對分課堂在環境工程課程教學中實踐

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[摘要]根據《環境工程原理》的課程特點，結合教學實踐，分析了將對分課堂教學模式應用于環境工程原理教學中遇到的問題。在此基礎上，通過對分課堂在環境工程原理教學中的探索和實踐，提出“對分課堂”模式下教學內容的重構，“對分課堂”模式下教學設計的改進，“對分課堂”模式下學生學習方式的轉變等途徑，解決對分課堂模式在環境工程原理教學中遇到的問題，提高學生的學習效果。

[關鍵詞]環境工程原理；對分課堂；教學改革；教學方法；教學模式

1引言

環境工程原理是一門環境學科的基礎課程，主要研究環境工程技術中各單元過程的基本原理、典型設備的構造與操作原理，同時也涉及到各單元過程的設計計算。學生通過學習環境工程原理這門課程，可以為后期《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》等主要專業課的學習打下堅實的基礎。同時，通過對該門課程的系統學習，學生能初步掌握各個單元操作的基本原理和規律，熟悉各單元操作過程及設備的計算方法，具備用工程觀念分析解決單元操作中的一般問題的能力。雖然環境工程原理這門課程對于環境工程專業的學生來說十分重要，但不少學生在學習這門課時，會表現出很強的學習倦怠。由于環境工程原理涉及許多工程技術的原理和計算，在學習前需要掌握高等數學、物理學及物理化學等課程的基礎知識，這對學生對基本知識的掌握提出了較高的要求[1]。同時，由于環境工程原理中工程技術的復雜性，除了極少數簡單的問題可以用理論分析的辦法解決外，大都需要依靠實驗研究解決，通過實驗研究過程規律，再將研究結果指導工程實際，這也對學生的實踐動手能力提出了挑戰[2-3]。學生在面對這些問題和挑戰時，如果沒有合適的途徑去克服和解決，就會出現明顯的厭學情緒，降低學習的主動性，從而導致學習效果大大降低。為了提高學生的學習興趣，提升學習效果，人們嘗試了多種方法，其中“對分課堂”作為一種新的教學模式受到了廣泛的關注。相比于傳統的教學模式，“對分課堂”通過將一半課堂時間分配給教師進行講授，另一半分配給學生以討論的形式進行交互式學習，不僅避免傳統課堂“教”“學”分離的缺點，而且彌補了單純的討論式課堂效果差的遺憾。通過將傳統課堂與討論式課堂各自的優勢結合起來，把講授和討論錯開，讓學生進行個性化的內化吸收，可以幫助學生提高學習興趣，提升學生學習的主動性，讓學生能更好地掌握知識[4]。

2對分課堂應用于環境工程原理教學中的問題分析

盡管“對分課堂”具有理念深刻、簡明易用的特點，能實現學生變被動學習為主動學習，但在許多課程的教學過程中也受到了一定的爭議。尤其是對于類似于環境工程原理這樣的課程內容多、知識結構復雜、工程計算繁瑣的課程，教師在使用“對分課堂”教學模式時，往往會遇到各種各樣的問題，導致對分課堂在實施的過程中難以貫徹執行。根據在環境工程原理的教學實踐以及與其他教師的相互交流，本文總結了對分課堂應用于環境工程原理教學中的主要問題有如下幾點。首先，“對分課堂”模式與環境工程原理課程的學時數不匹配。在傳統的教學方式下，教師的授課時間長，講授的內容多，課程的學時數基本能滿足要求。而在“對分課堂”教學模式下，由于教學過程中安排了學生討論的環節，教師的授課時間會進行一定程度的壓縮。很多老師提出對分課堂的模式會花費大量的時間，造成教學進度進展緩慢，課程學時難以滿足教學要求。其次，“對分課堂”模式與環境工程原理課程的內容不合拍。由于環境工程原理涉及到許多工程技術的原理和計算，對基本知識的掌握要求較高，在應用“對分課堂”模式時，無法很好地將課程的內容和學生的討論結合起來，出現“對分課堂”模式與環境工程原理課程內容不合拍的現象，降低了老師和學生對“對分課堂”模式的嘗試熱情，造成“對分課堂”模式不能產生應有的效果。第三，“對分課堂”模式對學生的引導作用不一致。通過對分課堂的實踐教學發現，由于學生的學習能力的千差萬別，在進行對分課堂教學時，如果進行隨機的分組討論，會導致不同組的學生的學習情況可能差異很大，盡管進行了全班范圍的討論和老師的講解，有一些組對知識的理解程度仍會明顯會低于其他組。“對分課堂”模式對學生的引導作用不一致，如何科學合理的分組討論，是“對分課堂”模式的一個重要的課題。由于這些問題的存在，在“對分課堂”模式應用時，不少教師出現淺嘗輒止的情況，認為對分課堂并不能給學生的學習帶來更好的幫助，反而降低了課堂效率，因此又回到傳統的教學模式上去。顯然，這種情況是應該避免的。事實上，上述問題并非沒有解決的方案。為了在教學中解決這些問題，我們開展了對分課堂在環境工程原理教學中的實踐和探索。

