翻转课堂教学模式，为理论力学课程提供了新思路[1]

谭舟玲、刘德华、程光军

文章介绍了翻转课堂教学模式的概念、系统设计思路和设计依据，设计了翻转课堂教学模式的实施方案，并将其应用于理论力学教学中。理论力学课程采用翻转课堂教学模式，不仅有助于提高学生的学习成绩，而且有助于提高学生的学习积极性，培养学生的自学能力、沟通能力和团队合作能力。实施翻转课堂教学模式有利于提高教学质量，促进人才培养质量的提高。

关键词：理论力学；教学改革；翻转课堂教学模式；教学效果

中文图书馆分类号：G642.0；TU13 文档标记代码：A 文章编号：1005-2909 (2018）03-0047-04

一、理论力学教学面临的挑战

理论力学是土木工程专业的主干课程。它的特点是理论性强，解决问题的思路灵活。其教学效果将影响后续的力学课程及相关专业课程。新时代优秀工程师的培养和强调拓宽知识面、增加交叉学科的教学改革，要求理论力学课程改变传统的教学模式，解决在新时代下如何保证教学质量的问题。上课时间锐减。翻转课堂教学模式为理论力学教学提供了新思路[1]。

二、翻转课堂教学模式介绍

“翻转课堂模式”是全球教育界关注和探索的热点之一。它是指教师在课堂上传授知识的传统教学模式，通过练习、作业或课后练习将知识内化的过程被学生逆转。变成了学生在课前完成知识的学习，在老师的帮助下在课堂上实现知识的内化[2]。这种教学过程的本质是帮助学生实现深度学习，培养高阶思维能力[3]。

翻转课堂教学模式的理论基础是布鲁姆对学习理论的掌握。布鲁姆认为，只要提供最好的教学条件和充足的学习时间，学生的成绩就不会再呈正态分布，大部分学生都会掌握学习任务并取得良好的成绩。

应用掌握的学习理论，90%以上的学生可以掌握课程内容。

三、翻转课堂教学设计的指导思想和依据

翻转课堂教学设计应遵循系统化的设计思路。在备课时，教师不仅要考虑如何最有效地传递知识教案的理论依据怎么写，还要了解学生，考虑学生如何最有效地学习。此外，还需要针对实际教学中可能出现的情况准备应对策略。

翻转课堂教学设计必须考虑布鲁姆对学习理论的掌握要素，建立有效的“反馈-纠错系统”，提供充足的学习时间，为学生更有效地学习创造良好的教学条件。在设计翻转教学时，也可以考虑一些有利于教学的理论或模型：（1）Bloom教学目标分类法。让学生课前自学（老师指导）需要的教学内容被记忆和理解，而在课堂上上层学习属于应用和分析等高层次内容，使学习更加深入[4]；（2） ARCS 动机模型。重点是如何通过教学设计调动学生的学习积极性。

四、翻转课堂教学模式的设计与实现

笔者基于翻转课堂的理念，进行了翻转课堂教学设计并制定了实施方案（图1）。现以翻转理论力学课程为例介绍实施方案。

(一）教学开始前的准备

1.了解学习

教师需要了解学生的特点和他们的学习经历。为此，笔者对完成该课程的2014级学生进行了问卷调查，并将调查结果作为翻转教学设计的依据之一。

2.选择翻页内容并制定教学计划

理论力学教学内容共14章[5]。基于本课程的基本要求和学生接受度的考虑，仅集中力系、耦合理论、一般力系的化简与平衡、刚体的平面运动、动能定理和动力与翻转教学内容采用静态方法。在刚体平面运动和动能定理两章中，难点在于综合运用运动学知识和动力学三个定理。为贯彻传统教学的剩余章节，也可酌情采用翻转教学方式，适当增加课堂讨论环节，

3.准备翻转教学资源

教师应为每一章制定翻转教学目标，并准备相应的学习材料，如课前学习任务表、课前自学试题、微课视频、课堂练习等。学生不易理解的知识点。结合生活或工程实践的短期微课更受欢迎。

4.营造学习环境和氛围，制定学习评价规则，设计激励措施

每一组都考虑了好、中、差的学生；小组成员的角色是分工的，每个小组有一个记者，一个协调员，一个联络员，每个记录员有1个记录员，每个记录员都有自己的职责（如联络员负责安排小组学习时间、地点、等），保证团体活动的顺利开展；建立QQ学习群，方便联系学习讨论。

（2）制定学习评价规则。评价包括形成性评价和总结性评价。翻转教学比传统教学更注重形成性评价。例如实验班理论力学的总分（百分制）是根据平时成绩（满分5分）0）和期末考试成绩（50%），其中平时成绩由作业和出勤（10分）、个人表现（15分）和合作学习成绩组成（25分）。合作学习分数根据小组课前自学测试和小组学习示范活动计算。如果小组的整体表现更好，其成员将获得更好的合作学习成绩。个人表现进行评估基于静力学，运动机能学阶段测试成绩和学习态度。

（3）选择激励措施。为了让学生更加投入学习，教师要关注学生，采取适当的激励措施。

（二）翻转课堂课前教学活动

本课程以章节为单位。各章翻转教学活动主要分为课前教学活动和课堂教学活动。

课前教学活动设计为4个环节：（1）安排课前学习任务。教师至少提前3天通过QQ学习群将课前学习任务清单分发给学生（内容包括课前自学内容、学习目标、学习资料、自学反馈提交时间等），对于难度较大的章节，还可以发自学指导单；（2）学生课前自学，自主学习和合作学习相结合的自学；(3）自学反馈。学生在截止日期前提交自学反馈信息，以便老师了解学生的自我-学习情况；（4）具体的课堂活动设计。教师根据学生自学情况设计第二天的翻转课堂活动，并准备相应的教材。

