刘佩贵，尚熳廷，魏 松，李 睿

（合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009）

引言

如何在教学过程中最大限度地激发学生的学习兴趣，提升教学效果，使学生真正理解和掌握所学知识点，一直是教育工作者极为关注的问题之一，也是近年来教育改革创新的方向之一。翻转课堂的推行是教学技术改革的重要方向，该类型的课堂最早源于1996年Maureen J.Lage和Glenn J.Platt 提出的设想［1］，在网络化﹑信息化技术飞速发展的背景下，翻转课堂几乎遍及全球高等学校的大学教育课堂，促进了部分优秀精品课程的产生［2-3］。但这些课程大多聚焦于文﹑理类，工科类课程占比较少，特别是针对水利工程类的专业课程，多具有知识点多﹑理论与工程实践问题紧密结合等特点［4］，如何在水利工程类专业课程教学中提升翻转课堂的效果，激发学生主动学习的积极性，成为亟须解决的一大问题。特别在“两性一度”的“金课”标准要求下，打造具有高阶性﹑创新性﹑挑战度的“金课”，成为新形势下高等教育水利类本科教学面临的一大挑战。

本文以合肥工业大学水利类专业基础课——“水文地质学基础”为例，紧密围绕专业教育，从工程实际问题出发，提出一套围绕课程知识点的案例，构建模块化及案例教学体系，采用“学以致用﹑知行并进”的教学理念激发学生学习兴趣，打造案例教学与翻转课堂有机融合的教学模式，提升该专业课程的教学效果，推动线上线下混合式教学体系建设。

一、“水文地质学基础”课程知识点模块化及案例体系构建

（一）知识点模块化体系

“水文地质学基础”是水利类和地质类专业的一门必修专业基础课程，是研究地下水圈系列课程的先行课程，也是后续专业课程的启蒙课程，共16章［5］。它具有知识点多﹑抽象性强﹑易混淆﹑理论与工程问题紧密结合等特点。为此，按照“新而宽”“少而精”的原则，优化教学内容，抓住课程主线，总结归纳课程知识体系，用问题的形式建立了四个“模块化”知识体系（见图1），问题的答案则对应相应章节的知识点。

图1 模块化知识体系

四个模块化知识体系将“水文地质学基础”课程16章的内容凝练为四个问题，分别为地下水的主要特性包括哪些（地下水的主要特性）﹑地下水从哪里来到哪里去（地下水的来龙去脉）﹑地下水的动态变化特征如何（地下水的动态）﹑地下水的主要类型包括哪些（地下水的类型）。模块化体系的构建首先从数字上给学生一个直观认识，16章的内容总结为4 个模块，将16 递减至4，从感性认识上减轻了学习压力；其次，每个模块聚焦于一个问题，内容的连贯性和衔接性更紧密，实现了知识点的串联，学习同一模块相关知识点时可以进行有机的复习与巩固，便于理解和掌握已学知识。

（二）案例教学体系

案例教学主要是围绕一个与地下水相关的事件开展教学活动，该事件可以是工程问题，也可以是日常生活问题。其宗旨是围绕教学目标，根据事件或问题，整理为一个相关教学案例，知识点的学习贯穿案例全过程，二者有机结合。收集﹑整理并筛选的相关案例主题如表1所示。

表1 案例教学体系

二、面向翻转课堂的案例教学模式实施

翻转课堂提升了学生在课堂中的参与度，增强了学习的灵活性和主动性，激发了学生的个性化学习。针对四个模块的相关案例，对翻转课堂的教学模式进行改进，提出面向翻转课堂的案例教学模式，实施过程如图2所示，该过程从实际问题出发，经专业知识学习，最后回归问题，充分体现了“教”促“学”与“学”促“教”环环相扣﹑相辅相成的紧密关系。

图2 案例教学模式框架

（一）教师课前准备

教师课前准备可归纳为知识点梳理﹑课时规划﹑案例精选。知识点梳理是制定课时规划和案例精选的基础；课时规划是有序推进课程内容和达到课程目标的保障；案例精选是实现问题与知识匹配的关键，更是课前准备阶段的重要工作。

在传统教学模式下，教师是课堂的主体，是知识的传授者；而在翻转课堂背景下，教师是课堂的客体，是知识的导学者，侧重点由讲授转化为对教学内容答疑解惑。因此，教师的课前准备也将由单一的理论知识备课扩大至同步准备理论知识与解决实际问题，围绕理论知识搜集实践问题，再由实践问题的解决与理论知识进行匹配分析。在该过程中，案例的选取则显得尤为重要，一个精选且合适的案例不仅可以调动学生自学的主动性，激发对专业学习的兴趣，还可以让学生在探究问题的答案过程中，有机融合理论知识学习与实际问题解决两个环节，避免学生为了学习而学习，也克服了教师课堂以讲授为主的弊端。

