德国应用科学大学以能力为导向的翻转课堂教学模式.pdf
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1、2023年9月第8卷第3期Sept.2023 Vol.8 No.3ApplicationOriented Higher Education Research德国应用科学大学以能力为导向的翻转课堂教学模式Dirk Burdinski(科隆应用科学大学,德国 勒沃库森 51379)摘要:相对于真实的教学实践来说,翻转课堂教学模式更普遍地存在于有关教学方法的文献中。因为在实际中,教学仍然以传统的一些模式为主。然而,无论是在传统的课堂教学还是在实践型的课程(例如翻转实验室)中,形式多样的翻转课堂教学方法都将教学重新定位,转为能力导向型,从而为提高教学的社会效益提供了诸多决定性的优势。在这样的教学模式中
2、,关于新知识和新方法的学习总是被置于线下实际的课堂教学之前。这就为学习小组在社会学习过程中采用多样和动态变化的工作形式创造了空间。应用科学大学具有实现这一转型的最佳先决条件。关键词:翻转课堂;颠倒课堂;翻转实验室;能力导向;数字化中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:20962045(2023)03008009On the Inverted Classroom as a Competenceoriented Teaching Model at German Universities of Applied SciencesDirk Burdinski(TH KlnUniversity
3、of Applied Sciences,Leverkusen 51379,Germany)Abstract:Inverted classroom teaching modes are more widespread in the didactic literature than in thereal teaching,which is often rather based on traditional teaching modes.The inverted classroom in itsvarious forms,both in classic lecture hall courses an
4、d in practiceoriented courses(flipped lab),offers,however,decisive advantages for a reorientation towards competenceoriented and thus socially relevant teaching.The contentrelated work on new facts and concepts is consistently placed before the actual joint work in the common lecture phase.This crea
5、tes spaces for social learning processes in awide variety of dynamically changing formats of work in the learning group.Universities of applied science have the best prerequisites for mastering this transformation.Key words:inverted classroom;flipped classroom;flipped lab;competence orientation;digi
6、talization1应用科学大学的发展历史与教学自50多年前成立以来,应用科学大学已发展成为德国高等教育体系的一个重要支柱,为几乎所有学科领域提供学术和实践教育。1第一批应用科学大学成立于20世纪70年代,当时的名称为“高等专科大学”(Fachhochschulen),目的是在传统的综合性大学以外,让人们有选择把实践作为导向的受教育机会。应用科学大学最初的重点是培养技术和工程领域的专业人才。从一开始,高校就极为重视学校与企业之间的紧密联系,并强调对学生进行实践教育。与工业界的紧密合作、由此应运而生的应用研究以及日益增强的国际化定位至今仍是应用科学大学科研和教学的特点。如今,应用科学大学已成为
