“模拟电路”课程翻转课堂教学模式探索与实践

现代社会信息技术的飞速发展以及各种智能移动终端的不断更新， 在教育界引起了轩然大波。“微课”、“微视频”、“慕课”、“翻转课堂”、“蓝墨云班课”等概念迅速涌入人们的视野，各种混合式教学模式正逐渐成为信息时代学生学习知识的重要途径。
曾祥志在当代教育理论与实践中的“基于MOOC的高校教学模式分析”中提到：目前，混合式教学主要有四种类别，循环模式、流动模式、自我调节模式和翻转课堂模式。其中翻转课堂（Flipped Classroom）模式是目前混合式教学的主流形式。近几年，不少文献对翻转课堂的起源、定义、特征、教学实验现状以及传统课堂与翻转课堂中的教学要素的比较等问题都作了较为详细的介绍。
目前，国内各大、中、小学纷纷引进这个新的混合式教学模式，结合各自学校的情况，开展了本土化的翻转课堂的教学实践。在信息化快速发展的大趋势下，从2008 年开始， 河北北方学院引进Blackboard 学习平台开展网上教学，在混合式教学模式方面积累了丰富的实践经验。本文结合本校学生的现状， 利用现有Blackboard平台（以下简称Bb 平台）版本9.0，构建了一种适合本校师生的翻转课堂教学模型，并以“模拟电路”课程为例，进行了教学实践。
一、“模拟电路”课程教学现状
“模拟电路”课程是电子信息科学与技术、电子信息工程、电气工程及其自动化的一门专业基础课程，发展迅速，应用广泛，实践性强，在构建学生电子技术基础理论、基本技能和创新能力方面起着重要作用。该课程概念抽象、理论重点繁杂、单元电路繁多、涉及面较广，学生普遍难以理解。如果教学模式选取不当，教学设计做不好，学生极易因理论性强、难度大而逐渐失去学习兴趣。
传统的“模拟电路”教学中，往往采用以教师为中心的教学方式， 为“面对面+板书+多媒体+固定时间与地点”，只关注教师的“教”，忽略了学生的“学”，难以发挥学生的主体作用；课堂上只关注知识的讲解，忽视了培养学生分析问题、解决问题和动手实践能力的目标，不能充分发掘学生的创新潜能； 教师和学生之间缺乏互动；不能很好地因材施教，忽视了学生的个性差异。
二、基于Bb 平台的翻转课堂教学模型设计
翻转课堂教学模式起源于美国的一所高中，创始人是和亚伦·萨姆斯和乔纳森·伯格曼，是新媒体应用在教学领域中的一种教学模式。
所谓翻转课堂，就是学生在课前利用教师分发的音频、视频，以及电子教材等数字材料自主学习课程，在课堂上参与同伴和教师的互动活动，包括释疑、解惑、探究等。在翻转课堂教学中，以学生为主体，以自学为主，学习过程变为先学后教，改变了传统课堂的教学结构。传统课堂中，经验融入、概念学习、意义建构几乎都在课上进行，由于时间短、任务重，有时候只能点到为止。相比而言，翻转课堂重在培养学生的高阶能力，并将知识的探讨运用置于师生面对面的课堂环境中，从而使课上时间的价值得到了充分发挥。
要想构建翻转课堂教学模式， 必须具备的主要资源：（1） 具有一定知识和信息技术素养的专业化教师，可以针对课程制定教学目标，提炼知识点，提供课程相应的微视频、教学课件以及其它类型的多媒体教学资源；（2） 具有网络教学平台，网络教学平台是学生学习的载体，老师提前精心策划好课程内容，学生通过平台可以获取课前课后教学资源，进行学习交流[7]。此外，还要有灵活的教学环境。
本文以“模拟电路”课程为例，以Bb 平台为实践平台， 构建出一个适合本校学生学习的翻转课堂教学模型，如图1 所示。
三、翻转课堂教学模式的具体实施
以《模拟电路》为例，授课对象为本校2013 级电子信息工程专业本科1-4 班，1、2 班为翻转课堂混合式学习课程实验班，基于Bb 平台开展线上、线下翻转式混合式教学，3、4 班为对照班，实行传统教学模式。
1.精心准备教学资源
本着一致性、清晰性、艺术性的原则，经过项目组成员一番讨论和精心设计之后，课程的主菜单即网络课程结构图如图2 所示。
课程页面简洁、内容丰富，导向清楚，学生进入网络课程之后能够很快地切入学习，不盲目，老师能够有条理和有目的地组织和管理教学内容。对于在线学习模块，根据不同特点的知识点采用不同的教学方法，比如，对于模拟电路中的微观粒子运动等抽象内容，如PN 结的形成、BJT、FET 内部载流子的运动等， 可以采用生动形象的Flash 动画。或者运用三维、基于MultiSim 的虚拟仿真、实际操作等多媒体技术，使抽象或难以理解的知识点用微视频的方式形象的呈现出来，视频一般短小精悍，还可配以文字说明、背景音乐等，使学生心情愉悦， 更能加深学生对学习内容的理解，激发学生求知的兴趣。
2.翻转课堂整体化教学设计
怎样组织教学是一个很重要的内容，在线学习菜单的设计其实也是为翻转课堂的实施做准备的，根据国内外翻转课堂的教学实践，设计出了适合自己学生的教学流程。课前学习：把需要学生课前学习的内容都放在一个学习模块里，提前一周发布。主要内容有本节课学习目标、10 分钟左右的小视频、小测验和PPT 等。课后进行提交作业，做测试，交流互动等。每一次翻转课前都需要老师做好教学设计，包括学习内容分析（包括学习重点、学习难点）、学习目标分析（从记忆、理解、应用、分析、评价、创新六个维度进行分析）、学习者特征分析、课前任务设计、课上任务设计（包括课前预热、讨论交流、真题训练、作业展示、小结等）、教学设计反思。总之，重点是精心设计好学习任务单， 准备好发展高级思维能力的学习资源，设计好主体为学生的课堂学习形式，准备好指导学有困惑的学生。
3.教学效果分析
学生的平时表现一部分可以参考Bb 平台的课程报告功能， 它完整地体现了学生在内容区的所有活动记录，访问频次，这些皆是过程性评价的重要参考。利用Bb 平台控制面板中的课程统计功能可以生成每位同学的“使用情况总结”、“内容区访问”、“小组访问”和“论坛访问”四种报告。两个实验班小组访问统计饼状图如图3 所示，可以看出，小组合作学习是一种富有创意的教

