廢水生物處理微課教學模式改革的探討

蘇冰琴，岳秀萍，宋秀蘭

（太原理工大學環境科學與工程學院，太原030024）

0 引 言

廢水生物處理是高校環境工程專業和市政工程專業的核心課程之一。通過本課程的教學，旨在培養學生具有對廢水生物處理的工藝、技術和設備進行研究、開發、設計和管理等方面的初步能力和運用專業課程的基本理論，解決廢水生物處理工程實際問題的能力。

廢水生物處理課程的教學內容豐富、理論與實踐并重。隨著科技的迅速發展，廢水生物處理理論和實踐知識的更新速度將越來越快，尤其是實踐環節的比重也隨之增大。實踐教學是高等教育本科生與研究生培養的重要組成部分，是培養創新精神與實踐能力的重要環節［1-2］。如何加強并完善實踐教學建設，適應工程教育專業認證對人才能力培養的需求，協調教與學的關系，發揮學生學習的主觀能動性，培養自主實踐能力，是廢水生物處理課程教學面臨的巨大挑戰。

1 廢水生物處理專業課程存在的教學問題

面對日益嚴峻的水源短缺與水體污染危機，利用科學理論與技術，控制水污染、保護水環境，勢在必行。廢水生物處理課程教學在人才培養中的重要地位也愈加凸顯。然而，目前該課程教學中存在著如下問題：

（1）理論講授教學模式單一。在傳統教育制度的思維模式下，廢水生物處理課程的主要教學形式是教師在課堂上講課，學生在臺下聽課，課后教師布置作業，學生完成練習的過程。這種以教師課堂講授為主的“填鴨式”教學模式，使學生處于被動學習狀態，學習興趣和學習積極性不易提高，教學過程中易出現注意力渙散的現象。相對于教師對課堂教學的認真付出，學生的學習效率較低。

（2）教學過程難以做到因人施教。傳統的課堂教學采取統一的教學進度和教學內容，教師在有限的時間內進行教學，難以面面俱到，兼顧到每一個學生。由于每個學生的學習基礎不同、接受能力不同，勢必有部分學生難以在短短的課堂上汲取足夠多的知識量，更難以達到學以致用的程度。從培養學生能力的角度來看，現有的教學模式無法滿足社會對創新人才的需求。

2 翻轉課堂教學模式的改革研究

隨著互聯網信息技術和知識數字化技術的快速發展，以微視頻為主要形式的“微課”概念被提出。“微課教學”（SPOC）作為一種在線課程開發模式，具有靈活性、自主性、可重復性、主題突出、傳播廣泛、交互性強等優點，在教育領域得到迅速傳播［3-10］。翻轉課堂理念將互聯網與高等教育有機結合起來，為微課的廣泛應用和發展提供了機會和空間，為大學教育改革提供了新途徑和新思路［11-17］。

鑒于廢水生物處理教學過程所存在的弊端，進行微課教學模式改革，構建翻轉課堂教學體系。具體教改設計思路如下：

2.1 微課教學體系的設計

按照培養計劃的要求和課程教學大綱的需要，教師根據多年的教學經驗和實踐，選擇廢水生物處理課程中的教學重點、難點、疑點內容，或是反映課堂中某個教學環節、教學主題的內容作為知識模塊，錄制成相對獨立的微課短視頻。

精心制作教學視頻是微課教學體系的基礎。短視頻教學內容不但要簡明清晰、主題突出、指向明確，具有邏輯性、層次性、遞進性，同時要注意講授節奏、舉例恰當、互動有效，既要保證教學內容的清晰完整性，又要使學生對學習內容感興趣，具有學習欲望，不感到枯燥乏味。這對教師提出了更高的要求，需要教師全身心的投入［18-20］。

根據我國《教育資源建設技術規范》，教學課程資源分為媒體素材、試題庫、課件與網絡課件、案例、文獻資料、常見問題解答、資源目錄索引、網絡課程8類［21］。廢水生物處理課程資源以教材、講解視頻、課件為主，參考資料、案例為輔。各個知識模塊以豐富的多媒體形式展示，并配置有教學內容電子書，包括PPT課件、重點難點解析、隨堂測試、問題討論、教師課后的教學總結與反思、學生的反饋意見以及學科專家的文字點評等內容，構成一個主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的“微課資源包”。圖1為教學體系設計思路。

