基于“翻转课堂”的环境监测实验教学模式

周玉央

摘 要：作为一种新型的教育模式，“翻转课堂”能打破传统课堂教学中时间和空间的限制，营造更为积极广阔的教学环境，将传统教学模式中的单向知识传输转变为师生交互式学术交流。本文主要论述了在开展环境监测实验教学中融入翻转课堂，让学生回归到教学主体，提倡课前自学、PBL和课堂强化相结合的教学模式。

关键词：翻转课堂;PBL;环境监测实验;实验教学

环境监测教学作为工程专业和环境科学等相关专业的主要课程，能为社会提供合格的环境监测人员，由于这门学科的实用性，因而其实验教学在课程设置中占据较为重要的地位。但是传统的实验教学法既不利于发挥学生的主观能动性，也不利于培养学生的自主学习能力。因此借助网络教育、利用”翻转课堂”、带入微课教育，将PBL教学法和翻转课堂融合为有机整体，对传统的环境监测实验教学法进行改革和创新，能为社会培养高素质的环境监测人才。

一、翻转课堂的优势

翻转课堂是以信息技术为基础的一种新型教学模式，这种模式改变了传统教学模式中教师课堂授课为主，学生课后复习为辅的学习模式，而是将两者翻转过来，让课堂变成教师和学生交流互动、学生和学生之间进行学习探讨共享的空间，而课外则变成学生获取知识的主要阵地。翻转课堂的出现和应用是和现代信息技术紧密相关的，尤其是计算机、互联网技术带来了微视频等新型教学手段。教师通过制作和发布微视频，引导学生进行课前学习;学生则将学习中遇到的问题拿到课堂上由老师进行讲解，收获的心得体会则和同学们进行分享、讨论[1]。

如果说传统教学模式是先教后学，那么翻转课堂则是先学后教，让学生回归到学习的主体，教师则扮演引导者和组织者的角色，通过教学视频、网络媒体等多媒体教学形式引导学生展开自主学习，继而在课堂上进行辅助教学。

和传统教学模式相比，翻转课堂更加注重学习的过程以及学习效果的评价考核。传统教学模式下教师主要以考试成绩来评定学生学习效果，这种单一的评价模式很难反应出学生在学习过程中所表现出的情感、态度和能力。而翻转课堂则更关注学习过程中学生多维度能力的展示，尤其是自学能力、探究能力和创新能力的培养。在教学评价中，翻转课堂教学模式也十分注重学生在学习中的态度、方法和价值取向。因而能够综合全面地反应学生的学习状态。

二、PBL教学法

PBL（Problem-based learning）教学法主要以问题为导向进行教学，强调学生在学习过程中的积极性和主动性。这种教学法和翻转课堂在某种程度上都是都传统教学模式的颠覆，教师运用这种教学法主要是在课前提出问题，让学生根据问题自行查找资料，展开分组讨论，最后由教师进行总结、答疑和评价。这种教学法和传统教学相比具有十分明显的几大优势。

（一）问题为导向，教学更加具有针对性

运用PBL教学法，教师在课前提出问题，学生根据问题进行学习，这种教学方法能让学生的学习更加具有针对性，防止学习中的自由散漫、漫无目的而带来的时间和精力的无谓浪费。学生在根据问题进行学习时能明确学习方向，对某个或某些问题进行深度研究，帮助他们掌握更加精细化的知识，从而防止学习中的浅尝辄止。因此这种教学法对于医学、生物、工程等相关学科都有十分积极的影响作用。

（二）激发学习兴趣，培养学生的主观能动性

PBL教学法的宗旨是以学生为中心，倡导的是学生在学习中的主体作用。教师提出问题引导学生学习，在这个过程中教师位于从属地位，负责引导学生学习方向，而学生则要承担其学习过程中的主要责任，他们根据问题自行查找资料、探究真理，学习的最终效果主要依赖于自身的学习行动，弱化了教师在教学中的作用，真正体现了“以生为主，教师为辅”的现代教学理念[2]。在这种学习模式下，学生会慢慢摆脱对教师的依赖，在学习中释放更大的积极性和主动性，久而久之，他们的自主学习能力会得到大大提升。

（三）小组讨论培养团队协作能力

PBL教学法注重团队协作，教师在提出问题后就可以让学生自行组队或者由老师进行安排组队，继而学生根据教师的问题进行后续学习，在这个过程中，学生之间要建立起相互协作、共同分享的合作关系，一方面在查找资料时进行学习资料共享，另一方面在学习中发现的问题要拿出来进行共同探讨、分析和解决。为完成以上两个步骤，学生要摆脱独立学习的思维和模式，和小组成员建立平等、自由和民主的交流模式，这不仅能锻炼学生的交际能力，也能其培养团队协作、科学探究的技巧。

（四）探索性和创新型

教师提出问题后，学生要通过各种方式去解决问题，而这个过程则包含收集资料、整理资料、小组讨论、得出结论四个阶段，学生在这四个过程中需要不断发散思维，开动脑筋，去搜集、思考、推倒、重建，学生的探究能力会不断得以强化，而在讨论、辩论的过程中学生之间也会进行思想碰撞，这些都有利于学生创造性思维培养。

