《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式帶來的思考
——以學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”為載體

劉 彤

(貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式帶來的思考
——以學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”為載體

劉 彤

(貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

以“發(fā)明設(shè)計競賽”為載體，教師在《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》上實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，讓學(xué)生的參與度更強(qiáng)，成為課堂的主體。同時營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，提高了學(xué)生對于該門課程的學(xué)習(xí)興趣，也為該門課程帶來了新的活力。

翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；發(fā)明設(shè)計；競賽

《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》是作為貴州大學(xué)教學(xué)改革研究項目--《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課課程體系建立與探索》(合同編號：JG2013136)開展執(zhí)行，該門課程已在貴州大學(xué)"三學(xué)期"的教學(xué)體制中為期兩周的“教學(xué)實踐小學(xué)期”中進(jìn)行授課，學(xué)校對該課程的設(shè)置情況如表1所示[1-2]。該門課程通過建立一門較為完善的課程體系，系統(tǒng)的指導(dǎo)大學(xué)生的科研訓(xùn)練以及各種學(xué)科競賽，培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力與學(xué)科競賽能力，而該門課程的一個重要的特點就是采用多種教學(xué)模式如多媒體、課堂討論、激勵教學(xué)等教學(xué)模式增強(qiáng)學(xué)生們對于該門新課程的學(xué)習(xí)興趣，提升該門課程的授課效果[3-4]。而近年來教育界提出的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時間，學(xué)生能夠更專注于主動的基于項目的學(xué)習(xí)，共同研究解決相關(guān)學(xué)科所產(chǎn)生的問題，從而獲得對相關(guān)學(xué)科知識點更深層次的理解[5]。而教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí)，同時在課后，學(xué)生自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識的方式，教師則采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要和促成他們的個性化學(xué)習(xí)，其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過實踐獲得更真實的學(xué)習(xí)。"翻轉(zhuǎn)課堂"教學(xué)模式讓學(xué)生的參與度更強(qiáng)，讓學(xué)生們作為課堂的主體開展學(xué)習(xí)，營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，更有助于促進(jìn)學(xué)生知識的吸收內(nèi)化過程[6]。該教學(xué)模式的提出，也為該門課程帶來了新的活力。本課程授課教師在2015年授課過程中第一次將學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”作為“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的載體進(jìn)行實施，取得了良好的教學(xué)效果。

表1 課程設(shè)置表

1 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的實施流程及要求

該“發(fā)明設(shè)計比賽”的所采用發(fā)明設(shè)計類型的為實用新型專利的模板，這是因為本次參賽的學(xué)生均為本科生，其中低年級(大一)的學(xué)生占了總授課人數(shù)的50%左右，學(xué)生們接觸相關(guān)專利知識的時間很短，僅為授課教師前面講授的兩節(jié)課，而發(fā)明專利對創(chuàng)新性以及相關(guān)專業(yè)知識的要求較高，查找資料的工作量較大，如要求學(xué)生進(jìn)行發(fā)明專利的設(shè)計，其往往“不堪重負(fù)”，而實用新型專利可讓學(xué)生們在較短的時間完成設(shè)計，不僅可以保證發(fā)明設(shè)計比賽的順利進(jìn)行，也可以極大的提高學(xué)生們的信心。

