翻转课堂在力学课程中的设计及应用
秦琴1，詹亮2
（1.四川大学锦城学院 智能制造学院，四川 成都；2.西华大学 理学院，四川 成都）
摘 要： 翻转课堂是国外的一种创新教育方式，意思是颠倒教室或者课堂，是一种新型的教育模式。本文简单介绍了翻转课堂,并将其与传统教学模式进行比较，分析了翻转课堂的优缺点；再结合力学课程的特点以及教学实例，重点探讨力学翻转课堂的设计思路，并且结合设计思路实际设计一次翻转课堂，包括：课前准备，任务布置，课堂讨论以及课后总结等。最后本文还分析了可能在翻转课堂上遇到的阻力和困难，以及展望了翻转课堂在未来发展趋势。
关键词： 教学方法；翻转课堂；课堂设计
一 引言
“Flipped Class（翻转课堂）”是国外的一种创新教育方式，意思是颠倒教室或者课堂。学生可以通过网络在线学习各类优质的教育资源，不局限于接受教师在课堂讲授的知识。同时，老师的作用也不同，就是更好地组织学生的学习，解决学生的疑问，引导学生进行自我思考。
翻转课堂意味着老师会记录知识点的课前学习，并发布在网络上，学生们可以通过观看视频等学习新的知识。在授课期间，可以让学生有针对性的训练。如果你有任何问题，你可以问老师或与其他同学沟通，实时解决问题。这种教学模式是教以同样的方式作为传统的老师的课，和学生的方式做功课是完全相反的。所以，我们把它叫做翻转课堂[1-4]。翻转课堂教学模式的实现可以分为三个阶段：课前的自学阶段，课中内化阶段和课后升华阶段。
2.进一步优化政府财政支出结构，提高政府公共服务财政支出效率。针对性地改变公共服务财政结构，减少用于经济建设类的地方财政开支，加大公共服务领域资金在地方财政的比重，扩大对公共教育、医疗卫生、社会安全服务等方面的财政支出。在地方政府财政收入约束下，增强地方基本公共服务有效供给能力，关键是要提高政府公共服务财政支出效率。要充分发挥政府公共服务财政支出的杠杆作用和撬动能力，充分吸引民间资本投入教育、医疗、卫生和社会保障等基本公共服务领域，积极探索民间资本在基本公共服务领域的盈利模式。政府公共服务财政支出应重点放在基础设施和共享平台的建设。
相比传统课堂的教学方式，翻转课堂在一定程度上弥补了传统教室交流模式的不足，但是并不能替代传统课堂[5～8]。主要表现在以下方面：
1. 学生成为学习的主体。反过来强调学生的主体地位，学生是信息的接收者和发起者。在上课之外，学生们自己寻找资源学习，是知识的构筑者;他们在上课时间对教师和学生积极提出疑问，是学生之间双向沟通的主导者。整个学习过程，充分体现了学生的主体地位，充分调动了学生的主观能动性。
2. 突破时空限制。学生学习的地点和时间不再局限于课堂，学生可以自己把控学习的节奏，选择适合自己的时间与方式来学习。另外，如果学生的学习时间很充裕，有了让人难以理解的知识，可以随时看视频、或者向老师和学习者询问，在一定程度上保证学习效果，并全面发展。
卷包车间和咀棒车间是烟草企业的最关键生产环节，需要对其生产流程进行详细的调研，将生产的全过程进行控制。保证生产的顺利进行，提高生产效率以及产品质量。
4.教师的总结：教师应认真给每个学生提供建议。教师要对学生的正确思想表示肯定，鼓励学生在探索的过程不怕犯错误，并指出出现错误的地方。例如题目的做法可能是不正确的或错误的，但思考的扩大证明学生想了很多，这一点是极其重要的。
二 目前材料力学课堂教学的现状
目前材料力学课堂的教学现状主要有以下几点：
1.学生自己对力学的认知存在偏差。许多学生没有深刻理解力学在大学课程中的重要性。他们对力学感到疑惑，因为他们不知道力学对生活有没有影响，是否能促进其他学科的学习，现实生活中是否有实用价值等等，他们对力学缺乏学习兴趣。
对于水利工程来说，设计人员的素质与设计项目的质量有关，质量不仅包括专业素质，还包括工作的责任和态度。水利工程设计团队作为一个集体，需要核心设计理念和专业设计水平。液压工程师需要有专业知识和丰富的实践经验，才能解决纸上争论的问题，使设计与实践紧密相连，以理论指导实践，以理论回应实践。在设计过程中，如果设计人员缺乏专业的技术指导和培训，设计方案得不到充分的理解，导致水利工程实施不当，影响工程质量。
