張淑秘，蔣迪，張?zhí)m，宋顯波

基于MOOC環(huán)境下“工程熱力學”翻轉課堂教學模式探索與實踐

張淑秘，蔣迪，張?zhí)m，宋顯波

（吉林建筑大學 市政與環(huán)境工程學院，吉林 長春 130118）

在MOOC環(huán)境下，結合高?！肮こ虩崃W”課程，構建基于MOOC環(huán)境下翻轉課堂的教學模式并進行應用與探索。通過課程教學改革證明翻轉課堂有益于教師教學理念的升級，主體由傳統(tǒng)課堂中的“教師”轉變?yōu)椤皩W生”，并將傳統(tǒng)課堂教學漸次延伸到網(wǎng)上學習當中，讓越來越多的學生解放了手腳，成為學習真正的主人，有助于學生個性化學習的實現(xiàn)和自主學習、合作學習能力的養(yǎng)成，促進終身學習理念的樹立。

MOOC；翻轉課堂；工程熱力學；探索實踐

隨著多媒體技術和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，社會信息化日益加快，各種新型的教學模式逐漸涌現(xiàn)，高等學校的教育理念、教學媒介以及教學方式均發(fā)生了巨大變化。在線公開課“慕課”（MOOC）已經(jīng)滲透到高等教育領域，給高等教育帶來了深刻的變革，與此同時翻轉課堂這種新興的教學手段掀起了一場教育變革[1]。

“工程熱力學”是許多專業(yè)重要的專業(yè)基礎理論課，對于建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)學生學好這門課，對今后從事工程應用及管理、科學研究等非常重要。目前各高校在“工程熱力學”教學過程中大多仍采用傳統(tǒng)課堂講授的模式，傳統(tǒng)的教學模式存在忽視學生創(chuàng)新性思維發(fā)展、學生個性化需求以及生生間、師生間的互動等問題[2]。為此，基于MOOC環(huán)境下“工程熱力學”翻轉課堂教學模式為探究課堂教學改革提供了新的方向，“慕課+翻轉課堂”改變了傳統(tǒng)教學模式中教師講學生聽的被動局面，充分發(fā)揮了學生的主動性和參與性，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了建環(huán)專業(yè)本科生的教學質量，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下了堅實的基礎。

1 “工程熱力學”教學面臨的問題

“工程熱力學”課程的特點是邏輯性強、理論抽象，內(nèi)容相互交叉滲透，是一門高度理論化的課程，更是一門難教、難學的課程[3]。傳統(tǒng)的課堂教學模式主要以教師講授為主，學生課后練習為輔，授課方式單一，課堂上教師僅僅只是完成了講解任務，學生被動地接受大量的定律、方法等，不能培養(yǎng)學生建立批判思維、靈活運用專業(yè)知識、及時發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題的方法[4]。這種學生處于被動的地位的填鴨式教學方法，不利于提高學生實踐創(chuàng)新能力，通常是教師付出了大量的精力，教學效果卻非常不好。為了提高“工程熱力學”的教學效果，各高?！肮こ虩崃W”課程組不斷進行探索、實踐和改革，但大多為傳統(tǒng)課堂教學模式的變革。目前，將翻轉課堂教學模式應用于“工程熱力學”的教學環(huán)節(jié)仍處于空白階段。因此，本文在“工程熱力學”教學中實施翻轉課堂教學模式，力爭找尋適合本校、本專業(yè)學生特點的“工程熱力學”翻轉課堂教學模式，提升本專業(yè)的教學效果。實驗教學模式將虛擬實驗與現(xiàn)實實驗相結合，學生既可從異地計算機上觀察實驗操作及數(shù)據(jù)處理過程，也可以通過網(wǎng)絡進行遠程虛擬，激發(fā)了學生的學習興趣。

2 “工程熱力學”翻轉課堂的設計與實施

本課題基于本校清華在線教育綜合平臺，建立“工程熱力學”翻轉課堂教學模式，擬在作者所在學校建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)2016級1班、2班進行試點。

作者結合“工程熱力學”知識點及學生注意力集中時間特點（根據(jù)心理學特點，人的注意力最集中時長為10～ 15 min）錄制相關知識點及習題微視頻（10～15分鐘/段）。同一個知識點多個教師錄制（部分知識點聘請國內(nèi)知名高校教師協(xié)助完成），將所有視頻掛在學校網(wǎng)絡平臺上，學生通過手機APP登錄自己賬號，選擇相關教師授課微視頻，隨時隨地點擊學習相關知識點，并進行課前測試。

學生通過網(wǎng)絡平臺向其任課教師提交相關問題。教師收集學生提出的疑難問題，非共性問題教師單獨進行分析講解，隨時予以解答，實現(xiàn)網(wǎng)絡互動。

課堂上，教師根據(jù)學科前沿知識、學生的興趣點及學生提出的共性問題，開展一系列教學討論。同時，設有討論小組、同伴互評等多種形式以適應不同學習風格的學生的需要，課堂上還設有難度升級的練習，以適應考研及學習成績優(yōu)異的學生。學生帶著問題參加課堂討論活動，教師由傳統(tǒng)型教師變?yōu)閷熜徒處?，引導學生內(nèi)化知識，提升學生運用知識解決問題的能力。