图1 基于Bb 平台的翻转课堂新型混合式教学设计

图2 “模拟电路”网络课程结构图

图3 小组访问统计饼状图
学方法，有助于激发学生的思考，培养学生的批判性思维、问题解决等高级思维能力，还能帮助学生掌握人际交往的方法和技巧。
另外，将自建立课程以来到第一期课程结束，访问课程的日期直方图如图4 所示，建课初期学生积极性比较高，随后有一段回落主要是因为与传统教学模式差距太大，学生的不适应造成的，期中以后保持的不错，期末学生使用网络课堂进行复习，访问量随之倍增。
为了对比课程效果， 采取对照实验的方式进行，实验班与对照班人数相当，但实验班学生基础要普遍低于对照班。将实验班、对照班的学生期末成绩划为五个分数段，统计各分数段人数，其成绩分布统计如图5 所示，其横坐标为分数段，纵坐标为相应人数。可以看出，80-89/90-100 分数段，实验班学生人数明显多于对照班；而对照班学生明显集中在70-79 分数段； 在60-69、0-59分数段学生人数相差无几，说明该模式适合自学能力比较强的学生学习。
课程结束后，采用问卷网对学生进行了“模拟电路”翻转课堂混合式学习结课问卷调查， 有59 名同学参与了调查，结果数据自动统计。内容涉及元认知策略、学习模式、学习动机、学习习惯、Bb 平台等。从调查情况看，学生参与课程的积极性还是很高的， 拓展了学习空间，增强了学习主动性、师生互动性，有效促进了学习效果。
最后，学生们提出了很多自己对本课程在哪些方面需要改善的建议，主要集中在：教师需要更加合理地安排网上学习内容，希望平台有手机客户端，以方便学生自主学习； 小组讨论板可以查看自己的访问记录和次数，加强监管防水贴，逾期作业的处理更人性一些，调动学生积极性等。

图4 自建课以来访问日期直方图  图5 实验对比成绩统计曲线图
四、结论
针对传统“模拟电路”课堂教学的不足之处，本研究基于Bb 平台，对翻转课堂教学进行了实证分析，研究结果如下：
1.学生的学习成绩与Bb 平台资源的浏览频率显著相关。在整体使用过程中还存在一些问题，例如，平台的使用目前更多地是资源承载、发布作业测验，协作交流，这表明学生对于资源的关注更多倾向于教师明确要求的提交作业以及考核相关方面。对于基于Bb 平台的Wiki、Blog 等可以有效促进学生合作学习的功能尚未有效发挥。
2.教师的在线备课行为，特别是翻转课堂整体化教学设计，对学生参与翻转课堂的行为有着显著的正向作用。同时，教师进行的学习协助和教学指导的行为对师生之间的互动行为也有着重要的影响。
3.采用基于Bb 平台的翻转课堂教学模式，教学内容的编排、教学过程的设计、教学方法的运用、教学资源的配置、教学效果的评价等方面需要本课程教学团队的集体智慧，需要各尽其能，分工合作，完成相应的教学任务，有效解决了教师单兵作战、重复劳动的问题，促进教学效率和教学质量的提高。
总的来说， 将基于Bb 平台的翻转课堂教学模式应用于“模拟电路”课程教学，充实了翻转课堂教学资源，交互性强，学生学习监管有效，完善健全了考核评价方法，真正落实了理实一体，无限延伸了有限的课堂教学空间。在教学实践中对学习效果采用对比实验法和问卷调查法进行分析，实践证明，翻转课堂教学模式不仅能够大幅度调动学生的积极性、主动性，提高学生学习成绩，增强学习兴趣，还能满足“互联网+”时代下对人才的需求。