基于微课的水文水利计算课程翻转课堂教学创新模式探讨
李继清
[摘 要]借助现代教育资源，翻转课堂能充分地调动学生学习的积极性、主动性和灵活性。翻转课堂教学模式对大学专业课教学改革有一定的指导意义。微课作为一种新型的教学方式，对翻转课堂的实施起着有效的促进作用。基于微课视频的水文水利计算课程翻转课堂的教学新模式，涉及设计洪水过程线学习的课前准备、课堂设计和课后总结环节。水文水利计算专业课程翻转课堂教学模式对大学专业课教学及学生学习具有促进作用，也为高校水文专业教学改革提供了参考。
[关键词]翻转课堂；微课视频；教学创新模式；水文水利计算
[中图分类号] G642.421 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）07-0045-03
随着互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，网络开放课程应运而生，使每个人都可获得同等的教育资源和机会，也使得碎片化的移动学习成为未来学习方式的主流。自2012年教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）》[1]以来，各高等院校纷纷利用现代信息技术，建立以学生自主学习为主、教师辅助为辅的教学新模式，通过启发、讨论和探究等新的教学手段，创新教学评价体系，从而提高教学质量。在此背景下，传统课堂教学面临着巨大挑战，改革传统课堂教学模式刻不容缓。翻转课堂正是变革传统课堂教学模式的一种有效途径。翻转课堂教学模式可以将信息技术与传统授课融合成一体，实现教育发展规划的信息化目标。微课以在线视频的形式，可灵活地让学生随时或反复观看，有效解决学生的个性和差异问题。因此，微课与翻转课堂相结合的教学模式越来越受到各高校教师的关注。[2][3]
随着行业国际化的发展和新的就业形势，社会对高校水利专业的教学模式也提出了新的要求，需要深入探讨水利相关专业课程新型的教学模式。水文水利计算课程是水文水资源工程专业的一门专业核心基础课程，主要介绍水利工程设计过程中水文计算和水利计算的相关内容，供国民经济各部门和水利工程建设的规划设计、施工建设和运行管理等不同阶段使用。本文依托作者参加第二届全国高校微课比赛的在线视频，对水文水利计算课程的部分教学内容采用翻转课堂的教学新模式，该模式涉及设计洪水过程线学习的课前准备、课堂设计、课后总结几个环节，并进一步阐释了水文水利计算专业课程翻转课堂教学模式对大学专业课教学及学生学习的促进作用，旨在为高校水文专业课程的教学改革提供参考。
一、微课及翻转课堂简介
（一）微课
微课主要以视频为载体，它记录教师在课堂教学过程中，针对某个知识点或某个教学环节而开展的教与学的活动过程。视频一般为5～20分钟。微课是短小精悍的短视频课件，而不是课堂实录，也不是简单的教学成果展示。
（二）翻转课堂
翻转课堂也称反转课堂，英文名称为Flipped Class？鄄room，最早的探索者是孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗。最初他制作教学视频，用来为侄女和侄儿辅导数学功课，后来又将视频上传到You Tube网站，让更多有需求的孩子享受该辅导资源。在翻转课堂模式下，教师可根据教学内容，重新调整课堂内外的时间，并就某些重点或难点，制作相应的若干个5～15分钟短视频，要求学生课外观看学习并完成作业，课堂上让个别学生讲述某些知识点，教师此时与学生面对面辅导、答疑、讨论的一种创新教学模式。[4]它在課堂上将学习的主动权和决定权从教师转移到学生身上，并从形式上完全颠覆了传统意义上的课堂教学模式。
翻转课堂模式下，学生首先接受和获取知识，即在教师的指导下，利用课余时间自学大部分理论知识。上课时间则是学生进行知识吸收和内化，与教师进行互动，学生可以就自学遇到的疑点进行提问，教师给予答疑和指导，还可考查学生对知识的理解和应用，以进一步对学生所学知识进行巩固。此外，还可以对专业知识的理解、应用、自己的学习心得等进行交流。传统的教师主讲的课堂，此时变成学生更深层次的学习和消化知识的场所，从而达到了更好的教学和学习效果。[5]
（三）基于微课的翻转课堂
