基于翻轉(zhuǎn)課堂的流域水文模型課程教學(xué)模式探索

張?zhí)m慧　馬榕

摘 要 翻轉(zhuǎn)課堂是新型的教學(xué)理念，而混合式教學(xué)模式和Seminar教學(xué)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(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于翻轉(zhuǎn)課堂概念，結(jié)合混合式教學(xué)模式和Seminar教學(xué)方法，構(gòu)建了適合該課程的新型教學(xué)模式，并對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)用和評(píng)估。研究表明，本文構(gòu)建的“流域水文模型”課程教學(xué)模式在學(xué)習(xí)過程中不再以教師講授為主，而是充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，取得了較好的教學(xué)效果。該模式為國(guó)內(nèi)相關(guān)專業(yè)開設(shè)“流域水文模型”課程積累了一定經(jīng)驗(yàn)，并為該課程未來的發(fā)展提供了新思路。

關(guān)鍵詞 翻轉(zhuǎn)課堂 混合式教學(xué)模式 Seminar教學(xué)方法 流域水文模型課程

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（ 2010-2020 年）中指出，教育“要以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”。我國(guó)高等教育所慣用的傳統(tǒng)教學(xué)方法，教師是教學(xué)活動(dòng)的主體，而學(xué)生則處于被動(dòng)接受老師灌輸知識(shí)的地位，[1]有效解決這一難題的突破口在于教學(xué)方法的革新。[2，3]《2014 地平線報(bào)告（高等教育版）》中稱，“未來 1～2年內(nèi)對(duì)高等教育產(chǎn)生影響的技術(shù)是翻轉(zhuǎn)課堂”。翻轉(zhuǎn)課堂也被稱為顛倒課堂或顛倒教室，最早由美國(guó)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(guó)內(nèi)外學(xué)者構(gòu)建了大量各具特色的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型。[1，4，5]雖然這些模型結(jié)構(gòu)不盡相同，但均是基于相同的理念宗旨，即學(xué)生在課前利用多種類型的學(xué)習(xí)材料自主學(xué)習(xí)，在課堂上則充分參與教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，從而實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)。[4，5]目前，基于翻轉(zhuǎn)課堂概念的教學(xué)模式在高等教育中得到了廣泛應(yīng)用并取得了一定成績(jī)。[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(guān)專業(yè)重要的核心課程。由于其實(shí)踐性較強(qiáng)，該課程不應(yīng)僅傳授理論知識(shí)，還需以學(xué)生為主體，著重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，操作模型解決實(shí)際問題的能力。鑒于此，本文擬以翻轉(zhuǎn)課堂概念為指導(dǎo)，結(jié)合混合式教學(xué)和Seminar等新型教學(xué)模式，構(gòu)建適合“流域水文模型”課程的教學(xué)模式，為提高該課程教學(xué)效果積累一定經(jīng)驗(yàn)。

1 流域水文模型課程的開設(shè)現(xiàn)狀

眾多高校相關(guān)專業(yè)均開設(shè)了“流域水文模型”相關(guān)課程。但是，該類課程在大多高校是針對(duì)研究生開設(shè)的。目前，“流域水文模型”的本科教學(xué)仍處于探索階段，甚至缺乏一本針對(duì)本科學(xué)生的適用教材，但將模型的理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用融為一體，是流域水文模型課程建設(shè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

與此同時(shí)，在課程“流域水文模型”的教學(xué)過程中，基本上都是教師一言堂的現(xiàn)象，學(xué)生幾乎不在課堂上主動(dòng)提問，在課堂知識(shí)內(nèi)化的過程中缺乏主動(dòng)性和積極性。再加上水文模型模擬研究的對(duì)象比較抽象，學(xué)生不太容易有直觀的聯(lián)系，使得該課程的教學(xué)現(xiàn)狀并不理想。此外，由于教學(xué)內(nèi)容涉及實(shí)踐部分的較少，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力普遍較差。因此，如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，提高教學(xué)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(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 混合式教學(xué)模式

