翻转课堂结合PBL教学法的应用实践

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  [摘 要]动物繁殖学是动物科学专业本科生的必修基础课程,也是生物技术(动物方向)及实验动物学等专业的重要选修课程。随着高等教育教学改革的不断深入,信息技术与课程教学的融合日益加深,动物繁殖学的教學手段也不断更新。作者尝试采用翻转课堂结合PBL教学法开展动物繁殖学课程教学,以期提高学生的学习兴趣,提升教学质量。
  [关键词]翻转课堂;PBL教学法;动物繁殖学
  [基金项目]2020年吉林省高教科研课题互联网 教育背景下动物繁殖学智慧教学模式设计与实践(JGJX2020D34);吉林大学2020年新农科研究与改革实践项目动物繁殖学“学—答—思”三位一体的智慧教学探索与实践(14);吉林省2019年高等教育教学改革立项课题“基于提升‘两性一度’的动物繁殖学课程改革与实践”(重点项目,37);吉林大学2019年重点教改项目“基于提升‘两性一度’的动物繁殖学课程改革与实践”(2019XZD075);吉林大学2019年教学成果培育立项项目“聚力‘新农科’建设,打造动物繁殖学金课”(38);吉林大学2019年本科“创新示范课程”项目(动物繁殖学B,9);吉林大学2019年学科育人项目(动物繁殖学B,SK201945)
  [作者简介]陈 璐(1984—),女,新疆生产建设兵团第六师人,博士,吉林大学动物科学学院副教授,主要从事哺乳动物生殖调控教学与研究。
  [中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2020)32-0234-03 [收稿日期] 2020-03-10
  动物繁殖学是研究动物繁殖理论和繁殖技术的学科,具有很强的实践性。在传统的理论教学中,基础知识点是主要的讲授内容,但教学形式单一,讲述内容抽象,很难激发学生的学习热情,导致学生对基础知识掌握不牢固[1]。为加深学生对理论知识的理解,提高学生的学习兴趣,增强学生的自主学习能力和协作能力,作者采用翻转课堂结合PBL教学法,探索适合本校动物科学专业学生学习动物繁殖学课程的教学模式,旨在拓宽学生的学术视野,提升学生分析问题和解决问题的思辨能力、撰写报告能力及团队协作能力等。
  一、概述
  (一)翻转课堂
  翻转课堂(The Flipped Classroom)也称反转课堂,是2007年由两位美国科罗拉多州落基山林地公园高中的化学老师—科乔纳森·伯尔曼(Jonathan Bergmann)和亚伦·萨姆斯(Aaron Sams)提出的,他们将包含实时讲解和PPT演示的视频上传到网络,可供学生和任何收看视频的人学习使用,因此引起了人们的关注[2]。在2011年,萨尔曼·可汗(Salman Khan)在TED大会上发表了主题为“让我们用视频重塑教育”的演讲,这次演讲将这种全新的教学方式—翻转课堂介绍给全世界,也是此次演讲使这种翻转课堂真正为广大教育者所了解[3]。翻转课堂将学生对知识的学习前置到教师教授之前,即由学生自主学习课程内容,而将学生对知识的深入内化、问题探讨和任务解决等放在课内,教师进行有针对性的答疑、讨论、指导和交流,以此帮助学生掌握知识并利用知识解决具体问题[4]。此种教学方法备受教育界的关注,也吸引了我国教育者纷纷开始本土化实践,翻转课堂的教学形式随之在我国迅速发展起来。
  (二)PBL教学法
  PBL(Problem-Based Learning)教学法由美国神经病学教授Barrows于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创。该方法最初是在医学(如解剖学、生理学、药理学等)教学领域被采用,经过几十年的推广,目前已成为国际上较流行的一种教学方法[5]。PBL教学法强调学生的主动学习,教师在教学活动中由传统教学中的“传授者”转变为“指导者”,这与传统的以学科为基础的教学方法有着很大不同[6]。PBL教学法通过教师引导学生解决复杂的、实际的或真实的问题,调动学生学习的内部动力,从而在问题的解决过程中培养学生解决问题的能力、合作能力及创新能力[3,7]。
  二、课程设计与建设
