南京大学：以学习小组的形式进行翻转课堂
2015-05-19 中国教育网络 王自强 康琳 张丽敏
概要：
南京大学翻转课堂的对象是大一新生，其目标是希望消除学生对电路原理课程的畏难情绪，因此在成绩占比中对线上和线下讨论部分给予较多关注，希望用生-生讨论和生-师讨论的形式帮助学生学好电路。在这个案例中，他们并没有对学生进行分层，是一种均匀的学生构成。
从2014年起，南京大学开始以电路分析基础为试点课程，尝试将初步取得成功的、面向社会学习者的MOOC教学方式，转化为面向校内本科生培养计划内的SPOC教学模式。一方面利用MOOC已有的优秀教学资源，一方面汲取MOOC教学中优秀的、以学生为中心的教学设计要素，结合翻转课堂技术，以此来改变传统教学模式下存在的诸多缺陷。
我们的这一改革尝试，得到了清华大学《电路原理》教学组和学堂在线平台的大力支持，很快我们在学堂在线搭建完成了南京大学MOOC教学平台，引入了《电路原理》MOOC教学资源。通过清华大学和南京大学课程主讲教师间开展的多次教学研讨，逐步厘清了SPOC教学实施中的教学设计要素，并在2014年9月2014级新生入学后开始正式实施以学生为中心的教与学。
学生选择
与许多高校稍有不同的是，依照南京大学电子科学与工程学院的教学计划，电路分析基础课程被安排在大一上学期。因此教学对象是刚刚入学的新生。这一安排带来了两个困难。第一，数学基础困难，大一的新生尚不具备电路分析所需的微积分及部分线性代数知识基础，这给教学带来了一定的困难。第二是学时较少的问题，由于大一新生有将近一个月的入学教育和军训，使得教学时间进一步压缩。
对此，我们采取的做法是：
1.引入“新生0年级计划”
通过MOOC技术，让新生在拿到录取通知书的同时，就开始在专门设计的课程网站登录进行“大学数学基础”MOOC预修课程的学习。在新生入学后，我们和清华大学电路原理教学组合作，对电路原理中涉及的数学基础知识进行新生入学测试。全年级新生测试平均成绩达到96.2分，证明这一学习设计是有效的，为大一课程的学习打下了良好的数学基础。
2.打通理论课和实验课间的藩篱以往传统教学计划是：大一上学期进行理论课程教学，下学期进行实验课程教学。而在SPOC实验教学班，我们打通了理论课和实验课，将整个课程延伸至一学年。这一安排缓解了大一上学期过于紧张的教学课时，同时也尝试了理论与实验教学融合，并把翻转课堂教学延伸到实验教学环节的新模式。
在组班的学生选择上，为了体现公平，并使得SPOC教学试验不失一般性，能够真实反映客观效果，我们采用了随机选择的方法，同时针对男女生比例、发达和不发达地区生源比例进行了人口学因子调整，以确保SPOC试验班和平行班具有基本相同的学生基础状态。
我们最终确定了电路分析基础SPOC试验班学生人数37人，其中男生29人，女生8人，由学生自由组合成6个学习小组。
课前学习安排
SPOC试验教学班的教学，打通了理论课和实验课的分界，将原本分置于两个学期的理论课和实验课穿插编排，课程延伸至一学年。为帮助同学理解视频教学的知识内容，上课前需要给出一些课前思考题，让同学们带着这些问题去看视频，在视频中寻找答案，并准备课堂上的讨论发言。课堂讨论形式不限，可以口述，可以板书，也可以用PPT。对于自己难以用语言讲清楚的知识点，有时同学还以例题示之。我们也鼓励同学结合典型例题讨论知识点，串联学习思路。
课上讨论安排
课堂上，37位同学分成6个学习小组。小组长组织本组同学对老师给出的问题和课堂例题进行讨论，并推出代表发言。课堂成绩按小组计分，同学在课堂上的表现（知识点讨论、习题讲解、提出问题、回答问题）既是代表自己，更多是代表学习小组。这种形式可以帮助不善言表、内向的同学克服开口难、自信心不足的难关，培养学生的自信力和表述能力。每一章学习结束后，要求每一学习小组总结本章内容，提炼学习思路，用PPT准备5分钟的总结报告。
为了更好地实现翻转课堂教学，该门课程将电路分析理论课和电路分析实验课两门课程融合为一门课程，授课学期贯穿第1和第2学期。为很好地衔接理论教学和实验教学，安排仿真教学作为两者的桥梁，即该门课程采用理论学习、仿真设计验证、实验实现3个环节进行教学。电路分析实验内容根据理论学习的内容穿插设计，在理论学习完相关知识点后进行的。
为推进学生自主式、研究性的学习方式，以启迪学生的创新思维，电路分析实验结合课程教学内容，共设计了4组实验内容。每组实验都包括了验证预备实验和研究自主性实验两个类别。其中研究自主性实验是由学生在熟悉理论的前提下自行设计的相关实验。两种类型的实验分别以实验报告和实验研究论文形式撰写。实验课程教学过程中要求学生自行设计研究自主性实验。通过理论计算和仿真，分析所设计的电路，并要求学生在上实验课前在课堂汇报设计方案和电路。大家一起讨论。
成果
截止到2015年1月，南京大学电路分析基础SPOC试验班第1学期的教学任务已圆满完成。2015年3月起，已经进入第2学期的教学进程。从第1学期实施的情况来看，教学效果可谓是“超出预期，令人惊喜”，达到预期的目标，并在某些方面给了我们惊喜和更多的思考。
1.学生的学习积极性大为高涨
试验班出现了与传统课堂完全不一样的课堂场景：传统课堂上基本是“波澜不兴”，而试验班的课堂上，可谓是“波涛汹涌”：小组讨论、发言、提问、做练习，三小时教学时间，几乎所有学生全程都处在较为活跃亢奋的状态。学生课前认真学习在线内容，课上积极讨论，大胆提问，踊跃答题和练习。在这种积极的学习氛围中，学生学得透彻，学得快乐。
2.研究性学习蔚然成风
因为有了论坛，有了课上的充分讨论，有了你来我往的交互所产生的头脑风暴，有了教师课上的循循善诱，学生不再仅仅满足于应付作业或者考试。
3.团队学习和协作学习的新学习方式初步形成
通过在线论坛和课堂互动讨论形式，以及教师改变传统评价方式，更加重视团队评价等一系列举措，引导学生们逐步形成团队学习和协作学习的新学习方式，这不仅提高了学生的学习效率，而且缩小了学习差距。
4.形成了动态、过程、多元的评价方式
网络平台对于学习数据的记录分析，有助于教师及时了解学生个体的学习状况，调整教学策略。评价方式的改变，也引导学生形成全新的学习理念，为后续其他课程的学习打下良好的基础。
图1是通过后台数据整理挖掘出的，反映各学习小组学习进度和讲间练习正确率的统计数据。从中可以看出各个学习小组具有一定的差异性，从而有助于教师对团队学习的情况有所掌握，并通过助教和导学对其进行相应的指导。
（作者单位为南京大学）