【《运动生物力学翻转课堂的教学设计和实施分析案例》7600字】

运动生物力学翻转课堂的教学设计和实施分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u23118运动生物力学翻转课堂的教学设计和实施分析案例 156491.1基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的教学设计 1292541.1.1教学前期分析 120111.1.2教学资源设计 5323651.1.3教学环境设计 648491.1.4教学活动设计 6210301.1.5教学评价设计 8117681.2基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的教学实施 8243541.2.1教学前期准备 828011.2.2教学实施过程 101.1基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的教学设计《运动生物力学》是高校中体育院系的一门重要的专业基础课程，同时也是H学院运动人体科学专业的必修课之一。《运动生物力学》利用力学与生物学的相关理论研究体育运动中的技术动作，从生物学的角度分析人体运动中的体育动作，从而将力学与运动解剖学的知识运用到体育动作的要领中，同时也是对学生实践能力的理论支撑，但这门课的内容信息量较大，许多概念都相对抽象，不易于学生理解和掌握，这很容易导致教师在课堂上机械式的给学生灌输书本理论，使学生忽略了运动时将动作的力学分析与人体特点互相结合，仅是死记硬背概念定义，不会很好的应用到体育锻炼中，由此可见仅靠传统课堂上的灌输式教学与理想的教学效果有一定的差距。本研究借助线上平台超星学习通结合翻转课堂教学模式，实施基于SPOC的翻转课堂教学模式的教学，帮助学生理解和掌握运动生物力学知识，增强学生的积极性和动力，提高学习效果。1.1.1教学前期分析1.1.1.1学习者特点分析学生是教学中的主体部分，根据学生的个体差异，分析不同学生的特点，这是教学设计中的重点，在基于SPOC的翻转课堂教学模式中，教师主要强调发挥学生的主体作用，学生获取知识的途径是通过教师在课前准备的案例资料以及教学视频课件所获取的，所以在网络平台上所准备的学习资源需要考虑到学生对此是否感兴趣，对于学生的特点分析，包括对学习的态度、学习的风格、知识的掌握能力以及对于实用技能的操作情况等。在教学设计的过程当中，根据学生的生理、心理以及社会环境来选择合适的网络平台进行设计，开展教学之前，分析出学习者的学习风格，有利于教师根据学生个性化的需求针对性的展开教学，提高学生掌握知识的能力。在教学资源的制作与准备上，教师准备视频、动画、PPT等多类型学习资源，更加符合学生的个性化需求，可以自行掌握学习节奏，在学生进行分组讨论的过程中，尽量安排不同学习风格的学生为一组，通过组间学生的沟通探讨，学生可以充分发挥个人的风格，提高学习效率，团队合作达到最优化。在本研究中，实验组为H学院2017级运动人体科学专业的学生，实施基于SPOC的翻转课堂教学模式，对照组为2016级运动人体科学学院运动人体科学专业的学生，采用传统授课方式，为了解学生的个人基本情况，设计并发放附录一的学生基本情况调查问卷，如表1.1是问卷调查的个别问题的统计结果：表1.1学生对象基本调查部分结果题号题目选项人数比例5对于将要展开的课程进行基于SPOC的翻转课堂教学模式的感兴趣程度非常感兴趣1627.6%感兴趣2237.9%不知道1525.9%不感兴趣46.9%完全不感兴趣11.7%6网络学习的频率如何经常2543.1%有时候2441.4%偶尔几次712.1%没有过23.4%7课前通过视频学习的感兴趣程度非常感兴趣1729.3%感兴趣2641.9%不知道915.5%不感兴趣58.6%完全不感兴趣11.7%10针对疑问在网络上求助的频率如何会5188%偶尔610.3%不会11.7%11通过网络完成作业的感兴趣程度非常感兴趣2543.1%感兴趣2746.6%不知道46.9%不感兴趣11.7%完全不感兴趣11.7%第6题中问卷结果显示，有43.1%的学生会经常通过网络平台来进行学习，有41.4%的学生有时候会在网络上学习，12.1%的学生偶尔会，从调查结果当中可以看出，大部分的同学都有通过网络平台进行学习的经历，仅有2名同学没有进行过在线学习。第10题中针对学生是否会在互联网上包括微信、QQ、浏览器搜索等方式，向老师、同学寻求帮助或讨论的问题，调查结果显示，88%的同学在遇到不懂的问题时，会选择在网上寻求帮助，也就是说明，绝大部分的同学在学习中遇到难以解决的障碍，都会选择在网上自查答案或者在微信群中与老师和学生交流。