翻转课堂教学模式

翻转课堂教学模式在钻探设备实验教学中的应用随着教育进入信息化时代，如何依托信息技术变革传统教育形式，促进高等工程教育教学质量，是决定高等院校学生工程能力培养的重要课题。

翻转课堂教学模式是一种完全区别于传统的课上和课下教学模式，它是在课前传授知识，在课上内化知识。

与传统的教学模式是完全颠倒的
美国的Jon Bergmann和 Aaron Sams最先将翻转课堂(inverted classroom 或classroom flip)作为一个独立的概念提出。

由于这种教学模式引入中国，我国越来越多的研究人员对此展开了应用研究,马秀麟等人将这一教学模式用于大学信息技术课，通过对比分析发现翻转课堂对于能力的培养具有促进作用｡杨九民等人针对实验课教学所存在的现实问题，通过引入翻转课堂教学模式解决，设计利用微视频资源实现翻转，对学生自主学习与知识理解具有较好的作用。

丁雪梅等基于实验教学的心得，设计出相应的翻转课堂教学模式，详细分析了一些焦点的问题，并研究得出具有参考意义的结论
一.翻转课堂的理论基础
（一）掌握学习理论
此理论核心思想就是确保学习时间充分，教学科学合理，就能使全部的学生都能学会相应的知识和内容。

也就是说不同学生对于知识的掌握在速度上可能有所差别，但是如果在具备各种学习条件的情况下几乎所有学习者都能掌握相应的内容。

握学习理论是翻转课堂教学模式重要的理论基础，在课堂翻转的过程中，如图1所示，可以充分利用诊断评价、形成评价以及总结性价进行教学活动的开展，给予学生随时可利用的教学资源，充分保障学生的学习环境与条件。

特别是对于知识掌握速度缓慢的学生可随时重复观看相应视频、PPT等学习资料进行自主学习的过程，从而掌握相应的学习内容。

（二）混合学习理论
此理论的核心思想就是整合线上学习与面对面教学模式，以此尽可能的减少成本，提升教学质量。

在这一教学模式中，通常整合了线上学习资源与传统的教学资源，同时营造网上学习和传统教学环境。

在课堂开展之前，学生基于个人需求，在网络上选看自身感兴趣的教学视频，通过线上学习的方式来学习
知识。

在进行面对面授课时，如果学生遇到难以理解的问题，通过老师答疑与学友协助来解决问题，达到真正理解知识的目的，形成内化。

因此，翻转课堂实际上就是传统面对面教学与网络学习的有效结合，实现了二者的相辅相成，开创性的使用微视频与相关技术展开的一种教学和学习活动。

不仅将老师的指导、启发和管理教学过程中的主导作用体现出来，而且也将学生的创造、积极与主动性充分体现出来。

从而实现最好的教学与学习效果。

二. 钻探设备课程特点及实验教学现状
在地质工程专业中钻探设备是一门重要专业课，同时也是一门典型的机械装备课程，其中实验教学在该课程中占比非常大。

主要学习钻探施工过程中常见的钻机、动力机、泥浆泵等附属部件（共18类部件、23台设备）的结构、原理、工作特点等知识。

需具备机械设计、液压传动、钻探工艺学等课程的基础理论。

要求学生具有较强的三维空间想象能力、动手实践能力。

培养学生将所学知识应用到实践中的能力，能够独立对一些复杂的机械构造的工作原理、特性和性能进行分析。

因此翻转课堂的教学模式可以充分利用现有的慕课在线资源，而将课内时间进行更多实践讨论活动。

慕课的发展，进一步推动了翻转课堂的发展，为其提供了更好的开展环境和支持。

（二）翻转课堂有助于自主学习和因材施教
1. 有助于自主学习能力培养
我国大学生习惯于“灌输式”的被动学习，自主学习意识差、不愿主动学习、不愿讨论，影响对课程知识的掌握和能力的培养。

大学生一般具有更灵活的课外学习时间，在网络信息技术的支撑下，翻转课堂可以使学生根据学习能力、需求、精力自定学习步调。

学习不存在明显的时间与地点的限制，学生能够在休息、等候和乘车等一些空闲时间内自由学习。

对于学生对知识的掌握，注重传授学生学习的方法。

特别是在国家提出建立毕身学习型社会的理念，就是要求重视培养学生自主学习的能力。

这种教学模式的终极目标并非是课堂知识的传授，而是注重教会学生怎样提出问题、分析和解决的问题，培养出这样的思维模式，提升学生自主学习的能力。

2. 有助于因材施教
因为不同的地区在教学能力上存在较大差异，使得各地区学生学习能力与实操技术水平等也存在较大区别，部分人提出教学内容单一，期望知识与实验技术能够更加丰富，加快知识更新；也有一些人认为知识内容过多，学生在课堂上应接不暇，学习比较费力，甚至有的学生只看不付诸实践，依赖他人。

