“半”翻转课堂在《水污染控制工程》本科教学中的应用与探索*

2023-01-16余荣台

广州化工 2022年16期

余荣台，赵戈

(景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西景德镇 333403)

工程教育认证是我国工科专业走向国际互认的重要基础，其以培养目标和毕业生出口要求为导向，以学生的能力培养为核心。环境工程专业在申请工程认证过程中，突出学生的动手能力、信息检索能力、实际问题解决能力、团队协作能力、管理能力、自主及终生学习能力、交流能力、开发和研究能力等的培养。然而，传统的“填鸭式”教学模式无法实现工程教育认证要求的能力培养。

翻转课堂已经越来越受到欢迎。据报道，翻转课堂起源于美国化学老师的一次教学尝试。其本质是通过学生的自主学习，课堂上增加学生与老师面对面的互动、讨论机会，提高学生的自主学习能力，培养学生的解决问题、创造性思维、推理和批判性思维能力；核心是以学生为中心，充分发挥教师的服务、监督和组织职能[1]。

然而，翻转课堂在实际运行过程中，暴露了越来越多的问题。首先是有效性问题，是否显著提升了学生的学习成绩。从运行的实际情况来看，很多学生反映，在翻转课堂过程中，增加了学生的学习压力和负担，但效果不是很显著；考试成绩也没有显著提高。其次是适应性问题，并不是所有学科、所有年龄段的学生都适用于翻转课堂教学，不同学科、不同年龄段的学生，甚至不同的学习者之间都会出现一定的差异。同时，传统的“三中心论”(以教师、教材、课堂为中心)教学模式仍然有一定的可取之处；而以幕课和微课为主要代表的网课赋予了学习者和教师更丰富的教育选择权和学习、教学模式选择。因此，以传统教学模式为基础，借鉴翻转课堂教学过程中取得的优点，结合网课所带来的优势，开展“半”翻转课堂教学改革，值得研究。在《水污染控制工程》实际教学改革过程中，取得了一定的经验，也发现了不足。

1 “半”翻转课堂的基础：教学环节设计

有不少教师结合中国实际，提出“半”翻转课堂教学理念。 “半”不是简单教学模式的对半，也不是教学时间的对半，而是在传统教学模式和翻转课堂教学模式之间找到一个平衡点，“半翻转”课堂的本质是一种混合式教学[2-3]。“半翻转”课堂结合传统教学模式的精髓以及翻转课堂的优势，倡导、鼓励学生利用发达的网络平台及网课资源自主学习，教师通过课堂辅导、提问，促使学生掌握课程知识及实践应用。然而，限制于学生的自学能力及自觉性等的差异，以及学科类别的不同，在“半”翻转课堂运行过程中，教学环节设计就显得极为重要，是“半”翻转课堂运行成败的关键步骤。

在《水污染控制工程》实际运行“半”翻转课堂教学模式过程中，有别于传统模式的教学方法和理念，在教学设计环节进行了大量的创新和改革。在“半”翻转课堂教学模式课程设计过程中，引入了课堂汇报、课堂测验、诚信考核及小组讨论等环节，并结合传统教学模式中的课后作业及重、难点知识讲解，其中的核心是改革了平时成绩的打分环节。工程认证考核有别于传统教学模式的要求，重素质能力的培养，平时成绩的权重极大的提高(提高到50%)；而传统模式对平时成绩要求则较低，重期末考试成绩；这也是工程认证在运行过程中与传统教学模式的一个矛盾点。因此，在“半”翻转课堂教学模式的平时成绩的考核中，引入了工程认证对毕业指标点的考核要求，如信息检索能力、实际问题解决能力、团队协作能力、管理能力、自主及终生学习能力、交流能力等，这些能力在课堂汇报、课堂测验和小组讨论中得到体现。

《水污染控制工程》运行“半”翻转课堂教学模式教学环节设计的核心是课堂汇报，根据每章节的核心内容凝练成简短易操作的题目，要求每组学生自由选择指定的题目，进行10～15 min的汇报，汇报形式包括ppt、板书、动画等。从实际运行效果来看，“半”翻转课堂教学模式可有效提高学生的表达能力、信息检索能力以及专业知识掌握能力，同时又可以避免“全”翻转课堂教学过程中学生能力不足导致教学无序和混乱的局面。

2 “半”翻转课堂的设计：呈现形式及内容

在课堂教学设计环节中，引入了课堂汇报、课堂测验、诚信考核及小组讨论等环节，重点检验学生的信息检索能力、实际问题解决能力、团队协作能力、管理能力、自主及终生学习能力、交流能力等。新引入的教学环节如何呈现及考核是“半”翻转课堂能否成功运行的关键。

