《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》翻转课堂教学模式带来的思考——以学生“发明设计竞赛”为载体

刘 彤

(贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》翻转课堂教学模式带来的思考
——以学生“发明设计竞赛”为载体

刘 彤

(贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

以“发明设计竞赛”为载体，教师在《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》上实现“翻转课堂”的教学模式，让学生的参与度更强，成为课堂的主体。同时营造良好的学习环境和氛围，提高了学生对于该门课程的学习兴趣，也为该门课程带来了新的活力。

翻转课堂；教学模式；发明设计；竞赛

《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》是作为贵州大学教学改革研究项目--《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课课程体系建立与探索》(合同编号：JG2013136)开展执行，该门课程已在贵州大学"三学期"的教学体制中为期两周的“教学实践小学期”中进行授课，学校对该课程的设置情况如表1所示[1-2]。该门课程通过建立一门较为完善的课程体系，系统的指导大学生的科研训练以及各种学科竞赛，培养大学生的科技创新能力与学科竞赛能力，而该门课程的一个重要的特点就是采用多种教学模式如多媒体、课堂讨论、激励教学等教学模式增强学生们对于该门新课程的学习兴趣，提升该门课程的授课效果[3-4]。而近年来教育界提出的“翻转课堂”教学模式是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决相关学科所产生的问题，从而获得对相关学科知识点更深层次的理解[5]。而教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后完成自主学习，同时在课后，学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。"翻转课堂"教学模式让学生的参与度更强，让学生们作为课堂的主体开展学习，营造良好的学习环境和氛围，更有助于促进学生知识的吸收内化过程[6]。该教学模式的提出，也为该门课程带来了新的活力。本课程授课教师在2015年授课过程中第一次将学生“发明设计竞赛”作为“翻转课堂”教学模式的载体进行实施，取得了良好的教学效果。

表1 课程设置表

1 学生“发明设计竞赛”的实施流程及要求

该“发明设计比赛”的所采用发明设计类型的为实用新型专利的模板，这是因为本次参赛的学生均为本科生，其中低年级(大一)的学生占了总授课人数的50%左右，学生们接触相关专利知识的时间很短，仅为授课教师前面讲授的两节课，而发明专利对创新性以及相关专业知识的要求较高，查找资料的工作量较大，如要求学生进行发明专利的设计，其往往“不堪重负”，而实用新型专利可让学生们在较短的时间完成设计，不仅可以保证发明设计比赛的顺利进行，也可以极大的提高学生们的信心。

作为“翻转课堂”载体的“发明设计比赛”实施流程图如图1所示。

图1 学生发明设计竞赛实施流程图

该“发明设计比赛”的具体执行步骤如下：

首先要求学生按上一节课所学到的专利撰写及检索方法，每8～10名同学组成一个发明设计小组，要选出组长，并进行组员的分工合作。教师要求每个发明设计小组要在一周的时间内完成1个实用新型专利的说明书、权利要求书、说明书附图等主要文件的撰写，并将相关发明设计做成8～10分钟左右的PPT，每个发明小组可选定1～2名发明设计解说员在课堂上负责将该设计作品向评委与同学进行讲解，同时也选定1～2名发明设计答辩员对评委的问题进行解答。其次，该项比赛在课堂上由授课教师作为比赛主持人，掌控比赛节奏；相关评委由授课班级(本门课程多为3～4个班的合班课)各自临时选出2～3名学生评委对学生发明设计作品进行提问与打分，在赛制上前一个发明设计小组作品介绍员讲解完PPT后，学生评委根据该发明设计的相关介绍情况以及PPT制作情况打出该项作品5分的成绩(总分10分)，同时学生评委向学生选手提出3～4个相关问题，发明设计小组作品解说员负责记录，当下一个发明设计小组作品PPT讲解完毕，并由学生评委提问后，该小组再上场对前面评委提出的问题进行答辩，评委根据问题回答情况打出剩下5分成绩，并由学生比赛成绩统计员统计该发明设计作品最终得分(先去掉一个最高分和一个最低，再加权平均)。最后，在比赛结束时由授课教师对各个学生发明设计小组的作品进行点评，并宣布该场比赛的一、二、三等奖，对表现较为出彩的发明设计小组与个别同学进行表扬，对于一等奖获得小组成员平时成绩提高20%，二等奖获得小组成员平时成绩提高15%，三等奖获得小组成员平时成绩提高10%，同时在其中选择一些学生参与授课教师自己的学生科研团队或推荐参加其他老师的学生科研团队。该竞赛相关人员配备表如表2所示。

表2 学生发明设计竞赛相关人员配备表

2 学生“发明设计竞赛”的具体实施情况

2.1 学生“发明设计竞赛”的授课班级情况

本次学生“发明设计竞赛”主要面向的授课班级为贵州大学化学与化工学院6个班级(2014级4个班、2012级2个班)，3个专业，共计224名学生进行授课，具体授课班级情况如表3所示。

表3 授课班级情况表

2.2 学生“发明设计竞赛”的参赛情况

本次学生“发明设计竞赛”共有24支学生发明设计小组参加比赛(具体参赛作品情况如表4所示)。

表4 学生发明设计竞赛参赛作品表

表4(续)

