王國華 李仕友 曾濤濤 楊金輝 袁華山

摘? 要：《水處理新技術(shù)》具有課程內(nèi)容多、課堂教學(xué)時間有限、生物學(xué)背景知識要求較高等特點，土木類專業(yè)的學(xué)生要系統(tǒng)地掌握水處理新工藝，就必須具備自主學(xué)習(xí)能力，掌握正確的學(xué)習(xí)方式及獲取信息的能力。信息化教學(xué)的推廣及普及，給學(xué)生的學(xué)習(xí)方式帶來革命性影響。本文將土木專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)水處理新技術(shù)的癥結(jié)入手，分析信息化教學(xué)在土木專業(yè)學(xué)生專業(yè)課程的必要性，探索并提出在信息化教學(xué)背景下學(xué)生對土木類專業(yè)課程的自主學(xué)習(xí)策略，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué)? 教學(xué)模式? 改革? 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G431? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）12（c）-0221-03

Abstract： Because of the large amount of teaching contents， limited teaching time in class and shortage of biological background knowledge， students majoring in civil engineering must have the ability of obtaining information， independent learning and right learning mode， if they want to systematically master the new water treatment technology. The popularization of information-based teaching brings revolutionary influence on students' learning style. The disadvantages of learning new water treatment technology for civil engineering students are analyzed in this paper initially， and then the necessity of information-based teaching in civil engineering students' professional courses is proposed， the students' independent learning strategies for civil engineering courses under the background of information-based teaching are explored and put forward with the purpose of stimulating students' interest in learning and improving their learning efficiency.

Key Words： Information-based teaching; Teaching model; Innovation; Independent study

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中提出：“加快教育信息化進(jìn)程”[1]。未來的土木類專業(yè)教育也會朝著信息化及國際化的趨勢發(fā)展，土木類專業(yè)須充分發(fā)揮信息技術(shù)在本專業(yè)教學(xué)過程中的重要作用，加大課程與信息技術(shù)融合的改革力度，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，優(yōu)化土木專業(yè)教學(xué)模式與評價體系，最終達(dá)到構(gòu)建創(chuàng)新型土木類人才培養(yǎng)模式的教育效果，為建設(shè)人力資源強國服務(wù)[2-3]。本文以給排水專業(yè)的《水處理新技術(shù)》課程為例，探討信息化教學(xué)在土木類專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

1? 信息化教學(xué)的發(fā)展背景

隨著信息化技術(shù)的推廣及應(yīng)用，教育行業(yè)經(jīng)歷著教學(xué)模式的變革。在美國教育政府綱領(lǐng)性文件的推動下，美國高等教育信息化向大數(shù)據(jù)時代方向發(fā)展，借助大數(shù)據(jù)助推大學(xué)教學(xué)、科研、管理、學(xué)習(xí)方式等的變革[4]。信息數(shù)字化教學(xué)的推廣構(gòu)建，重新詮釋了學(xué)習(xí)模式，為教育的可持續(xù)發(fā)展帶來與傳統(tǒng)截然不同的思路和理念，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了本質(zhì)性的變革與提升。目前，信息化教學(xué)已經(jīng)成為美國等發(fā)達(dá)國家教育改革與發(fā)展的新熱點。信息化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，大學(xué)教師必須積極引導(dǎo)，提高學(xué)生利用信息化技術(shù)自主學(xué)習(xí)的能力。

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)資源、評價體系的建設(shè)和完善，MOOC、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)逐漸走入課堂，教育技術(shù)與信息技術(shù)逐漸融合并應(yīng)用到高校教學(xué)中[5]。盡管我國已在各高校大力推廣信息化教育教學(xué)模式改革，但由于我國信息化教學(xué)研究起步晚、傳統(tǒng)教育思想等因素的影響，我國高校的信息化教學(xué)的發(fā)展仍然與西方發(fā)達(dá)國家存在顯著差距[6]。如何結(jié)合我國的發(fā)展情況，同時根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容與特點，有效開展信息化教學(xué)改革是我國高等教育面臨的重要問題。

2? 《水處理新技術(shù)》課堂的癥結(jié)

