翻转课堂下高校专业概论课程的线上教学探索

岳丹 揣雅惠 宦克为

摘  要：高校专业概论课程属于学科启蒙课程，在大学教学体系中占有极为重要的地位，对学生的培养起着至关重要的作用。现代光电子成像技术概论作为光电专业最有特色的专业概论课程之一，对于瞄准、告警、测绘以及航天遥感、高速摄影和弱光探测等具有重要的实用意义。文章以现代光电子成像技术概论课为例，探讨在翻转课堂环境下高校专业概论课程的线上教学模式，为高校专业概论课程教学提供一种更加高效实用、充满趣味的教学方法及模式，以增强概论课的实际教学效果。

关键词：翻转课堂;高校专业概论课;线上教学

中图分类号：G640 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）09-0103-04

Abstract： As an enlightenment course， the major introduction courses in college occupy an extremely important position in the teaching system and play a key role in the cultivation of students. Introduction to Modern Optoelectronic Imaging Technology is one of the most distinctive introduction courses for optoelectronics majors. It has important practical significance for sighting， warning， surveying and mapping， aerospace remote sensing， high-speed photography， and low-light detection， etc. Taking the course Introduction to Modern Optoelectronic Imaging Technology as an example， we discuss a different online teaching mode for the major introduction course in college in a flipped classroom environment， and provide a more efficient， practical and interesting teaching method for the introduction course of majors to enhance the actual teaching effectiveness.

Keywords： flipped classroom; introduction course of majors in college; online teaching

一、线上教学对传统课堂教学的冲击

传统的课堂教学受到空间的局限性，教师所教以及学生所学都是有限的。传统课堂的教学模式更多是以老师、书本以及课堂为中心，教师按照固定模式根据教材进行教学，教学内容、方法及步骤都是事先安排好的，教师向学生传播知识更多是一种单向广播模式，学生的学习状态多是一种被动的灌输式学习。这种传统教学方式的缺点是显而易见的，学生作为整个教学过程中的认知主体，在教学活动中却始终处于被动接受知识的地位，同时这种单向广播式的教学方式会导致学生学习的主动性被忽视甚至被压抑。这种传统课堂教学方式已经满足不了培养现代化高素质复合型人才的需求。

随着互联网技术及人工智能技术的兴起与发展，这些先进技术不断冲击并改变人类的生活方式。在教育教学领域，人类获取知识的渠道和方式也受到了科技的挑战：知识传递的方式颠覆了传统的教学和学习方式，多向互动模式取代了传统的单向广播模式。这种知识传递方式的改变必然导致大学教师的身份、角色进行转型：传统教学模式下教师是知识的传授者，现在教师成为学生学习活动的设计者和组织者，大学中的师生关系已经形成一种新型的所谓学习伙伴的关系。同时，慕课的出现打破了传统课堂的时空局限性，通过把课程大规模搬到网上，实现与学习者知识共享，使得上课不只局限在大学课堂上进行，这对教育资源的垄断性也提出了挑战。同时，慕课打破了现有教育模式固有的封闭性，更加注重以学生为课堂主体，注重以学生学习主动性为根本，提高学生学习兴趣，同时注重学生对教学效果的评价。

因此，要面对科技带来的这一系列挑战，大学教育教学改革是势在必行的，在进行教学模式多样化探索的同时，还要鼓舞教師积极参与线上教学，努力提高线上教学质量，尤其是要引导教师将线上教学与传统线下教学结合起来，以迎接科技飞速发展对教育行业带来的巨大冲击。

二、高校专业概论课程采用线上教学的优势

高校专业概论课程作为一门学科启蒙课程，其目的在于加强学生的专业认识、提高学生的专业兴趣及完善学生的学习规划。因此，在教学设计上要求教学内容要全面、新颖、形象，教学方式要生动，以培养学生兴趣为主线，以培养学生能力为核心，要多些特色、多些实践、多些思考、多些讨论。

