“翻轉課堂+PBL”融合教學在固液分離課程中的實踐

江 鋒，韓海生，唐鴻鵠

（中南大學資源加工與生物工程學院 湖南 長沙 410083）

隨著科技的發展和社會的進步，教育模式也在不斷地改變和更新[1-2]。傳統的教學模式已經不能滿足學生的學習需求，而“翻轉課堂+PBL”融合教學則被認為是目前比較先進和有效的教學模式。“翻轉課堂+PBL”融合教學模式以學生為中心，注重培養學生的實踐能力和思維能力，具有廣闊的應用前景[3-4]。固液分離是礦物加工工程和化工工程等專業中重要的課程之一，其理論與實踐密切相關，涉及物理、化學、機械等多個學科領域[5]。傳統固液分離課程注重理論知識的講解和板書，學生學習積極性低，難以掌握實際應用技能。因此，如何提高固液分離課程的教學效果，激發學生的學習興趣和實踐能力，成為當前需要研究和探索的問題。本文通過“翻轉課堂+PBL”融合教學模式，引導學生自主學習有關固液分離的基本知識，并在課堂上以小組形式進行PBL 教學，提出解決問題的方案。該模式在重力沉降技術教學環節獲得了較好的教學反饋，可為改善固液分離課程教學效果提供新思路。

1 “翻轉課堂+PBL”融合教學模式分析

1.1 翻轉課堂教學模式

翻轉課堂是一種以學生為中心的教學模式，其基本原理是將傳統的課堂授課與作業調換順序，即先讓學生在課外學習相關知識，再在課堂上進行討論、互動和實踐[6-8]。其主要特點包括：①學生主導。翻轉課堂強調學生的主動性和自主學習能力，學生在課外自主學習課程內容，通過在線視頻、閱讀材料等途徑獲取知識。②課堂互動。在課堂上，教師主要發揮指導和引導作用，引導學生進行探究、討論和實踐活動，通過互動和合作來深入理解知識，鞏固學習成果。③個性化學習。翻轉課堂支持學生在自己的節奏和興趣下學習，同時提供了反饋機制，讓學生對自己的學習效果有更清晰的認識。

1.2 PBL 教學模式

PBL 是一種以問題為導向的學習方法，其基本原理是通過探究和解決實際問題來促進學生的學習和能力發展[9]。其主要特點包括：①問題導向。PBL 的學習過程以問題為核心，學生通過自主學習、探究、討論和實踐來解決問題，不僅能夠掌握知識，還能夠提高解決問題的能力。②學生中心。PBL 強調學生的主體性和自主性，學生在學習過程中是主導者，能夠根據自己的興趣和需求來學習和探究。③合作學習。PBL 注重學生之間的互動和合作，通過小組學習、討論和協作實踐來促進學生的思考。④實踐性學習。PBL 重視學生的實踐能力和實際應用能力，讓學生通過解決實際問題來獲得實踐經驗和能力提升。

1.3 “翻轉課堂+PBL”融合教學模式

“翻轉課堂+PBL”融合教學模式，結合了兩者優點，讓學生既能自主學習和探究，又能在課堂上實踐和互動。相比于傳統課堂教學，“翻轉課堂+PBL”融合教學模式具備以下優勢：①該模式采用多種教學方法，讓學生在探究和實踐中學習，提高學生的學習興趣和積極性，提高學生的參與度。②該模式注重學生的實踐探究和實際問題的解決，培養學生的學習能力和實踐能力，提高學生的綜合素質。③該模式鼓勵學生在課堂上提問、交流和合作，促進師生之間的互動和合作，加強師生之間的聯系和溝通。④該模式采用自主學習的方式，讓學生按照自己的興趣和需求學習，更好地滿足不同學生的學習需求。

然而，正是由于翻轉課堂和PBL融合教學模式自身的性質與特點，這種新型教學模式也容易引發一些問題，需要教師特別注意：①該模式依賴于學生的自主學習和實踐探究，學習質量難以保證。②有些學生可能缺乏積極參與的意愿，導致學生參與度不夠。③該模式需要教師在課前為學生準備相關的學習材料和資源，并且需要教師在課堂上引導和指導學生的學習，因而教師需要投入更多的時間和精力。④學習成果難以評估。

2 “翻轉課堂+PBL”融合教學模式在“固液分離”課程中的設計與實踐

2.1 教學對象與內容

本次新模式下固液分離課程的教學對象為中南大學2020 級礦物加工工程專業本科生，共85 人；教學內容為課程第四章第一節：重力沉降技術。

2.2 教學設計

教學設計如圖1 所示，包括：①前期準備：在課程開始前，教師為學生準備了一份翻轉課堂教材，包括視頻講座、課程文檔和相關鏈接，以便學生自主學習。②翻轉課堂階段。學生自主學習有關重力沉降的基本概念，觀看相關視頻，閱讀文檔資料。這一階段的主要目的是讓學生建立初步的理論基礎。③課堂互動。學生以小組為單位進行PBL環節。教師提出實際問題——如何設計一個高效的重力沉降裝置來處理廢水，學生須運用其翻轉課堂所學知識、新思路，提出解決問題的方案。④成果展示。各小組向全班展示其解決方案，分享思考過程。⑤講師點評：教師點評每小組的表現，指出其創新之處和改進之處。這有助于學生不斷提高解決問題的能力。

