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1、“翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式研究摘要：为了在“翻转课堂”的理念下摸索出一种适合初中数学个性化自适应学习的模式，笔者在“微课”的基础上，创新地结合“个性化自适应智能系统”，采用实践研究法，开展“翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式的研究。研究发现引入“微课”能展现学生个性化的学习方式、教师个性化的教学方式、教师个性化的教研方式，引入“个性化自适应智能系统”能解决学生的“知行脱节”、 解决练习的自适应和个性化，为此提出“翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式，为此后的研究提供参考。关键词：翻转课堂；微课；个性化；自适应智能系统；教学模式一、研究背景和意义国家中长期教育改革和发展
2、规划纲要(2010-2020年)于2010年7月正式颁布。其中第十九章加快教育信息化进程的第六十点“加强优质教育资源开发与应用”中就明确指出：“强化信息技术应用。提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。1鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。”可见应用信息技术提高促进学生的学习已经到了急需解决的研究关口了。应当说，“翻转课堂”的出现和兴起是顺应“翻转时代”的需求，对于学校教育和社会教育都有非常重要的现实意义。全民关注“翻转课堂”，这是一个好现象，说明我们的主管机构、社会机构和一线师生都能主动顺应时代发展趋势，紧跟教育信息化发展变革
3、步伐，变革传统的以教师为中心、面对面、“黑板+粉笔”为主体的教学模式，不断探索创新新型教学模式，提升教育绩效。二、国内外相关研究综述（一）“翻转课堂”的起源与优势“翻转课堂”的起源于美国科罗拉多州落基山的一个山区学校“林地公园高中”，该校长期存在一个困扰教学的问题：许多学生由于各种原因时常错过了正常的学校活动，且学生过多的时间花费在往返学校的巴士上。这样导致很多学生由于缺课而学习跟不上。2007年春天，该校化学教师的乔纳森伯尔曼和亚伦萨姆斯开始使用屏幕捕捉软件录制教学视频，让学生在家下载教学视频自主学习，课堂上用来完成作业或为做实验过程中有困难的学生提供帮助。此种教学模式有效的解决了困扰该校的
4、长期问题，并由此产生了一种全新的教学模式“翻转课堂式教学模式”。“翻转课堂”具有很大的魅力，自创立起就受到了广泛关注，受到了广大师生的欢迎，并在全球风靡开来。“翻转课堂”之所以能取得如此的成功，是因为它有着诸多优势。第一，它具有颠覆性的效应，它增加学生和教师互动和个性化沟通的方法，是直接指导和建议式学习的混合模式；第二，它为学生提供自主学习的环境，教师不再是讲台上的圣人，而是身边的导师；第三、学习内容设计碎片化，更容易让学生接受知识的传授。第四，它的教学资源可以重复使用，让那些因病或其他原因缺课的学生不致落下功课；第五，课堂内容将被永久保存，可供查阅和修正；第六，所有的学生都能参与到学习中，并
5、获得个性化教育。（二）国内外研究概述 1.国外概述Knewton在美国的报告称，新兴的个性化学习技术使教学从千篇一律（one-size-fits-all）变成针对每个学生的适应性学习方案。多知网2014年4月13日消息，随着以互联网为代表的新技术和教育领域逐渐融合，翻转课堂（The Flipped Classroom）变得越来越触手可及，Knewton发布的一份名为The State of digital education称，至2020年，在美国98%的学习将实现翻转。“翻转课堂教育模式”的实现离不开课件、视频、图片等教育资源的支撑，开放教育资源（OER）活动让“翻转课堂”成为现实。2200