互联网高校教育模式的蓬勃发展，为广大师生提供了诸多高质量的教学资源。目前，线上教学的主流方式有慕课、微课和移动学习等，其中慕课由于其免费、自由的特性受到广泛青睐。2011年至今，斯坦福、哈佛、剑桥等全球各大知名高校陆续开出自己的“慕课”，并建立了各种慕课联盟。我国高等院校作为在线教育发展的中坚力量，积极参与在线开放课程的建设，其中不乏以北大、清华为首的众多名牌大学，所建设的344门课程成功入选了国家级精品在线开放课程，占整个精品在线开放课程的70%，其中更有院士、长江学者等专家教授领衔授课的课程入选。

线上教育通过把课程教学与信息化平台相融合，利用线上丰富的教学信息资源，能够把枯燥、抽象的理论以生动活泼、时尚现代的形式展现出来，非常适合高校专业概论课程的教学需求，能极大增强课程趣味性，提高课程教学吸引力，更好地引导学生加深加强对学科专业的认知以及尽早明确个人发展规划。因此，对高校专业概论课程开展线上教学是有显著优势的。

三、现代光电子成像技术概论线上教学

（一）现代光电子成像技术概论课程介绍

享有“中国光学英才摇篮”美誉的长春理工大学，是一所以光电技术为特色，光、机、电、算、材相结合为优势，工、理、文、经、管、法、艺多学科协调发展的吉林省省属重点大学。理学院电子科学与技术专业自2001年以来一直为省级重点学科，2008年认定为国防特色学科，2018年认定为吉林省特色高水平一流学科现代光电子成像技术概论作为电子科学与技术专业最有特色的专业概论课程之一，内容涉及X线及短波辐射成像、紫外线成像、可见光成像、微光成像、红外成像、微波成像、遥感成像、高速摄影摄像、光子计数成像和医疗成像等现代光电子成像器件和系统技术。这一高新技术，对于瞄准、告警、测绘以及航天遥感、高速摄影、弱光探测等，具有重要实用意义，掌握现代光电子成像技术也成为了从事相关领域科研、教学、生产和应用人员的基本要求。同时该课程知识更新速度快、学习媒介方式多，教授方式与多媒体技术关系密切，因此非常适合开展线上教学设计的改革与创新。

2020年突发的疫情，导致传统线下教学无法正常开展，我院多门专业课程紧急开展线上教学，实践验证了线上教学的可行性。但通过对我校理学院相关专业课程的“线上教学”模式现状进行调研、走访，发现目前线上教学情况，大多以视频、PPT的方式传播，这种在线课程仍然以教师讲授为主，对学生而言，这种模式仍然是传统教学模式的翻版，只不过信息传输的媒介变成了互联网。同时目前高等教育的主体对象已经是2000年以后出生的孩子，生在互联网时代的他们其学习手段及学习方法越来越多元化，在学习过程中更加追求学习互动及自身个性化学习。显然这种披着“互联网”外衣的“填鸭式”传统教学不能满足当代培养复合型个性化人才的需求。

（二）翻转课堂模式在现代光电子成像技术概论课程线上教学中的应用与实践

为进行高校专业概论课程“线上教学”模式的改革，满足当前受教育主体的个性化学习及互动需求，我们以2019级电子科学与技术专业创新班作为试点，选择现代光电子成像技术概论共32学时的课程内容作为线上教学模式改革的素材，进行翻转课堂环境下线上教学模式的实践与探索。所谓“翻转课堂”模式，也称为“颠倒課堂”，通过重新调整课堂内外的时间，将学习的主动权从教师转移给学生，教师不再占用课堂的时间来讲授信息，而将课堂变成教师与学生之间及学生与学生之间互动的场所，规避披着“互联网”外衣的“填鸭式”传统教学，最终形成一种更加生动形象、能充分激发学生兴趣、培养学生专业素养的高校专业概论课程线上教学模式与体系。

