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基于“以学生为中心”的创新型课程模式改革

——以《水质工程学(下)》课程为例


发布日期:2024-08-19    点击量:


杨曦,副教授,中共党员,硕士研究生,2015年毕业于沈阳建筑大学,现任给排水教研室专任教师。研究方向为水污染控制理论与技术。工作以来从事专业教学工作,多次主持、参加教研、科研项目,发表论文10余篇,参编教材及著作6部,参编地方标准8部。2023参加上海交通大学ISW和FACULTY培训,通过新型课堂教学模式及核心素养训练并应用到课堂教学,获得“教学创新大赛”一等奖、“青年教师基本功大赛”二等奖、“辽宁省教育教学信息化大赛”三等奖、第十三届、第十四届“沈阳科学学术年会优秀论文成果奖”三等奖、“社会实践优秀指导教师”,并多次获得“年度考核优秀”称号。



一、创新课程概况

《水质工程学(下)》是排水科学与工程专业的专业教育必修课,该课程使学生面系统地了解污水的水质特征与水质指标等基本概念与理论,是学生将来从事工程设计、科研及运行管理等工作的理论和应用基础。授课对象为大三学生,课时为40学时。理论和实践性并重,涉及的专业知识广泛、综合性强,是聚焦“四新”建设及行业需求改革创新课程。

二、创新课程改革的背景

1)在教师“满堂灌”、学生“满堂听”的传统教学方式下,学习为知识学习而疏远探索研究,加上缺乏学习目标和兴趣,学生往往被动接受知识,缺乏独立自学能力。学生上课抬头率低,容易走神。

2)解决复杂工程技术问题的能力不足,课堂讲授忽视社会需求。而《水质工程学(下)》是理论与实践结合程度较深的课程,要求学生初步具备独立解决实际问题的能力,需要更深入地了解当前相关行业标准中所反映的新要求才能适应真正的工程实践需要。

3)教学手段单一,生动性差。该课程讲授的是水中物质迁移转化、生物化学的过程,涉及设备设施、反应原理等,在现有教学模式下,学生难以观察各构筑物的内部结构,无法理解和掌握单元系统的逻辑关联性,无法了解构造原理与理论知识点,更无法利用理论知识解决实际问题。

三、创新课程改革的思路

1)全面整合多元化教学资源

布置学生课前预习学习通中线上发布的讲义和难点,线下课堂以兴趣实验导入,引发学生探究式学习。结合理论知识剖析现象、知识讲解、强化掌握。以兴趣实验介入,将虚拟仿真贯穿于理论课堂和设计教学中,将工程案例与议题辩论融入全周期教学环节,带着理论学习问题回到实验室进行求证探索。



以最终目标(最终学习成果)为起点,反向进行课程设计,开展教学活动。课程与教学设计从最终学习成果反向设计,以确定所有迈向最终学习成果的教学的适切性。教学的出发点不是教师想要教什么,而是要达成最终学习成果需要什么。

2)辅助新型信息技术

在教学活动中,利用学习通网络平台等新型的信息技术手段提升教学效率,掌握学生情况。课前预习时,利用学习通发布讲义和难点报告,发布案例资料和虚拟仿真项目资料,发布工程和科研议题,并在关键点进行知识点前测或后测,掌握学生学习进度。引入水处理虚拟仿真平台,并利用国家虚拟项目共享平台的仿真资源,加强学生对设施内部构造的理解和水处理全局系统性的认识,强化学生的工程意识。


3)实施课堂教学新模式

紧密围绕“给予学生及时的反馈(Feedback)”、“围绕教学目标开展高效的教学(Alignment)”、“讲课清晰(Clarity)”、“尊重学生个体差异(Uniqueness)”、“鼓励学生主动学习(Learning actively)”、“鼓励学生合作(Teamwork)”和“对学生寄予高的期望并确保成功(Yield high)”等7项教师教学核心素养(简称FACULTY),通过理念讲解、自主探究、课堂展示以及自我反思等教学活动提高教学效果。