近年来，高校生源数量下滑，学生素质水平也相应下降，导致学生缺少自主学习的动力。平时，学生课前很难主动想到要先预习上课内容，课堂上被动接收完教师讲授的知识，课后完成教师布置的作业，课间和课后很少向教师提问，更谈不上课余主动利用网络或其他资源来巩固和拓展相关知识了。基于此，结合翻转课堂强调事先设计性，笔者利用笔者参加微课比赛录制的课程视频，合理利用信息技术，构建网络化教学环境，重新组织教学知识点，按照获取知识→消化知识→总结应用知识的顺序组织课堂的各项资源，翻转了传统教学中的师生角色，以实现线上和课堂学习的互补，提高学生学习的效率和能力。
二、课前准备
本次翻转课堂利用的微课素材是笔者参加全国高校微课比赛的视频，具体教学内容为“设计洪水过程线推求”，节选自水利工程一级学科下的水文水资源工程本科专业的专业基础必修课程——水文水利计算，具体知识点是第四章“由流量资料推求设计洪水”中第三节“设计洪水过程线”内容。笔者通过精心组织，认真备课，充分合理运用多媒体、录像、录音、动画等各种现代教育技术手段及设备设计课程，录制成12分钟的短视频，并配套有多媒体教学课件、教学设计文本、习题作业和拓展资料等辅助材料。本部分的教学目标是让学生掌握典型洪水过程线的选择和它的两种放大方法：同倍比放大法和同频率放大法。教学重点是典型洪水过程线的两种放大方法。教学难点是同频率放大法，针对该难点，配有带计算图表的实例讲解。结合这部分教学内容的特点，提前一周布置给学生，并对教学内容划分为典型洪水选择原则、同倍比放大法、同频率放大法和两种方法对比四个部分，将全班学生分成了相应的四个小组，每组对应的不同专题内容，要求学生针对专题在课前进行相关知识的学习，制作PPT，并给学生提供了微课视频的网络连接（http：//weike.enetedu.com/play.asp？vodid=173517&e=3）。各组学生通过微视频学习的方式，能够根据自己对知识的掌握程度和实际需要，借助视频学习的优势，反复观看，解决自己的难点问题，巩固和运用这部分知识。提前学习该部分内容和制作汇报PPT的过程，可以帮助学生更加系统和深入地学习和理解课程对应的分组知识点，还可以促进学生的总结分析和扩展思维。
三、课堂设计
在深入研究本校学生学习习惯的基础上，笔者结合水文水利计算课程自身特色，借鉴已有的较为成熟的翻转课堂教学模式，利用《设计洪水过程线推求》视频，对该部分授课内容的课堂教学模式进行改革和设计，提出相对科学且操作性强的基于微课的翻转课堂教学模式，见图1。课堂上，四组学生分别选派代表，对其专题内容的PPT进行讲解，教师针对每组学生的讲述，给予及时点评和补充。此次，基于微课的翻转课堂教学模式下，教师不仅要在课前备好课，还要事先将微课视频的网址给学生，将完整的教学大纲、课件、微课视频、习题、参考资料等上传至网络平台，发布学习任务，并借助QQ群和微信群及电话，并适时与学生在线互动或电话短信，解答学生所提问题，记录相关情况。上课时间则重点是补充和详解难点，解答学生的问题，引导学生学会学习，理顺知识点之间的衔接，组织学生观摩或点评其他学生的作业，实现共同进步。课后时间主要是客观地评价学生作业，利用微课视频中提供的拓展资料，帮助学生进一步拓展专业知识，提高自学能力。
四、课后总结及效果分析
此次尝试的基于微课的翻转课堂教学模式，学生起着主体作用。课前，学生根据教师的指导和分组，查阅资料并观看微课视频，并尝试自行完成相关的作业；上课时，则针对在自学过程中遇到的困难和问题，与教师和同学探讨，加深对相关知识的理解，并可就初步完成的作业进行交流，进一步促进知识的吸收和内化。在与教师和同学交流、探讨的过程中，学生也能学习到他人的学习方法和技巧，博采众长。本次翻转课堂中，学生针对设计洪水过程线的典型洪水洪量的计算方法、设计时段时间节点的确定、典型洪水选择的洪峰位置等问题，进行了热烈而有序的讨论，取得了良好的效果。同时，让学生走上讲台去授课，促进了学生对知识的全方位掌握，锻炼了学生的自学能力，也激发了学生的创新意识（课后有学生在上交的总结中写道：“有想要去发掘点书本上没有的知识的冲动。”），同时，还让学生体会到教师的辛苦（有学生在上交的总结中写道：“虽然事先做了充分准备，可在讲台上还是纰漏百出，课不是人人都能讲的。”）。
微课网址中附带的课后习题和拓展资料，可以进一步巩固和带动设计洪水分析计算的学习，有助于学生开放思维。课后教师结合课前学生学习、课堂表现、提交的作业以及课后总结给予总评成绩，若学生还存在疑点，则可以利用移动网络微课资源再次复习，并完成教材中的习题作业，巩固知识。但在实际应用中仍存在一些问题：第一，如何了解学生课前是否进行有效自主学习；第二，翻转课堂的效果促进作用程度的差别，比如聽课的学生可能持有怀疑态度，使听课的效率降低不少；第三，不是所有的学生都适应翻转课堂教学模式[6]，特别是学习上习惯被动接受的学生非常不适应翻转课堂模式；第四，对于专业课课程是否可以全程采用翻转课堂模式，还有待深入研究和验证。
