翻轉(zhuǎn)課堂在“食品工程原理”教學(xué)中的應(yīng)用

王雙輝+陳致印

【摘要】“食品工程原理”是一門理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的專業(yè)必修課程。傳統(tǒng)教學(xué)模式難以解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏、知識(shí)點(diǎn)易脫節(jié)等教學(xué)問題。本文嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂運(yùn)用于該課程的教學(xué)，以提高學(xué)習(xí)效率，改善教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂 食品工程原理 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）05-0223-02

“食品工程原理”是一門理論性和實(shí)踐性都很較強(qiáng)的專業(yè)必修課，其特點(diǎn)是基礎(chǔ)知識(shí)廣，理論公式多，學(xué)科交叉多，學(xué)習(xí)難度大[1]。它是食品科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁。因此，食品工程原理的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)課程的理解具有重要的鋪墊作用[2]。然而，此課程在教學(xué)中存在諸多問題，直接影響其學(xué)習(xí)效果。

翻轉(zhuǎn)課堂，即顛倒課堂，是一種從多方位多角度評(píng)價(jià)的教學(xué)模式。實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)時(shí)，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，在課前制作教學(xué)視頻，給出學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)，在課中教師創(chuàng)造環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化吸收課前自學(xué)到的知識(shí)，師生面對(duì)面互動(dòng)交流完成作業(yè)和任務(wù)[3]。該模式可以完美解決“食品工程原理”教學(xué)過程中的諸多問題。

1.食品工程原理教學(xué)存在的問題

1.1 內(nèi)容枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

“食品工程原理”理論知識(shí)多，專業(yè)性強(qiáng)，計(jì)算公式繁瑣，且內(nèi)容大部分都是關(guān)于各公式的推導(dǎo)[4-5]。如趙思明編寫的《食品工程原理》第一章流體流動(dòng)公式達(dá)70條，其內(nèi)容非?？菰铮瑢W(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。

1.2 缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

“食品工程原理”的研究對(duì)象是單元操作，食品工廠的各個(gè)生產(chǎn)線都是由不同的單元操作組成，因而該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。雖然學(xué)生經(jīng)常會(huì)去企業(yè)參觀見習(xí)，但都是走馬觀花，對(duì)學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的提高無本質(zhì)的作用。學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)理論時(shí)難以與實(shí)踐相結(jié)合，不容易理解所學(xué)的內(nèi)容[6]。

1.3 知識(shí)易脫節(jié)

“食品工程原理”講述各個(gè)單元操作的基本理論、計(jì)算、設(shè)備選型，各單元操作的內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，但課程章節(jié)內(nèi)部及章節(jié)之間聯(lián)系強(qiáng)，容易出現(xiàn)學(xué)生因?yàn)槟骋粋€(gè)知識(shí)點(diǎn)不理解而影響其它知識(shí)的學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。如：學(xué)生沒有弄懂第一章知識(shí)點(diǎn)“流量與流速的概念及換算”，那么將影響本章“流型判斷”、“流動(dòng)阻力”的學(xué)習(xí)，也會(huì)影響其他章節(jié)如“傳熱”、“傳質(zhì)”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2.探索解決途徑——翻轉(zhuǎn)課堂

2.1引入情境，激發(fā)興趣

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，可以在課前導(dǎo)入、教學(xué)視頻及課堂活動(dòng)等環(huán)節(jié)中，有意識(shí)創(chuàng)造情境，通過提出一些與課堂教學(xué)有關(guān)的學(xué)生感興趣的話題，將學(xué)生引入到情境中。不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，還能使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，產(chǎn)生濃厚的興趣。例如，知識(shí)點(diǎn)“流體邊界層”是一個(gè)難以理解且枯燥的內(nèi)容，可以在課前教學(xué)視頻中提出“為什么海洋生物、潛艇、高鐵的外形都是流線型”的問題，在課堂教學(xué)活動(dòng)中可以讓學(xué)生利用邊界層理論討論“高爾夫球的發(fā)展歷史”、“飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)原理”等學(xué)生感興趣的話題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 創(chuàng)造與工程實(shí)踐有關(guān)的環(huán)境

將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于“食品工程原理”教學(xué)過程中，可以在課堂上創(chuàng)造與工程實(shí)踐有關(guān)的環(huán)境，能有效解決學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的問題。例如，在講述“板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)”時(shí)，可以在課堂上放映相關(guān)視頻，還可以將板框壓濾機(jī)的濾框帶入課堂，在學(xué)生認(rèn)真觀察和思考后，分組討論板框壓濾機(jī)的流程、過濾面積、過濾速度、洗滌速度等問題。

2.3 針對(duì)難點(diǎn)，重點(diǎn)突破

翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主動(dòng)者，當(dāng)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)視頻的內(nèi)容時(shí)，如碰到不理解的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以多次觀看視頻或者查找相關(guān)資料，直到弄懂為止。此外，在課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)反饋，針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)突破。這樣盡量使學(xué)生弄懂每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從而緩解學(xué)生因?yàn)槟骋恢R(shí)點(diǎn)未理解而影響其它知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的情況。

