基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

周玉央

摘 要：作為一種新型的教育模式，“翻轉(zhuǎn)課堂”能打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)中時(shí)間和空間的限制，營造更為積極廣闊的教學(xué)環(huán)境，將傳統(tǒng)教學(xué)模式中的單向知識傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒换ナ綄W(xué)術(shù)交流。本文主要論述了在開展環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生回歸到教學(xué)主體，提倡課前自學(xué)、PBL和課堂強(qiáng)化相結(jié)合的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;PBL;環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

環(huán)境監(jiān)測教學(xué)作為工程專業(yè)和環(huán)境科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的主要課程，能為社會提供合格的環(huán)境監(jiān)測人員，由于這門學(xué)科的實(shí)用性，因而其實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程設(shè)置中占據(jù)較為重要的地位。但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法既不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。因此借助網(wǎng)絡(luò)教育、利用”翻轉(zhuǎn)課堂”、帶入微課教育，將PBL教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂融合為有機(jī)整體，對傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行改革和創(chuàng)新，能為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測人才。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢

翻轉(zhuǎn)課堂是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的一種新型教學(xué)模式，這種模式改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師課堂授課為主，學(xué)生課后復(fù)習(xí)為輔的學(xué)習(xí)模式，而是將兩者翻轉(zhuǎn)過來，讓課堂變成教師和學(xué)生交流互動、學(xué)生和學(xué)生之間進(jìn)行學(xué)習(xí)探討共享的空間，而課外則變成學(xué)生獲取知識的主要陣地。翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)和應(yīng)用是和現(xiàn)代信息技術(shù)緊密相關(guān)的，尤其是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來了微視頻等新型教學(xué)手段。教師通過制作和發(fā)布微視頻，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí);學(xué)生則將學(xué)習(xí)中遇到的問題拿到課堂上由老師進(jìn)行講解，收獲的心得體會則和同學(xué)們進(jìn)行分享、討論[1]。

如果說傳統(tǒng)教學(xué)模式是先教后學(xué)，那么翻轉(zhuǎn)課堂則是先學(xué)后教，讓學(xué)生回歸到學(xué)習(xí)的主體，教師則扮演引導(dǎo)者和組織者的角色，通過教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)媒體等多媒體教學(xué)形式引導(dǎo)學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)，繼而在課堂上進(jìn)行輔助教學(xué)。

和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂更加注重學(xué)習(xí)的過程以及學(xué)習(xí)效果的評價(jià)考核。傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師主要以考試成績來評定學(xué)生學(xué)習(xí)效果，這種單一的評價(jià)模式很難反應(yīng)出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出的情感、態(tài)度和能力。而翻轉(zhuǎn)課堂則更關(guān)注學(xué)習(xí)過程中學(xué)生多維度能力的展示，尤其是自學(xué)能力、探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在教學(xué)評價(jià)中，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式也十分注重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的態(tài)度、方法和價(jià)值取向。因而能夠綜合全面地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

二、PBL教學(xué)法

PBL（Problem-based learning）教學(xué)法主要以問題為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性。這種教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂在某種程度上都是都傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆，教師運(yùn)用這種教學(xué)法主要是在課前提出問題，讓學(xué)生根據(jù)問題自行查找資料，展開分組討論，最后由教師進(jìn)行總結(jié)、答疑和評價(jià)。這種教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)相比具有十分明顯的幾大優(yōu)勢。

（一）問題為導(dǎo)向，教學(xué)更加具有針對性

運(yùn)用PBL教學(xué)法，教師在課前提出問題，學(xué)生根據(jù)問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種教學(xué)方法能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加具有針對性，防止學(xué)習(xí)中的自由散漫、漫無目的而帶來的時(shí)間和精力的無謂浪費(fèi)。學(xué)生在根據(jù)問題進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)能明確學(xué)習(xí)方向，對某個(gè)或某些問題進(jìn)行深度研究，幫助他們掌握更加精細(xì)化的知識，從而防止學(xué)習(xí)中的淺嘗輒止。因此這種教學(xué)法對于醫(yī)學(xué)、生物、工程等相關(guān)學(xué)科都有十分積極的影響作用。

