信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的課程改革實(shí)踐

毛建西

(南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京，211167)

信息技術(shù)對(duì)文化、教育事業(yè)的眾多方面產(chǎn)生影響，教育改革借助信息技術(shù)改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式?，F(xiàn)代高等教育信息的富媒體、教育過(guò)程的富評(píng)價(jià)、教育成果的富協(xié)作特征為教學(xué)流程翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)造了條件[1]。翻轉(zhuǎn)課堂是一種將知識(shí)學(xué)習(xí)與內(nèi)容獲得前移到課前，將概念應(yīng)用和能力提升放在課堂進(jìn)行的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式將概念學(xué)習(xí)、知識(shí)內(nèi)化過(guò)程借助信息技術(shù)前移到課前，教師促進(jìn)概念原理應(yīng)用活動(dòng)在課內(nèi)完成。翻轉(zhuǎn)課堂是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，信息技術(shù)和資源為翻轉(zhuǎn)課堂模式的內(nèi)容獲得提供了保障。

依據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的理論模型[2]，翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境可以提高學(xué)生的外在動(dòng)力和內(nèi)在動(dòng)機(jī)，強(qiáng)化并管理學(xué)生認(rèn)知能力。這種模式的學(xué)習(xí)環(huán)境最大限度地為學(xué)生提升競(jìng)賽能力、自主學(xué)習(xí)能力、相互協(xié)作能力提供了保障，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力和外在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，預(yù)先布置自學(xué)內(nèi)容有利于學(xué)生自定步調(diào)從而減輕認(rèn)知負(fù)荷，更具針對(duì)性的課堂交流與指導(dǎo)便于學(xué)生管理并提升自身認(rèn)知能力。

建筑能耗是全社會(huì)能源消耗的大戶，建筑節(jié)能是當(dāng)今社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn)之一。為了滿足國(guó)家快速城市化進(jìn)程中對(duì)建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、工程管理等領(lǐng)域人才提出的建筑節(jié)能知識(shí)的要求，在全國(guó)200所左右開(kāi)設(shè)建筑學(xué)本科專業(yè)高校中,大部分建筑學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)有建筑節(jié)能課程，根據(jù)建筑學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案、培養(yǎng)計(jì)劃的總體要求，本課程期望達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)如表1所示，這樣的教學(xué)目標(biāo)與其他課程相似[3-4]。

表1 建筑節(jié)能課程設(shè)定目標(biāo)

在知識(shí)爆炸、信息海量的時(shí)代，高等學(xué)校很多課程存在內(nèi)容多、課時(shí)少、課堂探究少、圖書館時(shí)間多等現(xiàn)象，高等教育領(lǐng)域被認(rèn)為更有利于翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施[5]。翻轉(zhuǎn)課堂為進(jìn)行課堂科學(xué)探究提供了可能[6]。

一、建筑節(jié)能課程翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)流程

翻轉(zhuǎn)課堂模式有利于激發(fā)和維持大學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力，但是高等教育有效應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)因“課”制宜，以教學(xué)模式的創(chuàng)新為突破口，以“學(xué)”與“教”的活動(dòng)“翻轉(zhuǎn)”為前提，以有效的課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與組織為基礎(chǔ)，以精細(xì)化設(shè)計(jì)制作或者精心選取的教學(xué)資源為保障，以高校教師具備較高的教學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)為關(guān)鍵[7]。建筑節(jié)能課程是比較適宜開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂改革的課程之一，建筑節(jié)能課程的翻轉(zhuǎn)課堂改革流程如圖1所示。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)流程圖