第5题中问到对于将要开展基于SPOC的翻转课堂教学模式的感兴趣程度的问题上，问卷结果表明有65.5%的学生对此感兴趣；第7题当中问到将采用网上提前进行视频预习的方式学习的问题，有71.2%的同学表示感兴趣；第11题涉及到在网络平台上就能够完成作业的问题，有89.7%的同学对此感兴趣，仅有3.4%的同学表示不感兴趣。由部分问题的调查结果表明，超过一半的学生对运动生物力学将要实施基于SPOC的翻转课堂教学模式非常期待，特别是对于在网络平台上就能完成作业的功能，学生基本调查问卷的结果为本研究的顺利开展提供了良好的条件。1.1.1.2课程教学目标分析教学目标的确立决定了教师教学的总体方向，在进行教学设计的时候，为了使教学效果达到最佳状态，教师需要根据教学目标，运用最适当的教学模式。学生可以通过教师提供的教学目标明确学习方向，并根据自己的知识技能水平找到适合自己的技巧，积极完成好个人学习任务，掌握必备的专业理论知识。与其他学科一样，体育类学科也需要用适合教学内容的教学模式来对学生加以引导，运动生物力学在体育教学当中是一门非常重要的课程，同时也是一种对运动与身体如何受力进行研究的课程，贯穿到体育运动当中的每个动作，人体的运动要适宜基本的力学特征，在体育教学与运动训练专业的教学中，运用运动生物力学来剖析运动的动作技术，将会使学生更准确的掌握到动作。在以往的体育课堂上，体育教师都是着重指导学生在动作上的问题，但是学生并不清楚动作的原理以及正确动作要领与错误动作之间的区分，这就造成了学生仅仅学会了理论知识但不会应用的现象，容易盲目进行训练。为了解决传统体育课堂上过度强调训练而对理论知识不太重视的问题，将运动生物力学融入到运动训练以及体育教学当中，从生物学的角度分析动作要领，有针对性的把生物力学知识与运动相结合，本课程通过讲授基本理论知识和基本方法，结合实验与实践教学，使学生能够将特定的运动生物力学理论与实践、动作分析与诊断等形式联系起来，不仅在一定程度上提高了学生的体育成绩，还可以让学生学习到在今后的运动中如何预防运动损伤，达到事半功倍的效果。1.1.1.3教学内容分析教学内容是教学设计的重要部分，教学内容的会直接影响到整个教学活动完成度。《运动生物力学》这门课程一共有五个章节，分别是第一章绪论、第二章运动器系的生物力学与损伤、第三章人体动作结构的生物力学基础、第四章人体运动的生物力学原理、第五章运动技术分析的一般方法与测量手段，具体如下表所示。表1.2教学内容一览表章节顺序章节名称章节中小节名称第一章绪论1.1学科定义1.2研究内容及研究任务1.3应用实例1.4发展简史1.5学科展望第二章运动器系的生物力学与损伤2.1骨的运动生物力学与损伤2.2关节的运动生物力学与损伤2.3骨骼肌的运动生物力学与损伤第三章人体动作结构的生物力学基础3.1人体动作结构的基本形式3.2人体运动的复杂性3.3人体简化模型与惯性参数第四章人体运动的生物力学原理1.1人体运动的时空特征分析1.2人体运动的平衡与稳定1.3人体运动的改变及其原因1.4人体运动的功能及其转化1.5体育运动中的流体力学第五章动作技术分析的一般方法与测量手段5.1运动生物力学研究方法概述5.2动作技术分析的一般方法5.3运动生物力学的主要测量手段5.4行走的生物力学5.5跑的生物力学5.6跳跃的生物力学5.7实验一：三维运动捕捉分析系统的应用5.8实验二：在图片上测定人体二维重心教学内容共计32学时，第一章2学时，第二章4学时，第三章4学时，第四章10学时，第五章8学时，实验实践4学时，本研究以第四章“体育中的流体力学”为例。1.1.2教学资源设计教学资源就是在教学过程中教师所运用的教学要素，主要分为两部分，硬件资源与软件资源。在本研究中软件资源包括，SPOC平台超星学习通、以及上传的视频课件、文档、讨论区、线上的章节测验等；硬件资源包括教室、上课用到的教材等设备。在《运动生物力学》课程中，用到的视频动画课件是通过网络资源视频、实验录制和后期剪辑的，翻转课堂教学模式要求学生在课前预习，书本当中的知识点较多，每个视频根据教学重点突出知识点，时长控制在5-10分钟，时间过长会导致学生产生厌倦情绪，以至于影响到教学效果，因此避免占用过多的课下时间。在SPOC平台上，既有视频、PPT课件、单元测验、线上作业，还可以发帖活跃讨论，方便学生之间交流学习以及教师及时回复和答疑。总体来说，本研究当中的教学资源丰富，能够满足《运动生物力学》的教学要求。