在“半”翻转课堂教学模式中，重点涉及到技能驱动模式、态度驱动模式、能力驱动模式和混合式学习教学模式[4]。在教学呈现方式及考核方面，也以这四个模式为基础。下面以《水污染控制工程》“半”翻转课堂运行为例，重点阐述呈现形式及考核要求。在课堂汇报及小组讨论环节，课前布置各章节的重要知识点，以2～3人为一组，小组检索最新的相关知识点，并讨论确定课堂汇报内容，形成ppt，在每次课堂前15 min上进行汇报，做到课堂汇报覆盖到每个人。在汇报过程中，要求做到专业知识点阐述清楚、观点正确，逻辑清晰，表达得当，仪体规范；同时，需阐述组员各自的贡献及观点；教师根据上述要求进行打分。根据《水污染控制工程》这门课程的特点，特别要求在汇报过程中，需结合最新的处理工艺实际，在汇报的PPT中以动画、视频等形式引入最新的工艺实物。

诚信考核重点针对的是课后作业及课堂测验，在教学过程中，发现有部分学生的自觉性比较差，在课后作业及课堂测验过程中，存在抄袭现象。结合当下时代发展的需要，引入了诚信概念，为每位学生建立诚信档案，让学生在内心埋下诚信的种子。

手机和网络平台是现今教学避不开的话题，学校花很大精力整治手机进课堂，但效果甚微。在《水污染控制工程》“半”翻转课堂教学过程中，把手机引入课堂打分环节，每次课堂汇报的课堂休息时间，学生可通地手机进行打分及提问、讨论，提高学生的积极性、自主学习能力和创新实践能力。

运行案例：水处理工艺更新换代比较快，有些新工艺、新方法没有进入课本，同时，在课堂讲授过程中，仍然是以理论为主，对于市场的变化，反应不是很及时。因此，在课堂汇报过程中，及时引入最新的处理工艺及工程问题，促使学生了解相关的技术变化及实际难题。比如在脱氮除磷部分，布置“生物脱氮除磷新工艺、新技术”题目，学生通过搜索相关资料和文献，罗列了目前革新的近十种新工艺。《水污染控制工程》同时是一门实践性很强的学科，需解决工程实际难题，因此在课堂汇报设计时，引入了如“曝气设备类型、价格优缺点”、“填料的种类、价格及优缺点”、“UASB工程案例阐述”等针对性很强的题目，通过这些课本外知识点的讲解，加深学生对《水污染控制工程》这门课的了解。

3 “半”翻转课堂的保障：师生角色定位

在“半”翻转教学模式中，教师即是传统的课堂主导者，又是学生课堂学习的辅导者、监督者[5]。在部分时段，以学生为中心，把课堂还给学生，让学生主导课堂，教师转化为辅助者、监督者；构建以学生为主导的学习型时段[6]。同时，结合学生的学习状况和状态，在某些时段，教师又需回到传统教学模式上来，成为课堂的主导者。通过传统教学模式和翻转教学模式的结合与转换，在《水污染控制工程》“半”翻转教学过程中，取得了比全翻转教学更好的实际效果。

本科生的理论知识水平和综合能力仍达不到掌控一堂课的要求。在翻转课堂运行过程中发现，学生很难完整地把控一门课的主要知识点。采用“全翻转课堂”教学模式，本科生在课程进度、重要知识点的理解等方面都存在不少问题。例如在《水污染控制工程》涉及到“活性污泥”部分，布置了“活性污泥法常用工艺汇总及说明”的课堂汇报题目，在实际汇报过程中，学生把文献查阅到的活性污泥工艺汇总成常用处理工艺，但实际上，汇报的不少工艺仅仅代表文献作者个人观点，还没有得到业界认可。因此，在运行“半”翻转课堂时，在部分时段把讲台交给学生，当学生无法把控时，又回到传统教学模式中来，充分利用二种教学模式各自的优势，尽可能提高学生的综合素质，适应时代发展需求。

4 “半”翻转课堂的核心：以问题为导向

“半”翻转课堂的课程设计及师生角色定位的切换、考核环节，对教师提出了更高的要求。课程设计的核心是以问题导向。根据工程认证要求的毕业指标点及培养能力要求，设计相应的课程环节。比如好氧生物和厌氧生物处理，通过设置好氧生物和厌氧生物处理的原理差异、处理工艺异同点及优缺点等问题，引导学生加强对这部分知识的理解。但是，由于部分学生的自学能力差、学习主动性较弱，以及信息检索、利用能力较差等特点，教师在教学过程中，需准确把握学生的学习动态，根据需要随时切换到传统教学模式中来，做到与传统教学相融合。

“半”翻转课堂需充分考虑学生的实际状况，同时对教师的综合能力提出了更高的要求。在设置问题时，需对整门课所有的知识点、重/难点有准确的把控，同时对行业发展需求也有一定的洞察。例如，《水污染控制工程》物理处理章节，需对格栅、沉淀池、沉砂池进行一个归纳总结，同时对目前工程应用工艺中的格栅、沉淀池、沉砂池有一定的认识和了解，根据理论与实际需要，设置相应的课堂汇报题目。

“半”翻转课堂在实际运行过程中，有效提高了学生的表达能力、信息检索能力、解决问题能力、交流能力以及自学能力；但也存在不足，如：(1)课堂汇报的考核没有严格的标准；(2)课堂汇报没有延续性，部分学生在课堂汇报结束后放松课程学习；(3)课堂汇报提高的是学生的综合素质，在卷面考试中很难体现出来，因此很难形成直观的评判标准。