6、1年，美国麻省理工学院首先实施了开放教育资源计划，将该院的所有课件资料上网，让全球任何互联网用户能够免费享用。紧随其后，许多世界名校诸如哈佛、剑桥等也陆续加入到免费开放课程资源当中，并逐渐在全球形成开放教育资源活动。现在，全球知名的OER项目有：（1）麻省理工开放课件（MIT OpenCourseWare,http/ocw.nit.edu/）是开放资源活动中的鼻祖。（2）可汗学院（khan Academy: http:/www.khanacademy.org/）大名鼎鼎、影响如日中天的可汗学院，由萨尔曼可汗创建并声称要把视频资源免费共享到底。（3）互联网档案馆（The Inter Archiv
7、e,http:/archive.org/）这是一个在线存档网站，定期收录保存包括视频、文字、声音和网站等，是开放教学资源的重要补充。（4）开放教学课程联盟（Open Courseware Consortium,http:/www.oeconsortium.org/）由全球近300家大学协同合作的开放课程联盟，共享了许多优秀课程资源（5）CK-12（http:www.ck12.org/）它主要面向基础教育领域，提供了各类开放式的学习资源和技术工具，可供师生免费获取或定制高质量的学习内容。（6）创造性共同体（Creative Commons,http:/creativecommons.org）这是
8、一家非盈利组织，通过法律授权工具来鼓励对各种创意和知识的免费分享使用。2.国内概述当前，“翻转课堂”已成为我国教育信息化的新热点。2013年开始全国各地从普教到高教系统都如火如荼地展开微课大赛，相关课题研究逐步推进，一线教师制作微课热情高涨，与“翻转课堂”相关的研究课题和论文数量呈井喷之势。2014年“翻转课堂”的相关培训，中小学、教育行政部门、高校、教育企业、商业机构等举办的不断涌现，成为了今年教育和企业培训的一大热点，甚至是一个产业了。“十五”以来，我国教育信息化领域中的数字化资源建设，已经经历课件素材开发、网络课程资源开发等热点。“翻转课堂”等学习新理念的提出，出现了诸如慕课、微课、等学
9、习资源建设的新热点。慕课是指可以自由注册、能广泛共享和获得学习结果的大型在线课程。3目前，Coursera、edX、Udacity是国际上影响最大的三大慕课平台，中国许多高校也加入到了慕课建设的行列中。例如：受教育部委托，由网易云课堂携手“爱课程网”推出“中国大学MOOC”项目，首批56门课程来自全国各知名高等学府。微课在碎片化学习背景中，凭借“短、小、精、悍、”的特征，在教育领域迅速兴起。当前，国内有影响力的微课资源项目：（1）佛山教育局的“微课堂”，是全国最早的微课建设应用平台。（2）全国高校微课比赛网（http:/ Academy），现今，该学院的教学视频在全球已拥有了庞大的粉丝群。“微
10、课”的核心就是课堂教学视频，它还包括与该教学主题相关的微教案、微课件、微习题、微反思等教学资源，它有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源，又是在其基础上继承和发展起来的一种“微而精”的新型教学资源。由于学生对教育的需求在与日俱增，以往那种“一刀切”的教学策略显然不是有效的方法，而且也难以被水平参差不齐的大多数学生所接受。所以“微课”得以应运而生，它具有可定制的独特学习需求驱动学习者去选择和掌握涉及差异性教学的特点。“微课”支持教师定制教学方法、教育内容然后发布在网络上，学生登陆后自主选择资源以及知识容量从而获得专门知识和技能。1.“微课”融入初中数学的教学，展
