基于智慧課堂的高校《環(huán)境學(xué)》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

李致春　張勇　白洪偉　董傳斌

【摘 要】大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)為高?！董h(huán)境學(xué)》在打造智能高效的課堂教學(xué)環(huán)境、創(chuàng)建師生多元高效快捷的互動(dòng)模式、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長等方面的課程教學(xué)改革提供了契機(jī)。本研究探索以智慧課堂為理念的高校《環(huán)境學(xué)》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，構(gòu)建《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂架構(gòu)，論述《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂教學(xué)過程，為高?！董h(huán)境學(xué)》課程在大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)改革體系的建立提供參考。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境學(xué);智慧課堂;教學(xué)改革;大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)： G434;TU204-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）33-0030-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.013

Teaching Design of “Environment Science” Course Based on Intelligent Classroom in Colleges and Universities

LI Zhi-chun ZHANG Yong BAI Hong-wei DONG Chuan-bin

（Suzhou University， School of Environment and Surveying Engineering， Suzhou Anhui 234000， China）

【Abstract】The new generation of information technologies， such as big data， cloud computing and mobile internet， provide an opportunity for the teaching reform of “environment science” course in colleges and universities in terms of creating an intelligent and efficient teaching environment， construct multiple， efficient and fast interaction modes between teachers and students， and promoting the growth of student's personality. This study explores the teaching design of “environment science” course based on the idea of "Intelligent Classroom"， constructs the intelligent classroom structure of“environment science” course， discusses the teaching process of intelligent classroom， and provides a reference for establishing the teaching reform system of “environment science” course in colleges and universities under the background of big data.

【Key words】Environmental Science Course; Intelligent Classroom; Teaching Reform; Big Data

0 前言

智慧課堂是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)打造的智能、高效的課堂[1-2]，希望借助于 “云網(wǎng)端”和動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化、交流互動(dòng)立體化、資源推送智能化，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的信息化課堂教學(xué)模式[3]。智慧課堂能夠充分發(fā)揮教師的教育智慧，綜合運(yùn)用新技術(shù)環(huán)境下的各種高效教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)互動(dòng)過程中基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)，被教育界普遍認(rèn)為是未來教育的發(fā)展趨勢(shì)，是我國教育信息化建設(shè)的重要組成部分。智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)建設(shè)完全符合國務(wù)院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五” 規(guī)劃》關(guān)于“鼓勵(lì)學(xué)校利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展對(duì)教育教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生行為數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋，為推動(dòng)個(gè)性化學(xué)習(xí)和針對(duì)性教學(xué)提供支持”的論述[4]。因此，近年來智慧課堂建設(shè)得到了國家教育部和各省教育廳的軟硬件的大力支持。

《環(huán)境學(xué)》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程涵蓋化學(xué)、物理、生物、地理等多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，能夠提供后續(xù)環(huán)境類課程學(xué)習(xí)的基本知識(shí)框架[5]。這門課程可以培養(yǎng)環(huán)境類專業(yè)學(xué)生的語言表達(dá)能力、寫作能力、批判性思維能力、觀察能力、實(shí)踐能力和綜合分析能力，可以提升高校學(xué)生及社會(huì)大眾的環(huán)境保護(hù)素養(yǎng)和意識(shí)[6]。因此，《環(huán)境學(xué)》課程在高校專業(yè)教學(xué)、學(xué)科發(fā)展和校園生態(tài)文明建設(shè)中有重要的地位。然而，目前國內(nèi)高校的《環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)普遍以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主，教學(xué)模式仍以教師灌輸式為主，教學(xué)效果一般。調(diào)查顯示， 目前大多數(shù)學(xué)生希望《環(huán)境學(xué)》的授課教師能以激發(fā)學(xué)生的興趣為出發(fā)點(diǎn)， 構(gòu)建多元化教學(xué)情境，增強(qiáng)師生互動(dòng)[7]。同時(shí)，授課教師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到課堂教學(xué)應(yīng)構(gòu)建合理的教學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生積極參與教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)探索能力，以利于教學(xué)效果的提高[8]。因此，《環(huán)境學(xué)》課程師生互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的探索構(gòu)建已經(jīng)成為高校環(huán)境類專業(yè)課程教學(xué)改革關(guān)注的焦點(diǎn)。