在课堂上，各个学生发明设计小组的作品解说员均利用赛前精心准备的发明设计作品的PPT向学生评委及学生观众陈述了自己作品的创新点以及相关优势(如图2所示)，学生评委也认真的听取选手们的阐述，并提出了相关问题(如图3所示)。各个学生发明设计小组的答辩员针对学生评委提出的问题作了解答(如图4所示)。各学生评委结合各学生发明设计小组的作品阐述情况与问题回答情况进行了打分(如图3所示)，比赛的最后授课教师对比赛进行了点评并宣布本次比赛的获奖学生发明设计小组名单(如表5所示)，整个比赛在热烈欢快的气氛中进行，学生们欢声笑语及热烈的掌声不断，学生们通过本次“发明设计竞赛”真正成为课题的主体，让“翻转课堂”教学模式得以实施。

图2 学生选手讲解发明设计

图3 学生评委提问及打分

图4 学生选手回答评委提问

编号发明设计作品名称发明设计小组组长发明设计小组所属班级所属专业所获奖项1火灾爆炸报警液化气罐蔡鲁阳无机141无机非金属材料工程一等奖(低年级组)2可调节高跟鞋姜维恩过控141过程装备与控制工程二等奖(低年级组)3可调温鞋垫申杰过控141过程装备与控制工程三等奖(低年级组)

表5(续)

3 学生“发明设计竞赛”的实施意义

本次“发明设计比赛”的实施，其实施意义有以下五个方面：

第一，该项比赛极大调动了学生们发明创新的积极性，让更多有科技创新能力的同学涌现出来，为我院学生学科竞赛团队的培养提供了大量的后备人选。

第二，学生们通过对实用新型专利的说明书、权利要求书、说明书附图的撰写，强化了对教师课堂上专利撰写相关知识的认识，有了实操的经验，更好的掌握了该部分的知识。第三，学生通过对发明设计PPT的制作，对本门课程第二章《本科生学科竞赛培训》中提及的学科竞赛作品PPT的制作的相关知识有了一定的印证，提升了PPT制作的水平。

第四，本次比赛中许多学生能够在讲台上将发明设计作品的向授课教师、学生评委及其他同学进行展示，并回答评委的相关问题，对自身的语言组织能力、现场应变能力有了一定提升，同时为今后工作中各种产品的展示，积累了一定的实践经验。

第五，在本次比赛发明设计作品的准备阶段，发明设计小组的成员们分工合作，各司其职，齐心协力的完成了各自的作品，对学生团队意识大局观的培养奠定了坚实的基础。

4 学生“发明设计竞赛”的展望

今后在《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》授课过程中开展学生“发明设计竞赛”，可鼓励不同专业的同学自由组队，每个发明设计小组还可以邀请1～2名外院的学生担任小组成员如资源与环境工程学院、机械工程学院、材料与冶金学院、电气工程学院等，让学生们能从分发挥各自的专业优势，进行跨专业、跨学科的团队合作，这样有助于化工学院的学生对其他学科的知识进行学习，使团队成员之间在不同知识领域中感受到思想碰撞的火花，形成真正的“头脑风暴”，从而提升发明设计团队的创新意识，得到更好的发明设计作品，提高学生“发明设计竞赛”的水平，吸引更多的学生参与其中。另一方面，对学生“发明设计竞赛”中好的发明设计作品即专利查重通过，专利本身的科技含量及创新性较高，具备一定的社会经济效益或环境生态效益的作品，可由授课教师按照贵州大学大学生申请专利相关政策帮助其完成专利申请及相关后续工作，这样不仅提高了化学与化工学院本科生申请专利的数量与质量，也提升了我院学生的科技创新能力。

[1] 刘 彤.贵州大学《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》的探索与实践[J].山东化工,2014,43(5):171-173.

[2] 刘 彤.提升学生科研训练及学科竞赛能力的探索与实践-以《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》为载体[J].山东化工,2015,44(6):127-128.

[3] 陈伟强. 学科竞赛:提高大学生创新能力的重要途径[J].科技信息,2011 (4) : 39- 42.

[4] 王向阳.高校学科竞赛与大学生创新能力培养[J].煤炭高等教育,2012,34(05):57-61.

[5] 曾 贞.翻转教学的特征、实践及问题[J].中国电化教育,2012(7):18-20.

[6] 赵兴龙.翻转教学的先进性与局限性[J].中国教育学刊. 2013 (4) :52-54.

(本文文献格式：刘 彤.《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课》翻转课堂教学模式带来的思考——以学生“发明设计竞赛”为载体[J].山东化工，2016，45(04)：113-117.)

College Students' Scientific Research Training and Discipline of the Institute of Chemical Industry Competition Tutorials "Flip the Classroom Teaching Mode of Thinking, to the Student Design Competition of" Invention "as the Carrier

Liu Tong

(School of Chemistry and Chemical Engineering , Guizhou University, Guiyang 550025, China )

To "invent the design competition " as the carrier, the teacher in "chemical engineering college students research training and subject competition " to achieve "flipped the classroom" teaching mode, so that students' participation is stronger, become the main body of the classroom. At the same time, a good learning environment and atmosphere has been created to improve the students' interest in the course, also has brought new vigor for the course.

flip the classroom; teaching mode; invention design; competition

2016-01-12

2013年贵州大学教育教学改革研究项目《化工学院大学生科研训练及学科竞赛指导课课程体系建立与探索》(项目号：JG2013136)

刘 彤(1979—)，贵州都匀人，副教授，硕士研究生，主要从事化工原理与无机填料试验教学和研究

G642

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1008-021X(2016)04-0113-05