cheek２０２１年３月第３期
高教论坛
ＨｉｇｈｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎＦｏｒｕｍ
Ｍａｒ．２０２１．Ｎｏ．３基于提升数字化自主学习能力的
两翼翻转混合式在线教学实践
———以《物理化学》课程为例
雷雪峰，马军现kick ass
（电子科技大学中山学院 材料与食品学院，广东 中山 ５２８４０２）
摘要：基于新冠肺炎疫情的影响，学校的教学资源配制及课堂教学环节由线下转为线上，使在线教学成为主导授课方式。然而在实施过程中，师生双方都出现了诸多困扰与挑战，如教师对教学资源的建设和教学策略的选择、学生对新学习模式的适应和有效的自我管理等。为了保障物理化学课程的顺利开展和在线教学效果，建设了以超星泛雅（学习通）和异步ＳＰＯＣ为两翼的平台教学资源；采用轻中度翻转
混合式教学模式实施在线教学，并采取多种策略引导学生积极参与教学活动。实施结果表明学生的数字化自主学习能力得到了明显提升，课堂效果明显。
multiplexer
关键词：在线教学；数字化自主学习；物理化学；翻转课堂；混合式教学
中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１９７１９（２０２１）３００２３０６
作者简介：雷雪峰（１９７７－），女，河南南阳人，博士，副教授，研究方向为混合式教学；通讯作者马军现（１９７６－），男，河南洛阳人，博士，高级工程师，研究方向为高分子材料。
收稿日期：２０２００９２２ 修稿日期：２０２０１０１５
how to be black “互联网＋”教育时代的到来使数字化学习成为一种常见的学习方式。各种快速发展的教育平台为人们提供了越来越多的优质教育资源，灵活的学习方式使人们能够充分利用碎片化时间开展学习，更符合快节奏生活方式的需求。然而，与传统的面授课程相比，完全的在线教育也存在不少弊端：课程资源呈现方式单调、针对性指导缺失、在线参与度不够、不能满足个性化学习需求、学习过程监管不力、学生完课率低等缺陷［１］。２０２０年突如其来的新冠肺炎疫情给在线教育带来了极大的冲击和挑战，在线教学全面取代面授课程，教学形式发生了极大的变化。在不缺少资源、工具、行动的前提下，
如何保障教学质量，使在线教学更有效地发挥作用成为当前面临的主要问题［２］。教师对平台资源及新技术的掌控与应用、对在线教学方法与策略的设计与安排、对学生的管理与考查模式等也成为在线教学热议的主题［３－１０］。本文从在线课程资源建设、教学策略与教学过程设计的角度出发，总结了物理化学课程在线教学的实践，探索全面在线教学的背景下，如何有效提高学生的学习参与度，锻炼与提升学生的数字化自主学习能力。
一、课程基本情况
学院的《物理化学》课程（４０学时）是针对环境工程专业开设的基础课程，该课程同时也适用于需要物理化学知识的生命、食品、医药等专业的学生学习。课程从物理现象和化学现象的联系入手，探求化学变化的基本规律，其内容及研究方法能够为相关行业的生产实践和科学研究提供理论性指导。物理化学课程对学生的逻辑思维、科学素养、实践动手能力等方面的培养起着至关重要的作用，掌握物理化学的思维方法和实验技能是化学及相关行业工作者必备的基本素质。
二、两翼翻转混合式在线教学模式的构建
根据环境工程专业培养计划的安排，物理化学课程开设在一年级第二学期。此节点之前，学生已完成了无机及分析化学、无机及分析化学实验、高等数学Ｉ等前期课程的学习，基本适应了大学课程的教学模式和学习方法，而对关键信息的挖掘和提炼、逻辑思维、对知识的梳理与构建，学习策略的制