五、结语
基于微课的翻转课堂从根本上颠覆了传统课堂的“教”与 “学”模式，为学生提供了全新的个性化学习支持，可以充分调动学生学习的积极性和主动性，学生能根据自身的知识接收、消化和理解能力的实际情况，自由确定观看微课的时间和进度，并总结学习过程中遇到的各种问题，增强了学生学习的主动性和积极性。并且，这种课堂教学模式也可为分层教学提供基础，有利于教师在课堂上对学生讲解过程中的不准确、错误或不当的地方进行有针对性的讲解、指导和答疑，做到因材施教。需要注意的是，实施基于微课的翻转课堂时，需要注意引导学生充分利用这种教学模式的优势和对学生创新意识的培养，同时，也要求教师在组织网络教学资源制作微课时，要兼顾实用性和趣味性，以更好地吸引学生和调动学生参与的积极性。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 教育部.教育信息化十年发展规划（2011-2020年）[DB/OL].http//www.edu.cn/zong_he_870/20120330t20120330_7
60603_3.shtml.2012-05-06.
[2] 孙鹤立，黄健斌，王鹏，等.微课在工科本科课堂教学中的应用初探[J].计算机教育，2014（21）：17-20.
[3] 张明昕.微课与翻转课堂浅谈[J].大学教育，2013（12）：29-30.
[4] 刘锐，王海燕.基于微课的（翻转课堂）教学模式设计和实践[J].现代教育技术，2014（24）：26-32.
[5] 辛颖，郭兴凤，陈复生.基于微课的翻转课堂在高校专业教学中的应用初探[J].河南工业大学学报（ 社会科学版），2015（4）：122-125.
[6] 毛烨，许建林.基于微课的翻转课堂教学模式设计[J].软件导刊，2016（1）：195-196.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]借助现代教育资源，翻转课堂能充分地调动学生学习的积极性、主动性和灵活性。翻转课堂教学模式对大学专业课教学改革有一定的指导意义。微课作为一种新型的教学方式，对翻转课堂的实施起着有效的促进作用。基于微课视频的水文水利计算课程翻转课堂的教学新模式，涉及设计洪水过程线学习的课前准备、课堂设计和课后总结环节。水文水利计算专业课程翻转课堂教学模式对大学专业课教学及学生学习具有促进作用，也为高校水文专业教学改革提供了参考。
[关键词]翻转课堂；微课视频；教学创新模式；水文水利计算
[中图分类号] G642.421 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）07-0045-03
随着互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，网络开放课程应运而生，使每个人都可获得同等的教育资源和机会，也使得碎片化的移动学习成为未来学习方式的主流。自2012年教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）》[1]以来，各高等院校纷纷利用现代信息技术，建立以学生自主学习为主、教师辅助为辅的教学新模式，通过启发、讨论和探究等新的教学手段，创新教学评价体系，从而提高教学质量。在此背景下，传统课堂教学面临着巨大挑战，改革传统课堂教学模式刻不容缓。翻转课堂正是变革传统课堂教学模式的一种有效途径。翻转课堂教学模式可以将信息技术与传统授课融合成一体，实现教育发展规划的信息化目标。微课以在线视频的形式，可灵活地让学生随时或反复观看，有效解决学生的个性和差异问题。因此，微课与翻转课堂相结合的教学模式越来越受到各高校教师的关注。[2][3]