11、现学生的个性化学习方式学生是学习和发展的主体。建构主义教学观认为，学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解。在这一过程中，学习者原有的知识经验因为新知识经验的进入而发生调整和改变。微视频资源介入教学，营造了良好的信息环境，教师将学习的主权回归学生，学生不再是被动的接受者，可以根据自己的实际情况，有选择的学习，与同学、与老师互动。学生非常喜欢这样的课堂。由于课堂上有了微视频资源，学生的学习实现了自主选择。课堂教学中，一部分学生对于已掌握的，可不再观看微视频，直接跳过，在完成教师提出的任务后，进入下一环节学习。而对有的学生，感到困难的，可以通过
12、微视频反复播看，还可以问老师，与同学交流，从而得到及时的辅导。学生根据需要选择视频内容、自主操作学习、交流反思、协作讨论。微视频可以让学生都能得到个性化教育，教室成为学生积极学习的课堂。学生不是无序的学习，不是孤立的学习，参与的是有意义的活动。学生在学习过程中，自己掌控学习，是主动研究者，学会对自己的学习行为负责。2.“微课”融合初中数学的教学，展现教师的个性化教学方式微视频资源介入教学，拓展了教学时空，教师有更多的机会指导学生个性化学习。通过探究微视频在教学中的应用，教师的观念得到更新；课堂教学中，由于摈弃了满堂灌输，因而教师有更多的时间关注学生的学习，也有时间进行个性化的指导；教师成为研究
13、主体，学习的积极性得到很大的激发。（1）教师观念的转变。在课堂上，教师成为学生建构意义的帮助者、指导者。我们提出，通过任务驱动（三到五个任务），在学习过程中教师引导学生借助微视频资源的帮助，开展学生自主学习、小组合作学习，达到预定的教学目标。教师在课堂上不再是满堂“教”、满堂“灌”、满堂“放PPT”，“解放”出来后的教师，在学生自主学习的过程中，是引导者、激励者、帮助者，是意义建构的促进者。（2）教师教学方式的改进。有了微视频，学生自主学习，教师就有更多的时间和精力关注全体学生、关注学生的学习状况，关注学习有困难的学生、关注有潜质的学生，从而调整教学策略，协助学生学习，这对教师的要求更高。课堂
14、有了微视频，可以激发学生兴趣，帮助学生形成持久的学习动机；学生借助微视频，探索新旧知识之间联系的线索，建构当前所学知识的意义。微视频促使学生意义建构更有效。当然，微视频不是要取代教师，教师仍是学生身边的“教练”、“伙伴”，是意义建构的促进者。我们感到这样的教学，既强调了学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。（3）教师的专业水平得到拓展。教师成为研究的主体，不再是教研员怎么说，自己就怎么做。在设计微视频时，教师要主动研究学生的情况、研究课程标准、研究教材等等，这为教师参与研究提供了一个很好的平台。为此，教师课前精心备课，设计任务
15、，制作微视频，课堂教学中，要思考使微视频更好的为教学服务，要研究如何建立新型教学关系。通过研究，也就提高了驾驭课堂教学的能力，提高了自己的专业水平。（4）教师的信息技术素养得到提升。为了制作微视频，教师既要主动学习相关教育理论，也要学习“录频软件”等工具，还要学习有关美术知识、PPT制作技巧等等。就笔者来说，在制作视频中，学习了两个视频制作工具，（屏幕录像专家V7.5和Camtasia Studio 6）并从中比较它们的优劣，提高了信息技术能力。3.“微课”融合初中数学的教学，展现了全新的个性化教研方式微视频，不再是教研员的“专利”，教学第一线的教师更有发言权。微视频制作的主角是教师，微视频虽
