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文檔簡介

1、.基于翻轉(zhuǎn)課堂的大氣污染控制工程課程設計教學模式的重構(gòu)-設計論文基于翻轉(zhuǎn)課堂的大氣污染控制工程課程設計教學模式的重構(gòu) 錢飛躍a,b,王建芳b,盛楠楠b(蘇州科技學院a.環(huán)境科學與工程學院;b.天平學院,江蘇蘇州215009)摘要:作為深化工程教育體系改革的一次有力嘗試,引入翻轉(zhuǎn)課堂新理念,從教學資料準備、工程素質(zhì)培養(yǎng)、教學組織形式和成果評價方法四個方面,對大氣污染控制工程課程設計的教學模式進行重構(gòu),并認為在掌握必要網(wǎng)絡資源的前提下,“教”與“學”雙方的共同努力與積極互動是提升改革成效的關(guān)鍵因素。關(guān)鍵詞:大氣污染控制工程;課程設計;翻轉(zhuǎn)課堂;教學模式重構(gòu)中圖分類號:G642.3文獻標志碼:A文章

2、編號:1674-5884(2015)07-0056-03收稿日期:20150116基金項目:江蘇省高等教育教學改革研究課題(2011JSJG249);江蘇省高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目;蘇州科技學院天平學院教學改革研究課題(2014TJGA-01)作者簡介:錢飛躍(1986-)男,江西玉山人,博士,講師,主要從事環(huán)境工程專業(yè)的教學與研究。長期以來,我國大學工程教育普遍存在“教學目標強調(diào)理論講授,教學內(nèi)容弱化能力培養(yǎng)”的狀況1。為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護事業(yè)對合格工程技術(shù)人才的迫切需求,落實教育部“十二五”規(guī)劃提出的“卓越工程師”培養(yǎng)計劃,不斷提高環(huán)境工程專業(yè)學生的綜合素質(zhì),就必須改變以教師

3、為中心的傳統(tǒng)教學模式,充分發(fā)揮實踐環(huán)節(jié)的特殊功能,鼓勵“教”與“學”的方法創(chuàng)新2。作為本專業(yè)主干課程大氣污染控制工程理論教學的延續(xù)、深入與發(fā)展,課程設計(下文稱大氣課程設計)旨在引導學生理解并鞏固大氣污染控制的基本理論,掌握常見顆粒、氣態(tài)污染物收集凈化系統(tǒng)的設計原則、流程與方法,學會使用設計手冊、規(guī)范和應用軟件,以培養(yǎng)動手操作能力、積累工程實踐經(jīng)驗。作為課程建設與改革的一次有力嘗試,本文通過分析當前大氣課程設計教學中存在的突出問題,具體闡述了翻轉(zhuǎn)課堂這一全新理念的先進性,首次提出了大氣課程設計教學模式的重構(gòu)框架,并再次強調(diào)了實踐訓練在工程師培養(yǎng)體系中的核心地位。1大氣課程設計教學中存在的問題在

4、大氣課程設計中,學生通常需要以具體任務為導向,相對獨立地完成工藝計算、設備選型與系統(tǒng)繪圖等工作3。在此期間,教師不再使用集中授課的模式,學生需要自行解決所遇到的大部分難題,其個人的知識水平、思維能力和心理素質(zhì)都將經(jīng)歷一次考驗。正是由于“教”和“學”的方法明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的課堂教學,因此,指導教師和參與學生均認為完成大氣課程設計很有難度4。此外,大氣課程設計教學中存在的主要問題還包括:第一,設計指導書缺乏規(guī)范性,參考價值有限。目前,各高校環(huán)境工程專業(yè)在發(fā)展沿革、科研基礎和大綱要求上都存在差異,國內(nèi)很難找到正式出版且普遍適用的大氣課程設計指導書。這就要求指導教師必須自編教材,以幫助學生了解任務背景、