正常(非翻轉(zhuǎn))課堂程序：課內(nèi)側(cè)重知識(shí)學(xué)習(xí)與獲得，包括講解建筑節(jié)能概念、原理、技術(shù)，分析建筑節(jié)能案例，該過(guò)程案例由教材或者教師額外提供。課后側(cè)重概念原理的應(yīng)用與評(píng)價(jià)，內(nèi)容包括布置作業(yè)分析案例所用的節(jié)能概念、原理和技術(shù)，提交作業(yè)參與評(píng)價(jià)。該課程設(shè)置知識(shí)學(xué)習(xí)包括課內(nèi)參與、探索和解釋等，課后知識(shí)運(yùn)用和評(píng)價(jià)，以教師為主體把控過(guò)程，學(xué)生參與度相對(duì)較低。

翻轉(zhuǎn)課堂程序：課前側(cè)重知識(shí)學(xué)習(xí)與技術(shù)應(yīng)用，內(nèi)容包括預(yù)習(xí)并分析各節(jié)能案例所采用的節(jié)能概念、原理和技術(shù)，獲取節(jié)能知識(shí)，該過(guò)程案例可以是教材、教師提供，也可以借助現(xiàn)代富媒體獲得。課內(nèi)側(cè)重概念原理的應(yīng)用與評(píng)價(jià)，內(nèi)容包括介紹、分析并討論建筑節(jié)能案例所采用的節(jié)能概念、原理和應(yīng)用并參與評(píng)價(jià)，該課程在課前設(shè)置知識(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容包括參與、探索和解釋等，知識(shí)運(yùn)用和評(píng)價(jià)在課內(nèi)，該過(guò)程在教師指導(dǎo)下以學(xué)生為主體，學(xué)生參與度提高。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂理論模型構(gòu)建的“三做一測(cè)，五層四升”教學(xué)模式

1.“三做一測(cè)”教學(xué)流程

建筑節(jié)能課程的“三做一測(cè)”教學(xué)模式是指做報(bào)告、做設(shè)計(jì)、做模型和測(cè)效果。該模式首先在教師主導(dǎo)下完成建筑節(jié)能基本原理與技術(shù)的傳統(tǒng)講授，之后以學(xué)生為主體完成“一做”：做報(bào)告(翻轉(zhuǎn)課堂)，要求學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)信息等資源查閱相關(guān)建筑節(jié)能資料，學(xué)習(xí)了解專家學(xué)者、大師級(jí)設(shè)計(jì)師是如何利用建筑節(jié)能原理與技術(shù)完成建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的，完成務(wù)虛報(bào)告，組會(huì)討論發(fā)言，師生互動(dòng)交流，上交調(diào)研報(bào)告，教師進(jìn)行評(píng)閱；“二做”：做設(shè)計(jì)(翻轉(zhuǎn)課堂)，要求學(xué)生基于務(wù)虛報(bào)告在學(xué)習(xí)了解別人如何做節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成自己的節(jié)能設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)旨在將相關(guān)節(jié)能原理和知識(shí)應(yīng)用在自己之前完成的建筑設(shè)計(jì)作業(yè)和相關(guān)建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽方案之中，完成務(wù)實(shí)報(bào)告，組會(huì)討論發(fā)言，師生互動(dòng)交流，上交設(shè)計(jì)方案報(bào)告，教師進(jìn)行評(píng)閱；“三做”：做模型(課前)，在前述做報(bào)告、做設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成建筑節(jié)能模型的設(shè)計(jì)制作，要求記錄模型設(shè)計(jì)制作的過(guò)程、所用材料、構(gòu)造，體現(xiàn)的節(jié)能理念和思想等，將完成模型放置到實(shí)驗(yàn)室指定位置以備建筑科技測(cè)量與分析；“一測(cè)”：測(cè)效果(課內(nèi)與課后)，對(duì)“三做”完成的建筑節(jié)能模型進(jìn)行實(shí)測(cè)分析，完成建筑科技實(shí)習(xí)，記錄分析測(cè)試數(shù)據(jù)，研究測(cè)試效果是否滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)比模型內(nèi)熱舒適水平與實(shí)體建筑室內(nèi)測(cè)試結(jié)果，針對(duì)測(cè)試發(fā)現(xiàn)的不足提出改進(jìn)設(shè)想，建議有能力的學(xué)生繼續(xù)做數(shù)學(xué)建模和計(jì)算分析，對(duì)模型做更高效的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，學(xué)生將模型設(shè)計(jì)制作和測(cè)試效果分析結(jié)果以建筑科技實(shí)習(xí)報(bào)告形式上交教師進(jìn)行評(píng)閱。其中做模型和測(cè)效果可以歸為一個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂模式。“三做一測(cè)”教學(xué)流程如圖2所示。

