网络工程专业翻转课堂教学模式研究

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摘要：翻转课堂是一种先学后教的教学模式，为了保证翻转课堂的教学效果，一方面要保证学生在课下的学习效果，这是课堂活动能顺利进行的前提和基础；另一方面对于网络工程专业学生来说，其专业课具有实践性强的特点，对课堂和课后的实践有着更高的要求。我们首先分析了翻转课堂在实施中遇到的问题，并提出了针对网络工程专业的翻转课堂教学模式，设计了与之相适应的云计算与移动学习相结合的教学平台，并分析其主要功能模块，为网络工程专业课的教学改革提供参考。

关键词：翻转课堂；教学模型；云平台；网络工程专业课

1引言

2010年7月，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》通过审议，正式将教育信息化纳入国家信息化发展整体战略[1]。为了推进落实《纲要》中关于教育信息化的总体部署，2011年3月，教育部了《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，要求教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心[2]。在政策支持的大背景下，我国教育改革与教育创新进行得如火如荼。从2010年至今，有关翻转课堂、微课、移动学习等教学理念与方式的研究呈现出井喷之势，研究不仅局限于理论研究，更有多所院校加入到翻转课堂教学实践中来，并在实践中积极总结探索，形成适合本学科实际需求的教学模式[3-5]。目前，关于翻转课堂的研究已经逐渐从理论研究走向教学实践，其应用范围从中小学走向高校。从知网上进行论文检索发现，关于翻转课堂的研究，是从2011年以后，在数量级呈现出较大的增长，但国内关于翻转课堂无论是从理论研究，还是模式支持，或者实践研究，相对于西方国家起步较晚，深度和广度都略显不足。针对某一特定学科，探究与其专业特点相适应的教学模式，使得翻转课堂在应用过程中避免“水土不服”的现象，是我们亟待解决的问题。网络工程专业具有很强的实践性、工程性和实用性等特征[6]，学生必须通过不断实践来掌握网络工程实施的方法和思维。而目前各高校对网络工程专业课的教学方式基本是传统的教学方式，教学计划中虽由理论课与实践课组成，但是理论课中强调基础理论知识的讲解，以“教师讲”为主，实践课以“学生做”为主，这种方式使理论和实践相分离，学生不能及时地巩固课堂知识，连贯性不强。我们针对网络工程专业课的特点，提出了适合本专业的翻转课堂教学模式，并对其支撑平台进行设计。

2网络工程专业实施翻转课堂的可行性

传统的教学过程包括两个阶段，一是教师作为主导者在课堂上通过讲授完成知识传递，二是学生在课后通过作业、练习等活动完成知识内化。而翻转课堂是指学生在课下根据自己的时间安排开展自主学习，实现知识传递，而课堂上通过互动交流、合作探究等形式，完成知识内化的过程。翻转课堂与传统的教学模式相比，学生可以根据自身情况，安排学习的时间和进度，学习的自主权交给自己，体现了学习过程中以学习者为中心，教师作为学习的指导者，这符合建构主义理论和自主学习理论；其次，基础知识的学习要靠学生自己，从某种角度来说，提高了学生的学习能力。高等教育的一个重要的目标应该是学习能力的培养，学习习惯的养成。在尝试翻转课堂的教学实践中，为了保证教学效果，我们不仅要考虑翻转课堂应用的专业特征、课程特征，也要考虑各个学校的具体教学情况[7]。针对网络工程专业具有实践性及工程性的特征及一般高等院校学生的学习状态，为了保证学习效果，在实施翻转教学中会碰到如下几个问题：

2.1如何保证学生的课下学习时间及效果

这是对于我国中小学引入翻转课堂第一个要面临的问题，他们白天在学校进行学习，晚上回家还要面临一定的课后作业，如果再加入学习任务，无疑极大的加大了学生的学习压力。而高校学生学习时间相对灵活，相对来说有较多的自由时间可供支配。学生充分利用这段时间进行自主学习，是翻转课堂教学能顺利进行的基础。常宝英实证研究表明，大学生中有64.13%的学生能主动完成学习任务，22.43%的能被动完成学习任务，而13.53%要视情况而定[8]。为了保证尽量多的学生能顺利完成课前学习任务及测试，一方面可以在教学平台中对学生的学习路线、学习时间和学习行为进行监控，并将学生的学习过程纳入到过程考核中，从而促进学生学习的主动性；其次，教师在录制视频资源时，基于学生注意力集中时间，充分考虑学生学习的便捷性，录制的视频以微视频为主，主题鲜明，目标明确。学生在课下可以通过多种途径进行学习，现在计算机类学生电脑持有率在100%，手机持有率在100%，因此学生可以根据自己的情况不限时空地通过电脑和手机终端进行学习、测试等，保证充分的课前学习。