《水處理新技術(shù)》是工科給水排水工程專業(yè)的專業(yè)選修課。該課程的任務(wù)是使學(xué)生熟悉和了解水處理新理論、新工藝和新技術(shù)，熟悉各種水處理新技術(shù)與新工藝的適用范圍;了解污水脫氮除磷的新技術(shù)的特點、基本工藝參數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為今后從事水處理研究和工程設(shè)計工作以及市政工程研究生專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。隨著創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，我國高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量也逐漸無法滿足社會的需求。因此，土木專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)本專業(yè)課程時會出現(xiàn)一些癥結(jié)，可以歸納為如下幾點。

2.1 課堂教學(xué)環(huán)境沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情較低

《水處理新技術(shù)》常用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，它的劣勢在這些年的發(fā)展及應(yīng)用中也逐漸顯露：傳統(tǒng)課堂往往以教師為主，學(xué)生為輔，老師在課前將課件準(zhǔn)備好，課堂上教師按照教案及課件的內(nèi)容一一講解，課堂交流較少。由此，整個課堂環(huán)境比較沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情低，學(xué)習(xí)效率低下。為了應(yīng)付考試，學(xué)生只等期末來臨之際把課件拷貝，集中精力復(fù)習(xí)幾天通過考試便萬事大吉，并不能讓學(xué)生真正掌握該課程的諸多知識點。據(jù)調(diào)查顯示，有一半的同學(xué)在課堂上經(jīng)常使用電子設(shè)備做一些與課堂無關(guān)的事，5%的同學(xué)經(jīng)常曠課，上課僅有20%的同學(xué)常與老師進(jìn)行互動。因此，急需一場教改革命，來扭轉(zhuǎn)常規(guī)多媒體教學(xué)的弊端。

2.2 生物知識基礎(chǔ)薄弱，脫氮除磷機理難精

《水處理新技術(shù)》課程的教學(xué)對象是給排水科學(xué)與工程專業(yè)大四學(xué)生。課程中的脫氮除磷工藝如A2/O工藝、CAST工藝、MSBR工藝、氧化溝工藝、厭氧氨氧化工藝等往往涉及微生物的協(xié)同作用機制，需要學(xué)生詳細(xì)掌握微生物的結(jié)構(gòu)組成、好氧及厭氧條件下的分解合成代謝途徑、環(huán)境因子對微生物代謝活性的影響等。本專業(yè)開展的微生物學(xué)課程僅有《水處理微生物學(xué)》及《水處理微生物學(xué)實驗》，學(xué)生對微生物的認(rèn)識僅僅源于高中基礎(chǔ)生物學(xué)知識和水處理微生物學(xué)的相關(guān)課程，無法深入理解脫氮除磷的生物學(xué)機理，在很大程度上影響了學(xué)生對不同脫氮除磷工藝的融會貫通。因此，如何在較短的時間內(nèi)迅速補充構(gòu)建相關(guān)微生物學(xué)知識，成為我們教學(xué)過程中需要面臨的挑戰(zhàn)。

2.3 師生之間交流較少，知識掌握反饋不足

《水處理新技術(shù)》涉及多種新工藝，僅僅依靠教師講解很難讓學(xué)生掌握各種工藝的優(yōu)缺點及適用條件。盡管該課程的教學(xué)過程中已實時增加師生互動環(huán)節(jié)，但是該課程內(nèi)容較多，課時較短，教學(xué)進(jìn)度安排緊張，學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，無法過多開展學(xué)習(xí)討論。因此，常常是教師課前精心準(zhǔn)備課件，課中按部就班進(jìn)行知識點講解，而學(xué)生坐在講臺下面邊聽課邊玩手機;偶爾開展師生交流也是流于形式，不能對重點問題進(jìn)行深入探討;同時，由于交流人數(shù)過少，大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果未能及時反饋，教師無法及時了解并解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所遇到的障礙。

2.4 教學(xué)評價體系單一，學(xué)習(xí)情況反映不佳

以往《水處理新技術(shù)》的評價體系按照期末考試60%，作業(yè)及課堂表現(xiàn)20%，課堂考勤占20%展開。該評價體系只能簡單地對學(xué)生的知識掌握情況及學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行評價，并沒有對教師的教學(xué)方式進(jìn)行反饋。這樣的教學(xué)評價體系不能及時反映教學(xué)方式方面的問題，也不能幫助教師及時改進(jìn)教學(xué)策略，影響最終的教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3? 《水處理新技術(shù)》課堂的信息化教學(xué)改革

