“探究-參與”式智慧課堂在《食品工程測控技術》中的應用研究

秦延斌，李維杰，劉寶林

（上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海）

一 引言

智慧課堂是通過網絡平臺實現授課內容的推送及學習數據的收集和分析，可以實現教師與學生之間的立體化交流互動，達到評價及時性的智能高效課堂，能夠讓教師提高授課效率，同時讓學生能夠獲得適宜的個性化學習服務[1]。將參與式智慧課堂運用到《食品工程測控技術》教學中，借助學校第一教學樓的智慧教室直錄播云平臺，以學生為主體、教師為組織引導者，能夠有效提高學生對教學的參與積極性，激發他們學習的主動性，實現學生知識、能力、素質的協調發展，有利于推進食品工程相關課程的改革。

二 “探究-參與”式智慧課堂簡介

（一）探究-參與”式教學方式

教學過程中，學生在教師的引導下，以“自主、探究、合作”的學習理念為指導，對當前教學中的主要知識點進行自主學習、小組合作探究，從而達到課程標準中知識、能力、情感態度價值觀要求的教學方式稱為探究式教學模式[2]。而參與式教學模式則是將學生放在課堂教學活動的主體位置，教師負責設計、組織課堂活動，調動學生參與，引導學生自主創造性的學習和發展，進而給學生提供輕松的學習環境，激發學生的學習興趣，培養學生積極思考問題、解決問題的態度和能力[2]。

“探究-參與”式教學模式是以探究式教學和參與式教學為指導思想，以培養學生主觀能動性、學習食品工程學科基礎知識、養成科學嚴謹的學習態度、提升學生綜合能力為目標的一種先進的教學理念[3]。這種教學模式重“導”而輕“灌”，重“學”而輕“教”，其優越性主要體現在：（1）提升學生教學內容掌握率。心理學上的“學習保持力”原理指出，學生一般能夠記住他們所閱讀的10%，所聽到的20%，所看到的30%，所看到和聽到的50%，與他人所討論的70%，在現實生活中所運用和實踐的80%，向別人所教授的95%。因此通過參與式教學加強學生對教學過程的參與，能夠提高他們對教學內容掌握的牢固程度，特別是知識記憶的持久性。（2）極大地激發學生學習的積極性和主動性。興趣是學生參與學習的主要動力，是學生獲得全面發展的關鍵因素。只有當學生對學習有了需求， 才會主動踴躍參與探究、思考與實踐，最終獲得知識能力[4]。（3）有利于促進師生關系。“探究-參與”式教學體現了師生作為雙主體在教學過程的共同參與，強調了學生作為教學活動中的平等參與者、對話者。在這樣的教學背景下，就有利于建立和諧融洽的師生關系，構建平等、自由、和諧的課堂氛圍[5]。

（二）智慧課堂簡介

隨著現代科技的迅速發展，各種信息化教學手段越來越多地在教學過程中得到應用。智慧課堂是一種通過網絡平臺實現授課資源的推送和學習成效的反饋，使教師與學生之間達到立體化的交流互動，從而達到評價及時性的智能高效課堂[6]。它可以實現教學內容數字化、教學決策數據化、交流互動多樣化、評價反饋及時化、資源推送智能化，促進教師開展精準教學與個性化教學[7]。借助智慧教室的“探究-參與”式教學可以得到更好的開展和進行，使教學內容更直觀、形象、具體，切實提高教學質量和教學效率。這種教學模式強調以探究為主，重在讓學生真正參與到課堂中，通過網絡實現教學資源的實時推送和師生的交流互動，非常適合大學本科生學習的一種授課方式。基于學校的智慧教室直錄播云平臺，通過對《食品工程測控技術》這一門課程的實踐來談一下“探究-參與”式智慧課堂的應用成效。

三 “探究-參與”式智慧課堂教學模式的構建

（一）面向對象

基于多媒體教學平臺，本次《食品工程測控技術》課程授課對象為大學三年級食品質量安全等相關專業本科生，之前已經有過相關課程的學習，對食品工程類理論知識具有了一定的基礎。他們未來工作方向是有關食品檢驗、測試的各個部門，因此需要較好的掌握食品工程相關測控技術的基礎知識和應用特點，特別是對溫度測量等傳感器的分類、工作原理和特性、適用場景等方面的知識點。

