“探究-参与”式智慧课堂在《食品工程测控技术》中的应用研究

秦延斌，李维杰，刘宝林

（上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海）

一 引言

智慧课堂是通过网络平台实现授课内容的推送及学习数据的收集和分析，可以实现教师与学生之间的立体化交流互动，达到评价及时性的智能高效课堂，能够让教师提高授课效率，同时让学生能够获得适宜的个性化学习服务[1]。将参与式智慧课堂运用到《食品工程测控技术》教学中，借助学校第一教学楼的智慧教室直录播云平台，以学生为主体、教师为组织引导者，能够有效提高学生对教学的参与积极性，激发他们学习的主动性，实现学生知识、能力、素质的协调发展，有利于推进食品工程相关课程的改革。

二 “探究-参与”式智慧课堂简介

（一）探究-参与”式教学方式

教学过程中，学生在教师的引导下，以“自主、探究、合作”的学习理念为指导，对当前教学中的主要知识点进行自主学习、小组合作探究，从而达到课程标准中知识、能力、情感态度价值观要求的教学方式称为探究式教学模式[2]。而参与式教学模式则是将学生放在课堂教学活动的主体位置，教师负责设计、组织课堂活动，调动学生参与，引导学生自主创造性的学习和发展，进而给学生提供轻松的学习环境，激发学生的学习兴趣，培养学生积极思考问题、解决问题的态度和能力[2]。

“探究-参与”式教学模式是以探究式教学和参与式教学为指导思想，以培养学生主观能动性、学习食品工程学科基础知识、养成科学严谨的学习态度、提升学生综合能力为目标的一种先进的教学理念[3]。这种教学模式重“导”而轻“灌”，重“学”而轻“教”，其优越性主要体现在：（1）提升学生教学内容掌握率。心理学上的“学习保持力”原理指出，学生一般能够记住他们所阅读的10%，所听到的20%，所看到的30%，所看到和听到的50%，与他人所讨论的70%，在现实生活中所运用和实践的80%，向别人所教授的95%。因此通过参与式教学加强学生对教学过程的参与，能够提高他们对教学内容掌握的牢固程度，特别是知识记忆的持久性。（2）极大地激发学生学习的积极性和主动性。兴趣是学生参与学习的主要动力，是学生获得全面发展的关键因素。只有当学生对学习有了需求， 才会主动踊跃参与探究、思考与实践，最终获得知识能力[4]。（3）有利于促进师生关系。“探究-参与”式教学体现了师生作为双主体在教学过程的共同参与，强调了学生作为教学活动中的平等参与者、对话者。在这样的教学背景下，就有利于建立和谐融洽的师生关系，构建平等、自由、和谐的课堂氛围[5]。

（二）智慧课堂简介

随着现代科技的迅速发展，各种信息化教学手段越来越多地在教学过程中得到应用。智慧课堂是一种通过网络平台实现授课资源的推送和学习成效的反馈，使教师与学生之间达到立体化的交流互动，从而达到评价及时性的智能高效课堂[6]。它可以实现教学内容数字化、教学决策数据化、交流互动多样化、评价反馈及时化、资源推送智能化，促进教师开展精准教学与个性化教学[7]。借助智慧教室的“探究-参与”式教学可以得到更好的开展和进行，使教学内容更直观、形象、具体，切实提高教学质量和教学效率。这种教学模式强调以探究为主，重在让学生真正参与到课堂中，通过网络实现教学资源的实时推送和师生的交流互动，非常适合大学本科生学习的一种授课方式。基于学校的智慧教室直录播云平台，通过对《食品工程测控技术》这一门课程的实践来谈一下“探究-参与”式智慧课堂的应用成效。

三 “探究-参与”式智慧课堂教学模式的构建

（一）面向对象

基于多媒体教学平台，本次《食品工程测控技术》课程授课对象为大学三年级食品质量安全等相关专业本科生，之前已经有过相关课程的学习，对食品工程类理论知识具有了一定的基础。他们未来工作方向是有关食品检验、测试的各个部门，因此需要较好的掌握食品工程相关测控技术的基础知识和应用特点，特别是对温度测量等传感器的分类、工作原理和特性、适用场景等方面的知识点。

