发布时间:2022-10-04 11:22:46
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的视频教学设计方案样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词 微课 校本 教研模式
在纷繁复杂的培训模式和教研方式中,“校本教研”以其“合作互助、实践反思”的特点而倍受青睐,并日益成为提高教师应对教育教学问题能力、促进教师专业发展的主要研修方式之一。这种研修方式凸显了“基于日常工作、自我启动以及兼有外部专业支持和内部同行相互帮扶”的理念,对教研实践产生了积极的影响。但“校本教研”必须要与时俱进,笔者认为,“微课”的引入将对构建有效的“校本教研”模式具有启发意义。
一、基于“微课”的校本教研之价值思考
基于“微课”的校本教研(以下简称“微课”教研),它立足于解决教学中存在的实际问题,是以“微课”的分析、设计、开发、利用和评价为中心,利用流媒体制作技术,旨在提高教师教学设计能力和教学组织能力的一种教师教研活动。具体而言,“微课”教研的价值至少体现在如下方面。
1.提高教研效能
相对于传统课堂而言,“微课”的教学目标相对单一,教学内容更加精简,教学主题更加突出,教学指向更加明确。利用“微课”进行教研,能够将复杂的教学问题碎片化、简单化和具体化,使教研活动主题突出、目标明确。此外,“微课”视频的时间较短,一般为5~8分钟左右(最长不超过10分钟),缩短了教师教学设计、开发、利用和评价的时间,同时缩短了自我反思、同行研讨和专家引领的时间,从而提高了教研的频次和效率。
2.引领情境性学习
“微课”教研建立在真实教学情境之上,教师围绕真实的教学问题,提出利用“微课”以达到解决问题的目的,而教研团队则以教师的活动为研究对象,通过观察、参与、协商、讨论等活动改进教师的教学。教师在这种真实的、具体的教学情境和教研氛围中能够实现教育理念、教学技能、教学态度等实践性知识的改善和重构。
3.促进隐性知识外显
教师的隐性知识在教学中的应用反映了教师对教学实践独特的个人观念,这些观念有些符合当前教育理念,而有些已经不能适应当前的教学实践。这就要求学校和教师对其进行改造或重构。而改造或重构的前提是如何挖掘教师的隐性知识,这就须要将其进行显性化。教师隐性知识显性化的途径有很多,本文所探讨的“微课”教研给教师教育观念的重组、隐性知识的显性化提供了一个平台。
二、基于“微课”的校本教研模式设计
基于“微课”的校本教研是以“微课”的分析、设计、开发、利用和评价活动为基础,通过教师、同行、学科专家以及学习者的系列活动,帮助教师发现并改进其教学中的问题,以达到提升教学能力和改进教学理念的目的。
1.组建教研团队
进行“微课”教研首先须要组建一个教研团队,人员包括授课教师、学科专家、教育技术人员和学生。授课教师在教学中发现问题,通过设计、开发、利用“微课”解决问题,同时对解决问题的过程进行观察和反思,授课教师既是行动的执行者又是行动的观察者,还是行动理念的改进者。另外,授课教师在自我观察和反思的同时,须要与同行教师进行交流和对话,分享经验,互相支持,从而达到教师群体发展的目的,这时授课教师可以被认为是同伴的互助者。学科专家深入研究授课教师发现的教学问题,与授课教师交流、讨论问题解决的必要性和可行性,并提出教学研究的指导意见及评价标准,是“微课”教研的指导者和引领者。教育技术人员分析授课教师提供的教学设计方案,利用专业知识将教学设计方案修改成为分镜拍摄脚本,并与教师互动拍摄、加工成为“微课”视频,是“微课”的制作者。学生是“微课”的使用者和直接受益者,学生的信息反馈也是教师决策和行为改变的关键。
2.确定教研主题
“微课”主题的选择是教研主题确定的依据,因此,在进行“微课”教研活动之前,须要对“微课”主题进行必要性和可行性分析。笔者认为,利用“微课”解决的问题一定是在课堂教学中难以解决的问题,不是所有知识点都须要使用“微课”,它应遵循效率原则和最小代价原则。
(1)确定问题
教师在教学实践中发现教学问题,问题的来源可能有多种,如课程知识体系中的重点、难点和疑点;教师在教学实践中观察、反思和内省获取的问题;学生在学习活动中体现的问题。
(2)分析问题
教师对问题进行分析,这些问题属于何种性质的问题;为什么这些问题在课堂教学中难以解决或效率低下;是否可以使用课堂教学的其他方法解决;是否可以使用“微课”进行解决;使用“微课”解决该问题是否高效;使用“微课”的哪种教学模式进行解决。
(3)讨论结果
教师将问题分析的结果提交到教研部门并展开讨论,在此过程中同行教师和学科专家积极倾听教师对问题的分析,对其过程和结果给予及时的评价和修正,讨论该问题利用“微课”解决的可行性和必要性。讨论的结果有两种,一种不适合利用“微课”解决问题,进入传统课堂教研模式,另一种是适合利用“微课”解决问题,进入“微课”教研模式。
3.制定教学设计方案
(1)教学设计的前端分析
与MOOC解决大范围学习者学习需求不同,校本“微课”目的更加具体,主要解决授课教师传统教学过程中所遇到的具体问题,这些问题可能只针对某个班级或班级中的部分学习者。因此,教学设计的前端分析尤为重要,它包括学习内容分析及学习者分析。教学“问题”往往直接指向这两个因素。学习者的起点水平、认知结构、学习风格、学习动机,学习内容的类型、结构、深度、广度等都有可能是教学“问题”的原因。教师要逐一甄别,以便为后续教学方法的选择、策略的制定和教学过程的设计提供依据。
(2)教学目标的阐明
“微课”的教学目标单一、具体,在教研主题确定时,教学目标即已经确定。但教研活动过程中还须根据教学目标的分类理论对其进行具体化阐明。即对学习者通过“微课”学习后在认知、技能或情感某个层面应该表现出来的可见行为进行具体的、明确的表述。“微课”教学目标的阐明对学习内容选择和应用形式起到导向作用。
(3)教学内容的选择
“微课”教学内容是指为实现微课目标,要求学习者学习的知识、技能或行为规范的总和,教师须要根据微课目标和学生的实际,有目的地对教学内容进行选择和加工,以保证达到教学最优化的内容效度。由于“微课”的目标单一,在内容上具有精练和独立的特性,需要教师认真分析教学内容的因果、上下位、并列、先后等关系,对教学内容进行精心的筛选和编排。
(4)教学策略的制定
教学策略是指在“微课”教学环境下,为达到教学目标所采用的方式、方法和媒体的总和,主要包括教学组织形式、教学方法的使用和教学媒体的选择。教学组织形式有两类,一类以“翻转课堂”为代表的将“微课”视为“教学活动”课后学习、课堂内化的方式;另一类将“微课”当作“教学资源”直接在课堂内直接使用的方式。利用“微课”解决教学问题的方法有两类最为有效,一类以语言传递为主的方法,口述讲授类的微课;另一类以直接感知为主的方法,操作示范类的微课。
4.开发“微课”视频
(1)分镜头脚本的设计
“微课”录制之前须要将教学设计方案编写成为分镜头脚本,这是所有“微课”录制前的必备工作,由教育技术工作者、授课教师和学科专家共同参与完成。传统的课堂教学中,教师会利用各种媒体辅助教学信息有效地传递,如动作、表情、音调等,对视频教学来讲,同样须要引导学习者通过视觉或听觉获取教师所传递的信息。
如何表达信息是课程脚本设计的核心工作,教师和教育技术工作者根据教学设计方案,共同探讨使用何种镜头表达相应的教学信息,如教师的近景镜头,学习者可以清晰地观察到教师的表情、眼神等情感性动作,这种镜头可以拉近师生间的距离,使教师的讲解更加生动、高效。同时,精细化的镜头表达也有利于教师对传统课堂教学信息表达的重新思考,使教师在设计教学方案时会更关注于运用各种手段提高和维持学习者的注意。
(2)视频的录制
“微课”分镜头脚本编制完成后,进入到视频录制阶段。本阶段教育技术工作者考虑的工作更多一些,如录制场所的选择、灯光的布置、机位的设置等。为了避免一些不必要的视觉信息对学习者的干扰,笔者认为录制场所的背景应该比较简洁,最好是便于抠像的绿屏或蓝屏,信息的显示可以使用录屏软件进行录制。另外,拍摄过程可以使用多机位拍摄,从不同角度、不同景别全方位地展现教师教学活动的全过程,这样更有利于教师和教学团队后期的观察、反思和讨论。
(3)后期加工
形成最终“微课”视频的途径有两种:一种是现场录制、现场编录。这种方式常在现场直播中使用,即教育技术工作者(编导)在视频录制过程中使用视频切换台,根据分镜头脚本和教师的活动,即时对多路视频信号进行筛选直接输出形成“微课”视频并记录,这种方式最大的优点在于其高效性,但这同时也对编导的能力提出了更高的要求。笔者认为,这种方式过于依赖编导对众多机位镜头的即时判断,缺乏审慎的思考时间,“微课”的呈现质量取决于编导的能力和偏好。另一种是现场录制、后期加工。这种方式是根据分镜头脚本和教师的要求,利用视频编辑软件对前期录制的多机位视频素材进行镜头的选择、编辑和合成处理,最终形成“微课”成品。笔者认为这种方式符合“微课”教研的活动目标,教师有机会参与镜头的选择,在选择镜头的过程中教师须要不停地判断镜头的价值,这种过程可促进教师的反思和内省。另外,有了学科专家和同行教师的参与,授课教师对教学的认识有了多角度的参照标准,使授课教师能够更全面地观察和思考教学。
