基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學設計與評價

王旭影，王潤生，楊 建

(唐山學院 土木工程學院，河北 唐山 063000)

0 引言

工程地質學是研究與人類工程建筑等活動有關的地質問題的科學，屬于交叉學科，綜合性、抽象性強，內容復雜，是土木工程專業(yè)必不可少的專業(yè)基礎課[1]。在“工程地質”課程的教學中，傳統(tǒng)的教學方式單一，缺乏創(chuàng)新性，考核體系難以評價學生的學習過程，存在學生參與度不高、課堂效率低和教學效果差等問題。如何激發(fā)學生的學習興趣、如何提高課堂效率和教學質量、如何更全面地進行學習評價和課程考核，皆是“工程地質”課程教學亟需解決的關鍵問題。

翻轉課堂(Flipping Classroom)是近年來興起的一種教學模式，在國內備受關注，許多高等學校已經實施翻轉課堂教學[2-3]。翻轉課堂通過重新分配學生課堂與課外的學習內容和時間，將學習的主動權交給學生，將教師以“教”為中心的教學課堂“翻轉”為學生以“學”為中心的學堂[4]。教師通過網絡平臺為學生提供課前學習的資源，增加學生獨立自主學習的時間，課堂上檢查學生自主學習作業(yè)的完成情況，開展互動交流，破解知識難點，激發(fā)學生的知識運用和拓展能力。翻轉課堂與傳統(tǒng)課堂相比，更能提高學生學習的主動性和課堂的參與度?；诖?，筆者將翻轉課堂引入“工程地質”課程的教學中，開展翻轉課堂教學設計，構建形成性學習評價和考核體系，并通過學生期末考核成績統(tǒng)計分析和學生滿意度問卷調查，考察翻轉課堂的教學效果。

1 基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學設計

基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學設計如圖1所示，此模式分為課前線上自主學習、課內線下講授和討論互動以及課后線上評估三個環(huán)節(jié)。課前和課后階段均采用線上教學方式，課內階段采用線下講授和討論互動的方式，旨在建設線上線下混合式“金課”。

圖1 基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學設計

在課程開始前，基于土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案和工程地質教學大綱，任課教師需要規(guī)劃教學內容，劃分教學模塊，分配教學學時，制定詳細的教學方案。同時，進行線上教學資源建設，包括微視頻、教學課件、精品教材、勘察規(guī)范、工程地質手冊、期刊文獻、地質現(xiàn)象和地質災害教學動畫、工程地質案例、練習題和思考題等教學資源。內容要充分體現(xiàn)前沿性和時代性，以便在潛移默化中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。通過學習通平臺教師向學生發(fā)布課程的自學內容、相關的自學練習題和思考題，同時發(fā)布討論話題。學生按時間節(jié)點完成課前學習任務，就自學中遇到的問題參與話題討論，或者通過平臺交流學習體會。

在課堂上，首先，教師要對學生進行自學效果檢測，并結合學生自學任務完成情況、練習題答題情況和線上話題討論情況進行歸納總結，重點講解相關知識點。其次，根據(jù)學生線上提出的疑問，開展線下答疑，并結合課程內容，組織課堂討論活動，破解知識難點，賦予課程良好的互動性。再次，對于在地質構造及工程地質評價、特殊土的工程性質、不良地質現(xiàn)象及防治等重點章節(jié)中具有一定挑戰(zhàn)度的內容，則采用案例分析答辯和工程地質問題分析報告的形式來引導學生主動深入學習，以小組為單位讓他們進行分工合作，調動他們的積極性，提高他們的參與度，培養(yǎng)他們獨立思考、發(fā)現(xiàn)和解決工程地質問題的能力，以此體現(xiàn)課程教學設計的“高階性”。

在課后，學生可結合自身學習情況，反復查閱和觀看教師分享的學習資料，也可以在線上對各章節(jié)的學習內容進行自我測試和評估，以便第一時間了解自己對知識的掌握情況。在此階段，教師可鼓勵學生進行學習總結、分享學習經驗，或針對某一問題提出探究性思考而發(fā)起討論，同時鼓勵學生對課程設計提出意見或建議，以便更好地完善教學設計。

2 形成性學習評價和考核體系

將過程考核與期末考核相結合，并將過程考核線上與線下相結合，構建形成性學習評價和考核體系(表1)。過程考核以多角度、多方位、全過程為出發(fā)點，包括課前線上自學評價、課內線下交流參與評價和課后線上評估三個部分。期末考核包括理論考核和能力考核，題型包括基礎題和拓展題，分別側重對學生基礎知識掌握情況和知識綜合運用能力的考察。線上考核借助學習通平臺進行，包括線上視頻、課件等教學資源的學習情況，練習題和思考題、章節(jié)小測、學習總結等任務的完成情況以及線上討論參與情況，對此設計相應權重，實現(xiàn)網絡動態(tài)化記錄和學習評價。線下考核以評估學生的能力提升為主，主要考察學生課內線下學習情況，包括出勤、自學效果檢測情況、課內討論參與情況、案例分析答辯情況和專題報告完成情況。線下考核以教師評價為主、學生互評為輔，對學生的表達能力、案例分析能力、團隊合作能力和知識運用能力進行綜合評價。