圖1 “翻轉課堂+PBL”融合教學模式下重力沉降技術課程教學設計

2.3 教學實踐

①課前提前一周準備了孫體昌老師主編的固液分離電子版教材、平流式沉降槽、豎流式沉降槽、濃密機的介紹視頻，上傳到中南大學在線教育平臺并在課程微信群里通知學生提前自主學習重力沉降技術相關知識。②課堂上，首先提出問題：平流式、豎流式、輻流式沉降槽各自的優缺點？針對大、中、小型選礦廠應該如何選擇重力沉降設備？組織學生以5 人為一組進行討論，討論時間設為15 分鐘，并要求在討論結束后每小組各指派一名成員進行方案展示。③討論結束后，每小組輪流進行方案分享，學生從三種類型重力沉降設備的工作原理、工作過程及結構構造等角度分析了它們的優勢和劣勢，并以此討論出不同類型選礦廠適宜采用的重力沉降設備。學生在分享過程中基本做到有據可依，部分組別進一步延伸到選廠經濟效益、投資成本等方面進行綜合考慮。④每小組分享結束后，教師都進行了簡單的點評，對積極思考問題方面給予肯定，同時也提出了改進空間，如部分同學僅考慮操作的連續性，為小型選礦廠選擇豎流式沉降槽，而忽略選廠的處理規模、投資成本等方面。

2.4 教學效果評價

在應用“翻轉課堂+PBL”融合教學模式后，對學生的學習成果進行評價。通過考試成績和學生反饋調查發現，新模式能顯著提高學生的學習興趣和參與度，增強學生的自主學習能力和問題解決能力。表1 反映了2019 級與2020級礦物加工工程專業本科生在重力沉降技術知識點上的考試成績對比情況，據此可以發現新教學模式有效改善了學生的技術知識領悟能力。通過小組合作學習和討論，學生之間能相互啟發和幫助，共同解決問題，這增加了學生的學習樂趣，提高了學生的合作精神和團隊意識。

表1 傳統教學模式與翻轉課堂+PBL 融合教學模式的教學效果對比

3 “翻轉課堂+PBL”融合教學模式在固液分離課程中應用的優缺點及改進策略分析

“翻轉課堂+PBL”融合教學模式在固液分離課程中的應用雖然有許多優勢，但也存在一些問題，需加以改進。

3.1 優點

①學生課下自主學習固液分離的基本概念，觀看教學視頻、閱讀相關文檔，并參考在線資源，這使得學生能在自己的節奏下學習，深入探索自己感興趣的主題。②在PBL課堂互動階段，學生以小組為單位解決一個具體問題，激發了學生的實際問題解決興趣，培養了其工程應用能力。③PBL 強調學生團隊合作，學生需要共同探討問題、提出解決方案并設計實驗，有助于培養學生的團隊協作能力和創新思維能力。④教師可以采用多種評估方法，如小組展示、實驗報告、口頭答辯和個人反思，更全面地評估學生的學習成果，而不僅僅是依賴于傳統考試。

3.2 缺點

①一些學生可能不擅長自主學習，缺乏自主學習技巧，導致他們課下學習時經常遇到困難。②PBL 要求學生解決復雜問題，但有時學生可能需要時間來適應這種學習方式。③翻轉課堂需要制作大量的資源，如教學視頻和文檔資料，以及管理在線資源，這增加了教師的教學負擔。④教師需要掌握翻轉課堂和PBL的教育技巧，而相關培訓和專業發展需要時間和資源。

3.3 改進策略分析

①制定個性化學習路徑，以滿足不同學生的需求。提供額外的支持和資源，以幫助那些需要更多幫助的學生。②提供更明確的問題定義和解決方案選擇的指導，以確保學生能更好地理解問題和解決方案。③將不同領域的知識整合到課程中，使學生能更全面地理解和應用固液分離技術。④提供更多的實驗室和實地經驗，讓學生能夠親自操作設備、觀察和測試固液分離過程。

4 結論

本論文通過對“翻轉課堂+PBL”融合教學模式在固液分離課程中的實踐進行研究和評價，發現這種教學模式能夠有效提高學生的學習主動性和學習效果，激發學生的學習興趣和創新能力。然而，新模式的應用也面對一些挑戰，如教師教學負擔增加和學生自主學習能力不足。因此，需要進一步改進和優化教學模式，提高教學質量，推動教育教學的不斷創新與發展。