军事前沿技术类课程翻转课堂教学实践研究

［摘 要］ 军事前沿技术类课程是军队院校培养新型高素质军事人才课程体系中的重要一环，当前军事前沿技术类课堂存在学员积极性不高、授课内容偏向知识而非能力等问题。如何有效提升课程的教学效果，是教学实践中需要不断思考的重要问题。作为现代化教学手段的重要组成，将翻转课堂运用于军事前沿技术类课程具有独特优势。通过探索翻转课堂的理念及其在军事前沿技术类课程中的具体应用实践，验证了军事前沿技术类课程实施翻转课堂的可行性和有效性。

［关键词］ 翻转课堂；军事前沿技术；人才培养；实践研究

［基金项目］ 2020年度国防科技大学教育教学研究课题“新工科背景下综合实践型课程建设研究”（U2020014）

［作者简介］ 李峻翔（1990—），男，湖南衡阳人，博士，国防科技大学智能科学学院助理研究员，主要从事智能驾驶技术、智能决策与规划技术研究；刘大学（1976—），男，山东济南人，博士，国防科技大学智能科学学院副教授，主要从事智能无人系统研究；范一鸣（1994—），女，河南商丘人，博士，国防科技大学智能科学学院助理研究员，主要从事脑科学、智能驾驶技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）25-0092-04 ［收稿日期］ 2022-09-01

军事前沿技术类课程通常是面向大学生，教授当下应用于军事的前沿科学技术课程，常见的前沿技术类课程包括“精确制导技术”“人工智能技术”等。在新时代党的教育方针的指导下，军事前沿技术类课程能有效融合军事前沿和前沿科技，充分发挥润物无声的思政育人功能，已经成为军事院校培养高素质复合型军事人才的重要课程［1］。同时，翻转课堂作为现代化教学手段，具有提升军事前沿技术类课程教学效果的巨大潜力。本文将探讨翻转课堂理念，以及将其应用在军事前沿技术类课程教学中的意义和实践研究。

一、翻转课堂的理念

翻转课堂（Flipped Classroom）最早由J. Wesley Baker于2000年提出，是指学员利用课下学习教学素材来节省课程中的被动学习时间，将学习的主动权从教员过渡到学员。通过翻转课堂，学员将灵活运用其业余时间完成一定的教学内容，而在课堂上，学员将更专注于相对较难的教学内容，以及开展面向项目的研讨［2-3］。

传统教学过程通常包括两个环节：一是课堂上教员的“信息传递”，二是课后学员的“吸收内化”。翻转课堂对此过程进行了重构。“信息传递”过程通过前置教学和课中研讨共同完成；“吸收内化”则可以利用课堂研讨和互动交流，主动促进学员进行知识消化。

二、军事前沿技术类课程实施翻转课堂的意义

翻转课堂模式是对基于传统纸质时代的课堂教学结构与教学流程的颠覆，打破了传统“填鸭式”课堂教学的局限性，可提高学员学习效果，提升自我管理能力、激发创新意识。将翻转课堂引入军事前沿技术类课程，不仅将引发教员角色、课程模式、管理模式等一系列的变革，更具有以下几方面的重要意义。

（一）提高学员学习的积极性

军事前沿技术类课程通常是面向军校本科生或研究生开设的必修课。由于课程一般为公共课，听课对象的专业背景不同，传统的教学模式容易使学员在听课过程中出现两个极端，即部分专业学员对讲述内容熟悉而认为缺乏挑战性，另一部分学员因缺乏相关背景而无法理解。就教学形式而言，实施翻转课堂能够将专业知识背景不足的问题通过前期的教学任务部署得到很好的解决，从而提高学员课堂上学习的积极性。同时，针对课程研讨内容，让学员上台研讨，更能充分调动学员在准备素材时的学习热情。

（二）全方位提升通识能力

军事前沿技术类课程属于通识课程，其授课内容包含军事案例、技术发展、技术原理、技术应用等内容，所涉及的知识点较多。传统的教学方式下，教员在短时间内灌输大量的知识点，不符合学习规律，也容易使学员丧失学习兴趣。实施翻转课堂能够利用前期的教学任务部署开展多知识点的教学，从而促进学员对课程内容的全面掌握，提升学员的通识能力。

（三）促进课程内容持续优化迭代

军事前沿技术类课程的讲授内容以现代军事高新技术为主体，要求课程内容能够与时俱进。实施翻转课堂既能将新的网络视频作为教学资源，又能充分挖掘不同专业背景的最新技术进展，使其成为课程内容的一部分。课程素材的新颖性能够充分促进课程内容持续优化迭代。