5.利用“微课”视频
“微课”视频拍摄完成后,教师根据制作“微课”视频的目的和教学活动计划,围绕“微课”视频组织教学活动,其最终目标是解决之前确定的教学问题。教学过程中“微课”视频呈现的时机和使用方式多种多样,可以出现在课前作为自学材料,可以出现在课中作为新课导入或重难点的扩展材料,也可以作为课后的练习类材料使用。不论“微课”视频作为何种类型的材料使用,教师都须要对学习者使用后的数据进行收集整理,并根据反馈数据调整教学进程。同时,教师随时记录调整教学进程的依据和想法,以便在教研活动中进行讨论和修正。
6.评价
校本教研中的评价不是游离在被评价教师之外的活动,被评价教师也参与其中,是被评价教师、学科专家、同行教师以及学习者之间共同交流、协商的活动,所有参与评价的成员包括学习者都有机会表达个人见解,分享自身的经验。
校本教研评价的目的不在于证明被评价教师教学的合理性和正确性,而在于诊断教师教学过程中反映出来的问题,促进教师行为和理念的改进。“微课”教研对授课教师的评价贯穿于整个“微课”的分析、设计、开发、利用的全过程。这种过程性评价能够客观、真实地评价教师的教学,从不同角度展现教师的教学理念、教学技巧和教学机智。另外,评价还可以帮助教师自我诊断,发现教学过程的问题,为教师改进教学提供真实具体的反馈信息,促进教师对教学行为的反思,加速教师个体的专业发展。
通过共同参与的过程性评价,被评价教师能够及时地根据协商和讨论的结果对教学目标的设定、教学内容的选择和编排、教学方法的使用以及教学环节的设置等问题进行不断的修正和完善,从而促进教学的规范化和科学化,使“微课”教学效果达到最优化。
参考文献
[1] 胡铁生.“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究,2011(10).
关键词:教师主导;学生主导;师生互动
随着教育信息化的不断推进,微型课程设计作为一种新的教学模式和学习方式,使越来越多的教育工作者发挥创意设计。会计是一个传统的专业,大多数中职院校还是采用传统的会计教学模式,但是传统教学难以满足学生日益增长的需求,因此传统的会计教学模式的重要补充方式就是微课。
一、微课教学设计概念
微课是指以教学视频为载体,反映教师针对某个教学环节或知识点开展多种教学资源相结合的新课程标准及教学实践。微课的主要内容是课堂教学的课例片段,同时结合相关的教学设计方案、课件的素材、教学中的反思、测试练习及学生的反响、教师点评等教学资源,营造了一个主体突出的“生态环境”的结构关系及展现方式。
教学设计也叫教学系统设计,有关学者认为:“教学设计是运用系统方法分析教学问题及确立教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价实行结果和对方案进行修改的过程。”传统的教学设计包括分析学习内容、学习了解需求、学者特征、确定教学目标、制订教学策略、选择和利用教学媒体及教学的设计策略等。
二、重构中职院校会计课程教学模式的必要性与可能性
1.重构中职院校会计课程教学模式的必要性
由于会计是专业性较强的课程,大多数中职院校都采取课堂理论教学加上实践环节教学的传统会计教学套路。课堂理论教学大多是“灌输式”的方式,教师讲解理论,学生练习,虽然也有个别案例、分析,但由于课堂时间有限,基本上是教师“填鸭式教育”。而微观课程可以形成一个主要以学生为主体的学习网络,在微课中可以将问题的来龙去脉及推导过程清晰地展现在学生面前,可以清晰地看到教师的板书,进行反复观看;而课堂实践教学则通过教师讲授示范、学生模拟训练的模式进行教学,比起理论教学的效率要高得多。虽然学生的主体地位在课堂实践教学中比课堂理论教学增强了,也增加了师生互动,但由于技能需要反复练习才会熟练,而课堂时间有限,因此,实践能力很难提升。模拟训练实际上是一个类似实际的模仿训练,与真实的工作脱节,因此实现零距离上岗是很难的。而微课恰好弥补了这一缺陷,既可以通过观看教学内容相关视频来提高教学效率,又可通过视频记录学生的操作过程,把学生录像与教学视频对比,发现和改进不足,创造更多的空间技能升级。
2.重构中职院校会计课程教学模式的可能性
TED公开课、中国微课网等掀起了微课学习的世界性潮流,使微课教学的理论和实践趋向成熟。微课是一种在线学习的方式,虽然与早期在线学习模式的开放式课程、国家精品课程的载体不同,但还是可以参考借鉴的。在国家精品课程资源共享平台,基本涵盖了所有会计专业课程,这些课程包括视频课件、案例教学计划、教学设计、实践教学等内容,为会计课程的微课设计提供了全面的参考和思路。微课就是很短的时间内高效高质量的课程。
随着经济的发展及教育的发展,中职院校的教学设备和设施建设已经取得了很大进步,而且电脑、摄像机、投影仪,甚至普通手机都可以进行拍摄,满足微课教学不是问题,所以制作微课教学是非常方便的。
三、中职院校会计专业微课教学设计模式
影响课堂教学的因素是相对复杂和不确定的,教师、学生、教学方法、教学内容和教学手段等是影响课堂教学的主要因素。而微课也是复杂的,微课不单是实录课堂,也不仅是教学辅助资源,其核心是一种微观的教学环境的实际情况,是在线教学视频。会计的理论是一个完整的体系,专业性很强,并不是所有的内容都可以拆分做成微课讲授,因而需要对课程的内容及性质进行合理设计,与传统教学方式相结合,对传统教学方式进行补充,使两者能够合理分工、合理运用。
中职院校会计专业课程中可以选择和组织理论教学、实践教学、理论和实践相结合教学或多元化教学的方式,运用最佳的媒体呈现出来,构建多样化的学习平台,达到最佳的教学及学习效果。
师生角色的微课设计:
1.教师主导类
以理论性为主的会计课程应以学生为主体设计微课,以教师为主体采用传统的课堂讲授方式进行教学。从课程的导入开始,概念性的、规律性的及举例说明类的教师应根据学生的认知能力和水平,运用语言表达向学生讲述,并结合相应方式扩展学生的学习和记忆能力。如基础会计中有一章的内容很重要,是“借贷记账法的应用”,教师就可运用“思维导图”方式把每一节的关键部分画成不同颜色的导图,从而加强学生的记忆。学生学习完某一章节后,要对学习内容进行归纳和总结,利用思维导图把学习的心得和成果展示出来,教师可以让学生从整体上把握知识点,将概念、关系连线、逻辑顺序以多种形式展示出来,构建知识网络。
2.学生主导类
在这个阶段课上,老师充当导演兼演员的身份,而学生是主角。为了增强学生的实践和应变能力,增强课堂活力,就要让学生在教学中充分发挥主体作用。教学形式可以是在线实时课堂或教室,教师创造一个情境,给予学生自由的时间和空间去思考发挥,通过学生独立或合作进行探索、实践等方法进行学习。如在讲会计要素时,可根据要素资产、负债、所有者权益、收入、费用和利润等将学生分成若干组进行情景创设,以团体作为一个单元进行相关数据收集、分析和整理,最后情景进行各组结果显示,每个学生都应该充分展示解决问题的过程和研究结果,听老师和同学的评论,同时对别人的研究过程和结论也必须发表自己的观点和意见。教师通过学习情况的分析、提出的问题、设计的框架等发挥学生学习的自主性和相互协作的能力,培养学生的自主能力并发挥学生的主体作用。
3.师生互动类
师生互动其实就是教师组织,引导教师与学生之间的互相交流、沟通、合作,参与到学生互动中去。以学生为主体,通过教师的指导和启发,教师与学生之间、学生和学生之间对学习方式进行对话交流与讨论,形成一个和谐互动的气氛和学习机制。如理论、实践和技术性较强的基础会计课程,很多难以理解的术语和复杂的研究方法使初学的学生不知道如何开始,各种各样的会计学科和借贷关系让学生茫然,此时可以通过练习和测试、提出问题、解决问题、回顾和总结等,促进学生自主学习。当然,也可以一种或多种类型相结合的微课实现教学活动的连贯和持续性。
综上所述,教师也可通过微课资源库、区域网络的教研等网络资源得到更好的专业提升。对学生来说,满足个性化学习可以通过足够丰富的微课资源,实现按照学习需求选择性学习,既可以查找忘掉、漏掉的内容,又可以强化巩固学习内容,是传统教学方法的重要辅助资源。教师主要负责微课的设计与开发,利用这个机会培养教师的信息技术能力,促进教师的专业发展,同时,为了更好地推广和应用微课,要降低技术门槛,提高微课的质量。
参考文献:
[1]杨玉芹,钟洪蕊.国家精品课程网上资源教学设计与开发的内容分析研究[J].中国远程教育,2011,12(2):33-34.
