论文部分内容阅读
[关键词]雨课堂;翻转课堂;案例教学;土壤污染与防治课程;教学改革
土壤污染与防治课程是高等学校环境工程专业开设的一门重要的专业课，其教学任务是引导学生从科学的角度理解土壤基础知识和土壤污染的相关理论，了解污染物在土壤中的迁移转化规律，掌握污染土壤的修复技术。环境工程专业学生不仅要学习土壤学和土壤污染相关的理论知识，更应该具备利用理论知识解决实际问题的能力，这就需要改革以教师讲授为主的教学模式。
一、雨课堂工具的引入与功能
笔者前期已经在土壤污染与防治课程尝试开展“翻转课堂+案例教学”并取得了一些初步成效[1]，但是也存在一些问题。例如教师无法及时掌握学生课前预习情况;在以小组为单位的学习中，部分学生的参与度低，而前期学习投入不够又会导致课堂活跃度不够;课后的复习和反馈也不够及时。这些方面都影响了翻转课堂的应用效果。为了探索问题解决的对策，本课程在之前的基础上引入雨课堂工具。
雨课堂作为一个混合式教学工具，成功地将复杂的信息技术手段与PowerPoint、微信结合起来，建立起教师课堂教学与学生课外预习间的沟通桥梁，让课堂互动永不下线[2-3]。这一工具的运用可以完整地将课前、课中和课后的各个环节有机结合起来，为整个教学活动提供有效的数据支撑，以保证教师能够随时查看学生课前预习情况和课堂表现情况，为后期教学进度的修正和教学内容的优化提供科学依据[4]。而且雨课堂的扫码进课堂、课上随机点名、课后作业和手机答疑等功能，又具有监督学生出勤，促进学生积极回答问题、及时巩固所学知识等作用，有利于形成良好的课堂氛围，提升课堂质量。
二、基于雨课堂的翻转课堂+案例教学设计
基于雨课堂的翻转课堂与案例教学相结合的深度学习模式，即通过将异步学习与同步探究相结合来引导学生进行深度学习的模式，如图1所示。
深度学习模式主要分为三部分：一是理论基础知识，掌握土壤污染修复相关的基础知识，这部分知识的掌握为后期的案例分析和方案设计奠定理论基础;二是典型案例分析，利用前期学习的土壤污染相关知识分析国内外典型土壤污染案例，发现问题，找出问题产生原因;三是进行土壤污染修复方案设计与评价，利用掌握的理论知识进行土壤污染修复方案的制订、评价和选择。后两部分的内容是对理论知识的实际运用。
（一）基础理论部分
1.课前准备
教师将课上要讲授的土壤基本组成、土壤性质壤污染等理论知识点做成预习资料，通过雨课堂在上课之前推送给学生（资料一般以PPT和视频为主，教学难点和重点以短视频形式呈现）。学生根据教师布置的预习任务进行课前学习，对不懂的地方进行记录并自行查找资料或与同学讨论解决，留待课堂提问、讨论。在课前学习过程中，教师应及时提醒、督促学生完成相应的学习任务，并通过软件在线查看功能，了解学生的预习进度，同时多与学生沟通，以便能及时修改、完善课堂教学内容。
2.课堂互动
土壤污染与防治这门课程的基础理论部分采取的互动方式主要包含课堂讨论、随机点名、随堂练习和随堂测验等方式。一般会在知识点学习结束后插入随堂练习或者课堂讨论环节，学生在手机上作答，这样既可以活跃课堂学习气氛也可以让学生巩固所学的知识。尤其是雨课堂特有的弹幕功能可以让课堂讨论得以轻松地实现。因为是匿名回答问题，学生可以通过这个功能把真实的想法展现给老师。除此之外，教师可以通过雨课堂掌握学生出勤情况，也可以随机点名让学生回答问题。
3.课后巩固
课后利用雨课堂推送练习题，要求学生限时完成，及时巩固课堂上的学习内容。教师分析软件平台记录的数据，梳理学生学习难点，进行进一步的答疑解惑，同时对每節课的教学进行反思、总结，对整个课程教学进行科学的调整。
（二）典型案例部分
1.课前准备
