建筑给水排水工程微课教学模式浅析

关键词:建筑给水排水工程;微课;教学模式

建筑给水排水工程课程是高校给排水科学与工程专业的专业必修课。通过对课程的系统学习，学生们可以掌握建筑给水排水体系中主要系统的基本理论、设计原理和方法，初步掌握各系统的安装、管理方面的基本知识和技能，培养学生具备建筑给水排水工程的设计、管理及科研的基本能力，为将来从事与市政工程领域相关的给排水工作奠定基础。课程的专业性、综合性和实践性较强，课程学习具有一定的实践意义和工程价值，对于培养学生解决复杂给水排水工程问题的能力有着重要的支撑作用。

1建筑给水排水工程传统教学中存在的主要问题

A.教学模式单调，教学方法陈旧。传统的教学形式是教师在课堂上讲课，学生在台下听课，课后教师布置作业，学生完成练习的过程。这种以教师课堂讲授为主的教学模式，使学生处于被动接受知识的状态，学习兴趣和学习积极性不易提高，注意力不易集中，学习效率较低。

B.以学生为中心的教育理念未得到充分体现。传统课堂的教学活动形式主要表现为教师讲、学生听的单向信息传递交流，更多关注的是教师教授了什么，而不是学生学到了什么。教师位于教学活动的中心地位，发挥着教学主导作用，但师生互动交流效率偏低，很难实时把握学生的学习进度、听课质量和学习效果。

C.教学评价和考核方式未体现学生的综合能力。传统教学中，课程的教学评价只局限于考核成绩，考核方式多为“平时成绩+闭卷考试”的形式，其中平时成绩占比很少，主要体现在考勤、课后作业和课堂提问等环节;闭卷考试集中在期末进行，考试题型一般都是理论性、概念性的内容，需要学生背诵记忆，未能激发出学生的创造性思维，学生分析问题、解决问题的综合能力体现不明显。

2建筑给水排水工程课程的教学改革趋势

随着社会经济的发展，城市建设速度加快，社会对建筑给水排水方向的人才需求也随之增加。近年来，随着住宅小区的大力兴建、高层建筑的拔地而起、节水技术的广泛普及以及生态小区、绿色建筑、中水工程等新概念的提出，给建筑给水排水工程学科注入了新的知识点。建筑给水排水工程的新材料、新设备及新技术的不断涌现，推动了建筑给水排水学科的进步和发展，也对课程的建设和发展提出了新的任务和要求。“互联网+”时代下，随着信息技术和知识数字化技术的快速发展，以微视频为主要形式的微课概念被提出。微课(SPOC，SmallPrivateOnlineCourse)是一种在线课程开发模式，具有灵活性、自主性、可重复性、主题突出、传播广泛、交互性强等优点，其核心内容是以阐述某一知识点为目标，在线呈现教学短视频，学生通过观看教学视频实现自主化和个性化学习。

3建筑给水排水工程微课教学模式

本研究以教育部高等学校给排水科学与工程专业教学指导分委员会教育教改项目“建筑给水排水工程慕课教学的设计与构建”为基础，研究对象为某高校2016级给排水科学与工程专业学生，具体教学改革实践过程如下。

3.1微课教学模式的设计方案

基于给排水科学与工程专业培养计划的达成度要求、建筑给水排水工程课程教学目标的设置原则以及学习者的能力需求，将微课与信息化教学资源平台相融合，充分利用校园课程资源，合理安排线上与线下教学过程，以达到翻转课堂的教学效果。微课教学模式可分为线上教与学、线下教与学两个方面，其设计方案如图1所示。

3.2微课教学模式的主要研究内容

本课程的教学安排为40学时，由课程团队教师将教学内容梳理、整合、细化，划分出与教学大纲相应的知识点，作为线上学习内容。SPOC课程依托中国大学MOOC平台开放，可将线上自学与线下课堂有机结合。微课教学过程可以分为课前自主学习、课中知识内化和课后巩固深化这三个阶段。3.2.1课前自主学习阶段。(1)教师根据建筑给水排水工程教学大纲，把本单元的教学目标、课程安排、学习任务、重点难点以及考核方式等要求发给学生。将课程中5章教学内容(建筑内部给水系统、建筑消防系统、建筑内部排水系统、建筑内部热水供应系统和建筑中水系统)对应的重点、难点、疑点以及反映某个教学环节、教学主题的内容，划分为40个知识点，精心设计录制成40讲微视频。每个视频长度约为5～15min，做到内容完整、主题突出、短小精炼、兼具专业性和趣味性(如建筑内部设水泵和水箱的给水方式、闭式自动喷水灭火系统的工作原理、建筑内部排水系统的通气管布置形式等微视频)，便于学生利用碎片化时间进行线上学习。(2)设计在线单元测验和在线作业帮助学生巩固所学和进行自我评价，使教师及时掌握学情。单元测验内容侧重于概念性、理论性较强的基础