圖2 建筑節(jié)能課程“三做一測(cè)”教學(xué)流程圖

2.“三做一測(cè)”能力與目標(biāo)層次

為了實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂模式激發(fā)和維持大學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力目標(biāo)，建筑節(jié)能“三做一測(cè)”教學(xué)模式提出了具體要求和目標(biāo)。(1)做報(bào)告。要求：建筑節(jié)能基本知識(shí)學(xué)習(xí)與回顧，典型節(jié)能建筑案例分析探討。目標(biāo)：與他人合作，團(tuán)隊(duì)協(xié)作，學(xué)習(xí)內(nèi)容與陳述表達(dá)；(2)做設(shè)計(jì)。要求：重新審視之前設(shè)計(jì)作業(yè)，將建筑節(jié)能知識(shí)應(yīng)用于之前本人所作設(shè)計(jì)方案之中，實(shí)現(xiàn)過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)學(xué)習(xí)內(nèi)容的縱向聯(lián)系和橫向整合，組會(huì)討論發(fā)言。目標(biāo)：建立良好的師生、生生互動(dòng)關(guān)系；(3)做模型。要求：在做報(bào)告、做設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成建筑節(jié)能模型設(shè)計(jì)制作，記錄模型設(shè)計(jì)制作的過(guò)程、所用材料、構(gòu)造，體現(xiàn)的節(jié)能理念和思想等。目標(biāo)：積極主動(dòng)學(xué)習(xí)與學(xué)生自主性；(4)測(cè)效果。要求：測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析，模型改進(jìn)設(shè)想與建議，未來(lái)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要考慮因素。目標(biāo)：體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，協(xié)作學(xué)習(xí)；(5)課程教學(xué)總體目標(biāo)。課程教學(xué)須達(dá)到年度教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱制定的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的重要性，服務(wù)學(xué)生個(gè)人職業(yè)發(fā)展規(guī)劃?！叭鲆粶y(cè)”教學(xué)模式期望學(xué)生達(dá)到的能力和目標(biāo)層次如圖3所示。

圖3 “三做一測(cè)”結(jié)構(gòu)模型圖

3.“三做一測(cè)”分階段教學(xué)內(nèi)容示例

“三做一測(cè)”教學(xué)模式能充分發(fā)揮教師教學(xué)主導(dǎo)作用，挖掘?qū)W生的動(dòng)能，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力?！叭鲆粶y(cè)”教學(xué)模式各階段內(nèi)容示例如圖4所示。教學(xué)圍繞課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)帶領(lǐng)學(xué)生全程參與課程改革?！叭鲆粶y(cè)” 學(xué)生通過(guò) “做報(bào)告”學(xué)習(xí)別人如何完成建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，學(xué)生通過(guò)“做設(shè)計(jì)”學(xué)習(xí)將建筑節(jié)能知識(shí)應(yīng)用在自己的設(shè)計(jì)方案之中，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的跨越，學(xué)生通過(guò)“做模型”提高動(dòng)手能力，進(jìn)一步強(qiáng)化知識(shí)的理解與應(yīng)用，學(xué)生通過(guò)“測(cè)效果”的模型測(cè)試與分析完成建筑科技實(shí)習(xí)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合利用和分析、解決問(wèn)題能力的提升。