  作者在动物繁殖学教学活动中尝试构建了基于PBL教学模式的翻转课堂,在实施过程中分为以下三个版块:课前资料上传与自学、课中问题分析与研讨、课后梳理总结与测验(见图1)。旨在从符合学生认知逻辑角度入手,引领学生在具有一定挑战度问题的探索与解决中夯实理论基础,激活创新能力,获得高阶训练,使高校课堂摆脱“我讲你听”的过时气息。课程的教学改革探索经历了5个教学轮次的实践与改进,获得教学改革项目支持近10项,总结梳理了一批具有普适性的可推广的经验面向校内外交流推广。下面以精子形态结构与理化特性一节的教学为例,来说明基于翻转课堂的PBL教学模式在动物繁殖学教学中的具体应用情况。
  (一)课前资料上传与自学
  无论传统课堂还是在线课堂,手段是途径,内容是核心。在教学平台中除教学大纲外,围绕教学目标至少应该依照章节顺序提供视频/音频、课件、阅读材料、案例、在线题库等资源,使它们像放置在衣橱里那样一目了然方便学生取用。此外,其他能够支撑教学内容的素材、链接、本校或授课团队最新研究成果都可锦上添花。课前教师将基础知识讲解部分录制成视频片段,制作成包含精子各剖面的图片、精子泳动动画、英文文献Development of a Sperm-Flagella Driven Micro-Bio-Robot在内的资料包,于课程开始前1周通过微信和邮件推送给学生,并设计如下问题:①精子的形态结构如何?②精子的理化特性如何?③精子的活动力与运动特性如何?④精子的代谢活动如何?⑤精子驱动的微米机器人是依据精子的哪些特性制作成功的?⑥结合影响精子质量及存活时间的外界因素,试分析并优化精子驱动机器人的孵育液及工作液。学生在学习过程中可以查阅国内外相关文献,亦可通过微信或邮件与教师交流讨论。用以上任务将课程知识点划分拆解为易于学生自学的小知识点,将教学目标的达成包含在学习任务的完成中。教学素材选择能够吸引学生的注意力、激发学生的学习兴趣,使学生在进行自主学习时能有效理解教学内容的材料。基于“课堂派”平台的支持,学生可以自主安排学习时间和次数,对不理解的地方可反复观看视频讲解。根据教育心理学的动机原理,当要学习的教学内容能够强烈刺激学生的情感体验时,学生就能把注意力集中在教学内容上;如果教学内容和学习者的生活息息相关,或者与最新研究前沿对接,学生就更具有学习兴趣,可见教学内容的选择和设计对教学设计有很大影响。安排合理教学内容,有助于学生更好地完成自主学习任务,也有助于开展基于微信平台的PBL教学,提高学生学习兴趣,拓展学生学术视野。学生在学习过程中可以查阅相关书籍或者检索国内外相关文献,亦可通过课堂派与同学或教师交流讨论。从交流质量上看,学生的提问与研讨具有一定学术深度,项目的完成任务有力推动了学生的探索欲望,并且在交流中使这种学术探索热情和活力充分释放,同学之间的相互支撑促进了舒适积极的氛围创设,学生从组内和组间任务的互相完善获得了良好情感支持。有同学表示非常喜爱“给下一编号小组作业寻找待完善点并提供材料补充建议”的小组作业,因为这样的作业“使我感觉我是一个能够用思考使他人更优秀的人。”   (二)课中问题分析与研讨
  教师提前将学生进行分组,每组4名学生,设组长1名,负责组织与记录研讨过程,组长由组内学生轮流担任。组内每位学生需在问题1—4中選择1个对全组同学进行阐述讲解,直至前4个问题全部解决,用时约20分钟。然后全组同学针对问题5和6共同开展研讨,自由发言,充分阐述自己的观点并形成统一结论,由组长组织完成书面报告和简单板书,作为小组作业上交。研讨期间教师随时给予适当引导,帮助学生解决问题,用时约30分钟。之后,由各小组推荐代表利用已设计好的板书在课堂上进行30分钟的发言交流。为鼓励学生,可计入平时成绩加分。报告结束后,班级同学可进行提问并开展讨论,教师随时给予指导和更正。这样的教学设计注重了学生的内化生成和外化表达,允许学生试错,允许学生的学习积累不是“一步达成”而是“螺旋上升”。利用问题把教学过程从知识推送模式转变成师生、生生探讨模式,在研讨中转移知识的所有权,用学生汇报 教师归纳和学生汇报 学生归纳训练学生自主学习能力,利用学习通推送学习任务和投屏分享保障教学在对话中进行,持续激活学生的参与欲望、创造火花及高阶思维。将课堂充分交还给学生,用周密设计的教学活动推动学生卷入学习过程,使课堂成为智慧汇聚与碰撞的舞台,人人皆可聆听感受来自他人的见解并展开深度交流,并在此过程中获得新知,使学科知识入脑入心。
  (三)课后梳理总结与测验