（3）预备讨论的时间:给学生留出2-3 天的时间，一般是把周末夹在一起比较好。预留出一个较长的时间可以让同学们对课题的准备更加完善，并且对于一些实验的实施也是有着重要的作用。
3. 总结: 报告最后，教师要对学生的报告进行全面总结。总结包含在给定的视频的知识点，总结了学生的学习方法，并总结了在整个过程中的问题。对于学生做的好的一面要多多称赞，提高同学们自主学习的积极性；对于同学们出错的地方，应该及时指出，避免同学们二次犯错。在学习的过程中，不再是同学们跟着老师的思路去走，更多的是老师去追随同学的思路，去引导同学们形成自己的思考问题的方式，培养同学们动脑筋想问题的好习惯。
2.2.4 正交试验结果 根据上述的三个单因素试验结果进行正交试验，结果见表2。极差分析表明：三因素对大孔吸附树脂吸附红薯叶中总黄酮的影响主次顺序为：A>B>C，即：上样液浓度>流速>pH。最佳提取条件为A2B1C2，即上样液浓度300 mg/L，流速2 mL/min，上样液pH 5.0，大孔吸附树脂对红薯叶中总黄酮的吸附率最高，可达到66.8%。
因此对材料力学课程的设计和教学方法改革势在必行。
三 力学课程翻转课堂的课程设计思路
（一）准备工作
首先根据教学大纲进行课程设计，选择需要翻转的知识点，设计教学要求以及教学计划，录制教学视频。视频长度应被限制在学生能够集中观看的时间段，看视频之时才能集中。如果视频太长，学生会看的不耐烦，导致学生浮躁，不能沉下心来学习；视频太短的话，学生刚开始看视频，就已经结束了，不方便让同学集中注意力。因此视频可以控制在10 分钟左右，不会显得太长而让学生厌烦，也不会太短而达不到教学的要求。
在录制视频的过程中，可以不出现老师的身影，因为出现老师的身体会分散同学的注意力，还有就是对于一些比较关键的内容可以通过字幕呈现，为了让同学引起注意可以对字体放大，与其他字体颜色不同来体现。老师讲课的速度不宜过快，应当适量放慢速度，让同学听清，听懂，这才是最重要的。
不久，谭传华与范成琴手牵手逛街，被老朋友撞见。这个消息在圈内传开时，朋友们全都拒绝相信。谭传华写下遗书准备出家的一幕让朋友们记忆犹新，怎么突然恩爱如新婚了？
（2）任务分配：每个组由老师不止一个专项任务，可以是一个课题，也可以是课题的一部分，这个可以自由决定，然后由组长带领小组成员去讨论和集体学习。
第七段的超主位为“The recent Chinese attacks④can be viewed as a political statement：China is saying,‘We are a cyber force to be reckoned with’”，是对该语篇第二段提及的关于“中国网络间谍威胁论”的回应。人际主位“It is essentially the same statement”表明评论员的态度取向：网络上盛传的“中国网络间谍威胁”本质上不过就是“中国在寻求网络空间地位”，同“‘近期’在台湾归属问题上与日本产生争议”所发出的声明一样——中国在寻求世界的认可。
（二）任务布置
对于要翻转的章节，老师一定要做好任务设计。老师可以通过线上以及线下发布任务，包括视频观看率，课前作业，课前讨论等等。在上课之前进行检查，监督同学们对于发放的学习资料会主动地去学习。
在下达课前任务之前，可以对班级同学进行分组，让同学们以小组的形式参与到学习中去，大家对遇到的问题进行讨论与学习，共同进步。小组分配的成员不宜过多，也不能太少，一个小组5-7 人即可。小组人员过多，大家七嘴八舌的讨论问题，反而显得杂乱无章；小组人员太少，又达不到讨论的要求，讨论来讨论去就这么几个人，不利于问题的开展。
（三）翻转形式1:讨论课
在讨论课中，要完成以下工作：
1. 检查学生准备的工作：教师可以用随机提问的方式来检查，主要是看他们是否有认真地听从老师的安排完成看视频以及课前阅读的任务，并要求学生以问问题的形式来讨论一些重大问题。
3.讨论设计步骤:
2. 研究学生的学习效果: 教师在知识上举几个简单的例子，鼓励在讲台上谈谈自己的想法和做法。老师出的例文必须涵盖每个知识分。对于教学难点，老师可以主动询问学生是否有一些自己的看法，鼓励同学们积极的去表达，让同学们养成思考问题的习惯，而不是坐在座位上被动地去接受知识。
（1）分组:同学们就按照之前的分组来即可。
