大學(xué)工科課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)踐研究

孫嬋娟 馮 戰(zhàn) 林燦華 呂 靜

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院 上海 200093）

1 研究背景

1.1 熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程教學(xué)現(xiàn)狀及其面臨的挑戰(zhàn)

熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程建筑室內(nèi)環(huán)境相關(guān)的理論知識(shí)與設(shè)備知識(shí)同時(shí)兼顧的一門主干專業(yè)理論課，起著連接本專業(yè)基礎(chǔ)課與技術(shù)課的橋梁作用。[1]在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)課程缺乏學(xué)習(xí)興趣，很難發(fā)揮學(xué)生的主體作用，極難調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。[2]老師往往只講重點(diǎn)章節(jié)加大了學(xué)生理解的難度。實(shí)際課堂中，教學(xué)活動(dòng)難以滿足全體同學(xué)的需求，進(jìn)而影響了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施和教學(xué)過(guò)程的推進(jìn)。[3]

鑒于以上出現(xiàn)的問題，應(yīng)該尋求一種新的教學(xué)模式，既能給學(xué)生提供一定的平臺(tái)去提煉問題和消化吸收，又能讓教師有機(jī)會(huì)去全面了解和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的同時(shí)，發(fā)揮教師的方向引導(dǎo)作用，來(lái)解決當(dāng)前存在的問題，改變現(xiàn)狀。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的引入及特點(diǎn)

翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，把學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。[4]翻轉(zhuǎn)課堂將知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化進(jìn)行了顛倒，課前學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)視頻完成知識(shí)的傳授，課堂上學(xué)生通過(guò)各種教學(xué)形式，完成知識(shí)的內(nèi)化。[5][6]破解了在傳統(tǒng)的“熱質(zhì)交換原理與設(shè)備”課程教學(xué)中，填鴨式地教學(xué)方式所帶來(lái)的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下的問題，提高教師講授效率。

“翻轉(zhuǎn)課堂”的全過(guò)程包括問題引導(dǎo)、觀看視頻和問題解決。教學(xué)視頻短小精悍；教學(xué)信息清晰明確。[7]

1.3 翻轉(zhuǎn)課堂在培養(yǎng)學(xué)生工科思維教學(xué)中的可行性

根據(jù)熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程的理論和實(shí)踐結(jié)合性要求高的特點(diǎn)，首先，提前共享教學(xué)視頻、擴(kuò)展資料和針對(duì)性的課堂問題；其次，對(duì)典型理論問題進(jìn)行引入時(shí)，有足夠豐富的實(shí)際案例可以增強(qiáng)主題的趣味性。再次，明確任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)和探索有方向和動(dòng)力；最后，教師根據(jù)反饋，提前對(duì)課程講授進(jìn)行資源的重組和側(cè)重，因材施教。

2 教學(xué)模式設(shè)計(jì)與探討

2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

應(yīng)用于工科應(yīng)用型課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)生為對(duì)象，從實(shí)際工程問題所隱藏的科學(xué)理論出發(fā)，教師注重引導(dǎo)和重點(diǎn)難點(diǎn)的分配，在學(xué)生先行完成知識(shí)內(nèi)化吸收的前提下，教師引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行有效有針對(duì)性的講授和討論，以期得到知識(shí)的完全消化吸收及加強(qiáng)鞏固的效果，并將習(xí)得的理論和技能用于解決實(shí)際工程問題中去的過(guò)程。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)使得“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”這一工科應(yīng)用型培養(yǎng)路線變得操作性和針對(duì)性更強(qiáng)。

教學(xué)設(shè)計(jì)的整個(gè)思路應(yīng)符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，循序漸進(jìn)，不斷鞏固，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合的特點(diǎn)，推動(dòng)工科課程的全面改革。

2.2 教學(xué)模式和實(shí)施流程

2.2.1 調(diào)研資料及教學(xué)資源的收集

將熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程中的知識(shí)點(diǎn)按照學(xué)時(shí)進(jìn)行分類和整理，根據(jù)難易程度，由簡(jiǎn)單過(guò)渡到難的方式進(jìn)行分配，教學(xué)資源來(lái)源于歷來(lái)教學(xué)積累和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

2.2.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念的有機(jī)滲透

將翻轉(zhuǎn)課堂的理念和相關(guān)實(shí)施方法嵌入到本科熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中去。把課堂一部分的時(shí)間用來(lái)討論，教師再針對(duì)過(guò)程中存在的重點(diǎn)難點(diǎn)或疑點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，并對(duì)學(xué)生所提出的疑難點(diǎn)進(jìn)行解答和提煉。

