如何构建“互联网+翻转课堂”下生物学教学模式之创新和发展

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　　摘要：“互联网+翻转课堂”属新型教学模式，它基于“先学后教，以教定学”策略实现教师由传统的知识传授者向学习调控者转变，使学生由静态的受制者向动态研究者转变。微课和混合式学习是“互联网+”时代实现翻转课堂的最佳途径和桥梁，我们以此为中介详细设计了生物学教学中构建“互联网+翻转课堂”的实施方案，具有较强的可操作性和推广性，可实际应用于高校生物学教学中。“互联网+翻转课堂”模式在提升教学品质上具有深远影响，由微课和混合式学习为中介构建此模式可有效提高教学质量，实现具有网络信息化特色的新型课堂翻转，为高校本科生基础教学改革和创新提供思路。
　　关键词：互联网；翻转课堂；微课；生物学
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）30-0078-04
　　一、引言
　　翻转课堂（Flipped Classroom Model），一般被称为“反转课堂式教学模式”（Inverted Classroom Model），是一种颠覆性理念的教学术语[1]。传统的教学模式是老师在课堂上讲课、布置作业，让学生课后完成。与传统的课堂教学模式不同，在“翻转课堂”下，学生在家完成知识的学习，而课堂变成了老师与学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的教育效果[2]。翻转课堂核心理念是课堂由“先教后学”向“先学后教”翻转。只有翻转了课堂才能真正實现教师角色转变[3]。所以说课堂翻转不仅仅是课堂教学方式的翻转，而且是教师的教育观念的翻转。
　　基于翻转课堂理念的混合式教学模式设计与实践可以实现教学方式和教学模式的创新与发展。“互联网+”时代的混合式学习是一种将传统的面授课堂教学与现代网络信息化教学方式结合起来的教与学的新方式[4]，而翻转课堂是在信息化环境中，实现对传统教学流程的改变，保持基于“以学生为中心”教学的真正本质。众所周知，“互联网+”时代的教育崇尚和确立的是一种“为学习服务”的全新教育观[5]，而“互联网+翻转课堂”理念的协同贯穿，既能充分发挥混合式教学优势，又能改变单一陈旧的学习方式，激发学生的学习热情和主动性。据此模式对高校生物学相关课程进行有效的探索和应用，对于解决基础课程传统的教学难点、有效提高教学质量、促进教学改革具有重要意义。这种新型的混合式教学将为今后生物学基础课程的教学改革和创新提供新的思路。
　　二、“互联网+”时代实现翻转课堂的最佳途径和桥梁
　　现阶段翻转课堂可以基于“微课+混合式学习”模式来实现。真正意义的翻转课堂需要网络环境和数字化学习资源和平台的支撑，课前学生通过手机、PC在网络中学习微课。目前，在我校乃至其他多数高等院校，学生无法全方位时时刻刻通过终端进行网络学习，如何利用微课来构建课堂的翻转就显得尤为重要。教育者既可以让学生课前自学微课，同样也可以把微课学习环节搬到课堂上，根据翻转课堂理念先让学生通过微课对教学的重难点进行自学，再在课堂上通过教师的指导、学生间的协作学习掌握和内化知识，实现先学后教的课堂反转。总体来讲，目前在我国微课和翻转课堂的教改较为火热。
　　关于“微课”提出由来已久。微课又名“微课程”，是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点或教学环节而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的在线视频课程资源[6]。“微课”的核心组成内容是课堂教学视频（课例片段），同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、练习测试等辅助性教学资源，因此，“微课”是在传统课件等基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。