5、基礎參數(shù)與設計規(guī)范等必要信息。但受制于工業(yè)系統(tǒng)的復雜性和教師個人的編制水平,此類教材往往存在選題內(nèi)容單一、設計依據(jù)模糊和參考資料空洞等缺點,大多數(shù)只能起到任務布置的作用,無法為學生的設計活動提供全程、有效的指導,嚴重影響了教學效果。第二,參與者實踐經(jīng)驗匱乏,工程概念模糊。大氣課程設計是集化工原理、流體力學、土建基礎與機械工程等知識于一體的綜合性訓練環(huán)節(jié)。在有限的理論課時內(nèi),學生雖然已經(jīng)學習了大氣污染控制的基本理論與相關(guān)技術(shù),但對實際工程化系統(tǒng)仍缺乏準確的感性認知5。作為教學的重要參與者,青年教師也可能遇到類似的情況。因此,在課程設計中,學生只能依靠現(xiàn)有的技術(shù)資料與設計規(guī)范完成“畫瓢式”訓練。由

6、此獲得的設計方案很可能是錯誤百出,實用價值更是無從談起。第三,教學組織形式不合理,考核方法不科學。通常情況下,指導教師會要求學生在接到任務后的12周內(nèi)完成全部設計內(nèi)容,并根據(jù)最終提交的設計說明/計算書與圖紙的質(zhì)量評定成績。受到師生比與教學時間的限制,指導教師針對共性或常見問題尚能做出有效反饋,但仍缺乏個別化幫助和設計過程評價。因此,部分學生會采取“最后突擊”的方式抄襲他人成果,并成功蒙混過關(guān)。這種現(xiàn)象的存在削弱了成績評定的公正性,并對其他人產(chǎn)生消極的心理影響5-7。2引入翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的先進性自2007年,美國林地公園高中化學教師喬納森伯爾曼和亞倫薩姆斯提出翻轉(zhuǎn)課堂(FlippedClass

7、room)以來,這種源于掌握學習法的全新教學形態(tài)正引發(fā)越來越多的關(guān)注與嘗試,并已成為當下熱門的教育改革與創(chuàng)新課題6。目前,翻轉(zhuǎn)課堂仍處于快速發(fā)展與完善階段,先后涌現(xiàn)了多種差異化的實施方案,其教學過程可大體分為:1)在課前,教師編制導學案、在線發(fā)布教學視頻與課程材料,學生開展自主學習,并完成相應練習或測試;2)教師通過網(wǎng)絡平臺了解學生的學習情況,重點整理學生無法解決或掌握程度較差的問題;3)在正式上課時,教師不再重復講解課程內(nèi)容,而是以指導者的身份參與學生互動,協(xié)助解決難題,完成知識的內(nèi)化6。翻轉(zhuǎn)課堂開辟了以學生為主體、強調(diào)自主學習、鼓勵教師角色轉(zhuǎn)變和注重個性化糾正的全新教學策略。它顛倒了傳統(tǒng)教

8、學流程,使教師能有更多機會提供定制化輔導,并鼓勵學生超前學習、互相學習。盡管國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明,翻轉(zhuǎn)課堂要求教學組織者必須掌握相當?shù)木W(wǎng)絡資源與應用技術(shù),這在一定程度上提高了此類改革實踐的準入門檻,但對于“小規(guī)模、開放性”的大氣課程設計而言,高度靈活的組織方式完全是可取的7。其中,“小規(guī)?!斌w現(xiàn)在課程設計的參與者一般僅限于本專業(yè)學生,便于改革舉措的實施;“開放性”則意味著課程設計強調(diào)的是自主學習過程,而不是追求某個確切的答案。此外,基于翻轉(zhuǎn)課堂進行實踐環(huán)節(jié)教學模式的重構(gòu),也順應了當代大學生群體共性的發(fā)展特征,即思維活躍、樂于追逐新事物、渴望與人平等溝通、習慣使用電子設備與互聯(lián)網(wǎng)等,將有利于優(yōu)化

9、工程訓練體系,激發(fā)學生的參與熱情,真正做到因材施教。3大氣課程設計教學模式的重構(gòu)針對當前存在的突出問題,大氣課程設計教學模式的重構(gòu)應從教學資料準備、工程素質(zhì)培養(yǎng)、教學組織形式和成果評價方法四個方面展開。第一,課程設計任務需緊密聯(lián)系理論教學內(nèi)容,采取靈活、自愿的選題方式。教師提供給學生的數(shù)據(jù)包除需涵蓋任務背景、設計內(nèi)容、基礎參數(shù)和成果要求等傳統(tǒng)內(nèi)容外,還應包括教學視頻、任務-時間軸和重要的參考資料等。其中,教學視頻需重點講解大氣課程設計的一般流程與基本方法,并結(jié)合工程實例呈現(xiàn)具體的設計對象,幫助學生形成較為清晰的設計思路。針對學生提出的關(guān)鍵問題,應發(fā)布“微課”視頻,予以積極反饋8。另外,可將設計