2.2课堂上如何组织有效的教学活动

教育需要面对面的交流，需要思维的碰撞，教学不应该完全的依赖于课下的视频学习和练习评测而本末倒置。如果说课下的学习是翻转课堂的基础，那么课堂学习这个知识内化阶段就是翻转课堂能顺利进行的核心。要保证课堂教学效果，首先教师需要根据课前学生的学习情况进行总结归纳，重点突出讲解本次教学目标的重难点和学生的疑点；其次，引入基于云计算的实践平台，对于本次教学目标进行分组式的项目式实践，学生要在规定时间内完成相关任务，在“动手做”中完成知识的内化。在此过程中，教师可以跟踪学生的实践过程，也可以进行个性的指导，同时分组训练提高学生的团队协作能力。

2.3如何最大程度的提高学生的实践动手能力

网络工程专业的专业基础课，如C语言程序设计、数据结构、计算机网络，专业课如TCP/IP协议分析与应用、路由与交换技术、计算机网络安全、网络系统集成、网络协议编程、Linux服务器管理与应用、无线与移动网技术等课程，都需要较多的实践，在动手做的过程中加深对理论知识的理解，提高其实际操作能力。但目前在实践类教学中存在有实验资源不足、实验形式单一、教师指导无法满足学生需求、实验效果难以检测等问题[9]。在网络工程专业翻转课堂实施中，一方面可以在课堂上加大实践环节的力度，其次搭建的云计算教学平台，教师可以不断完善教学资源案例库和项目，课下学生可以根据需要进行项目实战，提高自己的工程实践能力。

2.4对于教学效果如何评价

目前有很多学校加入了翻转课堂实践的大军，并且也给出比较乐观的数据[10-12]，但这部分数据基本是以学生的考试成绩为依据。但也有文献数据表示，翻转课堂中，学生的表现更加活跃，也更喜欢参加课堂讨论，然而测验后，发现是否采用翻转教学方式对测验成绩影响不是太大[13]。所以在翻转课堂实施中，需要建立一套基于过程的考核体系，一方面需要考虑到阶段性的考核成绩，如期中考试和期末考试成绩，也要将学生课下的学习积极性和学习过程、课堂上的团队合作能力、课堂实践完成情况，课堂互动发言等环节纳入到考核中，这也离不开完善的学习过程监控机制，或将学习监控机制进行可视化管理[14]。除此之外，采用翻转课堂，对教师的能力和素养也提出了极大的挑战[15]。翻转课堂能否有效实施，教师占据着非常重要的地位。从课前高质量教学视频的制作、问题的归纳总结，再到课上对课堂的组织掌控能力，都需要教师从各方面不断学习提高。

3翻转课堂教学模式的分析与设计

这些年，国内外学者们提出了不同的翻转课堂教学模式，比较典型的有美国富兰克林学院RobertTalvert教授总结出的翻转课堂的系统结构模式，它将翻转课堂分为课前与课中两个阶段：课前，学生通过观看视频和针对性的练习完成基础知识的学习；课中，以解决疑难问题，完成知识内化为主。在我国比较典型的有张金磊等基于RobertTalvert教授的模型而构建的翻转课堂教学模式[16]，也是将教学分为课前和课后两个环节，简单易行；还有钟晓流构建的太极环式翻转课堂模型[17]等。在教学过程中，学校和专业也应该根据自己学校及专业的培养目标和计划，做出适合自己的教学模式，不能一味照搬。对于网络工程专业的专业课来说，需要有较多的实践过程以增强学生的动手能力，我们提出了针对网络工程专业的翻转课堂教学模型，这种教学模型中，强调教学平台的作用、过程的考核及项目的实践，整个教学过程都依托于教学平台。

3.1课下学习

课前充分的学习是课堂活动能顺利进行的前提，教师根据教学目标制定教学视频、音频、教学课件及参考资料，上传到教学平台中，学生在每个教学周期开始时，先查看本次的教学目标及问题，带着问题观看教学视频。之后，完成针对教学目标留下的练习，完成测评，如果有疑问，将问题上传到交流区，和老师在平台上完成互动解惑。这部分内容作为一个教学周期的前半部分，不仅有明确的任务完成，还要有时间限制，学生必须在上课前24小时完成所有任务，以便给老师留有一定的时间进行归纳总结。课前的学习及评测是后面课堂内容教学顺利进行的基础，因此学生对系统的每次操作都会被记录到教学平台中，作为学生学习的监督和督促手段，这也是一直强调的，不能完全依赖学生的学习主动性。

