鐘鳴 江濤

摘 要：“水利水電工程概論”是水利工程類專業(yè)的一門指定專業(yè)選修課，通過學習水利水電樞紐工程中各種建筑物的類型、特點、功能，以及其在樞紐中的布置，結(jié)合水工建筑物的設計施工等知識，使學生初步認識水利工程的概念、范疇，建立對水利水電工程的理性認識。本文從教學目標及規(guī)劃制定、課堂組織、目標達成三條主線入手，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，探討了主題式教學在“水利水電工程概論”課程中的教改思路和主題式教學設計的實施要點，以期為提高“水利水電工程概論”課程教學質(zhì)量提供參考。

關鍵詞：主題式教學；翻轉(zhuǎn)課堂；教學改革；水利水電工程概論

作者簡介：鐘鳴，博士，中山大學地理科學與規(guī)劃學院講師，中山大學華南地區(qū)水循環(huán)與水安全廣東省普通高校重點實驗室；江濤，中山大學地理科學與規(guī)劃學院，中山大學華南地區(qū)水循環(huán)與水安全廣東省普通高校重點實驗室。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）02-0046-03

“水利水電工程概論”是水利工程類專業(yè)的一門指定專業(yè)選修課，由于其知識繁雜，涉及的概念抽象，專業(yè)性強，難以深入，所以在傳統(tǒng)教學模式中通常以教師為中心，采用“滿堂灌”“一言堂”的方式進行系統(tǒng)講解，學生的學習興趣難以激發(fā)，學習效果欠佳，易陷入考試“滿書背”的尷尬。隨著時代的發(fā)展，人才的培養(yǎng)更注重實踐與創(chuàng)新，“水利水電工程概論”應充分體現(xiàn)其工程性與實踐性，從未來水利工程專業(yè)從業(yè)者的角度認識基本知識點，并將其應用于當前的熱點問題，進行獨立思考。因此，在“水利水電工程概論”教學中，嘗試變革傳統(tǒng)教學模式，設計翻轉(zhuǎn)課堂（Flipping Classroom），即學生在課前完成知識的學習，課堂上的時間主要用于對所學知識的消化吸收。翻轉(zhuǎn)課堂形成了一種“學習知識在課外，內(nèi)化知識在課堂”的新型教學結(jié)構(gòu)，更多地關注學生獨立思考和小組協(xié)作能力的培養(yǎng)，其中主題式教學是行之有效的方式之一。

美國教育學家R.Camberg和J.Altheim于1988年首次提出主題式教學理念，這是一種以學生為中心，強調(diào)通過廣泛的主題探究來運作的教學模式。隨后，國內(nèi)外學者從多角度和多領域?qū)χ黝}式教學模式進行了理論和實踐探索，取得了許多成果，從課程組織和模塊整合到教學模式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行機制，以不同課程為例開展主題式教學的策略探討。綜上所述，主題式教學是一種集合教師與學生資源的教學模式，教師傳授課程的預備知識，通過提出問題的方式引入課程的核心知識，即主題，引導學生運用自主、協(xié)作、討論、探索的方式來學習主題內(nèi)的若干知識點。本文將主題式教學方式引入“水利水電工程概論”課程，從教學目標及規(guī)劃制定、課堂組織、目標達成三條主線入手，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，以期為提高“水利水電工程概論”課程教學質(zhì)量，乃至水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供參考。

一、教學目標及規(guī)劃制定

“水利水電工程概論”以介紹各種水利水電工程的類型、特點、功能及其樞紐布置，以及水利工程的設計、施工、管理等相關知識為課程任務，重點突出向?qū)W生展示水利水電工程基礎知識和相關的先進技術。主要目的是帶領學生認識水利水電行業(yè)，建立初步的水利水電工程概念，了解水電工程涉及的主要范疇、工程的組成及作用，鼓勵、啟示學生通過人類治水的歷史，獨立思考我國水利水電行業(yè)的成敗得失，建立水利水電工程的理性認識。

學生學完該課程后，應達到以下要求：了解水利水電工程的概念、發(fā)展歷史、類型及需要解決的主要問題；掌握水利水電樞紐工程及水資源利用的基本知識；培養(yǎng)學生利用所學基礎知識分析解決水利水電工程熱點問題的能力。通過主題式研究教學法，讓學生不僅對“水利水電工程概論”課程的基本概念和基礎知識有充分的了解，還要重視培養(yǎng)學生的批判性思維和實踐性思維，主動尋找不同學科知識的交叉點，并能夠通過口頭交流展示自己的成果，從而達到“淡化教師角色，注重學生課堂參與感”的目標。

