翻轉課堂的《電路分析實(shí)驗》課程改革的探索

一、引言
翻轉課堂（Flipped Classroom）是指通過(guò)利用現代信息技術(shù)手段預先錄制簡(jiǎn)短的教學(xué)視頻來(lái)取代傳統的課堂知識講授，并在網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行共享，要求學(xué)生課前根據任務(wù)自主觀(guān)看教學(xué)視頻，課堂的時(shí)間交給老師和學(xué)生共同解決在學(xué)習過(guò)程中的困惑和疑問(wèn)，從而獲得更深層次的理解，實(shí)現知識內化的一種教學(xué)方式。
“翻轉課堂”把原來(lái)“先教后學(xué)”轉變成了“先學(xué)后教”，顛覆了傳統的教學(xué)模式。近年來(lái)引起了越來(lái)越多的教育工作者的關(guān)注，并付諸實(shí)踐，有了許多將翻轉課堂的教學(xué)模式應用到課程改革的成功范例，取得了良好的效果。在高校許多的課程改革教學(xué)實(shí)踐中，主要是將翻轉課堂模式與理論課程教學(xué)相結合，但在實(shí)驗課程中的應用并不多。然而，實(shí)驗課程對于培養學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、加深對課堂知識的理解有著(zhù)*的作用，它可以使理論知識與實(shí)際相結合，而不是只是“紙上談兵”。隨著(zhù)時(shí)間的不斷推進(jìn)，成長(cháng)于網(wǎng)絡(luò )快速發(fā)展時(shí)期的“90后”學(xué)生成為了大學(xué)教育的主要對象。
他們思維活躍，獨立性強，能快速接受新生事物，而面對信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，對學(xué)生的學(xué)習能力以及創(chuàng )造性的培養已經(jīng)不再滿(mǎn)足于傳統的教育模式。如何在有限的學(xué)時(shí)內，讓學(xué)生完成實(shí)驗，充分調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性，培養學(xué)生在實(shí)驗的過(guò)程中發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題，并敢于提出問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的實(shí)際應用和實(shí)踐創(chuàng )新能力，和傳統課堂相比，把“翻轉課堂”應用到實(shí)驗課程中是一種行之有效的嘗試。
二、《電路分析實(shí)驗》課程的現狀
《電路分析實(shí)驗》課程主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）課程的課堂教學(xué)模式是以教師為主體。教師實(shí)驗前進(jìn)行講解，學(xué)生再按照實(shí)驗指導書(shū)的步驟按部就班地做實(shí)驗。這樣的傳授型教學(xué)模式，使得學(xué)生沒(méi)有學(xué)習的主動(dòng)性，是被動(dòng)學(xué)習。（2）實(shí)驗項目的內容形式比較單一，主要依賴(lài)于實(shí)驗箱來(lái)完成，課外無(wú)法重復。學(xué)生的學(xué)習興趣調動(dòng)不起來(lái)。（3）實(shí)驗考核方法比較單一，主要是以實(shí)驗報告和實(shí)驗考試的方式進(jìn)行評價(jià)，特別是課內實(shí)驗，并沒(méi)有單獨考試。由于實(shí)驗箱套數的限制，分組不可能一人一組，這樣就存在有同學(xué)渾水摸魚(yú)的現象，無(wú)法體現學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗的中間過(guò)程。（4）實(shí)驗學(xué)時(shí)數被大量地壓縮，部分課程內的實(shí)驗只能讓學(xué)生利用課外時(shí)間完成；與工程應用實(shí)際緊密結合的綜合性訓練更無(wú)法在課內完成，必須將課堂延伸到課堂之外繼續完成，才能達到實(shí)效；升學(xué)考試不考實(shí)驗，課外實(shí)驗缺少監督機制，使得學(xué)生課外的學(xué)習積極性和主動(dòng)性不高。
三、“翻轉課堂”教學(xué)模式在《電路分析實(shí)驗》課程中的實(shí)踐
我?！峨娐贩治鰧?shí)驗》學(xué)時(shí)為12學(xué)時(shí)為驗證性實(shí)驗項目，是屬于少學(xué)時(shí)的課程。在課程改革中針對不同性質(zhì)實(shí)驗，利用翻轉課堂采用不同的教學(xué)方法。
1.課內的驗證性實(shí)驗。這部分的實(shí)驗內容主要以自學(xué)為主的教學(xué)模式，培養學(xué)生自主學(xué)習能力，訓練學(xué)生基本的電學(xué)的操作技能和實(shí)驗操作能力。主要分以下過(guò)程：首先由教師針對每個(gè)實(shí)驗課前提前設計任務(wù)單，發(fā)布在網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺之上。（1）布置實(shí)驗前預習。要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺提前觀(guān)看該實(shí)驗教學(xué)視頻。教學(xué)視頻利用微課的軟件制作而成，視頻必須短小精悍，要控制在學(xué)生注意力能比較集中的時(shí)間范圍內。每一個(gè)視頻都針對一個(gè)特定的問(wèn)題，大多數的視頻只有幾分鐘的時(shí)間。視頻支持中間停止和快進(jìn)，以適合不同程度的學(xué)生的要求。（2）增加每次實(shí)驗課前的小測試。