炮控与电气系统原理翻转课堂教学模式创新研究*
◆关贞珍 杨云涛 贾长治 段纬然 康海英
摘 要 翻转课堂颠覆了传统教学模式，将知识传授和知识内化在时间和空间上进行了颠倒。将翻转课堂教学模式引入“炮控与电气系统原理”课程，通过教学设计、信息化教学资源开发、考核评价方法等教学活动的改革，使学员在获得知识的同时提升能力素质，同时探索一套装备课程翻转课堂教学改革模式，为军校翻转课堂教学实践提供借鉴。
关键词 军校；炮控与电气系统原理；翻转课堂；教学模式；自主学习；信息化教学资源；微课
1 引言
翻转课堂是一种新兴的教学模式[1-2]，又被称为颠倒教室、翻转教学、颠倒课堂、翻转学习等。此种教学模式是对知识传授和知识内化的颠倒安排及对传统教学中师生角色和时间的重新规划，即教员给学员布置课前学习任务，学员在课前利用教员所提供的教学资源进行自主学习，在课堂上师生互动学习的一种教学形态，是传统教学模式以“教”为主向以“学”为主转变的一种新的教学模式[3]。
翻转课堂自出现以来，以其独特的优势在国内得到广泛关注，并取得许多成功应用的实例[4]。由于军校教学规律和管理的特殊性，翻转课堂在军校课程中应用较少[5]。本文将翻转课堂教学模式应用于“炮控与电气系统原理”课程中，使翻转课堂这种新颖的教学方式更好地服务于军校学员的教育教学过程。
2 翻转课堂适用于“炮控与电气系统原理”课程
课程目前存在的问题 近年来，我军压制火炮的研制取得跨越式发展，多种新型自行火炮陆续设计定型并装备部队。这些新型自行火炮配备了具有定位定向、弹道解算、自动操瞄和通信功能的数字化火控电气系统。为使学员更好地掌握我军的新型火炮技术，开设了“炮控与电气系统原理”课程。该课程集基础性、先进性、实践性等特点于一体，作为专业学员的任职岗位必修课而开设。该课程涉及的学科领域多、知识面宽，理论性与实践性都非常强，再加上课程开设时间短，软硬件基础薄弱，教学中存在一些问题。
1）实装操作中，课堂利用效率有待提高。由于新型装备数量不足，装备操作空间狭小，经常出现少数学员上炮操作、多数学员被动等待的现象。
2）理论讲授时，学员学习兴趣有待提高。由于课程涉及学科多，知识面广，授课过程中存在教学内容多与学时有限、学员基础知识面窄与课程内容涵盖面宽的矛盾，因此，学员容易产生畏难情绪，失去学习兴趣。
3）差异教学不能有效实施。军队院校学员生源差异较大，学员现有知识储备不同，但目前课程仍然采用统一教材和相对统一的教学内容，无法兼顾各层次学员的不同需求，容易出现有些学员“吃不饱”、部分学员“跟不上”的情况。
4）学员自主学习能力、协作学习能力有待提高。传统“讲授—接受”式教学模式中，师生互动少，学员学习兴趣低，不利于学员学习能力的提高。
新技术在成本管理工作中具有着较好的效果，比如BIM技术、信息化技术，这些先进技术应用于输变电工程成本管理工作中，能够有效的将各个环节的数据进行衔接，从而减少成本管控中的一些漏洞，提升成本管理和控制水平。
在日常生活中融入德育教学，在丰富多彩的活动情境中深化学生的直观体验，不仅有利于增加学生的生活经验，拓宽学生的知识面，并且在潜移默化中让学生体会到了自身的责任感，培养了学生的综合素质，促进了学生的成长进步。
图8a、8b中强中心位置就雨滴的质量浓度而言,MOR方案较大,数浓度也是MOR方案大,因此并不能简单判断出MOR方案和MY方案中雨滴直径大小的差异。由于预报量雨滴的数浓度Nr的单位是kg-1,质量浓度Qr的单位是kg/kg,因此我们可以求出每个雨滴的质量Qr/Nr。在这里,假设雨滴的密度r=1 000 kg/m3,则得到每个雨滴的体积Vr=Qr/(rNr),根据体积—直径关系,可以得出计算雨滴直径的计算公式:
