基于翻转课堂的“环境催化原理及应用”教学模式的重构

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业基于翻转课堂的“环境催化原理及应用”教学模式的重构作者：张晓东刘宁王吟来源：内蒙古教育科研版2017年第09期摘 要：作为深化学术型硕士教育体系改革的一次有力尝试，将翻转课堂引入到教学过程中，结合上海理工大学环境与建筑学院多年的教学实践，从课前准备资料、教学组织形式、工程素质培养和质量评价体系四个方面，对环境催化原理及应用的教学模式进行重构，并阐述了翻转课堂指导环境催化原理及应用教学的可行性分析及其优势，并给出相关的对策及建议，结合课堂实践案例，以期为我国高校实施研究生

2、翻转课堂实践提供借鉴。关键词：学术型硕士；环境催化原理及应用；翻转课堂；教学模式重构【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2017）09B-0127-02长期以来，我国研究生教育普遍存在“轻理论课程，重单一课题，教学内容以讲授为主，无实践能力培养”，导致大部分学术型硕士理论水平、专业技能都不能满足实际需要。为了满足社会发展与环保事业对研究型技术人才的需求，不断提高环境科学与工程专业研究生的综合素质，改变以教师为主导地位的传统教学模式迫在眉睫，要调动学生的自主学习能力和积极性，鼓励教学方法创新和实践改革。作为环境工程学术型硕士环境催化与环保材料研究方向的一门主干课，

3、环境催化原理及应用是从环境和催化的关系出发，以环境催化中的主要研究目标为体系，致力于系统、全面地阐释环境催化的催化原理、特点、方法及在环境污染治理方面显著的应用成果和最新进展，此外还概述了自然界中一些自发存在的环境催化的概念和相应的研究前沿。通过对本课程的学习，要求学生：（1）掌握催化与环境催化基本概念和原理；（2）掌握移动源和固定源燃烧排放的多相催化净化；（3）掌握室内空气催化净化相关原理及技术；（4）掌握水处理过程中的多相催化。通过上述的学习，为学生进入社会从事环境保护工作打下坚实的理论和实践应用基础。作为一次研究生课程建设与革新的有力尝试，本文针对当前环境催化原理及应用课程教学中存在的明

4、显问题进行分析，具体论述了翻转课堂这一最新概念的先进性，提出了环境催化原理及应用教学模式的重构框架，并再次强调了理论知识培养与实际应用训练在研究型人才培养体系中的核心地位。一、环境催化原理及应用教学中存在的问题（一）理论基础面宽，内容多，教学学时短结合我校环境科学、环境工程学术型硕士研究方向，我们选用了环境科学前沿及新技术丛书，即由科学出版社贺泓、李俊华、何洪、上官文峰、胡春主编的环境催化原理及应用。教材内容设计到物理化学、化工原理、流体力学等多门本科专业基础学科及大气、水污染控制工程等多门环境专业核心课程，具有理论问题多、反应原理多、知识联系性强等特点，适用64学时左右。然而研究生所修课程学

5、时较少，我院根据研究生“打基础、拓方向，提升思考及实践能力”的培养原则，于2014年修订了环境科学、环境工程学术型硕士培养方案，增设了该课程，设置为36学时，学时短，内容多，学生学习该课程的动力和兴趣都受到很大鼓舞。（二）课程所含内容全面，但与其他课程内容存在重复根据教学大纲，环境催化原理与应用课程主要介绍环境催化基础、移动源以及固定源燃烧排放的催化净化、挥发性有机物和天然气的催化燃烧、室内空气催化净化、水处理过程中的多相催化等。现行环境工程学术型课程的教学安排上出现了部分理论知识体系交叉重复的现象，诸如该课程中所有关于气态污染物的净化技术内容与空气污染控制理论与技术中的催化方法去除气态污染物

6、部分重复；其次，在环保材料表征及分析中相关催化剂所涉及表征等内容一样；此外，高级水污染控制理论与技术中的芬顿高级氧化与本课程中的水处理过程中的多相催化也有交叉。因此，在理论教学过程中如何更好地协调与其他课程的关系则显得尤为重要。（三）教材内容远滞后于学科发展环境催化原理及应用出版于2008年10月，距离现在已近10年，科技水平迅猛发展，相关技术原理及其应用条件都有了巨大的发展。新修订的 环境空气质量标准 增加了臭氧和细颗粒物限值监测指标，国家“十三五”规划中将VOCs控制减排提升到国家层面。实践中，多种环境污染物控制的热点不断转换，应用技术更新加快，教材明显滞后，不利于研究生了解最新的理论及应

