《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》翻轉課堂教學模式帶來的思考
——以學生“發明設計競賽”為載體

劉 彤

(貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550025)

《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》翻轉課堂教學模式帶來的思考
——以學生“發明設計競賽”為載體

劉 彤

(貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550025)

以“發明設計競賽”為載體，教師在《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》上實現“翻轉課堂”的教學模式，讓學生的參與度更強，成為課堂的主體。同時營造良好的學習環境和氛圍，提高了學生對于該門課程的學習興趣，也為該門課程帶來了新的活力。

翻轉課堂；教學模式；發明設計；競賽

《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》是作為貴州大學教學改革研究項目--《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課課程體系建立與探索》(合同編號：JG2013136)開展執行，該門課程已在貴州大學"三學期"的教學體制中為期兩周的“教學實踐小學期”中進行授課，學校對該課程的設置情況如表1所示[1-2]。該門課程通過建立一門較為完善的課程體系，系統的指導大學生的科研訓練以及各種學科競賽，培養大學生的科技創新能力與學科競賽能力，而該門課程的一個重要的特點就是采用多種教學模式如多媒體、課堂討論、激勵教學等教學模式增強學生們對于該門新課程的學習興趣，提升該門課程的授課效果[3-4]。而近年來教育界提出的“翻轉課堂”教學模式是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，課堂內的寶貴時間，學生能夠更專注于主動的基于項目的學習，共同研究解決相關學科所產生的問題，從而獲得對相關學科知識點更深層次的理解[5]。而教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課后完成自主學習，同時在課后，學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習，其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習。"翻轉課堂"教學模式讓學生的參與度更強，讓學生們作為課堂的主體開展學習，營造良好的學習環境和氛圍，更有助于促進學生知識的吸收內化過程[6]。該教學模式的提出，也為該門課程帶來了新的活力。本課程授課教師在2015年授課過程中第一次將學生“發明設計競賽”作為“翻轉課堂”教學模式的載體進行實施，取得了良好的教學效果。

表1 課程設置表

1 學生“發明設計競賽”的實施流程及要求

該“發明設計比賽”的所采用發明設計類型的為實用新型專利的模板，這是因為本次參賽的學生均為本科生，其中低年級(大一)的學生占了總授課人數的50%左右，學生們接觸相關專利知識的時間很短，僅為授課教師前面講授的兩節課，而發明專利對創新性以及相關專業知識的要求較高，查找資料的工作量較大，如要求學生進行發明專利的設計，其往往“不堪重負”，而實用新型專利可讓學生們在較短的時間完成設計，不僅可以保證發明設計比賽的順利進行，也可以極大的提高學生們的信心。

作為“翻轉課堂”載體的“發明設計比賽”實施流程圖如圖1所示。

圖1 學生發明設計競賽實施流程圖

該“發明設計比賽”的具體執行步驟如下：

首先要求學生按上一節課所學到的專利撰寫及檢索方法，每8～10名同學組成一個發明設計小組，要選出組長，并進行組員的分工合作。教師要求每個發明設計小組要在一周的時間內完成1個實用新型專利的說明書、權利要求書、說明書附圖等主要文件的撰寫，并將相關發明設計做成8～10分鐘左右的PPT，每個發明小組可選定1～2名發明設計解說員在課堂上負責將該設計作品向評委與同學進行講解，同時也選定1～2名發明設計答辯員對評委的問題進行解答。其次，該項比賽在課堂上由授課教師作為比賽主持人，掌控比賽節奏；相關評委由授課班級(本門課程多為3～4個班的合班課)各自臨時選出2～3名學生評委對學生發明設計作品進行提問與打分，在賽制上前一個發明設計小組作品介紹員講解完PPT后，學生評委根據該發明設計的相關介紹情況以及PPT制作情況打出該項作品5分的成績(總分10分)，同時學生評委向學生選手提出3～4個相關問題，發明設計小組作品解說員負責記錄，當下一個發明設計小組作品PPT講解完畢，并由學生評委提問后，該小組再上場對前面評委提出的問題進行答辯，評委根據問題回答情況打出剩下5分成績，并由學生比賽成績統計員統計該發明設計作品最終得分(先去掉一個最高分和一個最低，再加權平均)。最后，在比賽結束時由授課教師對各個學生發明設計小組的作品進行點評，并宣布該場比賽的一、二、三等獎，對表現較為出彩的發明設計小組與個別同學進行表揚，對于一等獎獲得小組成員平時成績提高20%，二等獎獲得小組成員平時成績提高15%，三等獎獲得小組成員平時成績提高10%，同時在其中選擇一些學生參與授課教師自己的學生科研團隊或推薦參加其他老師的學生科研團隊。該競賽相關人員配備表如表2所示。

表2 學生發明設計競賽相關人員配備表

2 學生“發明設計競賽”的具體實施情況

2.1 學生“發明設計競賽”的授課班級情況

本次學生“發明設計競賽”主要面向的授課班級為貴州大學化學與化工學院6個班級(2014級4個班、2012級2個班)，3個專業，共計224名學生進行授課，具體授課班級情況如表3所示。

表3 授課班級情況表

2.2 學生“發明設計競賽”的參賽情況

本次學生“發明設計競賽”共有24支學生發明設計小組參加比賽(具體參賽作品情況如表4所示)。

表4 學生發明設計競賽參賽作品表

表4(續)

