基于翻转课堂的流域水文模型课程教学模式探索

张兰慧　马榕

摘 要 翻转课堂是新型的教学理念，而混合式教学模式和Seminar教学方法则是高校教育改革的重要方向。本文在分析了“流域水文模型”课程开设现状的基础上，基于翻转课堂概念，结合混合式教学模式和Seminar教学方法，构建了适合该课程的新型教学模式，并对其进行了应用和评估。研究表明，本文构建的“流域水文模型”课程教学模式在学习过程中不再以教师讲授为主，而是充分发挥学生的主体地位，取得了较好的教学效果。该模式为国内相关专业开设“流域水文模型”课程积累了一定经验，并为该课程未来的发展提供了新思路。

关键词 翻转课堂 混合式教学模式 Seminar教学方法 流域水文模型课程

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.10.051

Abstract Flipping classroom is a new type of teaching concept， and the hybrid teaching model and Seminar teaching method are the important direction of college education reform. Based on the analysis of the current situation of the "Watershed Hydrological Model" course， based on the concept of flipping classroom， combined with the hybrid teaching mode and Seminar teaching method， this paper constructs a new teaching mode suitable for the course， and applies and evaluates it. The research shows that the teaching mode of the "watershed hydrological model" course constructed in this paper is no longer based on the teacher's teaching， but gives full play to the student's main position and has achieved good teaching results. This model has accumulated some experience for the establishment of "watershed hydrological model" courses for related majors in China， and provided new ideas for the future development of the course.

Keywords flipping classroom； mixed teaching mode； Seminar teaching methods； watershed hydrological model course

国家中长期教育改革和发展规划纲要（ 2010-2020 年）中指出，教育“要以学生为主体，以教师为主导”。我国高等教育所惯用的传统教学方法，教师是教学活动的主体，而学生则处于被动接受老师灌输知识的地位，[1]有效解决这一难题的突破口在于教学方法的革新。[2，3]《2014 地平线报告（高等教育版）》中称，“未来 1～2年内对高等教育产生影响的技术是翻转课堂”。翻转课堂也被称为颠倒课堂或颠倒教室，最早由美国科罗拉多州落基山林地公园高中的两位老师提出。[1]随后，国内外学者构建了大量各具特色的翻转课堂结构模型。[1，4，5]虽然这些模型结构不尽相同，但均是基于相同的理念宗旨，即学生在课前利用多种类型的学习材料自主学习，在课堂上则充分参与教学活动促进知识内化，从而实现既定的教学目标。[4，5]目前，基于翻转课堂概念的教学模式在高等教育中得到了广泛应用并取得了一定成绩。[5]

流域水文模型是研究流域水文水资源问题的重要方法，使得“流域水文模型”课程成为水利工程及相关专业重要的核心课程。由于其实践性较强，该课程不应仅传授理论知识，还需以学生为主体，着重培养学生理论联系实际，操作模型解决实际问题的能力。鉴于此，本文拟以翻转课堂概念为指导，结合混合式教学和Seminar等新型教学模式，构建适合“流域水文模型”课程的教学模式，为提高该课程教学效果积累一定经验。

1 流域水文模型课程的开设现状

众多高校相关专业均开设了“流域水文模型”相关课程。但是，该类课程在大多高校是针对研究生开设的。目前，“流域水文模型”的本科教学仍处于探索阶段，甚至缺乏一本针对本科学生的适用教材，但将模型的理论基础与实际应用融为一体，是流域水文模型课程建设的主要发展趋势。

与此同时，在课程“流域水文模型”的教学过程中，基本上都是教师一言堂的现象，学生几乎不在课堂上主动提问，在课堂知识内化的过程中缺乏主动性和积极性。再加上水文模型模拟研究的对象比较抽象，学生不太容易有直观的联系，使得该课程的教学现状并不理想。此外，由于教学内容涉及实践部分的较少，导致学生动手能力普遍较差。因此，如何充分调动学生的学习兴趣，培养学生实际动手能力，提高教学效果，是 “流域水文模型”课程亟需解决的主要问题。

2 基于“翻转课堂”的教学模式构建

2.1 混合式教学模式

混合教学指的是网络线上与线下的混合，其概念在 Internet 普及之后逐渐形成。[6]混合式教学模式的出现为教育教学改革提供了新的思路，故而得到高度关注。[1，7]其特点体现在：（1）教学形式上：传统面对面教学与网络教学的结合；（2）教学技术上：基于Web技术，结合视频、音频、文本、图形、动画等多种多媒体技术；（3）教学手段上：傳统教学手段与信息技术手段的结合；（4）教学目标上：充分发挥教师的主导作用与学生的主体地位，以达到最佳的教学效果；（5）教学评价上：过程评价、结果评价等多种评价方式的结合。[1，7]

2.2 Seminar教学模式

为了贯彻教学与科研相统一的理念，柏林洪堡大学于19 世纪初提出了Seminar （研讨教学）教学模式，致力于促进教学与科研相互渗透融合。[8]Seminar 的主旨是针对某一特定问题让教师与学生展开研讨，充分发挥学生的学习潜能，从多角度、多层次进行认知互动，进而深化对该问题的认识，实现“学有所获、教学相长、日学日进” 的目标。[9]