知识(如自动喷水灭火系统的类型与特点、建筑内部热水供应系统的类型与特点等)，难易程度适中，主要考核学生对基本理论、基础概念的掌握程度。在线作业题目相对灵活，内容更具有实践性(例如，根据某建筑条件图，设计该建筑内部给水系统，并进行给水管网的水力计算;或者分析论述某建筑发生水质污染的现象及原因，并分析相应的水质防护措施等)，既锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，又将工程实践和国家注册考试进行了衔接。(3)建立在线教学论坛，发布综合性或拓展性的主题(例如，针对某宾馆采用的消防给水系统进行评价，并提出改进方案)，鼓励学生积极参与，提高其学习主动性。在答疑区，教师对学生的质疑及时给予针对性的指导，为学生答疑解惑，搭建师生交流沟通的桥梁，提高师生之间的互动性。通过在线论坛的讨论与答疑，教师可以全面了解学生的学习过程，充分感受到学生的学习体验(包括学习收获和困惑)，做到学情全透明。3.2.2课中知识内化阶段。师生在课堂上面对面的知识内化阶段，是实现翻转课堂的关键。教师可充分利用多媒体与板书，动静结合地呈现教学内容，激发学生的学习兴趣，调动学生的学习主动性，有效解决实际教学问题。建筑内部给水系统的给水方式、消火栓给水系统的工作原理、建筑内部热水供应系统的流程等，均可以采用视频与图片相结合的方式，结合多媒体课件、实物模型、BIM或3D动态仿真技术以及实际工程案例的演示，多角度、多方位予以表达。课堂主要教学形式可分为以下几点:(1)学生质疑和教师答疑。线上学习产生的问题是课堂学习的起点，学生将自主学习阶段所记录的疑问汇总、反馈，教师针对学生所反馈的问题进行解答或针对学生的薄弱点进行补充讲解。(2)难点解析和案例分析。教师针对课程教学中的难点和重点内容进行精讲，借助板书进行公式推导和演算，帮助学生加深对知识的理解与内化;设计工程案例习题，引导学生利用所学理论知识解决工程实践问题。(3)预习成果检验。采用提问与回答、简单小测验、展示学习笔记等形式对学生进行考查，及时掌握学生的学习情况，并鼓励学生上台进行成果交流和分享学习收获。教师应创设情境，引导、组织学生就疑难点进行讨论、交流、解决，实现个人知识内化。3.2.3课后巩固深化阶段教师利用网络微课平台布置章节小测验或课后作业，检测学生的学习成效，了解学生对课堂知识的内化程度。课前预习阶段的在线测试以选择题、填空题或判断题等客观题型为主，而课后巩固深化阶段的作业或测验可增加计算题、综合题或设计题等，提高难度，考查学生的掌握程度(如建筑内部给水系统的给水方式的类型、给水方式选择的原则、建筑内部给水系统中某一给水方式的水压和水量确定)。为保证学习知识的系统性与完整性，教师需根据教学目标将分散的、碎片化的知识点串联起来，使学生对课程体系有完整的认识和把握。例如，按照建筑内部给水系统的分类－组成－功能－工作原理－适用条件－应用评价－设计原则－设计方法等顺序对建筑内部给水系统这一章节进行总结，使学生能够层层递进地巩固知识。基于微课的翻转课堂教学模式结构图如图3所示。

4结语

建筑给水排水工程课程采取基于微课的翻转课堂教学模式，使得信息技术与高等教育深度融合，取得了显著的教学效果。课程教学改革促进了学生个性化学习、激发了学生深度学习、加强了师生互动交流，使得学生的独立学习能力、思考问题能力和解决问题能力都得到了提高。在信息化技术不断推进高校教学发展的过程中，建筑给水排水工程微课教学的理论研究和实践探索还有待于进一步完善。