在課堂上，各個學生發明設計小組的作品解說員均利用賽前精心準備的發明設計作品的PPT向學生評委及學生觀眾陳述了自己作品的創新點以及相關優勢(如圖2所示)，學生評委也認真的聽取選手們的闡述，并提出了相關問題(如圖3所示)。各個學生發明設計小組的答辯員針對學生評委提出的問題作了解答(如圖4所示)。各學生評委結合各學生發明設計小組的作品闡述情況與問題回答情況進行了打分(如圖3所示)，比賽的最后授課教師對比賽進行了點評并宣布本次比賽的獲獎學生發明設計小組名單(如表5所示)，整個比賽在熱烈歡快的氣氛中進行，學生們歡聲笑語及熱烈的掌聲不斷，學生們通過本次“發明設計競賽”真正成為課題的主體，讓“翻轉課堂”教學模式得以實施。

圖2 學生選手講解發明設計

圖3 學生評委提問及打分

圖4 學生選手回答評委提問

編號發明設計作品名稱發明設計小組組長發明設計小組所屬班級所屬專業所獲獎項1火災爆炸報警液化氣罐蔡魯陽無機141無機非金屬材料工程一等獎(低年級組)2可調節高跟鞋姜維恩過控141過程裝備與控制工程二等獎(低年級組)3可調溫鞋墊申杰過控141過程裝備與控制工程三等獎(低年級組)

表5(續)

3 學生“發明設計競賽”的實施意義

本次“發明設計比賽”的實施，其實施意義有以下五個方面：

第一，該項比賽極大調動了學生們發明創新的積極性，讓更多有科技創新能力的同學涌現出來，為我院學生學科競賽團隊的培養提供了大量的后備人選。

第二，學生們通過對實用新型專利的說明書、權利要求書、說明書附圖的撰寫，強化了對教師課堂上專利撰寫相關知識的認識，有了實操的經驗，更好的掌握了該部分的知識。第三，學生通過對發明設計PPT的制作，對本門課程第二章《本科生學科競賽培訓》中提及的學科競賽作品PPT的制作的相關知識有了一定的印證，提升了PPT制作的水平。

第四，本次比賽中許多學生能夠在講臺上將發明設計作品的向授課教師、學生評委及其他同學進行展示，并回答評委的相關問題，對自身的語言組織能力、現場應變能力有了一定提升，同時為今后工作中各種產品的展示，積累了一定的實踐經驗。

第五，在本次比賽發明設計作品的準備階段，發明設計小組的成員們分工合作，各司其職，齊心協力的完成了各自的作品，對學生團隊意識大局觀的培養奠定了堅實的基礎。

4 學生“發明設計競賽”的展望

今后在《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》授課過程中開展學生“發明設計競賽”，可鼓勵不同專業的同學自由組隊，每個發明設計小組還可以邀請1～2名外院的學生擔任小組成員如資源與環境工程學院、機械工程學院、材料與冶金學院、電氣工程學院等，讓學生們能從分發揮各自的專業優勢，進行跨專業、跨學科的團隊合作，這樣有助于化工學院的學生對其他學科的知識進行學習，使團隊成員之間在不同知識領域中感受到思想碰撞的火花，形成真正的“頭腦風暴”，從而提升發明設計團隊的創新意識，得到更好的發明設計作品，提高學生“發明設計競賽”的水平，吸引更多的學生參與其中。另一方面，對學生“發明設計競賽”中好的發明設計作品即專利查重通過，專利本身的科技含量及創新性較高，具備一定的社會經濟效益或環境生態效益的作品，可由授課教師按照貴州大學大學生申請專利相關政策幫助其完成專利申請及相關后續工作，這樣不僅提高了化學與化工學院本科生申請專利的數量與質量，也提升了我院學生的科技創新能力。

[1] 劉 彤.貴州大學《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》的探索與實踐[J].山東化工,2014,43(5):171-173.

[2] 劉 彤.提升學生科研訓練及學科競賽能力的探索與實踐-以《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》為載體[J].山東化工,2015,44(6):127-128.

[3] 陳偉強. 學科競賽:提高大學生創新能力的重要途徑[J].科技信息,2011 (4) : 39- 42.

[4] 王向陽.高校學科競賽與大學生創新能力培養[J].煤炭高等教育,2012,34(05):57-61.

[5] 曾 貞.翻轉教學的特征、實踐及問題[J].中國電化教育,2012(7):18-20.

[6] 趙興龍.翻轉教學的先進性與局限性[J].中國教育學刊. 2013 (4) :52-54.

(本文文獻格式：劉 彤.《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課》翻轉課堂教學模式帶來的思考——以學生“發明設計競賽”為載體[J].山東化工，2016，45(04)：113-117.)

College Students' Scientific Research Training and Discipline of the Institute of Chemical Industry Competition Tutorials "Flip the Classroom Teaching Mode of Thinking, to the Student Design Competition of" Invention "as the Carrier

Liu Tong

(School of Chemistry and Chemical Engineering , Guizhou University, Guiyang 550025, China )

To "invent the design competition " as the carrier, the teacher in "chemical engineering college students research training and subject competition " to achieve "flipped the classroom" teaching mode, so that students' participation is stronger, become the main body of the classroom. At the same time, a good learning environment and atmosphere has been created to improve the students' interest in the course, also has brought new vigor for the course.

flip the classroom; teaching mode; invention design; competition

2016-01-12

2013年貴州大學教育教學改革研究項目《化工學院大學生科研訓練及學科競賽指導課課程體系建立與探索》(項目號：JG2013136)

劉 彤(1979—)，貴州都勻人，副教授，碩士研究生，主要從事化工原理與無機填料試驗教學和研究

G642

A

1008-021X(2016)04-0113-05