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摘 要：翻转课堂是一种新的教学模式，实现了课内和课外的翻转，将学习的主动权转移给学生。本文阐述了《道路监控系统》课程的特点，分析了现有教学过程中的弊端，结合课程实际开展了翻转课堂的实践探索，包括：课前自习、课中内化、课后升华，分析了翻转课堂的优势。实践证明，翻转课堂可以使学生成为学习的主体，有助于提高学生的学习主动性和创新能力。
关键词：翻转课堂；教学实践；教学模式
本文引用格式：邵叶秦，等 . 基于翻转课堂的《道路监控系统》教学实践探索 [J]. 教育现代化 ,2020,7(34):68-71.
Exploration on the Teaching Practice of Course "Road Monitoring System" Based on Flipping Classroom
SHAO Ye-qin , LI Ze-hui , SHI Quan
（School of Transportation and Civil Engineering of Nantong University, Nantong Jiangsu）
Abstract：The Flipping Classroom is a new teaching mode, which realizes the turn-over in-class and after-class, and transfers the learning initiative to the students. This paper describes the characteristics of the course “road monitoring system”, analyzes the disadvantages in the existing teaching process, and studies the schema of the flipping classroom in combination with the practice of the course, including: the self-study before the class, the internalization in the class, the sublimation after the class, as well as the analysis of the advantages of the flipping classroom. The practice has proved that the flipping classroom can make the students become the subject of learning, and help to improve the learning initiative and innovation ability of the students.
Key words：Flipping classroom;Teaching practice;Teaching mode
一 引言
建构主义（constructivism） 也译作结构主义， 最早是由瑞士的皮亚杰（J.Piaget）提出的。建构主义来源于儿童认知发展有关的理论，由于个体的认知发展与学习过程密切相关，因此利用建构主义可以比较好地说明人类学习过程的认知规律，即能较好地说明学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成，以及理想的学习环境应包含哪些主要因素等等。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到， 而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，在不忽视教师的指导作用的情况下，更加强调学习者的认知主体作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输对象。建构主义的提出有着深刻的思想渊源，其不同于传统的学习理论和教学思想，对教学设计具有重要指导价值。
翻转课堂（flipped classroom）是近年来兴起的一种教学模式，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，学生通过教师制作的课程视频进行课前自学， 习得知识并发现问题；教师在课堂上不仅给学生讲授知识，还解答学生学习过程中遇到的问题，引导学生对问题进行讨论和探究。翻转课堂把比较容易的知识传递环节放在课前，由学生自己完成，而把综合、分析和应用这些比较难的环节放在课上，由教师指导学生完成 [1-3]。
