基于主题式教学的“水利水电工程概论”翻转课堂构建

“水利水电工程概论”是水利工程类专业的一门指定专业选修课，由于其知识繁杂，涉及的概念抽象，专业性强，难以深入，所以在传统教学模式中通常以教师为中心，采用“满堂灌”“一言堂”的方式进行系统讲解，学生的学习兴趣难以激发，学习效果欠佳，易陷入考试“满书背”的尴尬。随着时代的发展，人才的培养更注重实践与创新，“水利水电工程概论”应充分体现其工程性与实践性，从未来水利工程专业从业者的角度认识基本知识点，并将其应用于当前的热点问题，进行独立思考。因此，在“水利水电工程概论”教学中，尝试变革传统教学模式，设计翻转课堂（Flipping Classroom），即学生在课前完成知识的学习，课堂上的时间主要用于对所学知识的消化吸收。翻转课堂形成了一种“学习知识在课外，内化知识在课堂”的新型教学结构，更多地关注学生独立思考和小组协作能力的培养，其中主题式教学是行之有效的方式之一。

美国教育学家R.Camberg和J.Altheim于1988年首次提出主题式教学理念，这是一种以学生为中心，强调通过广泛的主题探究来运作的教学模式。随后，国内外学者从多角度和多领域对主题式教学模式进行了理论和实践探索，取得了许多成果，从课程组织和模块整合到教学模式的系统结构和运行机制，以不同课程为例开展主题式教学的策略探讨。综上所述，主题式教学是一种集合教师与学生资源的教学模式，教师传授课程的预备知识，通过提出问题的方式引入课程的核心知识，即主题，引导学生运用自主、协作、讨论、探索的方式来学习主题内的若干知识点。本文将主题式教学方式引入“水利水电工程概论”课程，从教学目标及规划制定、课堂组织、目标达成三条主线入手，构建翻转课堂，以期为提高“水利水电工程概论”课程教学质量，乃至水利工程专业人才培养提供参考。

一、教学目标及规划制定

“水利水电工程概论”以介绍各种水利水电工程的类型、特点、功能及其枢纽布置，以及水利工程的设计、施工、管理等相关知识为课程任务，重点突出向学生展示水利水电工程基础知识和相关的先进技术。主要目的是带领学生认识水利水电行业，建立初步的水利水电工程概念，了解水电工程涉及的主要范畴、工程的组成及作用，鼓励、启示学生通过人类治水的历史，独立思考我国水利水电行业的成败得失，建立水利水电工程的理性认识。

学生学完该课程后，应达到以下要求：了解水利水电工程的概念、发展历史、类型及需要解决的主要问题；掌握水利水电枢纽工程及水资源利用的基本知识；培养学生利用所学基础知识分析解决水利水电工程热点问题的能力。通过主题式研究教学法，让学生不仅对“水利水电工程概论”课程的基本概念和基础知识有充分的了解，还要重视培养学生的批判性思维和实践性思维，主动寻找不同学科知识的交叉点，并能够通过口头交流展示自己的成果，从而达到“淡化教师角色，注重学生课堂参与感”的目标。

本研究采用主题式教学法，基于多方法交叉结合的思路，从教学方法、教学手段和教学组织着手，探讨基于主题式教学的“水利水电工程概论”课程规划新模式。将主题式教学贯穿于各个阶段的教学过程中，每一堂课、每一个教学环节、每一个教学活动都应适时体现学生的主体性与教学的主题性，也可以概括为“一个中心，两个环节”，即以主题式教学为中心，突出课堂开放性习题和课后探索性训练两个环节，最终形成课堂、课外、实践三位一体的“水利水电工程概论”主题式教学网络，培养学生的创作和科研能力。其中，“一个中心”是以主题式教学为中心，即在教学内容上体现研究性思想，教科书知识是基础，实际工程问题是切入点，通过阅读大量参考文献，建立课题与学科的密切联系；在教学方法上体现研究性理念，教师不仅要发挥传授知识的作用，更要发挥引导作用，学生接受知识的过程是主动构建认知结构的过程，通过设问、质疑、分析、讨论、总结的过程，由浅入深，逐步展开。“两个环节”是指突出课堂开放性习题和课后探索性训练两个环节，即按训练方式划分，大致可分为知识型习题和能力型习题，其中能力型习题更能锻炼学生的分析能力、交流能力和创造能力，因此是习题设计的新方向。课堂开放性习题可引导学生通过口头表达、评价反思等方式进行课堂讨论，激发学生课堂的参与性。课后探索性训练重点是培养学生应用研究方法的能力，要求学生去图书馆查资料，了解课题发展动态，提高自学能力。

二、课堂组织

“水利水电工程概论”课程的知识内容难度不大，但知识点烦琐，概念理解抽象，要将课堂上掌握的知识运用到工程实践中仍然存在不少困难。尽管“水利水电工程概论”课程安排了相应的实践学时，但因理论课与实践课相对独立，实践学时对理论教学的帮助非常有限。由于学生接受知识的效率在每个课堂开始的10到15分钟内达到峰值，因此，本研究通过构建翻转课堂，并将每一个主题贯穿于每周的理论教学，从而达到课堂互动与高效的目的，具体实施计划如图1所示：

图1 翻转课堂教学图

1.课堂准备

以自由组合的形式，4～6位学生为一个学习小组，小组成员间相互分享、相互帮助、相互探讨、相互监督，形成集主动与合作于一体的学习活动方式。

拟定若干个与水利学科相关的热点及前沿课题，提前两到四周分别分配给各学习小组。各学习小组选择一个与课程相关的选题，教师积极引导学生联系已学过的课程知识进行选题设计。根据个人能力分别承担文献检索与翻译、研究方案制定、设计计算等任务，小组成员分工进行研究性学习，最终形成项目设计。

