水污染控制工程翻转课堂教学的现状及措施论文
水污染控制工程翻转课堂教学的现状及措施论文
大学翻转课堂教学既有文科，也有理工科如计算机、分析化学、物理化学、程序语言等。大学翻转课堂的实践性研究和理论研究都还在方兴未艾的阶段。本文把翻转课堂的全过程看作为教学研究场所，通过分析《水污染控制工程》教学实践出现的现象和学生对翻转课堂教学的反馈，对大学翻转课堂教学的形式、教学内容的选择、培养人的功能、与传统教学方式的关系、翻转课堂的课内外的关系等问题进行了探讨。
一、翻转课堂教学设计
从历年来《水污染控制工程》考试卷面分析，选择难度较低的厌氧处理法内容进行翻转课堂教学。6 个翻转课堂课时，与传统教学计划课时相同。翻转课堂设计是（课前微课预习+课前课堂讨论题预习+课堂讨论+课后补偿）。课前 2 周将课前预习8 道课堂讨论题和相应的微课发到 Blackboard（BB）网络教学平台，学生进行课前预习，师生互动和生生互动。在 BB 平台上将全班 58 位学生随机分 8 组，并保证每组有 1-2 位学习成绩优秀的学生，进行分组预习。通过课程微信群发布课堂讨论安排，每一小组推举一名同学主发言。在课堂上指定某一组就某一讨论题主发言，然后其他组自由发言补充，最后教师作简要总结并当场给出分数。课后由老师作总结和知识梳理等上传至 BB平台。为了评估本次翻转课堂教学，向学生进行了匿名调查，学生将填写的调查表发到指定邮箱。由于是匿名调查，反馈信息具有可信度。全班学生 58 人，收回调查表 50 份，回收率 86%.
二、学生对翻转课堂教学的态度
为了提高教学效果要求改革教学方法，课堂教学改革的直接启动者是教师。本次调查得知 92%的学生是第一次了解翻转课堂，见表 1.由此可见，翻转课堂在大学的应用有很大的空间。学生反馈每节翻转课堂的预习用时情况如表 2.80%的学生每堂翻转课堂预习用时 60-120 分钟。有些学生反映上翻转课堂比上传统课堂累，调查发现 82%的同学还是愿意选择上翻转课堂，这也说明学生是欢迎翻转课堂的。学生为什么会舍弃传统教学模式而钟情翻转课堂呢？学生从小学到大学基本上都是在传统教学模式下接受课堂教育的，一旦遇到翻转课堂这种教学新模式，学生对它就作出以下评价：
1. 课堂学生课前思考和有督促的预习，上课更有数；学生为中心，通过多种途径增强了学习主动性、积极性、自学精神、学习兴趣。自己参与知识的构建；将学习的主动权给予学生，更有求知欲；似乎同学都是学霸；感觉给予学生更多的学习空间。
2. 气氛活跃、新颖、灵活、有趣、参与、师生和同学互动交流甚至争论。3. 学习效果好，对上课内容理解更深刻。感觉学到了知识。知识掌握更牢固。在复习时发现对翻转课堂的教学内容熟悉很多；被动听课只是信息流过、终觉浅。自己要对问题的全面深入理解真得要付出许多；互助和合作精神；发现平时沉默的同学也勇于说话，强化了交流意识，传统教学方式是要改一改，希望更多的翻转课堂。这个认识是非常可贵的，是改进课堂教学效果的内在力量。从期末考试试卷分析。厌氧处理法这一章考试的内容有：1.对有机废水的厌氧消化的控制步骤的理解；2. 解释良好的上流式厌氧污泥床（UASB）中的污泥浓度很高的原因；3. 有一种工业废水含有细小悬浮物 SS、COD 为 2600mg/L,其中比较多的难降解有机物。在气浮法、沉淀法、厌氧水解酸化和絮凝法中选用预处理方法，并叙述你的理由。这三道题中等偏难，卷面正确率为 74%,教学取得较好的效果，尽管教学效果还与其它方面的因素有关。