[2]曾桂华.以职业能力为导向的高等职业教育专业教学标准之建立[J].职业教育研究,2013(6):45-46.
第十一届NOC活动网络教研团队赛项在教学方式创新方面有了较大突破,把协作创作供教师授课的教学设计方案,改为协作创作供学生使用的“自主学习任务单”,把制作支持教师授课的课件改为制作支持学生完成“自主学习任务单”规定任务的配套资源,并且鼓励参赛教师创作微视频――微课,这种改变有助于深入推进基础教育课程改革,促进教师从知识的传授者到学习的指导者、帮助者和组织者的转型。
赛项理念剖析
1.“自主学习任务单”――指导学生自主学习的方案
设计“自主学习任务单”的目的在于指导学生开展自主学习,这是本届NOC活动网络教研团队赛项倡导把教学重心转向学生学习的积极尝试。为了支持教师通过竞赛实现从“为教师设计”到“为学生设计”的职能转变,组委会提供“自主学习任务单”设计模版,引导参赛教师站在学生的角度思考:如何明确学习目标,设计可供操作的学习任务,并提供学习建议,方便学生借助学习资源完成学习任务,实现真正的自主学习。可见,设计“自主学习任务单”就是教师设计指导学生进行自主学习的方案。因此,教师在教学活动的一开始,就扮演了学生学习的“指导者”的角色。
2.配套微视频资源――帮助学生完成自主学习的支架
用微视频支持学生自主学习是本届网络教研团队赛项的另一个创新点。竞赛要求参赛教师根据完成“自主学习任务单”规定任务的要求,事先设计、开发帮助学生完成“自主学习任务单”规定的学习任务的配套学习资源,使自主学习成为目标明确的高效学习方式。这种资源的最佳形式在当前表现为微型教学视频,即微课。学生在课前的自主学习中,可以通过观看教师预先录制的微视频来完成自学任务单上的学习任务。对于不同学习能力的学生来说,观看视频的过程是自主控制的,可快可慢,既可只看一遍,也可反复多次观看,学习的自真正地回归学生手中。可见,制作配套微视频是教师提供的帮助学生完成自主学习任务的支架。这里,教师扮演了学生学习的“帮助者”的角色。
于是,我们欣慰地看到,“自主学习任务单”与微视频、“云计算”教学环境,以及之后将要发生的课堂内化知识相结合,就能形成“学习知识在课前,内化知识在课堂”的中国特色的“翻转课堂”。在这个过程中,教师将会完成从知识的传授者到学生学习的指导者、帮助者和课堂学习的组织者的转型。
赛场规则解析
本届NOC网络教研团队赛项分成设计“自主学习任务单”和制作配套的学习资源、教学设计循环评价、修改完善“自主学习任务单”及其配套资源、可视化陈述与答辩四个阶段,其中变化最大的就是“自主学习任务单”的设计和配套学习资源的制作。以下就“自主学习任务单”中达成目标、学习预告、学习任务的设计要求,以及学习资源制作中的一些规则做解析。
1.达成目标的设定
规则:达成目标不同于教学目标。请用“通过观看某种教学资源和完成‘自主学习任务单’规定的‘任务+谓语+宾语’”表述;旨在让学生明确预习任务。
解析:所谓的“达成目标不同于教学目标”,是指其针对的受众群体是学生,而非教师。其表达的是,当学生完成这份“自主学习任务单”后,能够达到的目标。因此,该目标的设定必须既切实可行又简洁明了,既有操作性又便于检测。
2.学习预告的定位
规则:简要说明课堂教学组织形式,也可用流程图代替。其目的是使学生明确自主学习知识与课堂内化知识的关系。
解析:课堂学习形式预告的目的是,使学生在着手自主学习知识之前,发现自主学习与即将到来的课堂教学之间的关联,为准备参与课堂学习做好知识与心理上的准备,其结果会提高学生在没有监督的情况下完成自主学习任务的质量。
3.学习任务的设计
规则:通过观看教学资源自学,完成“自主学习任务单”规定的学习任务(提示:含必要的提示等帮信息)。
解析:规则中的关键字“自学”提醒我们,这是要求学生在自学过程中,独立完成的任务,而不是一份教案,不能用过往的写教案的思路与方式设计,其中没有教师角色的参与,因而不能出现诸如“教师总结、学生协作讨论”等词汇。任务的描述要清晰具体可操作;任务的难度要符合学生的认知水平,接近学生的最近发展区,由浅入深逐步递进;任务的数量要符合学生的年龄特征,恰如其分,以预估学生能在20分钟内完成为宜。
4.学习资源的制作
规则:制作与“自主学习任务单”相配套的学习资源,制作的配套学习资源的播放长度应控制在8分钟之内。
解析:规则中的“播放”一词,提示了本届NOC活动网络教研团队赛项倡导以微视频支持学生自学的教学理念与行为模式,鼓励参赛教师现场录制、制作配合“自主学习任务单”的教学微视频,并对视频的时间长度作了明确的规定。与此相适应,组委会在赛前了允许教师自带“耳麦”参赛的信息。
参赛作品评析
第十一届NOC活动网络教研团队赛项中,涌现出许多思路新颖的“自主学习任务单”设计,现场也看到了一些较为优秀的微视频制作团队。下面以初中信息技术参赛团队的作品为例,分别就达成目标、学习预告、学习任务以及学习资源的设计,做一些评析,期望与本届参赛教师们一起回顾与总结,也为今后的参赛团队提供一些借鉴与参考。
案例背景:
竞赛课题:以“图片处理”为课题,在吃透教材的基础上,设计一份能引导学生通过预习、自主完成知识学习的“自主学习任务单”,并制作与此相配套的学习资源。
教材简介:江苏教育出版社《信息技术》七年级上册第五章第2节“图片的处理”,其学习目标是“学会利用常用的图片处理方法,通过图片处理来更好地表达主题”;实践创作的主题建议是,制作“保护水资源”作品。教材介绍了两方面的知识,一是常见的图片处理软件,涉及了ACDSee、Photoshop、我行我速三款软件的简单应用;二是图片处理的基本方法,分别有调整色彩、旋转和裁剪、图片合成三种基本操作方法。
参赛团队都对教材的内容、次序、深度等做了不同程度的调整。在创作主题上呈现出了“魅力河北跟我来”、“一图变四季”、“情系灾区,爱心义卖”、“魅力云龙湖”等精彩纷呈的创意设计。下面将以“一图变四季”设计主题为主,展开评析。
1.简洁明确的达成目标
案例1:
以“一图变四季”为主题的参赛团队,设计用一张图片,通过色调、对比度、滤镜、裁剪、旋转等不同的处理手法,呈现出春夏秋冬四季效果。为此,设计的达成目标如下:
(1)学习“微课资源”中的任务一,完成“自主学习任务单”中“秋景”图片效果的制作,掌握对图片色调的调整。
(2)学习“微课资源”中的任务二,完成“自主学习任务单”中“冬景”图片效果的制作,掌握饱和度的调整,以及使用“滤镜”美化图片。
(3)学习“微课资源”中的任务三,完成“自主学习任务单”中“夏景”图片效果的制作,掌握旋转、裁剪、合成图像的基本操作方法。
(4)通过观看“微课资源”中老师展示的作品,了解常见的图片处理软件。
评析:达成目标的四点描述体现了明确、具体、可操作的特点。三项实践操作和一项知识学习的要求简洁明了、一目了然。且三项实践操作所要完成的任务、学习的技能层次分明。如果能够在文字描述之后,添加如图1的图示化描述,将有助于提高目标的可读性,给予学生视觉享受的同时,提高他们对“预学习”的兴趣。
2.清晰明了的学习预告
案例2:
主题为“一图变四季”参赛团队在“自主学习任务单”中,设计的课堂学习形式预告如下:
(1)检查任务单所要求制作的作品,接受老师和同学的点评。