目前国内有大量微课培训班或微课竞赛活动。其中，微课做得最早最闻名的是美国教育机构可汗学院（Khan Academy）的微课[7]。可汗学院通过在线收藏了3500多部可汗老师的教学视频，向世界各地的人们提供免费的高品质教育。该项目由萨尔曼·可汗给亲戚的孩子讲授的在线视频课程开始，迅速向周围蔓延，并从家庭走进了学校，甚至正在“翻转课堂”，被认为正打开“未来教育”的曙光。现在国内很多微课制作都以可汗学院的微课为范例。国内李玉平等人的微课亦颇有影响，李玉平属国内微课程创始人之一[8]，他制作大量的微课放到网上交流。其实微课制作的方式多种多样，可以是PPT，可以用手机录像，也可以用各种录屏软件录制，微课的生命力在于创意，微课要突出“微”，以“微”见长。
　　若微课看作是实现翻转课堂的最佳途径和手段，则混合式学习可视为实现翻转课堂的坚实桥梁。近年来的教育实践表明，混合式学习是继“数字化学习”理念后又一重要理念[9]。我国的教学改革中，教育者们对混合式学习模式的提法多种多样。总体来讲指的是融合不同的教学方法，利用教学媒体和各类教学资源提升教学质量。2003年北京师范大学何克抗教授在全球华人计算机教育应用第七届大会上提出B-Learning观念[10]，之后在教育技术领域广泛传播。国内曾一度针对混合式教学过度强调线上和线下教学的结合，所以基于混合式学习模式线上教学资源建设呼声铺天盖地，但这里毕竟存在着教师信息技术修养、教学资源的更新、共享与管理、教学机构资金缺乏等诸多限制。有研究也表明[11]，学校管理者对混合式学习使用意愿的支持最大，而部分教师对混合式学习的“新常态”持怀疑态度，甚者迫于周围压力才不得不接受创新，所以基于“混合式学习”的翻转课堂并没有大幅度提高教学效果。究其原因是其有效实施受到多种因素的影响，如果把握不好，反而会流于形式，只做到形似翻转课堂，可实际上学生课外没能完成自学任务，课堂上的研讨活动就无法有效展开，学习效果反而更差。教育者认为在课程教学中完全采用课堂讲授教学或是完全采用翻转课堂都是不可取的，在二者之间可以有交叉部分，即部分翻转课堂[10]，教师选择教学内容的重点部分在课堂上进行讲授教学，而其他部分可由学生课前自主学习，也可根据内容选择特定主题或项目让学生以小组或学生代表形式进行基于主题或基于项目的探究学习，在课堂上分享学习成果、讨论交流，教师引导学生思考和讨论，并进行答疑解惑和补充说明。这种混合方式是探索课程教学中实现翻转课堂的一个有效的尝试，既注重了专业知识的教学，又给予学生一定的学习自由度，激发了学生参与学习的积极性，还能有效避免由于各种因素导致的翻转课堂形似而神不似。在混合式学习中，可以采取传统讲授教学和部分翻转课堂相结合形式，根据课程内容和学生特点灵活选择。综上所述，在混合式学习的思想指导下，翻转课堂是联系理论教育（混合式学习）与技术实现（微课）之间的中介物，而笔者认为“微课+混合式学习”模式是实现翻转课堂的最理想手段。 　　现阶段，我校多个专业本科生都开设了《细胞生物学》、《医学遗传学》等课程，而生物学是一门紧跟前沿、不断发展中的学科，它属于众多学科的前沿交叉点，因此，面对“互联网+”时代，开展基于翻转课堂理念的“微课+混合式教学”，将全新的面授课堂教学与现代网络教学方式结合起来是非常必要的。
　　三、生物学教学中构建“互聯网+翻转课堂”的具体实施、设计和方案
　　如前所述，以微课为中介实现“互联网+翻转课堂”模式的构建和教改可有效提高生物学课程教学质量，从而实现一种具有网络信息化特色的新型翻转课堂，为高校本科生的基础教学改革和创新提供新思路。但具体实施过程中尚会遇到一些难点需要解决，例如，微课教学平台制作的质量是否理想，是否能较好地用于应掌握的学习内容？学生课外是否较好地完成自学任务，课堂上的研讨活动是否能有效展开，学生对于翻转课堂积极性如何？部分翻转课堂中教师是否能协调好微视频授课和传统讲授教学二者之间所占的比例内容及课堂时间上的安排？所以“互联网+翻转课堂”的构建和实施并非纸上谈兵那么容易，尚需我们在高校教育实践过程中长期地历练、摸索和完善。以下为我们已开展此模式的总结方案，具有较强的实用性和应用性。
