生进行知识构建的激发器.二是要做好导学计划的制订与推送.导学计划要翔实、具体,有针对性,能够将学生的思维引导到知识点认识和知识体系构建的路子上来.三是要及时推送教学资源.教学资源是学生在线学习的重要载体,也是翻转课堂教学成功与否的关键要素.教学资源要既要全面又要精炼,要具有针对性和趣味性.如制作的经典的微课视频、动画等,既要牢牢抓住学生的心理和兴趣,又要防止出现“杂、乱、繁”现象而影响学生的在线学习效率.
依托在线平台,开展在线自主学习.学生依托实际工程案例以工程建设任务为牵引,利用在线资源进行在线自学和自测,自主完成知识体系的构建,实现个性化、差异化学习；同时聚焦学习问题,准备课堂讨论,以奠定课堂交流学习的基础.在教学中,可以通过针有对性的课件和微课、逼真的动画、清晰的视频、功能强大的模拟软件等教学资源来提高学生的兴趣；可以通过SPOC平台实现全过程学习评价,以激发学生的学习动力.值得强调的是,在线学习是基于问题的学生探究式自主学习,需要学生在课前课后花大量的时间完成在线学习、分析思考与自主构建知识体系,教学管理者应在学生学习时间的安排上予以支持［4］.
围绕能力培养,开展课堂讨论探究.针对不同的教学内容特点,应紧紧围绕能力培养,采用问题驱动式、启发式、案例研讨式、情景式、实训式等教学方法,实施课堂面授探究学习.教师应根据自主学习情况,在课堂面授阶段结合工程案例或实际工程任务,通过小组交流等形式汇总和聚焦问题,并针对重难点问题开展小组讨论、互动和协作、课堂实训等学习.比如,在道路专业课程教学中,对道路基本理论教学部分,可以结合课前发布的工程案例,采用现地情景式教学法,边参观边学习,让学生利用所学对道路进行现场认知,解决学生在自学中存在的问题.同时通过汇报或质疑,引导学生面对面的交流讨论,教师掌控导向与进度,让学生围绕教学的重难点自主完成提出问题、分析问题、解决问题等环节的学习,着力提高其问题探索能力；对道路选线勘测、设计等专业技能教学部分,可以采用任务驱动式教学法,结合工程任务,通过构建的电子沙盘、教学模型、模拟训练系统、教学软件等课堂信息化教学手段,组织学生深入探究道路设计涉及的控制要素、技术指标和方法步骤,引导学生讨论交流存在的问题,有效解决课堂教学的重难点问题,并通过课堂练习、测试、竞赛、实验等形式,着力提高学生的科学思维与创新实践能力.
瞄准创新工程实践,开展课后拓展提高.课后,学生一是通过课后针对性练习、教学反思等形式进行知识巩固,检验学习效果；二是结合教师课后发布的与工科专业课程相关的知识前沿动态、典型工程案例、热点工程问题等,进行在线交流讨论,教师在线答疑,从而实现知识和能力的拓展提高.
四、反思翻转课堂本质规律,催化课堂教学成效
一是符合了工科院校专业课程特点和学生认知规律.翻转课堂教学是在针对工程类课程特点构建资源的基础上,以实际工程建设需求为牵引引导学生自我构建知识体系的,其符合工科院校专业课程的特点.学生课前在线自主自学,课上交流讨论、应用分析、实践创新以及全方位过程性评价,这符合学生对知识从现象到本质、从外向内的认知规律.这种过程能有效引导学生热爱专业学习、学会解决工程需求,让学生在学习过程中掌握核心知识,培养学生的工程意识和科学思维能力,让学生不断修正学习方法,实现知识能力素质的全面发展.
二是满足了工程类专业人才岗位能力培养的目的.
在工科专业课程翻转课堂教学中,针对实际工程案例或工程建设需求,借助大量在线资源,围绕工程实际自主构建知识体系,既能较好地避免传统课堂“一刀切、齐步走”的情形,让学生可以根据自身学习习惯、学习能力和兴趣自定步调开展个性化学习,又能有效激发学生专业课程学习的感情,培养学生的工程意识.通过翻转课堂面授教学和在线教学的优势互补,学生的主体地位得到突出,在线学习和课堂讨论探究积极、主动,这不仅有利于培养学生的知识技能、探究思维与创新能力,对学生实际工程意识、健康情感与价值观的培养也具有重要的促进作用.
三是有利于学生工程应用和实践创新能力的形成.基于能力培养的翻转课堂教学模式,是针对工程现实需求而开展的“学为主体、教为主导“的自主式学习,学生利用翔实、有针对性的在线资源进行自主构建知识体系；而教师则将较多的时间用于了解学生在线学习的情况,与学生在线交流与答疑解惑,课堂面对面的互动讨论,以及对整个教学环节的调控和对客观学习的评价.这对于深化师生关系、强化学生的协作意识有一定的积极作用.这将有效解决在线自学效果不理想、课堂交流不深入、流于形式的弊端,大幅度提高学生学习的深度和课程成绩.据我校开展翻转课堂教学的部分课程资料统计,学生对工程问题的在线提问、论坛交流数量、问题的深度广度剧增,学生的各项能力和课程成绩较以往讲授式教学模式也有较大幅度的提升［5］,完成实际工程设计项目的数量和质量效率较以往大大提高.
近几年的教学实践表明,在工科院校专业课程教学中开展基于能力培养的翻转课堂教学模式,符合学生对工科课程的认知规律,能促进课程知识的内化吸收,能针对课程学习过程中的重难点问题强化工程应用与实践创新能力培养的理念.当然,这种基于能力培养的翻转课堂教学模式的成功开展,离不开聚焦能力培养的教学设计,离不开紧贴工程需求的实践与创新,也离不开灵活、深入的翻转课堂成效反思.同时,工科院校基于能力培养的翻转课堂教学,需要参与教学的各方全方位共同努力,紧紧围绕能力培养这一根本目标,从顶层设计上合理设置课程,从时间上合理安排学生学习时间,从条件建设上全方位进行课程建设,从教学设计上精心策划教学过程,并全方位地组织实施,这样才能有效克服各种制约因素［6］,充分发挥翻转课堂教学模式的强大优势.
［ 参考文献］
［1］ 陈子超,蒋家傅. 高校翻转课堂教学模式探索与实践［J］.现代教育技术,2014（12）：112-117.
［2］ 薛云,郑丽. 基于SPOC 翻转课堂教学模式的探索与反思［J］. 中国电化教育,2016（5）：132-137.
［3］ 白凤翔,郭晓英,林芸,等. SPOC 教学模式在高校课程教学中的应用［J］. 云南大学学报（自然科学版）,2014（S2）：146-149.
［4］ 陈倩,李娇娇,汤才梅. 翻转课堂在教学中遇到的问题及解决策略研究［J］. 软件导报,2015（1）：176-179.
［5］ 高磊,江克斌,邵飞,等. 基于SPOC 平台的钢结构课程教学改革［J］. 高等教育研究学报,2016（1）：101-105.
［6］ 谢飞,宁苗,马玉婷,等. 翻转课堂教学法在高职院校实施的问题及对策［J］. 金华职业技术学院学报,2014（6）：17-19.
翻转课堂论文范文结:
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