孫嬋娟 馮 戰(zhàn) 林燦華 呂 靜

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院 上海 200093）

1 研究背景

1.1 熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程教學(xué)現(xiàn)狀及其面臨的挑戰(zhàn)

熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程建筑室內(nèi)環(huán)境相關(guān)的理論知識與設(shè)備知識同時兼顧的一門主干專業(yè)理論課，起著連接本專業(yè)基礎(chǔ)課與技術(shù)課的橋梁作用。[1]在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生對課程缺乏學(xué)習(xí)興趣，很難發(fā)揮學(xué)生的主體作用，極難調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性。[2]老師往往只講重點章節(jié)加大了學(xué)生理解的難度。實際課堂中，教學(xué)活動難以滿足全體同學(xué)的需求，進而影響了教學(xué)目標(biāo)的實施和教學(xué)過程的推進。[3]

鑒于以上出現(xiàn)的問題，應(yīng)該尋求一種新的教學(xué)模式，既能給學(xué)生提供一定的平臺去提煉問題和消化吸收，又能讓教師有機會去全面了解和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑點和難點，實現(xiàn)調(diào)動學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的同時，發(fā)揮教師的方向引導(dǎo)作用，來解決當(dāng)前存在的問題，改變現(xiàn)狀。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的引入及特點

翻轉(zhuǎn)課堂將傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程翻轉(zhuǎn)過來，把學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。[4]翻轉(zhuǎn)課堂將知識傳授和知識內(nèi)化進行了顛倒，課前學(xué)生通過觀看教學(xué)視頻完成知識的傳授，課堂上學(xué)生通過各種教學(xué)形式，完成知識的內(nèi)化。[5][6]破解了在傳統(tǒng)的“熱質(zhì)交換原理與設(shè)備”課程教學(xué)中，填鴨式地教學(xué)方式所帶來的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下的問題，提高教師講授效率。

“翻轉(zhuǎn)課堂”的全過程包括問題引導(dǎo)、觀看視頻和問題解決。教學(xué)視頻短小精悍；教學(xué)信息清晰明確。[7]

1.3 翻轉(zhuǎn)課堂在培養(yǎng)學(xué)生工科思維教學(xué)中的可行性

根據(jù)熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程的理論和實踐結(jié)合性要求高的特點，首先，提前共享教學(xué)視頻、擴展資料和針對性的課堂問題；其次，對典型理論問題進行引入時，有足夠豐富的實際案例可以增強主題的趣味性。再次，明確任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)和探索有方向和動力；最后，教師根據(jù)反饋，提前對課程講授進行資源的重組和側(cè)重，因材施教。

2 教學(xué)模式設(shè)計與探討

2.1 教學(xué)設(shè)計思路

應(yīng)用于工科應(yīng)用型課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計應(yīng)以學(xué)生為對象，從實際工程問題所隱藏的科學(xué)理論出發(fā)，教師注重引導(dǎo)和重點難點的分配，在學(xué)生先行完成知識內(nèi)化吸收的前提下，教師引領(lǐng)學(xué)生進行有效有針對性的講授和討論，以期得到知識的完全消化吸收及加強鞏固的效果，并將習(xí)得的理論和技能用于解決實際工程問題中去的過程。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計使得“實踐—理論—實踐”這一工科應(yīng)用型培養(yǎng)路線變得操作性和針對性更強。

教學(xué)設(shè)計的整個思路應(yīng)符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點，循序漸進，不斷鞏固，實現(xiàn)理論與實際相結(jié)合的特點，推動工科課程的全面改革。

2.2 教學(xué)模式和實施流程

2.2.1 調(diào)研資料及教學(xué)資源的收集

將熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程中的知識點按照學(xué)時進行分類和整理，根據(jù)難易程度，由簡單過渡到難的方式進行分配，教學(xué)資源來源于歷來教學(xué)積累和經(jīng)驗總結(jié)。

2.2.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念的有機滲透

將翻轉(zhuǎn)課堂的理念和相關(guān)實施方法嵌入到本科熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程的教學(xué)設(shè)計中去。把課堂一部分的時間用來討論，教師再針對過程中存在的重點難點或疑點進行歸納總結(jié)，并對學(xué)生所提出的疑難點進行解答和提煉。

