“工程流體力學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計

一、前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，各大學(xué)校都在利用現(xiàn)代的信息與通信技術(shù)解決教育機會和資源的共享問題，課堂的信息化改革為學(xué)生開放更多適用的學(xué)習(xí)機會，為老師提供更加靈活多樣的教學(xué)方法。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)流程。“翻轉(zhuǎn)課堂”譯自英文“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是起源于美國的一種新興教學(xué)模式，就是教師制作教學(xué)視頻，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)觀看教師的講授，并按時完成網(wǎng)上教學(xué)清單中各項學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂上師生面對面交流、答疑和完成作業(yè)的一種教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)外的時間重新調(diào)整，學(xué)習(xí)的決定權(quán)在學(xué)生。學(xué)生可以更專注基于項目的主動學(xué)習(xí)，共同研究解決相關(guān)的問題，從而獲得更深層次的理解。翻轉(zhuǎn)課堂的主體是以學(xué)生，其教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量決定于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)的主動性和積極性。相比于傳統(tǒng)課堂，翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性有了更高的要求。我們在我校能源與動力工程專業(yè)“工程流體力學(xué)”教學(xué)實踐中進行了翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)嘗試，對學(xué)生學(xué)習(xí)的流程采用了網(wǎng)絡(luò)控制，并在此基礎(chǔ)上探索了能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的課堂教學(xué)改革。

二、現(xiàn)狀分析

“工程流體力學(xué)”是我校能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，所涉及的流體力學(xué)的基本原理和實驗、實踐基礎(chǔ)在實際工程中具有廣泛的應(yīng)用價值。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了可以學(xué)到相關(guān)的理論知識外，還可以通過實驗、實踐活動提高自身的工程實踐能力，為將來服務(wù)社會打下基礎(chǔ)。

1.教學(xué)方式

“工程流體力學(xué)”課程傳統(tǒng)的授課方式以教師為主導(dǎo)，采用板書與PPT相結(jié)合的方式。教師精心準(zhǔn)備了豐富的教學(xué)資料，授課認(rèn)真，并且經(jīng)過近年來的教學(xué)改革和探索，增加了工程實例的討論等環(huán)節(jié)。但學(xué)生與老師之間，學(xué)生之間也缺乏有效的學(xué)習(xí)交流，團體學(xué)習(xí)的氣氛不濃。學(xué)生平時很少能主動向老師提出問題，把所有的問題積攢起來，到了期末復(fù)習(xí)的時候才想解決。

2.教學(xué)內(nèi)容

“工程流體力學(xué)”課程的理論性強，注重理論的推導(dǎo)計算，對學(xué)生的高數(shù)、物理等基礎(chǔ)知識要求較高，且公式繁多，很多知識點難以理解，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中，不容易一下子就完全理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，課后分析習(xí)題的時候，公式的靈活運用能力不強，常處于一知半解的狀態(tài)。課堂上講過的內(nèi)容，若不及時復(fù)習(xí)不容易掌握。學(xué)生的分析解決問題的能力得不到良好的訓(xùn)練。

針對上述工程流體力學(xué)“教與學(xué)”的現(xiàn)狀，結(jié)合本科生的流體力學(xué)課程實際教學(xué)中遇到的問題，結(jié)合自己多年的教學(xué)實踐，為提升教學(xué)效果，筆者從研究與實踐探索的角度，提出了開展流體力學(xué)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課程實踐教學(xué)的新思路。

三、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計

1.課程準(zhǔn)備

將“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容劃分為各個“知識點”，對課程大綱中要求的難以理解和掌握的重點、難點制作成相關(guān)教學(xué)視頻，側(cè)重概念的講解和實例。教師課前負(fù)責(zé)重要知識點的劃分和與學(xué)生的互動策略，把關(guān)教學(xué)視頻的內(nèi)容和時長，幫助學(xué)生構(gòu)建內(nèi)容最豐富的學(xué)習(xí)平臺，讓學(xué)生可以集中精力思考正在解說的內(nèi)容。利用網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)秀的開放教育資源，可以使學(xué)生接觸到國內(nèi)外優(yōu)秀教師的最新教學(xué)內(nèi)容。

表1 課程成績組成及權(quán)重

我?！肮こ塘黧w力學(xué)”的教學(xué)安排4個學(xué)分（64學(xué)時），涉及的知識點眾多，難易程度不一。顯然所有的知識點都采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是不可取的，針對工程流體力學(xué)的知識點結(jié)合以往的教學(xué)經(jīng)驗，工程流體力學(xué)的基本理論方面的知識點以教師講授+網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)為主，工程應(yīng)用方面以翻轉(zhuǎn)課堂為主。