(2)分组讨论,分析作品,选择合适的图片加工方法;互助完成图片“阴、晴、雨、雾”的效果。
(3)将处理后的图片作为素材,用“我形我速”软件制作具有实际使用价值的电子作品。
评析:团队成员很好地理解了“学习预告”的含义和设计目的,将任务单的自主学习要求与后续课堂教学间的衔接作了较好的说明。如果在表述上能运用图形化(如图2)或流程图(如图3)的方式,将大大提高其逻辑性和易读性。
案例3:
本届决赛中,有不少的团队对“课堂学习形式预告”的理解有误,同样的以“图片处理”为课题的“自主学习任务单”,有两个团队是这样设计学习预告的:
学习预告之一(团队1):
(1)自学“微课视频”;
(2)运用自主学习任务单,结合自学辅助网站进行探究;
(3)在Moodle学习平台中完成作品上传与互动评价。
学习预告之二(团队2):
课前预习―美化调整图片(美丽云龙湖)―图片合成(暑期日历)―综合练习(旅游贺卡)―上传作品―浏览评价―评选优秀小组―课堂总结
评析:“学习预告之一”中,“自学‘微课视频’”环节已在课前的自学环节完成,没有必要出现在后续的课堂教学中。“学习预告之二”中,“云龙湖图片的美化调整、暑期日历的图片合成制作、制作旅游贺卡的综合练习”等都是“自主学习任务单”中的学习目标和任务,同样理应课前自学完成的任务就不该出现在自学习预告中。以上两种课堂学习形式预告,体现出参赛教师尚未理解“自主学习任务单”的设计意义和功能,对“预学习”的目的认识还不到位。将自学后的教学预告写成了“在课堂内使用任务单的步骤说明”,显然不符合赛项规则中的设计要求。课堂学习形式预告是“预学习”的后续环节,既不是关于“自主学习任务单”的使用说明,也不是在课堂教学中运用这份“自主学习任务单”实施教学的过程。
3.层次分明的学习任务
案例4:
主题为“一图变四季”参赛团队设计的学习任务如下三个表格。
通过观看微视频教学资源自学,完成下列学习任务――(节选)
评析:在这个案例中,三个学习任务由浅入深,由简入繁,层次分明,逐层递进。每一个任务的描述都非常细致,在“自主学习任务单”的总体达成目标之下,还有每个任务的分阶段目标。每个任务描述中都用显著字体列出了关键性动词“想、试、看、做”等,要求学生完成的动作很明确,同时指明实施任务的方法,简单易读。每个任务之后,还附有作品展示栏,充分体现了“自主学习任务单”作为学生自主学习支架的特质。三个任务之后,提出了进一步的思考题,作为后续进入课堂教学的铺垫,并与课堂学习形式预告中的内容相衔接。
4.有趣务实的学习视频
案例5:
该参赛团队为“自主学习任务单”制作了时长为5分56秒的配套学习微视频,现截取部分的画面呈现:
图4是为配合任务单中的第一个任务“春景变秋景”的图片处理过程视频截图。
图5是为配合任务单中的第二个任务“春景变冬景”的图片处理过程视频截图。
图6是为配合任务单中的第三个任务“春景变夏景”的图片处理过程视频截图。
【关键词】信息时代;教学模式改革;课程群;翻转课堂;工作坊
21世纪的高科技信息化技术,为工业设计专业的教学模式改革带来了前所未有的便捷,同时,也为社会转型与产业升级过程中的教学模式改革提出了新的课题。近年来,国内外各大高校都根据信息化技术的特点,对在工业设计专业教学模式进行了一系列的改革。
一、翻转课堂教学模式改革
信息时代翻转课堂的课程进程是课前自学与课堂练习相结合,与传统教学模式中的课堂讲课+课后练习的程序截然相反。翻转课堂源自美国人萨尔曼•可汗的数学视频教学,他通过网络平台将提前制作好的数学辅导视频在网上。这种自主选择适合学习方式的教学模式吸引了学生、家长及教师的注意力,并形成日益推广的创新教学模式。工业设计专业的翻转课堂重新建构了学习流程,教师布置学习任务和重点、难点等知识内容,将设计程序及讲解制作成10至15分钟的视频材料或交互性教学课件。学生可以利用电脑、智能手机等观看视频,视频的暂停、回放、重复观看等性能,增加了学生对重点知识的重复吸收和进一步的思考。可视的视频、生动的音效、图文并茂的案例图解,提高了学生学习的机动性和自主性,多个视频内容也可以让学生自主选择适合自己的内容和兴趣。学生带着任务去学习,并做简要的笔记,带着问题进入课堂,教师能够高效实时地跟学生交流互动,有利于学生的个性化和差异化发展。以下,笔者以武汉工程大学工业设计专业二年级的造型设计基础课程为例,分析翻转课堂的情景和进程。教学过程:课程教学前布置课程任务单,如本课程的教学计划安排、知识内容、学习目的、学习方法、重点和难点,以及课程作业要求;课堂教学过程中会展示各种优秀案例,并及时让学生参与讨论和动手实践。教学要求:通过理解型存在的目的和其蕴含的特殊意义,探索造型活动的目的及其与型之间的关系。教学目的:培养学生合理地使用材料,使其真正掌握材料、结构、形态和功能之间的相互关系。课题说明及要求:用瓦楞纸解决一个人坐的问题,要求能够承受一个成人的重量。本课题训练学生充分发掘材料的特性,通过结构的巧妙设计发挥材料最大的承受力,锻炼学生解决问题的能力。课前准备:观看造型设计基础的基本知识以及设计程序和分析的教学视频;在网上或家具市场进行座椅的设计调研,过程中要注重造型、色彩、材料与结构的关系。准备长宽为80厘米大小的瓦楞纸、尺、裁纸刀。课堂授课:第一,针对学生课前学习产生的问题,对设计思维、创新流程、创新方法进一步答疑解惑;第二,课题分组,进行头脑风暴的方案设计,对最终采取的设计方案绘制尺寸图及效果图;第三,结合瓦楞纸纸材,进行认知分析能力及动手能力训练,利用结构上的巧妙以及瓦楞纸材的材料特点进行实体制作。课堂作业:利用中国的榫接穿插结构制作瓦楞纸座椅(图1)。翻转课堂可以实现高等学校教育中的大类培养,分层教学,针对不同层次的学生志趣和特质,因人制宜,实现多样化和差异化培养。“线上+线下”相结合的教学模式的改革,对传统的教学模式进行了改革,在教学资源受到限制的条件下,利用在线资源的丰富性逐步推进,能有效地强化课程建设中的开放性、自主性、个性化的特点,实现“互联网+高等教育”的改革(表1)。
二、课程群建设
根据新的人才培养计划,武汉工程大学工业设计专业通过课群重组与特色课程立项促进课程建设升级。新的课程群一般包含一至两门专业主干课与一门方向课。课群的教学目的是让学生在理解并掌握专业知识的前提下,锻炼学生专业方向的设计能力。课程群的授课方式严格按照从“规范”到“技能”,再到“创新”的教授方式。教学中的案例项目均从企业获得,并将其细分,与课群的教学目标进行网络整合,在企业项目中对学生进行课堂讲授与实际动手能力的培养,并按照教学大纲的要求进行评价。同时,通过互联网视频会议等方式将企业设计师引入课堂,以讲座总结的方式进行跟踪教学,收到了一定的效果。2016年,武汉工程大学工业设计专业新的培养方案,通过课程群与特色课程构建推动课程建设。课程群建设有助于整合教学资源中的信息化应用课程,如计算机学习类软件、学科辅助教学类软件、课件制作平台类软件等方面,通过课群重组与特色课程立项构建促进课程建设升级。以产品设计结构设计课群为例,该课群包含主要课程:工程制图(专业主干课)+计算机辅助工业设计(专业主干课)+结构设计(专业方向课)。课群的主要教学目的是让学生理解并牢记结构设计制图规范,掌握工业产品三维结构建模知识,锻炼学生的工业产品结构设计能力。从基本的结构设计规范开始,到最终的结构设计创新结束,用一个或者多个由简单到复杂的项目案例来辅助课群课程的顺序进行。前面的课程是后面课程学习的基础和能力提高的保证,实现了课群的“规范——技能——创新”的课程连贯。课程群建设加强了课程知识体系的完整性,是信息化工业设计专业教学模式改革的一个重要方面,对关联课程的整体编排架构、教师间的合作交流及教学资源的协同开发利用具有较好的作用。同时,课程群的实施也有利于学生对知识体系的了解与深入研究,开放性、集约性的课程逻辑群建设,也加强了师生间的互动。