1.1.3教学环境设计基于SPOC的运动生物力学翻转课堂教学为线上、线下结合的形式，因疫情这段特殊时间，将本应该在线下完成的部分平移到线上，良好的实现了信息化的资源环境，虽然无法进行面对面的交流，但是可以利用直播、语音等方式来创造合作探讨知识的环境。教师通过超星学习通平台创建课程，发布教学任务、教学资源以及课程通知等，学生在学习方面，利用电脑、手机等移动设备在SPOC平台上实名注册后进入到运动生物力学课程学习，随时随地观看教学资源，与老师同学进行分享讨论，教师根据学生反馈及时了解到学生的学习情况，从而帮助学生解决在学习中遇到的问题，提供个性化的针对指导，同时对教学进行调整，保证教学质量与效果以及学生的学习效果。1.1.4教学活动设计1.1.1.1基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的课前活动设计在课前的设计中，教师将各个环节的教学资源提前准备齐全，其中包括教学动画、视频、文档或PPT课件、学生分组情况、主题讨论内容、课后作业、章节测验试题，整理好后将学习资源发布到超星学习通在线教学平台的功能模块上，构建运动生物力学的SPOC课程，并借助微信、QQ等通讯工具将学习任务公告发布，包括教学目标、学习任务和学习内容。同时将学生进行分组，并将小组任务布置给各组同学，学生根据教师发布的任务公告自主学习，观看教学动画、视频，完成知识的预习，熟悉线上平台的操作。遇到难理解的问题，鼓励学生多查阅相关资料，可在平台或者微信上进行询问和讨论，并制作成果分享的资料，这样既可以与同学之间交流，记录下来在课堂当中提出，还可以直接向教师寻求指导帮助，同时教师要监督学生之间的讨论结果，引导学生表达自己的观点，在学生的观点上进行补充，确保学生获取知识的准确性和完整性，对于优秀的提问，教师给予肯定的鼓励，充分调动学生的积极性。在当前信息化的网络环境中，学生可以根据自己的学习习惯和节奏来进行个性化的学习，因地制宜、因时制宜获得所需要的资源，课程当中的重难点内容可以重复观看，将课余的碎片时间利用起来，不做硬性要求，不会给学生带来压力，这样有利于提高学生的学习效率。在以往的教学中，由于有些基础不太好的学生不愿在课堂中主动提出自己的问题，不利于对后续知识的掌握，导致整堂课的效率并不高。若进行线上公开提问的形式，学生可以关注到有无与自己相似的问题，同学之间相互协作，有效帮助学生减少胆怯情绪，其他同学在完成学习任务的基础上又得到了复习，查缺补漏，加强了对知识的理解。1.1.1.2基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的课中活动设计教师作为引导者启发学生的学习思维，首先让学生自己查阅与课程知识相关资料，针对教学内容的重难点以及学生提出的问题进行答疑，对学生自学的成果进行补充并深入的探讨交流，完成知识的内化，学生在学习的过程中要了解人体运动的基本原理、掌握人体机械运动的基本规律、初步认知从事动作技术研究的运动生物力学方法，同时理论结合实际，提高自身的运动能力、纠正错误体育动作，从而预防运动损伤的发生。课程开始之前由教师组织学生在超星学习通平台进行位置签到，了解到班级学生的出勤情况并记录到期末考核中。接下来，学生以课前平台自动分配的小组为单位进行讨论，教师在SPOC平台上构建一个讨论帖，以“体育运动中的流体力学”为例，教师作为楼主发布帖子“请根据分组任务用伯努利定律解释生活中的一些现象”，各小组在完成讨论后，将查阅、搜集到的资料以及讨论成果发布到讨论帖上展示，并由其他小组同学在跟帖下进行互评点赞，学生在分享知识的同时，不仅能够促进对于知识的掌握，巩固了学生在上课前自主学习的内容，真正的带着理解性进行讨论，对知识有完整的消化，也让学生提升了自我表达能力，能够在协作学习中共同进步，综合能力得以提高。1.1.1.3基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的课后活动设计为了提高学生的自主学习能力，在课后活动设计中，不再以单独的作业来决定成绩，学生在课后可以继续对录制的教学视频反复观看，对自身掌握的知识程度进行查缺补漏，借助SPOC平台完成教师的作业安排，同时发布线上单元章节测验，帮助学生加深巩固课堂内容，也便于教师了解学生的理解情况，最终教师将课中讨论结果与互评结果二者综合，做出总结评价，将随堂发放的作业和章节测验进行打分，对于知识掌握程度较差的学生提供个性化指导，根据学生的反馈情况优化教学方案，发放下一节的教学任务，实现基于SPOC的翻转课堂教学模式的实践。1.1.5教学评价设计基于SPOC的翻转课堂教学模式的教学评价分为两种，评价内容将线上音视频观看、讨论、作业、章节测验、课堂互动、小组任务、成果展示作为评价的指标；评价以教师、SPOC平台以及学生分组中的小组成员为主；评价方式采用调查问卷结果以及章节测验成绩相结合的方式。