另外，不同的学生在兴趣爱好上也会不同。

一些学生对机械构造感兴趣，一些学生对试验操作感兴趣。

翻转课堂能够因材施教，不同知识水平、不同兴趣爱好学生的学习需求。

通过慕课可以立体化地展示仪器原理，培养学生发明创造能力。

学生先观察多媒体播放的课程，通过反复观看、思考和做笔录，巩固所学知识，缩短学生间知识水平与实验技能差距，更加关键一点是缩短学生间心理上的差距。

三. 基于翻转课堂的实验教学模式
将翻转课堂教学模式引入教学中，改变传统的以教师为主导的教学模式，形成“主导一主体”的新兴教学模式，教师教学的主导性与学生学习的主体性充分发挥出来，进而将二者的积极性充分调动起来，实现互动式教学。

具体教学环节设置为交流转变为: 课前看慕课等资料、同学间讨论交流、完成小测验，课中同学间相互讨论互相答疑、实际操作、讨论完善，课后自主设置问题、自主绘制知识关系图、完成实验报告。

具体翻转课堂实验教学模式结构.
（一）课前观看慕课等资料
在授课之前的课余时间，学生自由观看慕课课程，学习氛围是十分轻松的，可以自主的上网寻找解决问题的办法来解决所遇到的问题。

根据钻探设备课程章节制作出教学和实验慕课视频，针对钻机的关键部件零件多，结构复杂，内部结构及工作过程观察困难，平面图讲解也较为抽象的问题。

（二）课前交流讨论
翻转课堂的一个重要环节誻协作学习。

在这一教学模式下，学生的学生不是绝对独立的。

在协作学习氛围中，因为有强有力的技术支撑，学生可以通过线上平台与其它学生或老师进行交流来解决一些难点问题，在此过程，学生会深刻的体会到学习的重要性和自我存在感，从而对新知识的探究更加感兴趣。

教师从授业的角色转变成为学生解惑的角色，成为教学资源的开发者、知识的引导者、组织者和推动者。

在这种模式下，教师能够在授课之前掌握学生的学习情况，并有
针对性的加以指导，促进学生快速获得信息和知识，教师通过与学生进行有效沟通，针对目标问题在课堂上加以具体讲解。

（三）课中讨论与答疑
在翻转课堂中，课中也是一个关键性的环节，鼓励学生间彼此交流探讨，共同解决问题，互为纠错，使所有学生都能深刻的认识到问题的实质。

老师既是讨论的组织者又是讨论的参与者，老师针对课前学生自主学习过程中所遇到的问题包括课前设置的问题进行答疑解惑，进一步新布置难度较大或者创新型题目。

在这一环节主要是为了提升学生运用知识解决问题的能力。

（四）实验操作
翻转课堂是将知识传授置于课下，缩短实验教学过程中的讲授时间，适当延长学生实验操作和探讨以及教师的指导时间，实现思考学习和知行统一。

如此，学生不再一味模仿，而是基于所掌握的知识来进行有条有理的实验，进而通过实验来构建知识，在多次的实验后达到融会贯通的目的。

（五）课后完成实验报告
课后实验报告的完成主要是将讨论的问题和知识点进行总结。

与传统课堂布置由教师布置题目不同，翻转课堂教学模式中，要求学生自主设计相关题目并进行自我解答、自主绘制知识关系图完成相关作业。

学生从教师的角度来进行出题答题，使他们对问题的思考更加深刻而全面，在温习旧知识的基础上，而获得新的知识，为学生提供了极大的创新空间。

使他们获得更大的成就感，真正激发他们学习的热情和主动性。

四实验教学效果评价
将翻转课堂模式用于地质工程专业中，对其教学效果展开评价。

接受此教学模式的样本：2015和2016级学生分别为62和65名，具体分析实验报告成绩数据。

见表1可知，2015和2016级学生成绩的正态性检验结果分别 P=0.62和0.53，都大于0.05，这表明二者学生样本的成绩都服从正态分布。

进一步根据独立样本t检验结果表明P=0.02<0.05，这说明两年级均值存在显著差异，即2016级成绩均值高于2015级成绩均值。

这说明通过采用翻转课堂教学模式可有效提高教学效果和学生学习效果。

采用翻转课堂的教学模式对钻探设备课程的实验教
学内容、教学模式进行改革，并以慕课作为载体，将慕课和翻转课堂有机结合，最终有效的解决该课程设备内部结构复杂、三维空间思维要求高、结构原理不容易理解、实际操作难度大等实验教学难题。

在很大程度上激发了学生的学习兴趣，培养了他们的自主学习、实践、团队协助和语言能力，也使他们发现、分析和解决问题的能力得到了明显的强化。

翻转课堂作为新型教学模式，还有很大的探索和研究空间，如何扬长避短更好地发挥其在实验教学中的作用，还需要进一步的研究和开发。