对于一些教学难点可以做成思维导图的方式或者问题导向的方式，鲜艳的图片可以是同学们在看PPT的过程中不会太枯燥，并且做成PPT 方便同学们反复去观看，便于去寻找自己不懂的知识点。
2.力学课程大多是“合班制”的，即多个班级在一起上课。班级的每个同学的学习基础各有不同，接受水平也是参差不齐。学习能力强的学生在课堂上有更多的机会回答老师提问以及提出自己的问题，从而紧紧跟着老师的教学节奏；而掌握知识较差的学生，只能吸收到一部分知识，难以跟上教师的进度，长此以往，与其他学生的差距越来越大后，会逐渐失去学习力学的兴趣和信心。
作为全球领先的金属加工解决方案供应商，埃马克集团已经在中国深耕15年，这期间逐步成立了太仓、金坛及重庆三个分公司，员工人数达900余名。通过不断地创新与发展，埃马克集团不仅为中国用户提供了先进的制造装备，更是通过交钥匙工程、系统解决方案及完善的服务体系为中国用户创造了价值。“今天，埃马克将太仓公司移址新居，不仅厂房面积扩大一倍，所提供的产品、服务等也都将更加完备周到，这是我们对扎根中国市场承诺的有力证明，更是我们想要为客户提供更好的、永无止步的服务理念的最佳体现。”德国埃马克集团CPO兼埃马克 (中国) 机械有限公司CEO Uwe Ronde博士在开业典礼的致辞中表示。
（4）任务书: 针对老师的提问，学生必须在规定的时间内提出解决方案。在讨论时间内如何思考问题，如何解决该问题，在下节课之前，如何利用至少一天前提交的特别报告书。这个可以让老师直观地看到同学们对问题的理解程度，以及对待问题的思维流程图，对于后续教学内容的开展有着极大的帮助。
被一破为二的毛蟹需要先蘸一点生粉将蟹黄封住，然后小心翼翼地放在油锅里煎。放了一块再放一块，等到蟹壳有点发红了，再加佐料加水焖煮上一会。年糕是要最后放的，翻炒下就好。盛出来的时候，年糕打底，毛蟹堆在上面，浓油赤酱的一盘，很是诱人。
3. 学习资源更丰富。学生可以按照自己的学习目标，制定与自己的学习风格和习惯相适应的学习计划，并利用网络收集对学习有用的信息，从而调动自己各方面的器官，提高学习欲望。养成自我探索学习的方法，对学生创造性思维的培养有着极大的帮助。因此我将翻转课堂这种教学模式运用在力学课程中。
（四）翻转形式2:专题报告
在专题报告课中，要完成以下工作：
1. 陈述报告: 首先，小组代表向老师和其他学生提供在报告中分析问题的思考方式，解决问题的方法和过程。在这个过程中，老师主要是去了解学生在课外的学习状态，对于新知识的接受能力，在学习的过程中遇到了哪些问题，同学们是如何思考问题的，想到了哪些解决的办法，这些都是能让老师对同学们学习新知识的程度有个大致的了解，能够有效地根据他们出现的问题“对症下药”，从根本上让同学们理解新知识，实现知识的内化。
为什么说辣椒是偷渡到中国的呢？已有研究表明：辣椒原产于墨西哥与哥伦比亚等地，也就是说，小辣椒从北美洲登船，偷偷躲在船舱里漂泊到亚欧大陆，但显然寒冷的欧洲天气并不是辣妹子最理想的安居地。直到明朝末年“辣妹子”才有机会遇到善良的“骆驼客”与“航海家”，经过“丝绸之路”远渡到中国。经过历史的变迁，辣椒原种已经繁衍出适应中国土地的千万子孙后代。
汇报的方式由老师决定，汇报的准备小组由老师最后选定。首先由学生自己安排汇报的顺序，再由老师根据学生的意向进行评定，安排小组的发言顺序，并告知小组做好讲解的准备。小组汇报通过每个组自行选择一个代表人进行发言。
2.老师批语：每个组的演讲报告中，教师应认真评论，肯定小组处理问题思路方法，并纠正小组的问题原因。在学生提出了问题以后，老师应该及时的反馈，对于学生不理解的问题，应该找出问题的重点，对于重点应该反复强调，知道同学对于问题真正的弄明白，搞清楚。并且在同学汇报的过程中，应该鼓励同学去提出问题。提出的问题越多，涉及到的知识点就越多，在解决问题的过程中学生就实现了知识的内化。
3.由于传统板书教学方式的限制，师生之间互动交流少，加上学生的基础各异，学习的主动性不同，教师上课前辛苦备课，上课时在讲台上挥汗如雨，但认真学习者少，响应者寥寥，效果甚微，导致了教师没有传道授业的成功感，身心疲惫。