混合教學(xué)指的是網(wǎng)絡(luò)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(xué)模式的出現(xiàn)為教育教學(xué)改革提供了新的思路，故而得到高度關(guān)注。[1，7]其特點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）教學(xué)形式上：傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的結(jié)合；（2）教學(xué)技術(shù)上：基于Web技術(shù)，結(jié)合視頻、音頻、文本、圖形、動(dòng)畫等多種多媒體技術(shù)；（3）教學(xué)手段上：傳統(tǒng)教學(xué)手段與信息技術(shù)手段的結(jié)合；（4）教學(xué)目標(biāo)上：充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體地位，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果；（5）教學(xué)評(píng)價(jià)上：過程評(píng)價(jià)、結(jié)果評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式的結(jié)合。[1，7]

2.2 Seminar教學(xué)模式

為了貫徹教學(xué)與科研相統(tǒng)一的理念，柏林洪堡大學(xué)于19 世紀(jì)初提出了Seminar （研討教學(xué)）教學(xué)模式，致力于促進(jìn)教學(xué)與科研相互滲透融合。[8]Seminar 的主旨是針對(duì)某一特定問題讓教師與學(xué)生展開研討，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，從多角度、多層次進(jìn)行認(rèn)知互動(dòng)，進(jìn)而深化對(duì)該問題的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)“學(xué)有所獲、教學(xué)相長(zhǎng)、日學(xué)日進(jìn)” 的目標(biāo)。[9]

2.3 “流域水文模型”課程的新型教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生在課外時(shí)間自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和概念，課堂則主要解答疑惑和匯報(bào)討論，內(nèi)化學(xué)習(xí)知識(shí)。因此，“流域水文模型”課程基于翻轉(zhuǎn)課堂的概念，在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上結(jié)合混合式教學(xué)模式，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)相關(guān)內(nèi)容、材料進(jìn)行學(xué)習(xí)。在學(xué)生已有先修知識(shí)的基礎(chǔ)上，則采用Seminar教學(xué)方法充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，深化對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)。

3 “流域水文模型”課程教學(xué)模式的實(shí)施與評(píng)估

3.1 “流域水文模型”課程教學(xué)模式的實(shí)施

為了實(shí)現(xiàn)基于翻轉(zhuǎn)課堂的新型教學(xué)模式，將課程教學(xué)內(nèi)容分為以下四個(gè)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(chǔ)，重點(diǎn)突出“精”，介紹當(dāng)前模型中普遍使用的原理和方法，并引入國(guó)際前沿進(jìn)展，將其有機(jī)融合起來。第三部分為典型水文模型的應(yīng)用，重點(diǎn)突出“實(shí)”，選取兩個(gè)代表性水文模型DLBRM和SWAT，以西北內(nèi)陸河為研究區(qū)，以實(shí)際問題為導(dǎo)向，進(jìn)行模擬操作訓(xùn)練。第四部分為水文模型研究的前沿問題，結(jié)合最新發(fā)表的文獻(xiàn)資料，重點(diǎn)突出“新”。通過“精”、“實(shí)”、“新”相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生既加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，又鍛煉了解決實(shí)際問題的能力，還及時(shí)了解了國(guó)際前沿研究動(dòng)態(tài)。

依據(jù)構(gòu)建的“流域水文模型”課程教學(xué)模式，針對(duì)上述四塊教學(xué)內(nèi)容，授課形式大致如下。第一部分，課堂講授和Seminar討論相結(jié)合。課堂講授部分由教師對(duì)水文模型的基本概念進(jìn)行介紹。講授結(jié)束后，由學(xué)生自主討論應(yīng)用模型模擬分析的意義。教師在討論結(jié)束后，進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。第二部分，結(jié)合混合式教學(xué)，先Seminar討論后講授。針對(duì)水循環(huán)各個(gè)物理過程的計(jì)算分析，在課前提出學(xué)習(xí)主題，并于學(xué)習(xí)群內(nèi)發(fā)布。課下，學(xué)生以先修課程所學(xué)的理論方法為基礎(chǔ)，搜集相關(guān)資料，進(jìn)行整理總結(jié)。課堂上，分小組說明其模擬方案進(jìn)行討論，進(jìn)而由教師概括總結(jié)，加深學(xué)生對(duì)水文模型基礎(chǔ)原理的認(rèn)識(shí)。第三部分，混合式教學(xué)。發(fā)布模型原理、模擬手冊(cè)、敏感性分析等相關(guān)材料，學(xué)生在課下自行學(xué)習(xí)。第四部分，結(jié)合混合式教學(xué)，講授與Seminar討論穿插進(jìn)行。針對(duì)這些問題，進(jìn)一步由學(xué)生討論研究思路和方法，教師補(bǔ)充總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)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(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)學(xué)生成績(jī)的評(píng)定主要包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和考試成績(jī)，依據(jù)三者比例得到最終成績(jī)。筆者則在該階段加入了個(gè)人匯報(bào)、成果展示、小組討論、網(wǎng)絡(luò)或課堂中交流的活躍度等作為評(píng)估準(zhǔn)則，使得對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)更客觀、準(zhǔn)確。

