大學翻轉課堂的實踐

謝婕 胡繼飛

[摘要]課題組使用翻轉課堂的形式將生物科學師范生專業選修課程中學生物實驗研究進行教學實踐，比較學生對實驗相關八種知識技能掌握情況的課前與課后調查結果，發現掌握較好的學生人數比課前增加了10.12%，掌握較差的學生人數比課前減少了9.69%，總體的知識技能掌握程度課后課前有顯著差異。本研究完善了高等師范教育的課程體系，并為其他專業、其他院校開設類似課程提供了借鑒。

[關鍵詞]中學生物;實驗研究;課程建設;翻轉課堂

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）04-0106-03

“翻轉課堂”是從英語“Flipped Class Model”翻譯過來的術語，一般被稱為“翻轉課堂式教學模式”，指的是翻轉課堂與課后學習的一種教學模式，其核心是體現以學生為主體的教學過程。翻轉課堂模式最大的優點是，翻轉了教師與學生在教學中的位置，體現了以學生為主體的教學核心地位。翻轉課堂從2007年出現后，迅速風靡全球?？婌o敏認為，翻轉課堂的教學模式能為學生提供更多主動參與學習的機會;祝智庭認為，翻轉課堂的本質是幫助學生實現深度學習，聚焦問題解決，培養高階思維能力;潘炳超將翻轉課堂模式應用于高校教學，認為高校教學有效應用翻轉課堂模式應因“課”制宜，以教學模式的創新為突破。

對中學生物實驗進行科學和教學的設計創新研究，是中學生物教師在教學研究上發展的要求，是新課程改革的需要，也是中學生物學發展的動力基礎之一。適應生物學新課程標準要求，培養具有實驗教學和實驗研究的新時代生物學教師，是師范生專業培養的現實緊急需求。

中學生物實驗研究課程是對中學生物實驗課進行實驗科學和實驗教學研究的一門課程，對師范生的素質教育，以及之后從事中學生物實驗的教學研究工作，具有重要的實踐指導作用。

一、中學生物實驗研究課程設計與翻轉課堂的應用

根據高等師范教育目的、生物新課程改革的要求、師范生的需求和生物教師訪查結果分析，結合學生知識身心發展狀況，參考施良方課程理論，本研究采用“目標模式”對中學生物實驗研究進行整體的課程設計，包括課程目標、教學內容、教學方法、課程評價等。

（一）課程目標

本杰明·布魯姆（Benjamin Bloom）將教育目標分為“知識、理解、應用、分析、綜合、評價”六個層次，對于大學生而言，“應用、分析、評價、創建”等中高層次的目標才是重點。中學生物實驗研究課程擬通過以點帶面的各種實驗設計、研究和實驗課的模擬、異構訓練，使得學生的實驗研究和實驗教學等能力得到不斷鍛煉，故將課程三維目標設置為：

認知領域。掌握各種生物實驗設計原則和科學研究方法，設計實驗方案，制訂研究計劃;理解生物學實驗教學的各類教學原則及教學過程的意義，編寫實驗課教學設計。

技能領域。靈活運用科學實驗的方法技巧，親自動手進行實驗研究，嘗試實驗創新方法;把握實驗教學方法的多樣性和靈活性，掌握不同類型實驗課授課的教學技能。

情感領域。認同生物實驗課程的重要性;積極參與實驗研究，獨立思考，堅定科學探究精神。

（二）教學內容

根據課程目標，教學主要內容分為兩個模塊，模塊一是針對實驗科學創新研究，模塊二是實驗教學技能的訓練。兩個模塊相互獨立又相互滲透。

模塊一的安排，首先是學習內容的確定。學生自主形成二人學習小組，根據興趣（或抓鬮）選取中學生物中任意一個實驗（全班不重復），先實踐教材上的實驗，并在實驗的過程中仔細體驗實驗的細節關鍵，之后針對中學生物實驗本體從實驗歷史，實驗改進（原料、藥品、儀器改進，多種實驗方法探討），設計簡化、可操作性更強的實驗方案（材料易得、操作簡便、效果明顯、成本減少等）等方面進行創新研究，訓練實驗操作技能并鍛煉對中學生物實驗進行改進創新的實驗研究能力。模塊二是對所選的實驗進行教學研究，提升對中學生物學實驗教學目標制訂、教學方法手段運用、教學過程掌控、實驗教學效果以及教學資源管理優化的諸項能力;進行實驗教學設計并試教，對比不同類型實驗教學的異同，訓練并掌握實驗教學的基本技能。

在兩個模塊的學習過程中，主要加強學生獨立思考能力的鍛煉，為其終身學習研究打下基礎。

（三）教學方法

學生作為學習的主體，學習主動性、積極性和創造性在課程教學中應得到發展的機會，為了使學生更能發揮學習主觀能動性，教學更加有成效，本課程采用以學生為主體的翻轉課堂模式。

本研究參考翻轉課堂的教學模式，設計具有自身特色的翻轉教學方式，將課堂實施方式分為三個部分：課前研究、課堂展示、課后改進，教師的主要教學工作也由課堂講授轉為課間指導。

1.課前研究

在學生選定研究實驗題目后，通過自己主動查閱文獻，擬定研究方案，并親自動手實操研究，完成教材實驗的全過程，探索實驗存在的問題，并對其進行改進創新研究，在此過程用文字、圖片或視頻進行記錄，完成實驗探究后，將記錄整理分析，形成文案。在進行實驗科學研究的同時，對實驗課堂教學進行研究，通過研究教學參考書籍、觀看教學視頻資料、試教練習等，學習如何對實驗課堂進行模擬教學。

