大氣污染控制工程課程設計 翻轉課堂教學模式改革探析

周龍　馬華菊　曾妍驊　莫福金　趙　義

【摘 要】本文針對大氣污染控制工程課程設計中任務書與時代脫節、時間安排不夠合理、組織形式不合理、學生缺乏個性化指導、成績考核方式不夠合理等問題，提出引入翻轉課堂教學模式，從設計任務的設計與發布、課程時間安排、任務完成形式、組織形式和評價體系五個方面進行教學改革與探索，從而有效地提高學生的學習興趣，培養學生動手能力，發現問題、分析問題、獨立解決問題能力，團隊協作能力以及自學能力。

【關鍵詞】大氣污染控制工程 課程設計 翻轉課堂 教學改革

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）05C-0083-02

大氣污染控制工程課程設計是環境工程專業實踐教學的重要一環，其教學目的是訓練學生將“環境工程制圖與CAD”“大氣污染控制工程”“環境工程設備”等課程理論知識與技能進行綜合運用，并注重培養學生查閱相關資料能力，方案構思和設計計算的工程能力，獨立思考解決問題能力。傳統大氣污染控制工程課程設計一直以來都是教師進行任務分配，講解基本要求、相關理論及注意事項后，學生以個人為單位在2周內獨立設計一個完整的除塵系統，設計過程中教師只在規定的課堂時間內集中進行檢查和指導，學生學習效果較差。本文通過分析大氣污染控制工程課程設計教學中的突出問題，提出引入翻轉課堂教學模式，并對這一模式進行了探索，同時調查學生對課堂效果評價。

一、大氣污染控制工程課程設計教學中存在的問題

（一）課程設計任務書與時代脫節。大氣污染控制工程課程設計已經開設很多屆，設計選題并未隨著開設年限的增長而不斷改進，選題陳舊，導致學生抄襲現象嚴重，甚至出現一個課程設計作品被幾屆學生連續抄襲的情況。且設計書介紹的工藝與實際脫節，很多要求設計的工藝都屬于淘汰的，并不能滿足當下達標排放要求，學生理論聯系實際不足，且機械模仿式設計并不利于學生發散思維的培養。

（二）課程設計時間安排不夠合理。傳統的課程設計安排是在大氣污染控制工程理論教學和實驗教學完成后進行的，與專業課的銜接性較差，造成設計內容與課堂教學內容脫節。設計要求學生以個人為單位在2周內設計一個較為完整的除塵系統，還要撰寫設計書等，設計難度大。對于知識水平較差的學生來說基本是一個不可能完成的任務，而為了拿到相應的學分，學生只好抄襲或者拷貝往屆的設計作品。

（三）設計組織形式不合理，設計節奏把控能力弱。大氣污染控制工程課程設計要求每一個學生在教師指導下獨立完成一個除塵系統的設計，設計任務繁重，設計過程也并不要求學生集中在教室進行，設計過程基本是學生單打獨斗，有問題討論機會不多，只能獨自解決或求助于老師，雖然有利于學生獨立思考解決問題的能力，但不利于學生團隊協作能力的培養，而這個能力恰恰是學生所缺乏的。非集中式的設計也不利于教師對學生設計進度進行實時監控，設計過程全憑學生自我約束，讓抄襲的學生有機可乘。

（四）教師答疑效率低下，學生缺乏個性化指導。設計過程教學過程主要包括課程設計設計任務布置、教師講解常見的設計問題及注意事項、設計全過程的指導答疑及管理和最終成績評定。在問題講解過程中教師只能對常見的問題、往屆設計中出現較多的問題進行講解，然而每一屆每一個學生的知識水平都不同，這就要求教師有針對性地對學生進行個性化指導，這在傳統設計教學課堂中是很難實現的。集中答疑的指導方式導致學生問題解決的嚴重滯后，且教師時間和精力有限，不可能解答每一個學生的問題，有些害羞的學生完全沒有機會得到教師的解答，最終導致設計失敗，抄襲的現象時有發生。

（五）成績考核方式不夠合理。傳統的課程設計成績主要由設計說明書和設計圖紙的質量兩部分組成，且這兩部分成績都是由教師一人評定，帶有較強的主觀性。且說明書和圖紙的質量并不能完全反映出一個學生對課程設計的真實領悟情況。