（二）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性

PBL教學(xué)法的宗旨是以學(xué)生為中心，倡導(dǎo)的是學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。教師提出問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中教師位于從屬地位，負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方向，而學(xué)生則要承擔(dān)其學(xué)習(xí)過程中的主要責(zé)任，他們根據(jù)問題自行查找資料、探究真理，學(xué)習(xí)的最終效果主要依賴于自身的學(xué)習(xí)行動，弱化了教師在教學(xué)中的作用，真正體現(xiàn)了“以生為主，教師為輔”的現(xiàn)代教學(xué)理念[2]。在這種學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生會慢慢擺脫對教師的依賴，在學(xué)習(xí)中釋放更大的積極性和主動性，久而久之，他們的自主學(xué)習(xí)能力會得到大大提升。

（三）小組討論培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

PBL教學(xué)法注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作，教師在提出問題后就可以讓學(xué)生自行組隊(duì)或者由老師進(jìn)行安排組隊(duì)，繼而學(xué)生根據(jù)教師的問題進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中，學(xué)生之間要建立起相互協(xié)作、共同分享的合作關(guān)系，一方面在查找資料時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)資料共享，另一方面在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題要拿出來進(jìn)行共同探討、分析和解決。為完成以上兩個(gè)步驟，學(xué)生要擺脫獨(dú)立學(xué)習(xí)的思維和模式，和小組成員建立平等、自由和民主的交流模式，這不僅能鍛煉學(xué)生的交際能力，也能其培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、科學(xué)探究的技巧。

（四）探索性和創(chuàng)新型

教師提出問題后，學(xué)生要通過各種方式去解決問題，而這個(gè)過程則包含收集資料、整理資料、小組討論、得出結(jié)論四個(gè)階段，學(xué)生在這四個(gè)過程中需要不斷發(fā)散思維，開動腦筋，去搜集、思考、推倒、重建，學(xué)生的探究能力會不斷得以強(qiáng)化，而在討論、辯論的過程中學(xué)生之間也會進(jìn)行思想碰撞，這些都有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)。

三、融合PBL教學(xué)法，基于翻轉(zhuǎn)課堂開展環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效途徑

環(huán)境監(jiān)測是一門實(shí)用性較強(qiáng)的學(xué)科，主要是通過對影響環(huán)境的因素的監(jiān)測和分析，評定環(huán)境質(zhì)量以及預(yù)測環(huán)境污染趨勢。對于環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說，能否掌握較為科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測技能，對他們完成環(huán)境監(jiān)測、控制、評價(jià)和管理等至關(guān)重要。因此在環(huán)境監(jiān)測教學(xué)中增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，對學(xué)生在畢業(yè)之后能否勝任工作崗位有著十分重要的影響作用。

（一）教師能力——專業(yè)知識和非專業(yè)技能同步提升

運(yùn)用一種全新的教學(xué)模式，將PBL和翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合起來，首先對教師的定位和能力都提出新的要求。教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)模式下主導(dǎo)者的角色定位，更多地將自己放在引導(dǎo)者和組織者的角色上，突出學(xué)生的主體地位。其次，在翻轉(zhuǎn)課堂上，教師引導(dǎo)學(xué)生前進(jìn)，而學(xué)生有了更為廣闊的發(fā)揮空間，不再緊跟著教師的思路走，經(jīng)常會脫離教師預(yù)想的框架進(jìn)行獨(dú)立思考和學(xué)習(xí)，有可能提出多種多樣超出教師預(yù)想的問題。所以教師要迅速掌握翻轉(zhuǎn)課堂上學(xué)生不同的思考模式和表達(dá)方式，并具備解決多種問題的能力[3]。如，環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師需要掌握環(huán)境樣品采樣相關(guān)訓(xùn)練中所涉及的地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)知識;污染物質(zhì)的濃縮和分離中所涉及的化學(xué)、物理學(xué)知識;數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理中所涉及的統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)知識。