教学过程中必不可少的3要素为教师、学生及课堂，教师是主导，学生是主体，课堂是教师为学生提供的一个交流合作的平台及空间。而作为线上教学，课堂是利用教学软件搭建的。目前，清华在线教育办公室研发了一项用于教学的新技术，称为“雨课堂”，它通过慕课平台及“学堂在线”可以辅助教师实现混合式教学，利用微信服务号，可完成课上扫码签到、实时答题、答疑弹幕、数据分析等功能。通过雨课堂这一智慧教学软件，教师能够将带有慕课视频、课前小测试及语音等课前预习课件发送到学生手机端，学生可以利用手机开展课前预习，在课中学生还能进行实时在线答题及与老师进行弹幕互动等。雨课堂科学地覆盖了课前、课中、课后的每一个教学环节，能帮助教师完成对教学全周期的数据采集工作，从课前预习、课堂互动、课后作业等各个层面，量化分析学生的学习情况，实现精准教学，满足学生个性化学习需求。因此，在本次教学实践中主要利用雨课堂开展线上教学空中课堂的搭建。而要在线上教学模式中融入翻转课堂，实现以学生为主体教学模式，就要让学生积极参与课堂、参与讨论。腾讯会议是腾讯云旗下的一款音视频会议产品，于2019年12月底上线，具有300人在线会议、全平台一键接入、音视频智能降噪、背景虚化和锁定会议等功能，能提供实时共享屏幕、支持在线文档协作，非常适用于大规模线上讨论的需求。因此，在此次高校专业概论课程线上教学的实践中，我们主要利用雨课堂构建课堂主体，同时结合腾讯会议实现翻转课堂教学模式，保证教师与学生之间、学生与学生之间的实时互动。具体的“线上教学+翻转课堂”的教学模式及实施过程如图1所示，主要分为课前环节、课中环节及课后环节。

在课前环节中，我们针对单个知识点均制作了大致15分钟到20分钟慕课视频，并利用雨课堂软件提前发布，学生通过手机端开展课前预习;同时，在发布的课件中设置知识点闯关环节，学生在观看完一个慕课视频后，必须完成知识点小测试，才能进行下一个慕课视频的学习。例如，以像管的成像原理知识点制作了慕课视频，其中利用动画、字幕等剖析像管的结构及各部分工作原理，提供了更为生动的教学内容。

在课中环节，按照一节课45分钟进行安排，利用雨课堂结合腾讯会议展开线上教学。课中以学生为主角，教师检测课前学习成果为主，以完成知识的内化过程，教学环节包括：

课题简述：教师利用5分钟时间带领学生回顾发布的预习课件中的相关内容，在此基础上引出提出本次课题的讨论课题。

小组讨论：教师将全班学生分成几个小组，每组指定一位组长，以小组为单位开展思考题的讨论，时间控制在10分钟，重点理解课题内容与基本知识点。

班级讨论：由教师组织全班进行讨论，时间控制在20分钟。在讨论过程中教师要对课堂整体进行把控，对学生分析问题的思路进行总结，在学生讨论发散太远时进行收敛，掌控整个讨论过程的走向。

评价与总结：在课堂结束的最后10分钟，教师要对知识点进行梳理与课题总结，对解决问题的方案进行概括。

例如在像管的成像原理这个知识点时，首先利用雨课堂软件给出简要的课堂前言，讲述像管的各部分组成结构，播放像管的实物视频及剖面结构动画，明确该次课堂的教学主题，提出讨论题：像管各部分组成结构及工作原理。在引出主题的基础上，利用腾讯会议软件首先展开小组讨论，理解本次课题内容与基本知识点，然后开展全班讨论，学生若认真进行了课前慕课学习，都能准确给出像管的主要部分及每个部分的工作原理。讨论结束后，由教师对知识点进行总结与梳理，完成知识点的内化。同时利用雨课堂给出课后练习及测试以帮助学生完成知识的巩固及内化。比如，请学生根据像管的成像原理，设计出性能更好的微光夜视系统。学生们积极动脑，在像管基本的成像原理基础上设计出了各种各样新奇的微光夜视系统。

（三）线上教学的教学效果评价

首先从课堂气氛来看，在利用雨课堂结合腾讯会议组织的线上课堂上，学生回答问题十分踊跃，小组讨论时气氛非常热烈，专题报告也十分精彩;同时，学生的课堂参与度大幅度提升，从课前的预习环节到课中的各个讨论及互动环节，再到课后测试及拓展训练环节，学生均能积极参与;通过课前、课中及课后各个环节，提高了学生的自主学习和实际分析解决问题的能力，充分激发了学生的学习兴趣，让学生成为了课堂真正的主人。同时，我们制定了调查问卷，从评价学生在课程前后对本专业概论课程的相关知识、态度、能力及期望的变化，来开展学生对“线上教学+翻转课堂”的教学满意度评价。从最终的调研结果来看，“线上教学+翻转课堂”的教学模式改革取得了比较显著的效果，学生对这种新颖的线上教学方式充满兴趣，通过动画、影视等多媒体资源，教学内容更形象生动，学生能很快地理解专业知识，教师能较快地将学生引进学科大门，加强学生对专业学科的认知，帮助学生尽快明确未来的发展方向。