作為“翻轉(zhuǎn)課堂”載體的“發(fā)明設(shè)計比賽”實施流程圖如圖1所示。

圖1 學(xué)生發(fā)明設(shè)計競賽實施流程圖

該“發(fā)明設(shè)計比賽”的具體執(zhí)行步驟如下：

首先要求學(xué)生按上一節(jié)課所學(xué)到的專利撰寫及檢索方法，每8～10名同學(xué)組成一個發(fā)明設(shè)計小組，要選出組長，并進(jìn)行組員的分工合作。教師要求每個發(fā)明設(shè)計小組要在一周的時間內(nèi)完成1個實用新型專利的說明書、權(quán)利要求書、說明書附圖等主要文件的撰寫，并將相關(guān)發(fā)明設(shè)計做成8～10分鐘左右的PPT，每個發(fā)明小組可選定1～2名發(fā)明設(shè)計解說員在課堂上負(fù)責(zé)將該設(shè)計作品向評委與同學(xué)進(jìn)行講解，同時也選定1～2名發(fā)明設(shè)計答辯員對評委的問題進(jìn)行解答。其次，該項比賽在課堂上由授課教師作為比賽主持人，掌控比賽節(jié)奏；相關(guān)評委由授課班級(本門課程多為3～4個班的合班課)各自臨時選出2～3名學(xué)生評委對學(xué)生發(fā)明設(shè)計作品進(jìn)行提問與打分，在賽制上前一個發(fā)明設(shè)計小組作品介紹員講解完P(guān)PT后，學(xué)生評委根據(jù)該發(fā)明設(shè)計的相關(guān)介紹情況以及PPT制作情況打出該項作品5分的成績(總分10分)，同時學(xué)生評委向?qū)W生選手提出3～4個相關(guān)問題，發(fā)明設(shè)計小組作品解說員負(fù)責(zé)記錄，當(dāng)下一個發(fā)明設(shè)計小組作品PPT講解完畢，并由學(xué)生評委提問后，該小組再上場對前面評委提出的問題進(jìn)行答辯，評委根據(jù)問題回答情況打出剩下5分成績，并由學(xué)生比賽成績統(tǒng)計員統(tǒng)計該發(fā)明設(shè)計作品最終得分(先去掉一個最高分和一個最低，再加權(quán)平均)。最后，在比賽結(jié)束時由授課教師對各個學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組的作品進(jìn)行點評，并宣布該場比賽的一、二、三等獎，對表現(xiàn)較為出彩的發(fā)明設(shè)計小組與個別同學(xué)進(jìn)行表揚，對于一等獎獲得小組成員平時成績提高20%，二等獎獲得小組成員平時成績提高15%，三等獎獲得小組成員平時成績提高10%，同時在其中選擇一些學(xué)生參與授課教師自己的學(xué)生科研團(tuán)隊或推薦參加其他老師的學(xué)生科研團(tuán)隊。該競賽相關(guān)人員配備表如表2所示。

表2 學(xué)生發(fā)明設(shè)計競賽相關(guān)人員配備表

2 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的具體實施情況

2.1 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的授課班級情況

本次學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”主要面向的授課班級為貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院6個班級(2014級4個班、2012級2個班)，3個專業(yè)，共計224名學(xué)生進(jìn)行授課，具體授課班級情況如表3所示。

表3 授課班級情況表

2.2 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的參賽情況

本次學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”共有24支學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組參加比賽(具體參賽作品情況如表4所示)。

表4 學(xué)生發(fā)明設(shè)計競賽參賽作品表

表4(續(xù))

在課堂上，各個學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組的作品解說員均利用賽前精心準(zhǔn)備的發(fā)明設(shè)計作品的PPT向?qū)W生評委及學(xué)生觀眾陳述了自己作品的創(chuàng)新點以及相關(guān)優(yōu)勢(如圖2所示)，學(xué)生評委也認(rèn)真的聽取選手們的闡述，并提出了相關(guān)問題(如圖3所示)。各個學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組的答辯員針對學(xué)生評委提出的問題作了解答(如圖4所示)。各學(xué)生評委結(jié)合各學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組的作品闡述情況與問題回答情況進(jìn)行了打分(如圖3所示)，比賽的最后授課教師對比賽進(jìn)行了點評并宣布本次比賽的獲獎學(xué)生發(fā)明設(shè)計小組名單(如表5所示)，整個比賽在熱烈歡快的氣氛中進(jìn)行，學(xué)生們歡聲笑語及熱烈的掌聲不斷，學(xué)生們通過本次“發(fā)明設(shè)計競賽”真正成為課題的主體，讓“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式得以實施。

圖2 學(xué)生選手講解發(fā)明設(shè)計

圖3 學(xué)生評委提問及打分

圖4 學(xué)生選手回答評委提問

編號發(fā)明設(shè)計作品名稱發(fā)明設(shè)計小組組長發(fā)明設(shè)計小組所屬班級所屬專業(yè)所獲獎項1火災(zāi)爆炸報警液化氣罐蔡魯陽無機(jī)141無機(jī)非金屬材料工程一等獎(低年級組)2可調(diào)節(jié)高跟鞋姜維恩過控141過程裝備與控制工程二等獎(低年級組)3可調(diào)溫鞋墊申杰過控141過程裝備與控制工程三等獎(低年級組)

表5(續(xù))

3 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的實施意義

本次“發(fā)明設(shè)計比賽”的實施，其實施意義有以下五個方面：

第一，該項比賽極大調(diào)動了學(xué)生們發(fā)明創(chuàng)新的積極性，讓更多有科技創(chuàng)新能力的同學(xué)涌現(xiàn)出來，為我院學(xué)生學(xué)科競賽團(tuán)隊的培養(yǎng)提供了大量的后備人選。