这部分内容的综合性很强，要求学生对基础理论知识进行综合运用，学生独立完成比较困难，一般需要分组讨论、共同完成。教师根据学生前期学习情况，将全班学生分成几个学习小组。比如土壤污染与防治这门课程，教师根据学生理论知识的掌握情况、学习效果，精选土壤污染相关案例，拟制讨论题目和学习目标、要求，通过雨课堂在线发布，给学生布置学习任务。学习小组先集体研究、讨论老师布置的相关案例，再根据学习要求查阅相关文献资料，同时与前期学习的理论知识相结合，进一步讨论分析案例反映的问题及其解决思路与方案，在上课前将整个学习成果通过雨课堂平台反馈给老师，以供老师了解学情。
2.课堂翻转
教师根据各小组的课前学习情况，引领学生开展课堂翻转。课堂学习以学生为主角，教师只是引导者。这一过程中，由于具有课前学习的基础，学生能够有意识地去分享已经掌握的知识，同时主动去学习感到有疑惑的问题，提高课堂学习效率。教师可以进一步引导学生拓展思维，从不同的角度思考问题，发表不同的观点，并将思考和看法进行总结，从而挖掘更深层次的知识[5-6]。
3.课后总结
经过课前学习和课上讨论后，学生对案例有了更深的认识，这时可以要求学生在剖析典型案例的过程中有意识地串起碎片化知识，实现知识的浅层次建构[7-8]，再通过雨课堂反馈给老师。这样既可以让教师进一步了解学生对知识的整体掌握情况，又可以促使学生分析总结问题能力的提高。
（三）方案设计与评价部分
修复方案设计与评价必须在掌握与土壤相关的基础理论知识以及土壤污染相关知识的基础上进行。教师在土壤污染典型案例的分析讨论中启发学生以小组为单位主动查阅资料并设计出符合要求的修复方案。学生在设计方案时遇到的各种问题一般可以通过参考典型案例和查找资料得到解决。例如，对于污染土壤重金属植物修复技术，可以参考教师讲授的典型案例“湖南郴州市苏仙区发生的一起严重砷污染土壤事故，利用重金属砷超积累植物蜈蚣草进行修复后，五年时间降至安全范围”的相关资料。学生如果遇到经过小组讨论、查找资料等都不能解决的问题，可以及时通过雨课堂平台反馈给老师。反馈问题要具体说明进行到哪一步、遇到什么问题。教师获取信息后，对共性的问题采取发布信息、资料等方式加以说明和解决，以便学生能及时进行后续的学习;对个别小组存在的问题可以采取一对一沟通的方式解决。案例教学的开展能够使学生置身于案例背景和角色之中，积极思考，锻炼发现问题、解决问题的能力，切实感受到知识应用于实际的价值与乐趣。 在修复方案的设计、实施与评价中，学生可以借助雨课堂工具展开实时交流，发表各自的看法。每位学生的观点、看法都会被雨课堂记录并呈现出来，形成多样化的观点。学生带着多样化的观点进一步收集和完善资料，在下一次的同步探究中进行新的讨论和分享。这样经过数次的讨论和分享后，学生能够在分享知识的同时逐步完善自己的整体知识框架。
三、基于雨课堂的翻转课堂与案例教学相结合的深度学习模式分析
整个学习过程主要包括异步学习和同步研究，课前是异步学习。同步研究主要从以下两个方面进行：（1）教师进行专题讲授或者组织学生讨论异步学习中反馈的问题。专题讲授一般是比较重要的知识点或者难点，也可以是学生学习中存在的共性问题，教师经过提炼总结进行讲授。同时根据学生前期的学习效果，引导学生为下一步的异步学习确立目标、指明方向。（2）教师组织学生进行方案设计项目交流。主要汇报项目进展过程、项目内容、项目存在的问题、解决问题的方法和策略以及在项目设计实施过程中的思考和收获等。每个小组汇报完毕后，其他小组可以提出问题、看法和建议，教师引导学生对有不同观点的内容进行深度解读，实现全方位的交流和思想观点的碰撞。教师通过推动各小组进行深度交流学习，进一步引导学生开拓思路，同时巩固前期的学习效果[9]。
课前异步学习和课上同步研究双管齐下，有助于学生掌握学习方法和学科知识框架，加强总结、凝练、分享知识的能力，拓展高阶思维和认知能力，提高深度学习效果。教师能够根据课上同步研究的效果和存在的问题及时调整教学方法和教学策略，而且学生在交流过程中提出的某些观点也可能促进教师思考教学中的问题，从而实现教学相长。
四、基于雨课堂的翻转课堂+案例教学实践效果与评价