三、翻转课堂在军事前沿技术类课程中的实践

军事前沿技术类课程的教学内容包括技术发展历史、基本原理、实践应用等。虽然不同课程的教学内容不同，具体手段均有其独特性，但采用翻转课堂的流程和技巧却有一定的通用性和可借鉴性。实施翻转教学的步骤通常包含三个环节：一是做好教学准备。深入研究教学大纲和课程标准，提前收集教学素材，创建教学资源，制作教学课件。二是部署教学任务。在已有的课程设置与学情分析基础上，合理设置课前教学内容，安排教学研讨课题，给学员提供一个指引方向，激发他们对教学任务的好奇心。三是开展课堂活动。通过课堂教学以及在线平台，并采用课堂研讨、小组报告等多种形式，及时了解学员的学习情况，并适时调整课堂教学安排。

（一）课堂教学准备

课堂教学准备是一门课程开展的基础和前提。翻转课堂的实施不同于传统的教学模式，因此需要重点做好以下两点工作。

1.做好学情分析。学情分析通常是为研究授课对象的学习需要、学习能力和个性等而开展的一项分析工作。有效的学情分析能够让教学活动更有的放矢，从而更有效地达成教学目标，提高教学效率。这一步的关键是尝试从数据中分析出一些比较重要的信息，为后期的教学任务部署提供依据。

以“无人系统原理”为例，课程除了分析上述内容外，还需要提前了解学员的专业基础，特别是了解学员对人工智能、现代控制理论、机器学习等知识背景的掌握情况，按照学员知识背景分布的不同，有针对性地调整教学内容。为此，在课程授课前使用微信问卷、雨课堂等方式，对学员知识背景和基本情况进行调研，及时掌握学员对该门课程的期望，同时采用信息化的方式能够极大地简化数据回收的难度。如图1所示，从问卷中可以清楚地了解到最受学员欢迎的内容是无人系统的使用案例分析（占73.3%）。由于学员专业分布过于广泛，学员对技术原理的感兴趣程度较低（占34.2%），因此后续不能在原理教学上再花费太多时间，而是应该在案例分析中穿插原理，以供学员熟悉基本原理的同时，提高学习积极性。

2.收集线上教学材料。在设计军事前沿技术类课程收集线上教学材料时，还需要尽量满足以下三点要求：一是保证课程素材的有趣性，这样才能激发学员学习的兴趣；二是要利用好信息化手段（如多媒体），尽量做到声情并茂，以提高学员的学习效果；三是要有相应的练习，以促进学员真正思考，同时教员还能掌握学员的学习效果。

教学素材要尽量方便学员学习，随着移动互联网的普及，线上教学材料要考虑使用学员喜闻乐见的移动平台，包括中国大学MOOC、网易云课堂、bilibili、微信公众号等。

以“无人系统原理”为例，教员首先在豆瓣读书上搜索出军事类、科普类评分书单，然后根据课程内容和学情分析，对部分评分高、经典的书籍进行引荐。同时，还使用EduCoder等线上平台建立教学班级，让学员在该平台上完成相应的教学任务，可以有效检验学员的学习效果。同时，该平台还有自动导出成绩、判分等功能，从而可以更方便地进行后期考核统计。

（二）教学任务部署

传统的课堂教学任务往往是在课堂上开展的，翻转课堂就是要把传统的课堂教学任务中属于科普或识记的内容放在课前部署。合理布置课前教学任务，给学员提供一个指引方向，启发他们对教学任务产生思考。为了取得更好的翻转课堂教学效果，在教学任务部署阶段需要注意以下两点。

1.以学员为中心。考虑到本科生及研究生的学习负担较重，如果部署的课堂教学内容素材不够有趣、形式不够新颖，就无法抓住学员的眼球。久而久之，学员就会敷衍了事，甚至浑水摸鱼，弃素材而不顾。这样不但无法起到翻转课堂教学的效果，还会使原本应该掌握的知识无法传递给学员。因此，课堂教学任务的部署应该建立在已有的学情分析的基础上，甚至要就每次课进行部署，做一次新的学情分析，把“以学员为中心”的理念贯穿到每一次的课堂中。