本研究采用主題式教學法，基于多方法交叉結(jié)合的思路，從教學方法、教學手段和教學組織著手，探討基于主題式教學的“水利水電工程概論”課程規(guī)劃新模式。將主題式教學貫穿于各個階段的教學過程中，每一堂課、每一個教學環(huán)節(jié)、每一個教學活動都應適時體現(xiàn)學生的主體性與教學的主題性，也可以概括為“一個中心，兩個環(huán)節(jié)”，即以主題式教學為中心，突出課堂開放性習題和課后探索性訓練兩個環(huán)節(jié)，最終形成課堂、課外、實踐三位一體的“水利水電工程概論”主題式教學網(wǎng)絡，培養(yǎng)學生的創(chuàng)作和科研能力。其中，“一個中心”是以主題式教學為中心，即在教學內(nèi)容上體現(xiàn)研究性思想，教科書知識是基礎，實際工程問題是切入點，通過閱讀大量參考文獻，建立課題與學科的密切聯(lián)系；在教學方法上體現(xiàn)研究性理念，教師不僅要發(fā)揮傳授知識的作用，更要發(fā)揮引導作用，學生接受知識的過程是主動構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)的過程，通過設問、質(zhì)疑、分析、討論、總結(jié)的過程，由淺入深，逐步展開?！皟蓚€環(huán)節(jié)”是指突出課堂開放性習題和課后探索性訓練兩個環(huán)節(jié)，即按訓練方式劃分，大致可分為知識型習題和能力型習題，其中能力型習題更能鍛煉學生的分析能力、交流能力和創(chuàng)造能力，因此是習題設計的新方向。課堂開放性習題可引導學生通過口頭表達、評價反思等方式進行課堂討論，激發(fā)學生課堂的參與性。課后探索性訓練重點是培養(yǎng)學生應用研究方法的能力，要求學生去圖書館查資料，了解課題發(fā)展動態(tài)，提高自學能力。

二、課堂組織

“水利水電工程概論”課程的知識內(nèi)容難度不大，但知識點煩瑣，概念理解抽象，要將課堂上掌握的知識運用到工程實踐中仍然存在不少困難。盡管“水利水電工程概論”課程安排了相應的實踐學時，但因理論課與實踐課相對獨立，實踐學時對理論教學的幫助非常有限。由于學生接受知識的效率在每個課堂開始的10到15分鐘內(nèi)達到峰值，因此，本研究通過構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，并將每一個主題貫穿于每周的理論教學，從而達到課堂互動與高效的目的，具體實施計劃如圖1所示：

1. 課堂準備

以自由組合的形式，4～6位學生為一個學習小組，小組成員間相互分享、相互幫助、相互探討、相互監(jiān)督，形成集主動與合作于一體的學習活動方式。

擬定若干個與水利學科相關的熱點及前沿課題，提前兩到四周分別分配給各學習小組。各學習小組選擇一個與課程相關的選題，教師積極引導學生聯(lián)系已學過的課程知識進行選題設計。根據(jù)個人能力分別承擔文獻檢索與翻譯、研究方案制定、設計計算等任務，小組成員分工進行研究性學習，最終形成項目設計。

本課程從以下4個模塊進行課題擬定，每個模塊下可有若干個相關課題：模塊一：水利水電工程基本知識；模塊二：水利水電工程的設計；模塊三：水利水電工程的施工；模塊四：水利水電工程的管理。以“請對國內(nèi)外的著名水電站進行收集整理，并從中選取幾個不同類型的水電站，對其工作原理進行闡釋”課題為例，學生可通過課本、課件、視頻、知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫等方式，課前對本課題所涉及的國內(nèi)外著名的水電站進行收集整理，對水電站的分類、不同類型水電站的工作原理、典型水電站的分析等相關知識進行學習。在課堂上，學生和教師針對課堂的重點、難點以及疑點進行有側(cè)重的討論分析，主要以開放性問題的方式展開學生和學生的討論、學生和教師的討論，如：不同類型的水電站的特點及適用性？如何理解引水式水電站中調(diào)壓塔的工作原理？混合式水電站是如何集中水頭的？等等。