三、工作坊的引入与推广
信息时代的情境工作坊为设计创新研修方式提供了新的方式,网络远程会议、高清视频会议、音频交流等,都能对设计提案进行及时的反馈。在工业设计的教学中,工作坊以其紧凑的教学模式,使参与者通过互动及信息交换来获得知识和经验。2016年,武汉工程大学与武汉美格科技股份有限公司达成产学研合作协议,形成“新能源产品落地项目”等项目教学思路,并成功举办“第三届广东顺德青鸟杯工业设计大赛”“武汉龙兴设计公司Workshop”等各种项目制教学设计与大赛。在“青鸟杯工业设计大赛”后续的竞赛获奖作品研发中,学生与青鸟公司设计师合作进行“创客实践”计划,将数款设计作品推向市场。同期,武汉工程大学与广东工业设计城继续围绕高校教学与科研开展了一系列校企合作,引领学生参与企业实习、实践项目。在相当长的一段时间中,学生得到了广东工业设计城多家设计公司的充分肯定,双方希望继续加强合作,以期获得良好的经济效益与社会效益,争取企业与高校的双赢。2016年底,武汉工程大学与海尔创新设计中心通过网络进行产学研合作,加入海尔众创意平台,并成功建立“优熙优家•武汉工程大学联合实验室”,给学生创造更好的交流学习平台与展示能力的机会,建立起互利共赢的合作关系,形成企业设计师与学生高效无缝沟通平台,提早发掘工业设计专业优秀人才。
四、教育信息化服务产品开发
关键词: 《数字电子技术》 课程改革与实践 理实一体化教学方法
我院积极响应教育部关于课程改革与创新的号召,从教学实际出发,广泛采用工学结合、项目化教学选择课程教学内容,重在培养学生实践能力。采用行动导向的教学方法,重视过程考核,强调基于工作过程,通过课程改革与实践培养了一批机电一体化专业电子技术应用能力较强的学生,教学质量明显提高。
一、课程定位与设计
1.课程的性质
《数字电子技术》课程是机电一体化技术专业的一门专业核心基础课。该课程以数字电子电路的分析、设计与制作为基础,培养学生认识电子元器件和电子线路图,分析和制作典型数字电子电路的能力,是后续课程“单片机应用”、“电子线路CAD Protel”、“机电产品维修技术”等专业课程的基础。
2.课程的作用
通过本课程学习,培养学生的数字电子技术的分析、设计、应用与制作能力,为后续课程的学习打下坚实的理论基础和实践基础,支撑电子设计竞赛及毕业设计等课程教学任务的完成。
3.课程的特点
《数字电子技术》与《模拟电子技术》相比较:(1)同时具有算术运算和逻辑运算功能。(2)电路实现简单,主要以布尔代数作为基础的数字逻辑电路。(3)集成度高,功能实现容易。
4.课程的教学特点
《数字电子技术》是有一定难度的课程,需要理论知识的支撑和实践能力的积累。数字电子技术更新快,在教学内容载体的选择上十分重要。采用理实一体化项目课程模式,使理论与实践有机结合,重在各种数字集成电路芯片的应用。
二、课程改革思路
教学重心由以往重视传授知识向注重培养学生的数字电路综合能力方向转变,遵循“理论够用,重在实践”的原则,并在教学过程中不断深入研究和探索。
1.采用“教、学、做”的理实一体化教学方法,即让学生在制作、调试、测试若干个典型电子电路中学习理论知识,从而使理论与实践交替出现,抽象与形象交叉产生,提高高职生的学习兴趣,增强学习效果。
2.理实一体教材建设,为深化课程的理论与实践一体改革,首先制定理论与实践一体的课程标准,再确定理论与实践一体化教学设计方案,最后编写适应用学生的理实一体教材。
3.现代教育教学技术的使用,利用网络实施教学已成为数字电路教学改革的内在需要,建立课程网站,充分发挥现代教育技术的优势,很好地激发了学生的学习兴趣和主观能动性。
4.加强实训环节,培养学生分析、设计、组装和调试数字电路的基本技能。
5.改革教学方法和教学手段,全面推进讨论式、互动式、案例教学和学习研究式、行动导向式等教学方法,培养学习自主学习和创新能力,有效提高课堂教学质量。
三、课程改革与创新
1.教学内容的改革
《数字电子技术》课程教学内容的改革关键是选择合适的项目,由浅入深进行教学,我们设计6个项目。
项目一:组合逻辑电路的设计与制作
任务模块:(1)简单抢答器制作;(2)产器质量检测仪设计与制作;(3)基于CC4028的“楼梯照明灯控制器”设计与制作,基于CC4040的“霓虹灯控制”的设计。
项目二:时序逻辑电路设计与制作
任务模块:(1)由触发器构成的抢答器制作;(2)多功能数字钟的设计与制作。
项目三:555定时器应用与制作
任务模块:光控节能开关的设计与制作。
项目四:A/D、D/A转换及应用
任务模块:(1)数字电压表设计与制作;(2)锯齿波发生器设计与制作。
项目五:半导体存储器、可编程逻辑器件应用与制作
任务模块:可编程时间顺序控制器的设计与制作。
项目六:综合电路设计与制作
任务模块:(1)“数字频率计”设计与制作;(2)“自动洗衣机控制器”设计与制作。
2.教学方式
(1)遵循学生能力培养的基本规律
我们将数字电路分成六个项目,有四个难度等级,从而做到由浅入深,由简单到复杂,遵循学生能力培养的基本规律。
(2)采用灵活多样的教学方法
本课程采用多种教学方法:讲授法、操作示范法、头脑风暴法、网络视频教学法、行动导向教学法。
(3)实践环节改革
实践环节改革的思路是强调基于工作过程,数字电路制作与调试的工作过程:数字电路的解剖、分析、制作、调试、查阅资料、试制等实践操作。使学生会解剖数字电子电路,掌握各典型单元电路的分析方法,根据电路制作和调试数字电路。
本课程改革后,学习的内容是工作,通过工作实现学习,学生实践操作过程就是将来的工作过程,提高了学生的综合职业能力。
(4)考核方式的改革
通过改革考核方式,改变了传统的平时成绩(20%)+实验成绩(20%)+期末考试成绩(60%)的考核方式,将考核贯穿到学习的全过程,实现从“重结果”向“重过程”的转变。把成绩分配到每一个项目中,期末再增加一个理实一体化的综合考试。平时的实践考核成绩由教师评价、学生自评和互评三部分组成,学生自评和互评是对教师评价的一个参考和补充。为了方便过程性考核的具体实施,我们已经制定每一个项目的评价标准。通过过程性考核,学生在每一个项目中都能掌握相应的知识和技能,保证了学习的质量。
四、结语
本课程采用项目式教学,在教学过程中体现了学生的主体作用,充分调动了学生学习的积极性与主动性。不仅加深了学生对理论知识的理解,更重要的是提高了综合职业能力和创新能力,从而达到了高职高专培养高技能应用型人才的目的。
参考文献:
[1]梅开乡,朱海洋,梅军进.数字电子技术.北京:电子工业出版社,2011.