随着行业国际化的发展和新的就业形势，社会对高校水利专业的教学模式也提出了新的要求，需要深入探讨水利相关专业课程新型的教学模式。水文水利计算课程是水文水资源工程专业的一门专业核心基础课程，主要介绍水利工程设计过程中水文计算和水利计算的相关内容，供国民经济各部门和水利工程建设的规划设计、施工建设和运行管理等不同阶段使用。本文依托作者参加第二届全国高校微课比赛的在线视频，对水文水利计算课程的部分教学内容采用翻转课堂的教学新模式，该模式涉及设计洪水过程线学习的课前准备、课堂设计、课后总结几个环节，并进一步阐释了水文水利计算专业课程翻转课堂教学模式对大学专业课教学及学生学习的促进作用，旨在为高校水文专业课程的教学改革提供参考。
一、微课及翻转课堂简介
（一）微课
微课主要以视频为载体，它记录教师在课堂教学过程中，针对某个知识点或某个教学环节而开展的教与学的活动过程。视频一般为5～20分钟。微课是短小精悍的短视频课件，而不是课堂实录，也不是简单的教学成果展示。
（二）翻转课堂
翻转课堂也称反转课堂，英文名称为Flipped Class？鄄room，最早的探索者是孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗。最初他制作教学视频，用来为侄女和侄儿辅导数学功课，后来又将视频上传到You Tube网站，让更多有需求的孩子享受该辅导资源。在翻转课堂模式下，教师可根据教学内容，重新调整课堂内外的时间，并就某些重点或难点，制作相应的若干个5～15分钟短视频，要求学生课外观看学习并完成作业，课堂上让个别学生讲述某些知识点，教师此时与学生面对面辅导、答疑、讨论的一种创新教学模式。[4]它在課堂上将学习的主动权和决定权从教师转移到学生身上，并从形式上完全颠覆了传统意义上的课堂教学模式。
翻转课堂模式下，学生首先接受和获取知识，即在教师的指导下，利用课余时间自学大部分理论知识。上课时间则是学生进行知识吸收和内化，与教师进行互动，学生可以就自学遇到的疑点进行提问，教师给予答疑和指导，还可考查学生对知识的理解和应用，以进一步对学生所学知识进行巩固。此外，还可以对专业知识的理解、应用、自己的学习心得等进行交流。传统的教师主讲的课堂，此时变成学生更深层次的学习和消化知识的场所，从而达到了更好的教学和学习效果。[5]
（三）基于微课的翻转课堂
近年来，高校生源数量下滑，学生素质水平也相应下降，导致学生缺少自主学习的动力。平时，学生课前很难主动想到要先预习上课内容，课堂上被动接收完教师讲授的知识，课后完成教师布置的作业，课间和课后很少向教师提问，更谈不上课余主动利用网络或其他资源来巩固和拓展相关知识了。基于此，结合翻转课堂强调事先设计性，笔者利用笔者参加微课比赛录制的课程视频，合理利用信息技术，构建网络化教学环境，重新组织教学知识点，按照获取知识→消化知识→总结应用知识的顺序组织课堂的各项资源，翻转了传统教学中的师生角色，以实现线上和课堂学习的互补，提高学生学习的效率和能力。
二、课前准备
本次翻转课堂利用的微课素材是笔者参加全国高校微课比赛的视频，具体教学内容为“设计洪水过程线推求”，节选自水利工程一级学科下的水文水资源工程本科专业的专业基础必修课程——水文水利计算，具体知识点是第四章“由流量资料推求设计洪水”中第三节“设计洪水过程线”内容。笔者通过精心组织，认真备课，充分合理运用多媒体、录像、录音、动画等各种现代教育技术手段及设备设计课程，录制成12分钟的短视频，并配套有多媒体教学课件、教学设计文本、习题作业和拓展资料等辅助材料。本部分的教学目标是让学生掌握典型洪水过程线的选择和它的两种放大方法：同倍比放大法和同频率放大法。教学重点是典型洪水过程线的两种放大方法。教学难点是同频率放大法，针对该难点，配有带计算图表的实例讲解。结合这部分教学内容的特点，提前一周布置给学生，并对教学内容划分为典型洪水选择原则、同倍比放大法、同频率放大法和两种方法对比四个部分，将全班学生分成了相应的四个小组，每组对应的不同专题内容，要求学生针对专题在课前进行相关知识的学习，制作PPT，并给学生提供了微课视频的网络连接（http：//weike.enetedu.com/play.asp？vodid=173517&e=3）。各组学生通过微视频学习的方式，能够根据自己对知识的掌握程度和实际需要，借助视频学习的优势，反复观看，解决自己的难点问题，巩固和运用这部分知识。提前学习该部分内容和制作汇报PPT的过程，可以帮助学生更加系统和深入地学习和理解课程对应的分组知识点，还可以促进学生的总结分析和扩展思维。
三、课堂设计