近年来，“互联网 + 教育”也逐渐引起教育界的关注。“互联网 + 教育”就是通过信息网络技术将教育注入互联网基因，实施包括从人才培养目的、人才培养过程和人才培养评价等全程的变革，以及支撑人才培养的机制体制变化，实现以互联网为支撑的生态化教育，以满足互联网经济时代和社会发展所需要人才，实现教育全局性发展、战略性转型。“互联网 +”这场风潮不仅带来了教育技术的革新，更是对学习、教学、组织模式的冲击及由此给教育理念和体制带来的深层次影响 [4]。
在“互联网＋”的新形势下，为突出学生在学习中的主体地位，培养学生的自动性和创新能力， 本文探索基于翻转课堂的《道路监控系统》课程的教学实践，强调以学生为主体，教师为主导的学习方式，这符合建构主义理论。研究的开展弥补了传统《道路监控系统》教学模式的不足，有利于学生的个性、潜力和才能的发展。
二 道路监控系统课程的教学现状
《道路监控系统》是交通设备与控制工程专业的一门重要课程，以知识认知为主，主要包括对道路监控系统的概念理解、原理认知和综合应用。对于本科生来说，大部分课程内容通过自学都能理解。目前，课程教育主要以传统的教师课堂讲授，以及学生课后复习巩固的方式来开展。课程教材偏厚， 教学内容偏多，32 学时的课堂教学课时不够用。课程教学过程中主要存在如下弊端：1）教师处于主导地位，按部就班的把教材内容灌输给学生；而学生被动的接受教师灌输的知识，课堂教学几乎没有互动，学生的主体地位得不到体现，学生几乎没有动口、动手、动脑的机会，学习积极性不够。2）目前的教学过程中教师对所有学生按照一个统一的标准讲授知识，对学生学习要求也过于统一，教师不能根据学生的差异和特点因材施教，不能发挥学生的个性、潜力和才能，阻碍了其兴趣和特长的培育，创新能力的培养。这些弊端造成相关专业的本科生毕业后不能快速适应工作岗位，不能满足行业发展的需要。因此，对《道路监控系统》这门专业课的课程教学改革势在必行。
三 翻转课堂教学实践
为了发挥学生的主体地位，调动学生的积极性， 改变现有被动学习的状态，《道路监控系统》课程的教学模式采用翻转课堂的方式。具体如图 1 所示。
图 1 基于翻转课堂的课程设计思路
（一） 课前自学
在翻转课堂教学模式下，教师要先将教材内容的重难点浓缩制作成 15-20 分钟的微视频。教师可将动画、趣味提问等元素融入到微视频的制作当中， 使学生摆脱枯燥乏味的课本学习，不再受限于呆板的教材内容，更好激发学生的学习兴趣。教师也可以借助现有的制作精良的大规模在线课程（MOOC， 慕课），由富有经验的著名教师给学生上课，减少了任课教师自己制作课程视频的时间。由于视频短小精悍，消除了传统课堂需要 45 分钟的时间授课而易使学生分散注意力的弊端，学生在课前集中精力预先观看教学微视频，并完成在线练习以自检初学情况，同时可根据自身对新知识的消化吸收情况决定是否回放、暂停或重复播放等操作，这就等同于传统课堂中教师传递知识的过程，克服了传统课堂知识传递的单向性，补齐了不同学生的知识水平，节省了知识传递的时间。针对学习过程中可能存在的问题，学生可以通过微信、QQ、电子邮件等网络沟通方式，离线或在线的将问题反映给任课教师。任课教师收集问题后，可以根据问题的难易程度和涉及的学生人数，决定提前进行统一或个别答疑，抑或放在课堂上统一讲解，使得对学生问题的解答更具针对性。
（二） 课中内化
在课堂上，教师先使用 5-10 分钟快速回顾课程的重点和难点。接着，教师针对学生课前自学过程中出现的共性和主要问题，通过回顾基础知识，设置前提问题，让学生通过查阅资料、分组讨论、自行探究等方式得出问题的答案。对于有一定难度的问题，教师可以参与讨论，在讨论过程中通过设问等方式不断引导学生，最终得出正确答案，而不是直接把答案告诉学生。通过发挥主观能动性，学生可以在原有经验和知识结构的基础上，通过自己的探究建构新的知识，扩充知识体系，并实现知识内化。教师通过引导让学生去探究知识，使学生亲身经历了从原有知识到新知识的生成过程，不仅获得了新的知识，而且掌握了分析问题，解决问题的能力， 也掌握了学习方法。由于本课程主要以知识的认知为主，对于本科生来说，非常难的、需要花费很长时间才能解决的问题基本没有，因此学生在课堂上就可以比较好的实现知识的内化。
（三） 课后升华
在每次课结束后，教师布置作业，检验学生对所学内容的掌握程度。由于课程的内容设置比较合理，每次课程基本上都对应一个独立的教学模块，因此在课后，学生可以通过在线虚拟仿真实验平台，开展课程相关的实验，验证课堂所学的内容，也可以应用学到的知识自行设计一些感兴趣的实验，验证自己新的想法，充实自己的知识体系。在每一章结束后， 教师布置一个综合实践题，让学生运用本章的知识， 分组设计和解决实际问题，比如设计一个小型校园的监控系统。学生通过相互协作和讨论解决一个实际的问题，并按要求做成 PPT，下次上课的时候将问题的解决步骤和办法在讲台上讲给全班同学听。教师可以结合相关的知识点进行提问，以检查学生对于知识点的掌握情况和问题的把握情况。班级中的其它学生也可以提出自己的问题，并和这一组学生进行讨论。这个过程中，学生一方面将内化的知识运用于实践，另一方面在实践中验证知识，检验了学生对于所学知识的掌握程度，也考验了学生应用知识解决实际问题的能力，使学生学习的知识得到了升华。