16、然只有几分钟，但老师们可以将最精彩、最好的微视频展示出来。教师在看到自己的作品时，也非常有成就感。初中数学教学中，同类型的课比较多，教师一次制作微视频，多次收益，多人收益这些都是教师乐于参与微视频制作与应用的“正能量”。 微视频可以共享，倍增研究效率。通过微视频教学研究，改善了研究方式，教研员与一线教师在平等对话、合作互动的关系下，每位教师都开启自我发展的潜能，唤醒和激发教师内在需求和动力，展现了自己的个性化教研方式。（二）引入“个性化自适应智能学习系统”实现“两个解决”“个性化自适应智能管理系统”是一种在线教学练习系统，具有：1、采用自适应性测试原理，定位每个学生的知识掌握水平，作为教学内容
17、选取的依据。2、通过学生完成过的习题，了解每个学生自身特有的智能倾向和优势智能所在，教师据此选取学生最易接受的教学方法，指导学生掌握与自己优势智能匹配的学习方法。3、系统的智能练习管理模块，提供针对每一个学员的专属练习题，做到练习题随着个人学习能力一起个性化自适应地逐步提高。练习内容由教师从系统的题库中筛选也可以自己构思添加进题库，教师通过对系统的操作将数学科教学重点、难点按教学大纲的要求和学生学习进度、学习体系的需求，制成微练习或微作业发布在系统管理平台，方便建设和使用，提高教师课堂教学、课外辅导以及教科研训的品质。1.解决学生“知行脱节”的现象【片段】多边形镶嵌教学片段（如图1所示）师：同
18、学们昨天在家已经学习了多边形镶嵌微课程吗？生：学习了。师：那么同学们都学会了各种多边形能否镶嵌的计算的方法了吗？生：学会了。（信心满满） 师：老师昨天在家做了一个三角形镶嵌的演示文稿，我现在手上有一些三角形你能帮我把它镶嵌成功吗？大家觉得除了三角形还有哪些图形能镶嵌成功呢？你能帮助老师完成问题吗？ 生：能，太简单了。 师：我们请灵灵同学来给我们演示一下操作。 生：操作。（显得混乱，找了半天也没有找到能镶嵌的对应角） 师：可能灵灵同学太紧张了，这样吧，灵灵你请一位同学来帮助你一起完成操作。 生：（灵灵请了另一位学生操作，依然不是很熟练，找到了对应角，但不知道怎么来镶嵌。在下面同学的齐声帮助下，勉
19、强完成了任务）图1 翻转课堂教学模式下的多边形镶嵌教学流程多边形镶嵌是教材多边形密铺与镶嵌中一个知识点，我将该知识点做成了6分钟微视频，希望同学们课前通过自学视频，掌握镶嵌的计算方法就是围绕着360有关的计算。学生们课前学习了该视频，在我提问时多数同学都表示掌握了计算方法，然而在随后的现场操作展示中，表现出的现象并不能让人满意，班级中不仅仅只有灵灵和小美两位同学操作不熟练，至少有三分之一的同学和他们一样，年级中其他班也大致如此。通过询问，学生们也表示在家学视频时确实是看得明白知道原理的，但是上课就记不清楚了。这是典型的知行脱节现象，这与数学科自身的独特性有关，初中生的认知能力相对较差，仅靠理解
20、记忆去学习技能，是不现实的，必须辅以针对性的练习才能有效解决知行脱节的问题。为了适应“翻转课堂”的变革，提高教学有效性，满足学生个性化自主学习的需求，笔者引入了“个性化自适应智能系统”来解决学生观看“微视频”后缺少针对性练习无法彻底掌握知识点的问题。学生在网络上登录系统，在完成老师布置的作业以后，还可以，自主选择系统中的练习进行自适应提高学习，从而掌握和巩固所学到的知识有效解决知行脱节这一现象。2.解决练习的自适应和个性化在传统的练习中，学生统一试卷，难以做到个性化，多年的教学实践，其潜力已挖掘殆尽。利用网络环境的优势可以使个性化学习更上一层楼，学生可以根据自己的学习情况，有的放矢地选择学习内
21、容，循序渐进地进行学习，人人练习不同，做到自适应学习。即使每个学生完成同一份老师发布的练习，但对与错是不同的，在以往教学中学生要全部听老师讲解一遍，现在只需根据自己的错题进行针对性学习，因为智能系统给出了详细的分析和解答。传统学习中建立错题集，是个很大的工程，而现在利用网络很容易形成自己的错题集，提高了学习效率。例如：平台的个性化自适应智能管理系统会把你每一次的练习进行记录然后按不同的练习类型和发布时间进行归类，当你需要的时候就可以随时罗列出来，根据自己的实际情况重新学习。（1）错题集的查询（如图2所示）图2 系统错题查询（2）点选错题进行个性化自适应学习（如图3所示）图3 错题练习（三）“4
