陳玉竹 肖輝

【摘要】傳統(tǒng)工科專業(yè)課教學過程中教師向學生單向“知識輸入”容易直接造成學生視覺和聽覺疲勞，學生學習效率低下。而以學生為學習主體、以課程知識為主線的“翻轉課堂”形式更有利于實現(xiàn)前置課程知識點遷移、課程新知識的融會貫通，培養(yǎng)學生學習興趣，構建專業(yè)知識體系。

【關鍵詞】工科;翻轉課堂;知識遷移;知識體系構建

木材加工化學是四川農業(yè)大學木材科學與工程專業(yè)在第六學期開設的一門重要的專業(yè)必修課，授課對象是大三本科生，課堂授課30學時，重點講授木、竹等木質材料的纖維素、半纖維素和木質素三大素（簡稱三大素），抽提物的化學結構、物理化學分離方法、化學性質和反應機理，改性處理方法及表征，現(xiàn)代木質材料物理化學利用的發(fā)展趨勢等。

前期已完成有機化學、木材學等基礎課的學習，要求在基本掌握有機化學的反應原理和木竹材基本組成及物理化學特性的基礎上開展本門課程的學習。

一、課程分析

該課程的前置課程有有機化學、木材學等基礎課，同時本門課程是后期人造板工藝學、木質復合材料的基礎，它以有機化學為基礎，同時也是基礎有機化學的深化和提高，并且要求學生具有較扎實的基礎有機化學的知識功底。該課程在課程內容上具有學科交叉滲透多、信息量大、理論性強等特點，因為涉及木材化學加工領域，同時具有內容抽象、緊跟前沿、創(chuàng)新性強等特點。

二、課堂教學現(xiàn)狀分析

在傳統(tǒng)的教學過程中，教師采用講授法，在教學過程中比較注重教學形式、知識傳授、重點深入、被動接受和孤立運用等;學生學習過程注重輕思維啟示、輕思想內涵、輕縱橫聯(lián)系、輕主動思考、輕實踐操作、輕靈活遷移等[1]。在實際的課堂教學中，學生習慣傳統(tǒng)的教師講授知識點的被動式學習方法，但本門課程涉及很多化學官能團及反應特性，在課程開設之初學生剛開始較有新鮮感，但新鮮感一過普遍感到該課程知識點多，化學反應枯燥難學;盡管已完成前置課程的學習，但不能很好地完成知識遷移，從而出現(xiàn)較多被動式、應付式、敷衍式學習方式，使得學生學習興趣低，影響學習積極性。尤其是個別文科生，理科知識基礎薄弱，學習更為吃力。

三、課程教學探索

通過對課程特點的思考，筆者從教學內容、授課方式、學生學習方式、創(chuàng)新能力等方面進行了改進，最終形成教師架構主線、學生充實內容、同步理論知識與前沿科技的教學方法。

（一）教師搭建知識框架，引導學生完成課程內知識點遷移

由于本門課程基本內容為木質材料的化學特性，但涉及木材加工、化學利用、新型木質材料制備及性能評價的方方面面，內容繁雜，因此在課程內容設置時會將高分子基本特性、三大素、抽提物的化學組成和化學特性作為主線，貫穿在木材化學利用、人造板生產工藝、制漿造紙、木質材料改性利用、尺寸穩(wěn)定性處理、生物質能源利用六大板塊中。

在授課過程中，對于重要知識點教師需要采用反復提問和課堂討論形式加強學生的理解和識記。例如前期理論教學完成“纖維素的結晶區(qū)和非結晶區(qū)的兩相結構”特征的學習后，在后期講授“木材防腐、阻燃”化學改性機理內容時就可進行“木材材質、改性處理條件、改性效果評價的相關關系”的課堂討論。教師通過對課堂討論進行引導、點評和總結，可有效幫助學生進一步理解纖維素兩相結構，從而完成課程內知識遷移。

因此，在教師搭建知識框架、架構主線的基礎上，學生“被引導”完成課程內知識點遷移，更有利于學習和掌握自主構建課程內容的相同要素，以及從零碎知識點到運用能力轉化的方法，最終優(yōu)化學習效果[2]。

（二）學生主動承擔，積極完成不同間課程知識點遷移

工科課程的學習不同于純理科課程的知識推導，也不同于文科課程的知識點識記，工科課程的有趣之處在于工科課程有明確的知識指向性，能有效實現(xiàn)基礎理論和工程應用的相統(tǒng)一，因此重視實踐能力、強調理論知識在實際中的應用是工科教育的重中之重[3-4]。

本門課程中大量存在化學反應概念，這些概念和涉及的知識點存在顯著相關性。這些概念和知識點在教師備課時被單獨羅列出來，會在課程第一次課以“隨堂知識點”的形式進行公布，要求學生自行選擇并制作5-10分鐘的PPT上臺進行講授，最終納入學生平時成績。

從課程內容安排來看，不能刻意回避單一知識點和新內容的關聯(lián)，但又不能占用課堂大量時間來拓展和講解，“點到為止”就是一個不錯的方法。從課堂效果來看，同學們根據(jù)自己的基礎和興趣進行選題大大緩解了對單純知識點的排斥反應。一方面，學生經(jīng)過查閱資料、制作PPT、試講（正式上臺講課前先給老師試講并進行修改）、正式上臺講授，更能深刻地理解和掌握該知識點;另一方面，學生用同齡人活潑的語言方式對同學們講授知識點，能夠使同學們的接受程度更高，注意力更集中，積極性提高。例如在講解什么是“共軛效應”時，有學生利用戀愛時兩個人相互牽制、相互影響的原理來解釋共軛體系鍵長平均化趨勢的道理，輕松的氛圍更容易讓大家記住枯燥的知識點，彌補了課堂上教師單一語言的不足。