定、调节与修正等自主学习能力仍然欠缺，需要在教师的引导下通过不断训练才能得到提升。此外，环境工程专业每班７０人左右，属于大班教学。鉴于以上情况，我们采用轻中度翻转混合式教学开展教学活动，利用超星泛雅自建课程和异步ＳＰＯＣ作为在线教学活动的两翼，采取多种策略提高学生在教学活动中的参与度，训练其数字化自主学习能力。在线教学模式的构建如图１所示：
图１ 两翼翻转混合式在线教学模式
（一）注重资源建设，两翼平台助力数字化自主学习
课程以在线教学为契机，以提升学生的数字化自主学习能力为目的，融合超星泛雅自建课程和中国大学ＭＯＯＣ异步ＳＰＯＣ的资源优势，为学生提供了全面、丰富、多样化的在线资源。其中泛雅平台涵盖了章节内容导图、学习任务单、电子教材、ＰＰＴ、课前测验、微课、习题讲解、拓展资料等多种资源，采用视频、声音、文字、图片等多种形式展现出来，以利于不同学习风格的学生开展自主学习。其优势在于：与课程教学目标、学生学习程度和在线教学设计匹配度高，属于为学生“量身打造”的学习资源；异步ＳＰＯＣ源于中国大学ＭＯＯＣ中的优质课程，其内容经过加工和调整后投入使用。优势在于：为学生提供优质慕课视频，同时保留作业、测验以及论坛的设置与开放模块，以高品质资源和多样化模式保障在线自主学习的质量。泛雅平台和异步ＳＰＯＣ的资源融合互补，织就一张形式丰富、内容全面的知识网，为学生的自主在线学习提供强有力的羽翼（见图２）。
图２ 两翼平台资源建设 （二）依托在线平台，以学定教设计教学活动
依托信息化在线教学平台和工具，如钉钉、ＱＱ屏幕分享等，采用轻中度翻转混合式教学的思路设计在线教学活动。在整个教学设计环节，始终贯穿以学生为主的理念，以学定教，实现精准化的教学设计。
１．课前预习阶段
通过预习任务单和预习指引单引导学生在学习通和异步ＳＰＯＣ上开展自主学习。发布预习小测，对预习效果进行评价，并通过教学平台获取课前反馈，以预习反馈为依据，设计课中在线教学活动。
２．课中集中学习阶段
采用参与式和交互式教学，根据预习反馈的结果安排课堂内容的讲解、例题分析、习题练习和知识总结；通过弹幕互动、讨论、抢答、练习、小测等形式实现课堂翻转，提高学生的课堂参与度，实现知识的内化、逻辑思维、思辨分析、知识应用等能力的提升。
３．课后反刍强化阶段
通过课后作业和章节测验实现学生对重难点知识的反刍强化，以测验互评提升学生对知识的深层次理解及思维视野的立体化拓展，以思维导图训练学生对知识体系的梳理与构建能力。
（三）立足能力提升，多种策略推进学习深度
madthumbs开课前，向学生发布课程教学日历，使学生初步了解课程的内容框架、授课形式及进度安排，为课程的顺利开展做好准备。
１．设计和发布预习任务单、指引单及预习小测
以周为单元，设计和发布预习任务单和指引单。在设计任务单时，注重任务点的选取与表达，从教材中抽出核心知识点作为任务发布，采用“写出”“找到”“汇总”等词汇发布指令，任务具体、明确，并有适当难度，学生需通过查阅教材、ＰＰＴ、观看视频等资源才能找到答案；任务单中列出相应知识点的难易
等级及掌握要求，使学生对知识点的重要性有一个全面、准确的把握，便于对后续课堂活动做好心理预期。为了使学生顺利完成预习任务，达到预期预习效果，在发布预习任务单的同时，给学生提供课前预习指引单。指引单会针对预习内容提出学习建议，提示学生可通过哪些平台、利用何种资源、采用怎样的方式、达到何种程度的学习。