圖4 “三做一測(cè)”教學(xué)模式各階段內(nèi)容示例結(jié)構(gòu)圖

4.“三做一測(cè)、五層四升”全程考核模式

基于翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)，針對(duì)高等教育課程考試存在比如高校課程考試主要以終結(jié)性考試作為主要目標(biāo)、忽視考試的診斷與促進(jìn)功能等問(wèn)題，對(duì)建筑節(jié)能課程進(jìn)行改革，提出了“三做一測(cè)、五層四升”全程考核評(píng)價(jià)教學(xué)模式?！拔鍖铀纳苯虒W(xué)全程考核模式中五層分別是指：層一，教師用總學(xué)時(shí)一半左右課時(shí)講解建筑節(jié)能相關(guān)原理與技術(shù)，以翻轉(zhuǎn)課堂形式安排布置“三做一測(cè)”相關(guān)要求；層二，學(xué)生完成別人如何做的務(wù)虛報(bào)告；層三，學(xué)生完成自己如何做的務(wù)實(shí)報(bào)告；層四，學(xué)生完成建筑節(jié)能模型設(shè)計(jì)制作；層五，學(xué)生完成對(duì)建筑節(jié)能模型的測(cè)試分析與科技實(shí)習(xí)報(bào)告。此過(guò)程分別實(shí)現(xiàn)了知識(shí)理解程度的提升；從知識(shí)學(xué)習(xí)到知識(shí)應(yīng)用的提升；從知識(shí)應(yīng)用到能力轉(zhuǎn)化的提升以及從能力轉(zhuǎn)化到綜合素質(zhì)的提升。教師對(duì)“三做一測(cè)”的每一模塊做出評(píng)定，分別用于考核學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用、動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。圖5是建筑節(jié)能課程改革“五層四升” 全程考核評(píng)價(jià)模式圖，此過(guò)程考核了知識(shí)、能力、素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

圖5 建筑節(jié)能課程改革“五層四升” 全程考核評(píng)價(jià)模式圖

三、結(jié)語(yǔ)

翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境可以最大限度地提升學(xué)生競(jìng)賽能力、自主學(xué)習(xí)能力、相互協(xié)作能力，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力和外在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)翻轉(zhuǎn)課堂模式為解決知識(shí)爆炸、信息海量時(shí)代高等學(xué)校很多課程內(nèi)容多、課時(shí)少、課堂探究少等問(wèn)題提供了技術(shù)方案。高等教育有效應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)因“課”制宜，以教學(xué)模式的創(chuàng)新為突破口。建筑節(jié)能課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)與翻轉(zhuǎn)課堂模式高度契合，基于信息技術(shù)的建筑節(jié)能課程“三做一測(cè)、五層四升” 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠改進(jìn)建筑節(jié)能課程教學(xué)方法，提高課程教學(xué)質(zhì)量；優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生持續(xù)發(fā)展。

建筑節(jié)能課程“三做一測(cè)、五層四升”教學(xué)改革在南京工程學(xué)院建筑學(xué)專業(yè)2013級(jí)、2014級(jí)、2015級(jí)本科生教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展，課后對(duì)建筑節(jié)能課程教學(xué)效果進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)建筑節(jié)能課程教學(xué)采用理論講解，“三做一測(cè)”(做報(bào)告、做設(shè)計(jì)、做模型、測(cè)效果)教學(xué)方式的評(píng)價(jià)為：該課程安排能夠鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)(94%認(rèn)可)；能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)建筑節(jié)能問(wèn)題批判性思維(97%)；有利于學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)(100%)；課程對(duì)培養(yǎng)工程經(jīng)驗(yàn)有用(90%)；課程具有挑戰(zhàn)性和趣味性(97%)。學(xué)生對(duì)該課程改革的認(rèn)可度很高，對(duì)課程的總體滿意度達(dá)到了92%。本課程改革也得到了學(xué)校的認(rèn)可，改革成果獲得學(xué)校2017年度教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。然而受課時(shí)與人數(shù)限制，建筑節(jié)能翻轉(zhuǎn)課堂與非翻轉(zhuǎn)課堂的控制性定量對(duì)比是后續(xù)需要深化研究的一個(gè)方向。