1.1.5.1形成性评价课前阶段主要以SPOC平台统计结果和教师反馈为主，平台能够记录学生在线观看视频时间、任务完成情况以及章节学习次数，学习平台将数据进行整理，随后教师根据平台的统计结果进行主观评价，将平台与教师评价综合总结出学生在课前环节中的具体评价。课中阶段主要以教师评价、小组和组员之间互评为主，教师评价根据学生课上讨论的参与度、小组讨论情况以及讨论成果分享展示情况进行评价，小组和组员之间的互评为对不同小组间的讨论成果进行评价，组内之间根据讨论情况和对成果的贡献程度进行评价。课后阶段主要以SPOC平台统计结果和教师评价为主，SPOC平台对学生作业完成情况以及章节测试分数进行统计，教师结合平台的统计结果，对学生的学习情况进行客观评价。1.1.5.2总结性评价学生的学习成绩是检验教学效果的重要途径之一，在传统的教学过程当中，一般是以期末考核为主作为最终评定，因此，在本实验中，传统教学模式仅利用章节测试成绩作为评价，基于SPOC的翻转课堂教学模式将传统课堂的教学模式进行改进优化，教学评价更加多样化，可以根据课后作业的情况来进行督促与指导，从而引导学生积极参与教学活动，教师根据学生具体情况不断完善教学过程，提高教学质量。1.2基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的教学实施1.2.1教学前期准备1.2.1.1教学资源的录制《运动生物力学》SPOC课程于2020年3月23日开始，该课程的教学资源由与对照组一致的同一位授课教师进行录制，一共有61个视频，其中包括骨的受载形式、骨的运动损伤、骨骼肌的力学特征、骨骼肌损伤的运动生物力学、人体运动的复杂性、人体的器械的惯性、流体力学基本知识、伯努利定律、马格努斯效应、空气对人体的作用、空气对器械的作用、实验一-Simimotion影像解析系统操作演示视频、实验二-在图片上测定人体二维重心（1-2）等。1.2.1.2教学环境的创建在线平台的创建是进行基于SPOC的翻转课堂教学模式的教学实践的基础，功能完善的在线学习是教师顺利开展教学的保证，也是翻转课堂教学模式实施的前提，本实验利用超星学习通平台建立运动生物力学课程。超星学习通提供八个主题模块，如图1.1所示，分别是活动、统计、资料、通知、作业、考试、讨论、管理，各个模块功能操作简单，教室在学生管理方面也灵活便捷。图1.1八大主题模块其中在教学资料的发布中，包括课程资料（图1.2）、题库（图1.3）、作业库（图1.4）以及试卷库（期末试卷采用线下笔试）。图1.2课程资料图1.3题库图1.4作业库在教学开始之前，教师将SPOC平台超星学习通上发布运动生物力学课程的教学资源，向学生介绍课程的相关情况以及超星学习通的使用方法，让学生能够尽快适应在线学习氛围，接下来将按照教学计划实施运动生物力学的翻转课堂。1.2.2教学实施过程本研究的教学实践为8周，在SPOC平台上一共进行16次课程，以第四章的体育运动中的流体力学“伯努利定律”为例。1.2.2.1基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的课前实施在课前阶段，将实验班的学生在微信通讯工具上组间成群，教师将每节课的学习任务使用微信群发送给学生，为了增强学生沟通探讨的及时性以及个性化发展的要求，将实验班的学生分成组，每组设立一名组长，便于将讨论结果进行整理并及时与教师沟通。在课前，学生在超星学习通平台上的运动生物力学课程中按照教师发放的资源进行自主学习，包括观看课程视频（图1.5），浏览PPT课件（图1.6）、参与讨论（图1.7）等环节。SPOC平台会记录学生的课前学习的完成情况，如图1.8所示，章节统计中，视频与文档若学习完成显示为蓝色并标注已完成，若学习未完成则显示为灰色，教师可以由此看出学生的完成程度，能够更好的督促自制力较差学生。在课前自学的过程中，教师的主要任务是帮助学生解决预习中遇到的疑问，学生可以在讨论区提出问题或者在微信群进行交流，教师积极回答与学生交流。图1.5课程视频图1.6PPT课件图1.7小组讨论情况图1.8课前预习完成情况除此之外，如图1.9所示，超星学习通平台还可以进行其他量化显示，包括学生的章节学习次数、视频观看时长、讨论次数等。图1.9超星学习通平台的统计界面1.2.2.2基于SPOC的运动生物力学翻转课堂的课中实施在课中阶段主要分为两个部分，一部分是教师对于学生的课前预习情况进行总结，学生对伯努利定律内容有初步的了解，但在具体原理和实际应用方面还存在一些