綜上所述，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，為高?！董h(huán)境學(xué)》在打造智能高效的課堂教學(xué)環(huán)境、創(chuàng)建師生多元高效快捷的互動(dòng)模式、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長和智慧發(fā)展等方面的課程教學(xué)改革提供了契機(jī)。本研究探索在“云+端”服務(wù)支持下、以智慧課堂為理念的《環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)，以適應(yīng)教育信息化和大數(shù)據(jù)背景下的環(huán)境類專業(yè)課堂教學(xué)改革創(chuàng)新的需求，為高?！董h(huán)境學(xué)》課程在大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)改革體系的建立提供參考。

1 《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂特點(diǎn)

《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂教學(xué)平臺(tái)以學(xué)生培養(yǎng)能力為主，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分挖掘?qū)W生自學(xué)潛力。課前，學(xué)生先通過智慧課堂平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，遇到問題，通過平臺(tái)反饋給教師，教師依據(jù)學(xué)生反饋的問題信息，設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的課堂教學(xué)內(nèi)容;課堂上，師生通過積極互動(dòng)解決學(xué)生課前遇到的問題，高效利用課堂教學(xué)時(shí)間，以“學(xué)生學(xué)習(xí)為主”多元的教與學(xué)互動(dòng)模式是《環(huán)境學(xué)》智慧課堂的基本特點(diǎn)。在課前-課中-課后全過程中，智慧課堂能夠利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)全面客觀的評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果，幫助教師提升教學(xué)水平，大數(shù)據(jù)支持下學(xué)生全過程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系的建立是《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂平臺(tái)重要特點(diǎn)。

1.2 《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂的架構(gòu)

基于宿州學(xué)院現(xiàn)有智慧課堂平臺(tái)和管理系統(tǒng)軟硬件基礎(chǔ)，構(gòu)建的《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂架構(gòu)如圖1所示?！董h(huán)境學(xué)》課程智慧課堂架構(gòu)由三個(gè)部分組成：一是學(xué)校智慧課堂管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)智慧課堂平臺(tái)的軟硬件升級(jí)和日常維護(hù);負(fù)責(zé)培訓(xùn)教師和學(xué)生使用智慧課堂教學(xué)平臺(tái)功能和軟件;為教學(xué)管理者提供詳盡的教師教學(xué)數(shù)據(jù)、詳盡的學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡記錄和周全的學(xué)習(xí)結(jié)果記錄，對(duì)課程教與學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行周密研究與挖掘。二是《環(huán)境學(xué)》課程教師教學(xué)管理系統(tǒng)，教師課前通過此系統(tǒng)向?qū)W生推送要預(yù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，課中通過智慧課堂平臺(tái)多元化技術(shù)手段展示和分享多樣化的教學(xué)內(nèi)容，課后發(fā)布課堂測(cè)試內(nèi)容，同時(shí)實(shí)時(shí)追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，及時(shí)把握學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡、學(xué)習(xí)狀態(tài)以及學(xué)習(xí)效果。三是《環(huán)境學(xué)》課程學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生通過登錄該系統(tǒng)的電腦在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站和手機(jī)App客戶端，可以查看教師發(fā)布的學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求，在課前、課中和課后隨時(shí)學(xué)習(xí)、分組、討論和測(cè)試;在系統(tǒng)中學(xué)生也可以將學(xué)習(xí)中遇到的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，保存自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和記錄，以便今后進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)。

1.3 《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂的教學(xué)過程

以《環(huán)境學(xué)》課程第三章第三節(jié)“污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化”為例（見圖2），其智慧課堂教學(xué)過程如下：

1.3.1 課前互動(dòng)

上課前，授課教師根據(jù)“污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化”章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，將精心制作的圖片、動(dòng)畫、微視頻等課程資源整合到智慧課堂教學(xué)模塊中。同時(shí)，將章節(jié)中的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)制作成自主性學(xué)習(xí)材料，發(fā)布或推送到學(xué)生的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生通過這些材料完成對(duì)該節(jié)課程的預(yù)習(xí)。在預(yù)習(xí)過程中，學(xué)生可自行安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，遇到的問題直接發(fā)送到師生互動(dòng)互助平臺(tái)，獲得老師和同學(xué)的幫助。教師可隨時(shí)追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，對(duì)于預(yù)習(xí)任務(wù)完成不及時(shí)的同學(xué)給予提醒，通過平臺(tái)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，教師可以制定有針對(duì)性的教學(xué)計(jì)劃和方案，為下一步課堂上實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)打下基礎(chǔ)。

