翻轉(zhuǎn)式教學(xué)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的應(yīng)用研究

1、    翻轉(zhuǎn)式教學(xué)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的應(yīng)用研究    陳嬋媛摘要：翻轉(zhuǎn)式教學(xué)將學(xué)習(xí)的自主權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生在教學(xué)過程中不再被動地接受知識，這是信息時代出現(xiàn)的一種較新穎的教學(xué)模式，但由于改革的難度，角色轉(zhuǎn)變的困難，信息技術(shù)水平等限制，各高校仍普遍采用傳統(tǒng)教育模式。今年疫情期間，為響應(yīng)教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的號召，以在線學(xué)習(xí)為主要形式的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式有機(jī)會在多地獲得推廣。下文將基于疫情期間翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)并研究未來后疫情時代翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式的推廣及應(yīng)用。關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)式教學(xué);在線學(xué)習(xí);計(jì)算機(jī)控制技術(shù)：g642

2、0;       ：a：1009-3044（2021）17-0102-03開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（osid）：the application and research of flipped teaching mode in computer control technology coursechen chan-yuan（guangzhou institute of science and technology， guangzhou 510640， china）abstract： flipped teaching transfers the autonomy o

3、f learning to students， and students no longer passively accept knowledge in the teaching process， this is a relatively new teaching mode in the information age. however， due to the difficulty of reform， the difficulty of role transformation and the limitations of information technology， colleges an

4、d universities still generally adopt the traditional education mode. during the epidemic this year， in response to the call of the ministry of education to “suspend classes without stopping teaching， and without stopping classes”， the flipped teaching model with online learning as the main form has

5、the opportunity to be promoted in many places. based on the application experience of flipped teaching mode in computer control technology course during the epidemic period， the promotion and application of flipped teaching mode in the future post epidemic era were summarized and studied.key words：

6、flipped teaching; online learning; computer control technology1 引言近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和教育理念的革新，涌現(xiàn)出多種新型教育模式，如翻轉(zhuǎn)教學(xué)、混合式教學(xué)等，這些教育理念的共通之處便是他們均基于在線教學(xué)方法。在線教學(xué)使學(xué)習(xí)更加靈活、自主、個性。但由于傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)深入人心，新型教育模式在教師角色、課程模式和管理模式上與傳統(tǒng)教育模式有較大差異，教育改革的難度不容小覷，因此目前國內(nèi)各高校仍主要采用傳統(tǒng)的教育模式。2020年初，新型冠狀肺炎病毒席卷全球，考慮到疫情的影響，教育部發(fā)布了教育部關(guān)于2020年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知1，為

7、響應(yīng)此要求，本著“停課不停教、停課不停學(xué)”理念，各高校相繼開展線上教育。這一舉措給高校教師帶來挑戰(zhàn)的同時，也推進(jìn)了基于線上教學(xué)的新型教學(xué)模式的發(fā)展。本文將基于疫情期間計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析翻轉(zhuǎn)式課堂相較于傳統(tǒng)課堂的優(yōu)劣勢，研究如何在后疫情時期將翻轉(zhuǎn)式課堂與傳統(tǒng)課堂有機(jī)融合，達(dá)到教學(xué)的高效性、創(chuàng)新性、新穎性。2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)科拓展課，以自動控制原理為先修課程，從基本概念入手，引導(dǎo)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論知識，掌握pid控制、模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等算法，并了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中發(fā)展的新技術(shù)2，是一門理論性與實(shí)踐性并重的

8、課程。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)模型的建立，離散信號的處理，并根據(jù)被控對象特點(diǎn)選擇設(shè)計(jì)最優(yōu)控制技術(shù)，學(xué)習(xí)過程中涉及較復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識以及自動控制原理的基礎(chǔ)知識，具有概念晦澀、原理抽象、知識繁雜的特點(diǎn)。在課堂教學(xué)過程中，由于本課程原理較復(fù)雜，理論講解較枯燥，知識點(diǎn)密集，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)理解困難，知識掌握不扎實(shí)，學(xué)習(xí)熱情下降等現(xiàn)象。在傳統(tǒng)課堂模式下，存在以下缺陷：（1）清晰的講解和有限的學(xué)時之間的矛盾，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)這類理論性較強(qiáng)的學(xué)科，要將知識點(diǎn)講解透徹，勢必將耗費(fèi)較多課堂時間，而學(xué)時有限，且計(jì)算機(jī)控制技術(shù)知識點(diǎn)繁多，在有限的學(xué)時實(shí)現(xiàn)有效的講解，給教師和學(xué)生均帶來較大考驗(yàn);（2）研究表明，學(xué)生能