关键词:翻转课堂;虚拟实验室;化学实验;教学模式;支撑系统;
作者简介:徐妲,东北师范大学理想信息技术研究院在读博士,主要研究方向为虚拟仿真实验室、学习环境设计;;钟绍春,东北师范大学理想信息技术研究院教授、博士生导师,主要研究方向为信息技术与课程整合、数字化学习环境;;马相春,东北师范大学理想信息技术研究院在读博士,主要研究方向为教育软件、移动学习。
一、引言
翻转课堂(FlippedClassroom)是近几年国内外教育者们关注较多的教学模式之一,其基本思路是在信息技术的环境中将传统“课堂传授知识,课后完成作业”的教学过程彻底翻转过来,学生在课前通过观看教学视频、查阅资料、与老师同学在线交流等方式进行知识的学习;教师则利用大量课堂时间与学生进行交流、组织和参与小组活动、解答问题、指导学生完成作业等等[1,2]。实践证明,翻转课堂在激发学生学习兴趣、提高考试成绩和提升教师工作满意度等方面都具有促进作用[3,4]。
化学实验是中学化学学科的重要教学内容[5],但在实际教学过程中,由于实验课时不足、实验室开放时间有限等教学条件限制,以及受传统教学观念的影响,学生动手参与实验的机会不多,所以,实验教学效果并不理想。翻转课堂的教学模式给化学实验教学提供了一个新的思路:如果学生能够在课前完成实验相关知识的学习,就会减少教师实验课堂讲授时间,从而留给学生更多的时间进行化学实验、参与交流讨论和获得教师的指导,以解决学生动手实验机会少、实验时间不足的问题。
翻转课堂是一个较为理想化的教学模式,在实施过程中存在许多不确定的影响因素。除了教师的教学活动设计外,学生课前自主学习的有效性也是翻转课堂教学模式能否成功的关键,而这一环节恰恰是在教师的视线范围之外,在教师不在场的情况下学生是否真正参与了学习?学习效果是否有保证?学习过程中遇到问题怎么办?教师如何掌握学生的学习情况?以上都是翻转课堂实践者最为关心的问题。对于化学实验翻转课堂来讲,不仅要面对上述的问题,还需要考虑如何在课外缺少实验环境的情况下仍能让学生有效地学习和掌握实验操作技能方面知识。本文将在国内外已有翻转课堂实践者的经验基础上,针对化学实验课程的特殊性,对化学实验翻转课堂教学模式进行研究,设计并实现了相应的化学实验翻转课堂支撑系统,并结合具体案例来说明在该支撑系统中,化学实验翻转课堂教学模式的实施过程。
二、化学实验翻转课堂教学模式设计
(一)翻转课堂教学模式的关键环节
翻转课堂教学模式翻转了传统的教学流程,同时也撼动了传统课堂中教师的主体地位,形成了真正意义上的“主体—主导相结合”的教学方式,即学生是知识建构的主体、教师是教学活动的主导。翻转课堂教学模式下学生在课前进行自主学习并不代表教师就放弃了课前环节的控制权,整个教学过程还是在教师的全程设计和操控之下完成的,只是教师的角色和工作重心发生了变化:从原来的知识单向输出者转变为知识习得的引导和促进者。翻转课堂的教学结构如图1所示。
1.学习资源准备
学习资源就是指教师布置给学生的课前学习资料,学习资料形式可以有很多种,比如,最著名的翻转课堂实践者、美国科罗拉多州林地公园高中(WoodlandParkHighSchool)的两位化学老师乔纳森·伯尔曼(JonathanBergman)和亚伦·萨姆斯(AaronSams)采用了一款PPT录制软件自己录制的微视频,通过网络传递给学生,让学生回到家里学习;萨尔曼·可汗(SalmanKhan)———可汗学院(KhanAcademy)的创始人,在可汗学院的网站上提供了关于数学、历史、物理、化学、生物等很多科目的免费教学短片和课后测验,学生可以登录到网上进行学习,很多美国学校的教师直接采用可汗学院的视频作为自己课程计划的资源[6];FlippedLearningNetworkNing论坛中的来自美国威明顿的Paula认为,学习资源可以不局限于微视频,还包括文本材料、音频、视频资源等等,让学生根据自己爱好选择合适的资源进行学习[7];美国罗彻斯特的教师HeatherMaltzanMooney则提出,在翻转课堂中提供难度级别不同的学习资料,以满足不同水平、不同学习进度学生的学习需求[8]。
考虑到学生在课外的学习时间和精力有限,教师准备的学习资料不宜过多,尽量保证学生自主学习时间应该与以往的作业时间相当,不要给学生过多压力,尤其是教学视频,最好是十分钟左右长度的微视频。学生课外学习环境比较宽松,注意力很容易分散,为了保证学习的有效性,教师可以选取更为生动、更有吸引力或者任务型较强的学习资料。
2.课前自主学习
课前的自主学习是翻转课堂的关键环节,自主学习的成功与否关系到课堂活动是否能够顺利进行。但是,学生的课前学习活动不能被教师实时掌握,而且遇到的问题也不能及时得到解答,教师和学生之间的交互发生了“断层”现象。很多翻转课堂的实践者已经对这一环节开展了实践研究,并得到了很多宝贵的经验。下面列举一些值得参考的案例:
美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市的石桥小学(StonebridgeElementargSchool)在数学翻转课堂实践中,学生在家观看课程视频之后,会接受3-5个问题测验,看他们是否理解了教学内容,并实时获得测验结果的反馈,教师则利用Moodle来观察学生在家的学习情况,了解学生是否参与了学习以及学习的效果。
密歇根州的东大急流城高中(EastGrandRapidsHighSchool)的AP生物学课程教师詹尼斯·霍夫让学生在家庭作业时间观看教学视频,针对视频进行简要的总结,然后,进入Google调查表回答上面的问题,她会根据这些来掌握学生们在学习中遇到的问题,并准备材料在上课的时候跟学生们一起讨论,或利用课堂时间来完成实验项目。
美国教师CrystalKirch提出了WSQ(Watch,Summary,Question)方法[9]。Watch代表“看”,指学生在课后观看教学视频,并回答教师预留的问题。Summary代表“总结”,学生在看完视频之后进行总结,教师根据学生总结的内容了解学生的学习情况,如果没有学会,教师会要求他们再看一遍;课堂上教师会组织学生们对他人的总结进行评价,同时讨论自己做错的东西。CrystalKirch认为,写总结的目的是:在家想和写,在学校读、说和听。Question代表“提问”,所有学生必须针对所学的内容提一个问题,该问题可以是自己在学习的时候遇到的困惑、关于概念的解释,或者认为其他同学可能会遇到的问题、老师可能会考的问题等等。CrystalKirch对自己的实践结果进行调查分析,学生们普遍认为,翻转课堂很有效,能够促进他们的学习[10]。
FlippedLearningNetworkNing论坛中的一位美国教师Bryan提出了与WSQ类似的VISA(View,Illustrate,Summary,Ask)方法。其中,View代表观“看”,学生在观看完视频之后需要填写指导笔记;Illustrate代表“绘制”,让学生绘制出自己的思考和学习进程;Summary代表“总结”,要求学生对视频内容进行总结;Ask代表“问”,让学生针对视频教学内容提出问题,如果学生认为自己对这个问题有很好的理解,可以写出自己的答案。如果学生在家里的学习需要家长帮忙,也可以扩展成VISAP方法,其中P(Parent)代表“家长”。
江苏省苏州市电化教育馆馆长金陵提出了“学习任务单”的方法[11]。所谓“学习任务单”,是教师设计的帮助学生在课前明确自主学习的内容、目标和方法,并提供相应的学习资源,以表单为呈现方式的学习路径文件包。学习任务单的设计包含学习指南、学习任务、问题设计、建构性学习资源、学习测试、学习档案和学习反思等多项内容,每个学生按照自己的步骤学习,取得自主学习实效,并帮助教师有效地组织起“翻转课堂”。