22、5 + 0” “翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式一直以来，满堂灌的教学模式成为众矢之的，为什么在教学第一线的老师总是改不了呢？实际上作为第一线的老师，有其苦衷的，新课的教学要循循善诱、复习课要对知识的归纳、习题的解答、试卷的分析等等，这些都要讲解。老师讲得多了，学生练习就少了。如果不讲，学生的知识又从哪来呢？为此，不少教师苦苦探索新的教学思路，提出了“45+10”、“45+5”等教学思路，试图提高学生主动学习的时间。“翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式，可以做到“45+0”的教学方式，即学生在课堂学习45分钟，而教师做到零讲解。以下是笔者根据日常教学过程分为课前、课中、课后，研究
23、“翻转课堂”理念下的初中数学个性化学习模式的应用点。1、课前，由教师导入相关资料一般是“讲授类”微课程，围绕与本节课相关的知识点，设计若干问题让学生思考，以此来进行学情分析，根据学生学习基础来有针对性实施教学；也可以应用“启发类”微课程，创设教学情境，渲染学习气氛，如播放一段“生活中的平移”的微视频，来激发学生的学习兴趣。在完成视频的学习后，让学生带着问题登陆“个性化自适应智能系统”，查找到相关问题的练习内容进行知识点巩固或自适应提高。2、课中，教师在教学中的重点及难点，或是比较抽象难以理解的内容，如图形的镶嵌与密铺，又如二次函数图像的开口方向与字母a相对应的关系，不妨通过一段几分钟的“讲授类
24、”微视频，通过动画过程演示来生动形象地帮助学生理解；数学课的特点是“想得到还要写得出”。比如教学“一元二次方程的应用”，一般老师会利用PPT演示然后讲解，接着学生来练习，这种教学方法会出现一些学生不能完全记下教师讲解的每一步，练习到一半就卡壳了。而如果教师亲自做了一段“演示类”或“自主学习类”的微视频，让学生自己边看边模仿，这样即使基础薄弱的学生，也可以反复观看直至学会。3、课后，进行小测，自适应云平台对学生的练习给出了详细的讲解，对学生的错题进行了收集，对学生知识点的掌握情况进行了归纳，学生可以从平台上得到知识的传授，而且针对性强，做到人人不同。那么这种方式，教师作用是什么呢？教师的作用主要
25、体现在备课上。国内微课程研究者广东佛山教育信息中心的胡铁生，根据李秉德教授对我国中小学教学活动常用教学方法的分类，将微课程划分11类：讲授类、问答类、启发类、讨论类、演示类、练习类、实验类、表演类、自主学习类、合作学习类、探究学习类4。笔者利用“微课”根据课型、重难点、学生等因素制作不同类型的微视频，发布在网络上让学生可以根据学习内容进行个性化的学习。还有，利用系统可以快速分析学生练习的情况，教师可以从数据中提取教与学的依据，这样可以有针对性设计练习，然后发布到平台的课堂练习中。当然这种教学模式只是学生在课堂练习中使用，不是所有的课做到零讲解。这种教学模式还有其它的优点，学生也可以在家中完成练
26、习，将练习的时间和空间大大扩大了。（如图4所示）图4 教学流程图五、存在的问题和建议1.确定主题，形成系列“微课”符合了网络时代学习碎片化的需要，当微课与翻转课堂结合之后，会发挥更大的作用。5“微课”的核心是5-10分钟的微视频，它的制作首先要选择并确定主题。视频制作大多是是学科教师利用课余时间完成，存在着：1、制作时间比较仓促学科上的一些环节存在着疏漏的情况； 2、信息技术不够专业，所以很多想法无法实现；3、视频的制作都是一些自己的想法并独立完成，存在学科的严谨性不足和资源的重复建设造成浪费。为了让这些教师能够掌握“微课”的制作，应该根据不同学科的特点围绕以某个知识点（技能点/教学环节）为资