本课程从以下4个模块进行课题拟定，每个模块下可有若干个相关课题：模块一：水利水电工程基本知识；模块二：水利水电工程的设计；模块三：水利水电工程的施工；模块四：水利水电工程的管理。以“请对国内外的著名水电站进行收集整理，并从中选取几个不同类型的水电站，对其工作原理进行阐释”课题为例，学生可通过课本、课件、视频、知网数据库等方式，课前对本课题所涉及的国内外著名的水电站进行收集整理，对水电站的分类、不同类型水电站的工作原理、典型水电站的分析等相关知识进行学习。在课堂上，学生和教师针对课堂的重点、难点以及疑点进行有侧重的讨论分析，主要以开放性问题的方式展开学生和学生的讨论、学生和教师的讨论，如：不同类型的水电站的特点及适用性？如何理解引水式水电站中调压塔的工作原理？混合式水电站是如何集中水头的？等等。

2.课堂构建

充分利用好学生注意力高度集中的时段，在课堂前5～10分钟进行教师的理论传授，使学生掌握本堂课的基础理论知识，同时引入课堂主题。小组成员以研究报告或学术报告的形式进行主题学习的成果展示，每堂课只进行一个主题展示。

（1）学生角色。学生作为课堂的主体，在“水利水电工程概论”课堂中被分成两组：一是围绕课堂主题进行了详细的课前资料准备的学习小组，我们称为T组（Teaching Group），T组同学通过教授知识的方式，将已整理的相关知识分模块展示给大家；二是由参与课堂的所有学生组成的讨论小组，我们称为D组（Discussing Group），D组人数在课堂中占比最大，他们的分组讨论、主动提问、积极分析贯穿了整个课堂。分组讨论是指D组围绕T组的成果展示，根据教师所提问题，现场进行分组，用3～5分钟时间进行讨论并整理答案，请各小组代表汇报小组讨论结果。主动提问是各D组对T组的成果展示进行质疑的过程，是将课堂再次引入积极分析的有效通道。

T组汇报主题学习成果，解答师生们的质疑，在“质疑-分析”的学习氛围中提升学习的意义和成就感。D组对主题式教学的实施效果进行反馈，自主探究、协作学习，在“批判-反思”的过程中获得新知识。在“水利水电工程概论”主题式教学课堂里，学生在协作中自主构建知识，发展了集体智慧，同时在资源共建与共享的过程中拓宽了“水利水电工程概论”课程知识的广度与深度。

（2）教师角色。教师从总体进行把握，引入讨论主题，参与小组讨论，总结课题展示成果，同时向学生介绍课题的国内外研究现状，并提出研究展望。整个课堂组织过程中教师的角色是弱化的，却发挥着画龙点睛的作用。

三、目标达成

通过主题式研究教学法的探索与实践，初步建立新的教学观，以学生身心发展规律为指导，开展与时俱进的教学活动；通过自身的学习钻研，启发学生积极思考、提问，从而提升教师参与研究性教学的能力；学生从“知识的被动接受者”向“知识的主动探索者”转变，通过分析问题、解决问题体会到成功的快乐，形成积极的学习态度。

教学评价结果表明，通过本课程的主题式教学，大部分学生都达到了课前确定的教学目标及规划，随着教学活动的进行，“水利水电工程概论”课程零散的、碎片化的知识点已构建成知识体系，达到消化、理解、吸收的目标。此外，在教学活动的深入过程中，学生对课程的理解、对知识获取的态度以及对情感价值的认知都有了较大的超越。

四、主题式教学设计的实施要点总结

不同于传统的教学模式，“水利水电工程概论”翻转课堂不仅能有效调动学生的学习主动性，提高学习效率， 还能培养学生自主合作的学习能力，提高分析解决问题的能力。为保证这项教学改革顺利有效地实施，总结以下要点供参考：

1.科学遴选并有效组织教学主题是核心

主题式教学的重点在于教学过程的系统设计，以教学大纲的基本知识为依据，科学遴选教学主题，每一个教学主题即成一个知识模块，所有教学主题的集合即成“水利水电工程概论”课程的知识体系。此外，教学设计者要紧扣课程内容，灵活组织每一个主题，让每一次主题式教学课堂都鲜活生动，从而避免主题式教学传授的知识不够深入，流于形式。

2.学生与教师的角色重塑是关键点

将课堂设计重新归整，充分发挥学生的主体作用，让主体带动课堂，强化T组学生与D组学生之间的对话，这是一个质疑和反思的过程。在弱化教师讲授角色的同时，增加教师与学生之间的多维对话，通过参与学生讨论、归纳总结新知方面，引导学生在讨论与争辩中习得知识，培养能力。

主题式教学需要学生利用丰富的网络资源，认真完成课前的自主学习，今后可尝试以新教育技术为教学实践平台，引入MOOC、SPOC等教学模式，构建自主、开放、交互的新时代课堂模式。

［1］宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究［J］.远程教育杂志，2014，（1）：96－104.

［2］Camberg R.， Kwarw H.M.，Altheim J.Learning and loving it：Theme studies in the classroom ［M］.New Hampshire：Heinemann，1988.

［3］袁顶国，朱德全.论主题式教学设计的内涵、外延与特征［J］.课程·教材·教法，2006，（12）：19－23.

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