7、德国高等教育体系的重要组成部分,并作为第二大支柱补充了传统的综合性大学的办学内容,其学士和硕士学位在社会上也绝大程度上被认为等同于传统综合性大学的相关学位。在此背景下,作者简介:Dirk Burdinski(1970),男,科隆应用科学大学应用自然科学院副院长,材料科学教授,博士;E-mail:dirk.burdinskith-koeln.de。第3期应用科学大学的重要性与日俱增。从21世纪初到第二个十年开启之际,德国各类高等院校的入校新生人数有了显著增加,但随后几年直至第三个十年的初期基本稳定在一个较高的水平。自2019/20学年冬季学期起,一年级新生人数首次下降,但这主要针对的是综合性大学
8、,在私立和公立的应用科学大学,入校新生的人数,包括国际生在内,却与这一趋势相反,即仍然在持续上升。2根据 Altvater的观点,应用科学大学重要性与日俱增的原因包括以下五个发展趋势,它们也是21世纪初以来这类大学持续发展的主要特征3:(1)一些学科的日益分化和专业化;(2)根据私营经济和社会对毕业生的需求,灵活设计人才培养方案,使毕业生除了接受扎实的专业教育外,还具备管理和调节能力;(3)开发复合型专业,满足职业实践中对跨学科知识日益增长的需求;(4)开发新型专业,以适应迄今为止一些尚未明确规定属于高学历者从事职业的学术化和专业化趋势的要求,例如在健康科学领域的一些工作岗位;(5)迅速调整教
9、学计划,以应对信息技术和数字化在学术和经济领域不同职业中都日益增长的重要性。因此,应用科学大学重要性的大幅提升的主要原因是在为了适应整体社会发展而调整人才培养和教学方面具有更大的灵活性和活力,从而能够满足对大学毕业生提出的不断变化的能力要求。这种灵活性在欧洲范围内展开的博洛尼亚进程中表现得尤为明显。在这一进程中,应用科学大学设置的专业从2000年代中期开始变得更加具有国际性,更加适应“学士-硕士”体系。因此,他们提供的高等教育学位也具有更高的国际可比性和认可度,至少在欧洲范围内是如此。当综合性大学还在注重要使其人才培养更加注重结果导向时,4应用科学大学已在更加有效地进一步发展其传统的以实践为导
10、向的教学能力了。5这是因为,促进以实践为导向的行动能力和分析并推动相关成功因素是应用科学大学教学自我认识的重要组成部分。62高校教学中的能力导向21世纪伊始,伴随着欧洲高等教育的博洛尼亚改革进程,高校教学也有了新的导向,即从以传授知识为主转向更有针对性地培养学生在特定的学习和应用背景下具有相关行动能力。7除了引入由学士学位和硕士学位组成的分阶段学习体系外,能力导向的重要性也不仅仅局限于在单个课程的教学设计中。它已成为所有专业在制定整体发展目标时的核心指导原则,这也包括从学士向硕士阶段的过渡。此外还强调终身学习对具有面向未来和可持续性社会发展的重要性。8因此,在过去20年里,有关能力建模和评估的
11、研究在德语国家也变得愈发重要。除了专业能力外,还特别注重过程导向型能力,如知识的获取、沟通和评价。9关于学习成果的定义,在学习目标分类法的范畴内对其进行描述和分类已在高等教育领域被证明为是合理的。布卢姆的学习目标分类法源于美国教育学家本杰明-布卢姆(Benjamin Bloom),它包括六个不同的认知维度,体现了思维和学习能力逐渐提升的不同层级。10在安德森(Anderson)和克拉特沃尔(Kratwohl)后来略作修改的版本中,这些维度按照渐进的复杂程度分为11:重述/回忆、理解、应用、分析、评价、创造。尽管上述分类法已描述了行动的认知维度,但还应辅以其他维度来阐明(认知)知识、(情感)态度
12、和(心理-运动)能力之间的相互作用。12无论如何,上述学习目标分类法为教学实践提供了重要的指导原则。基于学习目标分类法对学习成果进行描述,形象地说,就是给出了学习的方向或目标标志,好似给学生在制定学习目标时提供了一个指南针。然而,如何塑造学习的过程以及考试,学习目标分类法并没有提供指引。只有从学习成果出发来设计考试,使之具有学习成果导向性,并通过合适的教学方法让学生做好相应准备时,才能有据可依地检验学生是否实现了学习目标。课程教学和考试必须相互协调,并以明确定义出的学习成果为导向。因此,“构建一致性”为所有学习过程参与者在实际实施能力导向原则时,既提供了理论依据,也在实施过程中提供既灵活又明确