（二）教学总目标

以测试测量技术为基础内容的《食品工程测控技术》课是高等学校食品工程相关专业的一门重要的通识课程。让学生熟练掌握课程中相关传感器设备的结构特性和测量原理；同时了解这些设备在生活、生产和社会发展中的应用，理解它们与科学、技术、社会之间的联系，树立学生的世界观、价值观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识。包括[2]：

知识目标。进一步加深对各种传感器原理的理解，熟练掌握设备的测试测量方法，明确不同类型传感器的应用特性和适用场合。

能力目标。提升学生自主学习能力，培养他们对新知识、新设备、新仪器的学习兴趣，能够主动钻研相关原理，查找相关国内外文献，提高学生在相关学科领域的知识水平和自身综合素质，将来进入科研院所或企业能够完全胜任相关技术工作岗位。

情感态度价值观目标。培养学生积极向上的学习态度和生活态度，通过分小组完成课堂作业，使学生更加注重团队协作与知识分享，实现学生与合作者的双重身份的结合。加强学生勇于面对困难、战胜困难的决心和能力，使其明白提升自我综合能力的重要性，做一个对社会有用的人。

（三）具体开展形式

1.课前准备。

课前阶段，通过网络平台将相关数字资源以及新课课件发送给学生，并提出问题，引出新课知识点。通过以问题为导向，引导学生提前预习。学生线上回答问题，教师则根据反馈情况，进行学情分析，对学生的预备基础进行了解，做到心中有数，以调整教学内容安排和课堂组织策划。而在传统教学模式里，课前学情只能依靠教师自身多年的教学经验进行推测，或是通过简单询问学生粗略了解，难以得到详细全面的反馈。

图1 “探究-参与”式智慧课堂教学体系结构图

2.课中互动。

将预习提出的问题作为课堂导入，围绕解决问题贯穿课堂始终，引入预设情景，激发学生学习兴趣和动力。教师在课程开始的前面两次课堂进行分小组知识探索，随机将学生分为5～7个小组，目的是让每个学生都能参与其中，共同合作探究新的知识点，并且能够接触不同的成员，从而避免形成固定的圈子和依懒性，降低分组教学的效果。教师给每一组学生安排讨论的题目，并要求每个小组对该课题进行调研，包括查阅文献、浏览互联网及亲身实践等多种形式。小组内部自行分配工作内容，这样可以充分发挥每个人的专长，提高学习效率。下次课堂上，每个小组花3～5分钟向教师及其他小组学生汇报工作进展，这样在督促自己的同时也可以向其他学生普及相关知识，直至汇报8～10次课之后，组织每个小组进行一次课堂PPT演讲，演讲者可以是一人或多人，原则上应该让每一个学生都直接或间接参与到汇报工作中。通过教师知识点讲授与学生陈述、学习小组讨论相结合，师生得以有效互动，并充分发挥学生的主体性、能动性。课堂教学利用智慧工具进行多媒体教学的同时，可通过网络进行实时交流反馈，教师检测课堂教学情况，学生获得评价。这在传统教学中是难以实现的，教师只能通过学生的表情、肢体语言揣测教学反馈，并且课堂上极少有机会与大班教学的所有学生进行互动[6]。

3.课后复习。

每次课堂结束前十分钟，教师线上发布作业、课程拓展资料等，学生直接在线上复习、提交作业，随后教师答疑、审阅作业，给予评价。如我们生活中常见的“后熟”食品都有哪些？学生们通过思考可直接在线上平台进行交流发言，学习氛围也更为轻松自在，可以调动学生的积极性。相对于传统教学，学生可获得的学习资源更加丰富、便捷，作业及评价的形式也更加多样化。“探究-参与”式智慧课堂教学模式的开展如图1所示[6]。

