基于創新實踐能力的《環境工程學》信息化教學設計

胡樂寧　鄧華　蒙冕武

摘要：信息化技術作為教學手段應用在課堂教學中已經成為現代教學改革的大趨勢，運用信息化對所授課程進行直觀、生動、豐富地演示和講解，可以提高學生的學習興趣。環境類專業本科生能力培養應滲透在課堂教學中，利用豐富的互聯網收集的海量教學資源，能有效地促進學生學習的積極性，有利于學生創新意識與實踐能力的形成。本文以“旋風除塵設計”單元教學設計為例，對環境工程學課程教學設計進行探討。

關鍵詞：創新意識；實踐能力；旋風除塵設計；信息化教學設計；單元教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0139-02

創新型的課堂教學是適當增加創新能力培養的教學內容，將最新的科研成果、教師的科研課題及時融入到教學實踐、學生的課外科技活動中，在培養學生的創新意識和實踐動手能力方面開展教學實踐。在課堂教學中利用海量的網絡資源對課堂教學內容適當的添加信息化教學資源，對課程進行信息化教學設計，在課堂上借助網絡資源和教育技術方法對學生進行教學的互動活動，改變了我們傳統的教學模式，對培養創新意識與實踐能力起著非常重要的作用。

一、課例單元基本情況介紹

《環境工程學》課程是環境類本科院校環境科學專業的核心課程，通常開設在第六學年，授課對象是三年級環境科學專業的學生，此前學生學習了《環境學概論》等基礎課程，具備了環境學的基礎知識，對工程設計接觸較少但卻充滿興趣。本課例設計內容節選自高等教育出版社“十一五”國家級規劃教材，本節課程為環境工程學第二篇“大氣污染控制工程”的核心教學內容，旋風除塵是主要的顆粒物控制工藝之一。教學目標包括知識目標：認識旋風除塵設計參數的含義和正確應用；能力目標：能正確計算、合理設計旋風除塵器；情感目標：培養嚴謹的學習態度、強化合作意識、提高學生的學習積極性。目標立足于學生對旋風除塵器設計各重要參數的認識和設計，培養其應用信息技術自主學習的能力和提高學習的積極性。教學重點是旋風除塵器各部分尺寸比例、壓力降、捕集效率；難點是學生能熟練的完成旋風除塵器的設計及選型。為了達到教學目標，突破重點、難點，課題制作小組采用理實一體化的教學方法，基于創新意識與實踐能力對課例單元進行信息化教學設計。

二、創作思路

除塵工藝設計課的教學內容枯燥、計算煩瑣、講述內容較多，學生的興趣很難被調動，講授法效果較差，因此本著“教師為主導，學生為主體，理論與實踐相結合”的原則，對本節課采用任務驅動法、理論實踐一體化教學、啟發式教學法、發現法、討論法、對照講解法等教學方法相結合的方法，以啟發式為主導，利用動畫對照講解，觀看實物照片，檢索工藝設計國家標準，學生采取自主學習、合作學習、探究學習的方式，完成簡單旋風除塵器設計的任務，充分調動學生的認識趣味，豐富空間想象力，將復雜的問題清晰化。在教學中采取自主學習策略、運用專業技術指南等引導學生自主完成旋風除塵工藝的設計及計算過程，培養學生形成咨詢→計劃→實施→檢驗的設計能力。

三、設計內容介紹

（一）布置任務

任務驅動法課堂教學的特點就是教師一上課就布置課堂任務，本課例任務為：設計簡單旋風除塵器。根據已知參數，計算和選擇相應尺寸、除塵效率等。用提問、設問、反問的形式進行師生互動，能為學生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，以任務的完成檢驗和總結學習過程，改變學習狀態，使學生主動探究、實踐、思考。

（二）復習回顧知識點

要完成以上課堂任務，必須用到之前所學的基礎理論知識，教師通過視頻和圖片，生動展現旋風除塵的原理，影響除塵效率的因素以及相應的設計參數，包括顆粒的分離直徑、半分離直徑dc、捕集效率等。生動逼真的網絡動畫資源應用到課堂教學，既能直觀地回顧所學知識，更能加深學生的印象，提高學習興趣。