3.翻轉(zhuǎn)課堂在食品工程原理教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)

“食品工程原理”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程與傳統(tǒng)教學(xué)過程完全不同，但與其它翻轉(zhuǎn)課堂基本一致，主要包括課前和課中兩個(gè)階段。經(jīng)過一年的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出了適合本課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程模型[7]（圖1）。

3.1.1 課前

教師在課前需根據(jù)課程特點(diǎn)選取適合翻轉(zhuǎn)課堂的知識(shí)點(diǎn)，然后針對(duì)該知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備教學(xué)資源，包括PPT課件、教學(xué)視頻、測(cè)試題及其他擴(kuò)展資源，并將教學(xué)資源通過QQ、微信等平臺(tái)發(fā)布給學(xué)生。據(jù)研究，人集中注意力學(xué)習(xí)的時(shí)間一般只有10min左右，因此，教學(xué)視頻長(zhǎng)度不宜超過15min。教學(xué)視頻應(yīng)該以微課的形式制作，即教學(xué)視頻應(yīng)有完整的教學(xué)流程。視頻可以來源于網(wǎng)絡(luò)，也可以自己錄制。為了檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，督促學(xué)生認(rèn)真觀看視頻，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師需針對(duì)教學(xué)視頻準(zhǔn)備測(cè)試題。

學(xué)生首選通過觀看教學(xué)視頻、PPT課件等方式自學(xué)，碰到難點(diǎn)可以通過反復(fù)觀看視頻和查閱資料等方式解決，如仍有疑問可以將疑難和需求提交給老師。然后，學(xué)生必須完成老師準(zhǔn)備的測(cè)試題。

在課前，老師還需要根據(jù)學(xué)生提交的疑難問題、測(cè)試情況以及教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，針對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)課中教學(xué)環(huán)節(jié)。

3.1.2 課中

在課中，教師首先要對(duì)教學(xué)視頻進(jìn)行精講點(diǎn)撥，鞏固課前自學(xué)的知識(shí)，并針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，創(chuàng)建作業(yè)、討論等教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行獨(dú)立或者團(tuán)體的探究活動(dòng)，成果交流，讓學(xué)生掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。

3.2 翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)案例

以“伯努利方程”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)為例。

（1）上一次課課末內(nèi)容導(dǎo)入?，F(xiàn)場(chǎng)演示乒乓球?qū)嶒?yàn)（取一個(gè)漏斗和乒乓球，將漏斗倒扣，乒乓球放入漏斗口，從上往下吹氣，乒乓球不掉落），從而引入下一次的學(xué)習(xí)內(nèi)容“伯努利方程”。

（2）課前自主學(xué)習(xí)。學(xué)生觀看微課視頻“伯努利方程”，完成測(cè)試，并且將疑難問題提交給老師。

（3）課堂集中學(xué)習(xí)

根據(jù)學(xué)生的反饋，部分學(xué)生不明白“哪些現(xiàn)象能用伯努利方程解釋”，“如何應(yīng)用伯努利方程”，采用討論式教學(xué)來解決難點(diǎn)。具體組織教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

精講點(diǎn)評(píng)（5min）：本微課的主要內(nèi)容是伯努利方程的公式推導(dǎo)和應(yīng)用。

討論（10min）：舉出你們?cè)谏钪幸娺^的與伯努利方程有關(guān)的現(xiàn)象？

分組討論（30min）：分組討論問題：①飛機(jī)是怎樣升空的？②航海規(guī)則：兩艘輪船不能近距離同向航行？③賽車尾部的“氣流偏導(dǎo)器”有何作用？討論完后，各組派代表分享討論結(jié)果，由老師點(diǎn)評(píng)。

4.展望

將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)應(yīng)用于“食品工程原理”，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)易脫節(jié)的問題，從而提高學(xué)習(xí)效率，改善教學(xué)效果。但在教學(xué)實(shí)踐過程中，對(duì)于課堂教學(xué)改革還處于探索階段，還有很多工作需要完成。如：目前的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)還只針對(duì)部分內(nèi)容，如何針對(duì)所有內(nèi)容實(shí)施全方位的翻轉(zhuǎn)；如何制作高質(zhì)量的微課視頻；尋找適合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)平臺(tái)。在接下來的教學(xué)過程中，本課程將云班課App軟件作為翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)平臺(tái)，希望通過此軟件進(jìn)一步提高“食品工程原理”的教學(xué)效果。

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作者簡(jiǎn)介：

王雙輝（1985—），男，碩士，助教，研究方向：食品科學(xué)。

通訊作者：陳致印（1981—），男，江西全南人，碩士，講師，研究方向：食品科學(xué)與工程。