（四）评价策略

相对于传统教学方式主要参考学生期末考试卷面成绩的评价策略，“探究-参与”式智慧课堂教学模式可以多角度的更全面、更客观的评价学生，将学生平时课堂在线上的互动表现、综合性的成果展示、期末考试测试成绩等多方式融合在一起综合评价学生课堂表现和对本课程知识的掌握情况。在课程教学结束后，安排学生将自己这一学期的课堂学习内容、小组探索课题的知识点以及两者之间的关联性进行汇总，并给出自己的一些总结和思考，最后缩写成一篇1000字左右的小论文。教师对每一位学生的文章进行评价，最后将评语、课堂作业、演讲PPT和班级名单汇总成册，制作成PDF文件，发给每位同学，作为本次课程的美好记忆，同时也是知识点的回顾和总结。

四 教学效果检验

以“探究-参与”式智慧课堂教学模式为基础的《食品工程测控技术》教学框架建立之后，经过一个学期的测试，课题组成员在第二个学期期末对学生发放了食品工程测控技术教学满意度的调查问卷来评价课程发生的变化。具体分析如下。

（一）改善课堂授课环境，提升教学效果

智慧课堂将先进的、智能化的教学手段引入课堂。多媒体、手机或平板电脑比较适合当代大学生的接受习惯，同时也可以吸引学生的眼球[8]。传统教学模式下教师“填鸭式”的授课方法贯穿整个课堂，学生获取知识非常被动，无法始终保持精力集中，难以激起学生的学习兴趣，学习效率不高。以探索性思维培养为导向的教学模式则以问题引导交流对话的形式，从数据资料出发寻找结论或解决问题的方案，强调的是教师和学生共同作为课堂的主角，学生充分发挥主人翁的意识和主观能动性，课堂学习氛围得到活跃，极大地激发了学生参与课堂的兴趣并加深对知识的理解，实现对新知识的学习掌握和应用[9]。

（二）提升学生自主学习的兴趣和能力

通过一个学期的实践，学生最大的变化就是对学习的态度发生了转变，逐渐地对课堂产生了浓厚的兴趣，课堂氛围也变得异常活跃和轻松。许多性格较为内向的学生也渐渐变得开朗，愿意与老师和同学在课上进行交流和讨论。在新的教学环境的影响下，学生的学习也由被动变为主动，从而增强了学习自主的能力，在潜移默化中提高了他们的自信心和成就感[8]。将参与式教学应用到食品工程类课程教学中，可以让学生对知识进行更深层次的认识与挖掘，学生通过切身体验与参与，提高学生的综合能力。在提高学生的学习能力时，还有利于引导学生形成正确的价值以及终身学习理念。兴趣是学生参与学习的主要动力，也是决定其能否全面发展的关键因素，只有当学生对学习有了需求，才会主动踊跃参与探究、思考与实践，最终获得知识，提升个人能力[4]。

（三）提高教师综合水平，促进师生共同发展

新时代的教育理念对教师提出了更高的要求，以往那种对着课件和资料“照本宣科”的教学方式已经远远不能满足现代化教育的需求，主动学习先进的教学理论和相关知识非常重要。参与式教学体现了师生作为双主体在教学过程的共同重要性，强调了学生作为教学活动中的平等参与者、对话者[5]。教师在新的教学模式下更注重学生的个性化需求，有针对性地发放学习资料和布置练习作业，不同层次的学习需求都得到了满足，学习更有动力，学生也更愿意配合教师完成教学，对任课教师也产生了好感，从而改善了师生关系，无形之中提高了教学效果[8]。一个学期授课下来，教师不仅了解了每位学生的性格特点、爱好专长，同时也与学生们形成了亦师亦友的关系，师生在轻松愉悦的教学环境中都得到了成长和发展。

五 结语

与传统教学方法相比，“探究-参与”式教学可以显著提高食品工程类课程学生的理解能力和动手能力，学生参与度高，教学质量反馈较好。而以现代化信息技术为依托的智慧课堂的引入，对这种教学模式起到了积极的促进作用，并能够有力地推动大学工程应用类课程的改革和发展。但是，“探究-参与”式智慧课堂在食品工程教学中的应用还处在初级探索阶段，教师在选题和课堂把握中有一定的难度，需要进一步深入探讨该平台的适用性以及完善具体的实施策略，使得“探究-参与”式智慧课堂更具可操作性，以提高教学实效性，帮助学生获得个性化全面发展。