基于创新实践能力的《环境工程学》信息化教学设计

胡乐宁　邓华　蒙冕武

摘要：信息化技术作为教学手段应用在课堂教学中已经成为现代教学改革的大趋势，运用信息化对所授课程进行直观、生动、丰富地演示和讲解，可以提高学生的学习兴趣。环境类专业本科生能力培养应渗透在课堂教学中，利用丰富的互联网收集的海量教学资源，能有效地促进学生学习的积极性，有利于学生创新意识与实践能力的形成。本文以“旋风除尘设计”单元教学设计为例，对环境工程学课程教学设计进行探讨。

关键词：创新意识；实践能力；旋风除尘设计；信息化教学设计；单元教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0139-02

创新型的课堂教学是适当增加创新能力培养的教学内容，将最新的科研成果、教师的科研课题及时融入到教学实践、学生的课外科技活动中，在培养学生的创新意识和实践动手能力方面开展教学实践。在课堂教学中利用海量的网络资源对课堂教学内容适当的添加信息化教学资源，对课程进行信息化教学设计，在课堂上借助网络资源和教育技术方法对学生进行教学的互动活动，改变了我们传统的教学模式，对培养创新意识与实践能力起着非常重要的作用。

一、课例单元基本情况介绍

《环境工程学》课程是环境类本科院校环境科学专业的核心课程，通常开设在第六学年，授课对象是三年级环境科学专业的学生，此前学生学习了《环境学概论》等基础课程，具备了环境学的基础知识，对工程设计接触较少但却充满兴趣。本课例设计内容节选自高等教育出版社“十一五”国家级规划教材，本节课程为环境工程学第二篇“大气污染控制工程”的核心教学内容，旋风除尘是主要的颗粒物控制工艺之一。教学目标包括知识目标：认识旋风除尘设计参数的含义和正确应用；能力目标：能正确计算、合理设计旋风除尘器；情感目标：培养严谨的学习态度、强化合作意识、提高学生的学习积极性。目标立足于学生对旋风除尘器设计各重要参数的认识和设计，培养其应用信息技术自主学习的能力和提高学习的积极性。教学重点是旋风除尘器各部分尺寸比例、压力降、捕集效率；难点是学生能熟练的完成旋风除尘器的设计及选型。为了达到教学目标，突破重点、难点，课题制作小组采用理实一体化的教学方法，基于创新意识与实践能力对课例单元进行信息化教学设计。

二、创作思路

除尘工艺设计课的教学内容枯燥、计算烦琐、讲述内容较多，学生的兴趣很难被调动，讲授法效果较差，因此本着“教师为主导，学生为主体，理论与实践相结合”的原则，对本节课采用任务驱动法、理论实践一体化教学、启发式教学法、发现法、讨论法、对照讲解法等教学方法相结合的方法，以启发式为主导，利用动画对照讲解，观看实物照片，检索工艺设计国家标准，学生采取自主学习、合作学习、探究学习的方式，完成简单旋风除尘器设计的任务，充分调动学生的认识趣味，丰富空间想象力，将复杂的问题清晰化。在教学中采取自主学习策略、运用专业技术指南等引导学生自主完成旋风除尘工艺的设计及计算过程，培养学生形成咨询→计划→实施→检验的设计能力。

三、设计内容介绍

（一）布置任务

任务驱动法课堂教学的特点就是教师一上课就布置课堂任务，本课例任务为：设计简单旋风除尘器。根据已知参数，计算和选择相应尺寸、除尘效率等。用提问、设问、反问的形式进行师生互动，能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成检验和总结学习过程，改变学习状态，使学生主动探究、实践、思考。

（二）复习回顾知识点

要完成以上课堂任务，必须用到之前所学的基础理论知识，教师通过视频和图片，生动展现旋风除尘的原理，影响除尘效率的因素以及相应的设计参数，包括颗粒的分离直径、半分离直径dc、捕集效率等。生动逼真的网络动画资源应用到课堂教学，既能直观地回顾所学知识，更能加深学生的印象，提高学习兴趣。