7、用技术。（四）课程主要以理论授课为主，缺少专业实践环节目前，我国研究生教学中普遍存在的主要问题是缺少专业实践教学环节。由于各种条件的限制，部分实验设备不能及时更新，这在一定程度上制约了环境催化原理及应用的科研教学实践，为进一步加强研究生将理论知识与解决实际问题相结合的能力，亟需加强该课程的教学实践环节。二、引入翻转课堂教学模式的必要性1996年美国迈阿密大学商学院的格兰波兰特和莫里拉吉将“翻转课堂”设想用于大学，2007年美国林地公园高中化学老师亚伦萨姆斯和乔纳森伯格曼将“翻转课堂”在高中实施，这种教学方式已发展成目前教育改革中的前言课题。自2012年被引入中国，目前仍处于快速发展与完善阶段，

8、其教学过程主要分为：课前，教师在网上发布课程相关内容及教学视频等，学生自行下载学习，并完成相关内容的测试；教师在网上直接了解学生的学习状况，并对问题进行分析整理出学生无法理解或掌握程度较差的知识点；课上，不再讲解课程内容，而是尽可能地与学生进行互动，协助学生们解决问题，完成相应重点、难点等知识的消化。翻转课堂即将师生间的角色进行转变、强调学生自主思考和学习、并注重学生个性化培养的全新教学策略。它改变了传统的教学模式，给教师提供更多机会为学生提供定制化辅导，并鼓励学生自主学习。该课程要求教师必须熟练掌握一定的网络教学资源及应用能力，这在某种程度上提高了此类课程教学改革的门槛。但对于这种“小规模”

9、的环境催化原理及应用课程而言，这种灵活的形式是完全适合的。除此之外，基于翻转课堂进行研究生教学模式的重构顺应了21世纪研究生群体的发展特征与趋势，即乐于尝试新鲜事物、思维方式活跃、渴望平等沟通、熟练使用网络电子设备，有利于研究型技术人才的训练。三、环境催化原理及应用教学模式的重构针对目前该课程中存在的一些显著问题，重构环境催化原理的教学模式应该从课前资料的准备、课上教学形式的革新、工程素质的培养和教学质量评价体系等四个层面来开展。第一，整合教学内容，将该课程中与其他课程相关的内容进行综合。综合的内容不仅要包含常用的教学视频资料、教学任务、教学时间节点，更要包含当前相关领域的最新文献及应用技术等

10、。此外，在发扬传统教学章节系统性和稳定性，通过查阅国内外大量教材、科学研究和教学研究文献的基础上，注重外延式更新和内涵式更新，将教学内容和案例有机结合，形成有特色的教学体系和教学教案。按照计划，构建的课程内容体系及案例设计（如图1）所示。第二，翻转课堂的一个重要体现就是课上教学组织形式的转变，教学方式由教师集中传授过渡为针对性更强的动画、视频等多种多样的教学方式，而“不懂就问老师”的传统模式也转换成了以任务为导向的小组讨论形式，进而加强学生的讨论，培养学生的发散性思维。需要重点强调的是，这种倡导团队协作的形式，其前提应当是“任务大体类似，知识点显著不同”。作为师生互动的重要手段，在布置任务之前

11、的准备中，可以事先布置一些问卷调查，根据结果来判断学生对内容的掌握情况，并及时进行辅导内容与方法的调整进而取得一个最佳的效果。第三，在教学中，对学生进行工程素质培养，准备相关工程的应用视频，通过线下自行观看和线上观看讲解等方式，提升学生的工程素质。此外，还通过参观工程示范基地，参与课题等方式提升认识。第四，质量评价体系为保证客观与公平，要求学生将所布置的任务以PPT的形式展现出来，鼓励其介绍知识点来源及所存在的困惑。在此期间，教师和其他学生均可与其互动，提问交流，并评定成绩。四、结束语综上所述，环境催化原理及应用是环境催化与环保材料研究方向理论教学的深入与升华。基于翻转课堂这一新理念对课程进行传统教学模式重构的特点，符合研究型人才培养“开放性、发散性、自主性”的基本原则，有利于教学组织形式的革新与优化，减少教师的重复性劳动，并激发学生的主观能动性及求知欲和课堂参与度。同时值得注意的是，理念与方法的借鉴并不代表简单地照搬模式。翻转课堂的综合效益既源于师生间更为平等有效的互动与成果评价的合理安排，也源于高质量的教学视频和科研素材的辅助作用，这改变了以教师为主的传统教学模式，使得教师与学生都要付出更多的时间，不断拓展知识储备以及教学经验。基金项目： 上海理工大学2017年度研究生课程建设项目（翻转课堂教学课