9、夠集中注意力的時間大概為1018分鐘，而傳統(tǒng)課堂一般為45分鐘，這就導(dǎo)致學(xué)生的注意力無法在整堂課時刻集中，而對于知識點(diǎn)如此密集的課程，學(xué)生將錯過一些知識點(diǎn)，影響教學(xué)效果;（3）傳統(tǒng)課堂屬于瞬時教學(xué)，無法回顧。在復(fù)雜枯燥的理論講解中，課堂氣氛相對沉悶壓抑，學(xué)生處于被動接受狀態(tài)，只是一味接受經(jīng)過教師反復(fù)“咀嚼”過的知識點(diǎn)，缺乏自我思考，思維并不活躍，往往會存在課上似懂非懂，課后遺忘迅速的現(xiàn)象，而一旦遺忘，又無法重新回顧教師課堂講解的過程;（4）由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)需要很多先修課程的知識支撐，學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和理解能力受自身知識水平、個性和學(xué)習(xí)特點(diǎn)限制而各異，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，即使教師充分分析每一類學(xué)生

10、的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，也很難做到面面俱到，個體和群體的矛盾仍舊存在;（5）傳統(tǒng)教學(xué)模式的填鴨式教育方式無法讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的快樂，學(xué)生大部分學(xué)習(xí)過程與創(chuàng)造力無關(guān)，個性和好奇心也在被消磨。以上在傳統(tǒng)教學(xué)模式下計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的不足，困擾著眾多高校教師，新的教學(xué)模式亟待探索。3 基于線上課程的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中的應(yīng)用3.1 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)特點(diǎn)翻轉(zhuǎn)式是在新時代背景下誕生的新興教育模式，它的發(fā)展很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，可較好地解決傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。（1）翻轉(zhuǎn)式課堂3亦可譯為顛倒課堂，它重新調(diào)整了學(xué)生和教師的角色。在這種課堂模式下，學(xué)生占據(jù)學(xué)習(xí)的主導(dǎo)權(quán)，學(xué)習(xí)時間及進(jìn)度的安排也更靈活、自主

11、。教師也不再是課堂的絕對權(quán)威，將成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的引路人，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)全面的學(xué)習(xí)資料，并創(chuàng)造學(xué)生間、學(xué)生與教師間討論、質(zhì)疑、協(xié)作的條件。（2）翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式可實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的統(tǒng)一，學(xué)習(xí)的進(jìn)度只由學(xué)生知識掌握的精熟程度決定。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，由于班級中每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)參差不齊，教師對于教學(xué)速度及難度的把控較困難，無法顧及所有學(xué)生。在翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式中，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自主安排進(jìn)度，教師負(fù)責(zé)將教學(xué)視頻制作精良，教學(xué)資料準(zhǔn)備充足。學(xué)習(xí)進(jìn)度完全根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況自主安排，真正實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的統(tǒng)一。（3）翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式下，學(xué)生可無限次回看、隨時暫停教學(xué)視頻，自行把握學(xué)習(xí)節(jié)奏。而傳

12、統(tǒng)課堂的瞬時教育，學(xué)生一旦沒跟上教師節(jié)奏，將丟失重要知識點(diǎn)的講解;一旦遺忘，課后也無法回顧教師講解過程。3.2 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中的應(yīng)用基于“停課不停教、停課不停學(xué)”的號召，各高校全面開啟全新線上教學(xué)模式，此次疫情也成了高校融合線上教學(xué)的催化劑，使得高校教師及學(xué)生有機(jī)會體驗(yàn)新型教學(xué)模式，直觀感受其與傳統(tǒng)教育模式的差別，在此基礎(chǔ)上，也有機(jī)會進(jìn)行拓展分析和思考。3.2.1 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的應(yīng)用形式為給全國大學(xué)生提供疫情期間較好的教育資源，2020年初教育部組織22個在線課程平臺開放了1291門國家精品在線課程。基于如此豐富的優(yōu)質(zhì)教育資源，各高校采取的遠(yuǎn)程教學(xué)有多種形式：（1）由于線上教學(xué)

13、平臺的課程不是為應(yīng)對疫情臨時倉促制作上線的，是近些年來教育部精心組織、精心培育、精心遴選的好老師的好課，具有質(zhì)量保證，因此任課教師可篩選并采用線上教學(xué)平臺的優(yōu)秀課程作為學(xué)生線上學(xué)習(xí)的主要資料，而不必為應(yīng)對疫情匆忙制作線上課程，達(dá)到較好的教學(xué)質(zhì)量的同時減輕教師壓力;（2）任課教師亦可自行采用騰訊會議、qq會議等軟件進(jìn)行直播授課，并且在直播之前可以要求學(xué)生根據(jù)資料預(yù)習(xí)，這種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)是：不同高校學(xué)生特點(diǎn)相差較大，任課教師對于本校學(xué)生的特質(zhì)更了解，課堂內(nèi)容及教學(xué)深度的把握會更精準(zhǔn)，更適應(yīng)本校學(xué)生;直播授課，教師可在上課過程中與學(xué)生進(jìn)行互動，隨時提問，掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài);在教師的監(jiān)督下，學(xué)習(xí)效率也