开课前发布预习小测。小测内容一般由两种类型构成：一种是以基础知识为主，紧扣预习任务单中的知识点，重点训练学生对关键信息的挖掘能力，考查对基础知识的掌握情况；一种是针对易出错、易
混淆、易遗忘的难点知识，通过习题给学生“设伏”“挖坑”，引起学生的重视，为课堂活动埋下伏笔。预习小测的设计与发布非常重要。一方面能够使学生检验自己的预习效果，及时发现预习过程中存在的问题，明确课堂学习的重点；另一方面通过学情反馈，教师能够全面、客观地了解学生的预习情况，并据此调整课堂内容，设计课堂活动。
２．根据内容特点及学生预习情况设计课堂活动
混合式教学及课堂翻转思路在线上教学活动中仍然可以采用。课前自主预习、课后内化巩固有助于提升学生的学习深度，也是新形势下混合式教学能够顺利开展的重要保障；课堂集中学习是对学生自主学习效果的强化与补充，是训练和提升学生观察能力、知识应用能力、思辨分析能力等综合素质的点睛之笔。因此，课堂活动的设计非常重要。实践表明，线上集中学习采用直播的方式效果最好。因而《物理化学》课程的课堂活动围绕以下原则进行设计。
（１）基础知识。浅显易懂的知识点线下自学，课堂上点到即止；应用范围较广的知识点通过课堂测验考察掌握情况，并根据课堂小测的结果查漏补缺。
（２）重点、难点知识。根据学情反馈安排讲授内容，分配课堂时间。通过三个环节完成知识点的强化与巩固：采用钉钉课堂直播或根据反馈结果录制的微课实施讲授；围绕反馈的焦点问题，在直播讲解或微课播放的过程中插入师生、生生问答和讨论等交互环节，启发学生思维，引导学生深层次思考，
并归纳总结出正确结论；利用学习通平台，发布课堂练习或测试，检验学生对知识的理解、掌握及运用情况，即时公布测试结果，并开展针对性讲评。
此外，对于重点知识的熟练、掌握和应用，需要通过多次课堂练习和课后作业的方式反刍强化。
３．通过多样化的课堂互动调动学习积极性
在线课堂无法实现师生面对面，因此必须通过多样化的课堂互动帮助教师了解学生的课堂学习状况，带动学生的学习情绪。采用学习通中的问卷调查、抢答、小测验和签到以及钉钉课堂的连麦开展课堂交互，适时了解学习动态，进行学情跟踪；对课堂上表现积极的学生进行多种形式的奖励，如红包、加分、荣誉称号等，并将课堂互动环节与线上成绩挂钩，以调动学生学习积极性，保持学生学习热情。
４．搭建数字化的自主学习环境
在线翻转混合式教学能否顺利开展，与学生的自主学习能力和学习效果密切相关，因此学生数字化自主学习环境的搭建显得尤为重要。为了实现良好的教学效果，从以下几方面入手，为学生创建良好的在线学习环境：
一是为学生提供全面丰富的学习资源。展现多样化的学习内容，满足不同学习习惯和风格的学生开展
各国餐桌礼仪自主学习。
二是充分利用学习通的论坛功能，为学生提供线上互助和交流平台。开放主题论坛，对所学内容及相关题目进行讨论，减轻学生线上学习的孤独感。凡论坛中有同学提出问题，就会有其他同学进行解答，老师则对讨论过程进行点评，对表现积极的同学进行奖励和加分。将论坛互动与成绩考核挂钩，以促使生生、师生互动在论坛中得以有效开展。
三是创建微信群和ＱＱ群。与课程相关的所有通知和资讯，通过微信群和ＱＱ群进行发布，确保学生不会错过，同时也方便学生与教师一对一的交流和沟通。
