翻转课堂在水利工程地质教学中的应用与实践

王昱+樊新建+韩伟+范严伟

摘要：结合水利工程地质的课程特点，将“翻转课堂”引入到课程教学中，从线上资源建设、教学活动组织和课堂教学实施等方面入手，设计了水利工程地质课程“线上线下混合式”教学模式。通过教学实践对该教学模式的主要特点、关键环节和有效性进行了研究，为水利工程地质教育与现代信息技术的融合进行了有益的探索和尝试。

关键词：水利工程地质；翻转课堂；教学模式；线上教育

一、引言

翻转课堂的核心教学思路是“课外传授知识，课间内化知识”。水利工程地质是一门理论性与实践性很强的学科，如何在有限学时里将基本理论、基本方法和实践内容相结合是传统授课时遇到的困难。基于“线上线下”的混合教学模式，学生通过“自我学习”和“互动内化”达到学习目的。作为一种新的教学模式，为教育教学改革提供了一种全新的思路，为培养学生创新能力和学习主动性有重要意义。

二、水利工程地质课程教学现状

课程具有知识点多，实践性强，课时量少的特点。工程地质课程内容多、信息量大，仅就水利工程专业而言，其讲授的主要内容包括地质学基础、水文地质、工程地质和地质勘察等，内容涉及矿物学、岩石学、土力学和岩石力学等课程，往往一个章节就是一门课程的重点浓缩。由于课程内容多，包含知识面宽，许多理论知识比较抽象，直接理解往往有一些困难，需要通过实验、实习的途径予以解决，表现出较强的实践性。而国内高校水利工程地质只有30～40个课时，课时较少。因此，上好这门课程具有一定的挑战性。

教学手段单一，缺乏创新。当前大部分高校水利工程地质教学采用传统的说教式和灌输式授课模式，教学方法单一，难以调动学生的参与性。尽管有老师采用多媒体课件授课，能直观、形象地展现图例和工程应用，弥补说教式授课的不足。但在应用过程中信息量大、进度快，学生对新知识来不及思考而被动接受，学生创新意识得不到锻炼。

考核方式难以评价学生对知识的掌握程度和能力形成情况。水利工程地质作为专业基础课，其考核方式一般包括平时成绩和期末考试成绩。其中平时成绩主要由出勤、作业、实验报告和上课表现等综合评定。但由于现实原因，评定难以客观公正。如学生人数多，难以准确掌握每个学生的课堂表现，作业雷同现象使成绩难以区分，实验报告按组完成，对个别动手能力差、参与度低的学生难以充分考核，这些现象导致平时成绩考核流于形式。而期末考试尽管能在一定程度上考查学生对知识的掌握程度，但不能真正掌握学生的实践和动手能力，特别是对一些与工程实际应用相关的思考和处理。

三、基于翻转课堂的教学模式设计与实践

（一）翻转课堂教学模式设计

在充分考虑了本课程特点及教学过程中存在问题的基础上，设计了包括“课前自学、课中强化、课后提升”三个阶段的翻转课堂实施过程，如图1。

1.课前线上自主学习、信息获取

为了配合线上教学，录制了各章节的微课视频，制作了PPT教学内容，编写了各章节线上自学练习与思考题，收集了与水利工程地质有关的调查规范、实验规程、各种地质现象、地质灾害教学动画等拓展资源。在线上教学过程中，学生可利用网络平台，通过观看微课视频、查阅PPT教学内容和相关拓展资料，自主学习课程内容，并完成线上自学练习和思考题。同时，教师通过网络平台接受学生疑问，通过线上指导与答疑，及时为学生提供支持。

2.课中线下效果检测、实施教学

在课堂教学中，通常设计引导性问题，并结合各章节重点难点及在线练习题的答题效果检验线上学习效果，并确定课堂教学方式。在课堂教学中主要有以下三种授课方式：

1）根据检测结果，如果学生对线上课程内容掌握情况不好，可对线上教学内容的重点和难点进行串讲，并解决学生线上教学中遇到的难题，提高学生对知识的理解与加深。

2）根据检测结果，如果学生对线上教学内容掌握情况一般，可采取分组讨论，提出一些具有引导性、启发性的问题，进行组内、组间讨论，并根据学生讨论结果，对线上不易掌握的重点、难点内容进行讲解，培养学生分析解决问题的能力。

3）根据检测结果，如果学生对线上教学内容掌握较好，可安排学生将线上教学内容进行翻转课堂教学，培养学生的实践能力和知识迁移、应用能力。

3.课后线上拓展提升、个性辅导

在课后通过课内实验、课外实习等实践环节加深学生对理论知识的理解和实践技能的提高，培养学生的综合应用能力和工程意识。在实践教学过程中，采用重视过程的量化考评体系，加大过程考核、多次分解考核的权重，检验学生对课程理论知识的掌握情况，对在实践教学过程中容易出现的问题进行整理总结，并發布到网络平台在线讨论。

（二）翻转课堂考核体系

为了保证翻转课堂的教学质量与效果，构建了以提升能力为主的考评体系。在以平时成绩和期末考试为主的考核基础上进行拓宽，化单一为多元，由基础知识掌握情况考核转变为能力素质提升为主，建立了由线上自学评价、课内交流参与评价和最终学习效果评价三方面组成的考核体系，并以此为切入点，细化分解，设置权重，丰富考核内容。其考核体系如图2所示。

（三）翻转课堂教学效果反馈与分析

1.翻转课堂教学成绩比较

针对本人所授2014级水利水电工程专业两个班级，开展翻转课堂教学效果对比调查，其中1班采用传统授课方式，2班采用翻转课堂授课方式，两个班都有权限参与网络平台学习，区别是1班不进行翻转演示。期末考试采用相同试卷，两个班的考试平均成绩见表1所示。

由表1可知，两个班级的平均成绩分别为68.45和72.25，标准差分别为8.76和9.61.对其成绩进一步分析差异性显著检验，发现有明显差异，说明翻转课堂教学方法能提高学生对知识的掌握能力。

2.学生对翻转课堂教学的态度调查

分别从在线课堂资源建设、在线课堂使用情况、翻转课堂教学效果、课内交流参与、考核体系等五个方面对2014级水电2班58人开展了无记名问卷调查，其结果见表2。

调查发现，大部分学生（69%）对微课视频等在线教学资源比较满意，但也有部分同学（13.8%）认为有部分章节的微课视频有点过长，容易引起疲劳。有87.9%的同学对翻转课堂教学模式比较满意，有79.4%的同学认为这种教学模式对提高学习兴趣有帮助，而且认为学习可以不受时间地点限制，具有很强的灵活性。此外，有65.5%的同学对课内讨论比较满意，但也有15.5%的同学对课内讨论不满意。主要是这部分同学对翻转课堂教学心理准备不足，主动意识不够，存在观望情绪。在翻转课堂的考核体系方面，有82.8%的同学比较满意，他们认为这种考核体系能体现学习的各个环节，不仅能督促他们学习专业课程，而且也提供了一个能展示自我的平台和机会，提高了知识的实际应用能力。

四、结语

基于翻转课堂的教学模式将传统课堂教学和网络教学的优势相结合，实现了“以学生为主体，以教师为主导”的教学理念。本文在分析了水利工程地质课程现状及传统教学中存在问题的基础上，引入翻转课堂教学模式，设计了该教学模式的具体实施过程，构建了考核体系。最后通过对本校2014级水利水电专业两个班的教学实践对比检验了该教学模式的有效性，结果证实该教学模式对巩固学生掌握基础知识、提高学生学习兴趣和加强实践应用能力方面均有较好的效果。endprint