第二，學(xué)生們通過對實用新型專利的說明書、權(quán)利要求書、說明書附圖的撰寫，強(qiáng)化了對教師課堂上專利撰寫相關(guān)知識的認(rèn)識，有了實操的經(jīng)驗，更好的掌握了該部分的知識。第三，學(xué)生通過對發(fā)明設(shè)計PPT的制作，對本門課程第二章《本科生學(xué)科競賽培訓(xùn)》中提及的學(xué)科競賽作品PPT的制作的相關(guān)知識有了一定的印證，提升了PPT制作的水平。

第四，本次比賽中許多學(xué)生能夠在講臺上將發(fā)明設(shè)計作品的向授課教師、學(xué)生評委及其他同學(xué)進(jìn)行展示，并回答評委的相關(guān)問題，對自身的語言組織能力、現(xiàn)場應(yīng)變能力有了一定提升，同時為今后工作中各種產(chǎn)品的展示，積累了一定的實踐經(jīng)驗。

第五，在本次比賽發(fā)明設(shè)計作品的準(zhǔn)備階段，發(fā)明設(shè)計小組的成員們分工合作，各司其職，齊心協(xié)力的完成了各自的作品，對學(xué)生團(tuán)隊意識大局觀的培養(yǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4 學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的展望

今后在《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》授課過程中開展學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”，可鼓勵不同專業(yè)的同學(xué)自由組隊，每個發(fā)明設(shè)計小組還可以邀請1～2名外院的學(xué)生擔(dān)任小組成員如資源與環(huán)境工程學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院、材料與冶金學(xué)院、電氣工程學(xué)院等，讓學(xué)生們能從分發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢，進(jìn)行跨專業(yè)、跨學(xué)科的團(tuán)隊合作，這樣有助于化工學(xué)院的學(xué)生對其他學(xué)科的知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，使團(tuán)隊成員之間在不同知識領(lǐng)域中感受到思想碰撞的火花，形成真正的“頭腦風(fēng)暴”，從而提升發(fā)明設(shè)計團(tuán)隊的創(chuàng)新意識，得到更好的發(fā)明設(shè)計作品，提高學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”的水平，吸引更多的學(xué)生參與其中。另一方面，對學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”中好的發(fā)明設(shè)計作品即專利查重通過，專利本身的科技含量及創(chuàng)新性較高，具備一定的社會經(jīng)濟(jì)效益或環(huán)境生態(tài)效益的作品，可由授課教師按照貴州大學(xué)大學(xué)生申請專利相關(guān)政策幫助其完成專利申請及相關(guān)后續(xù)工作，這樣不僅提高了化學(xué)與化工學(xué)院本科生申請專利的數(shù)量與質(zhì)量，也提升了我院學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

[1] 劉 彤.貴州大學(xué)《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》的探索與實踐[J].山東化工,2014,43(5):171-173.

[2] 劉 彤.提升學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽能力的探索與實踐-以《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》為載體[J].山東化工,2015,44(6):127-128.

[3] 陳偉強(qiáng). 學(xué)科競賽:提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑[J].科技信息,2011 (4) : 39- 42.

[4] 王向陽.高校學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].煤炭高等教育,2012,34(05):57-61.

[5] 曾 貞.翻轉(zhuǎn)教學(xué)的特征、實踐及問題[J].中國電化教育,2012(7):18-20.

[6] 趙興龍.翻轉(zhuǎn)教學(xué)的先進(jìn)性與局限性[J].中國教育學(xué)刊. 2013 (4) :52-54.

(本文文獻(xiàn)格式：劉 彤.《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式帶來的思考——以學(xué)生“發(fā)明設(shè)計競賽”為載體[J].山東化工，2016，45(04)：113-117.)

College Students' Scientific Research Training and Discipline of the Institute of Chemical Industry Competition Tutorials "Flip the Classroom Teaching Mode of Thinking, to the Student Design Competition of" Invention "as the Carrier

Liu Tong

(School of Chemistry and Chemical Engineering , Guizhou University, Guiyang 550025, China )

To "invent the design competition " as the carrier, the teacher in "chemical engineering college students research training and subject competition " to achieve "flipped the classroom" teaching mode, so that students' participation is stronger, become the main body of the classroom. At the same time, a good learning environment and atmosphere has been created to improve the students' interest in the course, also has brought new vigor for the course.

flip the classroom; teaching mode; invention design; competition

2016-01-12

2013年貴州大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目《化工學(xué)院大學(xué)生科研訓(xùn)練及學(xué)科競賽指導(dǎo)課課程體系建立與探索》(項目號：JG2013136)

劉 彤(1979—)，貴州都勻人，副教授，碩士研究生，主要從事化工原理與無機(jī)填料試驗教學(xué)和研究

G642

A

1008-021X(2016)04-0113-05