（三）使用网络资源实例导入课程主题

教师继续播放信息化教学资源，利用视频短片“冲泡茶叶”、“神奇拖把”这些生活常见的现象来设问：视频中的现象源于什么原理？辅以大量图片资源，教师加以提示。通过生活中的实例引出旋风除尘如何达到除尘的目的。

（四）任务实施

分组教学，每5人为一组，组长负责，相互提问、讨论、分工计算和选型。教师负责解释疑难问题，掌握学生对本堂课的了解程度。学生讨论，寻找疑难确定绘图重点。教师根据学生实施过程分组解答遇见的困难和问题，达到学中做、做中学的教学目的。

（五）课程评价

针对重点和难点完成所布置的任务，学生自检：完成检验评分表的填写，学生各组内开展互评。评估本次教学的效果：教师对各个小组的作品进行归纳总结、评定，指出不足之处，对优秀小组进行表扬，对相应有进步的学生进行鼓励，肯定他们的劳动成果。

（六）布置作业

课后作业两道题，分别为一道简答和一道计算，从而巩固新知识。

（七）课后拓展

教师提供为学生收集罗列若干个环境类的相关网站，拓宽学生的知识面，鼓励学生课后查阅网络相关的知识和新闻。

（八）时间分配

课程复习5分钟，导入新课5分钟，布置任务5分钟，任务实施45分钟，学生自评5分钟，教师评价10分钟，布置作业5分钟。

四、特色介绍

本课例采用信息化教学设计，但又积极突破传统方法，延伸教学时间，这样不仅改善了枯燥的教学过程，又增长了学生的创新与实践能力，信息技术的有效运用贯穿教学始终，突破了教学中的重点及难点问题。采用“任务驱动策略”，能使能力与知识点学习相结合。鼓励学生对课后学习的延伸，充分利用网络资源，拓展课程教学的空间。

《环境工程学》是高校环境科学与环境工程专业的核心课程之一，它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程的方法。通过该门课程的教学，不仅要让学生在学习环境学基本知识和理论的基础上对环境科学领域有较全面的认识，还要培养学生对本专业的热爱，激发他们对后续专业课程的学习兴趣，坚定他们专业学习的信心。endprint

学生创新意识和实践能力的培养是在学生丰富多彩的自主活动中实现的，不是外界强加于学生的。从这个角度看，教学过程应该多利用任务驱动或理实一体化，设计课堂学生的活动，给学生提供适宜的活动目标和活动对象，以及为达到创新意识培养目标所需的课堂情境。通过以学生为主体、教师为主导的课堂实践活动，促进他们的参与精神、创新意识、实践能力及多方面素质的整体提高。课堂教学过程要以学生为主体，是以学生实践能力、自主学习为基础的互动和开放的课堂；以激发学生主动实践、主动思考、主动探索、主动创造为基本特征，在任务驱动过程中应注意对任务涉及问题和知识进行研究，有目的的设计提问方式，还可以让学生带着这些问题认真思考，给学生进一步探究创新留下拓展的空间，优化思维品质。然后，教师再在课堂上揭示解决技巧和思维方法，这样不仅能起到一题多练、一题多得的触类旁通的作用，还容易激活学生的思维，产生强烈的探究意识。只要学生深入研究问题，善于反思和总结，就会有所发现，而且经过自己独立探索得到的创新思维的结果，我们要予以鼓励和正确引导，并长期地、自觉地培养这种探究、创新的思维习惯。

五、结论

综上所述，本课例在教学的各环节中，依据环境科学专业教学新大纲的要求，使任务驱动法应用贯穿于教学始终，优化了教学过程，激发了学习兴趣，提高了教学效率；变“教学”为“导学”，调整教学程序，重视学生自主学习能力，师生、生生互动协作，重视学生主动性的发挥；重视形成性练习，重视实践设计能力的即时训练，有助于创新意识与实践能力的形成。

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