廖德祥

(上海海事大學(xué) 海洋科學(xué)與工程學(xué)院,上海 201306)

人才培養(yǎng)是新時(shí)期高等學(xué)校五大基本職能之一，而高校的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是人才培養(yǎng)的重要組成部分。目前的課堂教學(xué)方式主要以教師為主，教師將知識(shí)點(diǎn)灌輸給學(xué)生，與學(xué)生互動(dòng)較少；另外，評(píng)價(jià)方式較為單一，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性[1]。近些年，基于慕課[2]、超星學(xué)習(xí)通[3]、雨課堂[4]等平臺(tái)的混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法改革在全國(guó)如火如荼的進(jìn)行，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式借助現(xiàn)代化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)線下和線上相結(jié)合的教學(xué)模式，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，大大提高教學(xué)效率[5]。本文主要對(duì)《水污染控制工程》課程依托互動(dòng)教學(xué)環(huán)境開(kāi)展翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式的研究，從翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法三方面對(duì)本課程線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革與實(shí)踐進(jìn)行了初步探討。

1 上海海事大學(xué)互動(dòng)式教室教學(xué)環(huán)境介紹

1.1 互動(dòng)教室建設(shè)背景

互動(dòng)教室建設(shè)是以培養(yǎng)具有高智能和創(chuàng)造力的人才為導(dǎo)向，利用信息技術(shù)再造傳統(tǒng)課堂教學(xué)流程，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化與智慧化的教與學(xué)，為學(xué)校構(gòu)建基于智能終端的教學(xué)方式方法的變革提供有力的支撐。

1.2 互動(dòng)教室的組成

互動(dòng)教室采用 “互動(dòng)課堂+線上平臺(tái)+桌面云”三位一體的智慧教室建設(shè)理念，具體組成如下：

1.2.1 互動(dòng)課堂

互動(dòng)已經(jīng)成為未來(lái)課堂的核心，而互動(dòng)不僅僅局限于師生之間，生生之間，還包括人與技術(shù)、人與環(huán)境、人與資源等方面的互動(dòng)。具體包含：

(1)多變模式、組織靈活，打破傳統(tǒng)靜態(tài)教學(xué)空間，滿足多樣的學(xué)習(xí)空間需求；

(2)多元互動(dòng)、彈性且有效地運(yùn)用面對(duì)面互動(dòng)、人機(jī)互動(dòng)、計(jì)算機(jī)中介互動(dòng)以及群組同步互動(dòng)等各種不同互動(dòng)方式建構(gòu)知識(shí)，互動(dòng)打破傳統(tǒng)的單向教學(xué)；

(3)多屏展示、實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的無(wú)縫鏈接與資源共享，打造研討式、體驗(yàn)式的創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境與科創(chuàng)互動(dòng)空間；

(4)多點(diǎn)觸控，支持智能手勢(shì)識(shí)別，提供友好、直觀、自然的互動(dòng)界面，實(shí)現(xiàn)多用戶交互任務(wù)協(xié)作。

1.2.2 線上平臺(tái)

線上平臺(tái)依賴于大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，實(shí)施學(xué)情診斷分析和資源智能推送，開(kāi)展“云+端”學(xué)習(xí)活動(dòng)與支持服務(wù)，進(jìn)行學(xué)習(xí)過(guò)程記錄和多元智能評(píng)價(jià)，助力混合式教學(xué)改革與實(shí)踐。

課前，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)生掌握節(jié)奏、檢測(cè)預(yù)習(xí)下效果、建立小組討論及解疑；

課中，打造基于小組的互動(dòng)式教學(xué)，教師對(duì)疑難點(diǎn)進(jìn)行解釋，對(duì)學(xué)生給予指導(dǎo)和反饋，課堂上可以進(jìn)行多項(xiàng)互動(dòng)：簽到、投票、搶答、彈幕等。

課后，學(xué)生利用平臺(tái)提供的課外閱讀、課程作業(yè)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深化知識(shí)理解、重點(diǎn)難點(diǎn)提高、知識(shí)內(nèi)化順應(yīng)，教師根據(jù)學(xué)生反饋信息可以對(duì)學(xué)習(xí)針對(duì)性指導(dǎo)。