實驗教師錄制實驗操作微視頻、編寫模擬仿真實驗軟件并上傳在線教育綜合平臺，學生課前自行觀看網(wǎng)絡實驗微視頻，了解實驗環(huán)節(jié)及數(shù)據(jù)處理過程；登錄實驗仿真平臺進行實驗環(huán)節(jié)的模擬操作、數(shù)據(jù)仿真處理等，并將處理后的實驗數(shù)據(jù)或實驗中遇到的困難上傳實驗教師客戶端。實驗教師對數(shù)據(jù)及問題進行梳理，非共性問題單獨予以解答。

實驗教師根據(jù)學生模擬仿真數(shù)據(jù)及學生實驗過程中的共性問題在課堂予以講解。教師與學生共同討論、解決實驗中的難點，并設計具有一定探索性的實驗任務，采用學生自主報名的方式展開。

每章授課結束后，學生登錄系統(tǒng)進行本章模擬考試，任課教師進行隨機課堂考試，考試成績計入期末總成績。期末考試總成績采?。赫n前學習20%+課堂討論20%+隨機測試10%+實驗環(huán)節(jié)10%+期末考試40%構成模式。

對比實行翻轉課堂的建環(huán)061、062與傳統(tǒng)教學模式的建環(huán)163、164四個班級學生成績并結合問卷調查，總結翻轉課堂的教學經(jīng)驗與不足，修改“工程熱力學”翻轉課堂教學改革模式，推進本專業(yè)其他課程翻轉課堂教學模式的進程?！肮こ虩崃W”翻轉課堂教學模式如圖1所示。

圖1 “工程熱力學”翻轉課堂教學模式

3 翻轉課堂實施教學效果

“工程熱力學”翻轉課堂教學模式于2017年在建環(huán)專業(yè)161、162班開展教學試點，另外建環(huán)163、164仍然采用傳統(tǒng)的課堂教學模式。采用翻轉課堂教學模式下的學生課堂出勤率、課堂表現(xiàn)、注意力集中程度及課堂參與度均優(yōu)于傳統(tǒng)課堂教學模式。翻轉課堂教學中學生更愿意獨立解決學習中遇到的問題，并且學生能做到提前預習，主動觀看教學視頻，學生訪問教學視頻的情況如圖2所示，積極提出學習中遇到的問題。在實驗過程中，學生積極參與“工程熱力學”開放性實驗并能做到提前預習。很多學生結合專業(yè)知識，能提出創(chuàng)新性實驗思路；而傳統(tǒng)教學學生課堂參與度低、學習興趣薄弱。

圖2 學生訪問MOOC教學視頻的情況

對比兩種教學模式學生期末成績，如圖3和圖4所示，可以看出，采取翻轉課堂教學模式的班級學生成績總體較高，平均分為75.20分，優(yōu)秀的學生占比7.84%，及格率95.10%；良好以上的學生占36.27%。

而傳統(tǒng)教學模式的班級學生平均分為63.05，比翻轉課堂教學模式低12.15分；優(yōu)秀率為1.96%，比翻轉課堂教學模式低5.88個百分點；及格率為67.65%，比翻轉課堂教學模式低27.45個百分點。對比兩張成績分析可以看出，傳統(tǒng)教學模式低分數(shù)段學生（低于40分）占比14.72%，這部分學生主要由于缺乏學習熱情，主動學習能力差，課堂聽課效果不佳，最終導致期末成績偏低。由此可見，由于教學模式的改變，大大激發(fā)了學生的學習熱情，提高了學生的成績，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維。

圖3 建環(huán)163、164傳統(tǒng)課堂教學學生期末成績分布

圖4 建環(huán)161、162采取翻轉課堂教學學生期末成績分布

4 結語

本文在MOOC環(huán)境下，結合作者所在高?！肮こ虩崃W”課時大幅減少的教學改革現(xiàn)狀，以翻轉課堂教學理念為指針，構建了基于MOOC背景下工程熱力翻轉課堂的教學模式，為本專業(yè)教學體系中的其他課程教學改革提供一定的參考。

翻轉課堂教學模式的應用與探索，有益于教師教學理念的升級，主體由傳統(tǒng)課堂中的“教師”轉變?yōu)椤皩W生”，將傳統(tǒng)課堂教學漸次延伸到網(wǎng)上學習當中，讓越來越多的學生解放了手腳，成為學習真正的主人，有助于學生個性化學習的實現(xiàn)和自主學習、合作學習能力的養(yǎng)成，促進終身學習理念的樹立。

［1］劉亞，華紅艷，王超梁，等.MOOC時代電路課程的翻轉課堂教學探索與實踐［J］.河北教育學院學報（自然科學版），2017（26）：68-71.

［2］唐萍，王再強，陶麗紅，等.“翻轉課堂”在“農(nóng)藥學”課程教學中的探索與實踐［J］.云南農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學），2019（13）：129-133.

［3］高蓬輝，張東海，王義江，等.以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標的“工程熱力學”課程教學改革［J］.教育教學論壇，2017（4）：133-134.

［4］李夢迪，朱小敏，朱輝，等.基于CDIO模式下的“工程熱力學”教學改革與實踐［J］.教育教學論壇，2017（3）：108-109.

G434

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.13.018

2095－6835（2020）13－0049－02

張淑秘（1980—），女，博士，副教授，建環(huán)專業(yè)負責人。

〔編輯：張思楠〕