（三）學生自行組隊，積極完成前沿知識和實用技能拓展

工科專業(yè)教育重視實踐能力，強調理論知識在實際中的應用。因此，教師準確把握本學科的基本理論問題和專業(yè)的最新前沿動態(tài)是引導學生自主學習的重中之重。

木材加工化學開課之初，教師以“自主選題”的方式公布題目，這些題目以木質材料三大素的化學特性為基礎，結合木質材料改性方法、功能化處理和前沿科研成果，內容涉及面較廣，如“我們身邊的納米纖維素”“木材超疏水”“金屬木”“透明木頭”“竹材保青”等，這些題目里不乏專業(yè)老師的科研項目。同學們根據(jù)自己的興趣、結合導師的科研項目進行了選擇。

實例：2016年5月4日，美國馬里蘭大學的華人科學家胡良兵團隊在Advanced Materials期刊上發(fā)表了一篇題為Highly Anisotropic， Highly Transparent Wood Composites（高各向異性、高透明度的木質復合材料）的論文，論文中以化學方式處理掉木質素，保留纖維素和半纖維素，并用環(huán)氧樹脂進行浸漬處理，得到了高透明度的木材，簡稱為“透明木頭”。有三位女生自行組合選擇了這個題目，其中一個女生的本科導師也在從事透明木頭的研究。該小組從分析現(xiàn)實生活中物體透明的現(xiàn)象和原理入手，引出胡良兵團隊制備“透明木頭”的實例，并在閱讀英文文獻后向同學們展示了該團隊的制備工藝，同時結合前期課程中關于去木質素的化學處理方法介紹了“透明木頭”的制備原理，最后結合自己所在導師組對“透明木頭”工藝的改進，圓滿地結束了本次的自主選題內容講解。

本次自主選題既有同學們對生活中常見現(xiàn)象的思考，也結合了課堂所學對木材科學研究領域前沿科研成果的剖析，更有結合自己的親身科研體驗進行的講解，經(jīng)過幾次的試講和反復修改，最終課堂效果相當好，同學們反響也非常好，對正準備考本專業(yè)研究生的學生產生了非常積極的影響。通過這次講課，主講的學生進一步鍛煉了查閱和閱讀文獻的能力，提高了自學能力和分析文獻的能力;對于“聽眾”而言，課堂內容更豐富有趣，同時從PPT上看到的圖片更直接、更簡潔地拓寬了眼界。

四、關于“翻轉課堂”更多的總結和思考

工科課堂的“翻轉課堂”應該是研究性學習的一種積極有效的形式，使教學中心從教師向學生轉變，教師從“知識權威”轉變?yōu)閷W習過程的“平等參與者”，學生從知識的“接受者”變?yōu)橹鲃拥摹凹庸ふ摺?。而整個環(huán)節(jié)最難的在于教師如何突破傳統(tǒng)觀念的束縛，由“知識傳授者”變?yōu)閷W生學習的“設計者”“組織者”“引導者”。以本門課為例，課堂上呈現(xiàn)的歡聲笑語的效果背后，是教師和學生在課前對“翻轉課堂”內容一次次地進行篩選，對知識點一遍遍地進行串聯(lián)和重組，對講授形式進行很多次的精心設計，對PPT的版式、配色和動畫進行無數(shù)次的“微整容”。只有經(jīng)過這樣無數(shù)次的“彩排和演練”，“學生聽眾”才能在“輕松、有趣”的氛圍中更快更高效地把握本學科的基本理論問題和最新發(fā)展動態(tài);對“學生表演者”來說，在和教師近距離“一對一”的相互交流中，既完成了對知識的理解學習和“技藝”切磋，又能進一步鍛煉自身的表達能力和演講能力，培養(yǎng)自信。

總的來說，“翻轉課堂”表面上是學生上臺講內容和PPT的呈現(xiàn)，背后卻是教師的“有所為”和“有所不為”?！坝兴粸椤本褪遣蛔寣W生簡單成為教師講解課程內容的替代者，簡單重復課堂知識，而是尊重學生的思想，讓他們積極參與其中，讓他們體驗選擇知識、組織課堂和分享自己所學的快樂?！坝兴鶠椤本褪墙處熜枰驹谝欢ǜ叨劝盐罩R點的輕重緩急和擴展界限，以及對學生講授質量的把控。

【參考文獻】

[1]于麗穎，李延春，張躍偉，等.高等有機化學課程建設與改革[J].吉林化工學院學報，2017（10）：54-55.

[2]張勤.關于高校加強學生學習能力培養(yǎng)的若干思考——解讀知識遷移理論與實踐模式[J].黑龍江高教研究，2006（05）：165-167.

[3]廖德崗，肖偉躍，張龍庭，等.知識與能力并行：構建地方高校工科專業(yè)教育新模式[J].現(xiàn)代大學教育，2002（02）：61-63.

[4]毛成棟.研究性學習在工科專業(yè)教育中的思考[J].科教文匯（下旬刊），2008（09）：66-70.