新一代天眼系统在继承原有系统各模块应用功能的基础上，从业务需求出发，重新设计了系统结构，对数据处理、产品制作加工各功能模块进行了全面开发，实现了数据接收处理、产品制作各环节的自动监控运行，系统结构如图1所示。
四 翻转课堂的预期效果
通过翻转课堂，发现学生们在课堂能收获以下几点：
1.学生能自主把控自己的学习时间和方式。在翻转课堂上，学生可以依据自身学习进度安排学习时间。通过教师分享的视频和资料，学生能自主掌握学习节奏。简单易懂的知识点可以跳过，复杂的知识点还可以反复观看。如果你对于复杂的知识反复观看依然无法理解，你还可以通过聊天软件向老师请教，解答自己的疑惑。
2.增加了学习中的互动。在颠倒的过程中，教师的作用是从说明书到指导学生的教练，给学生时间，回答学生的提问，让他们参加学生的学习团体，对每个学生的学习进行个性化的指导。学生之间的相互作用也大大增强,课堂上同学们自己对问题的看法和解决办法,能发表各种看法和各物种的方法的提出大大拓宽学生们的思考,全面提高授课的灵活性是逆转授课的最大优点。
3.提高了学生的自学能力、分析能力和解决问题的能力。因为翻转课堂上给出的问题都非常符合实际问题结合起来，同学们都非常高兴地解决这些问题，并努力加以解决。在解决问题的过程中，可以提高学生们的自习能力，还可以提高分析问题的能力。
五 推广翻转课堂模式可能遇到的阻力
目前，大多数教育工作者都在重视转课的思想，而且在实际实施过程中也取得了较好的成果，但是在普及这种教育方式上却面临着几个问题：
发酵40天时，pH 6.5的发酵液谷氨酰胺酶活力约为4.5 U/g，逐渐降低至50天的酶活力约为3.8 U/g，经过一段平台期(50～55天)后，谷氨酰胺酶活力迅速下降至70天的约1.0 U/g。pH 5.4的发酵液则由40天的酶活力约3.2 U/g逐步降至70天的酶活力约0.5 U/g。
1. 传统的思维方式的束缚: 在人们的心中，传统的教学方式已经深入人心，大多数人都需要时间来接受这种新的教育方式。新事物必须不断地进行实践检验，而转换教室的教学方式取得巨大成功时，才会受到更多人的欢迎和共鸣。
2.信息环境限制:“换班”模式要求中学生自主学习一定的信息环境，同时提高了软件及硬件建设的需求。如果要满足基本的学习欲望，应通过电脑连接因特网，实现自我学习。
3.学生的自控能力较弱：翻转课堂中，学生需要自己安排时间进行学习，而大多数学生自控能力稍显不足，还不能完全安排好自己的学习与娱乐时间，因此，学生自主探究的学习效果得不到有效的保证， 自主探究需要教师的辅导和帮助。
4. 学科的适用性有待进一步研究：视频教学在课堂翻转的方法更适用于输送给学生一些事实问题。在某些学科，重点培养学生的人文素养和审美能力的培养，这种教学方法是否是待进一步研究适用的参照。通过录像向学生传达美丽的方法，陶冶学生的情操，把教室翻过来适用于所有的学科，此外教师在课堂中需要采用不同的策略和方法。
5. 对教育资源的要求是高: 教室的逆转让学生利用资源,进行自主探索的学习,因此,如何为学生提供优秀的资源,根据学生的学习效率,提高资源的公共性和丰富性尤其重要。
六 结论与思考
翻转课堂是提高高校力学课程教学的有效路径，也是高校教育现代化发展的必然取向。反转授课虽然有很多的优点，但是依然存在着诸多阻力，首先就是教师自身角色的转变，灵活的教育模式可以向学生提供了充裕的学习环境和平台。高校教师要进一步转变教学观念，提高信息素养，不断提高运用信息技术优化力学课程教学，从而构建有价值和质量的翻转教室，充分发挥学生主动学习能动性，真正实现学生自我构建。
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本文引用格式： 秦琴，等.翻转课堂在力学课程中的设计及应用[J].教育现代化,2019,6(79):293-295.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.79.108
作者简介： 秦琴，女，硕士，四川大学锦城学院智能制造学院讲师，研究方向：力学课程的教学研究。
通讯作者： 詹亮，男，硕士，西华大学理学院讲师，研究方向：数学教学研究。
标签：教学方法论文; 翻转课堂论文; 课堂设计论文; 四川大学锦城学院智能制造学院论文; 西华大学理学院论文;