四是及时布置课后作业和练习。与传统线下课程相比，《物理化学》课程的线上作业多以选择、填空、判断的形式出现，具有题量少、频率高的特点。其优点在于作业可以通过学习通平台发布，学生完成后可以立刻获取成绩，能够及时发现学习中的存在问题并及时解决；同时，作业量不会消耗学生过长的时间，给学生带来过大的负担，且能够让学生经常惦记这门课，实现不间断学习。章节教学内容完成后，将作业和综合测验在异步ＳＰＯＣ上发布，同时开展作业互评，强化学生对知识的理解和掌握，开阔解题思路。
五是对于课程难点和重要习题，录制微课，在学习通平台发布，供学生反复观看，满足不同层次的同学按照自己的节奏开展学习和复习。
三、两翼翻转混合式在线教学的实施
根据上述两翼翻转混合式在线教学的构建模式，以“热力学基本概念”为例，介绍课程在线教学的实施情况。
（一）课前预习
课前以ｗｏｒｄ的形式发布预习任务单及预习指引单，本节具体内容如表１所示。将学生需要预习的部分以任务点形式列出，通过任务单明确告知学生需要预习哪些内容、需要寻找哪些问题的答案；同时通过预习指引单对学生的预习过程进行引导，告知在预习过程中可以利用的平台、资源和方法。通
过多次强化训练，逐步养成课前预习习惯，提升自主学习能力，包括对关键信息的挖掘、知识体系的梳理与应用、逻辑思维能力等。
课前发布预习小测，根据学习通的学情统计，整理反馈信息，掌握学生的预习情况。本节预习小测的反馈信息见图３。在预习反馈中，正确率最低的
是习题３，反映的是知识点３中“状态与状态函数的关系”；其次是习题４，反映的是知识点６中对功和热的理解。反馈信息显示，作为本节重点的知识点３和６，有较大比例的学生通过课前自主学习后，需要教师在集中学习时做针对性讲授，给予点拨并加强练习。
表１ 预习任务单及预习指引单内容示例
预习任务单内容
任务点１：系统与环境（自学，掌握程度：理解）
找答案：１）什么是系统？什么是环境？２）找出三种不同类型的系统，说出各系统的特点。
任务点２：系统的性质（自学＋课堂，掌握程度：理解、记忆）
找一找：１）什么是系统的性质？２）找出系统性质的两大分类，并列出各类性质的特点。
任务点３：状态与状态函数（重要！自学＋课堂，掌握程度：理解、记忆、联系、应用）怎么提高自己的口才
找答案：１）状态与状态函数是什么关系？２）找出状态函数的特点并汇总在一起，你能找到几点？
任务点４：热力学平衡态（自学，掌握程度：理解）
写出热力学平衡态包含的四类平衡。
任务点５：过程与途径（自学＋课堂，掌握程度：理解，应用）
找一找：逐条列出教材中提及的特殊过程，并注明过程的特点。
任务点６：热与功（重要！自学＋课堂，掌握程度：理解、记忆、联系、应用）
找答案：１）说出热与功的定义，并写出其符号；２）举个栗子，解释热与功的正负号的含义；３）写出体积功的计算公式；４）对于“热与功都是途径函数”这句话，谈谈你对“途径函数”的理解，说一说途径函数和状态函数的区别。
预习指引单内容
１）通过在学习通上阅读电子教材、查看ＰＰＴ、阅读拓展资料，在异步Ｓｐｏｃ中观看慕课视频，完成上述知识的预习。
speaker是什么意思２）在观看慕课视频时，可以随时暂停，待理解页面内容后再继续进行。
３）每完成一项，可在该项前面打勾。
４）本节内容较多（６项），可采用思维导图或知识结构图等形式联系与汇总知识点。
５）完成学习通上的预习测验，记下预习过程中的疑难问题，去论坛提问，看看能否得到解答？
（说明：标题括号后的“掌握程度”是指经过预习和集中学习后，最终应达到的学习程度。预习时大家量力而行即可。）
图３ 预习小测的学情反馈 （二）课中翻转
以课前预习反馈为依据，安排课堂内容，设计课堂活动。本次课堂活动设计如表２所示。由于“热力学基本概念”为课程前期讲授内容，因此课堂上主要通过引导的方式训练学生的学习能力，如引导学生采用思维导图的方式梳理知识脉络，通过练习题训练逻辑辨析能力，进行习题解析引导学生重视思维的严谨性。