（三）使用網絡資源實例導入課程主題

教師繼續播放信息化教學資源，利用視頻短片“沖泡茶葉”、“神奇拖把”這些生活常見的現象來設問：視頻中的現象源于什么原理？輔以大量圖片資源，教師加以提示。通過生活中的實例引出旋風除塵如何達到除塵的目的。

（四）任務實施

分組教學，每5人為一組，組長負責，相互提問、討論、分工計算和選型。教師負責解釋疑難問題，掌握學生對本堂課的了解程度。學生討論，尋找疑難確定繪圖重點。教師根據學生實施過程分組解答遇見的困難和問題，達到學中做、做中學的教學目的。

（五）課程評價

針對重點和難點完成所布置的任務，學生自檢：完成檢驗評分表的填寫，學生各組內開展互評。評估本次教學的效果：教師對各個小組的作品進行歸納總結、評定，指出不足之處，對優秀小組進行表揚，對相應有進步的學生進行鼓勵，肯定他們的勞動成果。

（六）布置作業

課后作業兩道題，分別為一道簡答和一道計算，從而鞏固新知識。

（七）課后拓展

教師提供為學生收集羅列若干個環境類的相關網站，拓寬學生的知識面，鼓勵學生課后查閱網絡相關的知識和新聞。

（八）時間分配

課程復習5分鐘，導入新課5分鐘，布置任務5分鐘，任務實施45分鐘，學生自評5分鐘，教師評價10分鐘，布置作業5分鐘。

四、特色介紹

本課例采用信息化教學設計，但又積極突破傳統方法，延伸教學時間，這樣不僅改善了枯燥的教學過程，又增長了學生的創新與實踐能力，信息技術的有效運用貫穿教學始終，突破了教學中的重點及難點問題。采用“任務驅動策略”，能使能力與知識點學習相結合。鼓勵學生對課后學習的延伸，充分利用網絡資源，拓展課程教學的空間。

《環境工程學》是高校環境科學與環境工程專業的核心課程之一，它主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法，研究環境污染綜合防治的方法和措施，以及利用系統工程的方法。通過該門課程的教學，不僅要讓學生在學習環境學基本知識和理論的基礎上對環境科學領域有較全面的認識，還要培養學生對本專業的熱愛，激發他們對后續專業課程的學習興趣，堅定他們專業學習的信心。endprint

學生創新意識和實踐能力的培養是在學生豐富多彩的自主活動中實現的，不是外界強加于學生的。從這個角度看，教學過程應該多利用任務驅動或理實一體化，設計課堂學生的活動，給學生提供適宜的活動目標和活動對象，以及為達到創新意識培養目標所需的課堂情境。通過以學生為主體、教師為主導的課堂實踐活動，促進他們的參與精神、創新意識、實踐能力及多方面素質的整體提高。課堂教學過程要以學生為主體，是以學生實踐能力、自主學習為基礎的互動和開放的課堂；以激發學生主動實踐、主動思考、主動探索、主動創造為基本特征，在任務驅動過程中應注意對任務涉及問題和知識進行研究，有目的的設計提問方式，還可以讓學生帶著這些問題認真思考，給學生進一步探究創新留下拓展的空間，優化思維品質。然后，教師再在課堂上揭示解決技巧和思維方法，這樣不僅能起到一題多練、一題多得的觸類旁通的作用，還容易激活學生的思維，產生強烈的探究意識。只要學生深入研究問題，善于反思和總結，就會有所發現，而且經過自己獨立探索得到的創新思維的結果，我們要予以鼓勵和正確引導，并長期地、自覺地培養這種探究、創新的思維習慣。

五、結論

綜上所述，本課例在教學的各環節中，依據環境科學專業教學新大綱的要求，使任務驅動法應用貫穿于教學始終，優化了教學過程，激發了學習興趣，提高了教學效率；變“教學”為“導學”，調整教學程序，重視學生自主學習能力，師生、生生互動協作，重視學生主動性的發揮；重視形成性練習，重視實踐設計能力的即時訓練，有助于創新意識與實踐能力的形成。

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