2.課堂展示

學生將研究的詳細過程和結果展現在課堂，展示的形式分為兩部分，二人學習小組的兩位學生分別做實驗研究的匯報和實驗課堂的模擬。實驗研究匯報以PPT的形式展示，配上研究過程的圖片和視頻，介紹研究的背景、材料與方法、實驗的過程、結果和分析、結論和建議。模擬實驗課堂則選擇不同的實驗教學法，模仿實驗教師，在課堂上進行實驗課的模擬教學，其他學生則扮演中學生，給予適當的反應。

課堂上，其他小組的學生結合自己研究學習經驗進行交流，教師則根據匯報者的內容和表現，給予修正整改的意見和建議。

3.課后改進

展示結束后，學生根據教師的意見和同學的建議，對實驗科學研究和實驗教學設計做進一步的改進、修正，并最終形成實驗科學研究論文和實驗課教學設計文案，提交給教師作為課程考核的依據。

4.教師的“課間”工作

教學課堂翻轉后，教師的主要教學工作不在課堂上，而在是在課與課之間。根據教學安排順序，教師分不同時間段，使用一對一的方式，對不同小組學生的實驗科學研究和實驗教學研究進行指導。在學生課前研究的過程中，教師要對學生的研究計劃、實驗方案、教學設計等進行審核和指導，并對學生的學習表現做過程記錄。學生得到教師的指導意見后，經修正再開展研究，以確保研究方向的正確性，并在研究的過程中與教師保持有效溝通，使實驗研究在教師的指導下有序進行。課堂匯報的時候，教師根據學生匯報的內容給予客觀評價，并提出改進建議，使學生能根據教師建議再做進一步的改進研究。課后，學生將改進修正后的研究論文和教學設計交給教師，教師再對學生提交的兩份作業做最后評價。

（四）課程評價

為了更全面評價學生達成教學目標的情況，本課程設計采用過程評價與結果評價相結合的方式進行綜合評價，在不同階段實施不同的評價方式，分別占30%和60%，剩余10%為考勤情況。

過程評價目的主要是為了促使學生對實驗研究和實驗教學進行改進。本研究參考王永花的翻轉課堂評價方式，在課堂教學的過程，采用學生自評、小組互評和教師點評的方式循序進行。學生自評，是讓學生反思自己在研究過程中的優缺點;小組互評，是相互交流同伴的研究學習經驗，并做出評價建議;教師點評，是主要把控研究的整體方向和思路，并提出整改的意見。在此過程中，學生的研究態度得以體現，而研究的過程和結果也展現在課堂，并得到教師的指導意見和同學的建議。

在得到過程性評價之后，學生將有一段整改的時間，在此過程中，學生要根據教師意見和同學的建議，對原來的科學創新研究和實驗教學研究進行整改，最終形成一份完整的研究論文和一份詳細的實驗課教學設計，在課程結束后，這兩份作業將作為本課程的結果評價依據。

二、中學生物實驗研究課程的實施結果

中學生物實驗研究的課程從2012年開設至今，在G學院歷經五屆學生的教學實踐，不斷優化教學方法，并進行評價方式的改革，教學效果在不斷改革中趨向良好，受到越來越多學生的認同，學生主動選修。

本研究在課程結束后，使用相同問卷對同一批學生知識技能掌握情況進行課后再調查，對結果進行自身前后的比較研究。課前課后調查結果如圖1和圖2所示，使用配對樣本t檢驗，結果如表1所示。對于實驗相關八種知識技能，學生總體掌握較好的課前與課后對比，課后人數增加10.12%，0.01

由于本課程實施的教學方式不同于常規課程，學生必須自主學習研究實驗與實驗課，才能取得研究成果，用于課堂匯報和完成最后研究報告。在此過程中，學生學習研究的主動性和獨立性都得到了極大的鍛煉，學習成就感也明顯增強，在與教師、同學進行關于研究的交流中，個人溝通能力、團隊協作能力也得到較多的鍛煉，這將促使學生變得更加自我肯定，自主學習和自主研究能力也得到明顯的提升。

三、結語

本研究根據當前高等教育發展的要求，結合中學生物學的實驗研究課程教學需要，研究生物專業師范生的學習需求，并調查中學生物實驗課的開課現狀，了解教學一線教師的情況與需求，并根據課程建設理論，將生物學實驗的科學創新研究和實驗教學實踐兩者相結合，為師范生提供了一個研究實驗與教學的訓練平臺。使用翻轉課堂的形式進行教學后，對實驗相關八種知識技能中學生總體掌握較好的部分進行課前與課后對比，發現課后掌握較好的人數增加了10.12%，課后掌握較差的人數減少了9.69%，表明極大提升了教學效果，總體的知識技能掌握程度比課前有顯著的進步，其中實驗設計原則和演示實驗教學進步最大。

本研究探索了增強師范生自主學習能力、實踐研究能力和科學創新能力培養具體途徑，嘗試將中學生物實驗研究建設成為一門具有師范特色的教師教育課程。

中學生物實驗研究課程建設的探索，對推進生物實驗科學研究和實驗創新教學發展、創建應用型大學人才培養模式、造就適應社會發展需要的高素質人才有重要意義。本研究完善了高等師范院校生物學師范生教育課程體系，也為其他專業、其他院校開設類似課程提供了借鑒，具有示范作用和應用推廣價值。

[責任編輯：鐘嵐]