　　（一）有针对性地确定教改的试点对象
　　因考虑“互联网+翻转课堂”模式教改为新近开展，而《细胞生物学》和《医学遗传学》等课程为21世纪前沿知识增长点，所以可选取临床医学等专业在此类课程中以试点班、试点章节进行，随着教改的深入，再逐步扩大改革范围。
　　（二）课堂前以微课为网络载体做好教改启动工作
　　第一，教师和学生进行大量高品质微课的制作。布置教师和学生针对教学重点内容制作多部微课并在线收藏，将制作的大量微课放到网上与各位教师、学生交流。要求制作的微课方式是多样的，包括网上PPT、手机录像的微视频及用各种录屏软件录制的“微型网络课程”。要求制作的微课具有较强的创新性，并且制作的微课凸显“微”，每部时长不超过6分钟。第二，发放网上微课等材料，做好课前准备。首先，课前网上发放“微课”学习资源时需告知学生这是课堂教改讲授的内容，不再遵循以前的照本宣科方式讲授。让学生理解本知识传授是通过信息技术的辅助在课前完成，从而实现翻转课堂。要求学生课前在网络中学习微课，根据翻转理念让学生通过微课对教学重难点进行自学，要求学生积极通过网络化手段浏览和预习，并且提出各种问题。其次，课前网上发放其他辅助性教学资源。“微课”提供了授课课例片段的核心组成内容，教师同时还应通过网络提供与该教学主题相关的授课重点内容、讨论问题、练习测试等辅助性教学资源给学生，也要求学生一并预习和观看。
　　（三）课堂中实施翻转课堂的各项环节
　　第一，课堂上进行微视频观阅，重复微课学习环节。考虑到学生在课前可能并未通过终端进行网络化学习，无法保障达到预期全部的学习效果，因此一方面我们让学生课前自学微课，同时也把微课学习环节重复搬到课堂上，让学生首先通过微课对教学的重难点进行浏览和熟知。第二，学生间分组协作自学，教师参与指导。具体方案是学生每5—8人为一组，根据微课的学习内容选择特定的主题或项目让学生在小组范围内基于主题或项目进行探究式学习，同时每一小组选出一名课程代表，负责引导、管理整个小组的学习交流过程，教师参与调控整体学生的学习活动。第三，学生间亦可分组“自我教授讨论”，教师参与指导。即课堂上学生在小组范围内根据发放的辅助材料的具体内容进行“自我教授”、“自我讨论”。课堂上学生们分享学习成果、彼此讨论交流，而教师承担引导学生思考和讨论，并进行答疑解惑和补充说明的角色。在这里课堂变成了老师与学生之间和学生与学生之间互动的场所，从而真正调动起学生的学习兴趣和积极性，使学生真正成为学习的主体，并提高了学生对知识的归纳、理解与综合运用能力，从而达到非常显著的教育效果。在实施翻转课堂中，我们与传统的课堂教学模式不同，将实现由“先教后学”向“先学后教”的翻转。第四，教师针对微课内容总结点评。即要求教师针对学生掌握知识的情况对微课学习内容最后总结，以此来补充、巩固和推动本教改学习效果。同时，观察学生对课堂上翻转效果的反馈，适时调节和优化本教改内容和方式，做到随堂随改，随教随变。第五，坚持部分翻转课堂，教师针对其余重点内容进行传统授课教学。考虑到翻转课堂教学的有效实施受到多种因素的影响，如果把握不好反而会流于形式，譬如学生课前和课堂上没有很好地完成自学任务，课堂上的研讨活动实际上没能有效展开，这会使学习效果反而更差。所以我们在本教改的课程教学中采用部分翻转课堂的形式，即微课学习辅以“混合式学习”模式。在本教改中“混合式学习”既注重了专业知识的教学，又给予学生一定的自由度，在激发学生参与学习能动性的同时，还能有效避免由于各种因素导致的翻转课堂“形似而神不似”。在我们的“混合式学习”中，拟根据课程内容特点和学生的特点灵活选择其他重点内容进行各种主导式授课。
　　（四）课堂后巩固和反馈教改效果的环节
　　要求学生课后复习微课、辅助学习材料及其余学习内容。同时要求学生完成练习测试题并上交课后作业，教师考核教学质量。另外可通过开展学生问卷调查、课后反馈等形式检验教改效果。