3對分課堂在環境工程原理教學中的探索和實踐

為了實現對分課堂在環境工程原理教學中的應用，針對對分踐。以“對分課堂”模式為基礎，優化環境工程原理的教學體系、教學內容和教學方法，結合環境工程原理的課程內容特點，探索不同教學內容的最佳“對分課堂”教學模式，主要包括以下幾個方面。

3.1“對分課堂”模式下教學內容的重構

在教學過程中，之所以出現“對分課堂”模式與環境工程原理課程的學時數不匹配的問題，主要原因是傳統的教學模式采用的教學內容編排與“對分課堂”模式的要求不符。因此，在課程開始前，可以根據“對分課堂”的教學模式特點，對教學內容進行重構。通過查閱資料，聽取資深教師意見，對課程內容結構進行優化，并配套新的教學資源和教學資料。通過重構教學過程，提煉主要知識點，構建學習框架，使其更好與對分課堂的教學模式相融合。對于環境工程原理這門課，可以根據單元操作的特點，將每一個單元操作作為一個專題進行教學，將實驗實踐部分和理論知識部分結合起來，改變傳統的先講授理論再進行實驗實踐的教學方式，將理論知識融入工程實踐中去。如普通高等教育本科國家級規劃教材《環境工程原理》(胡洪營等編著)，該教材在內容編排上，依次包括環境工程原理基礎，分離過程原理和反應工程原理[5]，教材內容知識引導循序漸進，知識體系構建完善，具有較強的理論性和綜合性，得到了廣泛的采用[6]。然而，在基礎知識和單元操作內容銜接上，部分理論內容和單元操作有所分離，如第五章的質量傳遞和第八章的吸收以及第九章的吸附未緊密銜接起來。這導致學生在學習的過程中出現效率下降的問題，也增加了學生學習的時長和課程的學時量。為了更好地提升學生的學習效率，可以根據對分課堂的教學模式的特點，在教學內容設置上，對相關內容進行適當的調整，如將質量傳遞這一章節和吸收等章節作為一個教學專題放在一起進行授課，在采取“對分課堂”模式進行教學時，將這些內容作為一個整體進行講授，通過結合老師的講解和學生的討論，提升學習效率，減少學時數與教學內容不匹配的問題。

3.2“對分課堂”模式下教學設計的改進

在進行“對分課堂”教學時，傳統的教學模式下的教學設計顯然已不能滿足新的教學需求。因此對“對分課堂”模式下教學設計的改進是十分必要的。在進行“對分課堂”模式下教學設計時，需結合課程內容，改變教學過程，靈活采用多種不同的“對分課堂”教學模式，通過講練結合、合作學習、自主課堂、項目化教學、案例教學等多種方式增加學生的學習興趣和主觀能動性，提升教學效果。如在流體流動這一章節的教學過程中，可以充分利用對分課堂的模式，首先以工程實踐或實際問題為導向，讓學生分組討論如何判斷樓房高層自來水水管能否出水的問題，引出流體流動過程中的相關知識點，引導學生進行發散思維，思考并討論解決問題的途徑有哪些，解決這些問題還需要哪些先決條件。在此基礎上，通過相互討論和引導講解，過渡到課程內容的學習上來。然后通過講授理論知識，讓學生理解并掌握流體流動的相關理論知識以及解決之前問題的先決條件的確定方法。最后再引導學生思考如何利用所學的知識解決問題，并進行分組討論，充分發揮學生的主動性，讓學生在解決實際問題的過程中學習理論知識，提高學生將理論應用于實踐的能力。由于每一個章節或專題的內容特點不同，根據不同的教學內容可以采用不同的對分形式，靈活采用當堂對分或隔堂對分的方式，充分利用現代化的教學輔助手段，如“對分易”、“學習通”、“雨課堂”等輔助工具，將不同知識點的學習采用形式多樣的教學方法進行教授，增加課堂的豐富性，提高學生學習興趣。