通過課程考核結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，歷年學(xué)生成績(jī)符合正態(tài)分布，最高分為96～97分，平均分則為76.3～77.4分，學(xué)習(xí)效果較好。以教學(xué)內(nèi)容而言，學(xué)生對(duì)模型的基礎(chǔ)理論掌握較好，實(shí)際操作能力稍差。這主要是由于學(xué)生普遍上機(jī)操作能力較差，給模型模擬應(yīng)用環(huán)節(jié)造成了一定困難，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生上機(jī)操作能力鍛煉。

3.3 “流域水文模型”課程教學(xué)模式的評(píng)估

針對(duì)“流域水文模型”課程，依據(jù)張其亮和王愛春的研究[1]，筆者對(duì)授課學(xué)生做了問卷調(diào)查。以所授課班級(jí)學(xué)生為調(diào)查對(duì)象，共 36 人，設(shè)置問卷 36 份。學(xué)生對(duì)自己學(xué)習(xí)結(jié)果不滿意的只占17%，絕大部分同學(xué)通過自主學(xué)習(xí)得到了較好的學(xué)習(xí)效果；只有11%的同學(xué)認(rèn)為自己的自主學(xué)習(xí)能力沒有提高；對(duì)此種授課方式，所有同學(xué)均表示滿意；創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力方面大概有5%的同學(xué)認(rèn)為自己沒有什么提高。總體上，從授課情況、學(xué)生學(xué)習(xí)情況、學(xué)生自身能力培養(yǎng)等多方面來看，引入基于翻轉(zhuǎn)課堂的“流域水文模型”課程教學(xué)模式，明顯提升了教學(xué)效果。在課程結(jié)束后，學(xué)生通過蘭州大學(xué)教務(wù)系統(tǒng)對(duì)該課程評(píng)估結(jié)果為優(yōu)秀。

4 結(jié)束語

“流域水文模型”課程是水利工程及相關(guān)專業(yè)的核心課程，極為重要。本文基于翻轉(zhuǎn)課堂的概念，結(jié)合混合式教學(xué)模式和Seminar教學(xué)方法，構(gòu)建了適合“流域水文模型”課程的新型教學(xué)模式，改變了學(xué)習(xí)過程中傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體地位，取得了較好的教學(xué)效果。本文構(gòu)建的新型教學(xué)模式為國(guó)內(nèi)相關(guān)專業(yè)開設(shè)“流域水文模型”課程積累了一定經(jīng)驗(yàn)，并為該課程未來的發(fā)展提供了新思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 張其亮，王愛春.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的新型混合式教學(xué)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(shù)理論的新發(fā)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(xué)習(xí)下“案例—任務(wù)”驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（4）：42-47.

[4] 鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計(jì)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(zhuǎn)課堂的參與式教學(xué)模式師生互動(dòng)效果研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（12）：77-83.

[6] 高東懷，裴立妍.基于網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013（1）：80-83.

[7] 蔣翀，費(fèi)洪曉.基于MOOC的混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].高等理科教育，2015（3）：120-125.

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

[9] 潘建斌，駱?biāo)瑥埩?，?智能手機(jī)在生物學(xué)野外實(shí)習(xí)中的應(yīng)用[J].高等理科教育，2016.129（5）：93-97.