三、本次翻转课堂的策略
（一）课程内容处理
中小学和大学的翻转课堂教学呈现明显不同的面貌，前者比较热，出现这种现象原因是多方面，如大学课程教学内容与基础教育的教学内容在认知属性上很不一样、大学的主要功能不只是教学。也可能是认识上的差别[1].大学的翻转课堂既有其一般规律，也有其特殊规律。是不是所有大学课程及其教学内容都可以翻转到课前？翻转教学应该考虑教学内容的难度[2].课前教师将教学新内容以视音频形式在学习平台上呈现给学生，学生必须良好地完成微课学习。假设传统课堂里老师讲授 45分钟的教学内容，在制作 10 分钟左右的微课怎么处理这些内容？做法是不把陈旧的或一般性内容纳入微课，作为一般性阅读，比如有机物废水厌氧接触法应用的不多；缩减描述性内容、保留重要冗余信息，快入核心主题。厌氧水解酸化法很重要，先提出问题链：有机物厌氧处理法的基本原理：三阶段→产甲烷菌和产甲烷阶段对条件变化敏感，容易出问题→如何克服这个问题→厌氧消化的作用和应用价值→怎么应用。微课不只是知识呈现，也需要给学生呈现刺激性的提问、逻辑链话题，把握对理解知识的深度。如果把课内看作大餐，微课视音频则是第一道鲜汤。
按布鲁姆（B·S·Bloom）认知目标分类学[3],人的认知有这几个不同层次，课前的学生认知主要处于最低两个层次：记忆和理解。认知对象的属性肯定影响到学生自学微课的效果。教学内容尽管可以有多种载体，比如声、光、电、形或文字，但是与认知度相关的性质不变，如难度、抽象度、复杂性、与背景课程关联度。教学内容越难、越抽象、越复杂，学生对之要记忆和理解就越难。做不到这一点就意味着翻转课堂在这些学生上的失败。因此对难度大的教学内容比较合适的做法是部分翻转或者是侧面翻转，否则很难开展更高层次的认知活动。比如这一章的上流式厌氧污泥床反应器中污泥浓度很高，为什么会是这样的？这可以运用思考问题方法和问题链进行课前诱导学生思考，在这里称作为侧面翻转。把理解延伸到课堂的交互式讨论、分析、测试等活动中。
理工科课程有纯理论课、理论和技术课、纯技术课，翻转这些课有什么不同。比如电磁学理论中的麦克斯韦方程组是最核心的公式之一，这部分如果完全翻转，要让学生在课前微课学习达到课内进行更高级认知的活动要求，这很难达到。
（二）学生的个体差异必须个性化教学
调查也发现如果教学内容相同，有 14%的学生偏向传统教学模式，还有 4%的学生偏向混合式教学模式。这部分学生课前微课学习用时大部分是 20-30 分钟，课前用时少。进一步通过电子信件来往了解到这些学生以往成绩较差。这也说明本次翻转课堂在这些学生上是不够成功的。
翻转课堂里教师和学生的行为与传统教学模式下的行为比较，发生反转变化。全过程老师和每个学生都可以成为主动者。传统课堂下学生没有预习或很少，因为课堂里老师是主角。课前微课自学是必须的、自由的、有目标设定的。学生感知有更多的责任感。责任意味着付出，课前用时不够反映了学生的责任意识不足。学生在掌握每门课程的先修课程的"背景知识可能参差不齐。毕竟学生课前微课学习是归于自学范围。我们知道自学难，做好自学就更难。而做好自学将是人生一大财富，因此自学成功的佼佼者被人们奉为典范，如爱迪生、高尔基等。
个性化教学是翻转课堂的特征之一，它贯穿在课前课内课后全过程，特别是课前。充分的个性化教学必须有良好的互动。
当代的个性化教学必须依托现代即时在线互动技术平台，从学生互动工具偏向就可见一斑，见表 3（表中数据是多项选项）。由于有了这些手段才能使课前个性化教学得以充分实现。
