基于翻轉課堂的流域水文模型課程教學模式探索

張蘭慧　馬榕

摘 要 翻轉課堂是新型的教學理念，而混合式教學模式和Seminar教學方法則是高校教育改革的重要方向。本文在分析了“流域水文模型”課程開設現狀的基礎上，基于翻轉課堂概念，結合混合式教學模式和Seminar教學方法，構建了適合該課程的新型教學模式，并對其進行了應用和評估。研究表明，本文構建的“流域水文模型”課程教學模式在學習過程中不再以教師講授為主，而是充分發揮學生的主體地位，取得了較好的教學效果。該模式為國內相關專業開設“流域水文模型”課程積累了一定經驗，并為該課程未來的發展提供了新思路。

關鍵詞 翻轉課堂 混合式教學模式 Seminar教學方法 流域水文模型課程

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.10.051

Abstract Flipping classroom is a new type of teaching concept， and the hybrid teaching model and Seminar teaching method are the important direction of college education reform. Based on the analysis of the current situation of the "Watershed Hydrological Model" course， based on the concept of flipping classroom， combined with the hybrid teaching mode and Seminar teaching method， this paper constructs a new teaching mode suitable for the course， and applies and evaluates it. The research shows that the teaching mode of the "watershed hydrological model" course constructed in this paper is no longer based on the teacher's teaching， but gives full play to the student's main position and has achieved good teaching results. This model has accumulated some experience for the establishment of "watershed hydrological model" courses for related majors in China， and provided new ideas for the future development of the course.

Keywords flipping classroom； mixed teaching mode； Seminar teaching methods； watershed hydrological model course

國家中長期教育改革和發展規劃綱要（ 2010-2020 年）中指出，教育“要以學生為主體，以教師為主導”。我國高等教育所慣用的傳統教學方法，教師是教學活動的主體，而學生則處于被動接受老師灌輸知識的地位，[1]有效解決這一難題的突破口在于教學方法的革新。[2，3]《2014 地平線報告（高等教育版）》中稱，“未來 1～2年內對高等教育產生影響的技術是翻轉課堂”。翻轉課堂也被稱為顛倒課堂或顛倒教室，最早由美國科羅拉多州落基山林地公園高中的兩位老師提出。[1]隨后，國內外學者構建了大量各具特色的翻轉課堂結構模型。[1，4，5]雖然這些模型結構不盡相同，但均是基于相同的理念宗旨，即學生在課前利用多種類型的學習材料自主學習，在課堂上則充分參與教學活動促進知識內化，從而實現既定的教學目標。[4，5]目前，基于翻轉課堂概念的教學模式在高等教育中得到了廣泛應用并取得了一定成績。[5]

流域水文模型是研究流域水文水資源問題的重要方法，使得“流域水文模型”課程成為水利工程及相關專業重要的核心課程。由于其實踐性較強，該課程不應僅傳授理論知識，還需以學生為主體，著重培養學生理論聯系實際，操作模型解決實際問題的能力。鑒于此，本文擬以翻轉課堂概念為指導，結合混合式教學和Seminar等新型教學模式，構建適合“流域水文模型”課程的教學模式，為提高該課程教學效果積累一定經驗。

1 流域水文模型課程的開設現狀

眾多高校相關專業均開設了“流域水文模型”相關課程。但是，該類課程在大多高校是針對研究生開設的。目前，“流域水文模型”的本科教學仍處于探索階段，甚至缺乏一本針對本科學生的適用教材，但將模型的理論基礎與實際應用融為一體，是流域水文模型課程建設的主要發展趨勢。

與此同時，在課程“流域水文模型”的教學過程中，基本上都是教師一言堂的現象，學生幾乎不在課堂上主動提問，在課堂知識內化的過程中缺乏主動性和積極性。再加上水文模型模擬研究的對象比較抽象，學生不太容易有直觀的聯系，使得該課程的教學現狀并不理想。此外，由于教學內容涉及實踐部分的較少，導致學生動手能力普遍較差。因此，如何充分調動學生的學習興趣，培養學生實際動手能力，提高教學效果，是 “流域水文模型”課程亟需解決的主要問題。

2 基于“翻轉課堂”的教學模式構建

2.1 混合式教學模式

混合教學指的是網絡線上與線下的混合，其概念在 Internet 普及之后逐漸形成。[6]混合式教學模式的出現為教育教學改革提供了新的思路，故而得到高度關注。[1，7]其特點體現在：（1）教學形式上：傳統面對面教學與網絡教學的結合；（2）教學技術上：基于Web技術，結合視頻、音頻、文本、圖形、動畫等多種多媒體技術；（3）教學手段上：傳統教學手段與信息技術手段的結合；（4）教學目標上：充分發揮教師的主導作用與學生的主體地位，以達到最佳的教學效果；（5）教學評價上：過程評價、結果評價等多種評價方式的結合。[1，7]

2.2 Seminar教學模式

為了貫徹教學與科研相統一的理念，柏林洪堡大學于19 世紀初提出了Seminar （研討教學）教學模式，致力于促進教學與科研相互滲透融合。[8]Seminar 的主旨是針對某一特定問題讓教師與學生展開研討，充分發揮學生的學習潛能，從多角度、多層次進行認知互動，進而深化對該問題的認識，實現“學有所獲、教學相長、日學日進” 的目標。[9]

