翻转课堂教学模式在环境监测实验教学中的应用

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　　摘  要：翻转课堂颠倒了知识传授和知识内化2个主要阶段，改变了传统的教学模式，使学生真正成为学习的主体。为了提高学生的自主学习能力和实验教学有效性，该文详细介绍了借助于网络教学平台，将翻转课堂教学模式引入到环境监测实验教学中的做法，以及实施翻转课堂教学后所取得的教学成效。
　　关键词：翻转课堂;环境监测实验;教学改革
　　中图分类号 G434 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）（02-03）-0143-03
　　Abstract：The flipped classroom swaps the arrangement of knowledge transfer and knowledge construction，it changes traditional teaching model and makes students the main body of learning.To improve the independent hands- on ability of the students and effectiveness of experimental teaching，The flipped classroom was applied to environment monitoring experiment teaching through network teaching platform.The specific work content and schedule of every stage were introduced.Practice showed that after the implementation of flip-flop classroom teaching，students' mastery and understanding of knowledge，autonomous learning ability and learning interest had been significantly improved，which had a significant role in promoting the improvement of learning effect.
　　Key words：Flipped classroom;Environment monitoring experiment;Reform in education
　　1 环境监测实验教学现状
　　环境监测实验是连接环境监测理论与实践的桥梁，通过实验课程使学生获得检测技能训练，养成良好科研习惯，培养科研思维及创新意识，增强分析问题、解决问题的综合能力，为今后本科期间专业课学习以及后续的科研训练打下坚实基础[1-3]。合肥学院实行的模块化教学改革强调学生的自主学习能力的培养。如何调动学生的积极性，让学生真正成为学习的主体？学生的自主学习如何考核？学生主动学习下新型的“教”如何改革？這些问题对以培养应用型人才为已任的院校是一个历史挑战。由于受到传统观念和实验教学条件等多方面限制，“环境监测实验”教学虽然也进行了不少改革，但大多浅尝辄止，主要还是停留在“教师教、学生学”的层面，学生的课前预习流于形式，实验课中忙于做实验，不能和老师进行有效探讨，学习的主体地位及主动性并没有得到较好发挥。
　　2 翻转课堂内涵
　　翻转课堂是将课堂内外的时间重新调整，学习的决定权从教师转移给学生。学生在课前学习网络教学平台端教师上传的相关资料，主要包含ppt、实验微视频、预习考核等，完成相关知识点的自主学习，再通过线下的实验教学完成对知识的内化和吸收[4-6]。
　　3 翻转课堂在环境监测实验中的应用
　　笔者结合多年的实验教学经验，根据学生学习特点，在“环境监测实验”课程中融入翻转课堂的核心理念和教师的教学经验，依据教学活动发生的时间顺序，按照课前、课中和课后3个阶段进行了设计。
　　3.1 课前自主学习
　　3.1.1 课前资料准备 教师依据教学目标，在充分分析实验内容和学生学习程度的基础上准备教学资料，教学资料要符合学习者的学习需求。资料包括3部分：
　　（1）实验微视频。实验视频包含讲课微视频及某些仪器的单元操作视频，讲课视频明确说明每次实验的目的、要求、实验原理、实验主要步骤，重点强调容易出现的问题及涉及实验安全的环节，制作时长为10～15min。单元操作视频主要是针对实验过程中某个具体技术或仪器操作问题及无法多次重复完成的实验操作，时长为5～10min。如测定废水中氨氮含量的实验中，对污染严重的水和工业废水，通常采用蒸馏法使之消除干扰，学生实验过程经常出现pH值未调节、定氮球接反、馏出液倒吸等问题，为此制作了氨氮废水蒸馏处理的全过程操作视频。
　　（2）PPT课件。对于验证型、综合性实验课件，第1部分介绍实验目的、教学重点、难点;第2部分介绍本次实验相关基础知识;第3部分重点介绍实验操作步骤和实验中的注意事项。对于设计性实验，第1部分和前面相同，第2和第3部分合并，主要介绍实验方案的具体要求。