BOPPPS教学模式源于加拿大的教师技能培训,是一种以教学目标导向、以学生为中心的教学模式。它由导言(Bridge-in)、学习目(Objective/Outcome)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(ParticipatoryLearning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)六个教学环节构成。

五星教学模式的核心主张:在“聚焦解决问题”的教学宗旨下,教学应该由不断重复的四阶段循环圈——“激活原有知识”、“展示论证新知”、“尝试应用练习”和“融会贯通掌握”等构成。

对分课堂,是复旦大学心理系张学新老师提出的一种课堂教学改革新模式。其特点是把一半课堂时间分配给教师进行讲授,另一半时间分配给学生,并以讨论的方式进行交互式学习。引导学生积极参与学习,提高学习效果。

四、创新课程改革具体实施举措

(一)课前

线上依托学习通平台为学生提供充分的教学视频、课件、模拟仿真动画、实验等。可发布讲义和难点报告、案例资料和项目资料,掌握学生学习进度及情况。利用水处理虚拟仿真平台模拟构筑物工作过程,实现系统理解和工程意识。


(二)课中

线下课堂不局限于传统教学场地,引导学生自主提出大胆假设,让学生通过实验、仿真模型体验知识的发现过程,展示复杂 结构形式以及理论结构的工程应用情况;可也采用3D打印技术设计制作简化模型,加深学生的记忆。另外有校企合作单位如水厂、湿地公园等,同学们可以近距离观察实物,有资质且经验丰富的工作人员现场指导,答疑解惑,使学生对构筑物的结构和工作过程有直观的认识,提升教学质量。


(三)课后

课后评测,通过课后此题、实践成果、小组作业等多个环节监测学生学习效果。结合水分析化学课程特点,通过线上及线下方式,衡量学生即时的课堂教学效果,如采用分析报告、方案汇报等综合考查, 突出应用型、创新型人才的培养目标。

五、创新课程改革成效

通过对知识传授和知识内化的颠倒来改变原有教学中的师生角色,实现“以学生为中心”的教学理念。

(1)《水质工程学(下)》课程进行教学模式改革后,在实践应用中得到了多数学生的认可,使得传统课程焕发新生机,学生学习兴趣高涨,成为课堂出勤率最高的课程之一,课程教学评价排名前列。



2)通过课堂的激发、参与式学习,学生的创新思维、学生的创新实践能力明显提升,在应用所学知识的基础上,积极参与在各类实践能力比赛、科技创新大赛

3)通过课堂讨论、实际案例环节的介入。学生具备完整知识结构、就业能力强。

4)课程思政的引入加强了学生的专业认同感、国家荣誉感、时代使命感,为强国而努力学习。

六、创新课程改革教学反思

1)教学理念方面:课堂应发挥教师的引导作用和学生的主体作用,使学生主动思考解决问题。明确专业知识传播与核心价值引领并重,如:讲解污泥“变废为宝”的新方法,把培养学生的高尚道德情操作为教学中的重要资料,贯穿教学,构成正确的人生观和态度。

2)教学过程:通过复习相关内容,学生对于新课内容容易接受,今后的授课中要延续联系从前所学内容的形式。有练习部分,但是留给学生的练习时间相对较少,课后在布置作业时候应多布置典型题目加深学生印象。

部分举例超前,比如“厌氧消化、污泥堆肥”等后续课程内容,导致学生在听课时候有些迷惑,今后要注意选取学生已有知识或更贴近生活的例子。

3)教学手段:通常利用讲解和演示相结合的教学方法,利用图片及实验举例让学生更直观的进行了观察和感受,提高了教学效率,学生也很感兴趣,今后对于适合的内容多使用实物模型、实验过程或时事新闻来增加效果。

4)今后应更多的把学习的自主权交给学生,开展以学生为主导的教学活动,给学生自我探索、自我发现、自我总结的空间。

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