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摘要：本文对基于“微课”的“翻转课堂”人机工程学教学模式的学习流程进行了重构。以人机教学内容为例，进行了基于微课的“翻转课堂”的教学实践研究，并对实践结果进行了分析。
关键词：微课；翻转课堂；人机工程学；教学实践
近几年来，随着网络技术的进步，移动媒体的普及，尤其是“微课”教学资源的出现，新的教学模式——翻转课堂也应运而生，这种方法可以极大激发学生的求知欲望，培养学生独立思考能力，受到各级教学部门的重视。本文基于翻转课堂重新构建学习模式，对基于翻转课堂的学习模式中的教学设计、教学实施、教学评价作深入的探索，通过运用眼动仪[1]来测定学生对教学资料的接受程度及通过观察学生在课上课堂中的表现，记录学生询问老师的次数、提问的主要知识点、课堂的活跃程度等来分析基于微课的翻转课堂学习流程重构的教学效果。
一、学习流程重构研究
通过借鉴国内外“翻转课堂”的实际应用案例后，形成适合人机工程学实际教学课堂需求的教学实施方案，经过课前的准备阶段、课内的课题讨论和课后的额外任务实现了知识传递、知识建构和内化、知识巩固和拓展。
课堂前准备阶段：根据教学大纲的需要，确定教学的主题，筛选人机工程教学内容，将适应微课展示的内容挑选出来，明确微课的教学目的与内容，收集学习资源、并进行微课的教学内容的初步制作。最后，上传微视频资源到微课平台，设置在线答疑、在线讨论等沟通模块，便于学生对于知识的消化吸收。
课堂前传递阶段：课前学生利用自由时间观看微视频，并且与其他同学进行在线答疑、讨论等模块的互动，实现知识的传递；老师通过研究学生在线答疑和讨论情况，分析并提出教学效果的问题以及学生的学习的问题。
课堂内细化阶段：课上首先和学生们一起讨论之前提出的问题，根据问题的种类可以组织探究式课堂或者讨论式课堂；随后，教师布置讨论课题，组织学生自主探究或小组协作学习，对于学生操作情况或学生交流讨论，教师可进行适宜的个别辅导或集体讲解；完成所布置学习任务，实现知识的建构和内化。
课堂后巩固阶段：教师针对学生作业进行点评，并将优秀的作品上传至教学平台上展示；教师还可以根据人机工程学内容相关的拓展学习资源布置额外任务，有精力的学生可以尝试额外任务，实现学生对所学知识的巩固和提高。
二、教学实践研究
实践以“人机工程学的定义”与“人机工程的作用”教学内容为例，进行基于微课的“翻转课堂”的教学实践研究。为检验基于微课的“翻转课堂”教学模式对人机工程课程的有效性，选取了一个班级对“人机工程的作用”开展教学实践，利用眼动仪在实践中收集数据进行分析，并运用调查问卷方法及时了解学生对翻转课堂的认可度，与传统模式相比学生学习兴趣的变化。
（一）眼动分析实验
人类的信息加工在很大程度上依赖于视觉，来自外界的信息约有80%-90%是通过人的眼睛获得的，因此对于眼球运动（简称眼动）的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段[2]。
1.实验目的：探讨学习流程重构课程中多媒体的呈现方式对学习者的注意力和学习效果的影响。
2.实验对象：本研究选取了哈尔滨工程大学机电学院2016级的20名本科生作为研究对象。其中男生5人，女生15人。所有被试均能熟练使用计算机，具备一定的网络学习经历，没有智力或阅读方面的异常，视力和听力正常。
3.实验数据采集：分两次实验，第一次实验：传统教学PPT的眼动实验，第二次实验：学习流程重构微课版教学课件眼动实验。本实验利用眼动仪来追踪和记录被试在学习中的眼动情况，包括两次试验的注视次数、注视时间。
4.实验环境与设备：本实验在哈尔滨工程大学人机工程学实验室中进行，使用了眼动仪记录被试者的眼动状况，并采用与眼动仪配套的分析软件进行数据处理。
5.实验材料：根据实验设计，第一组实验为传统教学PPT，第二组实验呈现的资料分别对应三种方式：（1）视频：呈现人机工程学相关知识及教师本人授课录像中的真实视频。（2）动画：呈现教学素材及教师授课的模拟动画。（3）PPT：呈现文字，并配以语音。为了便于比较，整个实验过程的学习进度均由系统预先设定，不允许学习者控制或调整。
