蘇冰琴，岳秀萍，王孝維

(太原理工大學 環(huán)境科學與工程學院，太原 030024)

建筑給水排水工程課程是高校給排水科學與工程專業(yè)的專業(yè)必修課。通過對課程的系統(tǒng)學習，學生們可以掌握建筑給水排水體系中主要系統(tǒng)的基本理論、設計原理和方法，初步掌握各系統(tǒng)的安裝、管理方面的基本知識和技能，培養(yǎng)學生具備建筑給水排水工程的設計、管理及科研的基本能力，為將來從事與市政工程領域相關的給排水工作奠定基礎。課程的專業(yè)性、綜合性和實踐性較強，課程學習具有一定的實踐意義和工程價值，對于培養(yǎng)學生解決復雜給水排水工程問題的能力有著重要的支撐作用。

1 建筑給水排水工程傳統(tǒng)教學中存在的主要問題

A.教學模式單調，教學方法陳舊。傳統(tǒng)的教學形式是教師在課堂上講課，學生在臺下聽課，課后教師布置作業(yè)，學生完成練習的過程。這種以教師課堂講授為主的教學模式，使學生處于被動接受知識的狀態(tài)，學習興趣和學習積極性不易提高，注意力不易集中，學習效率較低。

B.以學生為中心的教育理念未得到充分體現(xiàn)。傳統(tǒng)課堂的教學活動形式主要表現(xiàn)為教師講、學生聽的單向信息傳遞交流，更多關注的是教師教授了什么，而不是學生學到了什么。教師位于教學活動的中心地位，發(fā)揮著教學主導作用，但師生互動交流效率偏低，很難實時把握學生的學習進度、聽課質量和學習效果。

C.教學評價和考核方式未體現(xiàn)學生的綜合能力。傳統(tǒng)教學中，課程的教學評價只局限于考核成績，考核方式多為“平時成績+閉卷考試”的形式，其中平時成績占比很少，主要體現(xiàn)在考勤、課后作業(yè)和課堂提問等環(huán)節(jié)；閉卷考試集中在期末進行，考試題型一般都是理論性、概念性的內(nèi)容，需要學生背誦記憶，未能激發(fā)出學生的創(chuàng)造性思維，學生分析問題、解決問題的綜合能力體現(xiàn)不明顯。

2 建筑給水排水工程課程的教學改革趨勢

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市建設速度加快，社會對建筑給水排水方向的人才需求也隨之增加。近年來，隨著住宅小區(qū)的大力興建、高層建筑的拔地而起、節(jié)水技術的廣泛普及以及生態(tài)小區(qū)、綠色建筑、中水工程等新概念的提出，給建筑給水排水工程學科注入了新的知識點。建筑給水排水工程的新材料、新設備及新技術的不斷涌現(xiàn)，推動了建筑給水排水學科的進步和發(fā)展，也對課程的建設和發(fā)展提出了新的任務和要求。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下，隨著信息技術和知識數(shù)字化技術的快速發(fā)展，以微視頻為主要形式的微課概念被提出。微課(SPOC，Small Private Online Course)是一種在線課程開發(fā)模式，具有靈活性、自主性、可重復性、主題突出、傳播廣泛、交互性強等優(yōu)點，其核心內(nèi)容是以闡述某一知識點為目標，在線呈現(xiàn)教學短視頻，學生通過觀看教學視頻實現(xiàn)自主化和個性化學習。

3 建筑給水排水工程微課教學模式

本研究以教育部高等學校給排水科學與工程專業(yè)教學指導分委員會教育教改項目“建筑給水排水工程慕課教學的設計與構建”為基礎，研究對象為某高校2016級給排水科學與工程專業(yè)學生，具體教學改革實踐過程如下。

3.1 微課教學模式的設計方案

基于給排水科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的達成度要求、建筑給水排水工程課程教學目標的設置原則以及學習者的能力需求，將微課與信息化教學資源平臺相融合，充分利用校園課程資源，合理安排線上與線下教學過程，以達到翻轉課堂的教學效果。微課教學模式可分為線上教與學、線下教與學兩個方面，其設計方案如圖1所示。

圖1 微課教學模式的設計方案Fig.1 SPOC teaching mode and design scheme

3.2 微課教學模式的主要研究內(nèi)容

本課程的教學安排為40學時，由課程團隊教師將教學內(nèi)容梳理、整合、細化，劃分出與教學大綱相應的知識點，作為線上學習內(nèi)容。SPOC課程依托中國大學MOOC平臺開放，可將線上自學與線下課堂有機結合。微課教學過程可以分為課前自主學習、課中知識內(nèi)化和課后鞏固深化這三個階段。

3.2.1 課前自主學習階段

(1)教師根據(jù)建筑給水排水工程教學大綱，把本單元的教學目標、課程安排、學習任務、重點難點以及考核方式等要求發(fā)給學生。將課程中5章教學內(nèi)容(建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)、建筑消防系統(tǒng)、建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)、建筑內(nèi)部熱水供應系統(tǒng)和建筑中水系統(tǒng))對應的重點、難點、疑點以及反映某個教學環(huán)節(jié)、教學主題的內(nèi)容，劃分為40個知識點，精心設計錄制成40講微視頻。每個視頻長度約為5～15 min，做到內(nèi)容完整、主題突出、短小精煉、兼具專業(yè)性和趣味性(如建筑內(nèi)部設水泵和水箱的給水方式、閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的工作原理、建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的通氣管布置形式等微視頻)，便于學生利用碎片化時間進行線上學習。