2.課程實踐

（1）網(wǎng)上學(xué)習(xí)。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況在課堂或網(wǎng)上學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識點，參與課上與網(wǎng)上的討論，完成教師布置的針對性練習(xí)，利用舊知識完成向新知識的過渡。學(xué)生針對課程知識點的學(xué)習(xí)理解情況，在課堂上提出問題，或者根據(jù)自己的理解與興趣提出探究性題目與教師和同學(xué)探討。課程討論可以是教師與學(xué)生之間，也可以是學(xué)生與學(xué)生之間。教師主要發(fā)揮領(lǐng)路人的作用，引導(dǎo)學(xué)生探討和互相解答問題。學(xué)生可以利用討論區(qū)等網(wǎng)絡(luò)交流工具與同學(xué)、教師進行互動溝通，了解彼此之間的收獲與疑問。

（2）課內(nèi)研討。針對工程流體力學(xué)的教學(xué)知識點及流體力學(xué)在實際生活的應(yīng)用，指導(dǎo)學(xué)生選擇研究的課程的知識點或與工程流體力學(xué)相關(guān)的小課題，對學(xué)生進行分組，小組規(guī)?？刂圃?人以內(nèi)。然后，根據(jù)問題的難易、類型進行小組內(nèi)部的協(xié)作分工。最后小組成員在一起進行協(xié)作式團隊合作，對所研究的問題做交流展示。此外學(xué)生在做習(xí)題或做小課題時遇到的困難可以在正式課堂中解決，學(xué)生存在的問題在平時就能有效地解決，這樣可以激勵更多的學(xué)生參與到討論與實踐中。

（3）合作能力培養(yǎng)。合作學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)者應(yīng)該具備的重要素質(zhì)之一。從個體的發(fā)展角度來說，翻轉(zhuǎn)課堂的目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)習(xí)的依賴走向獨立的過程。在翻轉(zhuǎn)課堂的交互性活動中，教師需要隨時捕捉學(xué)生的動態(tài)并及時加以指導(dǎo)。小組是互動課程的基本構(gòu)建模塊，在翻轉(zhuǎn)課堂的環(huán)境中體現(xiàn)小組合作的優(yōu)勢：每個人都可以參與活動中；可以為參與者提供與同伴交流的機會，發(fā)揮團隊的作用，并可隨時檢查自己想法的正確性；提供多種解決問題的策略，集思廣益。教師引導(dǎo)學(xué)生適時做出決策，保證小組活動的有效開展。

3.課程考核

學(xué)生對課程的重視程度與評價方式密切相關(guān)，良好評價方式對學(xué)生有導(dǎo)向性，能提高學(xué)生主觀能動性，有利于知識的掌握與運用。我們的目標(biāo)是學(xué)生學(xué)完課程后能對解決相關(guān)的流體力學(xué)問題，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)，真正做到學(xué)以致用。對于翻轉(zhuǎn)課堂的考核側(cè)重于學(xué)生的參與的積極性，課堂上研究內(nèi)容的展示情況及團隊合作精神。為檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果在成績中包含了筆試部分，主要測試基本知識的掌握及重要知識點的靈活應(yīng)用情況。課程考核的內(nèi)容與權(quán)重見表1。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種新興的教學(xué)方式，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中課堂上聽講和課后做練習(xí)的形式，強調(diào)教學(xué)活動是教師主導(dǎo)和自主探究相結(jié)合的知識學(xué)習(xí)，老師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生深入探討流體力學(xué)相關(guān)問題，包括理論與工程實踐，給了學(xué)生更大的自主學(xué)習(xí)空間。兩年以來的教學(xué)實踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂能明顯增加學(xué)生對流體力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，部分同學(xué)的課堂展示內(nèi)容十分精彩，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有明顯提升。根據(jù)學(xué)生對該課程的反饋，以及與后續(xù)課教師交流的結(jié)果，翻轉(zhuǎn)課堂對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力是有導(dǎo)向作用的。

［1］畢甸.高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實踐探究［J］.教師教育論壇，2017，（5）：58－61.

［2］鄧秀玲等.翻轉(zhuǎn)課堂在高校課堂教學(xué)中的應(yīng)用及其有效性［J］.湖北工程學(xué)院學(xué)報，2016，（5）：86－89.

［3］趙立娟等.“工程流體力學(xué)”課程多元評價模式的設(shè)計［J］.新課程研究（中旬刊），2014，（12）：51－53.