14、較高;（3）糅合如上兩種教學(xué)模形式，教師根據(jù)課程特點(diǎn)，遴選優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源;學(xué)生根據(jù)教師精心挑選的線上課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，并進(jìn)行相應(yīng)的測試;教師收集學(xué)生的測試情況以及學(xué)生的反饋，錄制視頻或直播進(jìn)行答疑、重難點(diǎn)剖析、課后題分析、總結(jié)知識點(diǎn)，形成一個較好的課堂反饋及學(xué)習(xí)閉環(huán)。學(xué)生亦可自行掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度，反復(fù)觀看視頻，大幅度發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。第三種教學(xué)模式即屬于基于線上教學(xué)的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，同時具備第一種和第二種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)。3.2.2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式疫情期間計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)采取上面提到的第三種教學(xué)模式，其翻轉(zhuǎn)式教學(xué)過程主要由以下幾部分組成：（1）根據(jù)教育部公布的開放在線學(xué)習(xí)平臺信息，對

15、各平臺的相關(guān)優(yōu)秀課程進(jìn)行遴選，最終選擇發(fā)布于mooc平臺，由北京交通大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)的王爽心教授、齊紅元副教授、陳廣華高工講授的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程，此門線上課程屬于北京交通大學(xué)的校級精品和優(yōu)質(zhì)課程，授課目標(biāo)、課程大綱也均與我?！坝?jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程的相關(guān)要求相符;（2）根據(jù)教學(xué)計(jì)劃及課表，擬定計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)習(xí)計(jì)劃安排表，并組建教學(xué)輔導(dǎo)qq群，按照課表在規(guī)定的上課時間發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容及計(jì)劃，做好每堂課考勤，保證學(xué)生每周的學(xué)習(xí)時間，做到有限制的自由;（3）課后，要求學(xué)生完成對應(yīng)課時相應(yīng)知識點(diǎn)的測試題，并提出質(zhì)疑和疑惑;（4）根據(jù)學(xué)生作業(yè)及提問情況，教師收集并總結(jié)重難點(diǎn)，針對以上內(nèi)容錄制解答

16、視頻或直播分析解答并討論。根據(jù)翻轉(zhuǎn)式教育模式在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可做如下總結(jié)和反思：（1）教學(xué)資料準(zhǔn)備仍有待進(jìn)一步完善，由于疫情的暴發(fā)較突然，大部分高校教師的線上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，前期也未有足夠時間進(jìn)行線上資料的準(zhǔn)備，因此提供給學(xué)生的資料不夠全面充足，為實(shí)現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)效果，可給學(xué)生提供更多的應(yīng)用實(shí)例，相關(guān)論文等資料作為拓展學(xué)習(xí);（2）學(xué)生自覺性是對遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的一個較大考驗(yàn)，由于教師無法面對面觀察學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，整個學(xué)習(xí)過程較大程度上依賴于學(xué)生的自我控制和自我約束能力，大部分教師通過軟件簽到打卡方式進(jìn)行考勤監(jiān)督，但仍存在較大漏洞，因此需通過尋找更有效的方式監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)情況，或者培養(yǎng)學(xué)生的自我

17、約束能力來解決這一問題;（3）由于所有的教學(xué)過程均在線上完成，雖然針對學(xué)生的疑問，專門錄制視頻進(jìn)行答疑，但相較于線下教學(xué)其溝通和反饋仍不夠及時;（4）這一教學(xué)模式下，學(xué)生和教師的角色均發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變4，對于學(xué)生來說，不僅可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，還可以開發(fā)出學(xué)生頭腦中的創(chuàng)造性和潛力;對于教師，傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師占據(jù)絕對主導(dǎo)權(quán)，用知識點(diǎn)充斥課堂的每一分鐘，這不僅給教師帶來較大的教學(xué)壓力，還會導(dǎo)致學(xué)生失去參與感，影響教學(xué)效果，在翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式中，教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋和意見，錄制相應(yīng)知識點(diǎn)的講解視頻，或者在直播中與學(xué)生進(jìn)行討論。教師的教學(xué)更有針對性，可以更加了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和特點(diǎn)，重新審視自