三、融合PBL教学法，基于翻转课堂开展环境监测实验教学的有效途径

环境监测是一門实用性较强的学科，主要是通过对影响环境的因素的监测和分析，评定环境质量以及预测环境污染趋势。对于环境科学、环境工程等相关专业的学生来说，能否掌握较为科学的环境监测技能，对他们完成环境监测、控制、评价和管理等至关重要。因此在环境监测教学中增强实验教学的重视度，注重培养学生的实践能力，对学生在毕业之后能否胜任工作岗位有着十分重要的影响作用。

（一）教师能力——专业知识和非专业技能同步提升

运用一种全新的教学模式，将PBL和翻转课堂结合起来，首先对教师的定位和能力都提出新的要求。教师要转变传统模式下主导者的角色定位，更多地将自己放在引导者和组织者的角色上，突出学生的主体地位。其次，在翻转课堂上，教师引导学生前进，而学生有了更为广阔的发挥空间，不再紧跟着教师的思路走，经常会脱离教师预想的框架进行独立思考和学习，有可能提出多种多样超出教师预想的问题。所以教师要迅速掌握翻转课堂上学生不同的思考模式和表达方式，并具备解决多种问题的能力[3]。如，环境监测实验教学，教师需要掌握环境样品采样相关训练中所涉及的地质学、水文学知识;污染物质的浓缩和分离中所涉及的化学、物理学知识;数据统计处理中所涉及的统计学、数学和计算机等基础知识。

最后，翻转课堂是基于计算机、互联网技术，利用微视频而实现的教学方式，教师在课前要根据教学内容提出问题，并制作微课视频。这就要求教师具备教学资料搜集、视频录制等所需的非专业知识。

（二）教学平台——支撑网络学习环境，构建自主学习场所

将PBL和翻转课堂相结合，简单来说就是教师根据教学重点难点录制微视频，发布到学习平台上，并针对实验教学提出问题，引导学生学习和锻炼方向。而学生下载微视频进行自学，并通过查阅资料、小组合作解决教师提出的问题。继而在课堂教学中由教师进行答疑解惑、针对性指导，课后学生进行自主训练和总结。

在这个新型的教学模式中，教学平台能为学生提供优良的网络学习环境，并构建学生自主学习平台。

一方面，建立网络学习平台，教师录制微视频并发布，也可以通过学习平台发布其他电子资料，由学生根据自己学习情况自行下载。这个过程涉及到网络教学和网络社交软件的应用，因此需要计算机、互联网的技术支持。

其次，教师提出的问题也可以根据具体情况而定，针对环境监测的实验教学，教师可以就环境监测实验中的实验设计、实验步骤、实验观测和实验报告等多个方面提出难度不一的问题，分别满足不同层次学生的学习需求和认知水平，从而让高、中、低层次的学生都能在实验教学中获得成就感。以校园环境实验教学为例，教师提出针对校园环境进行质量监测的实践内容，学生3-5人为一组，根据不同小组的水平，教师设定验证性实验和探究性实验，对不同小组提出不同的实验要求，其中包括质量监测方案、水或者大气的监测项目、采样点布设、采样仪器的使用调试、选用的采样方法、如何评价校园环境质量、撰写实验报告等。

学生或者小组通过网络平台领取任务，在各自能力范围内得到锻炼，这种因材施教的方式更能满足学生的多元化和个性化学习需求。

（三）课前学习、课后强化——引导学生提升自主学习能力

无论是PBL还是翻转课堂都侧重的是对学生自主学习能力的培养。因此在翻转课堂中，教师要注重让学生真正成为学习的主人，主动参与到学习体系构建的过程中。教师可以在网络社交软件，如，微信群、QQ群中为不同小组规划好实验时间、步骤，防止学生过度沉迷网络。当课堂的集中答疑解惑结束之后，学生要针对课前的自学、课堂輔导进行有针对性的弥补和加强，这是学生自主学习的第二环节，如，针对错误的实验步骤进行修正、对于采样仪器的调试进行精准化练习等。在学生自主学习的阶段，教师要建立对学习过程的多元化评价模式，让学生的课前学习、提出问题、课堂讨论、课后完成作业等都纳入到评价体系中，针对学生的知识吸收、实践操作、实验态度、实验方法和创新思维等进行立体评价。

四、结语

在新的教育理念和人才培养模式下，环境监测的实验教学不能再拘泥于传统的教学模式，而应当借助多媒体技术的应用和发展，积极开拓教学空间，丰富教学资源、拓展教学渠道，将微视频应用到课堂教学中开展翻转教学，以教师引导为方向，以学生自学为核心，积极锻炼学生的自主学习能力，提升学生的实验操作水平，激发学生参与到实验教学中的积极性和主动性。

参考文献：

[1] 赵丽霞.探索基于"翻转课堂"的环境监测实训教学模式[J].考试周刊，2016，（85）：157.

[2] 梁炜.PBL教学法在环境监测教学中的应用[J].广东化工，2016，43（21）：201，184.

[3] 陈雪芬，吴丽敏.浅谈如何提高中职环境监测实验实训教学效果的思考[J].课程教育研究，2016，（21）：108.