3.1 課前預(yù)習(xí)反饋，調(diào)整教學(xué)方案

教師在學(xué)期開課前通過網(wǎng)絡(luò)平臺共享國內(nèi)外微生物相關(guān)視頻課程及講座，為學(xué)生快速補充微生物相關(guān)知識。課前上傳新工藝動畫視頻及預(yù)習(xí)題到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺（如騰訊課堂、學(xué)習(xí)通、QQ等），并要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成課程預(yù)習(xí)、回答預(yù)習(xí)題目，獲得課前預(yù)習(xí)積分。教師通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺與學(xué)生互動，了解學(xué)生在預(yù)習(xí)課程時遇到的難點。這樣可以帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時幫助教師有針對性地調(diào)整教學(xué)方案，在課堂有限的的時間內(nèi)挑選課程的重點難點詳細(xì)講解，提高課堂教學(xué)效率。

3.2 課中實時交流，突出重點難點

教師以擬講解的水處理工藝相關(guān)視頻（如A2/O工藝、CAST工藝、MSBR工藝等）或者科研論文（如厭氧氨氧化等脫氮新工藝）創(chuàng)建學(xué)習(xí)情景，引入新課內(nèi)容，介紹相關(guān)工藝的基本原理、特點及適用條件。隨后，教師通過學(xué)習(xí)平臺，給出待處理污水參數(shù)，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》提出污水處理目標(biāo)。根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，將不同預(yù)習(xí)情況的學(xué)生交叉組合為研討小組，思考如何達(dá)到水處理標(biāo)準(zhǔn)，討論完成后以小組為單位上傳討論結(jié)果到學(xué)習(xí)平臺。教師根據(jù)分組討論情況，分主次講解隨堂課程，有針對性地篩選典型問題，進(jìn)行重點講解。這樣可督促學(xué)生緊跟教師節(jié)奏，積極掌握水處理過程的要點，熟練掌握課程的主要知識點;同時在小組討論過程中，還可以由優(yōu)生帶動差生一起思考問題解決方案，有效提高全體學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[7]。

3.3 課后科學(xué)評價，查缺補漏提高

除了注重課前與課中的預(yù)習(xí)教學(xué)過程，考核評價方法也必須做出相應(yīng)的改進(jìn)[8]。學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)態(tài)度也需要納入成績評定體系中，具體操作如下：出勤率（網(wǎng)上簽到形式）5%，課前預(yù)習(xí)情況5%，課堂表現(xiàn)15%（抬頭率，討論、搶答、隨堂測試等情況），課后作業(yè)15%（作業(yè)完成情況，重點難點反饋），期末考試成績60%。這種考核方式可以從課前、課中、課后等三個階段更加全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時還可以及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助教師及時調(diào)整教學(xué)方案，最終有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

3.4 期末反饋總結(jié)，改進(jìn)教學(xué)方案

在期末考試結(jié)束后，教師利用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS對不同層次學(xué)生的綜合表現(xiàn)進(jìn)行分析總結(jié)，找出信息化教學(xué)過程中教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率的主要影響因素，持續(xù)優(yōu)化《水處理新技術(shù)》信息化教學(xué)方案。根據(jù)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，找出針對不同層次學(xué)生的最佳教學(xué)方法，以此在信息化教學(xué)改革過程中可顧及絕大多數(shù)學(xué)生，提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果，克服信息化教學(xué)改革過程中面臨的重重困難和阻礙。

4? 結(jié)語

教育信息化為高等教育的快速發(fā)展提供了良好的機會，借助信息化教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生營造輕松、自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率;還能幫助教師提高自身的教學(xué)素養(yǎng)，根據(jù)課堂反饋實時改進(jìn)教學(xué)方案，改進(jìn)教師的教學(xué)效果。土木類專業(yè)教學(xué)改革不僅要從思想上認(rèn)識到信息化教學(xué)的重要性，更要積極付諸實踐，只有這樣才能充分發(fā)揮全球信息化給教育行業(yè)帶來的巨大影響，培養(yǎng)更多的實用型創(chuàng)新型人才。

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