（二）教學總目標

以測試測量技術為基礎內容的《食品工程測控技術》課是高等學校食品工程相關專業的一門重要的通識課程。讓學生熟練掌握課程中相關傳感器設備的結構特性和測量原理；同時了解這些設備在生活、生產和社會發展中的應用，理解它們與科學、技術、社會之間的聯系，樹立學生的世界觀、價值觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的探索精神和創新意識。包括[2]：

知識目標。進一步加深對各種傳感器原理的理解，熟練掌握設備的測試測量方法，明確不同類型傳感器的應用特性和適用場合。

能力目標。提升學生自主學習能力，培養他們對新知識、新設備、新儀器的學習興趣，能夠主動鉆研相關原理，查找相關國內外文獻，提高學生在相關學科領域的知識水平和自身綜合素質，將來進入科研院所或企業能夠完全勝任相關技術工作崗位。

情感態度價值觀目標。培養學生積極向上的學習態度和生活態度，通過分小組完成課堂作業，使學生更加注重團隊協作與知識分享，實現學生與合作者的雙重身份的結合。加強學生勇于面對困難、戰勝困難的決心和能力，使其明白提升自我綜合能力的重要性，做一個對社會有用的人。

（三）具體開展形式

1.課前準備。

課前階段，通過網絡平臺將相關數字資源以及新課課件發送給學生，并提出問題，引出新課知識點。通過以問題為導向，引導學生提前預習。學生線上回答問題，教師則根據反饋情況，進行學情分析，對學生的預備基礎進行了解，做到心中有數，以調整教學內容安排和課堂組織策劃。而在傳統教學模式里，課前學情只能依靠教師自身多年的教學經驗進行推測，或是通過簡單詢問學生粗略了解，難以得到詳細全面的反饋。

圖1 “探究-參與”式智慧課堂教學體系結構圖

2.課中互動。

將預習提出的問題作為課堂導入，圍繞解決問題貫穿課堂始終，引入預設情景，激發學生學習興趣和動力。教師在課程開始的前面兩次課堂進行分小組知識探索，隨機將學生分為5～7個小組，目的是讓每個學生都能參與其中，共同合作探究新的知識點，并且能夠接觸不同的成員，從而避免形成固定的圈子和依懶性，降低分組教學的效果。教師給每一組學生安排討論的題目，并要求每個小組對該課題進行調研，包括查閱文獻、瀏覽互聯網及親身實踐等多種形式。小組內部自行分配工作內容，這樣可以充分發揮每個人的專長，提高學習效率。下次課堂上，每個小組花3～5分鐘向教師及其他小組學生匯報工作進展，這樣在督促自己的同時也可以向其他學生普及相關知識，直至匯報8～10次課之后，組織每個小組進行一次課堂PPT演講，演講者可以是一人或多人，原則上應該讓每一個學生都直接或間接參與到匯報工作中。通過教師知識點講授與學生陳述、學習小組討論相結合，師生得以有效互動，并充分發揮學生的主體性、能動性。課堂教學利用智慧工具進行多媒體教學的同時，可通過網絡進行實時交流反饋，教師檢測課堂教學情況，學生獲得評價。這在傳統教學中是難以實現的，教師只能通過學生的表情、肢體語言揣測教學反饋，并且課堂上極少有機會與大班教學的所有學生進行互動[6]。

3.課后復習。

每次課堂結束前十分鐘，教師線上發布作業、課程拓展資料等，學生直接在線上復習、提交作業，隨后教師答疑、審閱作業，給予評價。如我們生活中常見的“后熟”食品都有哪些？學生們通過思考可直接在線上平臺進行交流發言，學習氛圍也更為輕松自在，可以調動學生的積極性。相對于傳統教學，學生可獲得的學習資源更加豐富、便捷，作業及評價的形式也更加多樣化。“探究-參與”式智慧課堂教學模式的開展如圖1所示[6]。