表1 形成性學習評價和考核體系

3 基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學效果評價

教學效果評價指標包括學生期末考核成績評價和學生滿意度調查問卷評價兩個部分。

3.1 學生期末考核成績評價

選取同年級土木工程專業(yè)兩個教學班，其中一個為翻轉課堂教學班，采用翻轉課堂——線上線下混合式教學方法，共65人，作為實驗班；另一個為傳統(tǒng)教學班，課程以教師講授為主、多媒體和板書為輔助，課后布置作業(yè)，共69人，作為對照班。兩個班級采用同一本教材，授課學時均為30學時。課程結束后，兩個班級全部進行期末考核，使用同一套試題，閱卷評分標準一致。

學生期末成績的數(shù)據(jù)采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件進行分析，進行t檢驗，P≤0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。傳統(tǒng)教學班學生期末成績?yōu)?9.5±6.35，翻轉課堂教學班期末成績?yōu)?3.7±5.74，t=-3.942，P<0.01，差異極顯著(表2)。翻轉課堂教學班學生期末成績平均分、優(yōu)秀率分別為83.7和74%，均明顯高于傳統(tǒng)教學班平均分(79.5)和優(yōu)秀率(46%)。在期末考核中，翻轉課堂教學班的學生在拓展題上的得分明顯比傳統(tǒng)教學班高，尤其是工程地質問題分析和案例分析兩個部分表現(xiàn)得更突出。這說明，翻轉課堂教學模式能夠明顯有效地提高學生的綜合應用能力，提升學生發(fā)現(xiàn)地質問題、分析解決地質問題的能力。

表2 學生期末考核成績統(tǒng)計分析

3.2 學生滿意度調查問卷評價

針對翻轉課堂教學班發(fā)放滿意度調查問卷，共發(fā)放65份，收回有效問卷65份，問卷回收有效率100%。調查問卷主要內容包括課前線上自主學習、課內線下討論互動、課后線上評估、考核體系、翻轉課堂教學效果五個方面(表3)。

表3 學生對翻轉課堂教學效果的評價 %

調查結果顯示，在課前線上自主學習方面，雖然有89%的學生對“課前自學階段安排的學習內容”表示很滿意，但在“課前學習階段對所學知識的掌握程度”的調查中仍有34%的學生較為滿意、5%不滿意，這與“與傳統(tǒng)課堂的課后作業(yè)相比，翻轉課堂課前學習更省時”的調查中18%的學生基本贊同、3%不贊同相呼應。由此看來，課前自學任務的安排需要適度選擇和精心考量，學生才能在不耗費更多精力的基礎上積極參與自學，這在今后的教學設計中需要重視。

除“課前線上自主學習方面”的調查項外，其余調查項中很滿意/非常贊同與滿意/贊同的和均超過90%，說明學生們對翻轉課堂教學模式給予了充分的肯定。絕大多數(shù)學生對課內討論互動環(huán)節(jié)表示很滿意，通過課堂討論，能夠使學生更全面和深入地掌握所學知識，課堂上的討論互動比較契合學生對于教師的期待。絕大多數(shù)學生認為課后測試評估環(huán)節(jié)有助于自己了解知識的掌握情況，而且絕大多數(shù)學生對形成性學習評價和考核體系也表示很滿意。在“翻轉課堂教學效果方面”，100%的學生認為翻轉課堂的效率更高，97%的學生認為翻轉課堂更有利于基礎知識的深入掌握和能力的培養(yǎng)，94%學生表示更喜歡翻轉課堂教學模式。

4 結語

總體上，基于翻轉課堂的“工程地質”課程教學，可以增強學生的學習興趣和學習主動性，能夠節(jié)約課堂時間，提高課堂效率，有助于培養(yǎng)學生運用工程地質基礎理論知識分析、解決工程地質實際問題的能力，因此，在教學工作中應該對翻轉課堂的教學模式給予充分重視。但是，在教學過程中應用翻轉課堂模式也存在困難和不足。對于教師而言，翻轉課堂的教學設計、線上教學資源的建設是比較大的挑戰(zhàn)，而且微視頻制作、練習題編寫、案例選擇、拓展資源收集等需要消耗大量的時間和精力。對于學生而言，新的教學模式需要有一個適應過程，其中，一定比例的學生認為課前學習布置的任務較重。因此，課前學習任務需要適度安排，否則學生的積極性和參與度都會降低。

翻轉課堂是對傳統(tǒng)教學模式的有益補充，但是要想取得良好的教學效果，需要教師和學生的相互配合、共同努力。教師只有通過改革和創(chuàng)新，找到符合課程特點的教學模式，激發(fā)學生的學習興趣和提高學生的參與度，才能不斷提高教學質量，實現(xiàn)新形勢下創(chuàng)新教育模式的重大突破，為社會培養(yǎng)更多高素質的合格人才。