(2)設計在線單元測驗和在線作業(yè)幫助學生鞏固所學和進行自我評價，使教師及時掌握學情。單元測驗內(nèi)容側重于概念性、理論性較強的基礎知識(如自動噴水滅火系統(tǒng)的類型與特點、建筑內(nèi)部熱水供應系統(tǒng)的類型與特點等)，難易程度適中，主要考核學生對基本理論、基礎概念的掌握程度。在線作業(yè)題目相對靈活，內(nèi)容更具有實踐性(例如，根據(jù)某建筑條件圖，設計該建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)，并進行給水管網(wǎng)的水力計算；或者分析論述某建筑發(fā)生水質污染的現(xiàn)象及原因，并分析相應的水質防護措施等)，既鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，又將工程實踐和國家注冊考試進行了銜接。

(3)建立在線教學論壇，發(fā)布綜合性或拓展性的主題(例如，針對某賓館采用的消防給水系統(tǒng)進行評價，并提出改進方案)，鼓勵學生積極參與，提高其學習主動性。在答疑區(qū)，教師對學生的質疑及時給予針對性的指導，為學生答疑解惑，搭建師生交流溝通的橋梁，提高師生之間的互動性。通過在線論壇的討論與答疑，教師可以全面了解學生的學習過程，充分感受到學生的學習體驗(包括學習收獲和困惑)，做到學情全透明。

教師在微課平臺提供的教學資源如圖2所示。

圖2 微課平臺教學資源Fig.2 SPOC platform teaching resource

3.2.2 課中知識內(nèi)化階段

師生在課堂上面對面的知識內(nèi)化階段，是實現(xiàn)翻轉課堂的關鍵。教師可充分利用多媒體與板書，動靜結合地呈現(xiàn)教學內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣，調動學生的學習主動性，有效解決實際教學問題。建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的給水方式、消火栓給水系統(tǒng)的工作原理、建筑內(nèi)部熱水供應系統(tǒng)的流程等，均可以采用視頻與圖片相結合的方式，結合多媒體課件、實物模型、BIM或3D動態(tài)仿真技術以及實際工程案例的演示，多角度、多方位予以表達。

課堂主要教學形式可分為以下幾點：

(1)學生質疑和教師答疑。線上學習產(chǎn)生的問題是課堂學習的起點，學生將自主學習階段所記錄的疑問匯總、反饋，教師針對學生所反饋的問題進行解答或針對學生的薄弱點進行補充講解。

(2)難點解析和案例分析。教師針對課程教學中的難點和重點內(nèi)容進行精講，借助板書進行公式推導和演算，幫助學生加深對知識的理解與內(nèi)化；設計工程案例習題，引導學生利用所學理論知識解決工程實踐問題。

(3)預習成果檢驗。采用提問與回答、簡單小測驗、展示學習筆記等形式對學生進行考查，及時掌握學生的學習情況，并鼓勵學生上臺進行成果交流和分享學習收獲。教師應創(chuàng)設情境，引導、組織學生就疑難點進行討論、交流、解決，實現(xiàn)個人知識內(nèi)化。

3.2.3 課后鞏固深化階段

教師利用網(wǎng)絡微課平臺布置章節(jié)小測驗或課后作業(yè)，檢測學生的學習成效，了解學生對課堂知識的內(nèi)化程度。課前預習階段的在線測試以選擇題、填空題或判斷題等客觀題型為主，而課后鞏固深化階段的作業(yè)或測驗可增加計算題、綜合題或設計題等，提高難度，考查學生的掌握程度(如建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的給水方式的類型、給水方式選擇的原則、建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)中某一給水方式的水壓和水量確定)。

為保證學習知識的系統(tǒng)性與完整性，教師需根據(jù)教學目標將分散的、碎片化的知識點串聯(lián)起來，使學生對課程體系有完整的認識和把握。例如，按照建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的分類-組成-功能-工作原理-適用條件-應用評價-設計原則-設計方法等順序對建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)這一章節(jié)進行總結，使學生能夠層層遞進地鞏固知識。

基于微課的翻轉課堂教學模式結構圖如圖3所示。

圖3 基于微課的翻轉課堂教學模式結構圖Fig.3 Structure of flipped course teaching mode based on SPOC

4 結語

建筑給水排水工程課程采取基于微課的翻轉課堂教學模式，使得信息技術與高等教育深度融合，取得了顯著的教學效果。課程教學改革促進了學生個性化學習、激發(fā)了學生深度學習、加強了師生互動交流，使得學生的獨立學習能力、思考問題能力和解決問題能力都得到了提高。在信息化技術不斷推進高校教學發(fā)展的過程中，建筑給水排水工程微課教學的理論研究和實踐探索還有待于進一步完善。