13、的实践指导。133翻转课堂模式3.1讲座课背景下的翻转课堂为了使学习过程富有成效,教学和考试必须以明确定义出的学习成果为导向,这一点至关重要。Dirk Burdinsk:德国应用科学大学以能力为导向的翻转课堂教学模式81应用型高等教育研究第8卷在中小学教育中,向学生传授知识和概念在教学中仍然占据着重要地位。在这样的学习过程中,学生通常只关注如何描述和复述所学的知识(学习目标分类法第一级),或者从对概念与逻辑理解的角度出发来处理所学的内容(学习目标分类法第二级)。因此,刚进入大学的学生往往不习惯在学习目标分类法更高的层次上学习。但同时,大学学习是不能低于学习目标分类法第3级的。将科学知识反思性地
14、应用于不熟悉的问题(学习目标分类法第3级),这必须被作为对未来学者的基本要求来对待,因为在他们以后的职业工作中,具有这样的能力是最低要求。就构建一致性而言,这意味着以知识提问为主的考试并不适合用来检验属于学习目标分类法第3级及以上层级学习成果的实现情况。在设计考试时,应该更注重以适当的(有效的)和可靠的形式使较高学习目标分类层级上较为复杂的行动及其结果能够清晰可见。这可以通过高要求的笔试来实现,但对于其他形式的考试,如口试、创建学习档案、项目工作、案例研究或类似的考试通常也是适合的。相关方面的详细论述可参见其他文献。14针对在考试之前的教学,需要提出的一个问题是,主要由教师向学生传授知识的课堂
15、,如在讲座课上讲述性地呈现例题的标准答案或演示报告,能否满足以能力为导向的教学要求呢?在训练学生掌握所要求的实际行动能力和实现相应的知识转化方面,这些课堂教学形式能够提供的空间很小。在传统的课堂教学中,相关练习往往被推迟到课后的个人自学阶段,教师与学生的接触是在演示报告背景下进行的授课阶段,主要是向整个学生群体进行单向的知识转移。学生关注的重点往往是不要错过演示报告上的任何细节或跟上老师的节奏,而不是真正研究老师所讲的内容。在此背景下,学生需在没有教师支持的情况下,自行完成从理解到应用、分析等实际上要求更高的学习发展环节,这就有可能会导致他们经历失败,从而产生挫败感,降低他们的学习效率。翻转课
16、堂模式则提供了一种截然不同的方法,目的是以最好的方式给予学生支持,特别是在认知要求较高的阶段,即在较高的学习目标分类法层级上培养学生的行动能力,并尽可能让教师与学生一起完成这一过程。15这样,学生就有机会在出错时得到帮助,在遇到问题或困难时能够直接受益于教师的学科专业知识和教学技能,并在赋权增能教学法的意义上优化他们的学习过程。16这样的学习过程无疑很花费时间。给学生的辅导应以需求为导向,因此,辅导往往是个性化和渐进式的,这与在大讲座课上统一处理(传统的“一刀切”方法)教学内容就形成了鲜明对比。所有翻转课堂模式的共同点是,通过坚持把前期的、准备性的学习环节转移到课堂之前的自学时间里来赢得为此所
17、需要的(额外的)课堂教学时间,17但前提是学生必须坚持利用前期的准备时间,即目标明确地为具体的课堂活动做好准备。但对那些没有做准备工作或准备不充分的学生来说,他们在翻转课堂模式下的学习效果往往会低于在传统的课堂上。18无论对(准备性的)自学阶段和面授课堂进行怎样的具体设计,在翻转课堂模式下,以行动为导向的实践性学习更受关注。学生从教师手中接过行动者的角色,这种使学生成为自己学习过程的实际参与者的转变,即“从教到学的转变”,是以能力为导向和以学生为中心进行教学的重要特征。19这向所有参与者都提出了很高要求。学生必须持续性地为每一堂面授课做好准备,他们从教学的“消费者”(被教者)转变为“行动者”(
18、学习者),同时也为自己的学习过程负责。在这个过程中(而不只是在考试之后),他们会直接感受到准备不足或参与不够的后果。教师的角色也在发生变化。他们必须了解学生的学习情况、了解他们的学习意图和思维过程,并知道这只会以“尽可能好的方式”实现,但几乎很难完全实现。20同时,从学科解码的意义上讲,有针对性地洞察学生的思维方式以及了解学生学习成果的机制都为教师优化教学设计提供了巨大潜力。21通过改变学习者和教师的角色并相互进行换位思考,学习被置入教师和学习者之间的关系中。22这种关系在整体上得到加强,同时也在社会层面上促进学习。23与此同时,包括元分析在内的很多研究都针对翻转课堂模式下课堂上实际能力提升的
19、效果进行了研究。例如,Fremann等人在一项由 225项单独研究组成的大型元分析中发现,把传统的和在翻转课堂模式下激发学生主动性的教学方式进行比较,参与传统教学方式的学生无法顺利通过一门课的概率要比参与翻转课堂模式教学方式的学生高出82第3期50%。24最新的一些研究显示,尤其是学习基础较差的学生可以从翻转课堂模式的主动式教学中获益,也就是说,学习成绩较低的学生更有可能提高他们的学习效果。25许多关于高校教学法的研究为解释翻转课堂模式对学习效果的积极影响提供了多种理论依据。根据自我决定论,学习动机既可以以过程为导向,也可以是以内容导向的。26根据这一理论,学习动机随着学习者对能力、社会融合和