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室時(shí)，每個(gè)學(xué)生必須獨立在網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺上完成該實(shí)驗的課前測試，檢驗學(xué)生是否提前預習，了解整個(gè)實(shí)驗的操作過(guò)程。不合格者不得參加實(shí)驗。（3）實(shí)驗開(kāi)始以前，教師就實(shí)驗的一些注意點(diǎn)做主要的強調和說(shuō)明，在實(shí)驗的過(guò)程中不再講解實(shí)驗步驟和內容，鼓勵學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中發(fā)現問(wèn)題、提出問(wèn)題，并引導學(xué)生自己解決問(wèn)題，自行獨立完成實(shí)驗，培養學(xué)生動(dòng)腦思考的能力。（4）課后的測試與總結。課后針對實(shí)驗中出現的一些現象和誤操作帶來(lái)明顯偏離真況的實(shí)驗結果，針對性地利用網(wǎng)絡(luò )平臺進(jìn)行測試，分析其原因，以達到加深印象的目的，后以電子版的實(shí)驗報告的形式提交實(shí)驗結果。教師需要對學(xué)生的課前預習、課堂操作、課后實(shí)驗報告進(jìn)行多方面的綜合分析評級，終給出一個(gè)比較客觀(guān)的成績(jì)。這樣的教學(xué)模式，使得每個(gè)學(xué)生都必須主動(dòng)學(xué)習，了解實(shí)驗的內容，動(dòng)手操作，而不是僅僅記錄數據。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，所有的測試的結果都通過(guò)系統后臺程序的計算，傳送給教師。教師可以看到學(xué)生課前課后測試的準確率、錯誤率。了解學(xué)生的實(shí)驗情況，發(fā)現學(xué)生在預習或實(shí)驗操作中出現的問(wèn)題，從中了解學(xué)生的知識的薄弱點(diǎn)和容易出錯的地方。能夠及時(shí)修改實(shí)驗方案，根據學(xué)生出現的問(wèn)題進(jìn)行差異性地教學(xué)。對于廣大學(xué)生都已經(jīng)了解的知識點(diǎn)，在制作視頻的時(shí)候也可以給以刪減，把更多點(diǎn)時(shí)間留給難點(diǎn)和重點(diǎn)的講授。
2.課外的驗證性的實(shí)驗。本專(zhuān)業(yè)的《電路分析實(shí)驗》是屬于少學(xué)時(shí)的課程，驗證性的實(shí)驗無(wú)法在課程規定的時(shí)間內全部完成。因此部分的驗證性實(shí)驗要求學(xué)生在課外完成。利用“翻轉課堂”進(jìn)行這一部分實(shí)驗方法和課內的實(shí)驗很相近，觀(guān)看視頻—課前測試—仿真—課后測試—評價(jià)。其中減少了實(shí)驗室的具體操作，增加了利用仿真軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗的模塊。
3.對于給定方案的設計性實(shí)驗項目。針對設計實(shí)驗項目任務(wù)，給出的一種設計實(shí)現方案，但在實(shí)際實(shí)驗時(shí)，實(shí)驗數據會(huì )出現與理論值不相符的情況，有時(shí)候學(xué)生在實(shí)驗中也會(huì )有一些創(chuàng )造性的構想。我們利用翻轉課堂將教學(xué)由“以老師為主體”模式變?yōu)?/span>“以學(xué)生為主體”的模式。學(xué)生在上課前完成對學(xué)習資源觀(guān)看和學(xué)習，教師可以在課前在視頻提出讓學(xué)生探究的問(wèn)題，并在任務(wù)單中提前布置要討論的內容，讓學(xué)生是帶著(zhù)問(wèn)題進(jìn)入實(shí)驗室。師生在課堂上一起完成實(shí)驗答疑、討論、提出修改的方案等活動(dòng)。老師在課堂上起到的是一種啟發(fā)、提示、建議的作用，例如：在“串聯(lián)諧振電路”實(shí)驗其實(shí)驗結果與電路理論不一致，在受控源的實(shí)驗中，輸出電壓和輸入電壓的比值和理論值不一致等問(wèn)題。為此針對這些問(wèn)題，學(xué)生課前通過(guò)查找資料，分小組討論的方法，結合課堂學(xué)到的知識分析原因找到解決辦法。進(jìn)而同學(xué)還可以利用軟件對修正方法進(jìn)行仿真，把仿真的結果與后續實(shí)驗室得到的數據進(jìn)行比對，得出方法是否可行的結論。這樣的學(xué)習模式讓學(xué)生經(jīng)過(guò)課堂上討論，加上老師適當地引導，提升了解決實(shí)際問(wèn)題的能力，掌握了解決問(wèn)題的方法，這在將來(lái)的課程學(xué)習中是受益匪淺的。
四、結語(yǔ)
我校的《電路分析實(shí)驗》課程利用翻轉課堂進(jìn)行教學(xué)的改革，取得了顯著(zhù)的成績(jì)，逐漸構建出了學(xué)生自主學(xué)習實(shí)驗的教育的新模式。借助于翻轉課堂的教學(xué)模式，以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，使得學(xué)生完成實(shí)驗的過(guò)程不再受到時(shí)間和空間的限制，更主要的是契合了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，針對不同性質(zhì)的實(shí)驗，結合翻轉課堂采用了不同的教學(xué)方式，培養了學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。這種模式使得被動(dòng)式的學(xué)習變成了現在主動(dòng)式的學(xué)習，使實(shí)驗真正成為一種輔助理論知識學(xué)習的工具。