2. 課堂構(gòu)建

充分利用好學生注意力高度集中的時段，在課堂前5～10分鐘進行教師的理論傳授，使學生掌握本堂課的基礎理論知識，同時引入課堂主題。小組成員以研究報告或?qū)W術報告的形式進行主題學習的成果展示，每堂課只進行一個主題展示。

（1）學生角色。學生作為課堂的主體，在“水利水電工程概論”課堂中被分成兩組：一是圍繞課堂主題進行了詳細的課前資料準備的學習小組，我們稱為T組（Teaching Group），T組同學通過教授知識的方式，將已整理的相關知識分模塊展示給大家；二是由參與課堂的所有學生組成的討論小組，我們稱為D組（Discussing Group），D組人數(shù)在課堂中占比最大，他們的分組討論、主動提問、積極分析貫穿了整個課堂。分組討論是指D組圍繞T組的成果展示，根據(jù)教師所提問題，現(xiàn)場進行分組，用3～5分鐘時間進行討論并整理答案，請各小組代表匯報小組討論結(jié)果。主動提問是各D組對T組的成果展示進行質(zhì)疑的過程，是將課堂再次引入積極分析的有效通道。

T組匯報主題學習成果，解答師生們的質(zhì)疑，在“質(zhì)疑-分析”的學習氛圍中提升學習的意義和成就感。D組對主題式教學的實施效果進行反饋，自主探究、協(xié)作學習，在“批判-反思”的過程中獲得新知識。在“水利水電工程概論”主題式教學課堂里，學生在協(xié)作中自主構(gòu)建知識，發(fā)展了集體智慧，同時在資源共建與共享的過程中拓寬了“水利水電工程概論”課程知識的廣度與深度。

（2）教師角色。教師從總體進行把握，引入討論主題，參與小組討論，總結(jié)課題展示成果，同時向?qū)W生介紹課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并提出研究展望。整個課堂組織過程中教師的角色是弱化的，卻發(fā)揮著畫龍點睛的作用。

三、目標達成

通過主題式研究教學法的探索與實踐，初步建立新的教學觀，以學生身心發(fā)展規(guī)律為指導，開展與時俱進的教學活動；通過自身的學習鉆研，啟發(fā)學生積極思考、提問，從而提升教師參與研究性教學的能力；學生從“知識的被動接受者”向“知識的主動探索者”轉(zhuǎn)變，通過分析問題、解決問題體會到成功的快樂，形成積極的學習態(tài)度。

教學評價結(jié)果表明，通過本課程的主題式教學，大部分學生都達到了課前確定的教學目標及規(guī)劃，隨著教學活動的進行，“水利水電工程概論”課程零散的、碎片化的知識點已構(gòu)建成知識體系，達到消化、理解、吸收的目標。此外，在教學活動的深入過程中，學生對課程的理解、對知識獲取的態(tài)度以及對情感價值的認知都有了較大的超越。

四、主題式教學設計的實施要點總結(jié)

不同于傳統(tǒng)的教學模式，“水利水電工程概論”翻轉(zhuǎn)課堂不僅能有效調(diào)動學生的學習主動性，提高學習效率， 還能培養(yǎng)學生自主合作的學習能力，提高分析解決問題的能力。為保證這項教學改革順利有效地實施，總結(jié)以下要點供參考：

1. 科學遴選并有效組織教學主題是核心

主題式教學的重點在于教學過程的系統(tǒng)設計，以教學大綱的基本知識為依據(jù)，科學遴選教學主題，每一個教學主題即成一個知識模塊，所有教學主題的集合即成“水利水電工程概論”課程的知識體系。此外，教學設計者要緊扣課程內(nèi)容，靈活組織每一個主題，讓每一次主題式教學課堂都鮮活生動，從而避免主題式教學傳授的知識不夠深入，流于形式。

2. 學生與教師的角色重塑是關鍵點

將課堂設計重新歸整，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓主體帶動課堂，強化T組學生與D組學生之間的對話，這是一個質(zhì)疑和反思的過程。在弱化教師講授角色的同時，增加教師與學生之間的多維對話，通過參與學生討論、歸納總結(jié)新知方面，引導學生在討論與爭辯中習得知識，培養(yǎng)能力。

主題式教學需要學生利用豐富的網(wǎng)絡資源，認真完成課前的自主學習，今后可嘗試以新教育技術為教學實踐平臺，引入MOOC、SPOC等教學模式，構(gòu)建自主、開放、交互的新時代課堂模式。

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（編輯：秦俊嫄）