PBL教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂在環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

溫璐+賈志斌+王立新+于瑞宏

[摘 要]環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門(mén)兼具實(shí)用性及科學(xué)性的學(xué)科。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師講授方式為主向?qū)W生傳遞知識(shí)，學(xué)生無(wú)法真正理解環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)中的深?yuàn)W原理，更無(wú)法將所學(xué)方法靈活運(yùn)用于實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中。基于此，將PBL教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合運(yùn)用于環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)模式改革中，使得整個(gè)教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為中心、以問(wèn)題為中心，能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，提高環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)效果。在此教學(xué)模式下，在ICAD循環(huán)推動(dòng)下，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、推理能力及創(chuàng)新精神，從而全面提升學(xué)生的綜合能力。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)；PBL教學(xué)模式；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）05-0015-03

一、關(guān)于環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)

環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)是統(tǒng)計(jì)學(xué)在環(huán)境保護(hù)實(shí)踐和環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用，指運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)的原理、方法，研究環(huán)境資料的收集、整理、分析和推斷的一門(mén)學(xué)科。它用數(shù)據(jù)反映并計(jì)量人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境變化和環(huán)境變化對(duì)人類(lèi)的影響。在環(huán)境學(xué)中，統(tǒng)計(jì)無(wú)處不在，要想不斷提高環(huán)境學(xué)研究水平、剖析環(huán)境問(wèn)題成因、尋求解決環(huán)境問(wèn)題的最佳方案，必須熟練掌握環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理和方法。由于統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容較為深?yuàn)W抽象，學(xué)生往往對(duì)此課程望而生畏。我們嘗試引入問(wèn)題式學(xué)習(xí)（PBL）教學(xué)模式，結(jié)合環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)組織形式對(duì)環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對(duì)環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的理解和掌握程度。

二、PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式是1969年由美國(guó)的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大麥克馬斯特大學(xué)提出的，目前已經(jīng)成為國(guó)際上最流行的教學(xué)模式之一。與傳統(tǒng)教學(xué)方法不同，PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，以問(wèn)題為基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)習(xí)者自主探討或合作討論等形式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，在發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的過(guò)程中讓學(xué)生習(xí)得知識(shí)和技能。學(xué)生運(yùn)用該教學(xué)模式習(xí)得的知識(shí)是自己構(gòu)建的，而不是教師講授的；教師在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中僅起到輔助作用，這使得學(xué)生能夠更加扎實(shí)地掌握所學(xué)內(nèi)容。

本文基于PBL教學(xué)模式提出了ICAD循環(huán)（Identify-Clarify-Analyse-Do），即通過(guò)識(shí)別問(wèn)題—澄清問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題，使得學(xué)生自身能力得到持續(xù)提升，并在整個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、推理能力以及創(chuàng)新精神（見(jiàn)圖1）。通過(guò)不斷的ICAD循環(huán)，使得學(xué)生能夠更加透徹的理解問(wèn)題，鍛煉學(xué)生自己解決問(wèn)題的能力。

三、翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是一種對(duì)知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化的顛倒安排，其理論基礎(chǔ)是“掌握學(xué)習(xí)法”，即學(xué)生自行調(diào)整節(jié)奏來(lái)學(xué)習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)主要是在課前進(jìn)行，在課堂上教師通過(guò)學(xué)生完成的課前練習(xí)，評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，對(duì)課前練習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)反饋，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)組織形式進(jìn)行重新劃分，把傳統(tǒng)教學(xué)在課中完成的新知識(shí)講授翻轉(zhuǎn)到課前，而把原來(lái)的課后作業(yè)翻轉(zhuǎn)到課中，這樣在課堂上能夠更有針對(duì)性地集中解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化（見(jiàn)圖2）。翻轉(zhuǎn)課堂能在課中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行反饋，圍繞問(wèn)題開(kāi)展課中講授，而傳統(tǒng)課堂是在課后學(xué)生通過(guò)作業(yè)將知識(shí)的掌握程度反饋給教師，教師只能通過(guò)批改作業(yè)的方式將學(xué)生掌握的薄弱環(huán)節(jié)反饋給學(xué)生。因此，翻轉(zhuǎn)課堂還可使得學(xué)生更有針對(duì)性地對(duì)課程的難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行深入全面的自主學(xué)習(xí)。

四、環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)授課模式改革的必要性

環(huán)境學(xué)是研究人類(lèi)生存的環(huán)境質(zhì)量及其保護(hù)與改善的科學(xué)。判斷環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣、分析環(huán)境問(wèn)題的根源、對(duì)比環(huán)境工程措施的優(yōu)劣等諸多環(huán)境學(xué)研究都需要收集有關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法得出正確結(jié)論。而環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和推斷即是環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容。它作為環(huán)境學(xué)的一門(mén)分支學(xué)科，在環(huán)境學(xué)研究的各個(gè)方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，由于環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)以概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，涉及的原理、方法都較為枯燥、難懂，這使得運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法講授該課程學(xué)生無(wú)法集中注意力、不能透徹理解課程講授的內(nèi)容。鑒于該學(xué)科的重要性以及傳統(tǒng)講授方式的弊端，要想使學(xué)生真正全面掌握環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)中的重要原理及主要方法，其授課模式的改革勢(shì)在必行。