二、大氣污染控制工程課程設計翻轉課堂教學模式的改革

（一）任務的設計與發布。針對設計任務老舊與現階段工藝脫節問題，通過走訪相關高校、大學教師、學生個人、企事業用人單位，了解大氣污染處理設備設計現狀，收集合適的工程案例。開展校企合作，共同編寫設計任務書，且設計案例做到“任務背景類似，設計選題顯著不同”，以此有效規避學生抄襲。同時，教師將設計任務書、設計指導視頻、設計參考資料等統一通過“網絡教學平臺”進行發布。

（二）合理安排課程設計時間。在大氣污染控制工程課程開課第二周通過“網絡教學平臺”發布教學任務書，讓學生邊設計邊學習，帶著問題來上課，學生遇到困難有足夠的時間思考并得到老師的指導，做到理論課程學完，課程設計也基本完成，而原來的集中兩周課程設計時間則進行課程設計的修改和完善以及進行設計答辯。這樣有效地鍛煉學生發現問題、思考問題、分析問題和解決問題的能力。

（三）變革設計任務完成形式。改變過去一個學生獨立完成一個課程設計任務形式，變為由2-3個學生協同完成一個設計的模式，在組隊過程中，注重學生個體間的差異，將基礎不同的學生盡量在各組中實現平衡。同時以小組為單位，通過“網絡教學平臺”對學生進行更正管理，有效培養學生的團隊合作能力。

（四）重構課程設計組織形式。課程設計教學過程中不再安排教師進行教師集中講授，設計難點、常見問題的講解都通過網絡微視頻形式進行，讓學生在網上合理安排時間自由學習，并在線上線下教學對學生進行跟蹤指導，突破了教學時間和空間的限制：線上，通過信息化手段，有效地掌握學生設計進度、設計階段成果，及時解決學生設計中的問題并通過QQ、內部郵件等進行交流解答；線下，合理組織安排學生集中討論，設計最終成果展示答辯環節。通過線上線下教學活動的實施和監控，保證每組學生都能在規定的時間完成設計任務，達到教學設計的教學目標。

（五）構建合理的考評體系。為保證對學生設計成果有客觀公平的評價，突破傳統成績評定中只重結果不重過程的情況，更加注重對學生知識的理解和運用能力的考核。所有學生的設計成果將上傳到教學平臺進行公開展示，同時在大氣課程設計過程中增設“階段性設計成果”檢查和設計匯報、答辯環節。要求學生將設計過程材料與最終成果以PPT的形式展示出來，鼓勵其提出自身設計的缺陷和可能的解決方案，并在展示過程中接受教師和其他同學的提問。改變以往成績由教師一個人決定的情況，最終成績由“階段性設計成果”“設計說明書”“設計圖紙”和“設計答辯”四部分分別按照15%、25%、25%和35%的比例組成，有效地提高了學生的參與度，以相互學習、相互評價潛移默化地提高學生的學習興趣。

三、結論

通過引入翻轉課堂教學模式，從設計任務的設計與發布、課程時間安排、任務完成形式、組織形式和評價體系五個方面進行大氣污染控制工程課程教學改革與探索，有效地解決了傳統設計實訓課程設計任務與時代脫節、課程設計時間安排不合理、設計組織形式不合理、設計節奏把控能力弱、教師答疑效率低下、學生缺乏個性化指導、成績考核方式不夠合理等問題，提高了學生的學習興趣，較好地培養學生動手能力，發現問題、分析問題、獨立解決問題能力，團隊協作能力以及自學能力。同時，也為其他實訓類課程進行翻轉課堂教學模式改革提供借鑒。

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【基金項目】桂林理工大學南寧分校課程改革與建設立項項目（2015KGA03）；2015年度廣西職業教育教學改革立項項目“‘課證融合、訓崗直通提升地方環境工程技術專業人才培養質量研究與實踐”

【作者簡介】周 龍（1988—），男，湖南長沙人，碩士，桂林理工大學南寧分校講師；馬華菊（1970— ），女，桂林理工大學南寧分校副教授。

（責編 王 一）