3.课堂活动
翻转课堂教学模式中,课堂活动是一个知识内化的过程。由于知识的习得已经在课前自主学习环节完成了,那么在课堂上,教师则从传统的讲台上走下来,深入到学生中间,组织学生进行协作探究、小组讨论、知识竞赛、完成课后作业等活动,并参与到这些活动中来,为学生提供有针对性的指导。
4.反馈与评价
反馈与评价在翻转课堂的实施过程中是十分必要的,因为它毕竟是一种新的教学模式,对传统的教学过程是一个挑战。虽然有很多成功案例说明了翻转课堂的优势,但是,不同类型的课具有不同的特点,不同的知识类型用翻转课堂是否都合适?如何做才能真正发挥它的效用?以上问题还需要在实践中不断地总结和摸索。所以,通过反馈和评价,教师们可以掌握到学生是否能够适应这种教学模式,从中发现问题并不断调整和修正教学策略。除了通过学生对翻转课堂进行评价,还建议多个教师可以参与课程互评,相互之间进行经验的交流,从而提升翻转课堂的应用效果。
(二)化学实验翻转课堂教学模式
化学实验翻转课堂教学模式与一般翻转课堂教学模式基本一致,都经历课前学习资源准备、学生自主学习、课堂活动、反馈与评价几个阶段。但化学实验课程的教学内容与普通知识类课程有些不同,它不仅包括定义、概念、原理等基本知识,还包括化学实验操作知识,实践性较强,操作类的知识需要通过不断的练习才能熟练掌握。教师提供的实验微视频等资源能够对学生们进行实验操作相关的概念、流程、注意事项、操作规范的讲解,并且有标准实验过程示范,但却无法提供操练环境让学生进行操作练习。“虚拟实验室”是指在计算机系统中采用多媒体、仿真和虚拟现实等技术实现的虚拟实验环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目[12],具有仿真性强、沉浸度高、不受时间空间限制、无需考虑实验药品和仪器的消耗等优点,是解决远程教育中缺乏实验环境等问题的有力工具。我们可以把虚拟实验室引入到化学实验翻转课堂的教学过程中来,为学生提供一个虚拟的实验环境,让学生在课外没有实验室的条件下也能进行实验操作的练习。
结合已有的翻转课堂以及虚拟实验室等工具的实践及研究成果,本文给出了化学实验翻转课堂教学模式的设计方案,具体如图2所示。教师首先根据教学需要,制作化学实验学习资源包,在课前发放给学生,其中化学资源包中有学生的学习任务单和其他辅助学习资源,此任务单参考了金陵的学习任务单概念,按照教师设计的自主学习流程将资源组织起来,供学生学习使用;学生根据学习资源包中的学习要求和相应学习资源完成一系列学习任务,并与教师和同学进行必要的交流,进行问题讨论等等;在实验课堂上,教师对课堂活动安排进行简要说明之后,学生进行分组实验,在实验过程中,教师观察学生们的实验情况、纠正学生的操作错误、解答学生的疑问、指导学生完成实验报告等等,或根据需要组织学生进行问题讨论、实验成果展示等活动;在课程结束以后,教师及时对学生的学习情况进行调查,一方面检验学生是否参与了有效的学习,另一方面收集学生对翻转课堂的体验和感受,并在教师之间展开探讨,对教学过程和成果进行经验总结,不断调整翻转课堂教学的实施方法。
三、化学实验翻转课堂支撑系统
化学实验翻转课堂的实施过程需要多种工具软件的配合,比如,录屏软件、在线交流工具、文件共享工具、在线测评工具等等,翻转课堂的有效实施需要大量的准备、计划和时间。为了减轻教师的工作负担,也为了能够给学生提供更好的学习环境,本研究设计了一套支撑系统,为化学实验翻转课堂的实施过程提供必要保证。
(一)功能定位
1.提供教学内容和资源
支撑系统需要提供与化学实验相关的基础资源,包括实验仪器、药品的介绍、实验操作规则演示视频、实验安全知识讲解等内容,以及跟具体实验相关的实验原理讲解、实验操作演示等工具。
2.提供虚拟实验环境
提供一个可交互的虚拟实验环境,学生可以随时随地进入到系统中进行虚拟实验。还能提供在常规实验条件下难以进行的实验,比如,进行一些带有危险性的实验,观察微观世界的物质运动与相互作用等等。
3.提供探究空间
科学探究是一种重要的学习方式[13],化学实验探究一般包括提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流这八个基本环节[14]。课堂的45分钟一般很难承载如此多的步骤和内容。支撑系统能够为学生提供专题探究空间,指导学生进行实验设计、效果仿真、假设验证与结果分析,而无需考虑仪器、药品的损耗。等到学生的虚拟实验设计完成时,再到真实的实验课堂中去进行实验验证,与老师和同学们交流、分享实验设计过程和实验结论。
4.提供监控和指导
对学生的学习过程进行识别和跟踪,实时掌握学生学习情况,诊断他们在实验过程中遇到的问题,并提供必要的反馈和指导信息,辅助他们顺利完成实验操作技能的学习与训练,同时搜集学生在学习过程中的问题及时反馈给教师,使得教师能够根据学生学习情况动态调整教学策略,保证师生的教学活动是一个有效的“环路”。
5.提供交流空间
交流空间让学生们通过网络提出问题,或者针对某个话题进行讨论,与自己的同学和教师进行交流。教师则可以在交流空间中参与学生的讨论,解答学生的问题,及时地掌握学生的学习情况,并将有针对性的问题提取出来,到实际的课堂中讲解,对学生们进行个性化的指导。
(二)化学实验翻转课堂支持系统设计
化学实验翻转课堂支撑系统不仅仅是为学生提供一个虚拟的实验环境,更是一个虚拟的学习环境,将物理空间分散的教师和学生维系在一个以计算机网络为枢纽的虚拟学习空间中,支持学生的自主学习,拓展教师在课外的作用范围,有效地辅助翻转课堂的进行。本研究设计的化学实验翻转课堂支持系统包括在线课堂、交流空间和自主学习空间三个主要模块,具体如图3所示。
1.在线课堂
在线课堂分为教师端和学生端两个部分。教师端包括制作学习资源包、上传学习资源包、批改作业和学情监控四个功能模块。其中学习资源包是教师专门为翻转课堂的课下学习环节制作的学习资源,包括教师录制的微视频,还有一些相关的学习资料、化学虚拟实验学习系统内部资源链接和一些实验练习作业,供学生学习使用。
学生端包括下载学习资源包和提交作业两个主要功能。学生通过网络下载教师上传的学习资源包,然后进入学习,观看教师上传的视频、课件及其他学习资料,完成教师预留的练习作业并提交。
2.交流空间
交流空间是学生之间,师生之间的交流平台,其中包括了实验博客、论坛和即时通讯工具等模块。实验博客模块可以让学生把自己的实验成果和感想通过博客的形式记录下来,记录自己的学习过程,同时也可以设置共享,把自己的作品、心得或者问题分享出来供大家参考和学习;通过论坛,学生或者教师可以提出一些话题,大家一起进行讨论和探究,有利于学生之间、师生之间的沟通;即时通讯工具也是网络交流的一种载体,与论坛不同的是这是一种实时交流方式,沟通无时间延迟。
3.自主学习空间
自主学习空间是学生进行自主学习的环境,包含以下模块:
(1)实验基础知识。实验基础知识部分主要包括实验仪器、药品、实验操作规则以及实验安全知识的讲解和实验辅助资料。其中实验仪器、实验药品的讲解是以资料卡片形式存在的,实验仪器卡片包括了实验仪器的可视化模型、仪器功能介绍、使用规则说明、使用方法演示和错误的演示等内容。实验药品卡片包括了实验药品的可视化模型、药品的性质介绍、药品的形态变化、存放方式、取用方法、药品的用途等内容。实验规则是人们长期从实验室工作中总结出来的实验经验,是保证实验安全及实验顺利进行的前提。所以本系统添加了实验规则模块,让学生了解进行化学实验时,必须遵守的实验规则,辅之以过程动画演示。进行实验或者探究活动,安全始终是第一位的,所以,需要让学生建立安全意识,利用虚拟实验室中进行实验没有危险的特点,讲解安全事故的成因及危害。