2.3 “流域水文模型”課程的新型教學模式

翻轉課堂要求學生在課外時間自主學習相關知識點和概念，課堂則主要解答疑惑和匯報討論，內化學習知識。因此，“流域水文模型”課程基于翻轉課堂的概念，在傳統教學方法的基礎上結合混合式教學模式，基于網絡教學，充分發揮學生的主觀能動性，對相關內容、材料進行學習。在學生已有先修知識的基礎上，則采用Seminar教學方法充分挖掘學生的學習潛能，深化對教學內容的認識。

3 “流域水文模型”課程教學模式的實施與評估

3.1 “流域水文模型”課程教學模式的實施

為了實現基于翻轉課堂的新型教學模式，將課程教學內容分為以下四個部分：第一部分為流域水文模型概述，主要介紹基本概念。第二部分為理論基礎，重點突出“精”，介紹當前模型中普遍使用的原理和方法，并引入國際前沿進展，將其有機融合起來。第三部分為典型水文模型的應用，重點突出“實”，選取兩個代表性水文模型DLBRM和SWAT，以西北內陸河為研究區，以實際問題為導向，進行模擬操作訓練。第四部分為水文模型研究的前沿問題，結合最新發表的文獻資料，重點突出“新”。通過“精”、“實”、“新”相結合的教學內容，使得學生既加深了對理論知識的理解，又鍛煉了解決實際問題的能力，還及時了解了國際前沿研究動態。

依據構建的“流域水文模型”課程教學模式，針對上述四塊教學內容，授課形式大致如下。第一部分，課堂講授和Seminar討論相結合。課堂講授部分由教師對水文模型的基本概念進行介紹。講授結束后，由學生自主討論應用模型模擬分析的意義。教師在討論結束后，進行補充和總結。第二部分，結合混合式教學，先Seminar討論后講授。針對水循環各個物理過程的計算分析，在課前提出學習主題，并于學習群內發布。課下，學生以先修課程所學的理論方法為基礎，搜集相關資料，進行整理總結。課堂上，分小組說明其模擬方案進行討論，進而由教師概括總結，加深學生對水文模型基礎原理的認識。第三部分，混合式教學。發布模型原理、模擬手冊、敏感性分析等相關材料，學生在課下自行學習。第四部分，結合混合式教學，講授與Seminar討論穿插進行。針對這些問題，進一步由學生討論研究思路和方法，教師補充總結，培養學生思考問題、解決問題的能力。

3.2 “流域水文模型”課程考核方式

課程考核是評價學生學習效果的重要手段。傳統教學中對學生成績的評定主要包括平時成績、實驗成績和考試成績，依據三者比例得到最終成績。筆者則在該階段加入了個人匯報、成果展示、小組討論、網絡或課堂中交流的活躍度等作為評估準則，使得對學生的評價更客觀、準確。

通過課程考核結果分析發現，歷年學生成績符合正態分布，最高分為96～97分，平均分則為76.3～77.4分，學習效果較好。以教學內容而言，學生對模型的基礎理論掌握較好，實際操作能力稍差。這主要是由于學生普遍上機操作能力較差，給模型模擬應用環節造成了一定困難，應進一步加強學生上機操作能力鍛煉。

3.3 “流域水文模型”課程教學模式的評估

針對“流域水文模型”課程，依據張其亮和王愛春的研究[1]，筆者對授課學生做了問卷調查。以所授課班級學生為調查對象，共 36 人，設置問卷 36 份。學生對自己學習結果不滿意的只占17%，絕大部分同學通過自主學習得到了較好的學習效果；只有11%的同學認為自己的自主學習能力沒有提高；對此種授課方式，所有同學均表示滿意；創新意識和創新能力方面大概有5%的同學認為自己沒有什么提高。總體上，從授課情況、學生學習情況、學生自身能力培養等多方面來看，引入基于翻轉課堂的“流域水文模型”課程教學模式，明顯提升了教學效果。在課程結束后，學生通過蘭州大學教務系統對該課程評估結果為優秀。

4 結束語

“流域水文模型”課程是水利工程及相關專業的核心課程，極為重要。本文基于翻轉課堂的概念，結合混合式教學模式和Seminar教學方法，構建了適合“流域水文模型”課程的新型教學模式，改變了學習過程中傳統的以教師講授為主的教學模式，充分發揮了學生的主體地位，取得了較好的教學效果。本文構建的新型教學模式為國內相關專業開設“流域水文模型”課程積累了一定經驗，并為該課程未來的發展提供了新思路。

參考文獻

[1] 張其亮，王愛春.基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J].高等理科教育，2014（4）：27-32.

[2] 何克抗.從Blending Learning看教育技術理論的新發展（上，下）[J].電化教育研究，2004 （3）（4）：1-6.

[3] 敖謙，劉華，賈善德.混合學習下“案例—任務”驅動教學模式研究[J].現代教育技術，2011（4）：42-47.

[4] 鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013（1）：58-64.

[5] 葉冬連，萬昆，曾婷，毛杰鍵.基于翻轉課堂的參與式教學模式師生互動效果研究[J].現代教育技術，2014（12）：77-83.

[6] 高東懷，裴立妍.基于網絡課程的教學模式構建與應用[J].現代教育技術，2013（1）：80-83.

[7] 蔣翀，費洪曉.基于MOOC的混合教學模式設計與應用研究[J].高等理科教育，2015（3）：120-125.

[8] 顏醒華.互動教學改革創新的理論思考[J].高等理科教育，2007.71（1）：21-24.

[9] 潘建斌，駱爽，張立勛，等.智能手機在生物學野外實習中的應用[J].高等理科教育，2016.129（5）：93-97.