1.3.2 課中互動(dòng)

教師開啟智慧課堂平臺(tái)授課系統(tǒng)，推送“污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化”各部分教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生通過手機(jī)或電腦登錄進(jìn)入學(xué)習(xí)系統(tǒng)準(zhǔn)備對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。通過教師教學(xué)管理系統(tǒng)，授課教師可以查看學(xué)生到課情況，學(xué)生的到課記錄會(huì)自動(dòng)納入期末平時(shí)成績計(jì)算系統(tǒng)中。當(dāng)?shù)秸n學(xué)生全部進(jìn)入學(xué)習(xí)系統(tǒng)，教師將當(dāng)堂教學(xué)內(nèi)容全部推送到授課系統(tǒng)，開始進(jìn)行課堂教學(xué)。首先授課教師針對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)，結(jié)合本節(jié)課程的知識(shí)主線，進(jìn)行提問式教學(xué)。教師進(jìn)一步將精心準(zhǔn)備的教學(xué)內(nèi)容，利用圖表、圖片、flash動(dòng)畫、微視頻創(chuàng)設(shè)豐富多樣的教學(xué)情境，結(jié)合自己的專業(yè)實(shí)踐對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行精講。學(xué)生在上課期間，可以將自己學(xué)習(xí)的心得體會(huì)和疑問，以彈幕的形式在教學(xué)平臺(tái)發(fā)送和顯示出來，教師也可以以彈幕的形式進(jìn)行回應(yīng)。課堂教師結(jié)束前15分鐘，教師可以發(fā)送不同形式的練習(xí)題，讓學(xué)生分小組討論完成，根據(jù)每個(gè)小組的作答情況，進(jìn)行競爭排名，給予表現(xiàn)好的學(xué)習(xí)小組紅包獎(jiǎng)勵(lì)，達(dá)到寓教于樂、寓學(xué)于樂的效果。同時(shí)，智慧課堂教學(xué)平臺(tái)能夠分析每道題目答題數(shù)據(jù)，對(duì)于錯(cuò)誤率較高的題目教師在課堂上集中精講，對(duì)于本節(jié)教學(xué)內(nèi)容掌握較差的同學(xué)，教師通過可以采用個(gè)別輔導(dǎo)的策略，最終幫助學(xué)生課堂上不遺留問題，深入鞏固與強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)。

1.2.3 課后互動(dòng)

下課后，教師可以在《環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)管理系統(tǒng)編輯作業(yè)，將作業(yè)發(fā)布推送至學(xué)生的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生通過電腦或手機(jī)App登錄學(xué)習(xí)系統(tǒng)完成布置（下轉(zhuǎn)第6頁）（上接第31頁）的作業(yè)。這種課后互動(dòng)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，學(xué)生可以有效利用時(shí)間鞏固本節(jié)所學(xué)知識(shí)。同時(shí)，課后學(xué)生可以通過課程學(xué)習(xí)系統(tǒng)瀏覽課堂上已經(jīng)講過的內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際需要總結(jié)和復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)。在學(xué)生完成課后作業(yè)和鞏固復(fù)習(xí)后，教師通過智慧課堂平臺(tái)可以組織學(xué)生進(jìn)行專業(yè)考試，同時(shí)調(diào)查了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法等方面的建議，為下一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備提供參考，為提升《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂教學(xué)效果提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

2 小結(jié)

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)的深度融合，構(gòu)建的《環(huán)境學(xué)》課程智慧課堂做到了本課程在課前、課中和課后師生之間的全方位互動(dòng)。該平臺(tái)調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的積極性，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力，教師能夠隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，通過多元數(shù)據(jù)信息分析學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的掌握水平，及時(shí)查補(bǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)，真正提高《環(huán)境學(xué)》課程的教學(xué)效果。

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