在深入研究本校学生学习习惯的基础上，笔者结合水文水利计算课程自身特色，借鉴已有的较为成熟的翻转课堂教学模式，利用《设计洪水过程线推求》视频，对该部分授课内容的课堂教学模式进行改革和设计，提出相对科学且操作性强的基于微课的翻转课堂教学模式，见图1。课堂上，四组学生分别选派代表，对其专题内容的PPT进行讲解，教师针对每组学生的讲述，给予及时点评和补充。此次，基于微课的翻转课堂教学模式下，教师不仅要在课前备好课，还要事先将微课视频的网址给学生，将完整的教学大纲、课件、微课视频、习题、参考资料等上传至网络平台，发布学习任务，并借助QQ群和微信群及电话，并适时与学生在线互动或电话短信，解答学生所提问题，记录相关情况。上课时间则重点是补充和详解难点，解答学生的问题，引导学生学会学习，理顺知识点之间的衔接，组织学生观摩或点评其他学生的作业，实现共同进步。课后时间主要是客观地评价学生作业，利用微课视频中提供的拓展资料，帮助学生进一步拓展专业知识，提高自学能力。
四、课后总结及效果分析
此次尝试的基于微课的翻转课堂教学模式，学生起着主体作用。课前，学生根据教师的指导和分组，查阅资料并观看微课视频，并尝试自行完成相关的作业；上课时，则针对在自学过程中遇到的困难和问题，与教师和同学探讨，加深对相关知识的理解，并可就初步完成的作业进行交流，进一步促进知识的吸收和内化。在与教师和同学交流、探讨的过程中，学生也能学习到他人的学习方法和技巧，博采众长。本次翻转课堂中，学生针对设计洪水过程线的典型洪水洪量的计算方法、设计时段时间节点的确定、典型洪水选择的洪峰位置等问题，进行了热烈而有序的讨论，取得了良好的效果。同时，让学生走上讲台去授课，促进了学生对知识的全方位掌握，锻炼了学生的自学能力，也激发了学生的创新意识（课后有学生在上交的总结中写道：“有想要去发掘点书本上没有的知识的冲动。”），同时，还让学生体会到教师的辛苦（有学生在上交的总结中写道：“虽然事先做了充分准备，可在讲台上还是纰漏百出，课不是人人都能讲的。”）。
微课网址中附带的课后习题和拓展资料，可以进一步巩固和带动设计洪水分析计算的学习，有助于学生开放思维。课后教师结合课前学生学习、课堂表现、提交的作业以及课后总结给予总评成绩，若学生还存在疑点，则可以利用移动网络微课资源再次复习，并完成教材中的习题作业，巩固知识。但在实际应用中仍存在一些问题：第一，如何了解学生课前是否进行有效自主学习；第二，翻转课堂的效果促进作用程度的差别，比如聽课的学生可能持有怀疑态度，使听课的效率降低不少；第三，不是所有的学生都适应翻转课堂教学模式[6]，特别是学习上习惯被动接受的学生非常不适应翻转课堂模式；第四，对于专业课课程是否可以全程采用翻转课堂模式，还有待深入研究和验证。
五、结语
基于微课的翻转课堂从根本上颠覆了传统课堂的“教”与 “学”模式，为学生提供了全新的个性化学习支持，可以充分调动学生学习的积极性和主动性，学生能根据自身的知识接收、消化和理解能力的实际情况，自由确定观看微课的时间和进度，并总结学习过程中遇到的各种问题，增强了学生学习的主动性和积极性。并且，这种课堂教学模式也可为分层教学提供基础，有利于教师在课堂上对学生讲解过程中的不准确、错误或不当的地方进行有针对性的讲解、指导和答疑，做到因材施教。需要注意的是，实施基于微课的翻转课堂时，需要注意引导学生充分利用这种教学模式的优势和对学生创新意识的培养，同时，也要求教师在组织网络教学资源制作微课时，要兼顾实用性和趣味性，以更好地吸引学生和调动学生参与的积极性。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 教育部.教育信息化十年发展规划（2011-2020年）[DB/OL].http//www.edu.cn/zong_he_870/20120330t20120330_7
60603_3.shtml.2012-05-06.
[2] 孙鹤立，黄健斌，王鹏，等.微课在工科本科课堂教学中的应用初探[J].计算机教育，2014（21）：17-20.
[3] 张明昕.微课与翻转课堂浅谈[J].大学教育，2013（12）：29-30.
[4] 刘锐，王海燕.基于微课的（翻转课堂）教学模式设计和实践[J].现代教育技术，2014（24）：26-32.
[5] 辛颖，郭兴凤，陈复生.基于微课的翻转课堂在高校专业教学中的应用初探[J].河南工业大学学报（ 社会科学版），2015（4）：122-125.
[6] 毛烨，许建林.基于微课的翻转课堂教学模式设计[J].软件导刊，2016（1）：195-196.
[责任编辑：刘凤华]