20、自主性等基本心理需求的满足程度而增加。除了内在动机之外,不同形式的外在动机也被认为可以加强学习动机(自主性),前提是这些元素被学习者纳入自身的价值体系,也就是说,学习者把它们视为已有,从而认为学习过程中的挑战是可以由其自我调控的。翻转课堂模式比传统的教学方式更能满足学生的上述基本心理需求,因为翻转课堂模式以行动为导向,能够快速给学生反馈,使学生在与学习小组的社交互动中能够直接感受到自己的能力发展。同时,通过拥有掌握个人学习活动的自由,能实现学生感受自主学习的体验。27认知负荷理论为翻转课堂模式的积极效果提供了另外一种解释方法。28根据这一理论,在此模式下,学生在获取能力的过程中,能够更好地处理
21、属于真正的“内在”认知负荷(即不可能再降低的认知负荷)的学习内容,从而使能力获取的过程较少受到额外的、与主题无关的负荷(外在认知负荷)干扰。比如说,没有方法或方法不恰当的授课方式、不适宜的媒介选择或令人分心、不相关的信息都会造成外在的认知负荷。但还有一部分与主题无关的认知负荷是学习过程所必需的,即相关认知负荷,是学习者为了理解而使用学习材料,即使是在最理想的状况下也需要付出的努力。认知负荷理论解释了为什么教学视频几乎成为翻转课堂模式下课堂准备阶段的标准媒介。数字视频使学生能够随意暂停内容的讲解,根据需要(部分)重放,甚至在必要时以更快的速度播放,这样学生就可以自己控制和克服外在认知负荷。针对之
22、前提到的学习较差的学生从翻转课堂模式中获益更多,用认知负荷理论可以做如下解释:学生在准备阶段处理学习材料时,可以减少属于学习障碍的外在认知负荷,另外,由于教师在面授课堂上采取更加个性化的方法进行教学,也同样地减少学生的外在认知负荷。29自我调节学习理论也提供了类似的解释方法,它将主动性和对自己学习的掌控视为有效学习过程的关键动力。30综合来看,翻转课堂教学模式能够满足学习者的个性化需求,学习者可以通过自主选择学习活动以及进度来掌控自己的学习,并在此过程中明确避开干扰因素,从而在一个自主选择的社会环境中,且在学习过程的早期就体验到自己的能力发展。3.2实验室实践中的翻转课堂(翻转实验室)在自然科
23、学领域相关专业中,学生在实验室的实践活动对培养他们的实验实践技能和方法运用能力是不可或缺的。31因此,特别是在新生刚进入大学学习的阶段,会要求学生具备较高的自学能力,以便他们熟悉相关的实验室实践活动。32上一节的理论论述在此具有参考价值:特别是在一个对许多学生来说是全新和陌生的实验室环境中,实验室设备和材料往往都是他们都不熟悉的,这就给学生带来了很大的认知负荷。但如果学生能够深入研究各个实验步骤和所需设备,就可以减少这种负荷。鉴于设备和动作的复杂运动轨迹在一个三维空间里才能看清楚,在此很适合使用动态视频,以便从不同角度来观察实验室的情境。这样也可以完整地呈现相关动作,让没有相关经验的人也很容易
24、明白。通过实验视频的方式来提升学生为实践活动所做的准备工作的效率,意味着翻转课堂模式也可以转移到实验室实践课领域。相应的实践课方案在翻转实验室的概念下已有很多讨论,并在高校成功实践了多年。33随着高质量视频设备的快速普及和视频编辑程序对用户的友好程度,特别是在实践课领域有很多新的机遇。例如,Fung和Watts尝试了使用无人机展示为分析化学课而进行的真实采样的情况。34借助类似人体摄像头的拍摄手段,学生甚至可以在真正做实验室之前,从自身视角来体验在真实的实验室中做实验35。另外,360视频的使用可以为去陌生的实验室做准备提供完全不同的空间体验。36通过将各种准备工作越来越多地整合到虚拟的实验室
25、环境中,学习者将更加积极主动地研究那些为实验课做准备的学习材料,从而可以更加持久地巩固相关基础知识。37游戏元素(游戏化)也会起到促进积极性的作用。38Dirk Burdinsk:德国应用科学大学以能力为导向的翻转课堂教学模式83应用型高等教育研究第8卷学生用于实验课上的个人准备工作的时间有限,也就意味着这个时间量(至少不是全部)不包括用于实验的后续工作,例如写实验报告。然而,如果实验的准备工作做得好,就可以充分利用在实验室的时间,在做实验时就同时写实验报告,可以更有效率地完成整个实验室实践活动。在这里,这种翻转实验室模式的优势再次显现:最充满挑战性学习的阶段,即从事真实的实验活动、做记录、分
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