課外，學(xué)習(xí)者可以進(jìn)行自主探究式學(xué)習(xí)、將課堂所獲理論應(yīng)用到實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐一體化、個(gè)性化拓展、在線互動(dòng)答疑、社交學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)社交。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

《水污染控制工程》翻轉(zhuǎn)式教學(xué)主要分為課前、課中和課后三部分，下面就從這三個(gè)不同階段的教學(xué)模式的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體闡述。

2.1 課前線上平臺(tái)導(dǎo)學(xué)

教師上課前把全班30個(gè)左右的學(xué)生分為6個(gè)學(xué)習(xí)小組，并提前一周把學(xué)習(xí)任務(wù)、相應(yīng)教學(xué)資源，包括教學(xué)課件、微課視頻、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)視頻或動(dòng)畫(huà)、預(yù)習(xí)測(cè)試題等上傳教學(xué)平臺(tái)，各小組的學(xué)生在線上自主自學(xué)相應(yīng)知識(shí)，并就預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題，在平臺(tái)討論區(qū)向老師或同學(xué)提問(wèn)；教師在平臺(tái)上設(shè)置預(yù)習(xí)測(cè)試，學(xué)生可通過(guò)預(yù)習(xí)測(cè)試發(fā)現(xiàn)自己的不足，從而在課堂上做到“心中有數(shù)”。教師通過(guò)查看平臺(tái)上學(xué)生預(yù)習(xí)情況，了解內(nèi)容的難點(diǎn)，在課堂上做到“有的放矢”。

課前學(xué)習(xí)任務(wù)從易到難分三個(gè)層次:

一是基礎(chǔ)知識(shí)的理解，任務(wù)較容易，比如活性污泥法及活性污泥工藝的演替部分，全班同學(xué)都必須課前在學(xué)習(xí)通平臺(tái)自學(xué)活性污泥的概念、組成等基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)將傳統(tǒng)推流式曝氣池、漸減曝氣、分段進(jìn)水；完全混合式曝氣池、延時(shí)曝氣、氧化溝、SBR等曝氣池分門別類指派給6個(gè)小組，各小組根據(jù)自己的任務(wù)完成PPT，用于課中匯報(bào)，各小組的任務(wù)及要求見(jiàn)表1。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂活性污泥法基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)習(xí)要求及小組任務(wù)Table 1 Preview requirements and group tasks of basic knowledge of activated sludge process in flipped class

二是設(shè)置知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的討論題，任務(wù)有一定的難度，如給出某個(gè)廢水處理項(xiàng)目的工藝流程、廢水進(jìn)水水質(zhì)情況等資料，討論其為什么達(dá)到不到脫氮的效果或是除磷效果，學(xué)生分組提前就討論題進(jìn)行資料的查找，并整理用于課上匯報(bào)交流，表2是活性污泥工藝運(yùn)維知識(shí)點(diǎn)討論題翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)范例。

表2 翻轉(zhuǎn)課堂活性污泥工藝運(yùn)維知識(shí)點(diǎn)討論題任務(wù)設(shè)置Table 2 Task of discussion questions on operational and maintenance knowledge points of activated sludge process in flipped class

表3 工業(yè)廢水處理知識(shí)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)課堂小組任務(wù)設(shè)計(jì)Table 3 Task design of the flipped class on knowledge points of industrial wastewater treatment

三是教師從實(shí)際運(yùn)行的廢水處理工程項(xiàng)目中，提煉素材設(shè)置相應(yīng)的廢水處理工程項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)所學(xué)理論知識(shí)、查閱文獻(xiàn)找到該廢水的處理方法，提出該廢水的處理工藝，這一任務(wù)難度較大，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用水污染控制工程專業(yè)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、表達(dá)和解決廢水處理的復(fù)雜工程問(wèn)題并獲得有效結(jié)論的能力。表3是工業(yè)廢水處理知識(shí)點(diǎn)各學(xué)習(xí)小組任務(wù)的設(shè)計(jì)。