最后，翻轉(zhuǎn)課堂是基于計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用微視頻而實(shí)現(xiàn)的教學(xué)方式，教師在課前要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出問題，并制作微課視頻。這就要求教師具備教學(xué)資料搜集、視頻錄制等所需的非專業(yè)知識。

（二）教學(xué)平臺——支撐網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，構(gòu)建自主學(xué)習(xí)場所

將PBL和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，簡單來說就是教師根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)錄制微視頻，發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺上，并針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和鍛煉方向。而學(xué)生下載微視頻進(jìn)行自學(xué)，并通過查閱資料、小組合作解決教師提出的問題。繼而在課堂教學(xué)中由教師進(jìn)行答疑解惑、針對性指導(dǎo)，課后學(xué)生進(jìn)行自主訓(xùn)練和總結(jié)。

在這個(gè)新型的教學(xué)模式中，教學(xué)平臺能為學(xué)生提供優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，并構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺。

一方面，建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，教師錄制微視頻并發(fā)布，也可以通過學(xué)習(xí)平臺發(fā)布其他電子資料，由學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)情況自行下載。這個(gè)過程涉及到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)社交軟件的應(yīng)用，因此需要計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持。

其次，教師提出的問題也可以根據(jù)具體情況而定，針對環(huán)境監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師可以就環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)觀測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多個(gè)方面提出難度不一的問題，分別滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和認(rèn)知水平，從而讓高、中、低層次的學(xué)生都能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獲得成就感。以校園環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，教師提出針對校園環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測的實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生3-5人為一組，根據(jù)不同小組的水平，教師設(shè)定驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，對不同小組提出不同的實(shí)驗(yàn)要求，其中包括質(zhì)量監(jiān)測方案、水或者大氣的監(jiān)測項(xiàng)目、采樣點(diǎn)布設(shè)、采樣儀器的使用調(diào)試、選用的采樣方法、如何評價(jià)校園環(huán)境質(zhì)量、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

學(xué)生或者小組通過網(wǎng)絡(luò)平臺領(lǐng)取任務(wù)，在各自能力范圍內(nèi)得到鍛煉，這種因材施教的方式更能滿足學(xué)生的多元化和個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

（三）課前學(xué)習(xí)、課后強(qiáng)化——引導(dǎo)學(xué)生提升自主學(xué)習(xí)能力

無論是PBL還是翻轉(zhuǎn)課堂都側(cè)重的是對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。因此在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師要注重讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，主動參與到學(xué)習(xí)體系構(gòu)建的過程中。教師可以在網(wǎng)絡(luò)社交軟件，如，微信群、QQ群中為不同小組規(guī)劃好實(shí)驗(yàn)時(shí)間、步驟，防止學(xué)生過度沉迷網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)課堂的集中答疑解惑結(jié)束之后，學(xué)生要針對課前的自學(xué)、課堂輔導(dǎo)進(jìn)行有針對性的彌補(bǔ)和加強(qiáng)，這是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的第二環(huán)節(jié)，如，針對錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行修正、對于采樣儀器的調(diào)試進(jìn)行精準(zhǔn)化練習(xí)等。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的階段，教師要建立對學(xué)習(xí)過程的多元化評價(jià)模式，讓學(xué)生的課前學(xué)習(xí)、提出問題、課堂討論、課后完成作業(yè)等都納入到評價(jià)體系中，針對學(xué)生的知識吸收、實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)方法和創(chuàng)新思維等進(jìn)行立體評價(jià)。

四、結(jié)語

在新的教育理念和人才培養(yǎng)模式下，環(huán)境監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能再拘泥于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而應(yīng)當(dāng)借助多媒體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，積極開拓教學(xué)空間，豐富教學(xué)資源、拓展教學(xué)渠道，將微視頻應(yīng)用到課堂教學(xué)中開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，以教師引導(dǎo)為方向，以學(xué)生自學(xué)為核心，積極鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平，激發(fā)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性和主動性。

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