3.2课上训练知识内化

课堂上是老师和学生难得的面对面交流的时刻，必须珍惜这段时间，不仅完成知识的学习，更是老师传道授业解惑的好时机。教师在课前根据课前对学生在平台中提出的问题进行整理，并对课后练习错的较多的部分进行总结，课堂上的第一个任务，就是完成知识难点的剖析及重点解析，帮助学生深入理解相关内容。在此基础上，学生对这个教学周期中的教学内容已基本掌握。但根据金字塔理论，我们知道学生要真正地完成知识内化，尤其是网络工程类专业课，非常有必要通过实践将理论应用到实际项目中。所以课中的第二个阶段是要求学生按组进行项目实践，每次针对课程目标有一个难度适中的网络实践项目要求学生完成，在这个过程中要求组员帮助，有问题组间讨论，也可以向老师提出疑问，学生在训练过程中不断思考，提高自己的理论水平及动手实践能力。

4云计算教学平台的设计

为了保证翻转课堂的顺利实施，达到良好的教学效果，离不开教学平台的支持。构建云计算教学平台就是利用科技颠覆“教”与“学”，是一种有效实施“翻转课堂”的现代技术手段[18]。尤其对于网络工程这种实践性比较强的专业，更需要教学平台的支持，国内已经有不少的先例，如武汉理工大学搭建的基于云计算的计算机类实验教学平台[19]，吉首大学搭建的云计算实训平台，使学生可以体验企业工作氛围，进行真实项目训练，有效的提高了教学效果及办学效益[20]。也有教师或者学者采用已有的教学平台进行翻转课堂教学实践，如基于世界大学城云平台的教学[21]，结合本校及本专业的需求，我们设计将云计算和移动学习相结合的教学平台，其主要功能模块有教学资源管理、实验平台、过程考核等。

4.1教学资源管理模块

学生自主学习新知识的手段是多种多样的，但经过在线调查，70%以上的同学更喜欢通过观看视频，因此教学资源管理首先要关注的就是教学视频的与管理。随着微视频研究的深入与应用的逐渐普及，我们此系统的教学视频在制作时将教学目标划分为若干个知识点，每个视频围绕一个知识点展开，切中主题，目标明确，时间控制在10分钟以内。其次是针对性的练习，我们将练习分为两类，一类是针对知识点的练习，学生如果某个知识点掌握不是很好，可以重复观看视频进行学习；另一类是针对课程目标的综合性练习，考察学生对多个知识点的综合应用能力，这也避免了翻转课堂中知识碎片化的风险。第三，对于网络工程学生来说，要通过不断地项目实践来提高动手能力，因此项目库的维护、源代码的管理也非常重要。

4.2虚拟实验平台

云平台不仅为学生提供了所需的各种学习资源，也提供了必要的实践上机环境，学生通过网络访问平台进行实验，个人的试验状态及用时等信息会被记录。

4.3过程考核模块

如果学生自主学习能力较差，不能完成课前的视频学习以及练习的评测，那么课中的相关环节便无法顺利进行，因此，平台中加入了过程考核环节，教师可以通过平台查看学生观看教学视频的时间，练习的完成进度以及对错等学习结果，进而了解学生的学习状态，监控学生的学习过程，并把这部分纳入到学生期末的成绩考核中，通过这种方式来促进学生的自主学习。随着移动设备的普及和移动学习研究的深入，除了云平台，系统提供学习APP，使学生可以不限时空的去学习，平台中除了实验平台，其它的功能都可以用APP实现。

5总结

云计算平台上的教学视频及教学资源都可以重复使用，因此教师的教学更有针对性，针对每批学生的特点进行重点和难点讲解，不再局限于基础知识的重复讲解，提高了工作效率，增强了教学效果。我们的翻转课堂教学模式的主要特征：（1）知识传递发生在课前，要求学生在课前完成基础知识的学习，并完成针对性的练习；（2）通过实践完成的知识内化发生在课中；（3）加强了实践的力度，在课上教师布置针对此次课程目标的实践任务，课下学生通过云平台进行实践，提高学生的动手能力；（4）提供了APP，方便了学生不限时空的学习；（5）考核评价贯穿整个教学过程，课前学生的学习过程和状态都得到记录，作为平时考核的参考，课上实践过程也纳入考核环节，从各个角度保证了学生学习的自主性。

作者：孙海霞 单位：安徽三联学院