四、开展翻转课堂下线上教学模式需注意的几个问题

线上教学的诸多优势非常适合高校专业概论课程的教学需求，而翻转课堂模式又能满足当前受教育主体的个性化学习及互动需求。但要获得较好的教学效果，在实施案例教学过程中，还需要注意以下几个问题。

（一）教师要注重提高自身综合能力及把握好自身

定位

教师要注重提高慕课视频制作水平，完善针对单个知识点的慕课。在课中的评价与总结环节中，教师的总结要有明确的导向性，要明确告知学生理论知识的掌握及实践能力的训练应达到什么样的水平，要着重注意提高哪方面的能力，在此基础上提出课后思考题，为后续课程内容的学习做好一定准备。同时，教师要注重提高自身的业务水平及管理能力等，完善和提高对课上各个环节的设计和掌控能力。翻转课堂环境下，最难的是教师身份的转变。教师要把握好自己的定位，不再是一味地讲解知识而是设计课堂、组织课堂，要将学习的主动权转移给学生，注重提高学生学习的主体性和主动性。

（二）注重学习过程中的考核评价，消除可能出现的“边缘人”学生

在教学过程中，要注重建立评价学生掌握知识程度和应用知识能力的多元考核办法，提高考核评价环节的客观性、可靠性及全面性。比如，本教学实践中采用的考核机制：课前预习时长（10%）+课前闯关小测试（10%）+课堂报告（10%）+课堂线上测试（10%）+课后作业（10%）+期末考试（50%）。考核涵盖了课前、课中及课后的多个方面，使考核评价更加趋于公平及合理。同时，作为过程性评价重要依据的各种测试和活动，还会起到激励学习的作用，督促学生主动学习。同时，有助于教师尽早发现“边缘人”学生，针对“边缘人”学生尽快调整教学设计方案，尽量让所有学生全部参与进来，真正让学生成为课堂的主人。

（三）教学效果评价不仅仅来自学生

教学效果评价要全面，不仅要注重收集学生对教学效果的评价，教师还要注重评估课堂的实际教學效果。学生对教学效果的评价可以从是否听懂知识点、从课堂中学到了什么知识、小组讨论及全班讨论参与度如何等方面加以总结。授课教师对于教学效果的评估可以从课程组织过程是否顺利、课堂时间安排是否合理、课程教学目标是否达成等方面展开。通过课后填写反馈意见表及时开展教学效果评价，充分结合教师和学生的双向反馈意见，及时调整教学模式，更有利于教学模式的改革与创新。

五、结束语

科技领域产生的重大突破正在深刻影响着人类生产生活的方式，在备受瞩目的教育领域里，网络教育也得到了迅猛地飞速发展。随着网络教育资源的不断丰富与领域的逐渐扩大，其对中国传统的课堂教学也产生了较大的冲击和深远的影响。要面对科技带来的这一系列挑战，大学教育教学必须进行改革。高校专业概论课程属于学科启蒙课程，在大学教学体系中占有极为重要的地位，对学生的培养起着至关重要的作用。线上教学拥有丰富的网络资源，能够将抽象、枯燥的理论以生动活泼、时尚现代的形式展现出来，非常适合高校专业概论课程的教学。但目前的线上教学，仍以视频、PPT的方式传播，这种模式的本质仍然是传统教学模式，只不过将信息传输的媒介换成了互联网。本文在翻转课堂环境下讨论高校专业概论课程的线上教学模式，以现代光电子成像技术概论课程为例，开展全新的线上教学模式探索与研究。在线上教学过程中引入了翻转课堂教学模式，通过课前、课中、课后三个环节分别进行教学模式的改革与实践，充分激发学生的主动学习能力，提高了学生的学习积极性，教学效果显著，有效地规避了披着“互联网”外衣的“填鸭式”传统教学，最终形成了一种生动形象、充分激发学生兴趣、培养学生专业素养的高校专业概论课程线上教学模式。

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