(2)基本技能训练。基本实验操作的掌握是能够顺利进行实验的保障,新课标中对学生必须掌握的基本操作也提出了明确的要求,所以,该模块中包含基本操作的介绍,演示和练习。基本操作介绍模块包括基本实验操作的步骤和注意事项的说明;基本操作演示对标准的基本操作过程进行模拟,给学生提供良好的示范作用,其中演示包括真人录像播放和模拟动画两种方式,并在演示过程中配有讲解过程;实验操作练习是指提供实验操作环境,让学生不断进行实验操作练习,以熟练掌握基本实验操作过程,在练习过程中,系统对学生的操作过程进行监控,并根据需求给予必要的指导。
(3)同步实验。同步实验主要是与教材一致的实验内容,可以根据需要选择跟自己教学进度相同的教材,进入选择相应的同步实验。对于每个实验,都包含实验基本情况介绍、实验原理讲解、实验过程演示和虚拟实验练习几个环节。其中实验原理讲解模块有效结合了图片、影片、动画、教学工具软件等内容以辅助实验原理讲解。实验演示模块是标准的实验操作过程,一般采用真人录像的形式来让学生参考该实验的正确操作流程,并辅之以同步讲解,学生能够对实验过程播放进行控制,对操作过程复杂的部分可以重复多次播放观看;为了使用方便,对演示视频进行标签化编辑,可以根据需要直接从某个标签处开始播放,节省了视频查找时间。
虚拟实验练习模块为学生提供虚拟实验环境,系统能够对学生实验过程进行自动跟踪和记录,并给出指导信息。该模块分为四种实验模式:实验操作演示模式、带提示实验模式、不带提示实验模式和测试模式。其中,实验操作演示模式是指在虚拟实验环境中的正确操作流程演示,并提供讲解信息;带提示实验模式是指系统根据实验步骤,指导学生完成操作过程;不带提示实验模式是指学生自己进行实验操作,系统不按步骤指导学生的实验操作过程,但是,当用户出现错误操作的时候,系统给予提示和指导信息;测试模式是指学生以模拟测试的形式进行实验,过程中间系统不给出任何提示和指导,最后完成实验时,系统对学生的实验操作过程进行整体评价。
(4)专题探究。系统设置探究专题,每个专题都包括:实验指导、实验方案、探究环境和数据分析与总结。实验指导模块对探究实验的内容进行介绍,包括实验原理、实验目的和可能用到的化学知识的介绍。实验方案模块提供参考实验方案,包括问题的提出、猜想与假设、参考方案等。探究环境模块提供了探究实验所必需的实验仪器和药品,让学生在虚拟实验环境中进行实验探究。学生可以选择按某一方案进行探究,或者选择自主探究。如果选择按照某一方案进行探究,则系统按照规定好的操作步骤,提示学生进行下一步操作,直到实验结束;如果是自主探究,则系统不强制,只是在必要时对学生的误操作进行提示和指导。表格等数据分析工具是供学生分析和讨论时使用的。如果学生是按照系统提供的方案进行的自主探究,则系统会自动提供探究表格和数据变化流程。
(5)考试与练习。目前,很多省市都把基本实验操作考试成绩纳入到中考成绩当中,所以,对实验操作考试的练习也尤为重要。根据历年来常考的实验操作考试真题,系统为学生提供虚拟实验操作考试的练习环境,包括正确的实验流程演示和自由操作两个模块,让学生进行操作考试练习,并对学生的操作过程进行诊断、分析和指导,通过多次练习让学生准确掌握考试要求的实验操作方法和基本实验流程。针对实验操作考试的形式,建立一个虚拟实验操作考试环境,具有倒计时、模拟出题、考试评分等功能,提供基本的实验仪器与药品,让学生在“真实”的实验环境中进行考试,在考试结束时,对学生的操作过程进行评价,以有效提高学生实验操作技能,增强学生实验考试的自信。
(6)自由实验。自由实验模块提供的是完全自由的实验环境,没有固定的实验目的、意义等内容,学生可以根据自己的需要随意设计实验、进行实验操作练习、观察实验现象等,系统提供初中化学实验室必备的化学仪器、化学药品,以及一些常用的其他辅实验资源,还有一些诸如图表、化学计算器、文本框工具来辅助实验活动的进行,给学生充分自主的空间进行实验。学生可以将实验过程保存起来,以便下次继续进行实验。
(7)生活实验。生活实验属于课堂实验的拓展部分,提供与学生所学的实验知识相关的生活化学实验,把学生所学的书本知识有效地转化成日常生活经验,让学生了解身边的化学,激发学生的兴趣。
四、化学实验翻转课堂教学设计案例
以九年级化学第五单元课题1《质量守恒定律》为例,说明在化学实验翻转课堂支撑系统中翻转课堂的教学设计过程。
(一)教学内容与目标分析
质量守恒定律是初中化学中的一个重要定律,是从定量角度研究化学变化的基本依据,是学生学习化学方程式的基础,也是学习化学知识的重要基石[15]。该节课的教学内容包括质量守恒定律的涵义、质量守恒的原因及其应用和化学方程式的书写。通过一系列探究活动,引导学生从量的方面去研究并得到化学反应的客观规律,从微观角度使学生充分理解化学反应中质量守恒的原因[16]。
通过该课题的学习,由实验探究认识质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系;从微观角度解释质量守恒定律并认识化学反应;培养学生严谨求实的科学精神;让学生学会从定量的角度认识化学反应,认识到对于化学反应不仅仅是定性研究,还要进行定量的描述;认识反应物与生成物的质量守恒关系,从而解决实际生产、生活中的化学反应的物料等相关问题[17]。
(二)翻转课堂教学过程设计
教学设计过程依照化学实验翻转课堂的过程进行,也遵循课前学习资源准备、课前自主学习、课堂活动和反馈与评价四个阶段,流程图如图4所示。
1.课前学习资源准备
教师利用化学实验翻转课堂支撑系统制作学习资源包:首先,制订实验教学计划,根据需要录制微视频片段,并查找和搜集所需资源;其次,布置学习任务单。学习任务单将资源、环境和工具按照教师设计的流程链组织起来,。当教师把学习资源包中的内容准备好之后,打包并上传至服务器,学生则在电脑上下载学习资源包,进行学习。
2.课前自主学习
学生从网络上下载学习资源包,按照学习任务单的内容进行学习,同时学生可以进入交流空间和老师或者其他同学去探讨自己的实验过程和实验现象等等。学生学习完毕之后提交填写好的学习任务单,完成课前学习内容。系统也自动记录学生虚拟实验操作过程中发生的错误和问题,一并提交上去。学生在学习过程中,可以到自主学习空间的其他模块下面进行基础知识的学习和基本技能的训练。
3.课堂活动
在课堂上,教师带领学生们进入真实实验室进行实验。教师首先简要交代下实验注意事项和本课的安排等内容,学生开始实验。
通过课下的练习,学生已经基本上知道了本次实验的内容和做法,并带着自己学习和练习的结果,以及学习过程中遇到的一些问题进行实验。在实验室中,学生直接按照自己的虚拟实验设计流程进行真实实验,观察真实的实验现象,填写实验报告。极大地提高了学生动手实验的动机和效率,加深了学生的印象,同时也节省了实验知识学习和实验准备时间,让学生更专注于实验操作过程和实验结果的讨论。由于安全问题(白磷燃烧有毒),可以安排学生只进行实验一“铁和硫酸铜溶液反应前后质量的测定”和实验二“碳酸钠粉末与盐酸反应前后质量的测定”。教师则可以随堂检查学生的实验操作过程,解答学生在实验过程中遇到的问题,同时引导学生们积极展开思考,甚至提出更好的实验方案,并进行实际验证。
等到大家实验完毕之后,教师参考虚拟实验学习系统的学情统计、交流空间和实验课堂的情况,带领大家讨论实验过程中遇到的问题和实验心得等,尤其是碳酸钠粉末与盐酸反应前后质量的测定实验中要考虑CO2气体的收集问题等等,让学生深刻理解化学实验严谨和周密性。
4.反馈与评价
教师对学生的情况进行调查,并分析翻转教学过程中的收获和问题,以为下一次实践提供参考。
五、总结