（四）評價策略

相對于傳統教學方式主要參考學生期末考試卷面成績的評價策略，“探究-參與”式智慧課堂教學模式可以多角度的更全面、更客觀的評價學生，將學生平時課堂在線上的互動表現、綜合性的成果展示、期末考試測試成績等多方式融合在一起綜合評價學生課堂表現和對本課程知識的掌握情況。在課程教學結束后，安排學生將自己這一學期的課堂學習內容、小組探索課題的知識點以及兩者之間的關聯性進行匯總，并給出自己的一些總結和思考，最后縮寫成一篇1000字左右的小論文。教師對每一位學生的文章進行評價，最后將評語、課堂作業、演講PPT和班級名單匯總成冊，制作成PDF文件，發給每位同學，作為本次課程的美好記憶，同時也是知識點的回顧和總結。

四 教學效果檢驗

以“探究-參與”式智慧課堂教學模式為基礎的《食品工程測控技術》教學框架建立之后，經過一個學期的測試，課題組成員在第二個學期期末對學生發放了食品工程測控技術教學滿意度的調查問卷來評價課程發生的變化。具體分析如下。

（一）改善課堂授課環境，提升教學效果

智慧課堂將先進的、智能化的教學手段引入課堂。多媒體、手機或平板電腦比較適合當代大學生的接受習慣，同時也可以吸引學生的眼球[8]。傳統教學模式下教師“填鴨式”的授課方法貫穿整個課堂，學生獲取知識非常被動，無法始終保持精力集中，難以激起學生的學習興趣，學習效率不高。以探索性思維培養為導向的教學模式則以問題引導交流對話的形式，從數據資料出發尋找結論或解決問題的方案，強調的是教師和學生共同作為課堂的主角，學生充分發揮主人翁的意識和主觀能動性，課堂學習氛圍得到活躍，極大地激發了學生參與課堂的興趣并加深對知識的理解，實現對新知識的學習掌握和應用[9]。

（二）提升學生自主學習的興趣和能力

通過一個學期的實踐，學生最大的變化就是對學習的態度發生了轉變，逐漸地對課堂產生了濃厚的興趣，課堂氛圍也變得異常活躍和輕松。許多性格較為內向的學生也漸漸變得開朗，愿意與老師和同學在課上進行交流和討論。在新的教學環境的影響下，學生的學習也由被動變為主動，從而增強了學習自主的能力，在潛移默化中提高了他們的自信心和成就感[8]。將參與式教學應用到食品工程類課程教學中，可以讓學生對知識進行更深層次的認識與挖掘，學生通過切身體驗與參與，提高學生的綜合能力。在提高學生的學習能力時，還有利于引導學生形成正確的價值以及終身學習理念。興趣是學生參與學習的主要動力，也是決定其能否全面發展的關鍵因素，只有當學生對學習有了需求，才會主動踴躍參與探究、思考與實踐，最終獲得知識，提升個人能力[4]。

（三）提高教師綜合水平，促進師生共同發展

新時代的教育理念對教師提出了更高的要求，以往那種對著課件和資料“照本宣科”的教學方式已經遠遠不能滿足現代化教育的需求，主動學習先進的教學理論和相關知識非常重要。參與式教學體現了師生作為雙主體在教學過程的共同重要性，強調了學生作為教學活動中的平等參與者、對話者[5]。教師在新的教學模式下更注重學生的個性化需求，有針對性地發放學習資料和布置練習作業，不同層次的學習需求都得到了滿足，學習更有動力，學生也更愿意配合教師完成教學，對任課教師也產生了好感，從而改善了師生關系，無形之中提高了教學效果[8]。一個學期授課下來，教師不僅了解了每位學生的性格特點、愛好專長，同時也與學生們形成了亦師亦友的關系，師生在輕松愉悅的教學環境中都得到了成長和發展。

五 結語

與傳統教學方法相比，“探究-參與”式教學可以顯著提高食品工程類課程學生的理解能力和動手能力，學生參與度高，教學質量反饋較好。而以現代化信息技術為依托的智慧課堂的引入，對這種教學模式起到了積極的促進作用，并能夠有力地推動大學工程應用類課程的改革和發展。但是，“探究-參與”式智慧課堂在食品工程教學中的應用還處在初級探索階段，教師在選題和課堂把握中有一定的難度，需要進一步深入探討該平臺的適用性以及完善具體的實施策略，使得“探究-參與”式智慧課堂更具可操作性，以提高教學實效性，幫助學生獲得個性化全面發展。