2.2.3 實(shí)施流程設(shè)計(jì)

從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容和資源、學(xué)生學(xué)習(xí)體系、課堂教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行教學(xué)模式的設(shè)計(jì)和實(shí)施。具體流程如圖1所示。

圖1：實(shí)施流程圖

在此過(guò)程中，教師也要實(shí)時(shí)了解學(xué)習(xí)效果，并及時(shí)調(diào)整實(shí)施方案。[8]

2.2.4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的評(píng)價(jià)

進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的對(duì)比和效果評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方式主要包括三項(xiàng)：（1）學(xué)習(xí)效果的自我評(píng)價(jià)和課堂認(rèn)可度的評(píng)分；（2）學(xué)生參與度及教師對(duì)課堂的組織效果評(píng)價(jià)和；（3）知識(shí)吸收效果課堂測(cè)驗(yàn)和考試成績(jī)。

以調(diào)查問卷結(jié)論反映學(xué)生的對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的接受程度，以學(xué)習(xí)成績(jī)論證學(xué)習(xí)效果，自主學(xué)習(xí)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的變化，以此來(lái)探索在熱質(zhì)交換原理課程上的翻轉(zhuǎn)課堂模式的可行性。

3 課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)對(duì)象

依據(jù)先前問題導(dǎo)入和學(xué)生視頻、擴(kuò)展資料的學(xué)習(xí)之后，靈活設(shè)置課堂活動(dòng)，形式包括但不限于PPT展示、小組討論、課堂測(cè)驗(yàn)和教師對(duì)疑難問題的解答等。

3.2 教學(xué)流程與組織

以第四章空氣熱濕處理過(guò)程的其中一節(jié)為例，針對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生利用視頻和擴(kuò)展資料自學(xué)，而后在課上給學(xué)生充足的時(shí)間進(jìn)行展示和討論，教師在過(guò)程中主要起引導(dǎo)作用，最后再針對(duì)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)不定期的測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.3 問題提出

教師針對(duì)熱質(zhì)交換原理與設(shè)備中的某一章節(jié)里面基礎(chǔ)且較為重要的知識(shí)點(diǎn)，提出若干個(gè)問題，讓學(xué)生帶著問題去消化吸收理論知識(shí)，并將理解有困難的問題帶到課堂上，進(jìn)行討論，加深印象。

3.4 實(shí)踐方式

將全班同學(xué)分成若干組，課下自學(xué)，組員間討論。課上PPT形式講解，隨后其他同學(xué)提問，問答結(jié)束，教師進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的錯(cuò)誤講解進(jìn)行糾正。

4 效果分析與評(píng)價(jià)

4.1 課堂參與效果

大部分同學(xué)對(duì)這種全新的上課模式非常接受，愿意花時(shí)間來(lái)自主學(xué)習(xí)，解決老師預(yù)留的問題。大部分學(xué)生認(rèn)為這樣的教學(xué)模式加深了他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，讓他們?cè)谡n堂上獲得很多的參與感。

4.2 知識(shí)掌握成果

在翻轉(zhuǎn)課堂模式下的學(xué)生，為了理解知識(shí)點(diǎn)，會(huì)去掌握其他的知識(shí)點(diǎn)來(lái)作為基礎(chǔ)，漸漸達(dá)到融會(huì)貫通的效果。另外，這種模式也培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

4.3 成績(jī)對(duì)照分析

將2020年采用翻轉(zhuǎn)課堂模式與2019年的傳統(tǒng)授課模式進(jìn)行對(duì)比顯然看出，翻轉(zhuǎn)課堂下學(xué)生的平時(shí)和期末成績(jī)都有顯著提高。

4.4 工科思維培養(yǎng)效果評(píng)價(jià)

翻轉(zhuǎn)課堂從課堂參與和期末考試成績(jī)的對(duì)比分析中可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂下學(xué)生的平均成績(jī)顯著高于傳統(tǒng)課堂的成績(jī)，顯示出較好的教學(xué)成果。

5 結(jié)束語(yǔ)

在完成知識(shí)內(nèi)化吸收和知識(shí)傳授的同時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂中多形式的課堂活動(dòng)還鍛煉了學(xué)生的組織交流及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，加上教師充分發(fā)揮其引導(dǎo)作用，在實(shí)際工程問題的解決過(guò)程中加深理論理解，對(duì)工科應(yīng)用型學(xué)生，翻轉(zhuǎn)課堂顯現(xiàn)出了無(wú)可替代的優(yōu)越性，且通過(guò)教學(xué)效果評(píng)價(jià)再次證明其在工科課程中應(yīng)用的可行性和高效性。