经过两个学期的对照发现，实施教学改革的班级整体表现情况更好。这个班级的大部分学生对土壤污染与防治课程的学习兴趣和学习积极性明显提高，课堂氛围、课堂专注力和课堂学习效率比对照班级和往届学生的表现情况都好。其中非常明显的区别是实施翻转课堂模式的班级学生更愿意独立思考，部分优秀的学生能够主动提出科学问题，在教师的启发下愿意进一步查阅相关资料解决问题;甚至有的学生因此对土壤污染修复技术很感兴趣，在原来学习的基础上思考、改进技术方法，进而申请专利、组成团队参加大学生“互联网+”比赛，这是一个非常大的突破和进步。而对照班级的学生基本上是满足于老师的传授和灌输知识，学习较好的学生也仅仅是认真完成老师布置的作业，其自主学习能力、独立思考能力没有得到较好的锻炼和提高。
课程结束之后，笔者进行问卷调查和访谈时发现这种模式非常受学生欢迎，许多学生都表示比以前的课堂有意思，也愿意积极参与进来。但是也有学生表示刚开始有点不适应，觉得课后需要花大量时间查阅资料，甚至要阅读很多文献才能完成老师布置的任务，压力有点大。这主要是因为自愿分组的时候经常是学习好的学生愿意在一起，学习成績相对较差的学生分在一起，这就直接导致学习能力强的学生完成任务得心应手，形成良性循环，而部分学习困难的学生会感到吃力。这是今后需要改进的，一方面要合理分组，另一方面是前几次课的学习任务要稍微简单和轻松，让学生有一个适应的过程，循序渐进。
五、结语
将雨课堂、案例教学与翻转课堂三者有机融合起来构建深度学习模式能够有效突破课程课时的限制，引领学生拓宽知识面、学习更多知识。雨课堂工具的引入将课前、课中和课后三个环节有机衔接起来，促使学生充分利用课余时间，提高了教学的有效性和延续性，加强了教师与学生的互动。深度学习模式有助于培养学生自主学习的能力，挖掘学生的学习潜能，激发学生的学习兴趣，增强课堂教学活力，提高课堂教学质量。但是，这种模式也存在一定的弊端，部分自主学习能力和自制力较差的学生课堂学习可能比较吃力，而且有些学生对手机有高度依赖性，有可能借此机会在课堂上光明正大地玩手机，这是在教学实践中需要想办法解决的。
土壤污染与防治课程是高等学校环境工程专业开设的一门重要的专业课，其教学任务是引导学生从科学的角度理解土壤基础知识和土壤污染的相关理论，了解污染物在土壤中的迁移转化规律，掌握污染土壤的修复技术。环境工程专业学生不仅要学习土壤学和土壤污染相关的理论知识，更应该具备利用理论知识解决实际问题的能力，这就需要改革以教师讲授为主的教学模式。
一、雨课堂工具的引入与功能
笔者前期已经在土壤污染与防治课程尝试开展“翻转课堂+案例教学”并取得了一些初步成效[1]，但是也存在一些问题。例如教师无法及时掌握学生课前预习情况;在以小组为单位的学习中，部分学生的参与度低，而前期学习投入不够又会导致课堂活跃度不够;课后的复习和反馈也不够及时。这些方面都影响了翻转课堂的应用效果。为了探索问题解决的对策，本课程在之前的基础上引入雨课堂工具。
雨课堂作为一个混合式教学工具，成功地将复杂的信息技术手段与PowerPoint、微信结合起来，建立起教师课堂教学与学生课外预习间的沟通桥梁，让课堂互动永不下线[2-3]。这一工具的运用可以完整地将课前、课中和课后的各个环节有机结合起来，为整个教学活动提供有效的数据支撑，以保证教师能够随时查看学生课前预习情况和课堂表现情况，为后期教学进度的修正和教学内容的优化提供科学依据[4]。而且雨课堂的扫码进课堂、课上随机点名、课后作业和手机答疑等功能，又具有监督学生出勤，促进学生积极回答问题、及时巩固所学知识等作用，有利于形成良好的课堂氛围，提升课堂质量。
二、基于雨课堂的翻转课堂+案例教学设计
基于雨课堂的翻转课堂与案例教学相结合的深度学习模式，即通过将异步学习与同步探究相结合来引导学生进行深度学习的模式，如图1所示。