具体教学实践过程中，我们借助线上线下混合式教学的方式来讲授《道路监控系统》课程。线上教学采用慕课和自己开发的视频课程进行课前自学， 采用在线教学平台或即时通信软件实现师生的沟通， 及时解决学生的问题。同时，线上还采用在线虚拟仿真实验平台，为学生课程实验和自主实验提供支撑。线下教学在传统教室中开展，但教学内容从原来满堂的知识灌输不同，任课教师注重对重点、难点的讲解和对学生疑问的解答，并通过分组讨论、自行探究等多种形式引导学生，发挥学生的主动性、积极性、创造性，培养学生的个性，提升教学效果。
四 翻转课堂的优势
通过实践的探索，我们发现翻转课堂具有如下的优势。
（一） 翻转课堂采用“先学后教”的方式，有助于提升学生的学习主动性
学习的过程一般包括知识传递和知识内化两个部分。在传统的教学模式中，知识传递由教师在课堂上通过讲授课本内容来完成，知识内化由学生在课下通过复习和做课后作业等来完成，学生在课后内化知识的时候，由于教师不在身旁，遇到问题就会影响知识内化的过程和效果。翻转课堂反转了传统教学模式的“知识传递”与“知识内化”两个过程： 知识传递过程被从课上转移至课前，知识内化过程被从课后转移至课堂上，从而实现了“先学后教”。而且，学生知识内化的过程转移到课堂上后，教师可以全程陪同并参与到知识内化的过程中，可以及时有效地解决学生的难题；同时也可以引导学生讨论，在以学生为主的讨论中，学生可以消化巩固所学的内容，融会贯通多个方面的知识，使知识得到充分内化。这个过程给学生提供了动口、动手、动脑的机会，也让学生学习和掌握了更多的知识，感受到学习的成就感，提升了学习的兴趣和主动性 [5-7]。
（二） 翻转课堂实现师生角色翻转，有助于培养学生的个性
在传统教学模式中，教师在课堂上通过统一的方式讲授课程相关的知识，学生被看作是能力和水平几乎均等的一个整体，一次性地接收教师所传递的知识。这种教学模式忽略了学习过程中学生的个体差异，无法实现差异化的分层次教学，导致好的学生“吃不饱”，差的学生“吃不完”, 教学效果不够理想。而翻转课堂采用课下视频预习与课上差别化指导相结合的模式，无论在知识吸收还是内化过程中都体现了学生的个体差异，也充分发挥了学生在学习过程中的主体作用，弥补了传统教学模式的不足，有利于学生的个性、潜力和才能的发展。同时，通过在线的教学平台，详细记录学生的在线学习、课堂测试、课后作业等情况，基于大数据分析等手段， 可以挖掘学生的学习难点和学习兴趣所在，有效捕捉和满足他们个性化和多样的学习需求，有针对性的为学生推送学习资料，并可通过微信群等网络通讯方式及时解决学生学习过程中的问题，尊重学生的个体差异，满足其个性、潜力和才能发展的需要， 因材施教的开展教学，鼓励学生发挥自己的所长， 有助于培养学生的个性 [8]。
（三） 翻转课堂实现时空的扩展，有助于培养学生的创新能力
传统教学模式把教室作为教师传授知识的主要场所，课堂作为学生学习知识的主要时间，主要探讨如何在固定的课堂时间和有限的教室空间内最有效的把知识一次性的传递给每个学生。这种教学模式忽略了学习过程中学生的主体地位，不能激发学生的创造力，培养出的学生千篇一律。而翻转课堂可以结合移动互联网，采用课下与课上、线下和线上相结合的模式，空间上将课堂从教室延伸到了任何一个可以上网的地方，时间上将课堂从预先排好的固定课堂时间延伸到任何一个空闲的时间段，通过有效扩展学习的时间和空间，给学生提供充足的学习机会，学生不用花很多的时间记笔记等，可以把更多的精力思考所学的内容，为学生创造能力的培养打好基础。同时，通过在线虚拟仿真实验平台， 学生可以随时随地开展课程相关的验证实验，也可以自己设计探索性的实验；而且利用任课老师布置的综合实践题，通过开放的方式让学生去运用学习到的知识解决实际问题，不仅巩固了学生的课堂知识，而且有助于学生动手能力、探索能力的培养， 最终有利于培养学生的创新能力 [10]。
五 结束语
翻转课堂通过对知识传递的提前和知识内化的优化，可以提高学生对知识的掌握，提升学生的学习能力和动手能力，因此受到大家的广泛关注。本文针对《道路监控系统》课程的特点，改变现有的以教师讲授为主的教学方式，开展基于翻转课堂的教学模式，让学生成为学习的主体，调动学生的积极性，强调以学生为中心的教学过程，克服一刀切的教学方法，提高学生的学习主动性和创新能力。
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