2.3 “流域水文模型”课程的新型教学模式

翻转课堂要求学生在课外时间自主学习相关知识点和概念，课堂则主要解答疑惑和汇报讨论，内化学习知识。因此，“流域水文模型”课程基于翻转课堂的概念，在传统教学方法的基础上结合混合式教学模式，基于网络教学，充分发挥学生的主观能动性，对相关内容、材料进行学习。在学生已有先修知识的基础上，则采用Seminar教学方法充分挖掘学生的学习潜能，深化对教学内容的认识。

3 “流域水文模型”课程教学模式的实施与评估

3.1 “流域水文模型”课程教学模式的实施

为了实现基于翻转课堂的新型教学模式，将课程教学内容分为以下四个部分：第一部分为流域水文模型概述，主要介绍基本概念。第二部分为理论基础，重点突出“精”，介绍当前模型中普遍使用的原理和方法，并引入国际前沿进展，将其有机融合起来。第三部分为典型水文模型的应用，重点突出“实”，选取两个代表性水文模型DLBRM和SWAT，以西北内陆河为研究区，以实际问题为导向，进行模拟操作训练。第四部分为水文模型研究的前沿问题，结合最新发表的文献资料，重点突出“新”。通过“精”、“实”、“新”相结合的教学内容，使得学生既加深了对理论知识的理解，又锻炼了解决实际问题的能力，还及时了解了国际前沿研究动态。

依据构建的“流域水文模型”课程教学模式，针对上述四块教学内容，授课形式大致如下。第一部分，课堂讲授和Seminar讨论相结合。课堂讲授部分由教师对水文模型的基本概念进行介绍。讲授结束后，由学生自主讨论应用模型模拟分析的意义。教师在讨论结束后，进行补充和总结。第二部分，结合混合式教学，先Seminar讨论后讲授。针对水循环各个物理过程的计算分析，在课前提出学习主题，并于学习群内发布。课下，学生以先修课程所学的理论方法为基础，搜集相关资料，进行整理总结。课堂上，分小组说明其模拟方案进行讨论，进而由教师概括总结，加深学生对水文模型基础原理的认识。第三部分，混合式教学。发布模型原理、模拟手册、敏感性分析等相关材料，学生在课下自行学习。第四部分，结合混合式教学，讲授与Seminar讨论穿插进行。针对这些问题，进一步由学生讨论研究思路和方法，教师补充总结，培养学生思考问题、解决问题的能力。

3.2 “流域水文模型”课程考核方式

课程考核是评价学生学习效果的重要手段。传统教学中对学生成绩的评定主要包括平时成绩、实验成绩和考试成绩，依据三者比例得到最终成绩。笔者则在该阶段加入了个人汇报、成果展示、小组讨论、网络或课堂中交流的活跃度等作为评估准则，使得对学生的评价更客观、准确。

通过课程考核结果分析发现，历年学生成绩符合正态分布，最高分为96～97分，平均分则为76.3～77.4分，学习效果较好。以教学内容而言，学生对模型的基础理论掌握较好，实际操作能力稍差。这主要是由于学生普遍上机操作能力较差，给模型模拟应用环节造成了一定困难，应进一步加强学生上机操作能力锻炼。

3.3 “流域水文模型”课程教学模式的评估

针对“流域水文模型”课程，依据张其亮和王爱春的研究[1]，笔者对授课学生做了问卷调查。以所授课班级学生为调查对象，共 36 人，设置问卷 36 份。学生对自己学习结果不满意的只占17%，绝大部分同学通过自主学习得到了较好的学习效果；只有11%的同学认为自己的自主学习能力没有提高；对此种授课方式，所有同学均表示满意；创新意识和创新能力方面大概有5%的同学认为自己没有什么提高。总体上，从授课情况、学生学习情况、学生自身能力培养等多方面来看，引入基于翻转课堂的“流域水文模型”课程教学模式，明显提升了教学效果。在课程结束后，学生通过兰州大学教务系统对该课程评估结果为优秀。

4 结束语

“流域水文模型”课程是水利工程及相关专业的核心课程，极为重要。本文基于翻转课堂的概念，结合混合式教学模式和Seminar教学方法，构建了适合“流域水文模型”课程的新型教学模式，改变了学习过程中传统的以教师讲授为主的教学模式，充分发挥了学生的主体地位，取得了较好的教学效果。本文构建的新型教学模式为国内相关专业开设“流域水文模型”课程积累了一定经验，并为该课程未来的发展提供了新思路。

参考文献

[1] 张其亮，王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].高等理科教育，2014（4）：27-32.

[2] 何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展（上，下）[J].电化教育研究，2004 （3）（4）：1-6.

[3] 敖谦，刘华，贾善德.混合学习下“案例—任务”驱动教学模式研究[J].现代教育技术，2011（4）：42-47.

[4] 钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）：58-64.

[5] 叶冬连，万昆，曾婷，毛杰键.基于翻转课堂的参与式教学模式师生互动效果研究[J].现代教育技术，2014（12）：77-83.

[6] 高东怀，裴立妍.基于网络课程的教学模式构建与应用[J].现代教育技术，2013（1）：80-83.

[7] 蒋翀，费洪晓.基于MOOC的混合教学模式设计与应用研究[J].高等理科教育，2015（3）：120-125.

[8] 颜醒华.互动教学改革创新的理论思考[J].高等理科教育，2007.71（1）：21-24.

[9] 潘建斌，駱爽，张立勋，等.智能手机在生物学野外实习中的应用[J].高等理科教育，2016.129（5）：93-97.