27、源组织的“微课”主题，把不同的“微课”主题根据教学大纲的安排形成“翻转课堂”案例的系列。2.成立研究团队，学习相关教学理论由于“翻转课堂”的实现难度不大每个学科里的教师都可以轻松实现，但是对于一个学科形成统一的教学理念和研究方向是不利的，所以成立研究团队非常必要。通过团队促进教师间的互相交流和学习，借助集体智慧，在共同的研究中提升教师的专业水平。根据教师所教的年级成立对应学科的团队，团队内共同备课、实践、反思、研讨。在这个过程中，教学理论的学习相当重要，用什么教育思想、教育理念去指导教学，关乎最后形成“翻转课堂”案例的质量。（如图5所示）图5 微课的资源开发理念3.通过各种途径进行研讨和实践，
28、并邀请专家指导由于“翻转课堂”的教学模式进入我国的时间尚短，目前国内还处于摸索的阶段还没有统一的定义和教学模式。“微课”的理念也是2011年由胡铁生教授首次提出，随着研究的深入也重新对“微课”进行了三次的定义。6“个性化自适应智能系统”承载着对实现“翻转课堂”后检验学生所学到的知识是否能掌握并个性化提高的任务，目前在国内还没有比较深入的研究发现。所以，“翻转课堂”的研究过程中既需要同行的参与，也需要有专家的引领，这样才能提升教师的教学水平。4.根据“翻转课堂”案例结构，制作案例一个成功的“翻转课堂”案例不应该是孤独存在的是能够推广出去供别人借鉴的。一个怎么样的案例才算成功，才能得到别人的认可就
29、摆在笔者的面前。网络上的分享与交流可以实时地看到自己的优点与不足有效促进自我的完善，对于教学的提升是一个巨大的推力。“翻转课堂”案例包括了整个研究过程中汇集、生成的多媒体材料的组成以及各种案例素材之间的超链接。一个完整的案例可以发布到网络上，以便教师观看和学习。教师们可以根据自己的需要点击片段进行观看，还可以在评论框中发表自己的看法和建议。在这个过程中，老师开始以一个研究者的眼光来看问题，课堂教学也同时发生着变化。六、结束语实践证明“翻转课堂”教学模式，因为可以按照自己的需要和节奏学习,不管是在自学阶段还是在训练阶段,处在成绩两端的学生都是受益者。学有余力的学生不用再被慢节奏的预习和不得不听的
30、集中讲授拖住脚步,反而可以在帮助别人过程中巩固知识,加深理解。学习困难的学生则告别了跟不上、被拖垮的苦恼,按自己的节奏慢慢理解掌握概念等关键内容,度过了困难阶段,能够跟上节奏甚至成为领先者。作为一种新媒体新技术新模式，“翻转课堂”从诞生之日起，认可与质疑就相伴随行。只有通过科学的求证勇敢地实践，解决现实中出现的问题，才能帮助我们更好地理解和认识“翻转课堂”，从而看清“翻转课堂”的本质内涵、优势与短板、发展趋势和应用前景。希望本文能够抛砖引玉，与广大教育工作者，一起寻找“翻转课堂”钥匙，共同打开“翻转课堂”之门。参考文献：1教育部，教育信息化十年发展规划（2011-2020年），2.12.3.2
31、open Educational Practices and ResourcesDB/OL.www.olcos.org/cms/upload/docs/olcos_roadmap.pdf.3范文强.基于关联主义的大规模网络开放过程（MOOC）及其学习支持J.远程教育杂志,2012.3:p.30-36.4胡铁生.中小学微课建设与应用难点问题透析J.中小学信息技术教育，2013（4）：15-185王竹立. 微课热是暂时的,微课是长期的 J. 中小学信息技术教育, 2013, (09): 21-23.6胡铁生. 胡铁生的最新“微课”定义（3.0版本）EB/OL. http:/ 2013-04-27.