此外，翻转课堂教学模式是对知识传授和知识内化的颠倒安排，以及对传统教学中师生角色和时间的重新规划，改变了传统单方面讲解的教学方式。在课外完成知识传授的基础上，教员在课上可以更多地关注学员的问题，针对不同层次学员进行个性化指导，实现差异教学，有利于增强交流互动，促进知识内化吸收。此教学模式更加强调学员学习的灵活性与自主性，为传统课堂忽视学员差异与教学缺乏针对性的问题提供了行之有效的解决办法。
上述问题不仅存在于“炮控与电气系统原理”课程教学中，其他课程的装备教学也或多或少存在类似问题，这些问题成为装备教学中亟待解决的难题。翻转课堂教学模式正是解决上述问题的有效途径。
3 翻转课堂教学模式构建
教学设计研究 将翻转课堂教学模式应用于“炮控与电气系统原理”课程，研究按照从模式设计到模式应用的计划展开，其总体设计思路如图1所示。
图1 总体设计思路
军队院校和很多其他院校在教学规律和管理上有很多不同。例如：安全保密性高，有些教学内容只能由教员提供给学员并只允许在一定范围内流传，且其内容还必须经过脱密处理；军校学员的一日生活制度有严格要求，其自主学习时间和地点由学员队统一规定，所以学员自主学习时间有时不能得到充分保障；军校校园内不允许接入互联网，学员只能利用校园网和军网获取学习资源，这在一定程度上限制了学习资源的获取及学员和教员间的相互沟通。因此，翻转课堂构建之初主要是结合军校教学规律和管理特点，借鉴和创新适合于军校特点的翻转课堂教学模式。
在教学模式研究的基础上，展开教学环节设计，“炮控与电气系统原理”课程将教学设计分成四个阶段，即教学准备—课前—课中—课后，其实现过程如图2所示。
图2 翻转课堂教学设计研究
炮控计算机操作训练模拟器使得学员课下利用触摸操作屏或者掌上电脑作为训练操作平台，它的开发应用，使得火控软件教学可以完全脱离实装，让学员利用多媒体大屏幕便能清楚了解火控计算机的操作流程，不用挤在炮塔内的狭小空间。采用分组轮换的方式或者运用多个掌上电脑进行训练教学，大大提高了教学效率。
[8] W.J.T 米歇尔《图像学：形象、文本、意识形态》[M]，北京：北京大学出版社，2012年，P50.
炮控系统集成训练平台内包含炮班各成员的训练席位。学员利用此平台课下可自行学习装备操作，这样课下模拟自学与课上实装操作相结合，不仅可以丰富教学手段，也弥补了装备数量的不足。
信息化教学资源开发 信息化教学资源是开展翻转课堂教学的有效保障。本课程信息化教学资源包括：基于军队院校网络平台的、适合学员自主学习的“炮控与电气系统原理”微课和网络课程等资源；炮控计算机操作训练模拟器、炮控系统集成训练平台、火炮随动系统动态特性仿真及控制器参数优化软件等软硬件资源。
火炮随动系统动态特性仿真及控制器参数优化软件，可显示包括角度、转速和电流的动态特性曲线图，能够计算出不同控制器参数下系统动静态控制性能指标，并在对应显示区显示；动画演示具有显示不同参数下随动系统动态运动过程的功能，方便直观演示对应控制器参数下火炮随动系统的运动过程。该软件的开发使学员在没有控制理论课作为基础的条件下，能够很好地掌握闭环控制等授课重、难点。
微课是将主要授课内容录制成5～10分钟的视频，发布到校园网上，并存储于光盘内，分发给学员，让学员利用碎片时间进行教学内容的先期学习，完成知识的预先学习。此外，学员可以登录网络课程，进行相关知识的学习。课下完成知识的传授，课上即可着重解决知识的内化问题。
非小细胞肺癌表皮生长因子受体基因突变274例分析…………………………………………………… 王 艳等（20）：2817
应用优势 翻转课堂教学模式中，教员给学员布置课前学习任务，学员在课前利用教员所提供的教学资源进行自主学习；在课堂上师生互动，教员主要解决重点和难点问题[6]。采用翻转课堂教学模式，实装操作中，学员可以利用模拟训练设备事先了解装备操作，课堂上专注于操作的精准与熟练，提高装备教学的灵活性与多样性，弥补实装不足对装备实践教学的影响。理论学习中，学员利用网络课程等资源可以对教学内容进行先期学习，并根据自己需求和基础知识的储备注重自己薄弱环节的补习，课上专注于疑难问题的解决，这可解决课时短与内容多、学员基础知识面窄与课程内容涵盖面宽的矛盾。