6.实验过程：正式实验之前先进行预备实验。预备实验选取 2名被试，旨在熟悉整个实验过程，并对实验中发现的问题进行修正。正式实验：选取20被试，学习时间为26分钟，分别对两次试验的眼动情况进行对比实验。
（二）调查分析实践
班级共由 20 人构成，学生提前学习视频内容，人机工程学设有完整的网络课程，学生应具有网络学习的基本条件，也具备自主学习的能力。1.教学内容分析：在人机工程的教学中，将“人机工程学定义”、“人机工程的作用”等知识和技能通过微课完成；2.微课设计和制作：录制了一个 13 分钟的微视频，主要讲解了“人机工程定义”、“人机工程的作用”等内容，并进行对微课难度是否适宜、完成视频学习需要多少时间等问题进行讨论和收集反馈信息；3.课上教学任务：通过学生反馈进一步学习人机工程的发展，然后以“人机工程学的历史”作为课题，要求学生通过自主学习完成；4.课后作业的设计：评选优秀的“人机工程学的历史”作品在网络课程上进行展示，为学生学习树立标准。
三、实践结果分析
（一）眼动实验
本实验利用眼动仪来追踪和记录被试在学习中的眼动情况，如表1和表2所示，第二组相应的注视次数和注视时间更多，可以推断学习流程重构后的教学资料更能吸引学生的注意力，动态呈现的信息将比静态信息更容易受到关注。
（二）调查分析
调查结果显示，基于翻转课堂的混合学习模式深受学生欢迎。其中，有94.31%的学生认为，老师不再一言堂使他们学习的主动性得到大幅度提高；73%的学生认为，在平等互助的学习状态中收获更多的信息和灵感；58.6%的学生认为，自己的交流协作能力得到提高；77.96%的学生認为，以前访问网络教学平台上的学习资源是因为上课没有跟上，而现在不得不在课前主动学会课程内容； 83%的学生表示课前的网络自主学习检测对自我反省很有作用，认为对他们的学习起到了很好的促进作用。
参考文献：
[1]王葵，翁旭初.句子学习过程中的眼动特征[J].人类工效学，2006（1）：1-3
[2]安璐，李子运.教学PPT背景颜色的眼动实验研究[J]. 环境建设与资源开发2012.（1）：75-80
基金项目：
1、2016年黑龙江省高等教育学会“十三五”高等教育科研课题“基于微课和翻转课堂的人机工程通识教学平台建设”（编号：16G027）。
2、审批单位：哈尔滨工程大学，课题名称《以工程应用为牵引的“三海一核”特色人机工程课程建设研究》，编号：JG2016YYB10。
关键词：微课；翻转课堂；人机工程学；教学实践
近几年来，随着网络技术的进步，移动媒体的普及，尤其是“微课”教学资源的出现，新的教学模式——翻转课堂也应运而生，这种方法可以极大激发学生的求知欲望，培养学生独立思考能力，受到各级教学部门的重视。本文基于翻转课堂重新构建学习模式，对基于翻转课堂的学习模式中的教学设计、教学实施、教学评价作深入的探索，通过运用眼动仪[1]来测定学生对教学资料的接受程度及通过观察学生在课上课堂中的表现，记录学生询问老师的次数、提问的主要知识点、课堂的活跃程度等来分析基于微课的翻转课堂学习流程重构的教学效果。
一、学习流程重构研究
通过借鉴国内外“翻转课堂”的实际应用案例后，形成适合人机工程学实际教学课堂需求的教学实施方案，经过课前的准备阶段、课内的课题讨论和课后的额外任务实现了知识传递、知识建构和内化、知识巩固和拓展。
课堂前准备阶段：根据教学大纲的需要，确定教学的主题，筛选人机工程教学内容，将适应微课展示的内容挑选出来，明确微课的教学目的与内容，收集学习资源、并进行微课的教学内容的初步制作。最后，上传微视频资源到微课平台，设置在线答疑、在线讨论等沟通模块，便于学生对于知识的消化吸收。
课堂前传递阶段：课前学生利用自由时间观看微视频，并且与其他同学进行在线答疑、讨论等模块的互动，实现知识的传递；老师通过研究学生在线答疑和讨论情况，分析并提出教学效果的问题以及学生的学习的问题。
课堂内细化阶段：课上首先和学生们一起讨论之前提出的问题，根据问题的种类可以组织探究式课堂或者讨论式课堂；随后，教师布置讨论课题，组织学生自主探究或小组协作学习，对于学生操作情况或学生交流讨论，教师可进行适宜的个别辅导或集体讲解；完成所布置学习任务，实现知识的建构和内化。
课堂后巩固阶段：教师针对学生作业进行点评，并将优秀的作品上传至教学平台上展示；教师还可以根据人机工程学内容相关的拓展学习资源布置额外任务，有精力的学生可以尝试额外任务，实现学生对所学知识的巩固和提高。