　　（3）制订课前任务单。主要包括相关教材使用指导、观看视频时间、视频中设置若干个问题任务、完成预习考核试题等。
　　3.1.2 网络平台共享资料与交流 教师于课前7d将教学视频、PPT课件和任务详单等上传至学校的超星学习通教学网络平台。学生根据教师提供的学习任务详单，观看视频、上课PPT及相关的参考教材指导，针对一些不清楚的实验环节，可反复观看，详细了解。学习过程中如果遇到问题，可与同学或教师交流，老师也能及时了解学生学习状况。通过对课前视频、ppt等资料的反复学习，学生基本掌握了每个实验的原理、主要操作步骤及注意事项，并在上课前完成每个实验的预习考核试题。同时教师通过网络教学平台实施有效监控，通过与学生的交流及预习考核试题反馈，实时了解每个学生的学习情况，并反馈于实验课堂。对于设计性实验，学生结合理论课程学习及教师对实验方案的基本要求，4～6人为一小组，通过查阅文献，小组相互探讨，初步设计出1个可行的试验方案，在平台上提交经老师审阅，提出修改意见，学生逐步完善最终确定实验方案。 　　3.2 课中实验操作、探讨阶段 学生经过课前自主学习后，带着问题进入实验室。教师依据知识点及预习考核反馈，针对错误率较高的试题进行答疑，同时也会抛出一些问题，以便和学生进行交流。另外实验开始前教师再次强调试验中涉及到的一些安全细节，确保学生及实验室安全。在实验进行过程中，教师可以利用在实验室来回巡视的时间，根据实验操作中出现的一些具体问题及学生一些不规范的实验操作，对学生进行指导和答疑。学生在自主学习和教师针对性讲解的基础上，以2～4人为一小组，完成整个实验操作部分。实验过程中若有疑惑或难点，可与教师进行面对面交流。学生也可以就实验过程中出现的一些新问题，如COD消解后水样变绿如何处理等及时和教师展开讨论。
　　3.3 课后评价、讨论阶段 实验结束后，学生在开展小组讨论和个人总结的基础上，对原始数据进行处理、分析，完成实验思考题，提交实验报告。教师对学生提交的实验报告进行批改，把实验报告中出现的问题尤其是一些共性问题及时通过交流平台和学生进行反馈和讨论。
　　3.4 课程考核 以往的实验成绩考核主要由预习报告、实验报告及学生出勤情况3个方面组成，但这种考核方式并不能真实反映学生运用所学知识解决实际问题的能力。实施翻转课堂后，实验成绩主要由课前自主学习成绩、课中实验操作成绩、课后实验报告成绩3部分组成。
　　其中自主学习成绩由实验室安全测试、每次实验预习考核及实验方案设计、观看课件或视频4部分成绩合成，课中操作检查学生现场实验操作情况，解决问题、团队合作的能力，分为个人和小组2种方式。个人表现着重评价学生个人在实验操作过程中积极思考、解决问题的能力，学生参与程度和对实验小组的贡献;其评分由教师和学生的评价共同组成。小组表现评价小组讨论内容及态度、提问情况、实验中平行样精密度、数据准确度等，评分由教师完成。课后实验报告主要检查学生个人原始数据记录，对原始数据的处理及结果分析、实验思考题及分析总结等。实施这种评价机制能够激发学生积极参与实验活动的热情，利于学生更好地参与到小组实验学习活动中，改变了以往重结果轻过程的评价方式，對提高教学效果能起到事半功倍的效果。
　　4 教学效果反馈
　　经过一学期的翻转课堂实践，学生实验参与度明显提高。学生调查问卷有效回收率达98%。问卷调查结果显示，绝大部分学生都给予了积极评价，其中85%的同学认为实施翻转课堂有利于自主学习能力的提高，90%的同学认为有利于提高学习兴趣，85%的同学认为增强了团队合作意识，89%的同学认为有利于基础知识的理解和掌握，95%的同学对总体教学效果满意。同时也有少数学生认为翻转课堂教学对提高教学效果不明显，说明还需要进一步改进，加强教师课堂引导环节和解惑力度，提高知识的内化程度，同时要兼顾自主学习能力较差的学生，帮助他们解决学习中的困惑，充分调动其学习积极性。
　　5 结语
　　翻转课堂虽然可以弥补传统教学模式的不足，最大限度地调动学生的学习积极性和主动性，但同时也对教师的能力提出了更高的要求，需要在教学手段、教学方法上进行革新。另外在实验微视频录制的软硬件支持、学生自主学习的管理等方面还有待于进一步探索，以取得更好的教学效果。
　　参考文献
　　[1]段凤魁，余刚，黄俊，等.环境监测实验课程教学环节与教学方法[J].实验室研究与探索，2014，33（1）：173-176.
　　[2]王书敏，郑士远，于洪卫，等.环境工程专业模型嵌入式实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2015，32（4）：200-203.
　　[3]黄锦勇，彭祥捷，刘爱华，等.环境工程专业实验教学改革[J].实验室研究与探索，2012，31（8）：332-334.
　　[4]王红，曾秀琼，刘秋平，等.基础化学实验翻转课堂教学模式的研究和实践[J].实验技术与管理，2015，32（5）：196-199.
　　[5]钱保俐.翻转课堂教学模式在高等院校实验课程教学中的应用设计[J].中国教育技术装备，2014（6）：114-115.
　　[6]丁雪梅，张晓君，王鹏，等.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2015，34（6）：207-211.
　　（责编：徐世红）
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