（三）课后反刍
课后，教师在学习通平台发布作业，通过课后复习和作业，帮助学生实现知识内化。学生提交作业后，平台的成绩统计功能会显示整个班级的作业完成情况及习题解答的正确率。教师根据作业完成情况，将易错习题整理，录制成微课推送给学生，方便学生在线上巩固和完善知识体系。和本节内容相关的课后作业统计情况如图４所示。由统计结果可知，虽然课后作业比预习小测难度大，但习题的正确率却有了显著的提升，学生的平均成绩达到８３分。说明在两翼资源的辅助下，借助多维策略实施翻转课堂，确实起到了良好的教学效果。
表２ 课堂活动设计示例
课堂内容
１．梳理任务点２：系统的性质
２．讲解任务点３：状态与状态函数
３．梳理任务点５：各种特殊过程及其特点
４．讲解任务点６：热与功
学习目标
１．知识掌握和应用：掌握状态函数的特点及分类（即性质的分类）；掌握状态与状态函数的关系；掌握热和功的性质及特点；牢记体积功的计算公式；熟悉各类特殊过程及其特点；能够应用以上知识点分析解决实际问题
２．能力训练和提升：通过思维导图训练总结归纳的思维方式和能力，通过练习和测验训练观察能力、思辨分析能力和知识的应用能力
流程设计
经济开发区英文
１．签到，介绍学情反馈根据学习通的学情反馈将课前预习中的问题汇总并展示组织形式：学习通＋钉钉直播；时间分配：２分钟
２．关键点讲解以思维导图的形式展示课堂内容框架；重点解析知识点３和６组织形式：钉钉屏幕共享＋Ｘｍｉｎｄ遍历模式；时间分配：１５分钟六一快乐英文
３．针对性训练针对状态函数、过程及功等知识点发布课堂练习题组织形式：钉钉屏幕共享＋ＰＰＴ；时间分配：８分钟
４．课堂互动针对习题，结合知识点中的疑点、难点进行生生讨论、教师引导互动组织形式：钉钉弹幕＋连麦；时间分配：１０分钟
５．习题解析将习题与知识点逐一“对号入座”，分析讲解
组织形式：钉钉屏幕共享＋ＰＰＴ＋手写板；时间分配：６分钟
６．总结
梳理、关联本节知识点，总结易错点，发布线下作业
组织形式：钉钉屏幕共享＋Ｘｍｉｎｄ；时间分配：４分钟图４ 课后作业成绩统计
四、总结
在师生因疫情影响不能返校、无法开展正常教
学的情况下，以泛雅（学习通）和中国大学ＭＯＯＣ两大在线教育平台为依托，创建两翼在线教学资源，采用轻中度翻转混合式教学模式开展在线教学活动，通过多种策略提升学生的课程参与度，训练并提升其数字化自主学习能力。结课后，对实施在线教学的２０１９级环境工程专业ＡＢ班的学生进行了调查问卷，结果如表３所示。问卷显示，学生对课程资源高度认可，９２．８％的同学认为课程资源可以满足个性化学习的需求，自主学习能力和数字化学习能力得到提升，而且其他多方面的能力也得到明显提高；有８７％的同学认为在课程中形成的学习习惯和学习方法有助于今后的学习和工作；有７６．８％和７８．３％的同学认为，与传统课堂相比，物理化学的在线教学提升了学习参与度和学习主动性。说明线上教学采用两翼翻转混合式教学模式能够明显提升教学效果。另一方面，后两项数据低于其他项目的数据，同时也说明线下课堂仍然具有不可替代的重要作用。在线课堂由于缺乏师生面对面的沟通和交流，缺乏激发学生主观能动性的氛围，不利于教师的监管。但疫情影响下，传统的线下课堂再也不可能回到过去，线下与线上相结合的混合教学方式，将成为未来实施课堂教学的有效途径，因此两翼翻转混合式教学在未来的教学实践中依然具有参考和借鉴价值。