2.2 微課教學模式的構建

廢水生物處理課程學習采用“網絡+課堂”相結合的教學模式。

微課網絡教學在課堂教學之前進行推送，教師根據教學目標，合理布置學生的課前自主學習內容，學生可以利用微課資源實現移動學習與自主學習。

網絡教學以微課短視頻形式展示，充分發揮多媒體課件直觀、生動的優勢，采用豐富的圖形圖像、多姿的Flash動畫、聲色兼有的DV視頻等多元化要素，動靜結合地有效解決實際教學問題和完成教學活動，教學視頻更具有情境性，呈現的知識信息內容是多維、立體、動態的，讓人的視覺、聽覺能力協調配合，具有針對性地解惑、啟惑，調動學生的學習主動性。

課堂教學是學生知識內化的關鍵環節，實現學生集中學習，教師統一指導。課堂教學采用實物模型、CAI多媒體課件和板書有機結合的模式進行，教師組織大家研討，強化知識的掌握；保留板書教學，牽引學生思路，強化過程理論的推導，形成多元化的教學方式。

教師在整個課堂教學活動中作為教學的組織者和引導者，有效地安排學生進行分組合作交流，或者學生個體獨立探索。通過教師靈活的教師設計，保證了學習知識點的內化。

2.3 翻轉課堂的實現

教師布置課前學習任務時，體現個性化與層次性要求。學生的學習主動性，自主學習能力，自我控制能力各不相同，不能一概而論，教師設計滿足不同學習要求的課前學習任務，分為必學、選學內容之分，內容安排由易到難，循序漸進地引導學生完成學習內容。

學生按照教師布置的學習任務，結合個人需要決定進度、節奏、速度與方式自主學習。基礎好的學生可以加快學習，基礎差的學生可以放慢進度或重復觀看視頻反復學習。教師在知識點講解之前設計問題，學生帶著問題觀看視頻并在其中尋找答案，完成教師布置的訓練題。

教師成立在線論壇，及時給予指導，答疑解惑，搭建師生交流溝通的橋梁，提高師生之間的互動性。通過微課平臺，教師可以全面了解學生的學習過程，充分感受到學生的學習體驗，做到學情全透明。

教師依據學生的課前學習情況，對學生普遍存在的問題、難點、重點進行必要的講解，課前碎片化的學習，更需要教師在課堂上幫助梳理知識點之間的銜接關系與總結課程內容。

教師課堂講授側重點在于解決學生的網絡學習困惑，可以采取課堂練習、組織討論、提問答疑的形式，強化學習知識點，實現“先學后教”的課堂翻轉教學。圖2為翻轉課堂教學模式結構圖。

圖2 翻轉課堂教學模式結構圖

3 翻轉課堂教學中應注意的問題

翻轉課堂教學模式以培養學生的學習興趣和學習能力為導向，以現代化微課教學模式為手段，構建了“互聯網+”時代下的廢水生物處理教學體系。通過改革教學模式，教學過程由“以教為主”轉變為“以學為主”，由“知識傳授為主”轉變為“能力培養為主”，由“被動學習為主”轉變為“主動學習為主”，充分體現了“以學生為中心”的人才培養理念。翻轉課堂教學模式的運用需注意以下問題：

3.1 教師“教”與學生“學”的關系

微課教學模式實現了“課堂翻轉”，體現了“先學后教”的教育理念。微課形式豐富了教學手段，但是微課視頻課時短，且以知識點為一個單元，只能作為傳統教學的補充和輔助手段，教師的教學過程不應忽視，教師要注意教學內容的合理分配，做到詳略得當、主次分明，防止網絡教學的片面化，以保證課堂教學過程的連續性和教學內容的完整性。

3.2 網絡學習與課堂學習的關系

在微課教學模式下，網絡學習強化了學生的自主學習過程，激發了學生的學習興趣，培養學生發現問題、提出問題的學習能力。微課教學，是對課堂內容的補充強化，是學習資源的拓展提升。微課基于課堂教學，但不能代替課堂教學。教學中還應當保持課堂學習的主導性地位，課堂上教師加強知識難點和重點的講授，并組織學生回答、討論問題，提高學生的學習參與性，有助于學生對所學知識的解惑、接受和掌握。

4 結 語

本文探討了基于翻轉課堂理念的廢水生物處理微課教學模式的改革，對微課教學體系的設計、微課教學模式的構建和翻轉課堂的實現方面進行了分析與研究，旨在深化教育教學改革、加強學科建設和為社會培養更加優秀的創新型專業人才。