翻转课堂融合研究型教学法探索

翻转课堂融合研究型教学法探索

互联网信息技术的快速发展改变了传统教育模式,推进了我国高等教育的信息化进程,掀起了信息化教育教学改革探索的新浪潮,现代信息技术与课堂教学的深度融合为互联网背景下的教学革命提供了新的思路[1],将成为未来教学模式变革的主旋律。翻转课堂打破了传统课堂教学中教与学的概念,使学生成为学习的主人,教师成为课堂的组织者,实现了学习方式的变革,激发了学生学习的兴趣、动机,构建了一种有效的学习行为[2]。2017年国务院《国家教育事业发展“十三五”规划》明确指出:“积极发展‘互联网+教育’,全力推动信息技术与教育教学深度融合,建设课程教学与应用服务有机结合的优质在线开放课程和资源库”“鼓励教师利用信息技术提升教学水平、创新教学模式,利用翻转课堂、混合式教学等多种方式用好优质数字资源,支持各级各类学校利用互联网、大数据等技术探索未来教育教学新模式”[3]。探索‘互联网+教育’背景下的创新教学模式已成为促进课堂革命、提高人才培养质量的主要抓手。研究型教学是教师根据课程教学内容和学生的知识结构,引导自己发现问题、分析问题和解决问题,在研讨中掌握新知识、培养学生学习能力和创新思维的一种新型教学模式。研究型教学能促进“教”与“研”相长,在教学内容前沿性、探索性和教学方法互动性的作用下,以学生为主导,教师起辅助作用,让学生通过参与研究来自觉地发现问题、分析和解决问题,激发学生的研究兴趣和研究素养,提高课堂参与度,培养学生科研能力,非常适合研究型人才培养。其主要教学方法有案例教学法、探究式教学及基于问题的教学[4]。国内一些高校利用研究型教学分别对生物材料导论[5]、电路原理[6]、大学数学[7]、无机固体材料化学[8]、分子生物学实验[9]及电子信息类专业基础课[10]进行教学改革,取得了良好的效果。研究型教学以培养学生“批判性思维和创造力”为理念,体现了“教研结合”“寓教于研”的核心思想,推动教学内容、教学方式、教学手段和评价方式等方面的全面创新,培养了研究生阶段所需要的专业素养和专业理论思维能力。翻转课堂与研究性教学的有机结合必定能促进研究生教学的改革,将“自主、合作、探究”的学习方式落到实处,实现互动式教学,实现教师不是教学生,而是引导学生学习,并帮助学生形成终身学习的能力和习惯,这对于培养研究生的创新精神、实践能力、个性发展及更多具有较高综合素质的创新人才具有重要作用。

1课程教学现状分析

“试验设计及统计分析与软件应用”课程是我院食品工程专硕的学位课,是培养食工专硕从事食品科学研究和生产不可缺少的分析工具,课程具有综合性、应用性较强的特点。通过实习,使学生掌握试验设计和数据分析的基本原理、方法和应用技巧,能够独立地根据食品生产及科研中遇到的实际问题合理的设计和实施试验,并对试验数据能进行正确的统计及分析处理,得到可靠可信的结果及科学结论。课程对于新工科背景下高素质食品专业卓越工程师人才的培养具有重要意义。但是,目前多数学生学完该课程后仍不能灵活运用本课程的方法去开展科学研究,没有达到预期的教学效果,教学存在一些问题亟待解决。

1.1传统授课模式单调

传统课堂以教师讲授、学生学习为主,教师传授、灌输知识,学生只是被动地学习,学生参与到课堂中的机会少,师生互动少,学习积极性差,不能做到自主学习。“试验设计及统计分析与软件应用”课程理论难度大、教学内容抽象、公式推导多,学生更是感到索然无味而失去兴趣,学习动机明显不足、积极性不高、主动性也不强,造成学习效果差,达不到培养学生解决食品生产与科研中实际问题能力的目的。传统的讲授式教学方式已不能达到这门课的教学要求,翻转课堂则是针对学生个性化差异而设计的教学模式,其主要思想是将学习的决定权从教师转移给学生,克服了传统教学的弊端。

1.2课程教学重点不突出

“试验设计及统计分析与软件应用”课程教学内容较多,主要包括统计学的相关基本原理、常用的统计分析方法、食品试验设计的原理和主要方法、SPSS及DesignExpert等软件的应用。教学侧重于理论、公式和概念,学生在学习过程中需掌握的内容较多,理解较困难,导致学生学习兴趣下降。对食品类学生来说,学习该课程的目的是要将学到的理论知识用于食品科学试验方案的拟定及试验数据的分析,因此,教学重点应放在试验设计及统计分析知识的灵活应用上。

1.3课程知识理论,缺乏与食品生产及科研实际有机融合

目前很多研究生在课程结束后,只是死记硬背地记住了一些计算公式和分析理论,遇到食品生产与科学研究中的实际问题时仍不知道怎么进行实验设计及分析数据,出现这一现象主要因为现有教材是通用教材,适合不同的专业,而教学中的案例大多与食品领域相差较大。如果教学中能结合食品学院学生的专业实验、课程设计、毕业论文、大学生创新创业训练计划项目及教师的科研项目进行研究型教学,就能将抽象的知识变成具体的应用,能解决食品工程中的具体问题,学生的学习就有了动力,有利于激发学生思维,对提高学生分析问题和解决问题的能力具有重要作用。