深度学习模式主要分为三部分：一是理论基础知识，掌握土壤污染修复相关的基础知识，这部分知识的掌握为后期的案例分析和方案设计奠定理论基础;二是典型案例分析，利用前期学习的土壤污染相关知识分析国内外典型土壤污染案例，发现问题，找出问题产生原因;三是进行土壤污染修复方案设计与评价，利用掌握的理论知识进行土壤污染修复方案的制订、评价和选择。后两部分的内容是对理论知识的实际运用。
（一）基础理论部分
1.课前准备
教师将课上要讲授的土壤基本组成、土壤性质壤污染等理论知识点做成预习资料，通过雨课堂在上课之前推送给学生（资料一般以PPT和视频为主，教学难点和重点以短视频形式呈现）。学生根据教师布置的预习任务进行课前学习，对不懂的地方进行记录并自行查找资料或与同学讨论解决，留待课堂提问、讨论。在课前学习过程中，教师应及时提醒、督促学生完成相应的学习任务，并通过软件在线查看功能，了解学生的预习进度，同时多与学生沟通，以便能及时修改、完善课堂教学内容。
2.课堂互动
土壤污染与防治这门课程的基础理论部分采取的互动方式主要包含课堂讨论、随机点名、随堂练习和随堂测验等方式。一般会在知识点学习结束后插入随堂练习或者课堂讨论环节，学生在手机上作答，这样既可以活跃课堂学习气氛也可以让学生巩固所学的知识。尤其是雨课堂特有的弹幕功能可以让课堂讨论得以轻松地实现。因为是匿名回答问题，学生可以通过这个功能把真实的想法展现给老师。除此之外，教师可以通过雨课堂掌握学生出勤情况，也可以随机点名让学生回答问题。
3.课后巩固
课后利用雨课堂推送练习题，要求学生限时完成，及时巩固课堂上的学习内容。教师分析软件平台记录的数据，梳理学生学习难点，进行进一步的答疑解惑，同时对每節课的教学进行反思、总结，对整个课程教学进行科学的调整。
（二）典型案例部分
1.课前准备
这部分内容的综合性很强，要求学生对基础理论知识进行综合运用，学生独立完成比较困难，一般需要分组讨论、共同完成。教师根据学生前期学习情况，将全班学生分成几个学习小组。比如土壤污染与防治这门课程，教师根据学生理论知识的掌握情况、学习效果，精选土壤污染相关案例，拟制讨论题目和学习目标、要求，通过雨课堂在线发布，给学生布置学习任务。学习小组先集体研究、讨论老师布置的相关案例，再根据学习要求查阅相关文献资料，同时与前期学习的理论知识相结合，进一步讨论分析案例反映的问题及其解决思路与方案，在上课前将整个学习成果通过雨课堂平台反馈给老师，以供老师了解学情。
2.课堂翻转
教师根据各小组的课前学习情况，引领学生开展课堂翻转。课堂学习以学生为主角，教师只是引导者。这一过程中，由于具有课前学习的基础，学生能够有意识地去分享已经掌握的知识，同时主动去学习感到有疑惑的问题，提高课堂学习效率。教师可以进一步引导学生拓展思维，从不同的角度思考问题，发表不同的观点，并将思考和看法进行总结，从而挖掘更深层次的知识[5-6]。
3.课后总结
经过课前学习和课上讨论后，学生对案例有了更深的认识，这时可以要求学生在剖析典型案例的过程中有意识地串起碎片化知识，实现知识的浅层次建构[7-8]，再通过雨课堂反馈给老师。这样既可以让教师进一步了解学生对知识的整体掌握情况，又可以促使学生分析总结问题能力的提高。
（三）方案设计与评价部分
修复方案设计与评价必须在掌握与土壤相关的基础理论知识以及土壤污染相关知识的基础上进行。教师在土壤污染典型案例的分析讨论中启发学生以小组为单位主动查阅资料并设计出符合要求的修复方案。学生在设计方案时遇到的各种问题一般可以通过参考典型案例和查找资料得到解决。例如，对于污染土壤重金属植物修复技术，可以参考教师讲授的典型案例“湖南郴州市苏仙区发生的一起严重砷污染土壤事故，利用重金属砷超积累植物蜈蚣草进行修复后，五年时间降至安全范围”的相关资料。学生如果遇到经过小组讨论、查找资料等都不能解决的问题，可以及时通过雨课堂平台反馈给老师。反馈问题要具体说明进行到哪一步、遇到什么问题。教师获取信息后，对共性的问题采取发布信息、资料等方式加以说明和解决，以便学生能及时进行后续的学习;对个别小组存在的问题可以采取一对一沟通的方式解决。案例教学的开展能够使学生置身于案例背景和角色之中，积极思考，锻炼发现问题、解决问题的能力，切实感受到知识应用于实际的价值与乐趣。 在修复方案的设计、实施与评价中，学生可以借助雨课堂工具展开实时交流，发表各自的看法。每位学生的观点、看法都会被雨课堂记录并呈现出来，形成多样化的观点。学生带着多样化的观点进一步收集和完善资料，在下一次的同步探究中进行新的讨论和分享。这样经过数次的讨论和分享后，学生能够在分享知识的同时逐步完善自己的整体知识框架。