2.2 課中教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)課中設(shè)計(jì)是以學(xué)生為“中心”[6]，根據(jù)課前學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)置情況，課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)安排有所差異。針對(duì)第一類簡(jiǎn)單任務(wù)(基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的理解)，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)測(cè)試的結(jié)果及線上討論區(qū)學(xué)生提問(wèn)的主要問(wèn)題，進(jìn)行有針對(duì)性的講解，讓學(xué)生更深入的掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如表1中的小組任務(wù)，各小組課堂上講解其準(zhǔn)備的曝氣池知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，并布置2～3個(gè)問(wèn)題，供全班同學(xué)討論，最后教師點(diǎn)評(píng)講解，讓學(xué)生們深入掌握曝氣池的原理、結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)等；針對(duì)第二類討論題學(xué)習(xí)任務(wù)的課堂教學(xué)，課中各小組相對(duì)而坐，全體同學(xué)對(duì)某個(gè)討論題展開(kāi)討論，可以手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)查閱相關(guān)資料，討論5～10分鐘后各組派一位代表陳述其觀點(diǎn)或解決方案；課前接受該討論題任務(wù)的小組由于有一周的準(zhǔn)備時(shí)間，對(duì)該討論題理解更深刻，由這組同學(xué)負(fù)責(zé)最后詳細(xì)解答該問(wèn)題；最后教師總結(jié)該討論題的要點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)同學(xué)們應(yīng)該掌握的重點(diǎn)；針對(duì)第三類廢水處理工程項(xiàng)目方案的學(xué)習(xí)任務(wù)，如表3所示，每?jī)山M同學(xué)接受的是同一個(gè)廢水處理項(xiàng)目的工藝流程設(shè)計(jì)，這兩組同學(xué)分別闡述其廢水處理方案，其他組的同學(xué)提問(wèn)，并指出方案有什么優(yōu)點(diǎn)、有什么缺點(diǎn)，最后教師講解實(shí)際工程項(xiàng)目的工藝流程及運(yùn)行過(guò)程中有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)以上三個(gè)層次學(xué)習(xí)任務(wù)的講解和討論，使學(xué)生真正掌握水污染控制工程設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。

2.3 課后教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

課后主要是在線上平臺(tái)布置作業(yè)和設(shè)置章節(jié)測(cè)試，章節(jié)測(cè)試是一章教學(xué)結(jié)束后，章節(jié)測(cè)試題發(fā)布出來(lái)，發(fā)布周期一般設(shè)定為一周，讓學(xué)生在這一周內(nèi)的任何時(shí)間在規(guī)定時(shí)間內(nèi)答題，系統(tǒng)自動(dòng)保存并提交，以便掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

3 課程考核評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)

科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)方式是翻轉(zhuǎn)式教學(xué)教學(xué)效果的重要保障[1]，本課程的考核平時(shí)分占到60%，期末考試占40%。平時(shí)成績(jī)又分為幾個(gè)部分：

(1)課前預(yù)習(xí)后，根據(jù)預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)在線上平臺(tái)的討論區(qū)向老師或同學(xué)提問(wèn)，根據(jù)學(xué)生提問(wèn)及參與討論情況給分，占總分比例的10%；

(2)小組課程任務(wù)講演，本課程每個(gè)小組設(shè)置4個(gè)任務(wù)，課堂上任課老師隨機(jī)在各小組請(qǐng)一位同學(xué)講解其小組合作完成的任務(wù)，其任務(wù)完成情況、講演的熟練程度作為全組的平時(shí)分評(píng)定依據(jù)，旨在各小組同學(xué)相互督促參與到小組的任務(wù)中，該部分占總分的30%；

(3)線上平臺(tái)上，各章節(jié)測(cè)驗(yàn)完成情況占總分的10%；

(4)課后作業(yè)的完成情況占10%。

通過(guò)上述平時(shí)成績(jī)的分布，強(qiáng)化采用過(guò)程性考核，減弱期末考核的方式，全面考核學(xué)生技能掌握情況，小組協(xié)作情況和解決問(wèn)題分析問(wèn)題的能力。期末考核主要考核基本感念和基本理論。

4 結(jié) 語(yǔ)

以超星學(xué)習(xí)通為線上課程平臺(tái)，對(duì)《水污染控制工程》課程教學(xué)進(jìn)行了初步改革探索。經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，翻轉(zhuǎn)式教學(xué)已初顯成效，學(xué)生課堂參與度和學(xué)習(xí)積極性明顯提高。