新工科背景下翻轉課堂教學模式在水利類課程的應用研究

張 磊 張鎵琦 朱 格 葛建坤 李彥彬

（華北水利水電大學，河南 鄭州 450046）

一、引言

工業產業的發展推動著社會的進步和國家實力的提升。目前我國已經初步建成了較為先進的工業體系，但是工業體系下的后備力量儲蓄不足是我國工業體系的一大弊病。因此建設和強化工程教育，培養新時代工程人才勢在必行。為了提升工業產業競爭力和有效培養工程人才，我國工程教育界提出了“新工科”背景下的教學環境，將“理論”和“實踐”進行了充分的融合。“新工科”建設在工程人才的培養過程中提出了新的要求，新要求的提出不僅可以實現工程人才的針對性培養，而且極大地提升了人才競爭力，有助于滿足當下和未來的社會需求［1］。水利類課程具有抽象性強、內容復雜、課程間聯系緊密的特點。在水利類課程的授課過程中，往往存在著課程內容冗雜死板，課程教學模式僵硬化，成績評價體系單一且不能正確反映學生掌握和運用能力的情況。只有解決好這些問題，才能從根本上提升水利類課程的教學水平和教學質量。翻轉課堂是一種新的教學模式，將學生放在教學中心的位置，注重培養學生獨立探索和自我監控的能力［2］。翻轉課堂教學模式把老師以“教”為中心的教學課堂翻轉為學生以“學”為中心的學堂，從而實現“線上線下混合式”教學［3］。通過翻轉課堂教學模式的運營，可以激發學生的探索學習興趣，提升學生的綜合學習能力和團隊協作能力進而實現課堂教學過程中質的飛躍。

二、課程特點和教學問題

（一）水利類課程特點

水利類課程的教學目的和目標是培育和建設一批熟悉水利事務，精通水利計算，明確水利發展方向挺進世界前端的水利類工程人才。水利類課程主要通過分析和計算自然環境和各項參數條件，進而設計和建設各類大中小型水利工程。水利類部分課程具有內容冗雜，課程環節聯系緊密和課程評價體系不完備的特點。只有針對性地解決和運用這些特點，才能改善教學現狀，提升教學質量。

（二）水利類課程問題

課程內容比較復雜抽象。水利類課程是典型的工學課程，課程內容豐富，設計方法多樣。由于重點內容多而課時安排較少，教學內容只能取其精華部分，其他重點章節只能靠學生課下自學，無法得到準確反饋且學習效果參差不齊。其次，專業術語多且抽象，理解起來并不容易。

課程間聯系緊密多有重合。水利類各課程之間密切相關，原理互通。在各水利類課程的教學過程中，經常存在學生學過的知識在該課程上再次出現。這種情況看起來會鞏固已學過的知識，同時也反映出基本功不扎實的問題。加之教學模式單一，在老師一味輸出和學生不斷被動輸入情況下，往往會抑制學生自我探索能力，同時也難以使其真正理解運用所學知識。

與新工科的要求相比，課程評價體系相對不完備。水利類課程教學效果評價往往采取平時成績和閉卷考試的加權平均方法，評價模式看似平均，但是評價結果可能存在片面性。新要求不僅要對工程人才進行針對性培養，而且要提升人才競爭力和實踐能力。因此真正合理的評價模式不僅要客觀反映理論成績，也要反饋實踐運用情況。

三、翻轉課堂教學模式探討

下面以風景園林專業學生的水景觀工程概論課程為例，對新工科背景下翻轉課堂教學模式進行探討。通過問卷調查的方式，收集不同年級學生對翻轉課堂上課上展示實施情況的評價與建議，并對調查的內容和滿意度進行分析評價。

（一）問卷調查

本次問卷調查主要以大三大四的學生為對象。本次調查共發放問卷86份，其中大三學生43份，大四學生43份。除了個人信息之外，從翻轉課堂的上課模式，課后效益和課堂滿意度等方面進行調查并分析。通過調查收到關于翻轉課堂教學模式的反饋和意見進行成果分析。

（二）問卷結果與分析

1.翻轉課堂在水景觀工程概論課總體滿意度評價

調查結果分析顯示（見表1），大三和大四學生對翻轉課堂課上實施環節的滿意程度分別為83.7%和97.6%，其中79.0%的大三學生和93.0%的大四學生非常滿意。大三學生的滿意程度低于大四學生，可能是由于大三學生忙于考研，認為翻轉課堂的課前準備過于繁瑣，在課堂上敷衍了事的情況比較多。結合兩個年級的評價可以看出，部分大三年級的學生認為課上展示的主題過于單一，故會有一般滿意的情況出現。

表1 大三大四年級對翻轉課堂實施的滿意度情況

2.翻轉課堂在不同年級的水景觀工程概論課的差別分析

此次問卷調查顯示（見表2），大三和大四學生在一學期翻轉課堂的展示次數上傾向不同。大四學生傾向于一學期能有3到5次課上展示，而大三學生更希望一學期能有6次甚至更多。結合滿意度調查可以認為，大三學生認為課上展示可渾水摸魚，課上展示越多課上就可以應付了事。

表2 大三大四年級對翻轉課堂教學模式的評價

大三和大四學生一致認為課上展示時間應當控制在6-10分鐘，并且兩人一組的分組形式更受學生們的歡迎。其次，在課上展示的前期準備無疑充滿著挑戰和壓力，其中有一半以上的學生認為最耗費精力的是查找相關資料。一方面，課前準備過程中，查找詳細全面資料的過程是對學生學習的督促，充分激發學生學習動力和提高學生實踐和動手能力。另一方面，通過課前準備，一半以上學生認為自己可更加深入學習和掌握知識。兩個年級的學生在觀看他人課上展示時的反饋情況大致相同。超過一半的學生能做到比較專注地聽他人匯報。不能做到專注主要是由于演講者做不到與聽眾交流，只顧自己讀稿。另外，有超過三分之二的學生認為在翻轉課堂的教學模式下，對課程的付出與收獲成正比。可以看出翻轉課堂的教學模式幫助學生吸收和消化相關課堂知識。最后，大三和大四分別有93.0%和79.0%的學生認為通過翻轉課堂的教學模式提高了他們總結和歸納信息的能力，有79.0%和74.4%的學生覺得自己有效提升公眾演講能力，得到更好地展示，增強了自信心。

3.翻轉課堂教學模式應用中可能遇到的問題

注意翻轉課堂實施后的反饋，如果學生表現和差距較大，說明存在部分學生課前預習階段，沒有很好地完成老師布置的課前任務。而翻轉課堂模式下老師不再是知識點的重復，該部分學生可能無法領會老師的要點，會出現比傳統教學模式更差的效果。通過翻轉課堂在教學中的精心設計和推廣應用，可以有效解決傳統水利課程教學中的不足，激發學生的探索學習興趣，增強學生自我探索能力，提升學生的綜合學習能力和團隊協作能力，使其真正理解運用所學知識并應用到未來的水利工程規劃設計中去。

總而言之，在新工科背景下翻轉課堂教學模式在水利類課程的應用研究意義非凡。水利類課程翻轉課堂更加注重大數據、信息技術等應用，使傳統學科與新工科相結合，解決現有社會問題［4］。與此同時，水利類課堂翻轉課堂將學生放在中心位，課前準備小組任務，課上展示小組成果，課后反饋小組充分激發學生自主學習、合作和學習的興趣。教師應在教學方法上有所創新，通過完善教學架構以及改進教學模式，實現水利類課程教學質量顯著提升。