(三）翻转课堂课堂教学活动

并在遇到问题时分组讨论，老师会在学生学习讨论过程中随时进行指导。本节的最后10分钟用于对练习进行评论并评估学生的表现；（4） 课后反思或测试（10-15分钟）。 小测验的目的是检查学生的掌握情况，对不合格者给予适当的学习指导，或要求学生写后-学校反思，并在小组内互相传递，互相学习，课堂气氛友好、积极。课后反思或测试（10-15 分钟）。测验的目的是检查学生的掌握情况，对不合格者给予适当的学习指导，或要求学生写课后感言，在小组内互相传递，互相学习。课堂气氛友好而积极。课后反思或测试（10-15 分钟）。测验的目的是检查学生的掌握情况，对不合格者给予适当的学习指导，或要求学生写课后感言，在小组内互相传递，互相学习。课堂气氛友好而积极。

(四）教学后总结工作

每章翻转教学后，有两个任务要做：（1）综合评价和反馈。教师要评价学生和小组在翻转学习中的表现和成果。学生将学习感受反馈给教师，以及教师也 学生反馈教学感受，提高期望；（2）教学总结与反思。教师根据学生的学习感受和自己的教学感受，进行教学总结与反思，以解决翻转课堂的不完善之处实施计划。进行适当的更改。

五、实施翻转课堂教学的效果

（一）实施翻转教学后学生的学习成绩

翻转教学控制班采用传统教学方式。实验班和对照班均采用小班教学，两班学生人数性别构成差别不大，学习理论力学基础相近（两班平均分高等数学和大学物理大约是76）。两个班级的教师虽然不同，但教学经验丰富，教学水平没有太大差异。两个班级的区别主要在教学模式上。

实验班和控制班的阶段性测试和期末考试均为闭卷式，其论文成绩如表1所示。

结果表明，翻转教学实验班的学习成绩明显优于实施传统教学的对照班。

（二）翻转教学实施后学生的学习体会与收获

教学结束后，向实验班发放匿名问卷28份，收回有效问卷27份。翻转教学的调查结果如下所示。

（1）18.5%的学生认为翻转课堂的好处明显多于传统教学，63.0%的学生认为他们的收获大于传统教学， 11.1%的学生认为增益与传统教学相近，只有7.4%认为增益小于传统教学，即高达81. 5%的学生认为实施翻转后的增益比有很多传统教学。

（2）实验班学生的自学能力、与人沟通能力、团队合作能力都有了很大的提高。

（3）33.3%的学生认为参与学习的机会显着增加，学习积极性和主动性得到显着提升。55.6%的学生认为参与学习的机会多了，学习的积极性和主动性有了一定的提高，只有3.7%的学生认为参与学习的机会和学习的积极性和主动性没有明显变化，而7.4%的学生认为自己在翻转模式下的学习效果不如传统教学，也就是说，多达88.9%的学生认为翻转教学模式的实施将增加参与学习的机会，学习的积极性和主动性会得到提高。

六、结论

教学实践结果表明，理论力学翻转课堂教学模式不仅有助于提高学生的学习成绩，而且有助于提高学生的学习积极性，培养学生的自学能力、沟通能力和团队合作能力。翻转课堂教学模式的实施有利于提高教学质量。

虽然理论力学课程根据设计的翻转课堂实施方案成功实施了翻转教学，但在实践中也暴露出一些问题。这说明该计划的一些细节仍有待完善，这将在未来进一步讨论。

翻转课堂更多是一种思维方式，即将课堂注意力从教师转移到学生及其学习[7]。因此，教师最关心的应该是如何最大限度地发挥教学效果，而不是陷入教条主义。此外，教师应注意角色的转变，从传统的课堂管理者和知识传播者转变为课堂活动的指导者、促进者和组织者。翻转教学对教师的教学水平和课堂驾驭能力提出了更高的要求。教师需要投入更多的时间和精力。

参考：

[1] 康英安，清尚乐，夏平．基于“卓越工程师”培养的理论力学教学改革思考[J]. 湖南工学院学报（社会科学版）, 2011, 21 (1）: 102 -104.

[2] 张金磊，王英，张宝辉．翻转课堂教学模式研究[J]．远程教育学报, 2012 (4）: 46-51.

[3]董黎明，焦宝聪．基于翻转课堂理念的教学应用模式研究[J]. 视听教育研究, 2014, 255 (7）: 108-113.

[4] 乔纳森·伯格曼，亚伦·萨姆斯。翻转学习：如何更好地实践翻转课堂与MOOC教学[M]. 北京：中国青年出版社，2015.

[5]张向东，程广军，胡文骥．理论力学[M]．第 3 版。重庆：重庆大学出版社教案的理论依据怎么写，2006.

[6] 宋少云．协同学习在理论力学教学中的改革实践研究[J]. 力学与实践, 2013, 35 (3）: 85-86.

[7] 乔纳森·伯格曼，亚伦·萨姆斯。翻转课堂与MOOC教学：即将到来的教育改革[M]. 北京：中国青年出版社，2015.