（二）学生课前自学

学生课前自学是指围绕教师提出的案例问题，学生个人或小组通过查阅相关书籍﹑电子资源﹑互相讨论等形式，对案例问题发生的原因﹑形成过程﹑产生的危害或采取的措施等进行解答，归纳总结，吸收新知识。该环节体现了翻转课堂与传统课堂的主要区别，也是决定翻转课堂实施效果的关键点，更是与课堂教学互为补充的重要方法，其核心是带着问题学习，而不是单纯地学习一个新概念或新公式。

考虑到课上学生人数及课时限制，课前自学宜以2～3人为一个小组，最多不超过5人，这样既可以提升学生的责任心与荣誉感，也可以培养和锻炼学生的团队意识。为避免自学阶段个别学生出现“搭顺风车”的现象，尽量保障小组间“势均力敌”，也可以根据学生的个性及平时表现进行组队，以期实现相互促进﹑共同进步的教学目标。

（三）学生课上展示

课上展示是学生上讲台向全班同学解答教师提出的问题的环节，实现从知其然到知其所以然的过渡。展示形式主要包括PPT﹑微视频﹑讨论﹑辩论等，最终由小组学生决定具体采用什幺样的展示形式。

该阶段学生是课堂的主导者，教师是引导者。首先，由小组成员讲解10～15分钟案例问题，然后，教师和学生展开讨论。注意在该过程中教师的侧重点是引导学生多角度思考，开展启发式指引，对学生的观点和疑点进行归纳总结，用问题式为后面知识的学习做铺垫。为鼓励学生积极参与并提高其积极性，将课上展示作为课程成绩的一部分，为保证成绩的公平性，可采用小组互评的形式打分取平均值。该部分既可以检验学生课前自学的效果，也可以了解学生对问题的认识及理解程度，并让学生认识到知识的可应用性。

（四）教师课上讲解

理论指导问题，问题催生理论。教师课上讲解是指教师针对学生在案例问题学习过程中存在的难点和疑点进行系统的讲解，将案例中隐含的专业理论﹑科学方法通过解决实际问题的形式展开学习，启发学生围绕该问题举一反三，解决更多实际问题，指导学生从知其然到知其所以然的跨越。

教师课上讲解区别于传统的课堂教学模式，学生此时仍处于案例问题情境中。因此，该环节还是教师的辅助学习阶段，关键点是时刻把握将新知识点的学习与解决问题的方法有机融合为一体，不再孤立地学习。该案例教学模式不仅可以实现知识的融会贯通，还可以培养学生的创新意识与分析问题﹑解决问题的能力。

（五）学生课后应用

学生课后应用是围绕案例问题，结合自学内容和学生的讨论及教师的讲解，系统总结归纳相关知识点，经过从提出问题，到认识问题﹑分析问题﹑解析问题，最后解决问题的过程。可以进一步巩固新知识，推广应用于解决相似问题，理解并掌握“知其所必然”，从课堂上实现“学以致用﹑知行并进”。

通过五个教学过程，教师实现了从课堂的主导者到引导者的转换，学生实现了由被动学习到主动学习的提升，教学模式由传统的课上知识点讲授到从问题出发到回归问题的转变，教学效果达到了从知其然到知其所以然再到知其所必然的升华。

结语

在翻转课堂实施背景下，按照“新而宽”“少而精”的原则优化了教学内容，抓住课程主线，总结归纳课程知识体系，凝练课程知识点，构建了四个“模块化”知识体系，使课程知识体系做到简而精，各个零散知识点之间衔接更加紧密。

结合工程问题建立以“问题”引入式的授课方式，从教师课前准备﹑学生课前自学﹑学生课上展示﹑教师课上讲解﹑学生课后应用五个教与学阶段，提出了面向翻转课堂的案例教学模式。以案例启发学生，提前布置学生需要了解的教学案例，让学生从“这个问题为什幺会发生”“这个问题涉及哪些与地下水相关的知识”这两个问题出发，通过课下自学，课上展示回答“如何解决这个工程问题”，然后在教师的引导与辅助下，系统学习相关知识，巩固应用成果。

案例教学体系的推行与实施，不仅有利于激发学生自主学习的主动性，还避免了理论学习的枯燥性，更有利于学生对知识点的消化﹑吸收与掌握，以期在学习过程中培养和锻炼学生的团队合作意识﹑表达能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，以适应大数据背景下高等学校人才培养的需求。