二、教学实践研究
实践以“人机工程学的定义”与“人机工程的作用”教学内容为例，进行基于微课的“翻转课堂”的教学实践研究。为检验基于微课的“翻转课堂”教学模式对人机工程课程的有效性，选取了一个班级对“人机工程的作用”开展教学实践，利用眼动仪在实践中收集数据进行分析，并运用调查问卷方法及时了解学生对翻转课堂的认可度，与传统模式相比学生学习兴趣的变化。
（一）眼动分析实验
人类的信息加工在很大程度上依赖于视觉，来自外界的信息约有80%-90%是通过人的眼睛获得的，因此对于眼球运动（简称眼动）的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段[2]。
1.实验目的：探讨学习流程重构课程中多媒体的呈现方式对学习者的注意力和学习效果的影响。
2.实验对象：本研究选取了哈尔滨工程大学机电学院2016级的20名本科生作为研究对象。其中男生5人，女生15人。所有被试均能熟练使用计算机，具备一定的网络学习经历，没有智力或阅读方面的异常，视力和听力正常。
3.实验数据采集：分两次实验，第一次实验：传统教学PPT的眼动实验，第二次实验：学习流程重构微课版教学课件眼动实验。本实验利用眼动仪来追踪和记录被试在学习中的眼动情况，包括两次试验的注视次数、注视时间。
4.实验环境与设备：本实验在哈尔滨工程大学人机工程学实验室中进行，使用了眼动仪记录被试者的眼动状况，并采用与眼动仪配套的分析软件进行数据处理。
5.实验材料：根据实验设计，第一组实验为传统教学PPT，第二组实验呈现的资料分别对应三种方式：（1）视频：呈现人机工程学相关知识及教师本人授课录像中的真实视频。（2）动画：呈现教学素材及教师授课的模拟动画。（3）PPT：呈现文字，并配以语音。为了便于比较，整个实验过程的学习进度均由系统预先设定，不允许学习者控制或调整。
6.实验过程：正式实验之前先进行预备实验。预备实验选取 2名被试，旨在熟悉整个实验过程，并对实验中发现的问题进行修正。正式实验：选取20被试，学习时间为26分钟，分别对两次试验的眼动情况进行对比实验。
（二）调查分析实践
班级共由 20 人构成，学生提前学习视频内容，人机工程学设有完整的网络课程，学生应具有网络学习的基本条件，也具备自主学习的能力。1.教学内容分析：在人机工程的教学中，将“人机工程学定义”、“人机工程的作用”等知识和技能通过微课完成；2.微课设计和制作：录制了一个 13 分钟的微视频，主要讲解了“人机工程定义”、“人机工程的作用”等内容，并进行对微课难度是否适宜、完成视频学习需要多少时间等问题进行讨论和收集反馈信息；3.课上教学任务：通过学生反馈进一步学习人机工程的发展，然后以“人机工程学的历史”作为课题，要求学生通过自主学习完成；4.课后作业的设计：评选优秀的“人机工程学的历史”作品在网络课程上进行展示，为学生学习树立标准。
三、实践结果分析
（一）眼动实验
本实验利用眼动仪来追踪和记录被试在学习中的眼动情况，如表1和表2所示，第二组相应的注视次数和注视时间更多，可以推断学习流程重构后的教学资料更能吸引学生的注意力，动态呈现的信息将比静态信息更容易受到关注。
（二）调查分析
调查结果显示，基于翻转课堂的混合学习模式深受学生欢迎。其中，有94.31%的学生认为，老师不再一言堂使他们学习的主动性得到大幅度提高；73%的学生认为，在平等互助的学习状态中收获更多的信息和灵感；58.6%的学生认为，自己的交流协作能力得到提高；77.96%的学生認为，以前访问网络教学平台上的学习资源是因为上课没有跟上，而现在不得不在课前主动学会课程内容； 83%的学生表示课前的网络自主学习检测对自我反省很有作用，认为对他们的学习起到了很好的促进作用。
参考文献：
[1]王葵，翁旭初.句子学习过程中的眼动特征[J].人类工效学，2006（1）：1-3
[2]安璐，李子运.教学PPT背景颜色的眼动实验研究[J]. 环境建设与资源开发2012.（1）：75-80
基金项目：
1、2016年黑龙江省高等教育学会“十三五”高等教育科研课题“基于微课和翻转课堂的人机工程通识教学平台建设”（编号：16G027）。
2、审批单位：哈尔滨工程大学，课题名称《以工程应用为牵引的“三海一核”特色人机工程课程建设研究》，编号：JG2016YYB10。