2.2.3 實施流程設(shè)計

從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容和資源、學(xué)生學(xué)習(xí)體系、課堂教學(xué)活動以及教學(xué)效果評價體系等方面進行教學(xué)模式的設(shè)計和實施。具體流程如圖1所示。

圖1：實施流程圖

在此過程中，教師也要實時了解學(xué)習(xí)效果，并及時調(diào)整實施方案。[8]

2.2.4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的評價

進行傳統(tǒng)教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的對比和效果評價。評價方式主要包括三項：（1）學(xué)習(xí)效果的自我評價和課堂認(rèn)可度的評分；（2）學(xué)生參與度及教師對課堂的組織效果評價和；（3）知識吸收效果課堂測驗和考試成績。

以調(diào)查問卷結(jié)論反映學(xué)生的對翻轉(zhuǎn)課堂模式的接受程度，以學(xué)習(xí)成績論證學(xué)習(xí)效果，自主學(xué)習(xí)及團隊協(xié)作能力的變化，以此來探索在熱質(zhì)交換原理課程上的翻轉(zhuǎn)課堂模式的可行性。

3 課堂活動設(shè)計

3.1 設(shè)計對象

依據(jù)先前問題導(dǎo)入和學(xué)生視頻、擴展資料的學(xué)習(xí)之后，靈活設(shè)置課堂活動，形式包括但不限于PPT展示、小組討論、課堂測驗和教師對疑難問題的解答等。

3.2 教學(xué)流程與組織

以第四章空氣熱濕處理過程的其中一節(jié)為例，針對相關(guān)知識點提出問題，引導(dǎo)學(xué)生利用視頻和擴展資料自學(xué)，而后在課上給學(xué)生充足的時間進行展示和討論，教師在過程中主要起引導(dǎo)作用，最后再針對知識點和學(xué)生表現(xiàn)進行總結(jié)。通過不定期的測試，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.3 問題提出

教師針對熱質(zhì)交換原理與設(shè)備中的某一章節(jié)里面基礎(chǔ)且較為重要的知識點，提出若干個問題，讓學(xué)生帶著問題去消化吸收理論知識，并將理解有困難的問題帶到課堂上，進行討論，加深印象。

3.4 實踐方式

將全班同學(xué)分成若干組，課下自學(xué)，組員間討論。課上PPT形式講解，隨后其他同學(xué)提問，問答結(jié)束，教師進行評價，對知識點的錯誤講解進行糾正。

4 效果分析與評價

4.1 課堂參與效果

大部分同學(xué)對這種全新的上課模式非常接受，愿意花時間來自主學(xué)習(xí)，解決老師預(yù)留的問題。大部分學(xué)生認(rèn)為這樣的教學(xué)模式加深了他們對知識點的理解，讓他們在課堂上獲得很多的參與感。

4.2 知識掌握成果

在翻轉(zhuǎn)課堂模式下的學(xué)生，為了理解知識點，會去掌握其他的知識點來作為基礎(chǔ)，漸漸達(dá)到融會貫通的效果。另外，這種模式也培養(yǎng)了學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

4.3 成績對照分析

將2020年采用翻轉(zhuǎn)課堂模式與2019年的傳統(tǒng)授課模式進行對比顯然看出，翻轉(zhuǎn)課堂下學(xué)生的平時和期末成績都有顯著提高。

4.4 工科思維培養(yǎng)效果評價

翻轉(zhuǎn)課堂從課堂參與和期末考試成績的對比分析中可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂下學(xué)生的平均成績顯著高于傳統(tǒng)課堂的成績，顯示出較好的教學(xué)成果。

5 結(jié)束語

在完成知識內(nèi)化吸收和知識傳授的同時，翻轉(zhuǎn)課堂中多形式的課堂活動還鍛煉了學(xué)生的組織交流及團隊協(xié)作的能力，加上教師充分發(fā)揮其引導(dǎo)作用，在實際工程問題的解決過程中加深理論理解，對工科應(yīng)用型學(xué)生，翻轉(zhuǎn)課堂顯現(xiàn)出了無可替代的優(yōu)越性，且通過教學(xué)效果評價再次證明其在工科課程中應(yīng)用的可行性和高效性。