面向遥感专业课程的翻转课堂模式探析

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1、面向遥感专业课程的翻转课堂模式探析　　一、背景。　　针对遥感学科教育，本文提出了一种新的翻转课堂教学方法。翻转课堂教学方法有两个主要部分：课外知识传递（通常是在线）和课内自主学习。这两个部分面临四个教学设计挑战：如何组织学生课前准备工作；如何课前传递知识；如何组织课内活动，将学生疑惑进行归纳，培养学生关键技能；如何利用社会学习和同伴教学构建学生间的互动。针对以上四个挑战，本文提出了不同的应对方法。　　最早，翻转课堂被用于经济学课堂，之后慢慢普及至数学、生物、经济管理、工业工程和计算机科学。　　翻转课

2、堂要求学生在完成课前准备工作后再参与课堂内的自主活动，课前准备工作材料通常包括音频或者视频讲座，还有PPT、在线教程和电子书等。课内自主活动是翻转课堂的重要环节，譬如解决疑惑、编写代码、设计任务或者讨论，这营造了一个学生间互相协作的学习氛围。众多研究表明，学生间的交流活动可以促进学习，增强学生的信心，使枯燥的教学内容变得生动有趣。此外，课堂测验也作为一种有效的手段被应用于课内教学中。制作翻转课堂教学材料是一个挑战性的工作，部分教育者将授课内容录制为在线视频，时长在15~30分钟以内比较合适。　　本文

3、提出一种面向遥感专业课程的翻转课堂模式，针对课前准备任务、在线知识传递、课内自主活动设计、构建小组任务等对不同的教学方法进行比较。　　初步讨论结果显示大部分学生能够受益于翻转课堂教学模式。　　二、遥感翻转课程介绍。　　本文针对四门课程进行翻转课堂设计，这四门课程是遥感专业的传统课程，见表1.　　三、方法流程。　　课前知识传播和课内活动的设计有很多种方法，本文提出一种时间流的学习方式，并对学生的课前预习提出要求。　　（一）时间流。　　每周时间安排为：学生首先参与在线教育，然后参加课内小组活动，最后进行

4、每周的编程实践。在所有的翻转课程中，学生都要参加诸如角色扮演、设计和批判、问题讨论、实际问题解决等活动。含有编程内容的课程一般安排在实际问题解决前以便学生加深理解。　　（二）课前准备工作。　　传统课前预习中通常会布置一些阅读任务，因为这些内容在课堂授课中会重复提及，所以学生可能不会去真正完成这些任务；然而在翻转课堂中教师不会再重复授课，所以学生必须在课前做足准备工作。表1中列出了四门课程所需的准备工作。　　（三）经验总结。　　在进行深入讨论前先让学生实践练习，这将使课堂活动讨论中的概念变得具体化，更

5、有实际意义。提供详细的课程安排对新生很有帮助，可以跟踪更多的课程。起初学生对于课堂讨论前进行的专业训练和活动表示担心，按照本文提出的教学流程实施后，大家普遍消除了顾虑。　　四、视频教学。　　本文提出三种视频指导的方法并对实施过程中的经验进行总结。　　（一）自制视频。　　第一种方法是制作自己的视频，这种方法最耗时间。微波遥感课程的在线课程比较少，所以只能自己录制相关教学视频。之前已经提及，在线视频要求时间较短，重点突出，所以教师需要把讲义转换成简洁有效的视频。　　（二）搜集编排视频。　　搜集并编排已有

6、的在线视频是一种很好的方法。在计算机高级语言程序设计C++课程中，我们针对每一个知识点剪辑了很多在线视频，这些视频于优酷、youtube等X站，这些视频时长5~35分钟不等。一些额外的资源可以推荐学生自己课下去学习。学生需要对观看的视频进行评价，学生的评价能够让教师了解到他们对视频的理解程度，是否感兴趣。视频评价通常要求学生每周提交一次。　　（三）封装MOOC.　　在遥感图像处理课程中，在某学者的许可下对其的教学视频进行封装，学生可以在校园X内直接访问，在此基础上进行了知识点的补充。　　五、课内活动

7、。　　组织课内活动，传授概念和技能是翻转课堂的另一个重要环节。如何找到一种刺激学生主动性的方式是这个环节的重点。本文设计了两种课内活动：小组实践和灵活测试。　　（一）结伴练习。　　和其他程序类课程相似，C++课程每周会有一次实习。学生通常会布置一些编辑或拓展类的程序，熟练之后则自己独立构建整个程序。我们试用了很多方法将学生进行配对分组，每周随机的或者按照性别更换搭档，频繁更换搭档的目的是帮助学生间增进交流了解，并且能够分配不同的工作扮演不同的角色。结对练习目前看来比较成功，能够促进学生和不同搭档协作

8、共同完成任务。　　（二）小组实践活动。　　这些活动通常涉及学生练习设计和评估技能。例如，在C++课中，一两个组员被要求扮演用户，其他组员对其进行采访。在遥感图像处理课中，学生使用不同的技术来创建不同级别的原型。在C++课中，学生经常通过编写伪代码或者其他练习来实践。在所有的课程中，我们强调协作和评价，这些活动通常在学生完成他们的作业后布置，在没有教师监督下可以检验学生对于知识的掌握程度。　　（三）灵活的测试。　　在翻转课堂，教师通常利用测试来刺激学生做好课前准备工作。