18、身的教學(xué)活動和方式，促進(jìn)教學(xué)水平的提升。4 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)未來實(shí)施方案本學(xué)期計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程所采取的基于線上課程的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，在疫情期間發(fā)揮了很大的作用，也有機(jī)會將停留在理論層面的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式應(yīng)用到實(shí)踐中，對于后疫情時期具有較重要的啟發(fā)和借鑒意義。線下的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式較單一，教師和學(xué)生的角色固化，學(xué)生的參與度很低，而翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)模式形式較多樣，教師和學(xué)生的角色較靈活，教師傳授知識的同時，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，屬于啟發(fā)式教育。翻轉(zhuǎn)式教育模式給學(xué)生帶來新鮮感和參與感，能在一定程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。傳統(tǒng)教學(xué)模式也有其突出優(yōu)勢：1）教師和學(xué)生均已熟悉此種教學(xué)模式，教師在教學(xué)過程中駕輕就熟，

19、能很好地完成教學(xué)內(nèi)容;2）面對面教學(xué)，教師在授課過程中可以時刻掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，隨時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法;3）面對面教學(xué)，對學(xué)生起到監(jiān)督作用，對學(xué)生自制力要求相對較低;4）可對學(xué)生的疑問做出即時回答。因此，在后疫情時期仍將以線下教育為主，但翻轉(zhuǎn)式教育模式也有其用武之地?；谝咔槠陂g翻轉(zhuǎn)式教育在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，綜合線下教學(xué)，翻轉(zhuǎn)式教學(xué)可有以下具體實(shí)施流程：1）線上資料準(zhǔn)備：翻轉(zhuǎn)式教育給學(xué)生充足的自主學(xué)習(xí)空間，為給學(xué)生提供更良好的線上學(xué)習(xí)資源，教師需花費(fèi)較多時間制作視頻、動畫等作為知識傳播工具，配置相關(guān)拓展資料和習(xí)題。線上教學(xué)以信息技術(shù)為載體，將知識點(diǎn)清晰地呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生在課前即可

20、深入了解相關(guān)學(xué)時教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)習(xí);2）收集學(xué)生反饋：學(xué)生通過線上資料學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)習(xí)題，實(shí)現(xiàn)自我檢測，也給教師提供參考信息，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，另外，學(xué)生也可提出疑問，教師總結(jié)分析以上反饋內(nèi)容，有針對性地準(zhǔn)備線下課堂;3）線下教學(xué)：不同于疫情期間的教學(xué)模式，后疫情時期，線下教學(xué)仍將是高校教學(xué)主體，教師可按照課前收集的學(xué)生知識掌握情況展開教學(xué)。由于學(xué)生課前已做預(yù)習(xí)，對教學(xué)內(nèi)容已有鋪墊，知識點(diǎn)的教學(xué)過程并不會占用整堂課的時間，翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵點(diǎn)就是有效支配課堂上多出來的時間。余下時間教師可做更多知識點(diǎn)的延伸及應(yīng)用，使教學(xué)更有深度;亦可設(shè)置討論環(huán)節(jié)，發(fā)散學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、積極思考的習(xí)慣，

21、將教學(xué)質(zhì)量提升一個臺階;4）課后：經(jīng)過這一閉環(huán)式學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)較好地掌握知識點(diǎn)，此時的課后作業(yè)可以更具開放性，創(chuàng)造性和應(yīng)用性，激發(fā)學(xué)生開放性思維。由于工科的大部分學(xué)科均具有理論性強(qiáng)，概念晦澀、原理抽象、知識繁雜等特點(diǎn)，僅僅依靠線上課程及資料，學(xué)生會存在較多疑惑，無法自行融會貫通，因此線下教學(xué)仍承擔(dān)著較重要的角色;此外，線下教學(xué)雖然可以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的面對面教學(xué)和溝通，由于知識晦澀，學(xué)生無法一次性理解所有的知識點(diǎn)，此時線上資料又成為較好的輔助工具，學(xué)生可以隨時回看調(diào)取相應(yīng)知識點(diǎn)的教學(xué)解析視頻。此形式的翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)現(xiàn)了線下教學(xué)與線上教學(xué)的有機(jī)融合，既可發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用亦可培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。5 總結(jié)翻轉(zhuǎn)式教育屬于網(wǎng)絡(luò)時代出現(xiàn)的新型教育模式，其充分利用互聯(lián)網(wǎng)的便利性，給師生帶來全新的教學(xué)體驗(yàn)，即使學(xué)生自身?xiàng)l件、受教育水平、個性等各異，也可很好地適應(yīng)此種教育模式，解決了傳統(tǒng)教