環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門(mén)方法學(xué)，它不僅僅要求學(xué)生理解其中的原理，更重要的是讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上能夠準(zhǔn)確運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法解決環(huán)境學(xué)中遇到的問(wèn)題，所以環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)本身就是一個(gè)以問(wèn)題為中心的學(xué)科。圍繞數(shù)據(jù)分析及處理等問(wèn)題展開(kāi)原理及方法學(xué)的介紹，特別適用于PBL教學(xué)模式。將PBL教學(xué)模式運(yùn)用于環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生可以通過(guò)ICAD循環(huán)持續(xù)提升自身的綜合能力。然而PBL教學(xué)模式僅提供了教學(xué)內(nèi)容方案，如何合理安排課堂時(shí)間，使有限的課堂發(fā)揮更加重要的作用，則需要更加清晰地設(shè)置課程各環(huán)節(jié)的任務(wù)，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂重組課堂時(shí)間。

五、PBL教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂在環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門(mén)交叉學(xué)科，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法處理環(huán)境數(shù)據(jù)，以解答環(huán)境學(xué)中的某些科學(xué)問(wèn)題。因此，本課程應(yīng)設(shè)置在大學(xué)三年級(jí)的第二個(gè)學(xué)期，在學(xué)生積累一定環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上講授。教師在課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將PBL教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從學(xué)生感興趣的問(wèn)題出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生習(xí)得環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)知識(shí)。這就要在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中體現(xiàn)“以問(wèn)題為中心、以學(xué)生為中心”的原則，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自學(xué)習(xí)得知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)時(shí)可將課程分為課前、課中、課后三個(gè)階段，分階段設(shè)置課程任務(wù)（見(jiàn)圖3）。

（一）課前準(zhǔn)備

教師應(yīng)根據(jù)課程要求進(jìn)行案例設(shè)計(jì)，如：學(xué)生A與學(xué)生B在討論誰(shuí)的家鄉(xiāng)空氣質(zhì)量更好、A市與B市相比自來(lái)水水質(zhì)哪個(gè)更優(yōu)等環(huán)境科學(xué)研究中常見(jiàn)的問(wèn)題。在課前將設(shè)計(jì)好的案例發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生們根據(jù)自己的興趣選擇案例，從案例中找到問(wèn)題，并澄清問(wèn)題，通過(guò)文獻(xiàn)查閱、咨詢(xún)等方式找到問(wèn)題解決的方法。如針對(duì)兩個(gè)城市自來(lái)水水質(zhì)比較的問(wèn)題，學(xué)生應(yīng)思考對(duì)比兩城市自來(lái)水質(zhì)需要哪些數(shù)據(jù)，所需數(shù)據(jù)如何獲取，獲取來(lái)的數(shù)據(jù)如何進(jìn)行分析比較才能夠真實(shí)反映兩者的差別等一系列問(wèn)題。通過(guò)學(xué)生自學(xué)，使其掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的綜合能力。

（二）課堂設(shè)計(jì)

在課堂上，可運(yùn)用多種形式（如學(xué)生講授式、問(wèn)題研討式等）讓學(xué)生將課前所自學(xué)的成果展示出來(lái)，介紹各自解決問(wèn)題的方案。在此過(guò)程中，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)：一方面，在聆聽(tīng)的同時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生自學(xué)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)；另一方面，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤予以及時(shí)糾正。在整個(gè)課中也必須貫徹“以學(xué)生為中心”的原則，教師僅起輔助作用。學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果后，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)予以點(diǎn)評(píng)，并應(yīng)列出本案例所涉及的重要知識(shí)點(diǎn)，以方便學(xué)生在課后對(duì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)及鞏固。

（三）課后鞏固

教師應(yīng)在課后及時(shí)對(duì)課堂上學(xué)生所反映的薄弱環(huán)節(jié)及易錯(cuò)部分進(jìn)行總結(jié)，梳理課堂中所遇到的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，利用微課等形式將上述內(nèi)容發(fā)給學(xué)生，以引導(dǎo)學(xué)生課后的深入學(xué)習(xí)。在課堂成果展示的基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)案例所涉及的解決方法以及重要知識(shí)點(diǎn)等都有了更加深入的認(rèn)識(shí)，在教師所給總結(jié)材料的引導(dǎo)下，進(jìn)一步完善案例的解決方案，并且從案例分析的過(guò)程中習(xí)得環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于難懂的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)在課后及時(shí)反饋，教師可根據(jù)學(xué)生課后對(duì)知識(shí)的掌握程度進(jìn)行后續(xù)安排。針對(duì)個(gè)別學(xué)生可進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)，而針對(duì)普遍存在的問(wèn)題則應(yīng)再將問(wèn)題帶入課堂，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生課前自學(xué)，并在課中繼續(xù)討論，以使得學(xué)生全面掌握該難點(diǎn)。

將PBL教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合運(yùn)用于環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過(guò)程，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，使學(xué)生習(xí)得該課程的內(nèi)容，讓學(xué)生獲得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、自學(xué)精神以及創(chuàng)新思維，有助于學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，對(duì)其他課程的學(xué)習(xí)以及日后從事相關(guān)工作等也同樣具有重要意義。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：陳 明]