　　四、“互联网+翻转课堂”模式在提升教学品质上的深远影响和意义
　　最近几年，我们一直围绕着生物学学科的发展和创新性人才培养理念进行改革和探索，倡导开展以“微课—混合式—翻转课堂”为主线的教学手段改革。此种“互联网+翻转课堂”模式由革新教学方法入手，本着“先学后教，以教定学”策略给学生提供了充分的时间和空间进行探究，督促教师不再关注课堂教授的结果，而是把重心放在“教育观念的翻转”上。我们推行的“互联网+翻转课堂”模式特色在于真正实现了教师角色由传统的知识传授者向学习活动的参与者、引导者和合作者转变，由传统的教学支配者、控制者向学生的组织者、促进者和指导者转变，由传统的静态知识占有者向动态的研究者、学习者转变，让学生由感知到自学、概括，再到探究的思维过程去感悟知识、理解知识。 　　“互联网+翻转课堂”模式最大的创新点在于革新优化了传统的教学手段，融入了具有前沿性与时代感、体现创新人才培养要求、更易激发学生们活跃思维的信息化教学。此外，“互联网+翻转课堂”模式也大大锻炼和培养了学生的自身素质和探究能力，为今后独立从事专业技术工作创造条件，为培育成为博学多才，在本領域具有坚实宽广理论基础和做出创新性成果的高层次创造性人才打下基础。大量的研究结果表明“互联网+翻转课堂”模式的推广应用，可使基础类课程教学质量显著提高，更使学生不仅学习积极性增强，知识面深化，而且为他们初步搭建起了“互联网+”时代的高品质在线课程资源，学生独立思考问题与解决疑难问题的能力也会得到大幅度提高。总体来讲，“互联网+翻转课堂”模式在提升高校教学品质上具有重要意义。与此同时，“互联网+翻转课堂”模式的所有教改方案都可以实际应用于高校生物学相关课程的教学过程中，具有很强的实际性、可操作性和推广性。另外“互联网+翻转课堂”模式目前关注者众多，路线确切，除能真正实际运用于本科生教学改革实践外，还可推广应用至其他多种基础及专业性理论课教学中，从而对本科生教育教学改革和建设产生深远影响。
　　另外一方面，“互联网+翻转课堂”模式与现阶段国家高等教育“围绕创新型人才培养，积极开展综合教学改革，不断提高教学质量”的宗旨相一致[12]。目前的高等教育正处于“互联网+”时代，现代化的教学信息技术手段迅猛发展[13]，我们教育工作者更应利用和紧跟网络化时代的要求开展创新性教改，这符合我国高等教育近期和未来发展建设的大趋势。
　　广东药科大学是一所以药为主，医药结合多学科协调发展的教学型大学，是广东省培养药学、预防医学和临床医学等高级技术人才和管理干部的重要基地，目前在校大学生已达2万人之多，学校一贯重视基础教学，我校在开展“互联网+翻转课堂”教学模式方面具备雄厚的保障基础和条件。一方面生物学相关基础课程为我校本科生的必修课程，每年上、下两学期面向临床医学、预防医学、临床药学、医学检验技术、护理学等多个专业开课，在开展“互联网+翻转课堂”教学模式上具备时间充足性和可行性。同时我校本科生《细胞生物学》精品课程和研究生《细胞生物学》省级示范课程网站早已投入使用，并链接入我校校园网精品课程主页。其内有大量的网络资源、习题资料、实验图片、课程建设等教学资源提供给学生。另外我校校园网开通信息的开放性、先进性和稳定性均较强，数字化技术发展迅速，可以较好地保证学生学习资源的浏览和索取。学校一贯狠抓教育建设，并始终围绕“教育是根本”的教学兴校理念开展工作。学校尤其在现代教学技术应用和建设方面积极鼓励教师开展改革与研究，使学校的教育质量得到进一步提升。因此“互联网+翻转课堂”模式在我校有着良好的发展土壤和空间，教师可以在教学中不断做出大胆的尝试和探索。众所周知，我国正在大力实施高校的“双一流”建设[14]，我们应以此为契机，大力着手教学质量内涵建设，使“互联网+”时代下的各项基础教育改革为培育“一流”的新世纪人才做出贡献。
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