基于“翻转课堂”理念的“大气污染控制工程”教学改革与实践

胡 霞，刘宝军，邓秋静，徐 鹏，杨爱江

(贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025)

1 问题的提出

“大气污染控制工程”是环境科学与环境工程专业的核心课程，其教学效果直接关系到学生的专业基础理论知识水平和实际工程应用技能的掌握[1-2]。经过对本专业该门课程开课以来的教学实践发现，惯用的教学模式几乎都是教师课堂讲授式教学，学生被动听讲。考核方式也比较固化，基本都是采用期末考试作为最终成绩，几乎不考核学生的平时学习情况，这种单一的考核方式会导致学生不重视平时学习，有的学生甚至经常旷缺课最终导致学生的基础理论知识不系统，无法用相关的知识来解决实际的大气污染问题。

随着科学技术的进步，尤其手机已成为人们必不可少沟通工具，仍然采用这种教学模式就出现一些列的弊端，例如课堂上存在玩手机的学生较多、学生提不起兴趣，主动性不够、创新性不强等现象。因此，亟需对该课程进行整体教学改革。随着信息化的发展和“互联网+”在高校普及，学生们更容易接受新的教学思想、新的教学方法，而传统的教学模式只注重教师的单向知识传授，而忽视了学生的主体意识，已经无法满足新时代学生的需求，因此翻转课堂孕育而生[3]。

2 翻转课堂在大气污染控制教学中的优势

“翻转课堂(Flipped Classroom)”的概念最初由美国的创始者亚伦窑萨姆斯和乔纳森窑伯格曼提出[4]。目的是为了改变传统教学的固有模式和师生角色，将教学模式由教师为中心变成以学生为中心[5]。翻转课堂采取学生上课之前先进行自学，学生可以根据自身情况通过课本、网络、文献、视频或者其他学习课件进行自学，而课堂上则将教学时间主要用于学生所需的个性化解答和进一步提升整体教学效果[6]。

2.1 翻转课堂突破了传统大气污染控制工程教学时空的局限

上课之前老师将要学习的内容提前安排并提供相关的学习资料(纸质资料、视频、电子资料等)，学生可自行在教室、图书馆、寝室或者其他地方学习，不再因为不能到达上课的教室而缺席该课堂内容。自学后还有不会的知识点可安排时间请教老师或者同学。因此，翻转课堂不再受到教学时间和空间的严格限制。

2.2 翻转课堂可以改变大气污染控制工程的教学内容与方式

由于该门课受课时的限制，传统授课方式只能完成大气污染控制工程课本中的一些大气污染原理的讲授，课本展示的内容过于抽象，学生理解起来比较困难。而翻转课堂则可以利用各种媒介将大气污染控制工程的内容以文字、动画、视频等形式呈现给学生随时学习。翻转课堂不再像传统教学方式一样单一，用学生更易接受的方式，丰富大气污染控制工程课程的教学内容，提高了学生的学习效率。

2.3 翻转课堂更好地调动学生学习大气污染工程的积极性和主动性

在翻转课堂上，老师以满足学生学习的个性化需求为主。上课前学生可以按照自己的时间主动学习老师提前安排的教学资料，反复学习后仍不理解的内容可以留到课堂上学习掌握。在翻转课堂上，重点提出自己感兴趣或者有疑惑的内容，与老师和同学一起在课堂上展开多种形式的教学活动，通过互动的形式培养学生的思考和解决问题的能力。

3 基于翻转课堂的大气污染控制工程的教学改革

利用各种现代信息技术，采用“翻转课堂”教学模式对《大气污染控制工程课程》进行教学改革。主要从以下几个方面展开。

3.1 课前准备

首先老师除了要掌握课本上的知识外，还要阅读和大气污染控制工程相关的教材(例如丛晓春编著的《空气污染控制工程》、沈恒根编著的《大气污染控制原理与技术》、李连山编著的《大气污染控制技术》等)，以便在传递知识的时候能拓展思路，让学生能更好理解知识。此外，也将这些教材推荐给学生，让学生除了学习课本上的内容外，学习推荐教材的知识，在老师上课时更好地理解相关内容。大气污染控制工程内容比较多，需要在一个学期学习完所有内容，在有限的课时里无法学习完全部课程。因此课前必须结合环境工程专业的培养目标和培养方案，筛选出重点内容，例如燃烧与大气污染、大气扩散浓度估算模式、颗粒污染物控制技术、基础硫氧化物的污染控制、固定源氮化物污染控制、挥发性有机物污染控制等内容。在前一周提前制作教学视频，一个知识点录制一个10～15 min 左右的小视频，视频录制工具可以是摄像机或者手机。除了自己录制视频外和教学任务同时发布到学生班级群中，要求学生课前必须观看并完成教学任务。教学任务主要是让学生提前通过查阅最新的文献，学习各种大气污染控制的最新进展，并分组制作PPT，以便在课堂上和同学们进行分享和讨论。

3.2 课堂设计

3.2.1 学生提出疑问

用5 min左右的时间让学生提出自己在课前通过学习仍然无法解决的疑惑，老师通过总结，并将学生的问题进行梳理，归纳为几个大类。

3.2.2 老师讲解

首先老师花20 min左右的时间对教学内容的重点进行系统的讲解，可以结合相关视频对机理进行详分析。然后花25 min的时间针对学生提出的疑问，分类进行解答，争取做到每个学生都理解透彻不再有疑惑。

3.2.3 学生讲解最新大气污染控制技术

因为目前很多教学课本的出版年份都较老，但科学技术在不断的发展，为了让同学们了解最新的污染控制技术，在第二节课中花30 min抽取2组同学(每个小组派出一名代表)讲解他们在课前制作的PPT，介绍最新的大气污染控制技术，按照背景-一种或者几种最新控制技术的优点和缺点-展望-参考文献的模式进行汇报，汇报完后同学们提问或者点评后老师再进行总结。然后再花20 min让同学们自由发言，介绍自己了解的最新技术及其机理。这种方式要比老师填鸭式的教学效果更好，首先能提高学生的主动性，课前通过查阅大量的文献学习最新的污染控制技术，主动去学习和分析，了解最新的研究进展。对学生的课堂表现进行考核并计入“大气污染控制工程”课程的平时成绩。此外将所有小组的PPT纸质版和电子版都交给老师用于评定成绩。

3.3 课后评价

基于翻转课堂的“大气污染控制工程”教学的评分不再以传统的期末考试成绩作为课程成绩，而是采用全过程评分评价模式。根据老师布置的课前学习任务完成情况、课堂教学活动中的表现、小组制作PPT的成果以及同学们课后作业的完成情况都作为过程性评分的一部分。此外，学生出勤和期末测试成绩都作为评定最终成绩的重要依据，赋予不同的权重。总的来说总成绩包括平时成绩和期末考试，平时成绩占50%，期末考试占50%。其中课前学习成绩占15分，课堂参与和交流占25分，考勤占5分，在线交流互动占5分。期末考试为闭卷考试，题型为名词解释、选择题、简答题、论述题等。

4 结语

近几年，翻转课堂已从理论走向了实践，各大院校的课堂都积极探索“以学生为中心”的“翻转课堂”教学模式。本人已将“翻转课堂”教学模式的大气污染控制工程改革应用于教学实践中并取得了明显的教学效果。自采取该教学模式后，课程的参与度非常高，学生的“大气污染控制工程”知识掌握也得到了显著提高，能运用控制技术解决相应的大气污染问题。但是课程改革需要教师与时俱进，不断地学习进步，掌握最新的大气污染控制技术和更多的教学技能，以提高“大气污染控制工程”的教学质量和教学效果。