  每组讨论结束后由教师做梳理小结与点拨,厘清各知识点的逻辑关系,帮助学生实现由零散知识点到系统理论的归纳[8]。最后10分钟,教师总结点评,学生在微信平台完成10道题的随堂小测,测试结束教师立即展示正确答案,便于同学自我评估和重点记忆,使学生达到掌握知识点的目的。对于教师而言,也可了解学生的掌握情况,做到有的放矢,适时改进课程设计方案,提升教学质量与效果。随堂小测结果计入平时成绩,形成过程性评价。为遵从学生认知逻辑,还可设计分段式作业,根据知识内容的积累设计验证实验1.0版(创新性、高阶性)→点评他人作业并接受他组评价(布鲁姆教育目标分类中高阶目标:“评价”)→根据他组评价完善设计验证实验,形成2.0版(挑战度)。这种分段式交互作业极好地推动了学生卷入学习过程,使学生的学习积累清晰可见,使教学目标的达成环环相扣,形成清晰知识脉络。
  此外,着力为教学活动的各种交流提供积极情感支持,充分挖掘学生汇报中的闪光点与可扩展和需修正点,利用“2 starts and 1 wish”点评法提供同伴心理支持与智慧共享,带来人与人的丰富情感“连接”与团队群策群力,推动学生融入集体,感受团队协作的魅力,使学习过程既紧凑紧张又充满温暖,使高校课堂不再仅是冰冷的术语,而是充满了温度、厚度和意趣,全面升级学生学习体验。
  三、结语
  近年来,大学毕业生的成绩单或各种证书已不再是用人单位的黄金敲门砖,用人单位往往会通过面试或试用期表现来综合评判个人能力,例如分析问题和解决问题的能力、执行能力、思维能力、自学能力、语言表达能力及团队协作能力等[8]。这就对高等教育阶段的教学和训练内容提出了新的要求,也使大学生更注重综合能力的全面提高。基于PBL模式的翻转课堂以学生的主动学习为驱动力,推动学生更深刻地理解和探求问题背后的科学理论知识,以团队协作方式,通过思辨、表达和协作来解决问题。在此教学模式实施过程中,学生经过几次练习后展现出惊人的才华,所呈现的讨论交流表述精准、内容深刻,思维导图等手段运用娴熟,极大地改善了传统课堂气氛沉闷的状况,激发了学生的创造力和学习热情。与此同时,该模式对教师的教学也提出了更高的要求。如果教师在课前对课程的设计不成熟,学习资料包的制作欠完善,对学生可能出现的问题预估不足,师生互动交流不畅,时间控制不佳,课堂可能会出现失控局面。另外,如果不重视学生对基本知识点的掌握,翻转课堂容易流于形式,使学生毫无学识收获,因此还需要重视对传统的记忆、答题等考核方式,以完成对学生学习效果的检验。本课程的设计框架完全由本教学团队自主原创,并作为在线教学课程示范包面向全国推广宣传,同时受到了吉林大学教师教学发展中心微信公众号板块的连续推送,为学校、学院在线教学设计与组织提供了极具普适性的参考。课程在设计和运行过程中的经验形成为在线教学教程,由吉林大学教师教学发展中心微信公众号头条连续推出,另开展教师教学发展在线培训1次,参加培训人数200余人,起到了积极示范引领作用。
  在传统教学中,“有效教学”容易受到忽视,普遍认为只要在教室里“教”,学生就“学”了,怎样才能更有效果、有效率,从认知逻辑入手提升教学效能并形成有效教学,这是高校教师教学的普遍困境。翻转课堂和PBL教学法的联合应用是为了适应现代高等教育发展的需要,提升教学效果,使学生综合能力得到提高。其具体实施方式还需要教师在教学活动中不断探索、总结和完善,以建立最适于该学科的教学模式,为深化教育改革做出应有的贡献。
  参考文献
  [1]肖正中,陈晓远,闫文龙,等.基于网络环境的家畜繁殖学教学改革试验研究[J].黑龙江畜牧兽医,2016(4):163-166.
  [2]张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育, 2012(3):9-10.
  [3]陈江华,乜勇,黄晓.网络环境下PBL的翻转课堂教学模式研究[J].中国教育信息化,2015(4):18-21.
  [4]刘荣.翻转课堂:学与教的革命[J].基础教育课程,2012(12):28.
  [5]李静.PBL教学法在“环境评价”课程中的应用研究[J].中国电力教育,2013(28):116-117.
  [6]刁小行,廖志成.试论PBL教学模式中的教师角色和行为问题[J].文教资料,2013(27):123-125.
  [7]李瑞芹.基于问题的教学模式(PBL)在中职信息技术课中的应用研究[D].北京:首都师范大学,2008.
  [8]赵俊仁,程水明,张钟,等.PBL教学方法在食品工艺学教学中的探索与实践[J].黑龙江畜牧兽医,2014(10):135-136.
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