老师对学生微课自学绝不是放任学生自学。课前师生的有效互动，实现对学生的课前预习的提示、辅导、对学生学习的激励和通知发布。每个个体微课自学时，教师、同学随时随地都能找到彼此，使个体在思维挫折时获得鼓励、在遇到困难时可以寻求到帮助，在情感上获得心理陪伴，这是个体的主观需要。现代交流工具为针对性地因人施教提供了工具，特别是对背景知识基础薄弱和学习积极性欠缺的学生，更需要通过现代交流工具与其进行互动。课前师生互动更需要教师的主动。调查发现同伴之间的互动占 94%.因此，分组学习是必要的，让学生学习不再孤单，而且每一组一定有学业优秀的学生，这样有助于生生的面对面和在线互动。
（三）建立翻转课堂的课前与课内的互相联系
教学内容知识是课前和课内关联的线条。课堂里学生与老师一起对教学内容进行应用、分析、评价和创造活动，是知识点和知识群的布鲁姆认知的更高层次，当然在这些活动里可以多维度和广度加深记忆和理解。
微课自学时学生会有许多问题和疑惑，教师在与学生互动中寻找课内素材。学生作为学习的主体预先知晓课内的教学形式和内容，如问题讨论、课堂作业、追问、案例、习题讨论，使课前预习有方向感。预知课内当场给分机制和表扬，有效地刺激了学生课内参与和微课自学的积极性。
课前的微课自学对难度大的教学内容可能达不到记忆和理解的要求，这就需要课内的讲解来弥补，讲解是必要的。
学生觉得课内教学效果越好，就会暗示这堂课的课前预习做得好，就会对下一堂翻转课堂的课前学习产生激励，形成课前学习和课内教学良性互相作用。
本次课内互动还采用了课内微信群互动，在课堂内教师发送课堂作业到课程微信群，学生当场完成课堂作业，定时上传到教师的微信，课堂不再是手机的禁区。
（四）翻转课堂的课后补充
按一般翻转课堂的看法，课后只与后续课堂有关，深入分析其实不然。课后在回顾和梳理知识、弥补课前和课内没有的功能还是有作用的。学生毕竟是初学者，经过课前和课内的活动在知识的信息量和系统性可能还没有完成。翻转课堂的课后内涵和作用也引起人的注意[4].翻转课堂课内行为主体是学生，课堂内呈现出来的信息源主要来自学生。教师没有更多的课堂时间对教学内容做更多的讲解、梳理和总结。借助Blackboard（BB）网络教学平台上传这部分课内教学的总结可以弥补这方面的不足。学生也有对翻转课堂的课后补充的要求。这样来看大学翻转课堂不能简单地将课后全部翻转到课内。
四、结束语
本次翻转课堂基本上是成功的，之所以如此，原因是多方面的。在翻转课堂里知识似乎不再是静止的，而是在运动的。学生在课前、课内和课后经历多种形式的思维碰撞、刺激、主动探索和建构知识等等这是传统教学中都没有的。通过这次翻转课堂，得出以下几个认识：1. 教学内容的难度是影响翻转课堂重要因素，这部分教学内容不适合全部翻转；2. 翻转课堂强调学生学习行为的主动性和自主性，教师需要在教学内容筛选、互动和因人施教等方面下功夫，才能对此更好地实现；3. 翻转课堂的课前、课内、课后要形成互相促进的整体。
参考文献
[1]容梅，彭雪红。翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育，2015,7:108-11.
[2]赵兴龙。翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究，2014,2:55-61.
[3][4]王莉莉，陈德运，唐远新。计算机程序设计课程翻转课堂的探索与实践[J].计算机教育，2015,16:53-62.