图3 课程考核方式
考核评价方法 基于翻转课堂的课程考核方式不仅要关注学员最终对知识的掌握程度，还要关注学员在学习过程中的知识获取、运用与创新的能力。所以，采用多元化评价方式，即将学员学习过程与学习效果评价相结合，教员评价与学员互评相结合。
如图3所示，考核环节分为知识传授、知识内化和终结考评三个阶段。其中，知识传授考核阶段主要考核学员的获取知识能力，包括学员对信息化教学资源学习的时间、课前预习习题完成情况和课前学习报告撰写情况；知识内化考核阶段主要考核学员发现问题和解决问题的能力，包括课堂讨论交流次数、课堂发言认同程度、装备操作规范程度；终结考评是对学员学习效果的考核，包括理论知识（基础知识和知识运用）的掌握程度和实践操作的熟练程度。
4 结语
无论是教学过程的变化，还是课内教学活动的调整，翻转课堂形式上由“先教后学”转变为“先学后教”，此模式颠覆了传统教学模式，将知识传授和知识内化从时间和空间上进行了颠倒。知识传授由学员在课前借助于各种形式的教学资源来完成。课中，教员则更关注学员对知识的理解和内化，真正实现学员的主体地位，使其在获得知识的同时提升能力素质。
因免费医学生未来就业等多方面因素，其心理健康及其与普通医学生是否存在差异已得到越来越多的研究者关注。有研究表明，免费医学生生命意义感在乐观和生活满意度之间起中介作用[13]；有研究认为，因毕业前途问题及学校、社会缺乏必要的幸福教育，免费医学生主观幸福感偏低[14]；也有研究者通过SCL-90测试免费医学生和普通医学生，发现免费医学生心理健康水平偏低[15]；也有研究发现，免费医学生在职业价值观等方面与普通医学生存在差异[16]。上述研究均表明，免费医学生的心理健康问题及有效干预值得关注。
实践证明，翻转课堂教学模式应用于“炮控与电气系统原理”课程，在提高教员教学质量的同时，能够使学员更好地掌握新型火炮装备知识，对于进一步完善专业课程体系建设，促进军队装备保障人才培养，具有重要意义。同时，课题研究还结合军队院校的教学与管理特点，探索了一套翻转课堂教学改革实施方法，为军校翻转课堂的教学实践提供了范本。
翻转课堂研究在国内还处于起步阶段，还存在很多问题[4]。对军校学员而言，时间分配问题是他们完成翻转课堂的最大障碍。要想发挥翻转课堂在军校教学中的良好作用，有待深入研究和实践。
参考文献
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[2]缪静敏,汪琼.高校翻转课堂：现状、成效与挑战:基于实践一线教师的调查[J].开放教育研究,2015,21(5):74-82.
[3]容梅,彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育,2015(7):108-115.
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[6]刘云飞,章小梅,田华明.基于翻转课堂的助推式实践教学模式探索[J].科技经济导刊,2017(26):188-190.
中图分类号： G642.0
文献标识码： B
文章编号： 1671-489X(2019)13-0075-03
10.3969/j.issn.1671-489X.2019.13.075
*项目来源： 陆军工程大学教育教学研究立项课题“炮控与电气系统原理课程翻转课堂教学模式创新研究”（项目编号：GJ1806028）。作者：关贞珍、段纬然、康海英，陆军工程大学石家庄校区，讲师，研究方向为教育技术与教育装备；杨云涛，厦门大学嘉庚学院，讲师，研究方向为教育技术与教育装备（363105）；贾长治，陆军工程大学石家庄校区，教授，研究方向为教育技术与教育装备（050003）。
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