三、基于雨课堂的翻转课堂与案例教学相结合的深度学习模式分析
整个学习过程主要包括异步学习和同步研究，课前是异步学习。同步研究主要从以下两个方面进行：（1）教师进行专题讲授或者组织学生讨论异步学习中反馈的问题。专题讲授一般是比较重要的知识点或者难点，也可以是学生学习中存在的共性问题，教师经过提炼总结进行讲授。同时根据学生前期的学习效果，引导学生为下一步的异步学习确立目标、指明方向。（2）教师组织学生进行方案设计项目交流。主要汇报项目进展过程、项目内容、项目存在的问题、解决问题的方法和策略以及在项目设计实施过程中的思考和收获等。每个小组汇报完毕后，其他小组可以提出问题、看法和建议，教师引导学生对有不同观点的内容进行深度解读，实现全方位的交流和思想观点的碰撞。教师通过推动各小组进行深度交流学习，进一步引导学生开拓思路，同时巩固前期的学习效果[9]。
课前异步学习和课上同步研究双管齐下，有助于学生掌握学习方法和学科知识框架，加强总结、凝练、分享知识的能力，拓展高阶思维和认知能力，提高深度学习效果。教师能够根据课上同步研究的效果和存在的问题及时调整教学方法和教学策略，而且学生在交流过程中提出的某些观点也可能促进教师思考教学中的问题，从而实现教学相长。
四、基于雨课堂的翻转课堂+案例教学实践效果与评价
经过两个学期的对照发现，实施教学改革的班级整体表现情况更好。这个班级的大部分学生对土壤污染与防治课程的学习兴趣和学习积极性明显提高，课堂氛围、课堂专注力和课堂学习效率比对照班级和往届学生的表现情况都好。其中非常明显的区别是实施翻转课堂模式的班级学生更愿意独立思考，部分优秀的学生能够主动提出科学问题，在教师的启发下愿意进一步查阅相关资料解决问题;甚至有的学生因此对土壤污染修复技术很感兴趣，在原来学习的基础上思考、改进技术方法，进而申请专利、组成团队参加大学生“互联网+”比赛，这是一个非常大的突破和进步。而对照班级的学生基本上是满足于老师的传授和灌输知识，学习较好的学生也仅仅是认真完成老师布置的作业，其自主学习能力、独立思考能力没有得到较好的锻炼和提高。
课程结束之后，笔者进行问卷调查和访谈时发现这种模式非常受学生欢迎，许多学生都表示比以前的课堂有意思，也愿意积极参与进来。但是也有学生表示刚开始有点不适应，觉得课后需要花大量时间查阅资料，甚至要阅读很多文献才能完成老师布置的任务，压力有点大。这主要是因为自愿分组的时候经常是学习好的学生愿意在一起，学习成績相对较差的学生分在一起，这就直接导致学习能力强的学生完成任务得心应手，形成良性循环，而部分学习困难的学生会感到吃力。这是今后需要改进的，一方面要合理分组，另一方面是前几次课的学习任务要稍微简单和轻松，让学生有一个适应的过程，循序渐进。
五、结语
将雨课堂、案例教学与翻转课堂三者有机融合起来构建深度学习模式能够有效突破课程课时的限制，引领学生拓宽知识面、学习更多知识。雨课堂工具的引入将课前、课中和课后三个环节有机衔接起来，促使学生充分利用课余时间，提高了教学的有效性和延续性，加强了教师与学生的互动。深度学习模式有助于培养学生自主学习的能力，挖掘学生的学习潜能，激发学生的学习兴趣，增强课堂教学活力，提高课堂教学质量。但是，这种模式也存在一定的弊端，部分自主学习能力和自制力较差的学生课堂学习可能比较吃力，而且有些学生对手机有高度依赖性，有可能借此机会在课堂上光明正大地玩手机，这是在教学实践中需要想办法解决的。