3.3“對分課堂”模式下學生學習方式的轉變

傳統的教學模式下，不同的學生對于教師來說更像是一個整體，教師在授課的過程中難以滿足每個學生的個性化需求，導致部分學生的學習積極性不強，學習效率受到影響。“對分課堂”模式作為一種新的教學模式，可以根據學生的不同的情況，將他們分為不同的小組，進行分組討論和學習，每個組員在組內可以發揮自身的特長和主動性，積極地參與到課程的學習過程中。因此，在進行對分課堂教學時，不能簡單的隨意分組，而是要根據學生不同的特點，將他們相互搭配分組，充分挖掘學生各自的潛能，同時鍛煉學生的合作能力，促進學生的全面發展。如在對分課堂的實施過程中，在分組討論的環節，根據課程內容的難度的不同，可以將基礎知識扎實的同學與基礎知識薄弱的同學搭配分組；根據學生表達能力的不同，可以將表達能力強的學生與表達能力弱的學生搭配分組；根據學生性格的不同，可以將性格內向的學生與性格開朗的學生搭配分組等等。通過這種以強帶弱，互補互促的方式進行結合分組，學生在交流討論的過程中可以不斷學習對方的長處，相互幫助相互提升，綜合鍛煉他們多方面的能力。此外，在教學過程中，需要及時關注學生學習情況，通過不同的“對分課堂”模式，如當堂對分、隔堂對分、分組討論和作業點評等不同方法，結合“亮考幫”、“對分易”等多種形式和工具，引導學生積極思考，增強學生的學習效果。通過對學生在對分課堂中學習的狀況及時跟進，針對出現的問題，及時調整對分的方式，不斷進行改進，提高學生自主學習的效率，摸索出符合學生學習過程特征的對分課堂方案。

4結語

環境工程原理作為環境工程專業的一門專業基礎課，涉及到許多工程技術的原理和計算，給學生的學習提出了很大的挑戰。而“對分課堂”作為一種新的教學模式，可以通過發揮學生的主觀能動性來提高學生學習的興趣，從而獲得較好的教學效果。但將對分課堂應用于環境工程原理教學中時，會出現“對分課堂”模式與環境工程原理課程的學時數不匹配，與環境工程原理課程的內容不合拍，以及“對分課堂”模式對學生的引導作用不一致的問題。因此，在將對分課堂教學模式應用于環境工程原理教學中時，首先應根據環境工程原理的課程特點，進行“對分課堂”模式下的教學內容重構，將實驗實踐部分和理論知識部分結合起來，將理論知識融入工程實踐中去。其次，應結合課程內容，改進教學設計，靈活采用多種不同的“對分課堂”教學模式，增提升教學效果。第三，應調整學生的學習方式，根據學生不同的特點，將他們相互搭配分組，充分挖掘學生各自的潛能，結合“亮考幫”、“對分易”等多種形式和工具，引導學生積極思考，增強學生的學習效果。最后，根據“對分課堂”模式與教學內容的融合方式以及學生的學習反饋，完善“對分課堂”的教學模式，并加以驗證，嘗試將其推廣到其他類似課程的學習過程中去。

參考文獻

[1]韓曉剛，陳秀珍．《環境工程原理》課程建設改革初探[J]．教育現代化，2017，(37)：57+138．

[2]雷暢，付志平，龍來壽，等．《環境工程原理》實驗與理論結合的教學方式探索[J]．教育現代化，2019，6(76)：163-164．

[3]唐海，徐建平，蔡昌鳳，等．《環境工程原理》課程實驗教學模式優化研究[J]．廣州化工，2013(4)：183-184．

[4]劉磊，趙庚升，王波，等．基于對分課堂的工科專業大班基礎理論教學改革[J]．上海理工大學學報(社會科學版)，2019，41(2)：190-194．

[5]胡洪營，張旭，黃霞，等．環境工程原理[M]．北京：高等教育出版社，2015．

[6]陳忠明，邵友元，范洪波．《環境工程原理》教學方法改革與應用型學生培養[J]．東莞理工學院學報，2017，024(001)：107-110．

作者:雷暢 龍來壽 付志平 蔣榮華 單位:韶關學院化學與土木工程學院