1.4课程考核标准不合理

课程考核采用期末闭卷考试,主要测评学生试验设计及数据处理中理论知识方面的学习结果,未对学生实践能力和创新能力等进行评价。作为研究生课程,应该重点考核学生创新和实践等方面的能力。这种单纯的期末闭卷考试模式容易造成“重知识轻能力”的缺点,学生只需要把精力放在抄笔记、记笔记、背熟笔记上,并不需要考虑知识的灵活运用及创造性应用,导致学生高分低能,毕业后不能满足社会对高级食品专业人士的的需要。

2翻转课堂融合研究型教学法在“试验设计及统计分析与软件应用”课程教学中的实践

2.1课前学习

教师通过Blackboard教学平台学习任务,任务包括应学习的知识点及测试学习效果自测试题,学生按照学习的任务及要求通过教材、短视频及互联网上相关课程的教学网站进行自主探究学习;学生利用Blackbord平台的讨论板进行分组讨论,老师要引导学生的讨论,学生相互解答自己提出的问题,纠正理解上的误区,将无法解答的问题及时反馈给教师;学生完成平台上的作业并提交。

2.2课堂讲授

2.2.1解题答惑,精讲内容

教师对Blackboard平台上学生作业情况进行分析,以解决存在的共性问题及教学内容中的难点问题为目标进行讲解;教师解答学生所提出的问题,引导学生进行知识内化吸收;教师对教学内容进行串解,理清知识的逻辑思路,明确学生学习的重点;课堂上在讲清楚统计及处理数据原理和试验设计方法的基础上,着重讲课程能解决食品领域哪些问题、怎么解决及结果怎么分析等,而对烦琐的数学公式推导及数据处理的原理简单介绍;采用思维导图对本次课程进行总结,实现知识与技能的构建。

2.2.2精选案例,注重实践

根据课堂教学的内容,从中国农业科学及SCI期刊中选取有关食品试验设计与试验数据处理的相关论文作为教学案例;以实际案例作为依托,采用研究型教学法,从研究需求分析入手,逐步讲解论文中所涉及的试验设计和统计分析及数据处理方法;设计层次性问题,和学生一起进行讨论和分析,对学生分析不到位的地方,教师要及时补充,将课堂讨论逐渐引向深入;与学生共同分析试验设计是否合理,总结出不同试验方法的应用范围和优缺点;利用SPSS统计分析软件和DesignExpert设计软件对论文中数据进行处理,将基础理论教学和实验教学密切结合起来,使学生熟练掌握并加深对试验设计及数据分析方法的理解。通过这些增强学生运用统计分析和试验设计软件解决食品工业中实际问题的能力,培养学生的自学和实践运用能力,激发探究问题的兴趣,提高研究能力和创新能力。

2.3课后巩固

课后环节作为学生巩固强化知识技能阶段,通常包括回答学生在线提问、针对学生研究方向提供个性化指导,教师设置拓展任务,实现知识的巩固和拓展。

2.4学生学习成果的评价

改革考核方式,制定更加合理的综合评价考核方式。课程成绩分为三部分:一是平时成绩(占30%),包括平时作业、课堂讨论、回答问题及出勤情况;二是上机实验成绩(占30%),每次上机课形成实验报告,作为评分的依据;三是期末考试成绩(占40%),通过综合评价,全面考查学生对知识的掌握情况,也能促使学生更加重视知识获取和能力提高的过程。

3结论与展望

“试验设计及统计分析与软件应用”是一门理论性与应用性都很强的课程,其教学理念需要从以知识传授为重点转向以培养实践能力为重点。基于研究型的翻转课堂教学模式对试验设计及统计分析与软件应用课程进行改革,能充分激发学生学习兴趣、启迪思考,激励学生产生学习内动力,调动主观能动性,提高课程教学质量与效率,帮助学生构建创新型的思维方式,对食品工程拔尖科技创新人才的培养具有非常重要的意义。研究生阶段是培养科研思维、动手能力和语言表达能力的关键阶段,学生在此阶段学到的知识可为今后的科研工作打下扎实的基础。以研究型教学法与翻转课堂教学模式有机融合的教学方法,将不断推进对“教”与“学”过程的认知和理解,促进学科知识的传播和学生能力的培养,将极大提高研究生培养质量,是今后教学研究的发展方向。

参考文献

[1]韩艳敏,白宝钢,张扬.教育信息化下翻转课堂教学模式的探索与思考[J].时代教育,2016(5):56-57.

[2]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012(4):49-50.

[3]赵学孔.基于翻转课堂的教育技术公共课混合式教学模式研究[J].大学教育,2020(3):39-41.

[4]汪铭,陈聚涛,杨昱鹏,等.研究型教学在研究生课程教学中的应用[J].研究生教育研究,2018(1):33-37.

[5]贺玮,郑裕东,何志巍,等.“四位一体”研究型教学创新模式探索与实践[J].北京科技大学学报(社会科学版),2019(5):57-62.

[6]于歆杰,陆文娟,王树民.专业基础课中的研究型教学[J].高等工程教育研究,2006(1):118-121.

[7]黄廷祝,高建.大学数学研究型教学方法和考试方法改革与实践[J].中国大学教学,2012(11):52-55.

[8]周立亚,龚福忠,兰宇卫,等.构建研究型实验教学法培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2011(5):127-129.

[9]狄建军,佘集凯,黄凤兰.“分子生物学实验”研究型教学模式探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2019(6):36-37.

[10]黄玲琴.“互联网+”下电子信息类专业基础课研究型教学改革思路[J].科技创新导报,2019(11):214-215.

作者:赵武奇 高贵田 张清安 宋树杰 单位:陕西师范大学食品工程与营养科学学院