2.注意抓大放小，不求面面俱到。“以学员为中心”还要求教员在布置教学任务时，不能追求面面俱到。按照知识背景梯度，合理布置课前教学内容，根据课前准备素材指定线上教学材料、参考图书等，教学内容尽量体现出“军味”和“趣味”。这里需要注意的是，为了减少学员的压力，尽量以学情分析情况为准适时调整，不可一味地想“完成”所有的教学内容，而是要大胆舍弃，或者因人而异地设定不同的教学目标，这样才能更好地基于学员的专业背景，发挥学员的主观能动性，从而提高整体教学效果。

以“无人系统原理”为例，在上文学情分析的基础上，我们将基本原理部分的介绍压缩到3个学时，并且将原始的原理授课改为分主题研讨。在研讨过程中，有汇报者、评分者、提问者的分工，注重不同专业的融合碰撞，让学员发挥创造力，结合自己专业知识理解无人系统的应用。

（三）课堂教学活动

实施翻转课堂，对课堂教学活动提出了新的挑战。一方面，教学内容中的部分知识点已经通过翻转课堂让学员在课前进行了学习。对此，教员需要调整传统课堂教学内容。如何使教学课堂变得更有效，是教员面临的重要挑战。另一方面，学员对课程内容有了一定的了解，如何使学员更高效地参与翻转课堂，提高学员的参与感，也是亟待解决的问题。围绕这两方面，我们做了以下几点的实践尝试。

1.更新教学内容。不同于传统的课堂，在翻转课堂上适当引入和加大“温故”环节的比重，对于不同的知识采用不同的“温故”方式。比如对于识记类的知识点，在翻转课堂前通过练习的方式进行“温故”，然后在课堂上只需要挑重点来介绍和讲解即可；对于理解类的知识点，则设计一些融合性较强的练习，在课堂上启发学员一起思考。通常，“温故”环节的难度不宜太大，主要目的是帮助教员掌握学员的真实学习情况，避免学员滥竽充数，同时也让学员体验到翻转课堂的乐趣，激发他们完成任务的成就感，进一步建立自信和正反馈。

另一个重要的环节就是“延展”。由于由学员自行完成的课前任务是有所侧重的，不能完全覆盖所有的教学任务。因此，在课堂上，教员需要帮助学员建立一个更完整的知识体系。同时，尽量要在原有材料的基础上进一步向知识的深度和前沿扩展，以提高学员知识的全面性。在“延展”环节，我们会采用启发式的提问方式，让学员思考已有知识能否解决该问题。如果发现了新问题，需要他们探索和思考解决方案，最后再将其融入课堂的教学内容。

以“无人系统原理”为例，课程涵盖面较广，教员在课堂上要重点讨论智能感知、智能决策规划中的经典方法、前沿技术的典型代表，而不会追求教学内容的全面性。这时，课程中的其他内容就通过“温故”和“延展”的方式让学员自己探索。

2.增加互动方式。为了提高学员的参与感，翻转课堂要尝试更多的互动方式。最常见的方式之一是研讨。首先，至少提前1周，根据任务量安排相关的研讨课题。研讨课题的发布可以采用雨课堂等形式，让学员自主选择，结成兴趣小组。研讨主题要尽量聚焦，但又能让不同专业的学员一起参与。兴趣小组的成员会就研讨中遇到的疑难问题进行交流，这样也能够有效提高学员的沟通能力和协作能力。研讨完后，学员要就研讨的结果进行展示，重点介绍遇到的问题、解决方案、结果反思等。其次，随机安排部分学员作为裁判，对不同兴趣小组的研讨和展示进行评分，以提高全体学员的参与感。

在“无人系统原理”课程讲授时，还充分利用了学校的科研优势，将其中一次课安排为参观部分实验室的科研成果，比如参观无人机、无人车、惯性导航器件等成果，用实物增进学员课程学习中的感性认识。同时，让学员了解身边人的科研成果，也更好地传承了学校科研工作者精益求精、勇攀高峰的科研精神。

（四）课堂教学效果分析

对翻转课堂进行教学评价通常以教学视频录像为重点，将课堂的教学视频根据行为编码表转化成文本数据，并开展统计分析［1］。教学行为编码表包括教员言语、学员言语、课程沉寂度、操作技术，共4个大方面18个小方面。由于公共课人数较多，采用视频分析的方式并非易事。因此，可行方案为采用调查问卷的形式开展教学效果分析。调查问卷包含了学员对课程的评价、对翻转课堂实施的评价以及对课程的建议等部分。