10、任務細分為多個目標,并建立建議完成的時間軸,以提醒學生進行工作進度評估。最后,參考資料以電子文稿的形式放置于公共網(wǎng)盤中,方便學生隨時調(diào)用。第二,課程設計是工程素質(zhì)培養(yǎng)的核心單元,也是比理論課、實驗課更高層次的學習階段。在日常教學中,應當鼓勵學生閱讀相關(guān)的設計手冊與規(guī)范,注意引導學生觀察實驗設備的基本構(gòu)造與工作原理,從客觀上拉大工程訓練的時間跨度。更為關(guān)鍵的是,要建立穩(wěn)定的校企聯(lián)動機制,聘請校外資深技術(shù)人員詳細介紹工業(yè)系統(tǒng)的設計、建造與運行情況,并根據(jù)與課程內(nèi)容的相關(guān)性整理成視頻文件,在公共平臺上與學生共享9。第三,教學組織形式的改變也是“翻轉(zhuǎn)”的重要體現(xiàn)。針對性更強的視頻教學取代了課堂上的集中

11、傳授,以任務為導向的小組討論取代了“不懂就問老師”的傳統(tǒng)模式。但需要指出的是,倡導團隊協(xié)作應當以“任務背景大體類似,設計選題顯著不同”為前提,從源頭上降低“抄襲”的可能性。作為師生互動的重要手段,在布置設計任務、進行設計計算與繪制工藝圖紙階段都應設置問卷調(diào)查,以充分了解學生的工作進度與遇到的困難,及時調(diào)整輔導內(nèi)容與方法5。第四,為保證成績評定的客觀性與公平性,應引導學生使用輔助軟件(如Excel,AutoCAD等)完成設計計算與工程制圖,并在大氣課程設計結(jié)束前增設匯報、答辯環(huán)節(jié)。要求學生將過程材料與最終成果以幻燈片(PPT)的形式展示出來,鼓勵其介紹自身設計不合理的地方和可能的解決方案。在此期

12、間,指導教師與其他學生均有權(quán)提出疑問,隨機選擇學生代表參與成績評定。通過公開分析與討論,可以有效提高學生的參與度,發(fā)揮潛移默化的教學作用。4結(jié)語綜上所述,大氣課程設計是大氣污染控制工程理論教學的延續(xù)、深入與升華?;诜D(zhuǎn)課堂進行課程設計教學模式的重構(gòu),符合工程訓練環(huán)節(jié)“小規(guī)模、開放性”的基本特征,有利于優(yōu)化教學組織形式,減少教師的重復性勞動,激發(fā)學生的參與熱情。同時也應該看到,理念與方法的借鑒不是簡單地照搬模式。翻轉(zhuǎn)課堂的綜合效益既源于師生互動與成果評價的合理安排,也來自高質(zhì)量的導學案、教學視頻和設計指導書。這使得指導教師和參與學生都要在課外付出更多的努力,不斷積累“教”與“學”的經(jīng)驗,才能獲

13、得令人滿意的改革成果,才能實現(xiàn)新模式向其他課程的遷移、推廣。參考文獻:1何朝陽,歐玉芳,曹祁.美國大學翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的啟示J.高等工程教育研究,2014(2):148-151.2曲明哲.卓越工程師培養(yǎng)方案與社會需求適應性的研究J.黑龍江高教研究,2012(8):135-137.3閔敏,孫新華,丁成.大氣污染控制工程課程設計教學改革與實踐J.中國科技信息,2012,17(9):128,130.4唐小玲,倪金龍.大氣污染控制工程課堂教學改革與優(yōu)化J.化工高等教育,2013(1):78-80.5張楊帆.大氣污染控制工程案例教學效果的調(diào)查研究J.化工高等教育,2011(3):82-85.6劉健智,王丹.國內(nèi)外關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究與實踐評述J.高等工程教育研究,20

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